KR100976621B1 - 지하층 연장 운행을 위한 지하 기초 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하층 연장 운행을 위한 지하 기초 시공 방법에 관한 것으로서, 상부 구조물의 하중을 받는 기존의 기초 푸팅부를 절단하여 하부를 굴착하여 새로운 기초 푸팅부를 형성하는 하층 연장 운행을 위한 지하 기초 시공 방법에 있어서, 상부 구조물의 수직 연장선 외곽 영역의 상기 기초 푸팅부에 다수 개 구멍을 뚫고, 상기 구멍에 CGS 파일을 형성하는 제 1 단계와, CGS 파일 두부와 상기 상부 구조물을 연결하는 브라켓을 설치하는 제 2단계와, 기초 푸팅부의 일부를 절단하는 제 3단계와, 절단된 상기 기초 푸팅부 하부의 지반을 굴착하고, 굴착된 부분으로 돌출된 파일 기초를 절단하는 제 4단계 및 굴착된 부분의 바닥부에 콘크리트를 타설 및 양생하여 신설 기초 콘크리트 타설면을 형성하고, 상기 신설 기초 콘크리트 타설면과 상기 상부 구조물을 잇는 신설 벽체 콘크리트 타설면을 형성하는 제 5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하층 연장 운행을 위한 지하 기초 시공 방법이 제공된다.

하부 연장 공법

Description

지하층 연장 운행을 위한 지하 기초 시공 방법{CONSTRUCTION METHOD FOR BASEMENT EXTENTION}

본 발명은 지하층 연장 운행을 위한 지하 기초 시공 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아파트 리모델링 현장에서 지하 주차장까지 엘리베이터를 연장 운행하기 위하여 리모델링 전 지하 기초 일부를 제거하고, 더 하부에 지하 기초를 다시 형성하는 지하층 연장 운행을 위한 지하 기초 시공 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 시공한 지 15년이 지난 오래된 아파트에 설치된 대부분의 엘리베이터는 지상 1층까지만 운행되도록 건축물이 시공되어 있기 때문에 지하 1층에 마련된 주차장에서는 엘리베이터를 이용할 수 없었다.

이러한 오래된 아파트를 리모델링함에 있어서, 엘리베이터 운행층을 지하까지 연장하기 위해서 다양한 시도가 행해져 왔다. 그 하나의 예로서 한국등록특허 제803921호를 들 수 있는데, 이는 가시설 벽체와 마이크로 파일을 설치하기 위하여 기존 기초의 바깥쪽 기초 슬래브를 제거하고 신설 기초를 시공한 후 그 상부에 기존 구조물을 지지하기 위한 가설 스틸 프레임을 설치하는 형태였다. 이러한 종래 기술은 기초가 확대되는 형태로서 가설 스틸 프레임의 스팬이 길어지고, 지하 흙막 이량이 증가하고, 또한 가시설 벽체와 기존 구조물을 지지하기 위한 가설 스틸 프레임을 설치하여야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 본 발명에서는 가시설 벽체와 기존 구조물을 지지하기 위한 가설 스틸 프레임을 사용하지 않으면서 지하층 연장 운행을 위한 지하 기초 시공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래 기술과 문제해결에 대한 접근을 달리함으로서 종래 기술이 가지고 있던 스틸프레임의 스팬이 길어지고, 지하 흙막이량이 많은 단점 등을 보완하여 시공의 경제성 및 간소화를 도모할 수 있는 지하층 연장 운행을 위한 지하 기초 시공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적은 상부 구조물의 하중을 받는 기존의 기초 푸팅부를 절단하여 하부를 굴착하여 새로운 기초 푸팅부를 형성하는 하층 연장 운행을 위한 지하 기초 시공 방법에 있어서, 상부 구조물의 수직 연장선 외곽 영역의 상기 기초 푸팅부에 다수 개 구멍을 뚫고, 상기 구멍에 CGS 파일을 형성하는 제 1 단계와, CGS 파일 두부와 상기 상부 구조물을 연결하는 브라켓을 설치하는 제 2단계와, 기초 푸팅부의 일부를 절단하는 제 3단계와, 절단된 상기 기초 푸팅부 하부의 지반을 굴착하고, 굴착된 부분으로 돌출된 파일 기초를 절단하는 제 4단계 및 굴착된 부분의 바닥부에 콘크리트를 타설 및 양생하여 신설 기초 콘크리트 타설면을 형성하고, 상기 신설 기초 콘크리트 타설면과 상기 상부 구조물을 잇는 신설 벽체 콘크리트 타설면 을 형성하는 제 5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하층 연장 운행을 위한 지하 기초 시공 방법에 의해서 달성 가능하다.

