KR100631362B1 - 보호대상구체에 지지되는 의존 지하벽 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신축지하실(4) 축조에 필요한 의존 지하벽(2)의 횡방향 지지력을 통상 무한강성을 갖는 보호대상 구체(1)의 최하층바닥판(6)이나 기존벽체(5)에 의존하게 하여 안전성을 확보하는 공법이다. 재래식 가설 흙막이벽과 달리 횡방향 지지력을 어스앵커나 버팀대에 의존하는 대신 인접 보호대상 구체(1)와의 사이를 강선(11)으로 긴장시키면 흙이 무너지려는 반대방향으로 가압하는 효과가 생겨서 결과적으로 기존 보호대상 구체(1)의 기초지반(7)의 흐트러짐을 미연에 방지하는 효과를 얻게 된다. 편측토압이 크지 않은 일반 보호대상 구체(1)의 최하층바닥레벨까지는 가설흙막이가 없이 굴토를 해도 피해를 유발하지 않으므로 그 레벨까지를 개착식으로 땅을 파고 필요한 위치에 재래식 가설흙막이공사를 시행한 후 그 상단에 캡 빔(3)을 설치한다. 캡 빔(3)에는 사전에 보호대상 구체(1)를 향하여 정해진 간격으로 강선(11)을 관통시킬 수 있는 파이프 슬리브(16)를 설치한다. 보호대상 구체(1) 최하층바닥 가까운 기존벽체(5)에 캡 빔(3)의 파이프 슬리브(16)와 같은 간격으로 강선구멍(14)을 뚫어 강선(11)을 연결하고 캡 빔(3)의 콘크리트가 양생된 후 두 구조체 사이에 유압잭으로 소정의 긴장력을 가하면 보호대상 구체(1)의 기초지반(7) 이동이 저지되므로 안전하게 지하실 굴토작업을 시행할 수 있다.

가설흙막이가 영구구조물을 겸하지 못할 경우 합벽(13)을 시공하는 과정에서 띠장(wale)을 제거해야 하는 재래식 방법 대신 캡 빔(3)을 영구 존치시킨다.

캡 빔(3)은 재래식 띠장과 달리 흙막이벽 양면에 거푸집을 겸용하는 철판을 대고 그 사이를 볼트(22)로 현장 연결하여 그 안에 부어넣은 콘크리트와 합성 효과를 얻게 한다. 캡 빔(3)이 흙막이벽에서 돌출되지 않아 합벽(13) 시공시 제거하지 않으므로 안전상 위해 요인이 없다.

Description

보호대상구체에 지지되는 의존 지하벽 {Dependant basement wall supported to the protecting structure}

신축지하실(4)을 축조하는 과정에서 의존 지하벽(2)이 구조 안전상 보호대상구체(1)에 지지되게 하여 어스앵커나 버팀대 시공을 생략함으로써 안전성확보는 물론 공사비와 공기절약을 목적으로 한다.

토목옹벽은 벽과 기초가 일체로 토압에 밀려나지 않고 안정을 유지하도록 설계한다. 그러나 건물의 지하외벽은 토압을 받아 지하실 바닥판(12)에 전달하므로 수직으로 서있는 슬래브와 마찬가지고 그 자체만으로는 토압저지력이 없다. 그러므로 바닥판(12)이 완성되어 지하실외벽을 지지해 주기 전에는 지하실외벽이나 가설 흙막이벽은 바닥판(12)을 대신할 횡력지지 수단이 필수적이다. 일반적으로 사용하는 횡력지지 수단은 어스앵커나 수평 또는 경사버팀대이다. 그러므로 지하실외벽을 "의존 지하벽(2)"이라 이름을 붙이기로 한다.

깊은 지하실공사를 위하여서는 주변의 기존보호대상 구체(1)의 기초지반(7)에 손상을 주지 않도록 보호하는 지하벽 축조기술이 필요하다. 그러나 재래식 지하벽 설계 방법들은 주변보호대상 구체(1)와 신축공사현장의 소유주가 다른 일반적인 경우라도 시공이 가능한 범용의 것이므로 공사비가 많이 투입되어도 시공 중 주변보호대상 구체(1)에 피해를 주는 경우가 많다. 따라서 기존보호대상 구체(1)의 소유주는 신축구조물 시공자와 피해여부 및 범위를 가리는 과정에서 적대 관계로 이어지는 경우가 많으므로 신구 구조물을 연계하여 공사하는 것은 기대하기 어려운 것이 보통이다. 또한 연계공사는 건축허가 등 행정절차가 까다롭고 보호대상 구체(1)가 사용 중이어서 접근이 불가능할 때도 있다. 또한 가설흙막이기술자와 건축기술자는 토목과 건축으로 분야가 다르므로 상호 협조하여 하나의 통합된 설계가 이루어지도록 하기에는 장애 요인이 많다. 그러나 노후아파트의 리모델링을 위하여 지하주차장을 설치하는 경우는 기존아파트가 바로 보호대상 구체(1)이므로 두 구조물을 연계하여 공사해도 아무런 제약 조건이 없다.

