KR101027921B1 - 지하 슬래브 콘크리트 및 거더 콘크리트의 균열 방지를 위한 지하구조물 구축방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엄지말뚝이 시공되는 흙막이(C.I.P./SCW)공법에서 오픈컷 또는 탑다운 시공시 흙막이벽으로부터 지하 슬래브 및 거더 구조체를 원천적으로 이격시켜 분리 거동시킴으로써 콘크리트의 양생과정에서 슬래브 및 거더 구조물의 수축이 자유롭게 이루어지도록 하고, 온도차에 의해 발생되는 수축 및 팽창의 반복현상도 자유롭게 함으로써 지하 슬래브 콘크리트 및 거더 콘크리트의 균열을 방지할 수 있는 지하구조물 구축방법에 관한 것이다.

본 발명은 부지 외곽으로 엄지말뚝을 박아 흙막이벽을 구축하는 제1 단계; 흙막이용 지하외벽의 구축시 사용되는 엄지말뚝에 쉐어 커넥터(shear connector)를 설치하고, 상기 쉐어 커넥터의 일부가 묻히도록 캡빔을 포함한 1층 바닥 슬래브를 시공하는 제2 단계; 상기 쉐어 커넥터(캡빔) 하단에 지하 1층 테두리보 및 슬래브의 하중을 매달아 지지하는 제3 단계; 상기 흙막이벽과 지하 1층 테두리보가 접한 부위에 이격재를 설치하여 흙막이벽과 지하1층 테두리보가 이격되도록 조치하는 제4 단계; 상기 제3 단계 및 제4 단계를 희망하는 지하층까지 반복시공하는 제5 단계; 최하단의 기초 슬래브와 흙막이벽이 접한 부위에 이격재를 설치한 후, 기초슬래브 콘크리트를 타설하는 제6 단계; 및 상기 흙막이벽에 이격재를 댄 후 그 바깥측으로 외부벽체 콘크리트를 기초슬래브로부터 상부 1층 바닥 슬래브까지 연속 타설하여 외부벽체를 시공하여 상기 흙막이벽과 외부벽체가 이격되되도록 조치하는 제7 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면,흙막이벽으로부터 외부 벽체와 테두리보 및 슬래브가 이격되도록 조치함으로써 콘크리트의 건조에 의한 수축과 계절별 온도변화에 따른 수축 및 팽창에 대하여 구속없이 자유롭게 대응할 수 있도록 함으로써 콘크리트의 균열발생을 억제하는 효과를 가진다.

슬래브, 테두리보, 콘크리트 균열, 쉐어 커넥터, 수직철근, 엄지말뚝, 이격재

Description

지하 슬래브 콘크리트 및 거더 콘크리트의 균열 방지를 위한 지하구조물 구축방법{Underground constructure form system for preventing concretes of underground slab and girder from crack}

본 발명은 지하구조물의 외벽 및 슬래브 구축공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오픈컷 개착공법이나 순타 또는 역타공법(Top-down method)으로 지하외벽과 슬래브를 흙막이벽에 일체 시공시에 슬래브 및 거더의 콘크리트가 양생하는 과정에서 균열이 발생하는 것을 방지하기 위한 지하구조물 구축방법에 관한 것이다.

지하 슬래브 콘크리트 및 거더의 콘크리트는 지하 외부 벽체와 일체 시공함으로써, 연직하중과 횡하중(토압 및 수압)에 안정하도록 설계되고, 시공되는 것이 현재 일반적으로 적용하고 있는 시공방법이다.

이 경우, 지하층을 온통 굴착(이하, '오픈 컷 개착식'이라 함)한 후 지하 외벽 및 슬래브 구조체를 시공한 경우에는 이들 지하 외벽 및 슬래브가 외부의 고정 구조물에 고정된 구조가 아니므로 일정기간 콘크리트의 건조, 수축을 구속하지 않 아 이로 인한 균열이 적게 발생된다. 하지만, 여름과 겨울의 온도변화에 따른 균열은 불가피한 실정이다.

