KR100459613B1 - 후조립형 프리캐스트 콘크리트 계단을 설치하기 위한코어벽체의 연속화 시공 방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 코어벽체의 연속화 시공 방법에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

코어벽체를 시공한 후 프리캐스트 콘크리트 계단을 후조립하여 설치하는 코어부 시공방법에 있어서, 코어내부 거푸집으로 종래의 목재거푸집 대신 시스템 거푸집을 이용하여 코어벽체를 시공함으로써 공기단축 및 작업효율을 증가시킬 수 있도록 한 코어벽체의 연속화 시공방법을 제공하도록 한다.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 신설층(이하, '<n>'층 이라 함)의 코어 벽체를 시공하기 위해, 프리캐스트 콘크리트 계단의 층참과 중간참이 고정 설치되는 지점에 걸침홈이 형성될 수 있도록 외측으로 돌출판을 고정 설치한 시스템 거푸집을 기설층(이하, '<n-1>'층이라 함)으로부터 상부로 인양하여 세팅하는 제 1단계; <n>층의 상부층(이하, '<n+1>'층 이라 함) 슬래브의 거푸집 설치 및 철근배근 작업을 위해 가설사다리를 설치하는 제 2단계; <n>층 벽체 철근을 배근하고, 상기 시스템 거푸집의 외측면에 상기 프리캐스트 콘크리트 계단의 층참과 중간참을 고정하기 위한 다수의 연결수단을 고정한 후, <n>층 코어 외벽체 거푸집을 설치하고, <n+1>층 슬래브 거푸집을 설치하고 슬래브 철근을 배근하는 제 3단계; <n>층 벽체 및 <n+1>층 슬래브를 성형하기 위해 콘크리트를 타설하여 양생한 후, <n+1>층 슬래브 콘크리트가 소정 강도이상으로 경화하게 되면 상기 <n>층 코어 외벽체 거푸집과 <n+1>층 슬래브 거푸집을 탈형하는 제 4단계; 및 타워크레인을 이용하여 가설사다리를 제거한 후, 상기 시스템 거푸집을 탈형하여 <n>층에서 <n+1>층으로 인양하는 제 5단계를 포함한다.

4. 발명의 중요한 용도

후조립형 프리캐스트 콘크리트 계단을 설치하기 위한 코어내벽의 시공에 이용된다.

Description

후조립형 프리캐스트 콘크리트 계단을 설치하기 위한 코어벽체의 연속화 시공 방법{Continuous construction of core wall for precasted concrete staircase}

본 발명은 후조립형 프리캐스트 콘크리트(이하, 'PC'라 칭함)를 설치하기 위한 코어벽체의 연속화 시공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 철근콘크리트 구조물의 품질은 사용자재 및 거푸집 작업을 하는 기능공의 숙련도에 따라 큰 영향을 받는다. 최근 건설현장에서는 기능공의 부족으로 공동주택을 위주로 하여 벽체에는 대형 시스템 거푸집이나 철재 갱폼(Gang Form)을 사용하고, 슬래브에서는 대형 유니트 판넬이나 HPC(Half precasted Concrete) 슬래브를 사용하여 인력에 의존하는 재래식 거푸집 작업을 최소화하려는 시도가 진행되고 있다.

그러나 계단실이 포함된 코어내벽의 경우, 거푸집의 구조가 매우 복잡하여 통상적으로 계단실 부위만 대형 시스템 거푸집을 사용하지 않고 따로 목재 등의 재래식 거푸집을 사용하여 왔다. 이와 같이 재래식 공법을 사용하여 벽체와 계단을 타설할 경우에는, 거푸집 설치가 어렵고 시공 시간과 인력의 낭비가 심하며, 타설시 콘크리트가 넘쳐흐르는 등 품질 측면에 심각한 문제가 발생하였다.

한편, 내부 계단을 PC화하여 기존의 유로폼과 같이 조립하여 시공하는 방안도 시도되었으나, PC 계단과 벽체의 접합을 위해 거푸집을 따고 PC 계단 중간참을 올려놓은 후 벽체 콘크리트를 타설하게 되어, 시스템 거푸집 사용을 통한 계단실코어 벽체의 연속화 시공에 한계가 있었다.

상기 기술과 관련된 종래 기술로서, 본 출원인에 의해 선 출원된 대한민국 특허공보 제 10-0226168호에 개시된 기술이 있는데, 상기 선 출원된 발명에서는 시스템 거푸집을 계단실 코어내벽에 적용하기 위하여 코어벽체 내의 계단을 PC화하고, 계단실 벽체를 먼저 시공한 후 내부의 계단부는 나중에 조립될 수 있도록 한, 프리캐스트 콘크리트 계단 시스템 및 이를 이용한 계단 시공방법을 개시하고 있다.

