경사지 건축설계는 건물을 계단식으로 배치하는 것만으로 끝나지 않는다. 건축물이 경사지에 5m 이상 묻히고 대지경계선과 이격거리가 충분하지 않아 어스앵커조차 설치하기 어려운 대지라면 토압·배수·습기·옹벽과 건축구조의 접점을 처음부터 함께 풀어야 한다.
경사진 대지를 처음 보면 보통 전망부터 생각한다.
높은 쪽에서는 조망이 좋고, 낮은 쪽에서는 지하층이 자연스럽게 지상으로 열리니 건축적으로 재미있는 공간을 만들 수 있다.
그러나 설계를 시작하면 이야기가 달라진다.
특히 경사 상부에 건축물이 깊게 묻히는 경우에는 보이지 않는 뒤쪽 벽이 오히려 설계의 핵심이 된다.
예전에 진행했던 현장에서도 건물 일부가 경사지에 5m 이상 묻히는 구간이 상당했다.
문제는 단순히 흙을 막는 것이 아니었다.
대지경계선까지 여유가 부족해 일반적으로 생각하는 어스앵커 공법을 적용하기도 곤란했다.
결국 구조, 토목, 방수와 배수를 각각 따로 해결할 것이 아니라 하나의 단면 안에서 동시에 풀어야 했다.
1. 경사지 건축에서 먼저 봐야 할 것은 평면보다 단면이다
5m 이상 묻히면 지하 외벽의 조건이 달라진다
평지에서 지하층을 계획할 때도 토압과 지하수는 중요하다.
하지만 경사지에서는 건물의 한쪽은 지상인데 반대편은 몇 개 층 높이가 흙에 묻히는 상황이 생긴다.
이때 설계자가 평면만 보고 건물을 배치하면 문제가 뒤늦게 나타난다.
상부 경사면에서 내려오는 우수, 토압, 지하수와 습기가 모두 건물 뒤쪽으로 집중될 수 있기 때문이다. 특히 장마철에는 평소 보이지 않던 물길이 생길 수도 있다.
그래서 나는 이런 대지를 검토할 때 건물 배치도보다 경사 방향으로 절단한 단면도를 먼저 자세히 보며, 토목 기술자들과 긴밀히 협의한다.
어디까지 흙에 묻히는지, 외벽과 토사 사이에 어느 정도 공간을 확보할 수 있는지, 물을 어디에서 받아 어디로 보낼 것 인지 부터 확인해야 한다.
방수재를 좋은 것으로 선택하는 것 만으로는 부족하다. 물이 벽에 계속 머무르는 조건 자체를 줄이는 것이 먼저다.
2. 건물과 흙을 바로 붙이지 않고 드라이에어리어를 크게 만들었다
방수보다 먼저 물과 건축물을 떨어뜨렸다
당시 선택한 중요한 방법 가운데 하나가 드라이에어리어(Dry Area)였다.
드라이에어리어는 지하외벽과 흙 사이에 공간을 두어 채광이나 환기, 배수 및 유지관리에 활용하는 공간이다.
일반적인 지하층에서는 비교적 좁게 계획하기도 하지만 이 현장에서는 조금 다르게 접근했다.
건축물이 깊게 묻히는 만큼 드라이에어리어를 충분히 확보해 토목옹벽과 건축물 외벽을 가능한 한 직접 맞붙이지 않는 구조를 계획했다.
이렇게 공간을 분리하면 장점이 있다.
첫째, 옹벽 쪽에서 내려오는 물을 건축물에 닿기 전에 처리할 수 있다.
둘째, 외벽 방수층의 상태를 관리하기가 상대적으로 유리하다.
셋째, 환기가 가능해지면서 장기간 습기가 머무는 조건을 줄일 수 있다.
결국 드라이에어리어는 단순히 '빛을 넣는 공간'이 아니라 경사지 건축에서 물과 건물을 분리하는 완충공간이 될 수 있다.
물론 공간을 크게 만들수록 공사비와 사용 가능한 면적에는 부담이 생긴다.
따라서 무조건 크게 만드는 것이 답은 아니다. 토압, 배수계획, 대지조건과 유지관리 가능성을 함께 검토해 필요한 폭을 결정해야 한다.
3. 어스앵커를 못 쓰는 현장, 부축벽과 구조의 접점을 고민하다
토목옹벽과 건축물은 서로 다른 구조물이지만 경계에서는 함께 검토해야 한다
또 하나의 어려움은 대지경계였다.
