KR101026112B1 - 메가스트럭쳐를 이용한 지하구조물의 시공방법 - Google Patents

메가스트럭쳐를 이용한 지하구조물의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 메가스트럭쳐를 이용한 지하구조물의 시공방법에 관한 것으로, 구체적으로는 RCD파일을 사용하지 않고, 지상1층 보, 지하1층 보 및 지하1층 기둥을 포함하는 지하 영구 구조부재에 가설 수직재와 사재를 접합하여 메가스트럭쳐 거더(megar structure girder)를 구성하고, 상기 메가스트럭쳐 거더를 흙막이 벽체와 접합한 후, 상기 메가스트럭쳐 거더의 하부에 지하 2층, 지하 3층 보 및 지하 2층, 지하 3층 기둥을 포함하는 하부 프레임을 매달며 반복 시공하여 지하 구조물을 시공함으로써, 종래 RCD파일 및 이를 이용한 공법과 달리, 공사비용 및 공기를 현저하게 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기와 같이 메가스트럭쳐 거더를 이용하여 지하구조물을 시공함에 있어, 각 공정별로 본 발명자에 의해 선출원된 국내 특허출원 제10-2009-0077246호에 따른 "구조물의 원격관리시스템"을 연결함으로써, 지하 구조물의 안전상태를 인터넷을 통해 실시간으로 파악할 수 있음에 따라 계측 편의성 및 안전성을 향상시킬 수 있는 메가스트럭쳐를 이용한 지하구조물의 시공방법에 관한 것이다.

Description

메가스트럭쳐를 이용한 지하구조물의 시공방법{THE CONSTRUCTION METHOD OF UNDERGROUND STRUCTURE USING MEGA-STRUCTURE}
본 발명은 메가스트럭쳐를 이용한 지하구조물의 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 RCD(reverse circulation drill)파일을 사용하지 않고, 메가스트럭쳐 거더(megar structure girder) 및 하부 프레임을 이용하여 지하 구조물을 시공함으로써, 종래 RCD파일 및 이를 이용한 공법과 달리, 공사비용 및 공기를 현저하게 감소시킬 수 있는 메가스트럭쳐를 이용한 지하구조물의 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로, 건물의 지하 구조물을 시공방법에는 크게 순타(順打)공법과 역타(逆打)공법이 있다.
이 중, 역타 공법은 일명 탑다운(Top-Down) 공법이라고도 하는데, 이는 건축물의 지상고가 높아지고 이에 필요한 지하구조물이 깊어짐에 따라 지상층과 지하층을 동시에 완성할 수 있는 방법으로 고안된 공법으로서, 이러한 탑다운 공법의 기본 개념은 지하 터파기에 앞서 지하 외벽과 지하 기둥을 시공한 후 층별 터파기 작업과 함께 지하구조물을 병행 시공함으로써 전통적인 순타 공법과는 반대 방향으로 지하층을 완성해 나가는 공법에 해당한다.
상기와 같은 역타 공법을 적용하게 되면, 지하층과 지상층 공사가 동시에 진행될 수 있기 때문에 공기 단축의 효과가 클 뿐 아니라, 1층 바닥에 직접 공사 차량이나 장비를 진입시켜 작업 공간으로 사용할 수 있으므로 부지가 협소한 공사에서도 원활한 시공이 가능하다는 장점이 있다.
아울러 상기와 같은 역타 공법의 경우, 건물 본구조체를 횡토압에 대한 버팀대로 이용하면서 상층에서 하층으로 굴착과 구체 구축을 반복하여 시공하는 공법이므로 일반적인 개착식 공법에 비해 토류벽의 안정성이 높으며 주변 건물의 침하로 인한 민원 발생의 우려가 낮다는 장점을 가지고 있는바, 최근 들어 대단면/대심도 굴착을 요하는 도심 공사나 지질이 좋지 않은 대지에 대한 공사 등을 중심으로 국내에서도 그 활용도가 점차로 높아지고 있는 추세이다.
관련 선행기술로써, 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0094555호에는 (a)흙막이 벽체 구축 공사단계(도 1a 참조), (b)RCD파일 및 지지파일 설치단계(도 1b 참조), (c)1차 터파기 단계(도 1c 참조), (d)내부 거더 부재 설치단계(도 1d 참조), (e)하부층 바닥 굴토 및 반복 공정 실시단계(도 1e 참조) 및 (f)기둥철근 배근 및 기둥 증타단계(도 1f 참조)를 포함하여 이루어지는 탑다운 시공방법을 제안한바 있다.
