[기고] 초고층 지하공간 개발 굴착 안전한가

[기고] 초고층 지하공간 개발 굴착 안전한가: 국내 마천루 GBC사업 사례로 본 지하공간 개발계획; 김명화 기자 | eco@ecomedia.co.kr | 입력 2019-12-30 11:50:46

깊고 광범위한 GBC 지하
현대자동차가 지난 2014년 삼성동 한국전력 부지(서울 강남구 영동대로 512)를 10조5000억 원에 사들인 지 5년이 흘렀다. 현대자동차부지 특별계획구역 복합시설 신축사업 즉 글로벌비지니스센터(이하 GBC)가 이제야 건축허가를 받아 늦어도 내년 상반기에는 첫 삽을 뜰 수 있게 됐다(시공은 현대건설과 현대엔지니어링이 맡는다). 착공까지는 굴토·구조심의와 안전관리계획 승인이 남아있지만 사실상 착공을 위한 절차는 마무리된 셈이다.

GBC의 총사업비는 3조7000억 원 규모다. 지상 105층(569m)의 국내 최고층 건물과 업무시설, 숙박시설, 문화 및 집회시설(공연장, 집회장, 전시장), 관광휴게시설, 판매시설들이 들어설 예정이다. 롯데월드타워(555m), 청라시티타워(448m), 엘시티(411m), 파크원타워(333m) 등을 제치고 국내 마천루의 순위를 바뀌게 할 것으로 보인다.

이 같은 고층건물들의 특징은 인접 개발계획 또는 운영계획과 연계해서 지하층을 연결하여 통합하고 각종 교통시설물과의 환승을 고려하여 계획되기 때문에, 지하층도 지상의 규모에 못지않게 깊고 광범위하다.

GBC는 약 57,000㎡(260×220m)의 면적에 37.6~39.8m 깊이의 지하를 굴착하게 되며, 이에 더 나아가 인접한 코엑스와 지하에 연면적 16만㎡ 규모로 영동대로 지하공간 복합개발, 수도권 광역급행철도(GTX) A·C노선, 위례신사선 등 5개 광역·지역철도 통합역사와 버스 환승정류장, 공공·상업시설을 갖춘 대규모의 복합환승센터로 연결될 예정이다.

이처럼 앞으로의 대규모 건축시설물은 교통 등의 공공시설물과 지하에서 통합 계획, 운영됨으로써 각종 마이스(MICE) 산업과 함께 국제교류의 장으로 변모하며, 친환경적이고 보행자와 대중교통이 중심이 되는 지속가능한 환경친화적 도시모델을 지향하게 될 것이다.

이러한 대규모 지하공간의 시공을 위해서는 사전에 각종 설계도서의 적정성, 지형과 지질특성을 반영한 지하굴착 주변에 대한 영향이 상세히 검증되어야 한다.

이에 도심지를 중심으로 한 지반침하 사고가 집중, 발생함에 따라 정부는 민관합동 TF를 통해 지반침하 예방대책을 마련했다(국무조정회의, 2014.12). ‘지하안전관리에 관한 특별법(이하 특별법)’이 그것인데, 지하공간 통합지도 구축, 굴착공사 현장 주변의 안전관리 강화(지하안전영향평가 제도의 도입), 지하공간 통합 안전관리체계 기반 조성을 핵심과제로 지하공간 안전관리에 관한 사항을 총괄한다. 2018년 한 해 동안 국토교통부에서 처리된 지하안전영향평가는 725건이었으나 평가서 제출 이후 각 기관에서 협의･검토와 이를 반영한 평가서 보완에 따른 기간이 장기화하는 등 아직은 법 시행 초기 단계의 문제점을 내포하고 있는 실정이다.

GBC 사례로 본 굴착공사
서울 강남구 영동대로 인근에 계획된 GBC는 건축물 안전영향평가(2017.12)와 지하안전영향평가(2018.03) 승인을 완료하였다. 특히 지하안전영향평가를 위해서는 평가기관의 검토 결과에 대해 1, 2차 전문가 자문을 거쳐 지하굴착에 따른 지하수위 저하와 지반이완에 대한 주변 건물과 지하매설물의 안전성이 상세하게 검토됐다.

GBC가 계획되는 지역의 특성(수계･산계 특성)을 살펴보면 북쪽으로는 한강, 북동쪽으로는 탄천, 남서쪽으로는 양제천이 위치해 있다. 지하수 유량은 탄천 방향이며, 구릉성 산지의 영향으로 동쪽 구간에서는 기반암이 일찍 출현하여 높게 형성됐고. 서쪽으로 점차 낮아지는 경향을 보인다.

총 87공의 시추조사 수행결과 지층은 매립층, 퇴적층, 기반암의 층서(GL.(-)0.9~20m 내외로 출현)를 보이며, 지층의 변형, 강도, 투수, 현장특성을 고려하여 벽체공법은 지하연속벽과 CIP, 지보공법은 그라운드앵커(제거식)와 건축슬래브지지, 차수공법은 마이크로시멘트계열 그라우팅과 JSP공법을 적용했다.

이로써 적용공법의 컴퓨터 시뮬레이션 등을 통한 지하안전영향평가 결과 주변 건물과 지하매설물의 안전성에는 문제가 없는 것으로 예측됐다. 다만, 평가구간의 지층변화와 지하수 흐름 특성을 고려할 때 시공 중 지하수위 변화에 대한 지속적인 확인과 검증이 필요할 것으로 판단돼, 사업 구간과 주변 지역에 40공 이상의 장기 지하수위 관측공을 설치하여 관리함으로써 착공 전부터 준공 후까지 지하수위 변동에 따른 지반침하에 능동적으로 대처하도록 제안했다.

그렇더라도 실제 지반조건과의 차이, 설계와 시공여건의 불일치, 계절적인 지하수위 변동 등은 불가피할 수밖에 없다. 따라서 이를 극복하기 위해 지하안전영향평가의 이행력 제고와 적절한 시기에 사후지하안전영향조사를 통한 현장계측, 시공자료를 활용한 굴착 안전성 검증, 지하안전영향평가 협의내용 조치와 이행결과를 확인할 수 있도록 했다.