그런데, 상기 선 출원된 발명에서는 후조립형 PC 계단 시스템 및 이를 이용한 시공방법에 대해서만 개시하고 있을 뿐, 코어 벽체의 시공 관련 기술을 제시하지 못하고 있고, 여전히 계단실 코어벽 내부는 종래의 재래식 거푸집을 사용함으로써 실제적으로 상기 선 출원된 발명과 같은 후조립형 PC 계단 시스템을 효율적으로 이용하지 못하고 있는 실정이다.

또한, 상기 선 출원된 발명의 계단 시스템은 HPC(Half precasted concret)로서, 계단참과 코어벽체의 연결부분은 현장에서 직접 이음철근을 연결하고 현장콘크리트 타설로서 마감하게 되어, 코어부의 PC화로 인한 소정의 공기단축의 효과를 반감시키는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 코어벽체를 시공한 후 PC 계단을 후 조립하여 설치하는 코어부의 시공방법에 있어서, 코어내부 거푸집으로 종래의 목재거푸집 대신 시스템 거푸집을 이용하여 코어벽체를 연속 시공함으로써 공기단축 및 작업효율을 증가시킬 수 있도록 한 코어 벽체의 연속화 시공방법을 제공하도록 한다.

도 1은 PC 계단의 분해 사시도.

도 2는 PC 계단이 설치된 사시도.

도 3은 도 2의 A-A'선 단면도.

도 4는 도 2의 B-B'선 단면도.

도 5는 도 2의 C-C'선 단면도.

도 6은 코어내벽의 사시도.

도 7a ~ 도 7f는 본 발명의 일실시예에 의한 코어벽체의 연속화 시공도.

도8은 본 발명의 일실시예에 의한 매립파이프 설치 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 시스템 거푸집 200 : 코어벽체

221: 매립 파이프 230 : 이음철근

240 : 벽체 철근 250 : 슬래브 철근

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 신설층(이하, '<n>'층 이라 함)의 코어 벽체를 시공하기 위해, 프리캐스트 콘크리트 계단의 층참과 중간참이 고정 설치되는 지점에 걸침홈이 형성될 수 있도록 외측으로 돌출판을 고정 설치한 시스템 거푸집을 기설층(이하, '<n-1>'층이라 함)으로부터 상부로 인양하여 세팅하는 제 1단계; <n>층의 상부층(이하, '<n+1>'층 이라 함) 슬래브의 거푸집 설치 및 철근배근 작업을 위해 가설사다리를 설치하는 제 2단계; <n>층 벽체 철근을 배근하고, 상기 시스템 거푸집의 외측면에 상기 프리캐스트 콘크리트 계단의 층참과 중간참을 고정하기 위한 다수의 연결수단을 고정한 후, <n>층 코어 외벽체 거푸집을 설치하고, <n+1>층 슬래브 거푸집을 설치하고 슬래브 철근을 배근하는 제 3단계; <n>층 벽체 및 <n+1>층 슬래브를 성형하기 위해 콘크리트를 타설하여 양생한 후, <n+1>층 슬래브 콘크리트가 소정 강도 이상으로 경화하게 되면 상기 <n>층 코어 외벽체 거푸집과 <n+1>층 슬래브 거푸집을 탈형하는 제 4단계; 및 타워크레인을 이용하여 가설사다리를 제거한 후, 상기 시스템 거푸집을 탈형하여 <n>층에서 <n+1>층으로 인양하는 제 5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 PC 계단의 분해 사시도이고, 도 2는 PC 계단이 코어 내벽에 설치된 상태도이며, 도 3, 도 4, 도 5는 각각 도 2의 A-A'선, B-B'선, C-C'선의 단면도이다. 도 6은 본 발명에 의해 시공된 코어내벽의 사시도이며, 도 7a ~ 도 7f는 본 발명의 일실시예에 의한 코어 벽체의 연속화 시공도, 도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 매립파이프의 설치 단면도이다.

도 1은 본 발명에 의해 시공되는 코어 내벽에 설치될 PC 계단의 분해 사시도이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 PC 계단 시스템은, PC로 제작되어 건축 구조물의 각 층에서 계단으로 진입할 수 있도록 설치되는 층참(310)과, PC로 제작되어 층과 층 사이에 설치되는 중간참(330)과, PC로 제작되어 하부층의 중간참(도면에 도시되지 않음)에서 상기 층참(310)으로 걸쳐지는 하부 계단판(320), 및 PC로 제작되어 상기 층참(310)에서 상부층의 중간참(330)에 걸쳐지는 상부 계단판(340)을 구비한다.

