KR100386354B1 - 슬립폼 공법을 이용한 고층 집합 주거건물의 시공방법 - Google Patents

슬립폼 공법을 이용한 고층 집합 주거건물의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고층 아파트의 건축을 슬립폼 공법과 프리케스트 콘크리트 판넬을 이용하여 시공토록 하는 방법에 관한 것이다.
슬립폼 공법은 주로 교각이나 대형 굴뚝, 사일로 등의 콘크리트 구조물을 구축할 때 주로 사용되어지며, 일정형태를 갖는 거푸집을 일정한 속도로 상승시키면서 거푸집 안에 콘크리트를 타설하여 콘크리트 구조물을 구축토록 하는 것으로, 최저층에서 최상층에까지 거푸집의 해체나 분해, 조립없이 콘크리트를 타설하므로 공사기간의 단축, 자재비의 절감으로 공사비용의 절감을 꾀할 수 있는 콘크리트 구조물 구축공법이다.
본 발명은 이러한 슬립폼 공법을 이용하여 고층아파트를 구축토록 하는 방법을 제시하는 것으로, 슬립폼 공법에 의해 상승시키는 거푸집을 지지하는 철골 작업 프레임의 하방에 호이스트 레일 및 호이스트를 부착하고, 건물의 벽체가 없는 개방된 쪽을 통해 프리케스트 콘크리트 슬래브 부재를 호이스트를 통해 건물 안쪽으로 이동 배치한 후, 이를 미리 준비된 벽체의 특수한 접합부 위치에 놓고 슬래브와 벽체를 연결하고, 외벽은 프리케스트 콘크리트 판넬을 부착하여 건축물을 구축하는 새로운 시공방법이다.

Description

슬립폼 공법을 이용한 고층 집합 주거건물의 시공방법{method of apartment construction for the slip form construction method}
본 발명은 고층집합 주거건물(고층아파트)의 건축에 대한 슬립폼(slip form) 공법에 관한 것이다.
슬립폼 공법은 정밀하고 견고하게 일체로 제작된 거푸집에 콘크리트를 타설하고, 타설한 콘크리트가 정해진 기준만큼 경화되면 거푸집 전체를 균일하게 상승시키고, 상승시킨 거푸집 안에 다시 콘크리트를 타설하여 1층에서 최상층까지 거푸집의 해체나 분해없이 콘크리트를 연속적으로 타설하여 구조물을 구축하는 공법을 지칭하게 된다.
이와 같은 슬립폼 공법은 보통 대형굴뚝, 사일로(silo)등과 같이 높고 속이 빈 건축구조물이나 교량의 교각(pier)과 같은 토목구조물 구축에 주로 사용되어지게 된다.
슬립폼 공법은 Jack, Yoke, Shutter등의 장비를 이용하여 콘크리트를 타설 양생하는 거푸집을 최저층에서 최상층까지 분해 해체없이 일정속도로 상승시키면서 콘크리트를 양생시킴으로 인해 자재의 절감, 인건비의 절감, 공사기간 단축 등으로 인한 건축비용의 절감을 가지나, 아파트와 같이 층층이 슬래브로 분리되는 주거건물의 건축에는 요긴히 적용되지 못하였다.
본 발명은 슬립폼과 같은 저렴한 콘크리트 구축공법을 고층아파트 건축에 적용하여 원가절감 및 공기단축의 효과를 얻을 수 있도록 한 것이다.
특히, 최근 아파트는 지가상승 및 대지확보의 어려움으로 인해 30층이 넘는 고층아파트가 출현되고 있으며, 앞으로는 50-60층의 초고층 아파트가 필연적으로 출현되리라 예상된다.
본 발명은 이와 같은 고층이나 초고층 아파트의 건축에 슬립폼 공법과 프리케스트 콘크리트 판넬을 이용하여 공기단축 및 공사비 절감 및 견고한 구조물을 얻을 수 있도록 한 것이다.