구체적으로 살펴보면, (a)흙막이 벽체 구축 공사단계는, 도 1a에 도시된 바와 같이, 기본 설계에 따라 지하 구조물이 형성될 외곽 경계선을 감안하여 지중에 흙막이 벽체(100)를 구축하는 단계로써, 상기 흙막이 벽체(100)는 지하 터파기 시 주위 토사가 붕괴하는 것을 방지하기 위하여 지하층의 외부 경계측에 설치되는 구조물을 의미하는 것으로, CIP(cast in place), SCW(Soil Cement Wall), 슬러리 월, 토류판 등과 같이 기존에 알려진 일반적인 가설 흙막이 공법 중에서 현장 상황에 맞추어 적절한 공법을 선정하여 실시할 수 있다.
상기 (b)RCD파일 및 지지파일 설치단계는, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 흙막이 벽체(100)를 설치한 후, 지하 터파기 공사를 수행하기에 앞서 일단 건축물의 평면 설계상 본 기둥이 설치되어야 할 위치에 RCD(reverse circulation drill)파일(220)을 지지파일(230)에 수직으로 박아 설치하게 된다.
상기 (c)1차 터파기단계는, 도 1c에 도시된 바와 같이, 흙막이 벽체(100)와 RCD파일(220) 및 지지파일(230)을 설치한 후, 상기 흙막이 벽체(100)의 내측 토사를 소정 깊이로 굴토하여 1차 터파기 작업을 수행한다. 이 때, 상기와 같은 1차 터파기 깊이는 지상 1층 바닥 철골 거더 및 슬래브 구조체를 타설할 수 있을 정도의 최소한의 깊이만큼만 굴착하게 된다.
상기 (d)내부 거더 부재 설치단계는, 도 1d에 도시된 바와 같이, 건축물의 본 보부재가 설치되어야 할 위치에 영구 부재인 내부 거더(240)를 설치하는 단계이다. 전술한 것과 같은 일련의 공정들을 거쳐 지중에 흙막이 벽체(100) 및 RCD파일(220)이 설치되고 소정 깊이로 1차 터파기 작업이 완료된 다음에는, 상기와 같이 설치된 흙막이 벽체(100)와 RCD파일(220) 사이 및 가설기둥과 가설기둥의 사이에 거더 부재들을 평면 설계에 맞추어 해당 위치에 조립설치하게 된다.
상기 (e)하부층 바닥 굴토 및 반복 공정 실시단계는, 도 1e에 도시된 바와 같이, 하부 지하층의 시공을 위해 바닥 저면에 대한 굴토 작업을 수행하고, 전술한 거더 설치 및 바닥 굴토 공정을 기초 레벨에 이르기까지 반복적으로 수행한다.
상기 (f)기둥철근 배근 및 기둥 증타단계는, 기초 레벨까지 지하층 전층에 대한 거더 및 슬래브 구조체의 시공이 완료되면, 도1f에 도시된 바와 같이, 기초 콘크리트(400)를 타설한 다음, 상기 RCD파일(220)의 둘레에 수직 주근 및 띠철근 등 기둥 철근을 배근하고 기둥 형상에 따른 거푸집을 설치한 뒤, 상기 거푸집 내에 콘크리트를 타설하여 최종적으로 본기둥(300)을 형성하게 된다.
하지만 상기와 같은 종래의 탑다운 시공방법은 상술한 바와 같이, 지하 구조물 시공에 RCD(reverse circulation drill)파일 및 이를 이용한 공법이 적용되는 것으로, 상기 RCD파일 및 이를 이용한 공법은 도 2에 도시된 바와 같이, 그 시공방법이 복잡하고 많은 인력 및 장비가 소모됨에 따라 엄청난 공사비용 및 공기가 소모되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, RCD파일을 사용하지 않고, 지상1층 보, 지하1층 보 및 지하1층 기둥을 포함하는 지하 영구 구조부재에 가설 수직재와 사재를 접합하여 메가스트럭쳐 거더(megar structure girder)를 구성하고, 상기 메가스트럭쳐 거더를 흙막이 벽체와 접합한 후, 상기 메가스트럭쳐 거더의 하부에 지하 2층, 지하 3층 보 및 지하 2층, 지하 3층 기둥을 포함하는 하부 프레임을 매달며 반복 시공하여 지하 구조물을 축조함으로써, 종래 RCD파일 및 이를 이용한 공법과 달리, 공사비용 및 공기를 현저하게 감소시킬 수 있는 메가스트럭쳐를 이용한 지하구조물의 시공방법을 제공함을 과제로 한다.
