1. 최대 토피만 보지 말고 최소 토피부터 함께 잡는다
같은 암거에서 어느 단면을 계산해야 할까. 먼저 종단계획과 포장계획을 겹쳐 암거 상단부터 계획고까지의 토피를 구간별로 표시한다. 토피가 큰 곳은 연직토압이 커지지만, 얕은 곳은 차량 활하중이 상부슬래브에 더 직접적으로 전달될 수 있다. KDS 44 90 00은 토피 0.6m 이상 2.0m 이하에서 양쪽 끝을 모두 검토하고, 암거가 길어 토피가 달라지는 경우 토피 변화 구간별 하중을 계산하도록 정한다. 따라서 최대 토피 한 단면만으로 전 연장을 대표시키지 않는다.
입력자료는 도로 종단면도, 암거 일반도·구조도, 포장단면, 성토재료, 지반조사성과와 배수계획이다. 도면마다 종단측점·기준표고·암거 상단고가 같은지 맞추고, 횡단경사 때문에 좌우 토피가 달라지는지도 확인한다. 토피 변경은 지배 단면과 배근구간을 다시 나누는 작업이다.
2. 활하중은 토피와 성토재 조건에 맞춰 전달시킨다
KDS 44 90 00의 도로암거 활하중은 KDS 24 12 21의 KL-510을 적용한다. 토피가 0.6m 미만이면 활하중을 암거 상부슬래브에 직접 작용시키고, 0.6m를 넘으면 바퀴하중이 토피를 지나며 퍼지는 범위를 계산한다. 양질의 입상재와 그 밖의 성토재는 분산폭 산정방식이 다르므로 재료를 확인하지 않은 채 같은 분산각을 쓰지 않는다. 인접 바퀴의 분산영역이 겹치는지, 암거 폭과 유효폭 안에서 어떤 하중배치가 불리한지도 함께 본다.
| 구간 | 하중 적용 | 계산서 확인 |
|---|---|---|
| 토피 0.6m 미만 | 상부슬래브 직접 재하 | 바퀴 위치·접촉면·유효폭 |
| 토피 0.6m 초과 | 성토재별 분산폭 반영 | 분산영역 중첩·암거 폭 |
| 토피 0.6~2.0m | 최대·최소 토피 비교 | 지배 부재력 발생단면 |
| 토피 변화가 큰 장암거 | 변화 구간별 하중 산정 | 단면·배근 변경 위치 |
3. 토압·수압·지반반력을 하나의 단면조건으로 맞춘다
연직토압은 토피와 성토재 단위중량에서 정하고, 벽체에는 암거의 변형이 제한되는 점을 반영해 정지토압을 적용한다. 차량이 벽체 가까이에 놓이면 활하중에 의한 수평토압도 빠뜨리지 않는다. 수압은 배수가 된다는 문구만으로 제외하지 않고 배수시설의 위치, 방류조건과 유지관리 가능성을 확인한다. 물이 작용할 수 있으면 해당 설계상황을 별도 하중조건으로 둔다.
기초는 단순 고정으로 두는지, 지반반력계수나 탄성지지로 모델링하는지에 따라 부재력이 달라진다. 조사자료에서 지지층과 설계지반정수를 확인하고, 최대 지반반력이 기초지반의 지지조건을 넘지 않는지 대조한다. 지반반력계수는 구조물 크기·강성·하중시간과 기초깊이에 영향을 받으므로 다른 현장의 값을 옮기지 않는다.
4. 지배값과 발생위치를 같이 비교한다
결과표에는 토피별 슬래브·벽체의 휨모멘트와 전단력, 균열·처짐, 기초반력과 지지력 판정을 같은 하중조합으로 정리한다. 큰 값만 모으면 어느 조건이 지배했는지 알 수 없으므로 단면 위치, 토피, 하중조합과 발생부재를 함께 남긴다. 최대 연직하중이 항상 최대 휨을 만드는 것은 아니다. 얕은 토피의 국부 활하중, 수평토압과 지지조건 조합이 다른 부재를 지배할 수 있다.
흔한 누락은 포장계획 변경 뒤 토피표를 갱신하지 않는 것, 성토재가 바뀌어도 활하중 분산조건을 유지하는 것, 배수구조가 불명확한데 수압을 제외하는 것이다. 암거 위치·규격, 종단고, 성토재, 지하수위, 기초처리나 차량하중 조건이 바뀌면 관련 하중과 경계조건을 다시 계산하고 구조계산서·배근도·일반도의 개정번호를 맞춘다.
- 종단도와 구조도의 암거 상단고·최대 및 최소 토피를 대조한다.
- 토피 0.6m 전후의 활하중 적용방식과 성토재 분산조건을 구분한다.
- 연직토압·정지토압·활하중 수평토압·수압의 적용근거를 기록한다.
- 기초 모델과 지반반력계수의 출처, 최대 반력과 지지조건을 확인한다.
- 설계변경 뒤 지배 단면·하중조합·배근구간을 다시 비교한다.