KR100694762B1 - 테두리보가 생략된 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설구축방법 - Google Patents

테두리보가 생략된 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설구축방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 테두리보가 생략된 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법에 관한 것이다. 본 발명의 구축방법은 (a) 시공되는 건물의 경계선을 따라 H파일을 포함하는 흙막이벽을 설치하고, 건물의 기둥이 되는 위치에 기둥 파일을 박는 단계; (b) 소정 깊이로 터파기를 진행하여 상기 흙막이벽과 기둥 파일의 상부 일부가 노출되도록 하는 단계; (c) 상기 노출된 흙막이벽에 복수의 전단 연결 부재를 결합하는 단계; (d) 제1 지하층의 슬래브와 지하 외벽을 타설하도록 거푸집 및 보강 철근을 설치하는 단계; 및 (e) 상기 거푸집에 콘크리트를 부어 상기 제1 지하층의 슬래브와 지하 외벽을 동시에 타설하고 양생하는 단계;를 포함한다.
슬래브, 외벽, 흙막이벽

Description

테두리보가 생략된 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법{Method for constructing underground slabs and walls without preliminary wall-attached supports}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 테두리보가 생략된 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법의 공정을 보여주는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 흙막이벽을 설치한 상태를 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 1차 터파기를 한 후 노출된 흙막이벽에 전단 연결 부재를 결합한 상태를 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 흙막이벽에 스터드형 전단 연결 부재가 결합된 상태를 보여주는 평단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 흙막이벽에 H형 전단 연결 부재가 결합된 상태를 보여주는 평단면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 거푸집과 보강 철근을 설치한 상태를 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제1 지하층의 슬래브와 지하 외벽을 동시에 콘크리트 타설하는 모습을 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 슬래브와 지하 외벽이 형성된 모습을 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제2 지하층의 슬래브와 지하 외벽을 시공하는 모습을 보여주는 단면도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라 지하층의 슬래브-외벽을 동시에 타설하는 방법을 설명하기 위한 단면도 및 평단면도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라 지하층의 슬래브-외벽을 동시에 타설하는 방법을 설명하기 위한 단면도 및 평단면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라 철근보를 흙막이벽에 설치한 것을 나타낸 평단면도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 테두리보가 생략된 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법에 사용되는 콘크리트 복합 형강보를 나타낸 단면도이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라 도 15의 콘크리트 복합 형강보를 채택한 경우에 슬래브 내의 철근 구성을 보여주는 단면도 및 평면도이다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예를 나타낸 것으로서, 도 15의 콘크리트 복합 형강보를 채택한 경우에 슬래브 내의 철근 구성을 보여주는 단면도 및 평면도이다.
도 20 및 도 21은 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예를 나타낸 것으로서, 콘크리트 복합 형강보를 채택한 경우에 슬래브 내의 철근 구성을 보여주는 단면도 및 평면도이다.
도 22 및 도 23은 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예를 나타낸 것으로서, 콘크리트 복합 형강보를 채택한 경우에 슬래브 내의 철근 구성을 보여주는 단면도 및 평면도이다.
본 발명은 지하층의 슬래브와 외벽을 구축하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 테두리보의 가설이 필요없는 동시에 터파기 작업을 진행하는 과정과 병행하여 지하구조물을 역타설 공법으로 구축하는 테두리보가 생략된 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법에 관한 것이다.
건물을 시공할 경우 여러가지 필요성에서 지하층을 구축하게 되는데, 이와 같은 지하층의 지하구조물은 흙막이벽을 설치하고 터파기를 한 다음에 기초를 타설하고 위쪽으로 올라오면서 슬래브와 지하 외벽을 타설하는 순서로 진행되는 것이 일반적이다.
이러한 흙막이벽 시공의 예로서, H형강과 같은 파일(PILE)을 일정 간격으로 항타하고 터파기 굴착을 진행하면서 토류판을 파일 사이에 끼우는 파일 토류판 흙막이벽과, 축조 현장에서 콘크리트로 흙막이벽을 타설하는 현장 타설 콘크리트 흙막이벽(Cast In Place Pile, CIP) 등이 대표적이며, 이외에도 소일시멘트월(Soil Cement Wall, SCW), 다이아프램월(Diaphragm wall) 등이 있다.
또한, 지하구조물 축조시에 흙막이벽에 대한 토압을 지지하는 방법으로서, 소일네일(Soil nail), 타이로드(Tie rods), 어스앵커(Earth anchor) 등을 사용하는 앵커 방식과 철골 버팀대를 사용하는 스트러트 방식 등이 있다.
상기 지하 구조물의 시공 방법의 하나로서, 건물경계선을 따라 흙막이벽을 설치하고 건물 기둥위치에 센터파일을 박는 제1공정과, 1차 터파기후 흙막이벽의 내측에 접하여 소위 띠장이라고 불리우는 제1 테두리보를 형성하기 위한 거푸집을 지지할 수 있도록 하는 한편 보의 일단을 올려놓기 위한 브라켓을 설치하는 제2 공정과, 상기 브라켓 위에 제1 테두리보 성형용 거푸집을 세우는 제3 공정과, 일단에 전단연결부재가 고정된 보를 그 전단연결부재가 상기 테두리보 구축용 거푸집 내에 위치하도록 올려놓는 한편 보의 타단을 센터파일에 고정하는 제4 공정과, 상기 제1 테두리보용 거푸집 내에 보강 철근을 배근하는 제5 공정과, 상기 배근 및 보의 일단에 고정된 전단연결부재가 함께 매립되도록 거푸집 내에 콘크리트를 타설하여 흙막이벽, 테두리보 및 보가 일체로 결합되게 하는 제6 공정과, 상기 제2 공정 내지 제6 공정을 필요한 지하층 수만큼 반복 수행하는 공정이 제안되었다.
