KR100478689B1 - 구조물 안정화 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조물 안정화 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지반침하 및 지하수의 압력으로 손상된 건축구조물을 복원시, 구조물의 손실을 최소화시키면서 안전하게 원위치로 복원시킬 수 있도록 한 구조물 안정화 공법에 관한 것이다.

본 발명은, 기둥 양측 및 벽체 일측 지면에 홀을 형성하고, 마련된 홀에 보조기둥을 삽입 고정하며, 상기 기둥 및 벽체의 일정높이 상측으로 상기 보조기둥과 동일축선을 이루도록 플레이트를 앵커볼트로 고정시킨 후, 상기 보조기둥과 플레이트 사이에 유압실린더를 설치하여 유압실린더가 플레이트 하측을 지지하도록 설치하고, 건축구조물과 지면사이의 토사를 제거하되, 압력이 크게 작용하는 유압실린더부터 서서히 압력을 제거하여 건축구조물이 지면과 평형을 이루도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

구조물 안정화 공법{Stability method of Structure}

본 발명은 구조물 안정화 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지반 침하 및 지하수의 압력 등으로 손상된 건축구조물을 복원시, 구조물의 손실을 최소화시키면서 안전하게 원위치로 복원시킬 수 있도록 한 구조물 안정화 공법에 관한 것이다.

일반적으로, 대형 및 소형 건축구조물은 최근 의무화된 주차장 건립과 지하공간의 효율적인 활용을 위해 지면을 소정깊이 파낸 후, 그 위에 건축구조물을 건설하고 있는 실정이다. 특히 아파트 및 빌딩, 호텔과 같은 대형 건축구조물은 지하 공간을 단층이 아닌 여러층으로 구성하여 주차장시설과 창고 등등 여러형태로 사용하고 있다. 이와 같이 건설되는 건축구조물은 최초 건물의 시공이 결정되면, 착공준비가 이루어지게 되고, 가설공사, 토공사, 정지 및 기초공사 구체공사, 방수·방습공사, 지붕 및 홈통공사, 외벽마무리공사, 창호공사, 내부 마무리공사 등의 공사를 거쳐 건축구조물을 완공하게 된다.

그러나, 공사가 진행되는 과정에서 공사가 마무리 되기 전 지반침해 및 지하수의 압력 등으로 인해 건축구조물의 일측이 상부로 서서히 기울어지면서 건축구조물이 손상되는 문제점이 있었다.

즉, 건축구조물이 건립되는 장소 하측으로 지반이 침하되거나 지면 하측으로 흐르는 지하수가 지면이 약해진 곳으로 압력을 가하여 건축구조물의 하부 일측을 강하게 밀어올리게 됨에 따라, 지하수의 압력에 의해 토사가 건축구조물을 서서히 들어올려 상기 건축구조물은 일정경사를 이루게 되는 것이다.

이러한 경우, 종래 건축구조물은 기울어진 상태의 건축구조물과 동일한 각도로 각 층을 구성하여 건축하게 되는 것이며, 이에 따라 전체적으로 건축구조물이 기울어진 상태로 건축될 수 밖에 없었던 것이다. 이를 해결하기 위해서 건축업계에서는 다양한 노력이 시행되고 있지만 큰 효과를 거두지 못하는 실정이다. 건축구조물이 상기와 같은 형태로 제작되지 않기 위해서 현재 이루어지고 있는 방법은 건축구조물을 완전 붕괴한 후, 재건축을 하는 방법도 간혹 사용되고는 있으나, 공사시공에 따른 막대한 비용과 재시공에 따른 연장기간, 보강기술의 부족으로 인해 그대로 각층을 건축구조물 하측과 같은 경사로 시공하여 사용할 수 밖에 없는 실정이다.

또한 이와 같이 건축구조물이 기울어진 상태로 건축되게 될 경우에는 대형사고를 유발할 수도 있다. 다시말해, 기울어진 건축구조물의 상측 하중이 건축구조물 하측으로 지속적으로 가해짐에 따라, 건축구조물이 서서히 균열되거나 붕괴될 수도 있는 것이다. 이러한 경우, 건축구조물 내부에서 생활하는 사용자들은 위험에 그대로 노출된 무방비 상태임으로 큰 위험에 빠질수도 있는 것이어서, 이에 대한 대책마련이 시급하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 지반침하 및 지하수의 압력으로 손상된 건축구조물을 복원시, 구조물의 손실을 최소화시키면서 안전하게 원위치로 복원시킬 수 있도록 한 구조물 안정화 공법을 제공하는데 주된 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적으로는 안정된 건축구조물을 제공함과 동시에 보수비용도 최소화시킬 수 있도록 하는데 있다.