상기 상 · 하부 계단판(340, 320)과, 층참(310), 중간참(330)은 모두 공장 또는 현장에서 미리 성형 제작된 것으로, 현장에서는 건식에 의한 조립설치만으로 시공되어진다.

상기 층참(310)은 층간 슬래브와 연결되는 지점에서 코어 후벽체(도6의 210) 및 측벽체(도6의 220)에 직접 연결되는 구조재로서, 후단부가 상기 코어 후벽체(도6의 210)와 끼워 맞춤식으로 조립 연결되고, 측단부는 코어 측벽체(220)와 철재 구조물과 같은 부재를 사용하여 고정 연결된다. 그리고 상 · 하부계단판(340, 320)과 연결되는 층참(310)의 전단부는 단턱(315)을 형성하고 있어 상기 단턱(315)에 상기 상 · 하부 계단판(340, 320)의 일단에 형성된 단턱(321)이 각각 걸쳐 고정되도록 한다. 이러한 층참(310)이 코어 벽체 및 계단판들과 연결되는 구조에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

상기 중간참(330)은, 층과 층 사이의 중간 지점에 연결되는 구조재로서, 그 측단부가 코어 측벽체(도6의 220)에 연결되는 구조 및 전단부가 코어 전벽체에 연결되는 구조는 상기 층참(310)과 동일하고, 그 후단부가 상기 계단판과 연결되는 구조 역시 층참(310)의 전단부 연결방식과 동일하다.

도 2는 상기와 같은 구조재로 이루어진 PC 계단이 코어벽체에 설치된 사시도를 도시한 것이며, A-A'선, B-B'선, C-C'는 PC 계단 구조물과 코어벽체, 또는 상호 PC 계단 구조물간의 연결부위에 대한 절단선으로, 상기 절단선에 의한 단면도인 도 3, 도 4, 도 5를 참조하여 상기 층참(310)과 중간참(330)이 코어벽체에 어떻게 설치되는지를 상세히 설명한다.

도 3은 상기 층참(310)의 후단부를 선 타설된 코어 후벽체(도6의 210)에 고정 설치한 구조를 도시한 것으로, 상기 층참(310)의 후단부에 형성되어 있는 걸침턱(311)을 상기 코어 후벽체(210)의 걸침홈(도6의 211)에 끼우고, 상기 층참의 걸침턱(311)과 코어 후벽체(210)의 걸침홈(211)의 틈새에 무수축 몰탈(314)을 채워 마감한다.

도 4는 상기 층참(310)의 양측부를 선 타설된 코어 양측벽체(도6의 220)에 고정하는 방법을 도시한 것으로, 상기 층참(310)의 양측부는 윗면으로부터 옆면으로 관통된 삽입홀(312)이 형성되어 있어, 상기 삽입홀(312)로부터 강봉(313)을 삽입시켜 코어 측벽체(220) 내의 매립 파이프(221)에 이르도록 한다. 그런 후, 상기 삽입홀(312)과 상기 코어 측벽체(220) 간의 틈새에 무수축 몰탈(114)을 채워 마감한다.

도 5는 층참(310)에 하부 계단판(320)을 걸쳐 연결하는 구조를 도시한 것으로, PC 구조재인 하부 계단판(320)을 그 선단이 상기 층참(310)의 전단부에 걸쳐지도록 크레인으로 양중한 후, 상기 층참(310)의 선단에 형성된 ㄴ자형 단턱(315)에 상기 하부 계단판(320)의 ㄱ자형 단턱(321)을 걸쳐 놓아 서로를 연결하여 설치한다. 그리고 상기 하부 계단판(320)의 측면은 코어 측벽체 쪽으로 단순 밀착 후에 무수축 몰탈을 충진하여 마감한다.

도면에 도시되지 않았지만 중간참(330)의 경우도 층참(310)이 코어벽체에 고정 설치되는 것과 동일한 과정에 의해 고정된다.

도 6은 상기와 같은 PC 계단을 설치하기 위해 선 타설된 코어벽체 내부를 도시한 것으로, 코어벽체는 상기 층참(310)을 연결하기 위해 슬라브층과 연결된 지점의 후벽체(210)에는 걸침홈(211)이 소정깊이를 가지고 형성되어 있도록 시공되고, 측벽체(220)에는 벽체 내부로 다수의 파이프(221)가 매립되어 있도록 시공된다.