여기에서는, 순차적으로 터파기를 진행하면서 별도의 테두리보를 구축하고 보를 설치하는 공정을 반복적으로 되풀이 한 후에, 상기 테두리보와 보의 설치가 완료되면, 이어서 지하층에 해당하는 보에 대해 슬래브를 타설하고 동시에 밑에서 부터 위로 순차적으로 지하 외벽을 타설한다.
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또한, 각 지하층에 해당하는 보를 설치하기 위해서 보 연결 플레이트를 미리 장착하고 테두리보 콘크리트를 타설해야 하므로 작업이 번거롭고 곤란할 수 있다.
한편, 또 다른 지하 구조물 구축 공법에 따르면, 버팀기둥과 지지기둥을 항타한 후에 지면 상부로는 버팀기둥 및 지지기둥을 연결시켜서 지상의 층간 슬래브를 순차적으로 타설하는 지상 구조부 공사를 착수하며, 동시에 지면 하부로는 지층 슬래브를 역타설하는 지하구조부 공사를 착수하게 된다.
이 공법에서도 지하층 슬래브들을 순차적으로 모두 타설한 후에 바닥층으로부터 위로 올라가면서 지하 외벽을 타설하도록 되어 있어서 이중 공정으로 인한 작업의 번거로움이 있을 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 지하 구조물 축조를 위해 터파기를 진행함과 동시에 거푸집을 설치하여 지층 슬래브와 지하 외벽을 역타설함으로써 테두리보와 보 연결 플레이트의 설치를 필요로 하지 않는 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 지층 슬래브와 지하 외벽을 함께 타설함으로써 흙막이벽에 대한 토압 지지 구조를 강화하고 동시에 공기를 단축시킬 수 있도록 하는 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 테두리보를 생략한 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법은, (a) 시공되는 건물의 경계선을 따라 H파일을 포함하는 흙막이벽을 설치하고, 건물의 기둥이 되는 위치에 기둥 파일을 박는 단계; (b) 소정 깊이로 터파기를 진행하여 상기 흙막이벽과 기둥 파일의 상부 일부가 노출되도록 하는 단계; (c) 상기 노출된 흙막이벽에 복수의 전단 연결 부재를 결합하는 단계; (d) 제1 지하층의 슬래브와 지하 외벽을 타설하도록 거푸집 및 보강 철근을 설치하는 단계; 및 (e) 상기 거푸집에 콘크리트를 부어 상기 제1 지하층의 슬래브와 지하 외벽을 동시에 타설하고 양생하는 단계;를 포함한다.
바람직하게, 상기 단계(c)에서, 상기 전단 연결 부재는 상기 흙막이벽 내에 매립된 H파일의 측면 및/또는 흙막이벽의 측면에 결합된다.
바람직하게, 상기 전단 연결 부재는 스터드, 또는 H형강의 일부를 절단함으로써 얻어지는 H형 전단 연결 부재이다.
또한, 상기 흙막이벽은 소일시멘트벽, 토류판 흙막이벽, 철근 골조를 포함하는 시멘트벽, 다이아프램월 중 어느 하나가 된다.
본 발명은 또한, (f) 소정 깊이로 추가 터파기를 진행하여 상기 흙막이벽의 일부가 추가적으로 노출되도록 하는 단계; (g) 상기 노출된 흙막이벽에 복수의 전단 연결 부재를 결합시키는 단계; (h) 제2 지하층의 슬래브와 지하 외벽을 타설하도록 거푸집 및 보강 철근을 설치하는 단계; 및 (i) 상기 거푸집에 콘크리트를 부어 상기 제2 지하층의 슬래브와 지하 외벽을 동시에 타설하고 양생하는 단계;를 포함하고, 상기 단계(f) 내지 단계(i)를 반복하는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, (a') 시공되는 건물의 경계선을 따라 H파일을 포함하는 흙막이벽을 설치하고, 건물의 기둥이 되는 위치에 기둥 파일을 박는 단계; (b') 소정 깊이로 터파기를 진행하여 상기 흙막이벽과 기둥 파일의 일부가 노출되도록 하는 단계; (c') 상기 노출된 흙막이벽에 복수의 제1 전단 연결 부재를 결합하는 단계; (d') 일단에 복수의 제2 전단 연결 부재가 결합된 보를 지지하여, 상기 제2 전단 연결 부재가 지하 외벽 내에 매립될 수 있도록 위치 설정함과 동시에 그 타단은 상기 기둥 파일에 고정시키는 단계; (e') 제1 지하층의 슬래브와 지하 외벽을 타설하도록 거푸집 및 보강 철근을 설치하는 단계; 및 (f') 상기 보의 일단에 형성된 제2 전단 연결 부재가 매립되도록 상기 거푸집에 콘크리트를 부어 상기 제1 지하층의 슬래브와 지하 외벽을 동시에 타설하고 양생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, (a") 시공되는 건물의 경계선을 따라 H파 일을 포함하는 흙막이벽을 설치하고, 건물의 기둥이 되는 위치에 기둥 파일을 박는 단계; (b") 소정 깊이로 터파기를 진행하여 상기 흙막이벽과 기둥 파일의 상부 일부가 노출되도록 하는 단계; (c") 상기 노출된 흙막이벽에 복수의 제1 전단 연결 부재를 결합하는 단계; (d") 보의 일단을 상기 노출된 흙막이벽의 H파일에 결합시키고, 그 타단은 상기 기둥 파일에 결합시키는 단계; (e") 제1 지하층의 슬래브와 지하 외벽을 타설하도록 거푸집 및 보강 철근을 설치하는 단계; 및 (f") 상기 보와 H파일의 연결 부위가 매립되도록 상기 거푸집에 콘크리트를 부어 상기 제1 지하층의 슬래브와 지하 외벽을 동시에 타설하고 양생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법이 제공된다.
