KR100615149B1 - 콘크리트 지상구조물의 역타설공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트 지상구조물의 역타설공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지하외벽과 지하기둥을 터파기 하지 않은 상태에서 구축하여 1층 바닥구조체를 완성한 후, 그 밑의 지반을 굴착하고 지하바닥구조의 시공을 하부층으로 반복하여 진행한 상태에서 최후에 기초보를 시공하여 구조물을 완성하고, 또한 본체구조물을 흙막이 지보공으로 이용하면서 상층에서 하층으로 굴착과 구체구축을 반복하여 시공 함으로써, 연속벽(Slurry Wall)의 안정성을 높힐 뿐 아니라 지상과 지하공사를 병행하여 공기의 단축이 가능토록 한 콘크리트 지상구조물의 역타설공법에 관한 것이다.

본 발명은 역타설공법으로 지상구조물을 시공함에 있어서, 1층 바닥을 우선 시공하여 연속벽(Slurry Wall)의 상부와 연결하므로 굴착이 진행됨에 따라 벽체의 변형이 최대한 억제되어 주변건물과 도로의 침하를 최소로 줄일 수 있으며, 처음 시공된 1층 바닥슬래브를 가설창고, 사무실과 작업장으로 사용할 수 있으므로 좁은 대지를 최대한 활용할 수 있고, 지하층과 지상구조물을 동시에 진행할 수 있으므로 공사기간을 단축할 수 있으며, 지하공사중 일어나는 소음공해가 적으면서 기후와 무관하게 진행할 수 있는 콘크리트 지상구조물의 역타설공법을 제공함에 그 특징이 있는 것이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 지하외벽과 지하기둥을 터파기 하지 않은 상태에서 구축하여 1층 바닥구조체를 완성한 후 그 밑의 지반을 굴착하고 지하바닥구조의 시공을 하부층으로 반복하여 진행한 상태에서 최후에 기초보를 시공하여 구조물을 완성하고, 또한 본체구조물을 흙막이 지보공으로 이용하면서 상층에서 하층으로 굴착과 구체구축을 반복하여 시공 함으로써, 연속벽의 안정성을 높힐 뿐 아니라 지상과 지하공사를 병행하여 공기의 단축이 가능토록 하고있다.

역타설공법, 연속벽, 강재 기둥, 바닥 슬래브, 지하 기둥

Description

콘크리트 지상구조물의 역타설공법{A method of construction top-down for the ground fabric construction}

도면의 도 1,2,3,4 본 발명에 따른 공법의 공정순서를 순차적으로 나타낸 공정도면이다

*도면중 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 연속벽(Slurry Wall) 2 : 강재 기둥(Steel Column) 3 : 1층 바닥슬래브 4 : 지하 1층 바닥슬래브 5 : 타워크레인 6 : 지하 2층 바닥슬래브