기존아파트에 인접하여 지하주차장을 신축하기 위하여 기존아파트 기초지반(7)을 보호하는 가설흙막이 중 어스앵커공법은 아파트 기초하부를 향하여 보링을 하는 과정에서 기초말뚝(8)이 손상될 수 있으며, 버팀공법은 버팀대가 건축공사에 지장을 줄 뿐만 아니라 대응하는 반대측벽까지의 거리가 멀면 공사비도 부담스럽고 보강 효과도 감소되는 단점이 있다. 또한 지하실 외벽을 가설 흙막이벽과 합벽(13)으로 일체화 하려면 띠장을 제거해야 하지만 그 과정에서 가설 흙막이벽의 일시적인 무력화로 인해 보호대상 구체(1)의 기초지반(7)이 이동하여 피해를 입게 된다.

지하실을 축조하는 과정에서 인접 보호대상 구체(1)의 기초말뚝(8)이나 기초지반(7)에 손상을 주지 않고 신축공사장에 버팀대 등 장애물이 없는 확실한 지하벽공법이 필요하다. 지하실 깊이가 인접 보호대상 구체(1)의 기초레벨보다 깊을 경우 굴토공사중 보호대상 구체(1) 하부의 기초지반(7)이 지하수와 함께 유출되면 기초가 부동침하를 일으키거나 전반적인 침하로 이어질 수 있으므로 될 수록 보호대상 구체(1)의 기초지반(7)이 원상태를 유지하도록 보호하는 조치가 필요하다. 평형을 이루고 있던 토질지반의 어느 한편에서 굴토작업을 하면 그 방향으로 불균형토압과 수압이 작용하면서 흙과 물이 이동하려는 현상이 일어나므로 그 토압이나 수압과 평형을 이룰 수 있도록 가압을 하면 효과적이다. 보호대상 구체(1)의 최하층바닥은 통상 다이아프램 역할을 하는 무한강성을 갖고 있으므로 이와 강접된 지하실외벽도 정착단으로 기능을 충분히 발휘할 수 있다. 따라서 가설 흙막이벽이나 신축 지하벽을 어스앵커나 버팀대 대신 기존 보호대상 구체(1)에 지지시켜서 안전성을 확보하는 공법이 효과적이다.

일반적으로 가설 흙막이벽은 공사 중에만 활용하며 지하실 외벽공사를 마치면 그 효능을 다하는 가설구조물이지만 그 일부 또는 전부의 기능을 영구 신축지하실(4) 외벽으로 활용하면 자원절약과 아울러 공사비절감에도 도움이 된다. 또한 띠장을 제거하지 않아도 합벽공사에 지장이 없는 공법이 필요하다.

도 1은 신축지하실(4) 축조를 위한 굴토 작업시 보호대상 구체(1)의 기초를 지지하는 기초지반(7)이 이동하는 것을 방지하기 위해서 의존 지하벽(2)을 설치한 것을 설명하고 있다. 우선 최하층 바닥레벨까지 개착식으로 굴토를 한 후 재래식 가설 흙막이벽을 완성한다. 이때 엄지말뚝(17)과 CIP(15)철근은 후에 시공할 캡 빔(3) 상단까지 연장시킨다.

켑 빔(3)은 도 5, 6과 같이 가설 흙막이벽 상단 좌우면에 강판(21)을 밀착시키기 위하여 상하 필요한 간격으로 구멍을 뚫어 양 강판(21) 사이에 볼트(22)를 채우고 그 사이에 콘크리트를 부어넣으면 강판(21)이 철근(19)의 역할을 대신하고 볼트(22)가 스터럽 구실을 하는 합성수평보가 된다.

강판(21)에는 계산한 위치에 미리 천공한 강선구멍(14)이 콘크리트를 부어넣는 과정에서 막히지 않도록 파이프 슬리브(16)를 부착해 두고 기존벽체(5)의 대응하는 위치에 구멍을 뚫어 강선(11)을 끼우고 콘크리트 양생이 끝난 다음 와셔(10)와 와이어콘(9)을 끼워 유압잭으로 소정의 긴장력을 가하여 정착하면 이 강선(11)의 힘은 흙막이벽이 신축 지하실 방향으로 이동하지 못하도록 저항하는 역할을 한다. 캡 빔(3)은 재래식 띠장과 달라 가설 흙막이벽 면에서 돌출되지 않으므로 합벽(13)을 시공하기 위해 제거하지 않아도 되며 따라서 제거시의 위험성에 노출되는 일이 없다. 합벽(13)의 내력을 증진시키기 위하여서는 엄지말뚝(17)의 신축지하실(4) 면에서 CIP(15)를 까내서 H형강 엄지말뚝(17)의 플렌지를 노출시킨 후 시어코넥터(20)를 현장용착하면 합벽(13)과 엄지말뚝(17)이 합성 효과를 발휘하게 된다.