이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지하층의 슬래브-외벽 구축방법의 전체적인 공정이 개략적으로 나타나 있다.
본 발명에 따른 슬래브-외벽 구축방법은 대략적으로 흙막이벽 설치단계(S100), 기둥 파일 시공단계(S200), 1차 터파기 단계(S300), 전단 연결 부재 설치단계(S400), 거푸집 설치 및 철근 배근 단계(S500), 콘크리트 타설 및 양생 단계(S600)를 거치고, 이어서 2차 터파기와 함께 후속 공정들을 반복적으로 되풀이하는 단계들로 구성된다.
이하 각 단계별로 구체적인 작업 공정을 살펴보기로 한다.
도 2는 지하구조물을 구축하기에 앞서 시공되는 건물의 경계선을 따라 지하 흙막이벽(10)이 시공 설치된 상태를 보여준다(단계 S100).
이와 같은 흙막이벽(10)의 시공 종류는 본 발명에 의해 한정되지 않으며, 전술한 바와 같은 다양한 공법에 따라 흙막이벽(10)이 설치될 수 있다. 상기 흙막이벽(10)은 소일시멘트벽(SCW)이거나 또는 토류판 흙막이벽이거나, 또는 철근 골조를 포함하는 시멘트벽(CIP)일 수 있다. 이하, 모두를 '흙막이벽'으로 통칭한다.
상기 흙막이벽(10)의 설치가 끝난 후에는, 지하층의 기둥이 될 위치를 중심으로 H형강인 기둥 파일(20)을 박아서 설치한다(단계 S200). 상기 기둥 파일(20)은 기존의 항타 공법 및 천공 후 매립 공법을 사용하여 필요한 위치의 토양에 타립될 수 있다.
이어서, 상기 기둥 파일(20)의 설치가 완료되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 소정 깊이로 1차 터파기를 수행한다(단계 S300). 여기서, 상기 1차 터파기의 깊이는 적어도 지하 1층 깊이에 해당하는 것이 바람직하지만 이것에 한정되는 것은 아니다.
상기와 같이 터파기가 진행됨에 따라 흙막이벽(10)과 기둥 파일(20)의 상부가 점차로 노출된다.
이어서, 소정 깊이로 1차 터파기가 마무리되면, 상기 노출된 흙막이벽(10)에 복수의 전단 연결 부재(30)를 설치하게 된다(단계 S400). 상기 전단 연결 부재(30)는 후술하는 바와 같이 지하 외벽 타설시에 지하 외벽과 흙막이벽(10)의 상호 결착력을 증대시키기 위한 것으로서 바람직하게, 스틸을 베이스로 하는 금속으로 제조된다.
바람직하게, 상기 전단 연결 부재(30)는 흙막이벽(10)에 결합되어 지지부가 되는 지지부와, 콘크리트 속에 매립되어 결착력을 높일 수 있도록 지하 외벽의 넓이 방향으로 연장되어 있는 날개부를 포함하는 스터드(stud), 또는 H형강의 일부를 절단함으로써 얻어지는 H형 전단 연결 부재가 될 수 있지만, 본 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형되어 제작될 수 있다.
상기 전단 연결 부재(30)는 상기 흙막이벽(10)에 타격되어 결합되거나 스크류 피팅 결합되거나, 용접 등의 다양한 방식으로 결합될 수 있으며, 소일시멘트벽, 시멘트벽 또는 빔 파일에 골고루 결합될 수 있다.
도 4에 도시된 예를 참조하면, 흙막이벽(10)에 내장된 H 빔 H파일(11)의 측면에 벽의 일부를 제거한 후 스터드형의 전단 연결 부재(30)가 용접에 의해 결합되어 있음을 볼 수 있다. 바람직하게, 그 외 흙막이벽(10)의 일부에도 상기 전단 연결 부재(30) 즉, 앵커 볼트(anchor bolt)가 타격 또는 스크류 피팅 등의 방법으로 결합될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 도 5를 참조하면, 흙막이벽(10)에 내장된 H파일(11)의 측면에는 H형강의 일부를 절단하여 얻어진 H형 전단 연결 부재(31)가 용접에 의해 결합된 상태가 도시되어 있다. 이 경우, 상기 H형 전단 연결 부재(31)는 콘크리트 조직과 상대적으로 넓은 면적으로 접촉하므로 그 만큼 지지력과 결착력이 증대될 수 있다.