본 발명의 지하 기초 시공 방법은 기초 슬라브를 제거하고 기초 푸팅부를 확장하여 가설 스틸 프레임을 사용하여 상부 구조물의 하중을 마이크로파일에 전달하던 종래 기술과는 달리 상부 구조물의 하중을 브라켓과 잭 서포트라는 간단한 도구를 이용하여 CGS파일에 하중을 전달하고 2차 CGS 파일(흙막이용)이 자체적으로 차수벽 역할까지 동시에 수행하기 때문에 지하에 가시설벽체를 따로 설치할 필요없기 때문에 시공의 경제성과 간소화를 도모할 수 있고 시공의 용이함까지 이룰 수 있게 된다.

이하에서, 본 발명의 장점, 특징 및 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 아파트 기초 푸팅부에 구멍을 뚫는 공정을 설명하는 공정 단면도이다. 아파트 기초는 도 1에 도시한 바와 같이 지하 1층 지반에 기초 푸팅부(3)가 구비되고, 기초 푸팅부(3) 하부로 파일 기초(4)가 다수 박혀 있으며, 기초 푸팅부(3) 상부에 상부 구조물(2)이 위치된다. 상부 구조물(2)상에는 1층, 2층 등의 슬라부 구조물이 위치되게 된다. 본 발명의 첫 번째 단계로서 상부 구조물(2)의 수직 연장선 외곽 부분의 기초 푸팅부(3)에 서로 일정 간격을 두고 다수 개의 CGS(Compaction Grouting System) 파일을 설치하기 위한 구멍(11)을 뚫는다.

미리 뚫어놓은 다수 개의 구멍(11)에 CGS 파일(5)을 삽입한다. 도 2는 아파트 기초 푸팅부 하부에 CGS 파일(5)을 삽입하는 공정을 설명하는 공정 단면도로서, 미리 뚫어놓은 구멍을 통해 1차 CGS 파일(내력용, 5)을 매립층에서 퇴적층, 풍화암, 연암까지 순차적으로 도달되도록 수직으로 각각 설치하고 나서, 1차 CGS 파일(내력용) 사이사이에 2차 CGS파일(흙막이용, 5)을 설치함으로써 기초 푸팅부(3)와 파일 기초(4) 절단에 의한 하중으로 지반이 붕괴되지 않도록 지반을 보강하고 안정시킨다. 여기서 CGS 파일(5)을 상부 구조물(2)의 수직 연장선 외곽 부분 중에서 상부 구조물과 최대한 가까운 거리에 설치함으로써 좀더 효과적으로 지반을 보강 및 안정시킬 수 있다. 도 2의 도시 예에서는 CGS 파일(5)이 파일 기초(5)와 겹쳐지게 도시되어 있으나 실질적으로는 파일 기초(5)가 설치되지 않은 영역에 CGS 파일(5)이 설치되는 것으로 이해되어져야 한다.

도 3은 잭 서보트와 브라켓을 설치하는 공정을 설명하는 공정 단면도이다. CGS 파일(5) 두부와 연결되는 브라켓(bracket, 6)을 설치하고, 상부 구조물(2) 사이에 잭 서포트(jack support, 7)를 설치한다. CGS 파일(5) 두부가 설치된 기초 푸팅부(3)와 상부 구조물(2)이 연결되는 부분에 브라켓(6)을 설치한다. 브라켓(6)은 상부 구조물에 작용하는 소요 축하중이 CGS 파일(5)로 힘이 전달될 수 있도록 가교 역할을 하며 상부 구조물 사이에 잭 스포트(7)를 설치함으로써 상부 구조물이 처짐 및 변형이 되거나 붕괴되는 것을 방지하는 기능을 수행하게 된다.

도 8은 CGS 파일(5) 두부와 상부 구조물(2)을 연결하는 브라켓(6)을 상세히 설명하기 도면으로서, 상부 구조물(2)에 다수 개의 구멍을 뚫고 브라켓(6)과 조임 나사(15)를 이용하여 브라켓(6)을 고정하는 구조를 보여준다. 상부 구조물(2)과 브라켓(6)은 조임 나사(15) 대신에 와이어 등을 이용하여 고정할 수 있음은 물론이다. 이러한 고정 방식을 사용함으로써 상부 구조물(2)에 전달되는 하중을 브라켓(6)을 통하여 CGS 파일(5)로 용이하게 전달할 수 있게 된다.