이제, 상기와 같은 코어벽체를 연속으로 시공하기 위한 방법에 대해 도 7a ~ 도 7e를 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 7a는 <n>층의 코어 벽체를 시공하기 위해 <n-1>층으로부터 시스템 거푸집을 상부로 인양하여 세팅한 상태를 도시한 것으로, 시스템 거푸집(100)의 내벽에는작업자의 안전 및 작업효율을 위해 안전통로(110)가 설치되어 있다. 이때, 상기 시스템 거푸집(100)의 층간 슬래브가 위치하는 지점 및 층과 층 사이의 중간 지점에는, 상기 걸침홈(211)이 형성될 수 있도록 외측으로 소정 두께의 돌출판(도면에 도시하지 않음)을 연결하여 고정시킨다. 상기 돌출판으로는 목재합판, 고무판, 철판 등을 사용할 수 있으며, 철판의 경우 ㄷ자형으로 절곡하여 사용할 수 있다.

도 7b는 <n+1>층 슬래브의 거푸집 및 철근배근 작업을 위해 가설사다리(400)를 설치하는 단계를 도시한 것으로, 크레인 등을 이용하여 상기 가설사다리(400)를 시스템 거푸집(100) 상부로부터 반입한 후, 상기 시스템 거푸집(100)의 내부에 일정 폭으로 고정되어 있는 안정통로(110)에 연결하여 설치하게 된다.

도 7c는 <n>층의 벽체 철근(240) 및 <n+1> 층의 슬래브 철근(250)을 배근하는 단계를 도시한 것이다.

우선, <n>층 벽체 철근(240)을 <n-1>층 벽체 이음철근(230)에 연결하여 배근하고, 상기 시스템 거푸집(100)의 층간 슬래브가 위치하는 지점 및 층과 층 사이의 중간 지점 외측면에 상기 PC 계단의 층참과 중간참의 측부를 고정하기 위한 매립파이프(221)를 다수 고정한 후, <n>층 코어 외벽체 거푸집(500)을 설치한다. 그리고 <n+1>층 슬래브 거푸집(600)을 설치하고 슬래브 철근(250)을 배근한다.

이때, 상기 매립파이프(221)는 도 8에 도시된 단면상세와 같이, 입구부에 다수의 홀을 형성하고 있는 플렌지(222)를 구비한 원통의 파이프로서, 상기 시스템 거푸집(100)의 소정의 위치에 형성된 볼트 구멍에 볼트(223)를 삽지하고 상기 플랜지(222) 상의 홀을 관통시켜 너트(224)로서 고정함으로써 설치된다.

한편 상기 매립파이프(221)의 후단은 콘크리트 타설시 위치 변동되지 않도록 벽체 철근에 결속선 등을 이용하여 좀 더 견고하게 고정할 수 있다.

도 7d는 <n>층 벽체 및 <n+1>층 슬래브에 콘크리트를 타설하는 단계를 도시한 것으로, 도7c와 같은 거푸집 설치 상태에서 코어 벽체와 슬래브를 동시에 타설하여 콘크리트의 연속화 및 일체화 시공을 가능하게 한다. 그리고 소정의 강도를 갖도록 양생한 후, <n+1>층 슬래브 콘크리트가 소정 강도이상으로 경화하게 되면 코어 외벽체 거푸집(500)과 <n+1>층 슬래브 거푸집(600)을 탈형한다.

도 7e는 코어 시스템 거푸집(100)을 인양하는 단계를 도시한 것으로, 먼저 타워 크레인을 이용하여 가설사다리(400)를 제거한 후, 상기 시스템 거푸집(100)을 탈형하여 <n>층에서 <n+1>층으로 인양하게 된다.

이때, 본 발명의 일실시예에 따른 시스템 거푸집(100)으로는, 박스형의 슬립폼(Slip Form), 에이씨에스 폼(ACS Form) 또는 철재 갱폼 등을 사용할 수 있으며, 내부에는 작업자의 안전한 작업을 위해 안전통로(110)가 내설되어 있고, 층참(310) 및 중간참(330)이 놓여지는 거푸집의 전·후면에는 외측으로 돌출판을 연결하여 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 일반적으로 시스템 거푸집(100)은 원활한 탈형을 위해 사면의 거푸집판을 3cm 정도 내부로 오므려서 인양하고 있으나, 본 발명에서는 시스템 거푸집(100)의 탈형시 상기 시스템 거푸집의 외부에 설치한 돌출판이 후생성된 벽체의 걸침홈(211)에 걸리지 않고 상부로 연속적으로 인양될 수 있도록, 상기 걸침홈(211)의 깊이 이상으로 거푸집판을 내부로 오므린 후 인양한다.

