KR100462236B1 - 구조물 외벽용 패널, 이를 이용한 구조물 지하외벽조립구조 및 구조물지하외벽 시공공법 - Google Patents

구조물 외벽용 패널, 이를 이용한 구조물 지하외벽조립구조 및 구조물지하외벽 시공공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구조물 외벽용 패널, 이를 이용한 구조물 지하외벽 조립구조 및 구조물 지하외벽 시공공법에 관한 것으로서, 상기 구조물 외벽용 패널은 소정두께의 직육면체 형상으로서 연결맞춤턱이 상, 하, 좌, 우면에 형성되어 끼워 맞춤식으로 서로 연결되어 패널조립체로 축조되어, 이로서 지하외벽체와 함께 합벽형태로 구조물 외벽을 현장에서 조립 설치할 수 있어, 구조물 지하 흙막이 공사 이후 구조물의 지하 외벽을 형성시키기 위해 철근콘크리트 벽체를 축조하는 경우와 같이 거푸집설치, 보호벽축조, 미장 또는 도장작업과 같은 최종마감작업 등이 없이도 지하 외벽을 축조할 수 있어 공정이 단순해져 공기가 단축되며, 공장생산자재를 이용하여 품질확보가 용이하고, 체계적인 공사관리가 가능하여 공사비를 절감할 수 있는 구조물 외벽용 패널, 이를 이용한 구조물 지하외벽 조립구조 및 구조물 지하외벽 시공공법에 관한 것이다.

Description

구조물 외벽용 패널, 이를 이용한 구조물 지하외벽 조립구조 및 구조물지하외벽 시공공법{panel for external underground wall of building, structure and construction method using the same}
본 발명은 구조물 외벽용 패널, 이를 이용한 구조물 지하외벽 조립구조 및 구조물 지하외벽 시공공법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 구조물 지하 흙막이 공사 이후 구조물의 지하 외벽을 형성시키기 위해 철근콘크리트 벽체를 축조하는 경우에 거푸집설치, 보호벽 축조, 미장 또는 도장작업과 같은 최종마감작업 등이 없이도 지하 외벽을 합벽 형태로 축조할 수 있어 공정이 단순해져 공기가 단축되며, 공장생산자재를 이용하여 품질확보가 용이하고, 체계적인 공사관리가 가능하여공사비를 절감할 수 있는 구조물 외벽용 패널, 이를 이용한 구조물 지하외벽 조립구조 및 구조물 지하외벽 시공공법에 관한 것이다.
통상 구조물 지하 터파기 후, 지하구조물의 외벽을 시공하기 위해서 흙막이공사를 하게된다. 상기 흙막이 공사는 H 파일(엄지 말뚝)을 일정간격으로 지반에 항타 등으로 삽입시킨 후 구조물을 축조해야할 부분을 굴삭기 등으로 굴착하면서, 상기 지반에 박힌 엄지말뚝 사이사이에, 나무판과 같은 흙막이널을 끼워 토압 등을 지지케하여 지반의 붕괴를 막은 상태에서, 구조물의 지하외벽을 축조하기 위해 흙막이 널을 기준으로 외벽이 형성되어야 할 부위에 외벽용 내부 철근 등을 다수 형성시킨 후, 외벽용 거푸집을 다수 연결하여 설치하고, 상기 흙막이널 및 거푸집 사이에 콘크리트를 타설, 양생하여 구조물 지하외벽을 축조한다. 나아가 구조물 지하외벽으로 유입되는 지하수 침투를 방지하기 위해 구조물 외벽체 콘크리트 타설 시 활성실리카가 함유되어 자체치유능력이 있는 콘크리트 분말형 구체방수재를 혼입한 콘크리트를 이용함으로서 누수에 의한 구조물의 내구성 저하를 막는 방법이 이용되기도 한다.
상기와 같이 구조물 지하 외벽을 축조하기 위해서 거푸집공사에 의한 철근콘크리트 벽체를 축조하는 경우, 목재거푸집을 주로 이용하는 경우가 통상적인데 이러한 거푸집공사의 경우, 그 설치 공정이 모두 인력으로 이루어질 수밖에 없어 작업이 매우 조잡하고, 품질관리가 용이하지 않아 효율적인 공사관리가 어려워 원가상승 및 공기의 지연이라는 문제점이 있고, 거푸집설치작업의 하자에 의해 지하 외벽의 부분적인 누수, 균열에 의한 구조물의 내구성저하에 따른 구조물 수명의 단축의 원인이 되고, 별도의 미장 또는 도장의 방법으로 외부로 노출되는 면을 마감처리해야 하는 등 추가비용이 많이 발생하는 문제점이 있다.