슬립폼 공법에 의한 콘크리트 구조물 구축공법은 벽체, 기둥형상(pier)이나 원통형상(silo)등의 구조물을 단시간에 저렴한 비용으로 구축하게 된다. 그러나, 아파트와 같이 층층이 슬래브를 갖는 주거용 건물은 슬래브의 설치문제로 인해 슬립폼 공법만으로는 아파트 등을 신속하게 구축하지 못하게 되며, 개량된 슬립폼 공법을 채택해야만 된다.
본 발명은 고층 아파트를 구축함에 있어 기둥역활을 하는 내력벽을 슬립폼 공법으로 벽체를 구축토록 하며, 벽체 구축과 동시에 벽체와 벽체 사이의 공간에 프리케스트 콘크리트 슬래브를 설치토록 하여, 슬래브용 거푸집을 설치하지 않고 신속히 슬래브를 완성하여 고층아파트 구조물을 신속히 구축하도록 한 것이다.
주거용 건물인 아파트 구조는 기둥이나 굴뚝 또는 사일로 등과 같이 외벽만 형성된 단순한 형태를 갖지 않고 복잡한 실내구조를 갖는 것을 볼 수 있다. 특히, 아파트는 전면 또는 후면에는 거실이나 발코니를 갖게 되며, 거실 앞에는 유리창문을 설치하는 것을 볼 수 있는 바, 본 발명은 슬립폼 공법으로 건물의 외벽 및 내벽을 구축함과 동시에 상기 슬래브 부재인 프리케스트 판넬을 작업프레임 하방에 설치된 호이스트를 이용하여 소정의 위치까지 이동시키고 이를 미리 벽체에 준비된 접합위치에 놓고 접합하여 벽과 슬래브를 구축한 다음에 외벽은 프리케스트 판넬을 이용하여 접합함으로써 건축물을 신속히 구축하는 새로운 공법이다.
도1 - 본 발명의 개략단면도.
도2 - 본 발명에 있어 벽체와 벽체 사이에 슬래브를 조립 구축하는 것을
보인 부분단면도.
도3 - 본 발명에 있어 벽체와 벽체 사이에 슬래브를 조립 구축하는 것을
보인 부분단면도.
도4 - 본 발명에 있어 벽체와 벽체 사이에 슬래브를 조립 구축하는 것을
보인 부분단면도.
도5 - 본 발명에 있어 벽체와 벽체 사이에 슬래브를 조립 구축하는 것을
보인 부분단면도.
본 발명을 설명하기에 앞서 슬립폼 공법에 대하여 먼저 설명하면 다음과 같다.
슬립폼 공법에 사용되는 장비의 구성은 맨위의 상방작업대(21) 그 아래 중앙작업대(22) 그 아래에는 하방작업대(23)를 가지며, 상기 가운데의 중앙작업대(22)에는 서로 마주보는 좌우 슬립폼(25)이 고정되어지며, 상기 좌우 슬립폼(25) 내측에서 양생되는 콘크리트 벽체(26) 속에는 강봉(27)을 삽치하며, 강봉(27)의 상단에는 유압잭(28)이 부착되어지며, 유압잭지지구(29)와 상방작업대(21)는 일체로 연결 고정되어지며, 상방작업대(21)에는 콘크리트를 공급하는 홉퍼(30)가 설치되며, 홉퍼(30)에는 상기 슬립폼(25) 사이로 콘크리트를 공급하는 호스(31)를 갖게 되며, 상기 중앙작업대(22) 하방에는 슬립폼(25)에 의해 형성되는 콘크리트 벽체(26)의 면을 고르게 다지기 위한 하방작업대(23)를 갖게 된다.
이와 같은 슬립폼 장비는 강봉(27)에 삽치된 유압잭(28)으로 유압잭지지구(29)를 들어올릴 때 유압잭지지구(29)와 일체로 연결되는 상방작업대(21)가 상방으로 이동되며, 상방작업대(21)와 역시 일체로 연결되는 중앙작업대(22) 및 하방작업대(23)가 동시에 상승되어지는 구조를 가지며, 중앙작업대(22)에 고정되는 슬립폼(25)은 중앙작업대(22)가 상승 이동될 때 같이 상승 이동되어지게 된다.