이상과 같이 전단 연결 부재(30)의 결합이 완료되면, 이어서 도 6에 도시된 바와 같이 지하 1층 슬래브(BS1)와 지하 1층 영구 외벽(BW1)을 시공하기 위한 거푸집(40)을 설치한다(단계 S500).
본 발명에 따르면, 상기 거푸집(40)은 지하 1층 슬래브(BS1)와 지하 1층 외벽(BW1)을 동시에 타설할 수 있도록 일체로 설치된다. 따라서, 지하층 슬래브와 지하 외벽을 별도로 타설함이 없이 한꺼번에 시공할 수 있게 되며 일반 흙막이 공사에서 필요했던 테두리보 공사가 생략되게 된다.
바람직하게, 상기 거푸집(40) 설치와 함께 그 내부에는 슬래브(BS1)와 외벽(BW1)의 적정 부하를 감안하여 그에 상응하는 보강 철근(50)을 배근한다.
더욱 바람직하게, 상기 지하 외벽(BW1)의 보강 철근의 일부(51)를 거푸집(40) 외부로 연장되도록 돌출시킴으로써 후술하는 바와 같이 지하 2층의 외벽에 대한 콘크리트 타설시에 결합체 즉, 이음 작용을 하도록 한다.
위와 같이, 거푸집(40)과 보강 철근(50)의 설치가 끝나면, 이어서 도 7에 도시된 바와 같이 지하 1층 슬래브(BS1)와 지하 1층 외벽(BW1)에 대해서 콘크리트(100)를 타설하고 이를 양생한다(단계 S600).
비록 도면에는 도시되어 있지 않으나, 상기 슬래브(BS1)는 현장 타설 콘크리트(Reinforced concrete, 이하 'RC'라 함)보와 함께 타설될 수 있다.
도 8에는 콘크리트(100)의 양생이 완료된 뒤에 거푸집(40)을 철거한 상태가 도시되어 있다. 이로써, 지하 1층 슬래브(BS1)와 지하 1층 외벽(BW1)이 동시에 시공될 수 있으며, 이 과정에서, 상기 전단 연결 부재(30)에 의해 지하 외벽(BW1)은 흙막이벽(10)에 단단하게 결착되어 일체화되게 된다.
본 실시예에서는 상기 외벽(BW1)이 한번의 타설로 시공되도록 기재되었으나 이것에 한정되는 것은 아니며, 또 다른 대안으로서 외벽(BW1)의 상부 일부가 슬래브(BS1)와 일체로 먼저 타설되고, 나중에 나머지 외벽(BW1) 하부가 추가적으로 타설될 수도 있을 것이다.
이어서, 지하 2층 또는 추가적인 지하층의 구조물을 구축하기 위해서 전술한 공정을 반복적으로 되풀이한다.
즉, 도 9를 참조하면, 추가적인 지하층 구조물 구축을 위해 2차 터파기를 수행한다.
소정 깊이로 2차 터파기가 이루어지면, 노출된 흙막이벽(10)에 복수개의 전단 연결 부재(30')를 설치한다.
그런 다음, 지하 2층 슬래브(BS2)와 지하 2층 외벽(BW2)을 형성하기 위해 거푸집(40')을 설치하고, 보강 철근(50')을 배근한다. 여기에서도, 상기 거푸집(40')은 슬래브(BS2)와 외벽(BW2)을 동시에 타설할 수 있도록 일체로 형성된다.
이어서, 상기 지하 2층 슬래브(BS2)와 외벽(BW2)에 해당하는 공간에 콘크리 트(100')를 부어서 타설한 후 양생한다. 콘크리트가 양생된 후 거푸집(40')을 철거하면 지하 2층 슬래브(BS2)와 외벽(BW2)이 동시에 형성되게 된다.
이상과 같은 공정을 원하는 지하층까지 반복적으로 수행함으로써 슬래브와 외벽을 동시에 타설하여 테두리보 공사가 생략된 지하 구조물을 얻을 수 있다.
도 10 및 도 11에는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 테두리보를 생략한 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법이 예시되어 있다.
본 실시예에 따른 테두리보를 생략한 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법은, 흙막이벽 설치단계, 기둥 파일 시공단계, 1차 터파기 단계, 전단 연결 부재 설치단계, 철골보 연결 단계, 거푸집 설치 및 철근 배근 단계, 콘크리트 타설 및 양생 단계를 거치고, 이어서 2차 터파기와 함께 후속 공정들을 반복적으로 되풀이하는 단계들로 구성된다. 즉, 전술한 실시예의 시공 방법에 있어서 거푸집 설치에 앞서 철골보를 연결하는 단계가 추가되며, 나머지 공정들은 대동소이하다. 따라서 이하에서는 전술한 실시예와 차이가 있는 공정에 대해서만 설명하기로 한다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 전술한 실시예에서와 같이 흙막이벽(10) 및/또는 흙막이벽 내의 H파일(11)에 대한 전단 연결 부재(30)의 설치가 완료되면, 철골보(60)를 동바리(70)에 의해 지지시킨다. 상기 철골보(60)는 건물의 영구 구조 부재로서 설계에 따라 제자리에 위치 설정된다.