나아가 구조물 지하외벽을 축조하기 위해, 공장 생산되며 거푸집의 역할을 하는 플라스틱재질 등의 격벽 형태의 패널을 이용하여 구조물의 외벽과 일정한 간격을 두고 설치한 뒤, 상기 격벽에 의해 형성된 공간에 콘크리트를 타설하여 기 형성된 구조물 외벽체와 함께 합벽을 형성시키는 방법 및 별도의 콘크리트를 타설하지 않고 격벽에 의한 공간을 누수 등의 배수로로 이용하는 공법도 개발되었으나, 상기 패널은 비용이 매우 고가여서 실제로 구조물 지하 외벽용으로 사용하기에는 한계가 있으며, 패널 자체는 공장 생산되지만 현장에서의 패널 조립은 별도의 볼트 또는 클램프와 같은 연결철물을 이용하기 때문에 그 설치작업이 거의 인력으로 이루어 질 수밖에 없어 최근 구조물의 대형화추세를 보았을 때 그 설치작업도 공사비 상승원인이 되고 있으며, 이러한 패널의 노출면도 별도의 미장작업이 필요한 경우가 많아 실제 현장의 적용은 매우 제한적이라는 문제점이 있다.
이에 구조물 지하외벽 축조를 위해 설치작업이 간단하여 공기를 줄일 수 있으면서도, 품질확보가 용이하고, 축조 후 별도의 마감작업이 필요 없어, 효율적이고 쳬계적인 공사관리가 가능하여, 공사비를 절감할 수 있는 방법이 절실히 요구되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서,
본 발명의 목적은 구조물 지하외벽을 합벽 형태로 축조하되, 별도의 거푸집작업이 필요 없고, 별도의 마감작업이 필요 없는 공장생산된 프리캐스트 콘크리트 패널을 끼워 맞춤식으로 조립하여 이용함으로서 시공 공정이 간단하여 품질관리가 용이하고, 구조물 외벽설계 시 모듈화에 의한 부품화가 가능하여 하자발생에 의한 보수작업이 단순화되어 전체적인 공사비 및 하자보수비가 절감되는 구조물 외벽용 패널, 이를 이용한 구조물 지하외벽 조립구조 및 구조물 지하외벽 시공공법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 프리캐스트 콘크리트 패널에 형성된 인서트와 같은 조립구에 지지철물을 부착시켜 대형 구조물 외벽축조 시 패널의 조립에 따른 변형 및 전도를 방지할 수 있는 수단을 제공하고, 거푸집설치 및 콘크리트 타설 충격에 의한 거푸집 전도방지 등을 위한 각종 보조철물 설치에 의한 구멍 등에 의해 발생할 수 있는 외벽의 누수원인을 근복적으로 방지할 수 있는 수단을 제공하고, 축조된 외벽에 구조물 슬래브를 용이하게 축조시킬 수 있는 연결철물을 함께 제공할 수 있어 구조물 시공의 편리성 및 구조물 외벽의 품질을 용이하게 유지, 확보할 수 있는 구조물 외벽용 패널, 이를 이용한 구조물 지하외벽 조립구조 및 구조물 지하외벽 시공공법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 프리캐스트 콘크리트 패널 제작 시 현장에서는 조립공정만 진행되어 별도의 구조물 외벽설치를 위한 자재보관장소가 필요치 않아 작업부지가 확보가 어려운 도심지 공사에 매우 적합한 구조물 외벽용 패널, 이를 이용한 구조물 지하외벽 조립구조 및 구조물 지하외벽 시공공법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 프리캐스트 콘크리트 패널 제작 시, 전기, 설비용 매설물을 미리 설치할 수 있어 현장에서 이를 위해 별도의 파쇄 및 할석작업이 배제될 수 있어 작업의 연속성을 확보할 수 있는 수단을 제공하는 구조물 외벽용 패널, 이를 이용한 구조물 지하외벽 조립구조 및 구조물 지하외벽 시공공법을 제공하는 것이다.
도1a 내지 도1b는 본 발명의 실시예인 하부 프리캐스트 콘크리트 패널의 정면도, 측면도 및 평면도이다.
도2는 본 발명의 실시예인 중간 프리캐스트 콘크리트 패널의 측면도이다.
도3은 본 발명의 실시예인 하부 프리캐스트 콘크리트 패널의 측면도이다.
도4는 본 발명의 실시예인 표준형 프리캐스트 콘크리트 패널의 정면도 및 측면도이다.
도5는 본 발명의 실시예인 구조물외벽체용 패널조립체의 설치사시도이다.
도6은 본 발명의 실시예인 패널 지지철물의 설치사시도이다.
도7은 본 발명의 실시예인 패널 하부고정철물의 설치상세도이다.
도8은 본 발명의 실시예인 슬래브용 버팀대의 설치상세도이다.
도9a 내지 도9c는 본 발명의 패널을 이용한 구조물 외벽의 정면도, 측면도 및 평면도의 설치사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10:프리캐스트 콘크리트 패널 20,30,40,50:연결턱맞춤
60: 연결용구멍 70:연결용보조철물
80:문양 90:인양철물
91:고정구 92:지지철물
100:하부 프리캐스트 콘크리트 패널 200:중간 프리캐스트 콘크리트 패널
300:상부 프리캐스트 콘크리트 패널 400:표준형 프리캐스트 콘크리트 패널
500:구조물 기초콘크리트 600:구조물 외벽
610:패널조립체 620:구조물외벽체
630:구조물슬래브 700:흙막이공
본 발명은 구조물 외벽을 축조하기 위해 기존의 거푸집설치 작업을 생략할 수 있는 공장생산된 프리캐스트 콘크리트 패널 및 상기 패널의 연결부는 조립, 설치작업을 기계적으로 처리하기 위해 간단한 연결수단을 이용하여 조립이 가능하도록 소정 형상의 연결 턱을 형성시켜 완성한 패널조립체를 제공하며, 상기 패널을 이용한 구조물 지하외벽의 합벽 시공 공법을 제공하는 것으로서 본 발명의 바람직한 실시예를 도1 내지 도9를 기준으로 상세히 설명한다.