이와 같은 목적을 효과적으로 달성하기 위해 본 발명은, 기둥 양측 및 벽체 일측 지면에 홀을 형성하고, 마련된 홀에 보조기둥을 삽입 고정하며, 상기 기둥 및 벽체의 일정높이 상측으로 상기 보조기둥과 동일축선을 이루도록 플레이트를 앵커볼트로 고정시킨 후, 상기 보조기둥과 플레이트 사이에 유압실린더를 설치하여 유압실린더가 플레이트 하측을 지지하도록 설치하고, 건축구조물과 지면사이의 토사를 제거하되, 압력이 크게 작용하는 유압실린더부터 서서히 압력을 제거하여 건축구조물이 지면과 평형을 이루도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일면에 따라, 상기 보조기둥은 중앙이 관통된 철제 구조물을 사용하되, 그 내부에는 콘크리트가 충진되어 상기 보조기둥이 견고하게 지지되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 구조물 안정화 공법으로 건축구조물이 복원된 상태를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1에 사용된 복원부재의 사시도이며, 도 3은 복원부재가 설치된 상태를 보인 결합단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 구조물 안정화 공법을 이용하여 건축구조물이 평행한 상태를 유지하도록 한 사용상태도이며, 도 5는 본 발명에 따른 안정화공법의 순서도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 지면에서부터 소정깊이 파내어진 부위에 건설되고 있는 건축구조물(10)이 지반침하 및 지하수의 압력으로 인해 일측이 상부로 기울어지게 되면, 기울어진 건축구조물(10) 내부에 설치된 다수개의 기둥(12) 및 벽체(14)에는 건축구조물(10)을 평행한 상태로 유지하기 위한 안정화 공법이 제공된다.

상기 구조물 안정화 공법은 먼저, 건축구조물(10)의 상측으로 기울어지기 시작하는 부위에서부터 기울어진 단부 사이에 설치된 기둥(12) 양측 지면과 기울어진 벽체(14)로부터 소정거리 이격된 지면에 홀(20)을 형성하게 된다. 이때, 상기 홀(20)은 지면에서부터 하측으로 상당깊이(약 2~5m)로 구성된다.

상기 형성된 홀(20)에는 철재 구조물로서, 중앙이 관통되고 원형 또는 사각형으로 구성된 보조기둥(30)이 삽입되며, 상기 보조기둥(30)이 홀(20)에 삽입된 후에는 지면에서 소정높이 돌출되도록 하고, 상기 보조기둥(30) 내부에는 하중에 의해 절곡되지 않도록 콘크리트(C)가 몰탈된다. 이같은 상기 콘크리트(C)는 내구성이 좋으며, 경화시간이 빠른 유,무기계 폴리머 및 무기계 폴리머 몰탈이 사용됨이 바람직하겠다.

또한 보조기둥(30)이 설치되면, 보조기둥(30) 상측에는 기둥(12) 외측에서부터 돌출되도록 플레이트(50)가 설치된다.

상기 플레이트(50)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 평판 중앙이 폭방향으로 수직하게 절곡 구성되고, 적어도 두께 5cm 이상의 평판을 사용하여 가해지는 압력을 충분히 지지할 수 있도록 구성하며, 중앙을 중심으로 다수개의 관통홀을 형성한 후, 절곡된 일면을 기둥에 밀착시켜 앵카볼트(52)로 상기 보조기둥(30)과 동일축선을 이루도록 고정 설치하게 된다.

상기 보조기둥(30)과 플레이트(50)가 고정설치되면, 상기 보조기둥(30) 상측에는 유압실린더(40)가 안착설치된다. 상기 유압실린더(40)는 노즐로 오일탱크(미도시)와 연결되며, 플레이트(50) 저면에 고정설치되어 유압실린더의 로드(42)가 인장 및 수축작용이 가능하도록 설치된다.

상기 유압실린더(40)가 설치된 후에는 건축구조물(10) 하부에 융기된 토사를 제거하게 된다. 토사를 제거하는 순서는 건축구조물(10)의 경사각이 작은 부분부터 및 큰 경사가부터 상황에 따라 선택적으로 시행하여 경사각이 가장 작은 부위와 같이 편평한 지면을 구성하게 된다.