이와 같이 중앙작업대(22)와 함께 상승 이동되는 좌,우 슬립폼(25) 사이로 상방작업대(21)의 홉퍼(30)를 통해 콘크리트를 공급하여 콘크리트 벽체(26)를 구축하게 된다.
상기와 같이 상방작업대(21)에는 외부로부터 이송되어온 콘크리트를 부어주는 홉퍼(30)를 가지며, 콘크리트 구조물 속에 설치할 수직 철근을 배근하게 되며, 가운데 중앙작업대(22)에는 슬립폼의 조정작업 및 콘크리트 속에 매립될 수평철근을 배근하게 되며, 콘크리트 속에 매입될 각종 장치물 설치작업을 수행하게 되며, 하방작업대(23)에서는 양생된 콘크리트면을 고르기는 작업을 수행하게 된다.
이와 같은 통상의 슬립폼 장비에 있어서, 본 발명은 슬립폼(25)을 고정하는 중앙작업대(22) 하방의 지지후레임 중앙에 호이스트레일(11) 및 호이스트(12)를 설치하고, 하방작업대(23)는 일체 형상이 아닌 가운데 공간을 갖는 좌우가 분리된 형태로 구성하며, 타워크레인을 이용하여 외부에서 미리 제작된 슬래브 부재(15)를 호이스트(12) 위치까지 양중한 후, 이를 호이스트(12)로 옮긴 다음, 호이스트 레일(11)을 타고 건물의 내측으로 이동시킨 후, 콘크리트 벽체(26)의 슬래브 설치 위치에 고정토록 하여 슬래브를 설치 완료한 후, 상기 슬래브 부재가 유입되어온 건물의 개구부를 미리 제조된 외벽체 판넬을 타워 크레인으로 양중하여 벽체 부착 마감하므로 슬립폼 공법으로 구축되는 건물의 슬래브 및 외벽체를 조성토록 하는 것이다.
상기에 있어 타워크레인으로부터 양중되어온 슬래브 부재(15)를 호이스트 레일(11) 및 호이스트(12)로 건물의 내측으로 이동시키고 이를 벽체에 고정하는 방법으로는 슬립폼(25)으로 구축되는 콘크리트 벽체(26) 속에 슬래브 부재(15)가 삽치되는 삽치요홈(36)을 형성하고, 이에 슬래브 부재(15)를 삽치토록 하거나, 콘크리트 벽체(26) 속에 미리 매립한 체결수단과 슬래브 부재(15)의 양단을 연결 고정토록 하여 슬래브를 조성하게 되며, 상기 슬래브 부재(15)는 호이스트(12)에 의해 이동이 용이한 길이(폭)를 갖는 하프 슬래브 부재(15)를 사용하게 된다.
슬립폼 공법에 의해 내력벽에 해당하는 건물의 수직 콘크리트 벽체(26)를 연속적으로 양생 구축하고, 건물의 개구부를 통해 건물내측 즉, 콘크리트 벽체(26)와 벽체(26) 사이로 호이스트 레일(11)을 타고, 호이스트(12)로 이동시킨 슬래브 부재(15)를 콘크리트 벽체(26)와 벽체(26) 사이에 고정시켜 슬래브를 구축하는 구조로는 다양한 방법 및 장치가 제안될 수 있다.
이에 대한 일례를 도2 - 도5를 통해 간단히 설명하면 다음과 같다.