먼저 프리캐스트 콘크리트 패널를 먼저 개시하고, 상기 패널을 이용하여 형성된 구조물 지하외벽 조립구조 및 구조물지하외벽 시공공법을 설명한다.
[프리캐스트 콘크리트 패널]
본 발명의 프리캐스트 콘크리트 패널은 4가지 구체예로 구분될 수 있다.즉, 구조물 기초콘크리트(500) 또는 지반 바로 위에 형성되는 하부 프리캐스트 콘크리트 패널(100), 상기 하부 프리캐스트 콘크리트 패널 상부면에 끼워 맞춤식으로 설치되는 중간 프리캐스트 콘크리트 패널(200)과 상부 프리캐스트 콘크리트 패널(300) 및 표준형 프리캐스트 콘크리트 패널(400)로 구분된다.
상기 4가지 프리캐스트 콘크리트 패널(100.200.300,400)은 구조물 외벽(600)의 설치높이에 따라 한가지 이상을 조합하여 이용할 수 있으며, 설치위치에 따른 상, 하 연결부 형성이 다소 상이 할 뿐이며, 공장 제작되어 현장에 운반된 후, 직접 구조물 외벽을 형성시켜야 부위에 기계적 인양수단을 이용하여 조립설치 되는 점은 모두 동일하다.
하부 프리캐스트 콘크리트 패널
상기 하부 프리캐스트 콘크리트 패널(100)은 도1b와 같이 전체적인 형상이 직육면체 형상의 프리캐스트 콘크리트 패널로서 소정의 두께를 가지며 중량감소를 위한 내부중공(10)이 형성된다. 상기 내부중공은 도1b에는 사각형으로 패널 내부에 2개가 형성되어 있으나 형상 및 개수는 설계에 따라 변경된다.
도1a와 같이 하부면은 구조물의 기초콘크리트 등과 같은 기초 위에 수직으로 설치될 수 있도록 수평면으로 처리되며, 상부면은 중간 프리캐스트 콘크리트패널(200) 또는 상부 프리캐스트 콘크리트 패널(300)이 서로 맞대어 끼워 맞춤식으로 설치될 수 있도록 연결턱맞춤(20)이 형성되어 있다. 상기 연결턱맞춤은 수평부(20a) 및 상기 수평부와 연속하여 형성된 돌출부(20b)로 이루어져 전체적으로 계단형상의 턱으로서 도5와 같이 중간 또는 상부 프리캐스트 콘크리트패널(200,300)의 연결턱맞춤이 서로 맞대어 연결되어 간단하게 패널조립체(610)로 조립할 수 있다는 장점이 있다. 상기 연결턱맞춤(20)은 패널의 상부면을 따라 연속하여 형성되며, 끼워 맞춤식으로 연결될 수 있는 구조라면 그 크기와 형상이 변경될 수 있다.
상기 연결턱맞춤의 돌출부에는 소정의 깊이를 갖는 상하 연결용구멍(60)이 좌, 우측 상부면에 형성되어 있는데, 상기 연결용구멍은 패널의 연결턱맞춤에 의해서만 중간 또는 상부 프리캐스트 콘크리트 패널을 하부 프리캐스트 콘크리트 패널에 연결, 조립할 경우 자립하지 못하고 전도될 수 있으므로, 연결용구멍(60)에 연결봉과 같은 연결용보조철물(70)을 이용하여 패널과 패널의 연결을 더욱 확고히 하기 위한 것이다. 그 형성위치. 크기 및 개수는 패널의 두께 및 면적에 따라 변경가능하며, 설계 상 생략할 수 있다.
좌, 우 면에는 상기 패널의 상부면에 형성된 연결턱맞춤과 같이, 하부 프리캐스트 콘크리트 패널끼리 서로 연결될 수 있도록 좌, 우 연결턱맞춤(40,50)이 형성되어 있어, 하부 프리캐스트 콘크리트패널끼리 서로 용이하게 연결되어 설치될 수 있으며, 도1에는 연결용구멍이 형성되지 않은 경우를 도시하였으나 패널의 크기에 따라 연결용구멍을 추가로 형성시킬 수 있다.
전면(A)은 구조물 외벽 내부 쪽으로 노출되는 면이므로 별도의 도장 및 미장작업이 필요 없도록 다양한 형상의 문양이 공장에서 미리 형성되며, 이로서 패널설치 후 별도의 마감작업이 필요 없다는 장점이 있다. 도1a에는 내부에 사다리꼴 형상으로 파여져 형성된 요철 문양(80)이 도시되어 있으나 구조물에 따라 다양한 문양으로 형성될 수 있으며, 미리 공장에서 특정 색상이 형성될 수 있다.
배면(B)은 합벽 처리되는 면이기 때문에, 요철을 형성시켜 타설 된 콘크리트와 부착성능을 높이는 것이 바람직하다.