이에 반하여, 별도의 흙막이(CIP, SCW 및 토류벽)를 시공하여 지하 외벽과 거더 및 슬래브를 형성하거나 지하외벽과 흙막이 역할을 동시에 해결하는 연속벽 시공의 경우에는 슬래브 및 거더의 콘크리트가 양생하는 수개월 동안 건조에 의한 수축력이 발생하게 된다. 이때, 상기 슬래브 및 거더가 흙막이나 연속벽과 일체로 구축되어 있는 것에 대응하여, 상기 슬래브 및 거더의 콘크리트는 수축하려는 힘이 강하게 작용하여 균열이 발생하는 문제점이 있다. 콘크리트가 양생된 후에는 온도차에 의한 균열이 추가로 발생하여 건물의 내구성을 저하시키는 요인으로 작용할 뿐만 아니라, 하자 보수비가 발생되는 부작용이 있음에도 불구하고, 현재로서는 특별한 해결책이 제시되어 있지 않는 것이 현실이라 할 수 있다.

슬래브 및 거더 콘크리트의 균열을 억제하는 방안으로서, 콘크리트를 제조하는 과정에서 물/시멘트비를 조정하거나 혼화재 또는 기타 재료의 배합을 이용하여 콘크리트 양생에 따른 균열의 발생을 억제할 수 있는 콘크리트의 재료적 측면에 접근한 해결방법이 연구되고 있으나, 근본적으로 균열 제어를 기대하기 힘든 실정이다.

다음, 종래의 지하 구조물 시공방법에 따른 균열발생과정에 대하여 도1 내지 도4를 참조하여 설명한다.

도1a 내지 도1c는 종래 기술에 따른 오픈컷 개착방식을 이용한 지하외벽 및 슬래브 구축과정을 나타낸 시공도이다.

도면에 도시한 바와 같이, 오픈 컷 개착방식은 안전한 법면 구배를 형성하면서 지하굴토를 완료한 후(도1a 참조), 지면에 기초슬래브를 완료하고 최하부층에서부터 외벽 및 기둥(100)을 포함하여 거더 및 슬래브(102)를 순차적으로 구축하는 과정을 통해 상기 지하구조물과 지상층을 차례로 시공하고(도1b 참조), 되메우기를 실시(도1c 참조)하는 일련의 과정을 거친다.

상기한 시공 과정에서, 도1b에서와 같이 상기 외벽, 기둥(100), 거더 및 슬래브(102)가 일체화되어 있으나 별도로 구속이 되어 있지 않는 상태로써, 상기 슬래브 및 거더 콘크리트의 타설 후 진행되는 건조에 의한 수축이 자유롭기 때문에 균열로 발전되지는 않는다.

다음은 순타공법 또는 역타공법에 있어서의 지하구조물 구축시 발생되는 콘크리트 균열에 대하여 도2a 내지 도2c를 참조하여 설명한다.

도2a 내지 도2c는 흙막이벽을 이용한 지하구조물의 구축과정을 나타낸 시공도이다.

부지 외곽으로 흙막이용 지하 벽체(202)를 구축한다(도2a 참조). 흙막이 공법으로는 C.I.P(Cast in place), S.C.W(Soil Cement Wall), 토류벽 및 시트파일 등이 적용될 수 있다.

기둥과 기초를 포함하는 파일공사(204)를 선시공한 후, 상기 지하 외벽을 지지하기 위한 스트러트(strut)를 설치하거나, 어스 앵커(earth anchor)등의 지보공을 이용하여 지하 외벽을 지지한 후 굴착을 시행한다(도2b 참조).

다음, 지하 외벽에 슬래브 및 거더(206)를 일체로 시공하면서 기초를 포함하 는 최하부층에서 상부 1층바닥까지 순차적으로 순타시공(Open Cut 시공)하여 지하 구축물을 구축하거나, 지하슬래브 구조물의 시공과 함께 굴토공사를 진행하면서 1층 바닥에서 하부층으로 역타시공(top-down 시공)하여 지하구축물을 구축하게 된다(도2c 참조).

상기한 공법에서는 지하외벽 구조체와 슬래브 및 거더 구조체가 일체화된 상태에서 지하 구조물이 구축된다.

