KR100767953B1 - 흙막이 합벽과 외곽 보의 이격 공법 - Google Patents

Abstract

건물의 바닥보를 흙막이 가설버팀대로 활용할 때 상부 외벽(합벽)을 선시공하면 하부 외벽을 시공하기가 어려우므로 합벽 시공을 유보해도 토압과 수압을 버팀대에 안전하게 전달하는 방법을 제시한다.

재래식 공법은 흙을 파면서 층마다 띠장(Spandrel Girder)을 선 시공하는데 띠장과 합벽은 같은 공간을 점유하므로 띠장의 간섭을 피하여 합벽을 시공하려면 철근도 층마다 토막 내고 콘크리트는 띠장에 묻어둔 파이프를 통해야만 부어 넣는 어려움을 감수해야 한다.

도 1, 2, 3에서 CIP등 가설 흙막이 공사 후 RCD나 PRD로 천공한 구멍에 H형강 또는 ㄱ형강 조립기둥을 삽입한다. 기둥 사이에 보(TSC보일 경우)를 조립하고 작은 보도 설치하는데 이들은 좌우 흙막이 벽의 토압과 수압을 버텨주는 역할을 한다. Full Top Down 공법은 바닥 슬래브가 버팀대 역할을 하지만 본 공법은 건물의 보로만 토압과 수압을 지지하므로 수평 보가 필수적이다. 도 1에서 최외곽 보가 수평 보 역할을 하기 위해서는 흙막이 벽에 밀착 시공하는 것이 일반적인 방법이다. 그러나 이 방법은 합벽 시공에 어려움을 주므로 외곽 보를 합벽과 격리시켜 내부에 배치하고 그 사이 빈 공간에 적당한 간격으로 T볼트를 끼워 흙막이 벽의 하중을 외곽 보에 전달시킨다. 도 1에서 1, 5, A, C열의 안 쪽과 같이 바닥 슬래브 일부를 사전 시공하면 외곽 보와 협력하여 토압에 의한 수평 방향 휨모멘트에 저항한다. 또한 B열 보 좌우에는 슬래브 일부를 선 시공하여 압축력을 부담시킨다.

도 3에서 외곽 보(TSC 보의 예시)와 지압판을 강관과 볼트로 조립하여 바닥 슬래브의 외곽 거푸집 역할을 하게 한다. 지압 판은 CIP 내면에 ㄷ형강을 대고 T볼트의 머리판을 밀착시켜 지압 판에 고정한다. 합벽의 철근 배근은 재래식 방법에 준한다. 건물의 바닥보를 버팀대로 활용하여 지하실 흙 파기를 할 때 띠장 시공을 생략하면 공기도 단축되고 기초 공사를 마친 후 합벽을 시공하는 것이 손쉽고 합벽의 시공 품질이 향상되는 효과가 있다.

Description

흙막이 합벽과 외곽 보의 이격 공법{Separating method of Monowall with spandrel girders}

도 5, 6과 같이 건물의 보를 흙막이 가설 버팀대로 활용하는 공법은 흙을 파는 과정에서 층마다 띠장(Spandrel Girder)을 선시공하여야 하므로 번거로울 뿐만 아니라 기초공사를 완료하고 합벽을 시공하는 방법이 쉽지 않다. 선 시공된 띠장 하부에 합벽을 시공하려면 철근도 층마다 토막 내서 잇거나 용접해야 하며 콘크리트를 부어 넣는 것도 띠장에 일정 간격으로 사전에 묻어둔 파이프를 통하여 하향 공법만 가능하므로 부실시공 될 가능성이 큰 것이 단점이다.

신축하는 건물의 보를 흙막이 버팀대로 활용하기 위하여서는 CIP(1) 등 흙막이 벽에 작용하는 토압과 수압을 버팀대에 안전하게 전달하는 매개체 즉 띠장(Spandrel Girder)이 필수적이다. 그러나 도 5, 6과 같은 종래의 방법대로 사전에 거대한 철근콘크리트 수평보를 설치하려면 공사 기간은 물론 공사비가 과대해지며 후에 합벽(3)을 시공하는데 지장을 주게 되므로 이를 생략하는 것이 기술적 과제이다.