중간 프리캐스트 콘크리트패널
중간 프리캐스트 콘크리트패널은(200) 도5와 같이, 하부 프리캐스트 콘크리트패널(100)의 상부면 및 후술되는 상부 프리캐스트 콘크리트패널의 하부면에 결합되는 패널로서, 상부면 및 하부면에 각각 연결맞춤턱(20,30)이 형성되어 있다.
상기 하부 프리캐스트 콘크리트패널과는 달리 하부면에도 연결구멍이 형성된 연결맞춤턱(30)이 형성되어 있다는 점을 제외하고는 하부 프리캐스트 콘크리트패널과 동일하다. 즉 도2와 같이 하부 프리캐스트 콘크리트패널에 추가로 하부면에 연결구멍이 형성된 연결턱맞춤(30)이 추가로 형성된 것이다.
상부 프리캐스트 콘크리트패널
상기 상부 프리캐스트 콘크리트패널은(300)은 도5와 같이, 하부 프리캐스트 콘크리트패널(100) 또는 중간 프리캐스트 콘크리트패널(200)의 상부면에 형성된 연결맞춤턱에 연결되는 것으로서, 도3에서 알 수 있듯이, 하부면에 형성된 연결맞춤턱(30)이 상기 하부 또는 중간 프리캐스트 콘크리트패널의 연결턱맞춤에 끼워 맞춤식으로 서로 연결되며, 연결구멍끼리 서로 접하면서 내부에 개략 절반씩 삽입된 연결봉에 의해 서로 고정 결합되며, 상부면은 구조물의 슬래브 및 다른 외벽과 연결되도록 수평면으로 처리된다. 상기 하부 프리캐스트 콘크리트패널과 비교하여 볼 때, 상부면을 제외하고 하부면에 연결구멍이 형성된 연결맞춤턱(30)이 형성되어 있다는 점을 제외하고는 좌, 우면에 연결턱맞춤이 형성된 것은 하부 프리캐스트 콘크리트패널과 동일하다.
표준형 프리캐스트 콘크리트 패널
구조물 외벽의 층고가 높지 않은 경우에는 하나의 프리캐스트 콘크리트패널만 설치하고, 외벽의 좌, 우로만 패널을 결합시키면 되므로 도4와 같이 상부면 및 하부면에는 연결턱맞춤이 형성되지 않고, 좌, 우면에만 연결턱맞춤(40,50)이 형성된 패널이 이용된다. 즉 좌, 우 연결턱맞춤이 형성된 프리캐스트 콘크리트패널을 본 발명에서는 표준형 프리캐스트 콘크리트패널(400)이라 하고, 그 외에는 상기 패널(100,200,300)들과 동일하다.
상기와 같은 하부, 중간, 상부 및 표준형 프리캐스트 콘크리트 패널(100,200,300,400)은 구조물 지하층의 층고, 외벽의 길이 와 형상, 기둥, 보(beam) 및 내벽과의 접합부에 따라 다양한 크기로 제작될 수 있으며, 공장에서 엄격한 품질관리하(패널제작 시 콘크리트 타설을 바닥타설로 하고, 거푸집은 강재거푸집을 사용하고, 양생은 증기양생으로 하고, 압축강도는 최소한 180㎏/㎠으로한다는 설계기준을 미리 계획하여 제작할 수 있어 균일한 품질유지가 가능하다)에 제작되어 현장에 운반되어 조립 설치된다. 상기 패널들은 운반을 위해 각 상부 면에 도4와 같이 후크와 같은 인양철물(90)을 다수 설치하여 인양작업을 용이하게 할 수 있으며, 인양작업 시 후크에 과도한 하중이 집중하여 국부파손이 발생할 우려가 있으므로 용접철망에 의하여 후크 설치부위를 보강할 수 있으며, 패널의 강도를 보강하기 위해 용접철망과 같은 보조철근 및 PS강선을 사용하여 패널의 압축, 휨강도 등의 강도보강과 변형 및 균열을 방지 할 수 있음은 당연하다.
도면에는 도시하지 않았으나 패널 내부에 전기 또는 설비용 배관이 미리 패널 내부에 설치될 수 있어 현장에서의 조잡한 패널의 할석, 파쇄작업을 생략할 수 있어 현장작업이 줄어들고, 이로서 공기절감에 의한 공사비 절감을 꾀할 수 있다.
나아가 상기 패널(100,200,300,400)의 전면에는 다수의 인서트와 같은 고정구(91)가 추가로 설치된다. 이러한 고정구에는 후술되는 강관버팀대와 같은 지지철물이 설치되어, 현장에서 패널을 조립 설치한 후, 합벽을 축조하기 위한 콘크리트 타설 시 등의 충격 또는 패널의 크기가 커서 전도발생이 우려될 경우 자립을 확보할 수 있다. 상기 고정구의 설치는 도4에는 패널의 전면에 4개가 설치되어 있으나 설계에 따라 생략되거나 변경된다.
[구조물 지하외벽 조립구조]
상기 하부, 중간, 상부 및 표준형 프리캐스트 콘크리트패널(100,200,300,400)은 각각의 상, 하부 및 좌, 우 연결턱맞춤에 의하여현장에서 구조물 외벽의 층고 및 길이에 따라 조합되어 현장에서 기계적 인양장치로 조립, 설치된다.
