단차 주요 원인은 교량과 진입램프의 서로 다른 기초형식 때문… GTX-A 공사 등과 무관

▲ ‘접속슬래브’ 설치

성수대교 진입램프에서 단차가 확인됐지만, 외부 전문가 11명이 현장시험과 지반조사, 과거 단차 변화 등을 종합적으로 검증한 결과 구조적 안전에는 문제가 없는 것으로 나타났다. 유의미한 진행성 침하나 공동, 지반 이완 등 추가 침하를 일으킬 만한 이상징후도 확인되지 않았다.

단차의 주요 원인은 교량과 진입램프의 서로 다른 기초형식에 따른 침하량 차이로 분석됐다. 교량은 기반암에 지지되는 ‘말뚝기초’인 반면, 진입램프는 토사층 위에 설치된 ‘직접기초’여서 지반침하로 높이 차이가 발생할 수 있다는 설명이다. 교량 본체의 구조적 결함이나 인근 GTX-A 공사, 지하수위 변화 등과도 관련이 없는 것으로 확인됐다.

서울시가 철도교를 제외한 한강교량 22개를 전수조사한 결과, 11개 교량 32개 진입램프에서 단차가 확인됐으나 모든 조사 지점에서 구조안전에 영향을 미칠 만한 이상은 발견되지 않았다.

서울시는 구조안전에 문제가 없다는 전문가 판단과 별개로 시민 불안과 차량 주행 불편까지 해소하기 위해 단차가 상대적으로 큰 성수대교와 올림픽대교 진입램프 일부 구간을 선제적으로 보강하기로했다. 아울러 전체 한강교량 진입램프에 대한 계측과 모니터링도 강화할 계획이다.

서울시는 조사 결과의 객관성과 전문성을 확보하기 위해 지난달 29일 구조·지반·도로·시공 분야 전문가 11명으로 ‘교량 접속부 안전자문단’을 구성했다.

자문단은 김상효 연세대학교 명예교수를 단장으로 구조분야 3명, 지반분야 3명, 도로분야 3명, 시공분야 1명 등 위원 11명 전원을 외부 전문가가 참여했다

자문단은 총 4차례 회의와 수차례 토의를 통해 성수대교 현장시험과 지반조사 결과를 비롯해 과거 단차 변화, 주변 영향 요인, 한강교량 전수조사 결과 등을 종합적으로 검토했다.

특히 성수대교 남단 B램프를 포함한 좌·우측 3개 차로에서 실시한 표면파탐사시험, 동적콘관입시험, 시추조사와 지표투과레이더(GPR) 탐사 자료 등을 면밀하게 분석했다.

분석 결과, 진입램프 하부 지반은 주로 모래질 토사 매립층으로 이뤄져있으며 지반 상태는 전반적으로 ‘보통 이상’으로 양호했다. 공동(땅속 빈 공간)이나 세굴(물의 흐름으로 흙이 유실되는 현상) 등 추가 침하를 유발할 수 있는 이상 요인도 확인되지 않았다.

지표 아래 약 8.5m까지는 매립층으로 일부 상대적으로 강도가 낮은 구간이 있었지만, 전반적으로 ‘보통 이상’의 강도를 보였다.

기초 지지층은 ‘조밀~매우 조밀’한 상태였으며, 기반암인 편마암은 지하 약 24m에서 확인되는 등 전반적인 지반 상태는 양호한 것으로 판단됐다.

과거 단차 변화와 현재 지반 상태를 종합적으로 검토한 결과, 침하는 시공초기에 대부분 발생(즉시침하) 했으며 준공 후 20여 년이 지난 현재는 장기침하까지 대부분 완료돼 추가 침하 가능성이 미미한 것으로 판단됐다.

성수대교 남단은 과거 한강 수역에 포함됐던 지역으로, 1970년대 전후 한강과 강남 개발 과정에서 주로 모래질 토사로 매립됐다.

교량과 진입램프 경계부에 발생한 단차의 주요 원인으로는 두 구조물의 서로 다른 기초형식에 따른 침하량 차이가 지목됐다.

교량은 지하 기반암층에 지지되는 ‘말뚝기초’인 반면, 교량과 연결된 진입램프는 매립층·퇴적층 등 토사층 위에 설치된 ‘직접기초’다.

진입램프는 구조물 자체 무게와 차량 하중 등의 영향으로 지반침하가 발생할 수 있다. 이에 따라 상대적으로 침하가 거의 없는 교량과의 경계부에서 높이 차이가 나타날 수 있다는 설명이다.

이러한 단차는 교량과 토공부의 구조적 특성 차이로 인해 국내외 여러 교량에서 나타날 수 있는 현상이다. 주행성을 확보하기 위해 교량 설계 단계부터 교량과 진입램프 사이에 ‘접속슬래브’를 설치한다.

접속슬래브는 교량과 진입램프 사이에 높이 차이가 발생하더라도 이를 완만하게 연결해 포장면의 균열과 파손을 방지하고 차량 주행성을 확보하는 구조물이다.