도 1, 2, 3에서 재래식 방법으로 CIP(Cast in Place Mortar Pile)등 가설 흙막이 공사를 하고 기둥 위치에 RCD나 PRD등 천공장비로 소정의 깊이까지 굴착한 후 기둥을 삽입한다. 이 때 CIP 공법은 굴착기로 지반을 뚫은 다음 굴착기 끝에서 모르타르를 압입 충전하고, 철근이나 형강을 삽입해서 만드는 현장치기 말뚝이다. 기둥 재료는 재래식으로 H형강을 사용하거나 ㄱ형강 조립기둥으로 한다. 인접 기둥들의 큰 보와 작은 보는 TSC보(5)로 설치하고, 건물 외곽에는 외곽보인 TSC보를 이용한다. TSC보(5)는 도2, 도3에 도시된 상세를 참조하면 잘 알 수 있는 바와 같이 강판을 조립하여 상부가 개방된 강관 형태로 만들고 그 내부에 콘크리트를 타설하여 콘크리트와 강판이 일체화된 강콘크리트 합성보에 해당하는 것이다. 이 때 TSC보는 슬래브에 묻히는 부분인 상부 수직 플랜지는 ㄱ자 형상으로 여기에 일정한 간격 구멍을 뚫고 이 구멍의 일부에는 강관과 볼트를 설치하여 제작의 편이성과 합성작용을 하도록 한다. 또한 이들 건물의 보들은 한 쪽 흙막이 벽에서 전달되는 토압과 수압을 반대편 흙막이 벽에 전달하는 버팀대 역할을 한다.

Full Top Down 공법처럼 흙을 파내려 가면서 바닥 슬래브를 전부 시공한다면 바닥 슬래브가 버팀대 역할을 하게 되지만 건물의 바닥 보로만 토압과 수압을 지지하기 위해서는 흙막이 벽의 하중을 보에 전달하기 위한 수평 보가 필요하다. 도 1에서 흙막이 벽에 인접한 최외곽 보(①과 ⑤행의 A와 C열)가 수평 보 역할을 하기 위해서는 이들을 흙막이 벽에 밀착 시공하는 것이 일반적인 방법이다. 그러나 이렇게 하면 후에 흙막이 벽에는 거푸집을 대지 않고 반대편에만 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설하여 지하외벽을 이루는 합벽시공 시, 합벽과 간섭되어 시공하기가 어려워진다. 그러므로 외곽 보를 합벽 두께만큼 내부로 이동시키고 그 사이에 적당한 간격으로 T볼트(9)를 끼워 합벽을 시공할 때까지 흙막이 벽의 하중을 외곽 보에 전달하게 한다. T볼트(9)는 도 7과 같이 사각형의 볼트 머리와 축부, 너트로 제작한 것이다. 외곽 보만으로는 횡 하중을 지지하기에 부족하므로 도 1의 ①, ⑤, A, C열의 안쪽과 같이 바닥 슬래브 일부를 사전 시공하면 외곽 보와 협력하여 토압으로 야기되는 수평 방향 휨모멘트에 저항하게 된다. 또한 B열 보는 1열과 5열로부터 토압과 수압 부담 면적이 커서 보만으로 압축력을 받기에 부족할 경우 좌우 슬래브(6) 일부를 선 시공하여 압축력을 부담시킨다.