CGS 파일(5)과 잭 서포트(7)를 설치한 후, 도 4에 도시한 바와 같이 기초 푸팅부(3)를 절단한 후에, 도 5에 도시된 바와 같이 지반을 소정 깊이만큼 굴착하고, 굴착된 부분으로 돌출된 파일 기초(4)를 절단한다. 본 공정에서는 지반 굴착 시 주변 지하 흙이 붕괴되는 현상을 방지하기 위하여 그라우팅을 주입하면서 지반을 굴착해 나간다.

다음으로 도 6에 도시된 바와 같이, 굴착된 지반에 신설 기초 콘크리트를 타설하여 양생시켜 신설 기초 콘크리트 타설면을 형성함과 아울러 신설 기초 콘크리트 타설면 상부 가장자리에 신설 벽체 콘크리트를 타설 및 양생시킴으로써 상부 구조물(2)과 연결되는 신설 기초 콘크리트 타설면(8)과 신설 벽체 콘크리트 타설면(9)을 형성할 수 있게 된다. 마지막으로 임시 설치된 브라켓(6)과 잭 서포트(7)를 제거하고, 브라켓(6)을 상부 구조물(2)에 고정하기 위해 뚫어 놓은 구멍을 충진함으로써, 도 7과 같이 신설 기초 콘크리트 타설면을 새로운 기초 푸팅부(3)로 하는 구조물이 완성된다. 이때 필요에 따라서는 설치된 브라켓(6)은 굳이 제거하지 않아도 됨은 물론이다.

상기에 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도 1은 아파트 기초 푸팅부에 구멍을 뚫는 공정을 설명하는 공정 단면도.

도 2는 아파트 기초 푸팅부 하부에 CGS 파일을 삽입하는 공정을 설명하는 공정 단면도.

도 3은 잭 서보트와 브라켓을 설치하는 공정을 설명하는 공정 단면도.

도 4는 기초 푸팅부를 절단하는 공정을 설명하는 공정 단면도.

도 5는 기초 푸팅부 하부를 굴착하고, 기초 파일을 절단하는 공정을 설명하는 공정 단면도.

도 6은 굴착된 영역에 신설 기초 콘크리트 타설면과 신설 벽체 콘크리트 타설면을 시공하는 공정 단면도.

도 7은 본 발명에 따라 시공이 완료된 지하 기초 단면도.

***** 도면 상의 주요 기호에 대한 간략한 설명 *****

1: 지반 2: 상부 구조물

3: 기초 푸팅부 4: 파일 기초

5: CGS 파일 6: 브라켓

7: 잭 스포트 8: 신설 기초 콘크리트 타설면

9: 신설 벽체 콘크리트 타설면 11: 구멍

15: 조임 나사

Claims (4)

1. 상부 구조물의 하중을 받는 기존의 기초 푸팅부를 절단하여 하부를 굴착하여 새로운 기초 푸팅부를 형성하는 하층 연장 운행을 위한 지하 기초 시공 방법에 있어서,

   상부 구조물의 수직 연장선 외곽 영역의 상기 기초 푸팅부에 다수 개 구멍을 뚫고, 상기 구멍에 CGS 파일을 형성하는 제 1 단계;

   상기 CGS 파일 두부와 상기 상부 구조물을 연결하는 브라켓을 설치하는 제 2단계;

   상기 기초 푸팅부의 일부를 절단하는 제 3단계;

   절단된 상기 기초 푸팅부 하부의 지반을 굴착하고, 굴착된 부분으로 돌출된 파일 기초를 절단하는 제 4단계; 및

   상기 굴착된 부분의 바닥부에 콘크리트를 타설 및 양생하여 신설 기초 콘크리트 타설면을 형성하고, 상기 신설 기초 콘크리트 타설면과 상기 상부 구조물을 잇는 신설 벽체 콘크리트 타설면을 형성하는 제 5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하층 연장 운행을 위한 지하 기초 시공 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1단계와 상기 제 3단계 사이에 상부 구조물 사이에 잭 스포트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하층 연장 운행을 위한 지하 기초 시공 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 브라켓은 상부 구조물에 다수 개의 구멍을 뚫고, 상기 구멍을 통해 상기 브라켓과 상부 구조물이 조임 나사로 고정되는 것을 특징으로 하는 하층 연장 운행을 위한 지하 기초 시공 방법.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 제 1단계에서 상기 구멍에 CGS 파일을 형성하는 단계가 내력용 1차 CGS 파일을 형성한 후, 흙막이용 2차 CGS 파일을 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하층 연장 운행을 위한 지하 기초 시공 방법.

Images