흙막이를 위해 어스앵커를 설치하려면 현장 조건과 권리관계, 인접지 영향 등을 검토해야 한다. 그런데 대지경계에 여유가 없는 현장에서는 일반적인 방식으로 적용하기 어려운 경우가 있다.
이 현장에서는 이러한 조건 때문에 부축벽(Buttress Wall) 방식을 검토해 옹벽 자체의 안정성을 확보하는 방향으로 접근했다. 쉽게 말하면 높은 벽체 뒤에 보강벽을 세워 토압을 버티도록 하는 방식이다.
하지만 여기서 또 하나 중요한 문제가 생긴다.
토목옹벽과 건축물 구조체가 만나는 부분을 어떻게 처리할 것인가?
두 구조물을 무조건 하나로 묶는 것이 좋은 것도 아니고, 단순히 떨어뜨려 놓는다고 문제가 해결되는 것도 아니다. 각각의 구조적 거동과 기초 조건, 토압 전달, 침하 가능성, 방수와 배수, 시공순서를 함께 검토해야 한다.
특히 옹벽과 건축외벽 사이에 공간을 만들었다면 그 공간의 바닥 배수도 중요하다.
물이 들어오는 것을 완전히 막겠다는 생각보다 들어올 수 있는 물을 안전하게 모아 밖으로 내보낸다는 계획이 현실적일 때가 많다.
현장에서 느낀 것도 바로 이것이었다.
경사지 건축은 건축도면만 잘 그린다고 해결되지 않는다.
건축·구조·토목·방수·배수 담당자가 초기 단계부터 같은 단면을 놓고 협의해야 한다. 공사가 진행된 뒤 문제를 발견하면 해결 방법은 줄어들고 비용은 급격히 커진다.
경사지 건축설계에서 먼저 확인하는 것
경사지 프로젝트를 검토할 때는 최소한 다음 사항을 초기에 확인한다.
① 건물이 가장 깊게 묻히는 높이
② 자연지반과 계획지반의 차이
③ 토목옹벽과 건축외벽의 관계
④ 우수와 지하수의 배수 경로
⑤ 흙막이 공법과 대지경계 조건
⑥ 드라이에어리어 확보 가능 여부
⑦ 옹벽·기초·건축구조의 접점과 시공순서
이 일곱 가지를 초기 단면에서 풀어 놓으면 평면계획도 오히려 쉬워진다.
경사지 건축의 핵심은 멋진 계단식 형태를 만드는 데만 있지 않다. 건물이 땅과 만나는 보이지 않는 부분을 어떻게 설계하느냐가 오히려 건물의 수명을 좌우할 수 있다.
자주 묻는 질문 Q&A
Q. 경사지에 묻히는 외벽은 방수만 잘하면 되나요?
그렇지 않다. 방수층도 중요하지만 배수와 통기, 토압, 지하수 조건을 함께 봐야 한다. 가능하다면 물이 구조체에 장시간 머무르지 않도록 만드는 계획이 우선이다.
Q. 드라이에어리어는 크게 만들수록 좋은가요?
반드시 그렇지는 않다. 대지 활용도와 공사비가 증가하기 때문에 경사도, 매립 깊이, 배수 및 유지관리 조건에 맞춰 적정 규모를 결정해야 한다.
Q. 부축벽을 사용하면 어스앵커가 필요 없나요?
현장마다 다르다. 부축벽은 옹벽을 보강하는 하나의 구조 방식이며 실제 적용 여부와 치수는 지반조건, 토압, 옹벽 높이, 기초조건 등을 토대로 구조·토목기술자의 검토가 필요하다.
마무리
경사지 건축에서 가장 까다로운 곳은 눈에 잘 보이는 정면이 아니라 땅속에 묻혀 물과 흙의 압력을 계속 받는 건물 뒤쪽일 수 있다. 그래서 나는 경사지 설계를 시작할 때 평면보다 단면을 먼저 들여다보는 편이다.
특히 깊게 묻히는 건축물이라면 옹벽, 드라이에어리어, 방수, 배수, 구조체를 각각 따로 설계하지 말고 하나의 시스템으로 검토해야 한다.
※ 실제 흙막이와 옹벽 공법은 지반조사 결과, 굴착 깊이, 인접 건축물, 대지경계 및 현장 여건에 따라 달라지므로 개별 프로젝트에서는 구조·토목 등 관련 기술자의 검토가 필요하다.
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