아울러, 상기와 같이 메가스트럭쳐 거더를 이용하여 지하구조물을 시공함에 있어, 각 공정별로 본 발명자에 의해 선출원된 국내 특허출원 제10-2009-0077246호에 따른 "구조물의 원격관리시스템"을 연결함으로써, 지하 구조물의 안전상태를 인터넷을 통해 실시간으로 파악할 수 있음에 따라 계측 편의성 및 안전성을 향상시킬 수 있는 메가스트럭쳐를 이용한 지하구조물의 시공방법을 제공함을 다른 과제로 한다.
본 발명은 지하구조물의 시공방법에 있어서, 지하 구조물이 형성될 외곽 경계선을 따라 흙막이 벽체를 시공하는 단계(S1); 지하 영구 구조부재에 가설 수직재와 사재를 접합하여 메가스트럭쳐 거더를 제작하는 단계(S2); 상기 흙막이 벽체의 내측을 굴토하여 1차 터파기 작업을 수행하는 단계(S3); 상기 제작된 메가스트럭쳐 거더의 양측 끝단을 상기 흙막이 벽체에 접합하는 단계(S4); 상기 흙막이 벽체에 접합된 메가스트럭쳐 거더의 상측에 데크플레이트(deck plate)를 이용하여 지상 1층 바닥 슬래브를 형성시키고, 상기 메가스트럭쳐 거더의 하측에 데크플레이트를 이용하여 지하 1층 바닥 슬래브를 형성시키는 단계(S5); 상기 흙막이 벽체의 내측을 1차 터파기가 완료된 시점부터 굴토하여 2차 터파기 작업을 수행하는 단계(S6); 상기 메가스트럭쳐 거더의 하측에 제 1하부 프레임을 접합하는 단계(S7); 상기 제 1하부 프레임의 상측에 데크플레이트를 이용하여 지하 2층 바닥 슬래브를 형성시키고, 상기 제 1하부 프레임의 하측에 데크플레이트를 이용하여 지하 3층 바닥 슬래브를 형성시키는 단계(S8); 상기 흙막이 벽체의 내측을 2차 터파기가 완료된 시점부터 굴토하여 3차 터파기 작업을 수행하는 단계(S9); 상기 제 1하부 프레임의 하측에 제 2하부 프레임을 접합하는 단계(S10); 상기 제 2하부 프레임의 상측에 데크플레이트를 이용하여 지하 4층 바닥 슬래브를 형성시키고, 상기 제 2하부 프레임의 하측에 데크플레이트를 이용하여 지하 5층 바닥 슬래브를 형성시키는 단계(S11); 상기 흙막이 벽체의 내측을 3차 터파기가 완료된 시점부터 굴토하여 터파기 작업을 수행하는 최종 터파기 단계(S12); 상기 최종 터파기가 이루어진 부분에 기초 콘크리트를 타설하는 단계(S13); 상기 기초 콘크리트의 상부면에 베이스 플레이트를 설치하고, 상기 제 2하부 프레임과 베이스 플레이트를 기둥으로 연결하는 단계(S14); 및 상기 S2단계에서 접합된 가설 수직재와 사재를 해체하는 단계(S15);를 포함하여 구성되는 메가스트럭쳐를 이용한 지하구조물의 시공방법을 과제의 해결 수단으로 한다.
한편, 상기 S4단계 이후, 메가스트럭쳐 거더의 중앙부에 별도의 가설 기둥을 설치하는 단계(S4-1)를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 S4-1단계는, 메가스트럭쳐 거더와 가설 기둥 사이에 유압잭을 설치하고, 상기 메가스트럭쳐 거더의 강성을 바탕으로, 유압잭을 이용하여 가설 기둥을 압입하여 설치하는 것이 바람직하다.