지하구조물의 구축과정에서, 지하 슬래브(거더 포함)의 콘크리트에서 건조에 의한 수축현상이 발생하게 된다. 이때, 상기 지하 슬래브 콘크리트 및 거더 콘크리트는 일체화된 흙막이 벽체(C.I.P./S.C.W./토류벽/시트파일 및 연속벽 등)에 의해 강하게 구속받게 된다. 즉, 지하 슬래브 콘크리트 및 거더 콘크리트가 흙막이 벽체와 일체화되어 함께 거동하기 때문에, 콘크리트의 양생 과정에서 수축이 원활하게 이루어지지 못하게 되며, 궁극적으로 거더 및 슬래브의 약한 부위에서 균열(208)로 발전되는 매커니즘이 발생하게 되지만, 이를 제어하는데 한계가 따르는 문제점이 있다. 또한, 콘크리트의 양생후에는 겨울과 여름철의 온도차에 의해 슬래브 구조물의 수축과 팽창현상이 발생되고, 이러한 슬래브에 수축력과 팽창력이 반복적으로 이루어지는 과정에서 외부벽체와 함께 거동하기 때문에 그만큼의 구속력에 의한 균열이 발생하게 되고 이는 건물의 내구성 저하로 이어지고, 하자보수를 유발하는 문제점을 내포하고 있다.

도3은 슬래브 콘크리트 및 거더 콘크리트의 건조 및 수축과 온도변화에 따른 일반적인 균열 형상을 나타낸 도면이고, 도4는 슬래브 콘크리트 및 거더 콘크리트의 건조에 의한 수축과 온도변화에 따른 실제 균열 사례를 나타낸 것으로서, 도면에 도시한 바와 같이 흙막이벽과 거더를 포함한 슬래브의 연결부위에서 주로 균열현상이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 엄지말뚝이 시공되는 흙막이(C.I.P./SCW)공법에서 오픈컷 또는 탑다운 시공시 흙막이벽으로부터 지하 슬래브 및 거더 구조체를 원천적으로 이격시켜 분리 거동시킴으로써 콘크리트의 양생과정에서 슬래브 및 거더 구조물의 수축이 자유롭게 이루어지도록 하고, 온도차에 의해 발생되는 수축 및 팽창의 반복현상도 자유롭게 함으로써 지하 슬래브 콘크리트 및 거더 콘크리트의 균열을 방지할 수 있는 지하구조물 구축방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 실시예는 먼저 부지 외곽으로 엄지말뚝을 박아 흙막이벽을 구축하는 제1 단계; 흙막이용 지하외벽의 구축시 사용되는 엄지말뚝에 쉐어 커넥터(shear connector)를 설치하고, 상기 쉐어 커넥터의 일부가 묻히도록 캡빔을 포함한 1층 바닥 슬래브를 시공하는 제2 단계; 상기 쉐어 커넥터(캡빔) 하단에 지하 1층 테두리보 및 슬래브의 하중을 매달아 지지하는 제3 단계; 상기 흙막이벽과 지하 1층 테두리보가 접한 부위에 이격재를 설치하여 흙막이벽과 지하1층 테두리보가 이격되도록 조치하는 제4 단계; 상기 제3 단계 및 제4 단계를 희망하는 지하층까지 반복시공하는 제5 단계; 최하단의 기초 슬래브와 흙막이벽이 접한 부위에 이격재를 설치한 후, 기초슬래브 콘크리트를 타설하는 제6 단계; 및 상기 흙막이벽에 이격재를 댄 후 그 바깥측으로 외부벽체 콘크리트를 기초슬래브로부터 상부 1층 바닥 슬래브까지 연속 타설하여 외부벽체를 시공하여 상기 흙막이벽과 외부벽체가 이격되되도록 조치하는 제7 단계를 포함하는 지하 슬래브 및 거더 콘크리트의 균열방지를 위한 지하구조물 구축방법을 제공한다.