즉, 구조물외벽의 층고가 아주 낮은 경우에는 표준형 프리캐스트 콘크리트 패널(400)을 이용하여 상부 및 하부면에 연결턱맞춤이 형성되지 않고, 좌, 우면에만 연결턱맞춤이 형성된 패널을 이용하며, 구조물외벽의 층고가 하나의 표준형 프리캐스트 콘크리트 패널만으로는 설치하기에 높은 경우(상기 프리캐스트 콘크리트 패널들은 1200(W)×1500(H) 크기로 제작되는데, 높이가 1.5 M 보다 큰 경우 적절하게 조합한다)에는 하부, 중간 및 상부 프리캐스트 콘크리트 패널(100,200,300)을 조합하여 구조물 외벽을 합벽형태로 축조하게 된다.
도5와 같이, 하부, 중간 및 상부 프리캐스트 콘크리트 패널을 서로 조합하여 구조물 외벽을 합벽 형태로 축조하는 설치사시도를 기준으로 설명한다. 구조물 외벽의 층고가 높은 경우에는 상기 3가지 패널을 모두 사용하여 패널조립체(610)를 현장에서 기계적 인양장치로 조립, 설치하게 되며, 흙막이공사에 의하여 형성된 흙막이 면으로부터 일정간격을 두고, 상기 패널조립체(610)를 형성시킨 후, 흙막이면 과 패널조립체 사이에 내부철근을 배근하고, 방수재(분말형이 바람직하다)가 혼입된 콘크리트를 타설하여 구조물 외벽체(620)를 형성시킴으로서 구조물외벽(600)을 합벽형태로 축조하게 된다.
패널조립체의 후면(B)에는 요철부가 형성되어 구조물외벽체(620) 콘크리트가 타설, 양생되어 외벽체가 서로 맞닿으면서 결합되기 때문에 패널조립체(610)는 외벽체와 확고하게 결합된다.
구조물외벽(600)의 층고가 높아짐에 따라 중간 프리캐스트 콘크리트패널의 설치개수가 많아지게 되는데, 이때 연결구멍에 삽입된 연결봉 및 연결턱맞춤에 의해서만 패널조립체를 형성시킬 경우, 현장작업 시 부주의 또는 외벽체 콘크리트 타설시 충격으로 패널조립체가 전도하거나, 패널 자체의 하중으로 조립되면서 일정부위에 하중이 집중하여 국부적으로 파손이 발생할 수 있으므로, 도6과 같이 패널의 전면(A)에 인서트와 같은 고정구(91)에, 강관버팀대와 같은 지지철물(92)의 상부를 상부고정철물(93)을 이용하여 고정시키고, 하부도 하부고정철물(94)을 이용하여 구조물 콘크리트 기초에 고정하여 전체적으로 경사진 상태에서 상기 강관버팀대가 패널을 지지하게 함으로서 상기와 같은 전도 등을 방지할 수 있다. 강관버팀대의 경사각도 및 길이는 축조하려는 구조물 외벽의 층고에 따라 현장에서 조정가능 하도록 내부에 나사산이 형성된 원통형 강관과 같은 버팀대조임장치(95)를 이용할 수 있다.
구조물외벽이 완성된 후에는 상기 강관버팀대를 고정시키기 위한 상부고정철물을 제거하게되는데 인서트와 같은 고정구는 패널에 일정한 구멍을 형성시키기 때문에 후에 이를 통한 누수의 원인이 될 수 있으므로, 시멘트몰탈 등과 같은 충진재로 채움으로서, 방수효과를 높이며, 표면마감을 하여 외관적으로 미려하게 처리할 수 있다.
도7과 같이 패널의 하부면은 수평면으로 형성되어 있어 구조물 콘크리트기초에 자립할 수 있으나, 패널의 두께에 따라 패널의 하부를 고정시킬 필요가 있게 된다, 따라서 L 형강과 같은 패널하부고정철물(96)을 패널의 하부에 접하여 설치하고, 볼트 등으로 고정시키게 되면 패널의 하부를 고정할 수 있어 보다 안정적인 패널조립체를 형성시킬 수 있다.
또한 패널의 상부에는 구조물의 슬래브가 직각으로 설치되는데, 도8과 같이 상기 슬래브를 형성시키기 위해서는 합판 등과 같은 슬래브용 거푸집(99)을 지지하기 위한 L형과 같은 슬래브용버팀대(97)를 설치하고 상기 슬래브용 거푸집 등의 상부에 슬래브 콘크리트를 타설해야 한다. 상기 슬래브용 거푸집을 지지하기 위해, L형강을 볼트 등을 이용하여 패널 전면 상부에 설치하고, 상기 L형강 위에 각목(98)을 대고, 각목 위에 상기 슬래브용 거푸집(99)등을 설치한다.
[구조물 지하외벽 축조공법]
본 발명의 구조물 지하외벽 축조공법은 하부, 중간, 상부 및 표준형 프리캐스트 콘크리트패널(100,200,300,400)을 이용하여 구조물외벽(600)을 축조하는 방법에 관한 것으로서,
구조물 흙막이공사를 한 후, 외벽체용 철근을 배근하는 단계; 흙막이 된 면과 소정의 간격을 가지면서 구조물외벽을 형성시키기 위해 구조물외벽용패널을 다수개 이용하여 패널조립체를 축조하는 단계; 및 상기 흙막이 된 면과 패널조립체 사이에 방수재가 혼입된 콘크리트를 타설, 양생하여 합벽을 형성시키는 단계를 포함한다.