아울러, 일반적인 지하가설기둥 설치공법을 사용하여 미리 설치해 놓을 수도 있다.
아울러, 상기 S10 단계 및 S11 단계를, 설계된 층수에 대응되게 반복하여 지하구조물을 시공하는 것이 바람직하다.
또한, 메가스트럭쳐 거더는, 상측에 지하 영구 구조부재로써 지상 1층 보가 구비되고, 하측에 지하 영구 구조부재로써 지하 1층 보가 구비되며, 상기 지상 1층 보와 지하 1층 보 사이에 지하 1층 기둥이 구성되고, 상기 지하 1층의 각 기둥 사이에 가설 수직재로써 스틸 거더(steel girder)가 접합되고, 상기 지상 1층 보와 지하 1층 보 사이에 사재로써 스틸 빔(steel beam)이 접합되어 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 메가스트럭쳐 거더는 경우에 따라서 지상 1층의 경우, 작업장으로 사용하므로 지상2층 또는 상황에 따라 필요한 위치로 이동하여 설치할 수도 있으며, 2개소 이상의 곳에 설치하여 힘을 분산하여 사용할 수도 있고, 지하층 공사와 동시에 지상층 공사를 병행할 수도 있다.
또한, 제 1하부프레임은, 상측에 지하 2층 보가 구비되고, 하측에 지하 3층 보가 구비되며, 상기 지하 2층 보의 상부면에 지하 2층 기둥이 형성되고, 상기 지하 2층 보와 지하 3층 보 사이에 지하 3층 기둥이 구성되어 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 2개층을 한번에 조립하여 시공하는 것이 합리적이나 경우에 따라서는 1개층 또는 3개층으로 변경하여 조립하고 시공할 수도 있다.
본 발명은 RCD파일을 사용하지 않고, 지상1층 보, 지하1층 보 및 지하1층 기둥을 포함하는 지하 영구 구조부재에 가설 수직재와 사재를 접합하여 메가스트럭쳐 거더(megar structure girder)를 구성하고, 상기 메가스트럭쳐 거더를 흙막이 벽체와 접합한 후, 상기 메가스트럭쳐 거더의 하부에 지하 2층, 지하 3층 보 및 지하 2층, 지하 3층 기둥을 포함하는 하부 프레임을 매달며 반복 시공하여 지하 구조물을 시공함으로써, 종래 RCD파일 및 이를 이용한 공법과 달리, 공사비용 및 공기를 현저하게 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
아울러, 상기와 같이 메가스트럭쳐 거더를 이용하여 지하구조물을 시공함에 있어, 각 공정별로 본 발명자에 의해 선출원된 국내 특허출원 제10-2009-0077246호에 따른 "구조물의 원격관리시스템"을 연결함으로써, 지하 구조물의 안전상태를 인터넷을 통해 실시간으로 파악할 수 있음에 따라 계측 편의성 및 안전성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래 탑다운 시공방법을 나타낸 도면
도 2는 종래 RCD시공방법을 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메가스트럭쳐를 이용한 지하구조물의 시공방법을 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메가스트럭쳐를 이용한 지하구조물의 시공방법을 나타낸 도면
도 5는 도 4의 평면도
상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 구성 및 그 작용 효과에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메가스트럭쳐를 이용한 지하구조물의 시공방법을 나타낸 도면으로써, 본 발명은 RCD(reverse circulation drill)파일을 사용하지 않고, 메가스트럭쳐 거더(megar structure girder)를 구성하고, 그 하측에 하부 프레임을 매달며 반복 시공하여 지하 구조물을 시공하는 것을 특징으로 하며, 이를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
( S1 ) 흙막이 벽체 시공
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 기본 설계에 따라 지하 구조물이 형성될 외곽 경계선을 감안하여 지중에 흙막이 벽체(10)를 구축한다.
상기 흙막이 벽체(10)는 후술되어질 터파기 단계(S3,S6,S9,S12)시, 주위 토사가 붕괴하는 것을 방지하기 위하여 지하층의 외부 경계측에 설치되는 구조물로써, CIP(cast in place), SCW(Soil Cement Wall), 슬러리 월, 토류판 등과 같이 통상적인 가설 흙막이 공법을 선택적으로 적용할 수 있다.