토사가 제거되어 지면이 편평해지면, 유압실린더(40) 중에서 가장 강하게 압력을 받고 있는 부위부터 서서히 압력을 제거하게 된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 가장 큰 압력을 가하고 있는 부위는 경사각이 가장 큰 부위로서, 유압실린더(40)에 가해지는 하중도 상당함에 따라, 1일 기준 10cm 이내로 제한적으로 서서히 로드(42)를 하강시키게 된다. 이는 단시간내에 건축구조물(10)의 하강거리를 크게 할 경우 건축구조물(10)에 균열이 발생하여 건물에 손상이 갈 수 있기 때문에 하강거리를 제한하는 것이다. 이후, 평행한 높이를 구성하기 위해 2~3일에 걸쳐 로드(42)를 하강시키게 되면, 상기 건축구조물(42)의 경사각이 작은 부위가 지렛대의 원리에 의해 상측으로 미세하게 들려지면서 경사각이 큰 부위와 높이차를 줄여 서로간에 평행이 이루어지게 되는 것이다.

상기한 순서에 의해 제공되는 건축구조물(10) 안정화 공법은 지반이 침하된 곳에서도 정확한 유압실린더의 게이지를 보면서 계산 수치에 의해 침하부분을 올려 건축구조물(10)의 평행을 맞출수 있음은 물론이며, 이같은 전체적인 안전화공법의 순서는 도 5에 도시되어 있다.

이와 같은 공법으로 제공되는 본 발명은, 건축구조물(10)의 일측 또는 일정부위가 수해 및 지하수의 압력에 의해 상측으로 기울어지게 되면, 상기 건축구조물의 기둥(12) 및 벽체(14)에 설치된 유압실린더(40)에서 유압을 서서히 제거하여 로드(42)를 하강시키게 된다. 그러면 플레이트(50)에 의해 지지된 건축구조물(10)이 자체 하중에 의해 플레이트(50)와 함께 하강하게 되어 건축구조물(10)의 경사각이 작은 부위와 점차 평행을 유지하게 되어 안정적인 상태를 유지할 수 있게 됨으로써, 공사기간의 단축과 비용을 절감할 수 있게 될 뿐만 아니라, 건축구조물(10) 전체를 유압실린더(40)로 지지하게 됨에 따라, 지반침해 및 지하수의 압력에 대해서도 한번에 설치로 계산수치에 의해 조절하여 사용할 수 있게 됨으로써, 건축구조물(10)의 보수에 따른 시간과 비용을 효과적으로 절감할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 구조물 안정화 공법은 지반침해 및 지하수의 압력으로 손상된 건축구조물을 복원시, 구조물의 손실을 최소화시키면서 안전하게 원위치로 복원시킬 수 있으며, 안정된 건축구조물을 제공함과 동시에 보수비용도 최소화시킬 수 있어 사용자와 제작자 모두에게 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 구조물 안정화 공법으로 건축구조물이 복원된 상태를 보인 사시도.

도 2는 도 1에 사용된 복원부재의 사시도.

도 3은 복원부재가 설치된 상태를 보인 결합단면도.

도 4는 본 발명에 따른 구조물 안정화 공법을 이용하여 건축구조물이 평행한 상태를 유지하도록 한 사용상태도.

도 5는 본 발명에 따른 안정화공법의 순서도.

<도면 각 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 건축구조물 12: 기둥 14: 벽체

20: 홀 30: 보조기둥 40: 유압실린더

42: 로드 50: 플레이트 52: 앵카볼트

C: 콘크리트

Claims (2)

1. 기둥 양측 및 벽체 일측 지면에 홀을 형성하고, 마련된 홀에 보조기둥을 삽입 고정하며, 상기 기둥 및 벽체의 일정높이 상측으로 상기 보조기둥과 동일축선을 이루도록 플레이트를 앵커볼트로 고정시킨 후, 상기 보조기둥과 플레이트 사이에 유압실린더를 설치하여 유압실린더가 플레이트 하측을 지지하도록 설치하고, 건축구조물과 지면사이의 토사를 제거하되, 압력이 크게 작용하는 유압실린더부터 서서히 압력을 제거하여 건축구조물이 지면과 평형을 이루도록 설치되는 것을 특징으로 하는 구조물 안정화 공법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 보조기둥은 중앙이 관통된 철제 구조물을 사용하되, 그 내부에는 콘크리트가 충진되어 상기 보조기둥이 견고하게 지지되는 것을 특징으로 하는 구조물 안정화 공법.