서울시는 성수대교 현장시험 과정에서 일부 포장을 제거해 접속슬래브가 정상적으로 설치돼 있는 사실도 직접 확인했다.

자문단은 인근 GTX-A 공사와 지하매설물, 한강 홍수위 및 지하수위 변동 등 진입램프 침하에 영향을 줄 수 있는 주변 요인도 함께 검토했다. 검토 결과 주변 공사나 지하수위 변화에 따른 토사 유출 등 단차에 영향을 줄 수 있는 요인은 확인되지 않았다. 이에 따라 성수대교 진입램프 단차는 교량 본체의 구조적 결함이나 주변 공사에 따른 지반침하와는 관련이 없는 것으로 분석됐다.

한편, 서울시는 성수대교와 유사한 현상이 다른 한강교량에서도 나타나는지 확인하고 안전성에 대한 시민 우려를 해소하기 위해 철도교를 제외한 한강교량 22개를 대상으로 전수조사를 실시했다.

조사 결과 11개 교량 32개 진입램프에서 단차가 확인됐으나, GPR탐사 결과 모든 조사 지점에서 공동은 발견되지 않았다. 단차 크기별로는 5㎝ 미만 18개소, 5㎝ 이상 ~10㎝ 미만 9개소, 10㎝ 이상 ~15㎝ 미만 4개소, 15㎝ 이상 1개소였다.

서울시는 자문단 의견에 따라 단차가 5㎝ 이상인 14개소 가운데 별도의 정밀 현장시험을 마친 성수대교 남단 B램프를 제외한 8개 교량 13개소를 대상으로 표면파탐사시험을 추가 실시했다. 그 결과, 공동이나 지반 이완 등 지반침하를 의심할 만한 이상 징후는 확인되지 않았다.

성수대교 남단 B램프는 앞서 별도의 정밀 현장시험을 실시해 추가 조사 대상에서는 제외했다.

성수대교 현장시험과 한강교량 전수조사 결과를 종합적으로 검토한 결과, 교량과 접속된 진입램프 단차는 주로 교량과 진입램프의 기초형식 차이에 따른 침하량 차이에서 발생했으며, 교량의 구조안전성에 영향을 미칠 만한 이상 징후는 없는 것으로 판단됐다.

김상효 자문단장은 “구조·지반·도로·시공 분야 전문가들이 성수대교 현장시험과 과거 단차 변화, 주변 영향요인, 한강교량 전수조사 결과를 종합적으로 검토했다”며 “성수대교를 비롯해 이번에 확인된 진입램프 단차는 서로 다른 기초형식에 따른 침하량 차이가 주요 원인으로 판단되며, 유의미한 진행성 침하나 구조적 안전성에 영향을 미칠 만한 이상징후는 확인되지 않았다”고 말했다.

서울시는 조사 결과 구조안전성에 문제가 없는 것으로 확인됐지만, 이에 그치지 않고 시민 우려를 해소하고 장기적인 안전성을 한층 높이기 위해 예방적 차원의 선제 보강과 지속적인 관리에 나선다. 이번 조치는 구조적 결함에 따른 보수가 아니라, 지반의 건전성을 더욱 높이고 시민 불안과 차량 주행 불편을 줄이기 위한 선제적 안전관리다.

우선 단차가 상대적으로 큰 성수대교 남단 B램프와 올림픽대교 B램프의 지반을 선제적으로 보강하고, 보강 이후에도 지속적인 계측을 통해 지반과 단차의 변화를 면밀히 관찰할 계획이다.

나머지 단차 확인 구간도 지속적으로 모니터링하고, 유의미한 변화가 나타날 경우 지반보강 등 필요한 조치를 신속히 시행한다. 진입램프 단차로 인해 차량 주행에 불편이 발생하는 구간은 필요에 따라 포장 덧씌우기 등을 실시해 도로의 평탄성과 주행성을 개선한다.

구조적 안전뿐 아니라 시민들이 시각적으로 느끼는 불안 요인도 개선한다. 단차 변화 여부를 지속적으로 확인하는 한편, 높이 차이가 두드러져 보이는 방호벽과 연석 등도 연차적으로 정비할 계획이다.

아울러 서울시는 자치구가 관리하는 도로시설물의 안전성을 확인하고 신속한 정비가 이루어질 수 있도록 긴급 보수·보강 예산을 지원할 예정이다. 특히 준공 후 정밀안전진단 이력이 없는 교량·지하차도·보도육교 등 도로시설물의 정밀안전진단을 실시하여 시설물의 상태와 안전성을 면밀히 점검하고, 필요한 보수·보강을 실시할 예정이다.

최진석 서울시 재난안전실장은 “이번 조사를 통해 성수대교를 비롯한 한강교량 진입램프의 구조안전성에는 문제가 없다는 점을 확인했다”며 “서울시는 안전하다는 판정에만 머물지 않고, 단차가 큰 구간은 예방적으로 보강하고 지속적으로 계측하는 한편 시민들이 느끼는 불안과 주행 불편까지 세심히 개선해 안심하고 교량을 이용할 수 있도록 하겠다”고 말했다.

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