( S2 ) 메가스트럭쳐 거더 제작
상기와 같이, 흙막이 벽체 시공(S1)이 완료된 후에는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 지하 영구 구조부재에 가설 수직재(21d)와 사재(21e)를 접합하여 메가스트럭쳐 거더(20)를 제작한다.
상기 지하 영구 구조부재는 지하구조물의 시공완료 후, 별도로 해체 또는 제거 되지 않고, 영구적으로 지하구조물을 이루는 부재로써, 지상 1층 보(21a), 지하 1층 보(21b) 및 지하 1층 기둥(21c)으로 이루어진다.
즉, 상기 메가스트럭쳐 거더(20)는 도 3b에 도시된 바와 같이, 상측에 지하 영구 구조부재로써 지상 1층 보(21a)가 구비되고, 하측에 지하 영구 구조부재로써 지하 1층 보(21b)가 구비되며, 상기 지상 1층 보(21a)와 지하 1층 보(21b) 사이에 지하 1층 기둥(21c)이 구성된다. 아울러, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 각 지하 1층 기둥(21c) 사이에 가설 수직재(21d)로써 스틸 거더(steel girder)가 접합되고, 상기 지상 1층 보(21a)와 지하 1층 보(21b) 사이에 사재(21e)로써 스틸 빔(steel beam)이 경사 접합되어 메가스트럭쳐 거더(20)를 이루게 된다.
한편, 상기와 같이 구성되는 메가스트럭쳐 거더(20)는 각 부품들을 현장으로 운반하여 현장에서 바로 조립하여 사용하는 것이 바람직하다.
아울러, 지하구조물의 설계, 작업환경 등에 따라 1개 이상의 메가스트럭쳐거더를 제작하여 적용할 수도 있으며, 지하1층과 지상2층에 설치하여 힘을 분산시킬 수도 있다(이때, 지상 1층은 각종 장비 등이 이동하는 작업장으로 사용되고 이에 수직재 및 사재가 걸릴 수 있기 때문에 설치하지 않음). 즉, 본 발명은 상기 메가스트럭쳐 거더를 이용하여 지하구조물을 시공할 수 있을 뿐만 아니라 지상구조물을 시공해 올라갈 수도 있다.
( S3 )1차 터파기
이 후, 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 흙막이 벽체(10)의 내측을 굴토하여 1차 터파기 작업을 수행한다.
( S4 ) 메가스트럭쳐 거더 접합
상기와 같이 1차 터파기(S3)가 완료된 후에는 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 제작된 메가스트럭쳐 거더(20)의 양 끝단을 상기 흙막이 벽체(10)에 접합한다.
한편, 상기 메가스트럭쳐 거더(20)와 흙막이 벽체(10)의 접합 후에는 지간(span)을 고려(대략 30m 이상일 때)하여 가설 기둥(70, 도 4참조)을 설치하는 단계(S4-1)를 추가할 수 있으며, 상기 가설 기둥(70) 설치 단계(S4-1)의 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
( S5 ) 지상 1층 및 지하 1층 바닥 슬래브 형성
상기와 같이, 메가스트럭쳐 거더(20)와 흙막이 벽체(10)의 접합 후에는 도 3e에 도시된 바와 같이, 흙막이 벽체(10)에 접합된 메가스트럭쳐 거더(20)의 상측에 데크플레이트(deck plate)를 이용하여 지상 1층 바닥 슬래브(B)를 형성시키고, 상기 메가스트럭쳐 거더(20)의 하측에 데크플레이트를 이용하여 지하 1층 바닥 슬래브(B)를 형성시킨다.
상기 데크플레이트는 통상적으로 사용되는 데크플레이트 및 이를 이용한 공법을 선택적으로 적용할 수 있다.
( S6 )2차 터파기
이후, 도 3f에 도시된 바와 같이, 상기 흙막이 벽체(10)의 내측을 1차 터파기가 완료된 시점부터 굴토하여 2차 터파기 작업을 수행한다.
이 때, 2차 터파기 깊이는 후술되어질 제 1하부 프레임(30)의 수직 길이를 고려하여 2개 층 단위로 굴착하는 것이 바람직하다.
한편, 상기와 같이, 2개층을 한번에 조립(기둥조립 후 바닥보를 순차적으로 조립)하여 시공하는 것이 합리적이나 경우에 따라서는 1개층 또는 3개층으로 변경하여 조립하고 시공할 수도 있다.