구조물의 지하외벽을 형성시키기 위해서는 구조물이 세워질 지반을 굴삭기등을 이용하여 굴착하게 되며, 굴착된 지반은 지반의 토압 및 지하수압 때문에 굴착된 부분으로 지반이 붕괴할 수가 있어 통상 흙막이공사와 더불어 지반을 굴착하게 되며, 본 발명에서는 H파일 및 흙막이널을 이용한 흙막이 공법을 기준으로 설명한다. H파일을 지반에 항타기 등으로 삽입한 후, 지반을 굴착하면서 목재 흙막이 널을 H파일과 H파일 사이에 끼우면서 최종적으로 흙막이가 완성되면, 도9a 내지 도9c와 같이 먼저 구조물 외벽체가 형성되어야 할 부위에 내부철근(도시하지 않음)을 배근한다. 내부철근을 배근하면서 외벽체의 누수방지를 위해 별도의 지수판을 설치할 수 있으며, 외벽체의 길이에 따라 신축이음을 둘 수 있다. 상기와 같이 외벽체용 내부철근의 배근이 완성되면, 공장에서 소정의 크기로 완성된 프리캐스트 콘크리트패널(100,200,300,400)을 현장에 운반한 뒤 적절히 조합하여 양중장치를 이용하여 상기 내부철근이 패널 후면쪽으로 위치하도록 조립 설치하게 된다. 상기 패널들에는 후크와 같은 인양용 후크가 설치되어 있어 용이하게 수평 또는 수직 인양이 가능하다. 본 발명에서는하부 및 상부 프리캐스트 콘크리트패널을 이용하여 패널조립체(610)를 축조하는 경우를 기준으로 설명한다.
먼저 구조물외벽(600)이 형성되어야 할 부위 즉, 구조물 기초콘크리트 상부면 등에, 하부 프리캐스트 콘크리트 패널을 좌, 우로 서로 연결맞춤턱을 이용하여 서로 결합시킨다. 이때 구조물 기초콘크리트 상부면과 하부 프리캐스트 콘크리트 하부를 L형과 같은 하부고정철물을 이용하여, 조립이 진행되면서 발생할 수 있는 전도 및 외벽이 형성되어야 할 부위로부터 이탈하지 않도록 한다. 상기 하부고정철물의 구체예가 형성된 부위의 상세도가 도7이다. 상기 도7에는 하부 프리캐스트콘크리트 패널 하부에 인서트와 같은 고정구가 형성되어 있어 패널의 전면과 접하는 L형강에 형성된 구멍과 일치시키고 볼트 등을 체결하여 고정시키고, 동시에 구조물 콘크리트 기초와 접하는 L형강에 형성된 구멍에 역시 볼트 등을 이용하여 상기 L형강을 구조물 기초콘크리트 상부면에 고정시킨다. 상기 하부고정철물의 설치개수는 구조물외벽의 길이 및 층고에 따라 변경되며, 체결방법은 상기 도7에 도시된 것 이외의 방법으로도 가능하다.
또한 상기 하부 프리캐스트 콘크리트패널의 전면에는 인서트와 같은 고정구(91)가 다수 형성되어 있으므로, 상기 인서트에 상부고정철물을 이용하여 강관버팀대와 같은 패널지지철물의 상부를 고정시키고, 구조물 기초콘크리트(500) 상부면에는 지지각도를 고려하여 하부고정철물을 설치한 후, 상기 강관버팀대의 하부를 역시 고정시킨다, 패널 조립 시 자체하중 등에 의하여 패널이 원래 위치에서 이탈하여 강관버팀대의 지지가 느슨해질 우려가 있으므로 강관버팀대는 개략 중간에 내부면에 나사산이 형성된 원통강관과 같은 버팀대조임철물을 설치하는 것이 바람직하며 이에 대한 설치상세도가 도6이다. 상기 도6에는 두 개의 패널지지철물이 도시되어 있으나 설계에 따라 1개 이상 설치가 가능하며, 구조물외벽층고가 그다지 높이 않은 경우에는 패널지지철물을 설치하지 않아도 상관없다.
상기와 같이 하부 프리캐스트 콘크리트 패널(100)이 좌, 우로 연결되면서 축조되면, 상기 하부 프리캐스트 콘크리트패널(100) 상부면에 상부프리캐스트 콘크리트패널(200)을 연결턱맞춤을 이용하여 서로 결합시킨다. 상기 하부 및 상부 프리캐스트 패널의 상부 및 하부면의 연결턱맞춤에는 연결용구멍이 각각 형성되어 있으므로 하부 프리캐스트 콘크리트 패널에 형성된 연결용구멍에 연결봉을 삽입시킨 후, 상기 연결봉이 상부 프리캐스트 콘크리트패널에 삽입되도록 하여 양자를 결합시키면 서로 견고하게 설치된다(상기 하부 및 상부 프리캐스트 콘크리트패널의 접합상세도가 도5에서 원으로 표시한 부분이다). 상부 프리캐스트 콘크리트패널의 각각은 좌, 우면에 형성된 연결턱맞춤에 의하여 서로 결합된다.