7 : 지하 3층 바닥슬래브 8 : 1차 바닥슬래브 9 : 지하 기둥

발명은 콘크리트 지상구조물의 역타설공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지하외벽과 지하기둥을 터파기하지 않은 상태에서 구축하여 1층 바닥구조체를 완성한 후, 그 밑의 지반을 굴착하고 지하바닥구조의 시공을 하부층으로 반복하여 진행한 상태에서 최후에 기초보를 시공하여 구조물을 완성하고, 또한 본체구조물을 흙막이 지보공으로 이용하면서 상층에서 하층으로 굴착과 구체구축을 반복하여 시공 함으로써, 연속벽(Slurry Wall)의 안정성을 높힐 뿐 아니라 지상과 지하공사를 병행하여 공기의 단축이 가능토록 한 콘크리트 지상구조물의 역타설공법에 관한 것이다.
도시화와 인구밀도증가로 인하여 토지가 절대적으로 부족한 상황에서 토지의 효율적 이용을 위한 지상구조물의 건설이 급격하게 증가되고 있으며, 이에 따라 다양한 지상구조물의 건설공법이 개발되어 적용되고 있다.
특히, 건물밀집도가 높은 도심지 공사에 있어서 주변 건물에의 피해를 최소화 하고 소음과 진동을 줄이기 위한 다양한 노력이 진행중이며, 이에 따라 구조물의 지하구간 시공에 있어서 개착이 완료된 후, 구조물을 시공하는 것이 아니라 굴착과 구조물시공을 병행하는 역타설(Top-Down)공법과 같이 굴착면적과 굴착으로 인한 소음 및 진동을 최소화 할 수 있는 다양한 공법이 개발되어 적용되고 있다.
이러한 역타설공법 에서는 우선, 지중연속벽 등의 흙막이 구조물을 시공한 후, 지상슬래브(Slab)나 보 등의 수평부재를 구성하고 지하 1층에 해당하는 지하공간을 굴착, 형성하게 되며, 소정깊이의 굴착이 완료되면 지하1층의 슬래브 또는 보를 타설하고 이들의 양생이 완료되면 지하1층과 동일한 과정으로 나머지 지하구간에 대해서도 순차적인 시공이 이루어진다.
그러나 종래의 역타설공법은 지하층 구조에서 기둥이나 벽체의 수직부재는 위에서 아래로 수평부재(슬래브,보)가 완성된 후에 시공하게 되므로 신/구 조인트 부위의 콘크리트 이음 시공이 매우 어려웠으며, 또 지하층 공사시 수직 작업공간이 협소하고 한정된 자재 투입구를 이용하여 소요자재를 운반하기 때문에 운반 거리가 증가하게 되고 또한 골조공사→양생→토공사에 따른 단계별 시공으로 각 공정간 작업 중단기간이 불가피하여 공사기간이 길어 지며, 공기 절감에 따른 간접공사비는 절감될 수 있으나 작업능률 저하 및 연속벽 과 보드 파일 공사에 따른 지하공사비가 상대적으로 20-40% 증가하므로 공사비가 상승하는 등의 비경제적인 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 바의 문제점을 해결하기 위한 것으로 역타설공법으로 지상구조물을 시공함에 있어서, 1층 바닥을 우선 시공하여 연속벽(Slurry Wall)의 상부와 연결하므로 굴착이 진행됨에 따라 벽체의 변형이 최대한 억제되어 주변건물과 도로의 침하를 최소로 줄일 수 있으며, 처음 시공된 1층 바닥슬래브를 가설창고, 사무실과 작업장으로 사용할 수 있으므로 좁은 대지를 최대한 활용할 수 있고, 지하층과 지상구조물을 동시에 진행할 수 있으므로 공사기간을 단축할 수 있으며, 지하공사중 일어나는 소음공해가 적으면서 기후와 무관하게 진행할 수 있는 콘크리트 지상구조물의 역타설공법을 제공함에 그 특징이 있는 것이다.
이를 실현하기 위하여 본 발명은 지하외벽과 지하기둥을 터파기 하지 않은 상태에서 구축하여 1층 바닥구조체를 완성한 후, 그 밑의 지반을 굴착하고 지하바닥구조의 시공을 하부층으로 반복하여 진행한 상태에서 최후에 기초보를 시공하여 구조물을 완성하고, 또한 본체구조물을 흙막이 지보공으로 이용하면서 상층에서 하층으로 굴착과 구체구축을 반복하여 시공함으로써, 연속벽의 안전성을 높힐 뿐 아니라 지상과 지하공사를 동시에 병행하여 공기의 단축이 가능토록 하고있다.

이하,본 발명의 실시에를 첨부된 도면과 관련하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1,2,3,4는 본 발명에 따른 역타설공법의 공정순서를 나타내는 도면으로서 도 1은 지중연속벽(Slurry Wall)의 설치 공정도면 이고, 도 2는 1층 바닥슬래브(Ground Floor Slab)의 양생 공정도면 이며, 도 3과 도 4는 지하층과 지상구조물을 동시에 시공하는 공정도면 이다.
(실시예)
먼저, 도 1에서와 같이 지표면(10)의 양측에 연속벽(Slurry Wall)(1)을 가설한후, 기둥 위치에 대구경 파이프(Steel Cassing Pipe:1.5m)를 설치하여 클램쉘(Clamshell)과 리버스 서큐레이션 드릴머시인(Reverse Circulation Drill Machine)을 이용 굴착 작업을 시행한다.
상기의 굴착후 타워크레인을 이용 강재 기둥(Steel Column)(2)을 설치하고 기초 철근 배근은 지상에서 조립 설치하되, 이때 기초부분은 콘크리트 타설하고 나머지 뒷부분은 자갈 혹은 배합 콘크리트를 채워 기 설치된 강재 기둥(2)의 흔들림을 방지하는바, 상기의 공정까지는 역타설공법에 통상적으로 적용되는 기초공정이다.
다음 연속벽(1)의 상부를 칩핑(Chipping)하여 캡빔(Cap beam)(1a)을 형성한 후, 1 층 바닥을 정지하면서 콘크리트를 타설하여 1층 바닥슬래브(3)를 양생한다.
상기의 1층 바닥슬래브(3)의 양생 후 지하 1층 부터 굴착하기 시작하여 지하 1층 바닥슬래브(4)가 설치되면 계속해서 지하 2층의 굴착작업을 시작함과 동시에 타워크레인(5)설치 및 지상구조물의 작업준비에 들어간다.
한편, 상기의 작업준비가 완료되면 지하 2,3층 바닥슬래브(6)(7)를 계속해서 설치한 후, 지하 4층의 굴착작업을 진행하면서 지상구조물인 철골작업도 병행하여 지상 9층 까지의 철골작업을 완료한다.
마지막으로 지하 5층 중앙부부터 굴착하기 시작해서 콘크리트를 타설하여 1차 바닥슬래브(8)를 설치 후 다시 지하 5층 바닥 잔여부분을 굴착하면서 2차 바닥슬래브(미 도시됨)를 위한 콘크리트를 타설하고 이 상태에서 지하 기둥(9)의 콘크리트 감싸기 및 코어(Core)옹벽(미 도시됨)설치 후, 지상의 철골작업도 완료하면서 콘크리트 지상구조물의 역타설공법 시공을 완료하는 것이다.
상기의 공정중 강재 기둥(2)의 경우 지상에서 벤토나이트를 사용하여 흙의 붕괴를 막으면서 굴착한 구덩이에 상기 강재 기둥(2)을 수직으로 꼽아 넣은 다음 콘크리트를 부어 넣어 기초를 시공하는데, 이때 기초와 강재 기둥(2)을 상.호간에 충분하게 부착시켜 상부의 하중이 기초에 전달되도록 강재 기둥(2)에 스터드 볼트 등을 용접하여 부착 함 이 바람직하고, 지하 바닥구조는 토압 및 수압에 대하여 무한 강성의 다이어프램 역할을 함으로써 연속벽(1)의 변형을 억제하는 수평버팀대로서 사용하게 되므로 최소한의 강도가 유지된 상태에서만 하부 층의 굴착이 가능케 하여 횡력에 대한 압축부재로서 충분한 강성과 연직하중에 대한 슬래브의 내력을 확보토록 함이 바람직 하다.
또한 본 발명에 따른 역타설공법은 연속벽(1)을 구조체의 바닥, 보의 커다란 면구조에 지지케 하므로 H형강 보와 같이 선재로 지지하는 공법보다 안정성이 높을뿐만 아니라 형각보의 접합보에 전해지는 토압으로 인한 균열의 공포나, 해체기 연속벽의 변형에 의한 주변지반의 영향이 적게되어 지하가 대규모인 공사, 연약지반의 공사, 지하실이 깊은 공사, 지하평면 형상이 복잡한 공사등에 적합하다.
그리고 본 발명에 따른 역타설공법의 특징은 공기단축이 가능하다는 것인데, 즉, 지하 구조체가 완성되지 않아도 1층이상의 지상공사를 시작할 수 있기 때문에 공사기간의 단축이 가능하며, 또한 지하구조체가 완성되는 동안에 지하기둥이 기 시공된 부분의 하중을 지지하게 되므로 안전시공에 의한 공기단축 및 원가 절감차원에서 초고층 건물의 공사에 바람직 하다.