이때, 바람직하게, 상기 철골보(60)의 단부에는 엠베디드 플레이트(embedded plate)(61)가 용접 및/또는 고정 브라켓(62)과 체결부재(63)에 의해 수직으로 결합되며, 상기 엠베디드 플레이트(61)의 전면에는 전술한 바와 같은 복수의 전단 연결 부재(32)가 용접되어 있다. 본 실시예에서는 상기 전단 연결 부재(32)의 예로서 스터드 형이 예시되어 있으나 이것에 한정되지 않고 다양한 형태의 전단 연결 부재가 채용될 수 있음은 전술한 바와 같다.
상기 철골보(60)를 지지할 때에 상기 엠베디드 플레이트(61)와 그 전면에 형성된 전단 연결 부재(32)는 콘크리트 타설시에 매립되도록 위치 설정한다. 또한, 상기 철골보(60)의 타단은 건물 기둥 위치에 미리 설치된 기둥 파일(도 2의 20)에 용접되어 결합될 것이다.
이어서, 상기 슬래브(BS1)와 지하 외벽(BW1)을 동시에 타설할 수 있도록 그에 상응하는 거푸집(미도시)을 설치하고, 콘크리트를 부어 슬래브(BS1)와 지하 외벽(BW1)을 동시 타설한다.
바람직하게, 상기 동바리(70)는 지하 외벽 내에 매립될 수 있도록 지하 외벽이 타설될 위치에서 상기 철골보(60)를 지지하도록 하거나, 또는 철골보(60)가 지하 외벽 내의 보강 철근 구조물에 의해 지지될 수 있다.
또 다른 대안으로서, 상기 거푸집 대신에 소위 데크 플레이트(deck plate)(미도시)로 불리는 스틸 판재를 상기 철골보(60) 사이에 설치하고 이를 거푸집으로 대신하여 콘크리트를 타설하고 양생할 수 있다. 이 경우에 상기 데크 플레이트는 영구 구조물로서 사용된다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 테두리보를 생략한 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법을 보여준다.
본 실시예에 따른 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법 역시 앞서 설명 된 실시예와 마찬가지로, 흙막이벽 설치단계, 기둥 파일 시공단계, 1차 터파기 단계, 전단 연결 부재 설치단계, 철골보 연결 단계, 거푸집 설치 및 철근 배근 단계, 콘크리트 타설 및 양생 단계를 거치고, 이어서 2차 터파기와 함께 후속 공정들을 반복적으로 되풀이하는 단계들로 구성된다.
도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법에 있어서, 1차 터파기 후에 노출된 흙막이벽(10) 내의 H파일(11)에 영구 구조물의 일부가 되는 철골보(60')를 직접 연결시킨다. 즉, 철골보(60')가 설치될 위치에 해당하는 H파일(11)의 외부 흙막이벽 일부를 긁어서 제거한 다음, 용접 및/또는 연결 브라켓(64)과 체결부재(65)에 의해 철골보(60')의 단부를 고정시킨다. 이러한 철골보(60')와 H파일(11)의 결합 방법은 본 실시예에 의해 한정되지 않으며 당업계에서 사용되거나 유추될 수 있는 통상적인 방법들이 모두 적용될 수 있음은 물론이다.
본 실시예에 따르면, 흙막이벽(10) 가설시에 상기 철골보(60')가 설치될 위치에 상응하도록 복수의 H파일(11)을 선택적으로 타립할 수 있다. 또한, 철골보(60')의 엠베디드 플레이트(도 10의 61)를 흙막이벽(10)에 직접 결합할 수도 있다. 한편, 도 14에 나타난 바와 같이, 서로 이웃하는 흙막이벽(10) 사이에 철골보(60‘)를 결합하는 경우에는 상기 흙막이벽(10) 사이의 공간은 제트 그라우팅(jet grouting)(10a)을 이용하여 보강될 수 있다.
이어서, 상기 슬래브(BS1)와 지하 외벽(BW1)을 동시에 타설할 수 있도록 그에 상응하는 거푸집(미도시)을 설치하고, 콘크리트를 부어 슬래브(BS1)와 지하 외 벽(BW1)을 동시 타설한다.
본 발명에 따르면 흙막이벽에는 철골보 뿐만 아니라 그 외 다양한 합성보가 결합될 수 있는데 본 발명자에 의해 제안된 콘크리트 복합 형강보(310)의 구성이 도 15에 도시되어 있다.
도 15를 참조하면, 상기 콘크리트 복합 형강보(310)는 H형강(112)과, 상기 H형강(112)에 소정 간격으로 설치된 후프 철근(120)과, 상기 H형강(112)의 적어도 일부를 매립하도록 콘크리트 부재(130)를 포함한다.
상기 H형강(112)은 상호 나란하게 배치된 상부 플렌지(112a) 및 하부 플렌지(12c)와, 상기 상하부 플렌지(112a)(112c)를 서로 연결하는 웹(12b)을 포함한다.
바람직하게, 상기 H형강(112)의 하부플렌지(112c) 또는 웹(112b) 중에서 적어도 하나에는 상기 콘크리트 부재(130)에 매립되는 스터드(157)가 돌출 형성되어 있다. 상기 스터드(157)는 H형강(112)과 콘크리트 부재(130)의 결합을 더욱 견고하게 한다.
상기 후프 철근(120)은 H형강(112)의 길이 방향을 따라 소정 간격으로 H형강(112)를 감싸도록 H형강(112)에 용접된다. 바람직하게, 후프 철근(120)의 양끝단이 상부 플렌지(112a)에 용접되어 고정된다. 후프 철근(120)은 H형강(112)의 길이 방향으로 작용하는 압축력을 H형강(112)의 횡단면에 걸쳐 고루 분산시키는 작용과, 횡단면에 수직으로 작용하는 전단력에 저항하는 역할을 한다.