도 3에서 TSC보의 상부 수직 플랜지와 지압판(10) 사이에는 TSC보(5) 상부 수직 플랜지의 구멍 위치에 강관을 설치하고, 강관 내부에는 수직 플랜지의 구멍으로 볼트를 삽입하여 강관+볼트(7)를 끼워 조인다. 또한 지압판은 도2와 같이 외곽보인 TSC보(5)의 측면에 강판으로 접합한 것으로 외부로 부터의 토압을 외곽보에 전달하고, T볼트(9)를 고정시키는 역할을 한다. 지압판 하단은 TSC보에 용접하여 바닥 슬래브 콘크리트를 시공하는 동안 최외곽 거푸집 역할을 하게 한다. 지압판은 CIP 내면에 등을 대고 설치한 ㄷ형강(8)의 웨브에 T형 볼트의 사각형 볼트인 머리 판을 밀착시킨다. T볼트(9)는 너트를 머리 판 쪽으로 이동시킨 상태에서 T형 볼트의 볼트 축부를 지압 판에 뚫은 구멍에 끼우고 너트를 지압판(10) 방향으로 돌려서 고정한다. 이 너트는 바닥 슬래브가 양생된 후 CIP 흙막이 벽에서 전달받은 횡 하중을 지압 판에 전달하는 역할을 하므로 빈틈없이 확실하게 조여야 한다. CIP의 직경이 400mm인 경우는 T볼트의 간격도 400mm로 함이 적당하다. 합벽의 철근은 재래식 방법으로 구조계산 하고 기초 공사 후 상 방향으로 시공한다.

건물의 보를 가설 버팀대로 활용하는 지하실 흙파기를 하는 과정에서 띠장 시공을 생략하면 공기도 단축되고 기초 공사를 마친 후 합벽(3)을 시공하는 것이 손쉽고 균열 등 하자 발생 가능성이 줄어드는 효과가 있다.

도 1은 흙막이 합벽과 외곽 보의 이격 공법 평면도,

도 2, 3a, 3b는 흙막이 합벽과 외곽 보의 이격 공법 단면도,

도 4는 흙막이 합벽과 외곽 보의 이격 공법 부분 평면도,

도 5, 6은 굴토하면서 상부의 띠장(Spandrel Girder)을 선시공하는 단면도,

도 7은 T볼트의 사시도이다.

＜도면의 부호에 대한 간단한 설명＞

1 : CIP 2 : H형강

3 : 합벽 4 : 기둥

5 : TSC보 6 : 슬래브

7 : 강관＋볼트 8 : ㄷ형강

9 : T볼트 10 : 지압판

11 : 트러스데크 또는 PC판

Claims (3)

1. 신축되는 건축물의 지하 토공사를 진행함에 있어서, 건축물의 지하실 보를 한 쪽 흙막이 벽에서 반대편 흙막이 벽으로 연결되도록 설치하여 토압과 수압을 전달하는 버팀대 역할을 함에 있어서 ;

   상기 보 가운데 외곽 보를 지하 외벽 두께만큼 내부로 이격시키고, 그 사이에 T볼트(9)를 끼워 지하외벽인 합벽(3)을 시공할 때까지 흙막이 벽의 하중을 외곽 보에 전달하게 하는 흙막이 합벽과 외곽 보의 이격 공법.
2. 제 1항에 있어서 외곽 보만으로 토압과 수압을 저항하지 못하는 경우 흙막이 지하외벽인 합벽(3)에 접하는 부분의 건물 안쪽으로 슬래브(6) 일부만을 선시공하여 외곽 보와 함께 토압과 수압을 부담토록 하는 흙막이 합벽과 외곽 보의 이격 공법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서 지하외벽인 합벽(3)과 외곽 보는,

   CIP(1) 등의 가설 흙막이벽에 ㄷ형강(8)의 웨브 뒷면을 붙이고, ㄷ형강의 안쪽 웨브에 T볼트(9) 머리 부분을 고정시키고 T볼트의 너트는 지압판(10)에 고정시키며 ;

   상기 지압판(10)은 외곽보에 뚫려 있는 구멍을 이용하여 강관+볼트(7)로 외곽보인 TSC보 상부 플랜지와 연결하며, 지압판 하단은 동일한 외곽보인 TSC보에 접합하도록 구성하고 ;

   상기 외곽보와 건물 내부의 안쪽에도 TSC보를 설치하여 보 내부에 콘크리트를 타설 하는 것을 특징으로 하는 흙막이 합벽과 외곽 보의 이격 공법.