이상과 같은 본 발명은 1층 바닥을 우선 시공하여 연속벽(Slurry Wall)의 상부와 연결하므로 연속벽이 바닥, 보와 같은 면구조에 의해 지지되면서 굴착이 진행됨에 따라 벽체의 변형이 최대한 억제되어 주변건물과 도로의 침하를 최소로 줄일 수 있어 안정성이 향상되는 효과가 있고, 처음 시공된 1층 바닥슬래브를 가설창고, 사무실과 작업장으로 사용할 수 있으므로 좁은 대지를 최대한 활용함에 따른 작업공간이 확보되어 작업성이 향상되는 효과가 있으며, 지하층과 지상구조물을 동시에 진행할 수 있으므로 공사기간을 단축할 수 있음은 물론 그에 따른 공사비용도 절감할 수 있어 경제성이 향상되는 효과가 있고, 지하공사중 일어나는 소음공해가 적으면서 기후와 무관하게 전천후 시공이 가능할 뿐 아니라 연속벽 버팀용 형강부재등이 필요치 않고 1층 바닥의 선시공으로 지하에서 발생하는 소음 및 분진을 차단하여 주변환경에 미치는 영향을 대폭 감소시킬 수 있는 등 다수의 괄목할 만한 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 지표면(10)의 양측에 연속벽(1)을 가설하되, 기둥 위치에 대구경 파이프를 설치하여 굴착 작업을 시행한 후, 타워크레인을 이용 강재 기둥(2)을 설치하고 기초 철근 배근은 지상에서부터 조립 설치하면서 기초부분은 콘크리트 타설하고 나머지 부분은 자갈 혹은 배합 콘크리트를 채워 기 설치된 강재 기둥(2)의 흔들림을 방지하는 통상의 역타설공법에 있어서,

   연속벽(1)의 상부를 칩핑하여 캡빔(1a)을 형성한 후, 1 층 바닥의 정지작업을 하면서 콘크리트를 타설하여 1층 바닥슬래브(3)를 양생하는 1차단계와;

   상기 1층 바닥슬래브(3)의 양생 후, 지하 1층 부터 굴착하기 시작하여 지하 1층 바닥슬래브(4)가 설치되면 계속해서 지하 2층의 굴착작업을 시작함과 동시에 지상구조물의 작업준비에 들어가는 2차단계와;

   상기 지상구조물의 작업준비가 완료되면 지하 2,3층 바닥슬래브(6)(7)를 계속해서 설치하여 지하 4층의 굴착작업까지 진행되면 지상구조물인 철골작업을 같이 병행하여 지상 9층 까지의 철골작업을 순차적으로 완료하는 3차단계와;

   이후, 지하 5층 중앙부터 굴착하기 시작해서 콘크리트를 타설하여 1차 바닥슬래브(8)가 설치되면 다시 지하 5층 바닥 잔여부분을 굴착하여 2차 바닥슬래브를 위한 콘크리트를 타설함과 동시에 지하 기둥(9)의 콘크리트 감싸기 및 코어(Core)옹벽설치와, 지상의 철골작업을 병행하여 완료하는 4차단계로 이루어짐을 특징으로 하는 콘크리트 지상구조물의 역타설공법.

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