즉, 슬립폼(25)에 의해 콘크리트 벽체(26)를 양생 구축할 때 슬립폼(25) 내측에 콘크리트 벽체(26)에 장치물을 매립하고, 콘크리트를 양생시킨 후, 장치물을 제거하게 되면, 콘크리트 벽체(26) 표면에는 삽치요홈(36)이 형성되어지게 되며, 이와 같이 콘크리트 벽체(26)에 형성된 삽치요홈(36)에 슬래브 부재(15)의 양단을 얹어 놓고 이를 고정 연결할 때 슬래브를 구축할 수 있게 된다. (도2 참조)
또한, 슬립폼(25) 내측에 슬래브 부재(15)를 연결 고정하는 앵커 플레이트(37)를 매립시켜 콘크리트 벽체(26)를 구축 양생한 후, 앵커 플레이트(37)와 슬래브 부재(15) 표면에 돌설되는 돌출철편(15')의 단부를 앵커 플레이트(37)에 삽치한 연결(아이(eye))볼트(38)에 끼워 고정함으로 슬래브 부재(15)를 벽체(26)에 고정하여 슬래브를 구축할 수 있으며,(도3 참조) 또한, 콘크리트 벽체(26) 내측에 앵커 플레이트(37)를 삽치 고정하며, 슬래브 부재(15) 측변에 브라켓트(35)를 일체로 형성하며, 콘크리트 벽체(26)에 매립한 앵커 플레이트(37)와 슬래브 부재(15) 측변의 브라켓트(35)를 볼트(39)로 체결하는 방법으로 슬래브를 구축할 수 있으며,(도4참조) 콘크리트 벽체(26) 내측에 상,하 앵커너트(41)(42)를 삽치 고정하며, 슬래브 부재(15) 측변에는 브라켓트(35')를 일체로 형성하며, 콘크리트 벽체(26)에 매립한 상,하 앵커너트(41)(42)에 슬래브 부재(15)의 브라켓트(35')를 상,하 앵커볼트(43)로 고정하는 방법으로 슬래브 부재(15)를 콘크리트 벽체(26)에 고정하여 슬래브를 구축할 수 있다. (도5 참조)
이외에도 슬립폼 공법에 의해 구축되는 콘크리트 벽체(26)와 벽체 사이에 호이스트(12)를 이용하여 이동시킨 슬래브 부재(15)를 콘크리트 벽체(26)에 다양한 방법 및 장치로 슬래브를 구축할 수 있게 된다.
본 발명에 있어 슬립폼 공법에 사용되는 장비에 부착되는 호이스트(12)는 통상 상,중,하 3단으로 구성된 작업대에 있어 중간에 해당하는 중앙작업대(22) 하방에 설치 되어지며, 호이스트 레일(11)을 타고 슬래브 부재(15)를 콘크리트 벽체(26) 내측으로 이동하여 벽체와 벽체 사이에 슬래브 부재(15)를 고정하므로 슬래브를 구축토록 하며, 슬래브가 완전 구축된 후, 상기 건물의 슬래브 부재가 공급된 벽체의 개구부를 미리 마련한 콘크리트 판넬을 타워크레인으로 양중하여 벽체를 설치 고정하므로 건물의 슬래브와 벽체의 조립이 완성되어지게 되는 것이다.
상기 개구부를 막는 콘크리트 판넬은 가운데 창문 설치를 위한 구멍을 갖는 것이나, 창문이 필요없는 일체로 된 것등 임의의 형태를 갖게 된다.
슬립폼을 이용한 콘크리트 구조물 구축공법은 우수한 품질의 구조물을 얻을 수 있으며, 시공도중 안전사고의 발생이 적으며, 무엇보다도 건축 공사기간의 단축및 원부자재의 절감으로 인한 공사 원가절감의 효과를 얻을 수 있다.
이러한 슬립폼을 이용한 콘크리트 구조물 구축공법은 종래에 있어서는 주거용 건물이 아닌 교각(pier)이나 사일로(silo), 굴뚝과 같은 구조물의 구축에 주로 사용되었으나, 본 발명은 30층 이상의 초고층 아파트에 이를 적용하여 슬립폼 공법이 갖는 장점을 아파트 건축에 그대로 적용되도록 한 것이다.
특히, 본 발명은 각 층을 구성하는 슬래브를 벽체의 완성과 동시에 설치하는 공법으로서, 슬래브 부재를 건물의 개구부를 통해 벽체 내측으로 이송토록 하며, 슬래브 부재를 건물 내부로 이동 배치하는 수단으로 슬립폼의 작업발판 하부에 설치한 호이스트 레일 및 호이스트를 이용토록 하여 슬래브 부재를 용이하게 건물 내측으로 이동토록 하며, 슬립폼에 의해 건물의 외벽의 구축과 거의 동시에 슬래브를 구축할 수 있어 건물의 공기단축으로 인한 공사비용 절감을 꾀할 수 있으며, 프리케스트 콘크리트 슬래브 판넬의 설치로 슬래브용 거푸집이 필요가 없고, 구조물을 신속히 완성할 수 있는 아주 유용한 발명인 것이다.