상기 콘크리트 부재(130)는 H형강(112)의 길이 방향을 따라 H형강(112)과 일체를 이루도록 형성되며, 바람직하게 상기 웹(112b)의 적어도 일부와 하부 플렌지 (112c)를 매립하도록 형성된다. 바람직하게, 콘크리트 부재(130)의 단면은 그 상면이 하면보다 넓은 사다리꼴 형상을 이룬다. 상기 콘크리트 부재(130)의 상면이 하면보다 넓기 때문에 후술하는 바와 같이 데크플레이트(미도시)가 거치될 수 있는 면적이 넓어지게 되는 장점이 있다.
바람직하게, 상기 콘크리트 부재(130)는 웹(112b)의 적어도 일부와 하부 플렌지(112c)를 그 내부에 매립하도록 형성된다.
상기 콘크리트 부재(130)는 H형강(112)과 함께 휨응력과 축방향으로 작용하는 압축력에 효과적으로 저항하도록 한다. 또한, 콘크리트 부재(130)는 콘크리트 복합 형강보(310)의 횡단면적을 증가시킴으로써 휨응력에 효과적으로 대응하도록 한다.
또한, 상기 H형강(112)은 상기 콘크리트 부재(130)와 후술하는 슬래브 콘크리트 내에 매립되도록 하기 때문에 외부로 노출되지 않으므로, 별도의 내화 피복 처리를 필요로 하지 않는다. 이것은 본 발명의 콘크리트 복합 형강보(310)로 축조된 구조물의 내화성을 크게 향상시킬 수 있는 점이다.
바람직하게, 상기 콘크리트 부재(130)의 상면은 소정의 거칠기(roughness)를 갖도록 형성된다. 이것은 상면에 타설되는 슬래브와의 결합력을 높이기 위함이다.
상기 콘크리트 복합 형강보(310)는 콘크리트 부재(130) 내에 길이 방향으로 배근된 인장/압축 철근(151)을 포함할 수 있다. 상기 인장/압축 철근(151)은 콘크리트 복합 형강보(310)에 작용하는 인장 응력 및 압축 응력에 저항하도록 한다. 바람직하게, 상기 인장/압축 철근은 상기 콘크리트 복합 형강보(310) 내에 매립되지 않고 노출되어 있는 노출 철근과 그 내부에 매립되는 매립 철근으로 구성되며, 더욱 바람직하게 이들은 후프 철근(120) 내측면에 용접되거나 또는 철사와 같은 체결수단에 의해 고정된다. 이러한 인장/압축 철근은 후프 철근(120)의 간격을 유지시킬 뿐만 아니라 전술한 바와 같이 인장 및 압축응력에 저항하는 지지체가 된다.
바람직하게, 상기 콘크리트 부재(130) 위에는 그 위에 데크플레이트(미도시)가 놓여져 지지되는 서포트(153)가 구비된다. 상기 서포트(153)는, 데크플레이트를 지지하는 브라켓(153a)과, 상기 브라켓(153a)과 일체로 형성되며 콘크리트 부재(130)에 매립되는 매립부재(153b)를 포함한다.
바람직하게, 상기 브라켓(153a)은 콘크리트 부재(130)의 상면 모서리 부분에 설치되며, 더욱 바람직하게 콘크리트 부재(130)의 상면 모서리 형상에 상응하는 형상, 예컨대 장방형의 “L"자 형상의 단면을 이룬다. 더욱 바람직하게, 상기 브라켓(153a)은 미관을 위해 외부로 돌출되지 않고 그 외측 표면이 콘크리트 부재(130)의 외측 표면과 연속적이 되도록 설치될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 콘크리트 복합 형강보(310)의 웹(112b)의 끝단부는 콘크리트 부재(130)에 의해 매립되지 않고 노출되어 있으므로, 전술한 도 10 및 도 12와 동일한 방법으로 흙막이벽에 연결될 수 있다.
상기 콘크리트 복합 형강보 상부에 슬래브를 구축할 경우 배근되는 철근의 구성은 다양하게 변형될 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 철근 배근 구성이 도 16 및 도 17에 도시되어 있다. 여기서, 도 17에서는 철근과 H형강만이 도시되었고 나머지 구성요소들은 편의상 생략되었다.
상기 슬래브 구조체는 슬래브(160)와, 상기 슬래브(160)를 지지하는 콘크리트 복합 형강보(310)를 포함한다.
상기 콘크리트 복합 형강보(310)의 서포트(153) 위에 데크플레이트(155)가 놓여진다. 상기 데크플레이트(155)는 통상적으로 스틸 소재이며 용접에 의해 상기 서포트(153)에 결합될 수 있다. 그런 다음 철근을 배근하고 콘크리트를 타설함으로써 슬래브 구조체가 완성될 수 있다. 이때, 상기 데크 플레이트(155)는 해체하지 않고 영구 구조물로 사용된다.