이처럼 코어 내벽에도 시스템 거푸집(100)을 이용하여 코어벽체를 시공할 경우, 종래의 코어벽체 시공시 층별로 콘크리트가 굳은 다음 코어 내벽 거푸집을 해체해 상층부에 다시 설치하는 중복된 공정이 절약되고, 에이씨에스 폼(ACS Form) 또는 슬라이딩 폼(Sliding Form) 등과 같은 연속 이동 거푸집을 사용하게 되어 콘크리트 강도의 일체성을 확보하게 된다.

도 7f는 신설된 <n>층의 계단 설치 공간에 PC 계단을 조립하는 단계를 도시한 것으로, 계단 진입 지점에서 선 타설된 상기 코어벽체에 PC 제작된 층참(310)을 고정 설치하고, 상기 설치된 층참(310)과 <n-1>층의 중간참 간에 PC 제작된 하부 계단판(320)을 걸쳐 연결한 후, 층과 층 사이의 지점에서 선 타설된 상기 코어벽체에 PC 제작된 중간참(330)을 연결 고정하고, 상기 층참(310)과 중간참(330) 사이에 PC 제작된 상부 계단판(340)을 걸쳐 연결함으로써 계단을 시공한다.

그 이후는 다시 제7a도부터의 공정이 반복되어 수행된다.

상기와 같이 본 발명은, 내부 코어벽체 거푸집으로 시스템 거푸집을 이용함으로써, 코어벽체의 일체화 및 연속화 시공을 꾀하고, 이에 의한 공기단축의 효과를 가진다. 또한, 시스템 거푸집에 의한 코어벽체의 연속 타설로 코어벽체의 마감면이 미려하게 되고, 이로 인해 코어벽면의 미장공정을 생략할 수 있어 공사 비용절감의 효과를 가진다.

Claims (3)

1. 후조립형 프리캐스트 콘크리트 계단을 설치하기 위한 코어벽체 시공방법에 있어서,

   신설층(이하, '<n>'층 이라 함)의 코어 벽체를 시공하기 위해, 프리캐스트 콘크리트 계단의 층참과 중간참이 고정 설치되는 지점에 걸침홈이 형성될 수 있도록 외측으로 돌출판을 고정 설치한 시스템 거푸집을 기설층(이하, '<n-1>'층이라 함)으로부터 상부로 인양하여 세팅하는 제 1단계;

   <n>층의 상부층(이하, '<n+1>'층 이라 함) 슬래브의 거푸집 설치 및 철근배근 작업을 위해 가설사다리를 설치하는 제 2단계;

   <n>층 벽체 철근을 배근하고, 상기 시스템 거푸집의 외측면에 상기 프리캐스트 콘크리트 계단의 층참과 중간참을 고정하기 위한 다수의 연결수단을 고정한 후, <n>층 코어 외벽체 거푸집을 설치하고, <n+1>층 슬래브 거푸집을 설치하고 슬래브 철근을 배근하는 제 3단계;

   <n>층 벽체 및 <n+1>층 슬래브를 성형하기 위해 콘크리트를 타설하여 양생한 후, <n+1>층 슬래브 콘크리트가 소정 강도 이상으로 경화하게 되면 상기 <n>층 코어 외벽체 거푸집과 <n+1>층 슬래브 거푸집을 탈형하는 제 4단계; 및

   타워크레인을 이용하여 가설사다리를 제거한 후, 상기 시스템 거푸집을 탈형하여 <n>층에서 <n+1>층으로 인양하는 제 5단계

   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 코어벽체 연속화 시공방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 3단계에서의 연결수단의 고정은,

   입구부에 플렌지가 형성된 원통의 파이프를 상기 시스템 거푸집의 외측면에 고정시키는 것을 특징으로 하는 코어벽체 연속화 시공방법.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 5단계에서의 시스템 거푸집 인양은,

   상기 시스템 거푸집의 탈형시, 상기 시스템 거푸집에 고정 설치된 돌출판이 콘크리트 타설된 코어 벽체의 걸침홈에 걸리지 않고 상부로 연속적으로 인양할 수 있도록, 상기 걸침홈의 깊이 이상으로 거푸집판을 오므려서 인양하도록 하는 것을 특징으로 하는 코어벽체 연속화 시공방법.