연결용구멍을 이용하여 연결봉이 양 패널에 삽입되면서 결합되는 것은 하부 및 상부 프리캐스트 패널의 결합과 동일하고, 상부 프리캐스트 콘크리트패널의 좌, 우 결합도 연결턱맞춤을 이용하여 서로 연결되는 것은 동일하다.
하부 및 상부 프리캐스트 콘크리트패널(100,300)을 조립하여 패널조립체(610)가 완성되면, 흙막이 판과 패널 사이에 외벽이 형성될 공간이 형성되는데, 상기 공간에 방수재(분말형이 바람직하다)가 혼입된 콘크리트를 타설, 양생하여 패널과 함께 구조물외벽체(610)를 형성시켜 합벽을 축조한다.
합벽이 완성되면, 도9와 같이 구조물슬래브(630) 및 보(640,beam)와의 접합부를 형성시키게 되는데 상기 보의 경우 구조물 내부기둥(650)에 거치 하여 설치하면 되지만, 상기 슬래브의 경우 슬래브용 버팀대를 설치한 후 데크플레이트 또는 슬래브용 거푸집을 형성시키고 콘크리트를 타설하여 상기 슬래브를 축조하게 된다. 즉 상부 프리캐스트 콘크리트패널 상부면에 형성된 인서트와 같은 고정구에 L형강과 같은 슬래브용고정철물에 형성된 구멍에 볼트 등을 이용하여 먼저 고정시키고, 각재를 상기 L형강 위에 설치한 뒤 소정 두께의 합판 등과 같은 슬래브용거푸집을 설치하고 슬래브용 콘크리트를 타설, 양생하여 슬래브를 완성시킨다.
상기와 같이 구조물외벽(600)을 외벽체(620) 및 패널조립체(610)를 이용하여 합벽형태로 설치하게 되면, 시공 후 누수 등의 문제가 발생할 수 있으므로, 외벽체 내부에 지수판을 설치하여 누수문제를 해결할 수 있지만, 외부부착형 지수판(660)을 도9c와 같이 구조물외벽과 흙막이공 사이에 설치하여 누수를 방지할 수 있다.
본 발명은 구조물 지하외벽을 공장생산된 프리캐스트 콘크리트패널을 끼워 맞춤식으로 조립하여 이용함으로서 시공 공정이 간단하여 품질관리가 용이하고, 구조물 외벽설계시 모듈화에 의한 부품화가 가능하여 하자발생에 의한 보수작업이 단순화되어 전체적인 공사비 및 하자보수비가 절감되며, 프리캐스트 콘크리트패널 제작 시 현장에서는 조립공정만 진행되어 별도의 구조물 외벽설치를 위한 자재보관장소가 필요치 않아 작업부지가 확보가 어려운 도심지 공사에 매우 적합하며, 프리캐스트 콘크리트 패널 제작 시, 전기, 설비용 매설물을 미리 설치할 수 있어 현장에서 이를 위해 별도의 파쇄 및 할석작업이 배제될 수 있어 작업의 연속성을 확보할 수 있다,

Claims (13)

  1. 소정의 두께를 가지며, 중공이 내부에 형성된 프리캐스트 콘크리트 패널;
    상기 프리캐스트 콘크리트 패널 상부, 하부 면에 연결용구멍이 형성된 연결턱맞춤;
    상기 프리캐스트 콘크리트패널 좌, 우 면에 형성된 연결턱맞춤; 및,
    상기 프리캐스트 콘트리트패널 전면에 형성된 인서트와 같은 다수의 고정구;
    를 포함하는 구조물외벽용 패널.상기 프리캐스트 콘크리트 패널 좌, 우 면에 형성된 연결턱맞춤;
    를 포함하는 구조물외벽용 패널.
  2. 삭제
  3. 제1항에서, 상기 프리캐스트 콘크리트패널의 내부에는 전기, 설비용 배관이 추가로 더 형성되는 것을 특징으로 하는 구조물외벽용 패널.
  4. 제1항에서, 상기 프리캐스트 콘크리트패널의 전면에는 다양한 문양이 추가로 더 형성되고, 후면에는 콘크리트 부착보강을 위한 요철이 추가로 더 형성되는 것을 특징으로 하는 구조물외벽용 패널.
  5. 구조물 외벽체;
    상기 외벽체에 접하여 설치되는 것으로서, 중공이 내부에 형성된 프리캐스트콘크리트패널, 상기 프리캐스트 콘크리트패널 좌, 우 면에 형성된 연결턱맞춤을 포함하는 표준형 구조물외벽용 패널;
    을 포함하여 결합되는 합벽구조이며, 상기 표준형 구조물벽용 패널 각각은 좌, 우 연결턱맞춤이 서로 맞물리면서 결합되는 것을 특징으로 하는 구조물외벽 패널조립구조.