상기 제3 단계는 1층 캡빔과 하부층 테두리보에 매입된 수직철근을 철근연결용 커플러를 매개로 연결하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 실시예는 부지 외곽으로 엄지말뚝을 박아 흙막이벽을 구축하는 제1 단계; 흙막이벽의 구축시 사용되는 엄지말뚝에 쉐어 커넥터(shear connector)를 설치하고, 상기 쉐어 커넥터의 일부가 묻히도록 캡빔을 포함한 1층 바닥 슬래브를 시공하는 제2 단계; 흙막이벽과 지하 1층 테두리보가 접한 부위에 이격재를 설치하여 상기 흙막이벽으로부터 지하1층 테두리보 및 슬래브가 이격되도록 조치하고, 엄지말뚝에 현가장치를 설치하여 지하1층 테두리보 및 슬래브의 하중을 매달아 지지하는 제3 단계; 상기 엄지말뚝에 층별로 개별 현가장치를 설치하고 상기 제3 단계의 방식으로 희망하는 지하층 슬래브까지 반복시공한 후, 상기 개별 현가장치에 하부층 테두리보 및 슬래브의 하중을 매달아 지지하는 제4 단계; 최하단의 기초 슬래브와 흙막이벽이 접한 부위에 이격재를 설치한 후, 기초 슬래브 콘 크리트를 타설하는 제5 단계; 및 상기 흙막이벽에 이격재를 댄 후 그 바깥측으로 하부층으로부터 상부층으로 순차적인 외부벽체를 시공해 나가되, 해당 테두리보를 지지하고 있는 현가장치를 해체하면서 지하층 구축물을 완성하는 제6 단계를 포함하는 지하 슬래브 콘크리트 및 거더 콘크리트의 균열방지를 위한 지하구조물 구축방법을 제공한다.

상기 제2 실시예에서, 현가장치는 엄지말뚝에 용접되어 고정되는 브라켓 철판과; 상기 브라켓 철판으로부터 하부층 테두리보 및 슬래브에 일부가 매입되는 행잉바(hanging bar)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

제1 실시예 및 제2 실시예 모두에 채용되는 상기 이격재는 발포 보온재 또는 스티로폼중 선택된 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 흙막이벽은 C.I.P(Cast in place), S.C.W(Soil cement wall), 토류벽중 선택된 하나로 이루어지며, 외부벽체의 수직철근 이음은 커플러, 용접, 압접, 겹침이음중 선택된 하나의 이음방식으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3 실시예에서는 부지 외곽으로 엄지말뚝을 박아 흙막이벽을 구축하고 내부에는 기둥(현장타설 말뚝)을 설치하는 제1 단계; 상기 흙막이벽에 이격재를 설치하고, 1층 바닥의 흙막이측 부위 구조는 내부기둥을 지점으로 하는 내민보(캔틸레버) 구조로 시공하되, 상기 내민보의 자유단측 슬래브에 수직철근을 매입 설치하여 상기 1층 바닥 슬래브와 흙막이벽이 이격된 상태로 시공되도록 하는 제2 단계; 지하 1층부터 최하층 기초바닥까지 흙막이측 구조를 내민보 구조로 시공하고, 상기 내민보의 자유단측 슬래브에 수직철근을 매입 설치하고, 해당층의 흙막이벽에 이격재를 설치하는 제3 단계; 상기 기초슬래브과 상부 층까지의 흙막이벽 사이에 철근 배근 및 거푸집을 설치하고, 또 흙막이벽에 이격재를 설치하여 외부벽체 시공을 수행하는 제4 단계; 및 하부층 슬래브에서 지상층 슬래브에 이르기까지 철근 배근 및 거푸집을 설치하고, 또 흙막이벽에 이격재를 설치하여 외부벽체의 시공을 완료하는 제5 단계를 포함하는 지하 슬래브 콘크리트 및 거더 콘크리트의 균열방지를 위한 지하구조물 구축방법을 제공한다.

상기한 바와 같이 본 발명의 특징에 따르면, 지하구조물의 구축시 흙막이벽을 이루는 엄지말뚝에 쉐어커넥터 및 현가장치를 설치하여 하부층 테두리보 및 슬래브 하중을 매달아 지지하되 흙막이 벽체에 이격재를 설치하여 상기 흙막이벽체로부터 테두리보 및 슬래브가 이격되도록 시공한다. 이에 따라 상기 테두리보 및 슬래브의 콘크리트가 양생시 건조에 의한 수축을 자유롭게 하고, 또 상기 지하 바닥층 슬래브의 양생 완료후 온도변화에 따른 수축 및 팽창에 대하여 자유롭게 대응할 수 있는 메커니즘을 형성하게 된다. 결과적으로 콘크리트의 균열발생을 억제함으로써 건물의 내구성이 증가하게 되며, 하자 보수에 따른 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도5 내지 도7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 지하 슬래브 콘크리트 및 거더 콘크리트의 균열방지를 위한 지하구조물 구축방법은 지하 구조물의 외부 벽체로부터 테두리보 및 슬래브 구조체를 분리거동되도록 시공하여 슬래브 콘크리트 및 거더 콘크리트의 건조에 의한 수축이 자유롭도록 하여 콘크리트의 균열 발생을 억제할 수 있도록 구현한 것이다.