( S7 )제 1하부 프레임 접합
상기와 같이 2차 터피가(S6)가 완료된 후에는 도 3g에 도시된 바와 같이, 상기 메가스트럭쳐 거더(20)의 하측에 제 1하부 프레임(30)을 접합한다.
상기 제 1하부 프레임(30)은 상측에 지하 2층 보(30a)가 구비되고, 하측에 지하 3층 보(30b)가 구비되며, 상기 지하 2층 보(30a)의 상부면에 지하 2층 기둥(30c)이 형성되고, 상기 지하 2층 보(30a)와 지하 3층 보(30b) 사이에 지하 3층 기둥(30d)이 구성된다.
따라서, 메가 스트럭쳐 거더(20)의 지하 1층(21c) 기둥 하부에, 상기 제 1하부 프레임(30)의 지하 2층 기둥(30c)이 접합되어, 제 1하부 프레임(30)이 상기 메가스트럭쳐 거더(20)의 하측에 접합된다.
한편, 상기와 같이 구성되는 제 1하부 프레임(30)은 각 부품들을 현장으로 운반하여 현장에서 바로 조립하여 사용하는 것이 바람직하다.
( S8 )지하 2층 및 지하 3층 바닥슬래브 형성
상기와 같이, 메가스트럭쳐 거더(20)의 하부에 제 1하부 프레임(30)이 접합된 후에는 도 3h에 도시된 바와 같이, 제 1하부 프레임(30)의 상측에 데크플레이트를 이용하여 지하 2층 바닥 슬래브(B)를 형성시키고, 상기 제 1하부 프레임(30)의 하측에 데크플레이트를 이용하여 지하 3층 바닥 슬래브(B)를 형성시킨다.
( S9 )3차 터파기
이후, 도 3i에 도시된 바와 같이, 상기 흙막이 벽체(10)의 내측을 2차 터파기가 완료된 시점부터 굴토하여 3차 터파기 작업을 수행한다.
이 때, 3차 터파기 깊이는 후술되어질 제 2하부 프레임(40)의 수직 길이를 고려하여 2개 층 단위로 굴착하는 것이 바람직하다.
또한, 상기와 같이 2개층을 한번에 조립(기둥조립 후 바닥보를 순차적으로 조립)하여 시공하는 것이 합리적이나 경우에 따라서는 1개층 또는 3개층으로 변경하여 조립하고 시공할 수도 있다.
( S10 )제 2하부 프레임 접합
상기와 같이 3차 터피가(S9)가 완료된 후에는 도 3j에 도시된 바와 같이, 상기 제 1하부 프레임(30)의 하측에 제 2하부 프레임(40)을 접합한다.
상기 제 2하부 프레임(40)은 상측에 지하 4층 보(40a)가 구비되고, 하측에 지하 5층 보(40b)가 구비되며, 상기 지하 4층 보(40a)의 상부면에 지하 4층 기둥(40c)이 형성되고, 상기 지하 4층 보(40a)와 지하 5층 보(40b) 사이에 지하 5층 기둥(40d)이 구성된다.
따라서, 제 1하부 프레임(30)의 지하 3층 기둥(30d) 하부에, 상기 제 2하부 프레임(40)의 지하 4층 기둥(40c)이 접합되어, 제 2하부 프레임(40)이 상기 제 1하부 프레임(30)의 하측에 접합된다.
한편, 상기와 같이 구성되는 제 2하부 프레임(40)은 각 부품들을 현장으로 운반하여 현장에서 바로 조립하여 사용하는 것이 바람직하다.
( S11 )지하 4층 및 지하 5층 바닥 슬래브 형성
상기와 같이, 제 1하부 프레임(30)의 하측에 제 2하부 프레임(40)이 접합된 후에는 도 3k에 도시된 바와 같이, 제 2하부 프레임(40)의 상측에 데크플레이트를 이용하여 지하 4층 바닥 슬래브(B)를 형성시키고, 상기 제 2하부 프레임(40)의 하측에 데크플레이트를 이용하여 지하 5층 바닥 슬래브(B)를 형성시킨다.
한편, 설계된 층수에 대응하여 상기 S10 단계 및 S11단계를 반복시공함으로써, 설계된 층수에 맞게 시공하는 것이 바람직하다.