  6. 구조물 외벽체;
    상기 외벽체에 접하여 하부면에 설치되는 것으로서, 중공이 내부에 형성된 프리캐스트 콘크리트패널, 상기 프리캐스트 콘크리트패널 상부면에 연결용구멍이 형성된 연결턱맞춤 및 상기 프리캐스트 콘크리트패널 좌, 우 면에 형성된 연결턱맞춤을 포함하는 하부 구조물외벽용 패널;
    상기 외벽체에 접하며 상기 하부 구조물 외벽체용패널 상부면에 설치되는 것으로서, 중공이 내부에 형성된 프리캐스트 콘크리트패널, 상기 프리캐스트 콘크리트패널 하부면에 연결용구멍이 형성된 연결턱맞춤 및 상기 프리캐스트 콘크리트패널 좌, 우 면에 형성된 연결턱맞춤을 포함하는 상부 구조물외벽용패널;
    을 포함하여 결합되는 합벽구조이며, 상기 하부 및 상부 구조물외벽용패널은 하부 및 상부 연결턱맞춤이 서로 맞물리면서, 상기 연결턱맞춤에 형성된 연결용구멍에 삽입된 연결용보조철물에 의하여 서로 결합되며, 상기 하부 및 상부 구조물벽용패널 각각은 좌, 우 연결턱맞춤이 서로 맞물리면서 결합되는 것을 특징으로 하는 구조물외벽 패널조립구조.
  7. 제6항에서, 중공이 내부에 형성된 프리캐스트 콘크리트패널, 상기 프리캐스트 콘크리트패널 상부 및 하부면에 연결용구멍이 형성된 연결턱맞춤 및 상기 프리캐스트 콘크리트패널 좌, 우 면에 형성된 연결턱맞춤을 포함하는 중간 구조물외벽체용 패널이 상부 구조물외벽체용 패널과 하부 구조물외벽체용 패널사이에 추가로 더 결합되어, 상기 상부 및 하부 구조물외벽체용패널과 중간 구조물외벽체용패널은 상,하부 연결턱맞춤이 서로 맞물리면서, 상기 연결턱맞춤에 형성된 연결용구멍에 삽입된 연결용보조철물에 의하여 서로 결합되며, 상기 상부, 중간 및 하부 구조물벽용패널 각각은 좌,우 연결턱맞춤이 서로 맞물리면서 결합되는 것을 특징으로 하는 구조물외벽 패널조립구조.
  8. 구조물 흙막이공사를 한 후, 외벽체용 철근을 배근하는 단계;
    흙막이된 면과 소정의 간격을 가지면서 구조물외벽을 형성시키기 위해 제1항에 기재된 구조물외벽용패널을 다수개 이용하여 패널조립체를 축조하는 단계; 및,
    상기 흙막이된 면과 패널조립체 사이에 자체치유능력이 있는 구체 방수재가 혼입된 콘크리트를 타설, 양생하여 합벽을 형성시키는 단계;
    를 포함하는 구조물외벽 시공공법.
  9. 제8항에서, 패널조립체를 축조하는 단계는 하부 구조물외벽용 패널, 중간 구조물외벽용 패널, 상부 구조물외벽용 패널 및 표준형 구조물외벽용 패널 중 적어도하나를 이용하여 축조되는 것을 특징으로 하는 구조물외벽 시공공법.
  10. 제 9항에서, 구조물외벽용패널에 형성된 고정구에 경사지게 지지철물이 추가로 더 설치되어 구조물외벽용 패널이 지지되는 것을 특징으로 하는 구조물외벽 시공공법.
  11. 제 9항에서,
    상기 하부 구조물외벽용 패널은 중공이 내부에 형성된 프리캐스트 콘크리트패널, 상기 프리캐스트 콘크리트패널 상부면에 연결용구멍이 형성된 연결턱맞춤 및 상기 프리캐스트 콘크리트패널 좌, 우 면에 형성된 연결턱맞춤을 포함하며,
    상기 중간 구조물 외벽용 패널은 중공이 내부에 형성된 프리캐스트 콘크리트패널, 상기 프리캐스트 콘크리트패널 상부 및 하부면에 연결용구멍이 형성된 연결턱맞춤 및 상기 프리캐스트 콘크리트패널 좌, 우 면에 형성된 연결턱맞춤을 포함하며,
    상기 상부 구조물 외벽용 패널은 중공이 내부에 형성된 프리캐스트 콘크리트패널, 상기 프리캐스트 콘크리트패널 하부면에 연결용구멍이 형성된 연결턱맞춤 및 상기 프리캐스트 콘크리트패널 좌, 우 면에 형성된 연결턱맞춤을 포함하며,
    상기 표준형 구조물외벽용 패널은 중공이 내부에 형성된 프리캐스트 콘크리트패널, 상기 프리캐스트 콘크리트패널 좌, 우 면에 형성된 연결턱맞춤을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물외벽 시공공법.
  12. 제11항에서, 상기 상부 및 하부 구조물외벽용패널과 중간 구조물외벽용패널은 상,하부 연결턱맞춤이 서로 맞물리면서, 상기 연결턱맞춤에 형성된 연결용구멍에 삽입된 연결용보조철물에 의하여 서로 결합되며, 상기 상부, 중간 및 하부 구조물벽용패널 각각은 좌,우 연결턱맞춤이 서로 맞물리면서 결합되는 것을 특징으로 하는 구조물외벽 시공공법.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에서, 상기 합벽을 형성시킨 후, 상기 합벽에 구조물슬래브를 형강과 같은 슬래브용 버팀대를 이용하여 서로 연결시키는 단계가 더 추가되는 것을 특징으로 하는 구조물 외벽 축조공법
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