본 발명에 있어서, 상기 슬래브(160)에 배근되는 철근은 바람직하게, H형강(112)의 양쪽에 각각 설치되는 보강 철근(112)과, 상기 H형강(112) 상부를 가로질러 설치되는 연결 철근(162)을 구비한다. 바람직하게, 상기 연결 철근(162)은 보강 철근(112)과 인접하도록 설치되어, 일측의 보강 철근(112)에 미치는 압축응력을 타측에 있는 보강 철근(112)으로 전달하는 기능을 한다. 콘크리트 내부에 매립된 철근들이 서로 소정 간격 이내로 접근된 경우에 철근들 사이에서 응력이 상호 전달될 수 있다는 사실은 이미 알려진 바 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 슬래브의 철근 배근 구성을 나타낸 도 18 및 도 19를 참조하면, 보강 철근(161a)은 콘크리트 복합 형강보(310)의 H형강(112) 양측에 각각 배근된다.
또한, 상기 H형강(112)의 웹(112b)에는 관통공(미도시)이 형성되어 있어서, 연결 철근(162a)이 상기 관통공을 관통하여 배근된다. 이때, 전술한 바와 마찬가지로 연결 철근(162a)은 보강 철근(161a)과 인접하도록 배치된다.
본 실시예의 경우, 보강 철근(161a) 및 연결 철근(162a)이 상대적으로 H형강(112)의 상부 플렌지(112a)보다 낮은 높이에 위치하므로 슬래브의 중앙부 및/또는 하부를 보강할 수 있다.
도 20 및 도 21에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 슬래브 철근의 배근 구성을 보여준다.
본 실시예에 따르면, 콘크리트 복합 형강보(310)의 H형강(112)의 양측에는 각각 복수개의 보강 철근(161b)이 소정 간격을 두고 배근된다. 또한, 상기 보강 철근(161b)의 단부에는 상기 보강 철근(161b)에 걸리는 축응력을 H형강(112)에 전달하는 연결 철근(162b)이 인접하여 배치된다.
상기 연결 철근(162b)은 U자형의 형상을 가지며, 그 단부가 각각 서로 이웃하는 보강 철근(161b)들의 단부와 근접되게 배치된다. 동시에 연결 철근(162b)의 중심부는 H형강(112)에 근접되게 설치되거나 그것에 용접되어 고정된다.
이러한 구성에 따라, 상기 연결 철근(162b)은 일측에 있는 보강 철근(161b)에 걸리는 축응력을 H형강(112)을 거쳐 타측에 있는 보강 철근(161b)으로 전달하게 된다.
바람직하게, 상기 연결 철근(162b)은, 도 21에 나타난 바와 같이, 인접하는 연결 철근끼리 그 단부가 서로 중첩되어 포개지도록 배치되어 더욱 효과적인 보강 구조물로서 작용할 수 있다.
도 22 및 도 23에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 슬래브 철근의 배근 구성을 보여준다.
본 실시예에 따르면, 콘크리트 복합 형강보(310)의 H형강(112)의 양측에는 각각 복수개의 보강 철근(161c)이 소정 간격을 두고 배근된다. 또한, 상기 보강 철근(161c)의 단부에는 상기 보강 철근(161b)에 걸리는 축응력을 H형강(112)에 전달하는 연결 철근(162c)이 인접하여 배치된다.
상기 연결 철근(162c)은 L자형의 형상을 가지며, 그 일단부는 상기 보강 철근(161c)의 단부와 근접되도록 위치하고, 그 타단부는 H형강(112)에 근접되게 설치되거나 그것에 용접되어 고정된다.
이러한 구성에 따라, 상기 연결 철근(162c)은 일측에 있는 보강 철근(161c)에 걸리는 축응력을 H형강(112)을 거쳐 타측에 있는 보강 철근(161c)으로 전달하게 된다.
본 실시예는 콘크리트 부재의 단면이 사다리꼴 형상인 콘크리트 복합 형강보(310)를 이용한 슬래브 구조체에 대해 설명되었으나 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 형상의 단면을 가지는 콘크리트 복합 형강보에도 적용될 수 있다.
또한, 전술한 실시예들에서 설명되고 도시된 보강 철근 및 연결 철근은 다양하게 조합되어 사용될 수 있으며 추가적인 보강 철근이 필요에 따라 다양한 위치에 더 배근될 수 있다.
본 발명의 지하층 슬래브-외벽 구축방법에 따르면, 터파기를 단계적으로 진행하면서 지하층 슬래브와 지하 외벽을 동시에 타설하고 양생하므로 흙막이벽에 대한 토압을 슬래브와 외벽이 지지하는 구조가 되어 안정적인 토압 지지 효과를 얻을 수 있다.
또한, 터파기와 함께 지하층의 슬래브와 외벽을 순차적으로 형성함과 동시에, 특히 지하층 슬래브와 외벽을 일체로 콘크리트 타설하는 동시에 별도의 테두리보를 설치할 필요가 없으므로 종래의 공법에 비해 공기가 획기적으로 단축될 수 있는 이점이 있다.
아울러, 본 발명은 거푸집 슬래브-외벽 구조 뿐만 아니라 RC보-슬래브-외벽 구조, 철골보-슬래브-외벽 구조, 및 콘크리트 복합 형강보-슬래브-외벽 구조에도 모두 적용될 수 있으므로 시공 호환성이 매우 우수하다.
나아가, 콘크리트 복합 형강보를 사용함으로써 구조물의 안전에 영향을 주지 않으면서도 층고를 효과적으로 줄일 수 있다.