( S12 )최종 터파기
이후, 도 3l에 도시된 바와 같이, 상기 흙막이 벽체(10)의 내측을 3차 터파기가 완료된 시점부터 굴토하여 최종 터파기 작업을 수행한다.
( S13 )기초 콘크리트 타설
상기 최종 터파기가 완료된 후에는 도 3m에 도시된 바와 같이, 최종 터파기가 이루어진 부분에 기초 콘크리트(50)를 타설한다.
( S14 )베이스 플레이트 및 기둥 연결
이후, 도 3n에 도시된 바와 같이, 상기 기초 콘크리트(50)의 상부면에 통상의 베이스 플레이트를 설치하고, 상기 제 2하부 프레임(40)의 지하 5층 기둥(40d)과 베이스 플레이트를 기둥(60)으로 연결한다.
( S15 )가설 수직재 및 사재 해체
상기와 같이, 제 2하부 프레임(40)과 베이스플레이트를 기둥(60)으로 연결한 후에는 도 3o에 도시된 바와 같이, 상기 메가스트럭쳐 거더(20)의 가설 수직재(21d)와 사재(21e)를 해체함으로써, 지하구조물의 시공을 완료하게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 메가스트럭쳐를 이용한 지하구조물의 시공방법을 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4의 평면도로써, 본 발명은 상기 제작된 메가스트럭쳐 거더(20)의 양 끝단을 상기 흙막이 벽체(10)에 접합하는 단계(S4) 이후, 메가스트럭쳐 거더(20)의 중앙부에 별도의 가설 기둥(70)을 설치하는 단계(S4-1)를 더 포함할 수 있다.
이는 메가스트럭쳐 거더(20)의 수평길이가 30m 이상, 통상 60m일 때, 메가 스트럭쳐 거더(20)의 하부처짐을 방지하기 위한 것이다. 그러므로 스판(span)이 큰 경우는 대략 30m 정도의 간격으로 가설 기둥이 반복해서 설치되어야 안전하다.
이 때, 상기 가설 기둥(70)의 설치 방법은, 메가스트럭쳐 거더(20)와 가설 기둥(70) 사이에 통상의 유압잭을 설치하고, 이를 작동시킴으로써, 상기 메가스트럭쳐 거더(20)의 강성을 바탕으로, 가설 기둥(70)을 압입하는 것이 바람직하다. 또한, 일반적인 지하가설기둥 설치공법을 사용하여 미리 설치하여 놓을 수도 있으며 높이를 보정하기 위하여 유압잭을 이용할 수도 있다.
아울러, 상기와 같이 메가스트럭쳐 거더(20) 및 하부프레임(30,40) 등을 이용하여 지하구조물을 시공함에 있어, 각 공정별로 본 발명자에 의해 선출원된 국내 특허출원 제10-2009-0077246호에 따른 "구조물의 원격관리시스템"을 연결함으로써, 지하 구조물의 안전상태를 인터넷을 통해 실시간으로 파악할 수 있다.
따라서, 본 발명은 종래 RCD파일 및 이를 이용한 공법과 달리, 공사비용 및 공기를 현저하게 감소시킬 수 있는 장점이 있을 뿐만 아니라 구조물의 원격관리시스템을 통해 계측 편의성 및 안전성을 향상시킬 수 있다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10 : 흙막이 벽체 20 : 메가스트럭쳐 거더(20)
21a : 지상 1층 보 21b : 지하 1층 보
21c : 지하 1층 기둥 21d : 가설 수직재
21e : 사재 30 : 제 1하부 프레임
30a : 지하 2층 보 30b : 지하 3층 보
30c : 지하 2층 기둥 30d : 지하 3층 기둥
40 : 제 2하부 프레임 40a : 지하 4층 보
40b : 지하 5층 보 40c : 지하 4층 기둥
40d : 지하 5층 기둥 50 : 기초콘크리트
60 : 기둥 70 : 가설기둥
B : 바닥슬래브

Claims (6)

  1. 지하구조물의 시공방법에 있어서,
    지하 구조물이 형성될 외곽 경계선을 따라 흙막이 벽체를 시공하는 단계(S1);
    지하 영구 구조부재에 가설 수직재와 사재를 접합하여 메가스트럭쳐 거더를 제작하는 단계(S2);
    상기 흙막이 벽체의 내측을 굴토하여 1차 터파기 작업을 수행하는 단계(S3);
    상기 제작된 메가스트럭쳐 거더의 양측 끝단을 상기 흙막이 벽체에 접합하는 단계(S4);
    상기 흙막이 벽체에 접합된 메가스트럭쳐 거더의 상측에 데크플레이트(deck plate)를 이용하여 지상 1층 바닥 슬래브를 형성시키고, 상기 메가스트럭쳐 거더의 하측에 데크플레이트를 이용하여 지하 1층 바닥 슬래브를 형성시키는 단계(S5);