Claims (5)

  1. 고층아파트를 구축함에 있어서 아파트 건물의 수직 내력벽을 슬립폼 공법으로 상승 구축토록 하며, 슬립폼 장비의 중앙작업대(working deck)(22) 아래에 호이스트 레일(11) 및 호이스트(12)를 설치하며, 하방작업대(23)는 일체 형상이 아닌 가운데 공간을 갖는 좌우가 분리된 형태로 구성하며, 타워크레인으로 양중되어온 슬래브 부재(15)를 건물의 개구부를 통해 상기 호이스트(12)로 전달한 후, 이를 건물의 콘크리트 벽체(26) 안쪽으로 호이스트 레일(11)을 타고 이동시키고, 콘크리트 벽체(26)에 이미 설치된 연결부에 슬래브 부재(15)를 고정시켜 슬래브가 구축되도록 하며, 상기 슬래브가 완성된 후, 슬래브 부재(15)를 이송한 건물의 개구부를 콘크리트 판넬로 부착 마감토록 하는 것을 특징으로 하는 슬립폼 공법을 이용한 고층 집합 주거건물의 시공방법.
  2. 제1항에 있어서, 슬래브 부재(15)를 콘크리트 벽체(26) 내측의 정해진 위치로 이동시킨 후, 슬래브 부재(15)와 콘크리트 벽체(26)를 고정하는 방법으로 콘크리트 벽체(26)에 삽치요홈(36) 및 체결수단을 매립 형성하고, 이에 슬래브 부재(15) 단부를 삽치한 후, 접합부를 결합 고정시켜 슬래브를 구축하는 것을 특징으로 하는 슬립폼 공법을 이용한 고층 집합 주거건물의 시공방법.
  3. 제1항에 있어서, 슬래브 부재(15)를 콘크리트 벽체(26) 내측의 정해진 위치로 이동시킨 후, 슬래브 부재(15)와 콘크리트 벽체(26)를 고정하는 방법으로 벽체(26) 내측에 앵커 플레이트(37)를 매립하고, 슬래브 부재(15) 표면에 돌설되는 돌출철편(15')의 단부를 앵커 플레이트(37)에 삽치되는 연결볼트(38)에 끼워 고정하므로 슬래브 부재(15)를 콘크리트 벽체(26)에 고정토록 하는 것을 특징으로 하는 슬립폼 공법을 이용한 고층 집합 주거건물의 시공방법.
  4. 제1항에 있어서, 슬래브 부재(15)를 콘크리트 벽체(26) 내측의 정해진 위치로 이동시킨 후, 슬래브 부재(15)와 콘크리트 벽체(26)을 고정하는 방법으로 벽체(26) 내측에 앵커 플레이트(37)를 매립 고정하고, 슬래브 부재(15) 측변에는 브라켓트(35)를 일체로 형성하며, 상기 앵커 플레이트(37)와 브라켓트(35)를 볼트 (39)로 체결하여 슬래브 부재(15)를 콘크리트 벽체(26)에 고정토록 하는 것을 특징으로 하는 슬립폼 공법을 이용한 고층 집합 주거건물의 시공방법.
  5. 제1항에 있어서, 슬래브 부재(15)를 콘크리트 벽체(26) 내측의 정해진 위치로 이동시킨 후, 슬래브 부재(15)와 콘크리트 벽체(26)를 고정하는 방법으로 콘크리트 벽체(26) 내측에 상,하 앵커너트(41)(42)를 삽치 고정하며, 슬래브 부재(15) 측변에는 브라켓트(35')를 일체로 형성하며, 상기 상,하 앵커너트(41)(42)와 브라켓트(35')를 상,하 앵커볼트(43)로 체결하여 슬래브 부재(15)를 콘크리트 벽체(26)에 고정토록 하는 것을 특징으로 하는 슬립폼 공법을 이용한 고층 집합 주거건물의 시공방법.
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