강선(11)을 유압잭으로 긴장하여 의존 지하벽(2)을 보호대상 구체(1)의 지하벽과 긴결하면 일반 어스앵커나 버팀대로 보강한 것보다 변형 가능성이 훨씬 줄어들게 되므로 기초지반(7) 이동의 억제효과가 크다.

본 발명은 지하실 신축공사장에 인접한 기존 보호대상 구체(1)의 무한강성 최하층 바닥을 신축지하벽 안정에 필수적인 횡방향지지 정착단으로 활용하는 공법이므로 일반적인 가설흙막이공법에서의 어스앵커나 버팀대 공사를 생략하면서도 안정적이고 경제적인 공사가 가능하다. 또한 재래식 합벽(13) 방법에서는 흙막이벽의 띠장을 제거해야 지하벽 공사가 가능하나 본 발명의 캡 빔(3)은 영구 존치해도 아무런 지장이 없으므로 안전성 확보에 효과적이다. 기존벽체(5)가 구멍을 뚫지 못할 상항이라면 기존기초 상단에 볼트(22)로 정착단을 부착하여 강선(11)을 끼워 긴장시킬 수도 있다.

도 1은 신축지하실과 보호대상 구체를 의존 지하벽으로 연계한 단면도이고

도 2는 평단면도이다.

도 3은 가설 흙막이벽과 합벽으로 구성된 의존 지하벽의 종단면도이고

도 4는 입면도이다.

도 5는 캡 빔의 평단면도이고

도 6은 종단면도이다.

＜도면의 부호에 대한 간단한 설명＞

1 : 보호대상 구체

2 : 의존 지하벽

3 : 캡 빔

4 : 신축지하실

5 : 기존벽체

6 : 최하층바닥판

7 : 기초지반

8 : 기초말뚝

9 : 와이어콘

10: 와셔

11: 강선

12: 바닥판

13: 합벽

14: 강선구멍

15: CIP

16: 파이프 슬리브

17: 엄지말뚝

18: LW

19: 철근

20: 시어코넥터

21: 강판

22: 볼트

23: 너트

Claims (3)

1. 기존 지하 건축 구조물의 보호대상 구체(1) ;

   상기 보호대상 구체는 지하의 기존벽체(5)와 최하층바닥판(6), 기초지반(7), 기초말뚝(8)으로 구성되며 ;

   상기 지하의 기존벽체 인근에 신축되는 신축지하실(4)에는 의존 지하벽(2)을 설치하고 ;

   상기 의존 지하벽 상부는 캡 빔(3)을 설치하여 신축지하실 지하외벽과 기존벽체(5)가 상호 의존 하여 안전성을 확보 하는 것을 특징으로 하는 보호대상 구체에 지지되는 의존 지하벽.
2. 제1항에 있어서 의존 지하벽(2) 상단에 설치된 캡 빔(3) ;

   상기 캠 빔은 길이방향으로 거푸집을 겸용할 수 있는 강판(21)을 양면에 설치하고 ;

   상기 강판은 상단과 하단에 볼트 구멍과 중간에는 강선(11)을 삽입할 수 있는 파이프 슬리브(16)로 구성되며 ; 및

   양면의 강판은 볼트(22)와 너트(23)로 일체화 시키고, 콘크리트를 타설하여 양생을 시킨 후 강선을 보호대상 구체(1)의 기존벽체(5)로 관통하며 ;

   상기 보호대상 구체는 파이프 슬리브와 와셔(10), 와이어콘(9)을 이용하여 강선을 유압잭으로 긴장하고, 의존 지하벽(2)과 기존벽체(5)를 일체화시키는 것을 특징으로 하는 보호대상 구체에 지지되는 의존 지하벽.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서 의존 지하벽(2)은 엄지말뚝(17)과 CIP(15)로 가설 흙막이벽을 설치하고, 엄지말뚝과 CIP 상부의 캡 빔(3)으로 구성되며 ;

   상기 엄지말뚝과 CIP로 구성된 가설 흙막이벽과 신축지하실(4)의 지하외벽이 합벽(13)으로 일체화 되는 것을 특징으로 하는 보호대상 구체에 지지되는 의존 지하벽.