    상기 흙막이 벽체의 내측을 1차 터파기가 완료된 시점부터 굴토하여 2차 터파기 작업을 수행하는 단계(S6);
    상기 메가스트럭쳐 거더의 하측에 제 1하부 프레임을 접합하는 단계(S7);
    상기 제 1하부 프레임의 상측에 데크플레이트를 이용하여 지하 2층 바닥 슬래브를 형성시키고, 상기 제 1하부 프레임의 하측에 데크플레이트를 이용하여 지하 3층 바닥 슬래브를 형성시키는 단계(S8);
    상기 흙막이 벽체의 내측을 2차 터파기가 완료된 시점부터 굴토하여 3차 터파기 작업을 수행하는 단계(S9);
    상기 제 1하부 프레임의 하측에 제 2하부 프레임을 접합하는 단계(S10);
    상기 제 2하부 프레임의 상측에 데크플레이트를 이용하여 지하 4층 바닥 슬래브를 형성시키고, 상기 제 2하부 프레임의 하측에 데크플레이트를 이용하여 지하 5층 바닥 슬래브를 형성시키는 단계(S11);
    상기 흙막이 벽체의 내측을 3차 터파기가 완료된 시점부터 굴토하여 최종 터파기 작업을 수행하는 단계(S12);
    상기 최종 터파기가 이루어진 부분에 기초 콘크리트를 타설하는 단계(S13);
    상기 기초 콘크리트의 상부면에 베이스 플레이트를 설치하고, 상기 제 2하부 프레임과 베이스 플레이트를 기둥으로 연결하는 단계(S14); 및
    상기 S2단계에서 접합된 가설 수직재와 사재를 해체하는 단계(S15);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 메가스트럭쳐를 이용한 지하구조물의 시공방법
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 S4단계 이후, 메가스트럭쳐 거더의 중앙부에 별도의 가설 기둥을 설치하는 단계(S4-1)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메가스트럭쳐를 이용한 지하구조물의 시공방법
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 S10 단계 및 S11 단계를, 설계된 층수에 대응되게 반복하여 지하구조물을 시공하는 것을 특징으로 하는 메가스트럭쳐를 이용한 지하구조물의 시공방법
  4. 제 1항에 있어서,
    메가스트럭쳐 거더는,
    상측에 지하 영구 구조부재로써 지상 1층 보가 구비되고,
    하측에 지하 영구 구조부재로써 지하 1층 보가 구비되며,
    상기 지상 1층 보와 지하 1층 보 사이에 지하 1층 기둥이 구성되고,
    상기 각 지하 1층 기둥 사이에 가설 수직재로써 스틸 거더(steel girder)가 접합되고,
    상기 지상 1층 보와 지하 1층 보 사이에 사재로써 스틸 빔(steel beam)이 접합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 메가스트럭쳐를 이용한 지하구조물의 시공방법
  5. 제 1항에 있어서,
    제 1하부프레임은,
    상측에 지하 2층 보가 구비되고,
    하측에 지하 3층 보가 구비되며,
    상기 지하 2층 보의 상부면에 지하 2층 기둥이 형성되고,
    상기 지하 2층 보와 지하 3층 보 사이에 지하 3층 기둥이 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 메가스트럭쳐를 이용한 지하구조물의 시공방법
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 S4-1단계는,
    메가스트럭쳐 거더와 가설 기둥 사이에 유압잭을 설치하고,
    상기 메가스트럭쳐 거더의 강성을 바탕으로, 유압잭을 이용하여 가설 기둥을 압입하는 것을 특징으로 하는 메가스트럭쳐를 이용한 지하구조물의 시공방법
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KR19990078524A (ko) * 1999-01-13 1999-11-05 홍원기 가설흙막이벽용철골버팀대를영구구조물의일부로사용하는구조물구축방법

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