Claims (16)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. (a') 시공되는 건물의 경계선을 따라 H파일을 포함하는 흙막이벽을 설치하고, 건물의 기둥이 되는 위치에 기둥 파일을 박는 단계;
    (b') 소정 깊이로 터파기를 진행하여 상기 흙막이벽과 기둥 파일의 일부가 노출되도록 하는 단계;
    (c') 상기 노출된 흙막이벽에 복수의 제1 전단 연결 부재를 결합하는 단계;
    (d') 일단에 복수의 제2 전단 연결 부재가 결합된 보를 지지하여, 상기 제2 전단 연결 부재가 지하 외벽 내에 매립될 수 있도록 위치 설정함과 동시에 그 타단은 상기 기둥 파일에 고정시키는 단계;
    (e') 제1 지하층의 슬래브와 지하 외벽을 타설하도록 거푸집 및 보강 철근을 설치하는 단계; 및
    (f') 상기 보의 일단에 형성된 제2 전단 연결 부재가 매립되도록 상기 거푸집에 콘크리트를 부어 상기 제1 지하층의 슬래브와 지하 외벽을 동시에 타설하고 양생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 단계(c')에서, 상기 제1 전단 연결 부재는 상기 흙막이벽 내에 매립된 H파일의 측면 및/또는 흙막이벽의 측면에 결합되는 것을 특징으로 하는 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 보의 일단에는 엠베디드 플레이트가 수직으로 고정되고, 상기 엠베디드 플레이트 전면에 상기 제2 전단 연결 부재가 형성되며,
    상기 콘크리트 타설시에 상기 엠베디드 플레이트와 제2 전단 연결 부재가 모두 매립되는 것을 특징으로 하는 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 보는 콘크리트 타설시 상기 지하 외벽 내에 매립되는 동바리 또는 보강 철근 구조물에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 단계(e')에서, 상기 보 사이에 영구 구조물의 일부로서 데크 플레이트를 설치하고 이를 거푸집으로 사용하는 것을 특징으로 하는 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    (g') 소정 깊이로 추가 터파기를 진행하여 상기 흙막이벽과 기둥 파일의 일부가 추가로 노출되도록 하는 단계;
    (h') 상기 노출된 흙막이벽에 복수의 제1 전단 연결 부재를 결합하는 단계;
    (i') 일단에 복수의 제2 전단 연결 부재가 결합된 제2 지하층에 해당하는 보를 지지하여, 상기 제2 전단 연결 부재가 지하 외벽 내에 매립될 수 있도록 위치 설정함과 동시에 그 타단은 상기 기둥 파일에 고정시키는 단계;
    (j') 제2 지하층의 슬래브와 지하 외벽을 타설하도록 거푸집 및 보강 철근을 설치하는 단계; 및
    (k') 상기 보의 일단에 형성된 제2 전단 연결 부재가 매립되도록 상기 거푸집에 콘크리트를 부어 상기 제2 지하층의 슬래브와 지하 외벽을 동시에 타설하고 양생하는 단계;를 포함하고,
    상기 단계(g') 내지 단계(k')를 반복하는 것을 특징으로 하는 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법.
  13. (a") 시공되는 건물의 경계선을 따라 H파일을 포함하는 흙막이벽을 설치하고, 건물의 기둥이 되는 위치에 기둥 파일을 박는 단계;
    (b") 소정 깊이로 터파기를 진행하여 상기 흙막이벽과 기둥 파일의 상부 일부가 노출되도록 하는 단계;
    (c") 상기 노출된 흙막이벽에 복수의 제1 전단 연결 부재를 결합하는 단계;
    (d") 보의 일단을 상기 노출된 흙막이벽의 H파일에 결합시키고, 그 타단은 상기 기둥 파일에 결합시키는 단계;
    (e") 제1 지하층의 슬래브와 지하 외벽을 타설하도록 거푸집 및 보강 철근을 설치하는 단계; 및
    (f") 상기 보와 H파일의 연결 부위가 매립되도록 상기 거푸집에 콘크리트를 부어 상기 제1 지하층의 슬래브와 지하 외벽을 동시에 타설하고 양생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 단계(e")에서, 상기 보 사이에 영구 구조물의 일부로서 데크 플레이트를 설치하고 이를 거푸집으로 사용하는 것을 특징으로 하는 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    (g") 소정 깊이로 추가 터파기를 진행하여 상기 흙막이벽과 기둥 파일의 일부가 추가로 노출되도록 하는 단계;
    (h') 상기 노출된 흙막이벽에 복수의 제1 전단 연결 부재를 결합하는 단계;
    (i") 보의 일단을 상기 노출된 흙막이벽의 H파일에 고정시키고, 그 타단은 상기 기둥 파일에 고정시키는 단계;
    (j") 제2 지하층의 슬래브와 지하 외벽을 타설하도록 거푸집 및 보강 철근을 설치하는 단계; 및
    (k") 상기 보와 H파일의 연결 부위가 매립되도록 상기 거푸집에 콘크리트를 부어 상기 제2 지하층의 슬래브와 지하 외벽을 동시에 타설하고 양생하는 단계;를 포함하고,
    상기 단계(g") 내지 단계(k")를 반복하는 것을 특징으로 하는 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법.
  16. 제7항 또는 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    서로 이웃하는 흙막이벽 사이의 공간은 제트 그라우팅(jet grouting)에 의해 보강되는 것을 특징으로 하는 지하층의 슬래브-외벽 동시 타설 구축방법.
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