도5a 내지 도5g는 본 발명에 의한 지하 슬래브 콘크리트 및 거더 콘크리트의 균열방지를 위한 지하구조물 구축방법의 제1 실시예를 나타낸 시공도이다.

도5a에 도시한 바와 같이 부지 외곽으로 엄지말뚝(2)을 박아 흙막이벽을 구축한다. 흙막이 공법으로는 C.I.P(Cast in place), S.C.W(Soil cement wall), 토류벽, 시트파일 등이 적용될 수 있다. 상기 엄지말뚝(2)의 상단에 쉐어 커넥터(shear onnector)(4)를 용접하고, 상기 쉐어 커넥터(4)의 일부가 매립된 캡빔(6a)을 포함한 1층 바닥 슬래브(6)를 시공한다. 이때, 상기 쉐어 커넥터(4)는 하부층의 테두리보(거더) 및 슬래브의 하중을 매달아 지지할 수 있도록 시공되며, 하단부에 철근 연결용 커플러(8)가 장착된다.

상기 쉐어 커넥터(4)는 스터드 볼트 또는 철근의 단부를 엄지말뚝(2)에 용접하고, 다른 단부 즉 외부벽체용 수직철근은 하부층을 향하여 직립시킨 구조로 되어 있으며, 상기 커플러(8)는 나사식 또는 체결식 구조로 이루어질 수 있다.

도5b에 도시한 바와 같이, 지하1층 바닥 슬래브(10)의 시공시 흙막이벽과 테두리보가 접하는 부위에 이격재(12)를 설치하여 테두리보 및 슬래브가 흙막이벽으로부터 이격되도록 조치한다. 그리고, 상기 테두리보 및 슬래브(10)에 매입된 수직 철근(14)을 커플러(8)에 연결시킴으로써 캡빔(6a)에 지하1층 바닥 슬래브(10)가 매달려 지지되는 것이다.

본 실시예에서 상기 이격재(12)는 콘크리트 부착이 어려운 발포보온재 또는 스트로폼 등이 사용될 수 있다.

도5c에 도시한 바와 같이, 지하2층 바닥 슬래브(10')의 시공시에도 마찬가지로, 지하1층 바닥 슬래브(10)의 캡빔에 매입되어 있는 수직철근(14)의 하단부에 장착된 커플러(8)를 지하2층 바닥 슬래브(10')의 수직철근(14')과 연결하여 지지시킨다.

이러한 방식으로 소망하는 지하층 슬래브까지 흙막이벽과 테두리보 및 슬래브가 이격재에 의해 이격되도록 조치한다.

도5d에 도시한 바와 같이, 최하층 기초슬래브(16)도 마찬가지로 상기 흙막이벽과 접하는 부위에 이격재(12)를 설치하여 상기 기초슬래브(16)가 흙막이벽으로부터 이격되도록 조치한 후 상기 기초슬래브(16)에 콘크리트를 타설한다.

상기 지하층 슬래브 모두가 흙막이벽으로부터 이격된 상태로 시공이 완료되면, 도5e에 도시한 바와 같이, 최하층 슬래브로부터 상부층 슬래브 사이의 흙막이벽에 이격재(12)를 설치하고 외부벽체 콘크리트를 타설함으로써 상기 흙막이벽과 외부벽체(18)가 이격되도록 한다. 또한 상기 외부벽체 콘크리트를 타설할 때, 외부벽체(18)의 수직철근(14) 이음은 커플러, 용접, 압접, 겹침이음 등과 같은 공지의 이음방식을 이용한다.

도5f 및 도5g에 도시한 바와 같이, 하부층 슬래브에서 지상층 슬래브에 이르 기까지 전술한 도5e와 같은 방식으로 연속하여 외부벽체(18) 시공을 반복함으로써 지하층 구조물의 구축을 완료한다.

상기한 시공방식으로 흙막이벽으로부터 하부층 테두리보 및 슬래브(10)와 지하외벽(18)이 이격되도록 조치함으로써, 상기 하부층 테두리보 및 슬래브(10)의 콘크리트 양생시 건조에 의한 수축이 자유롭게 된다. 이에 따라 슬래브 및 거더 콘크리트의 타설후 양생되는 초기 시공시 건조에 의한 수축이 자유롭게 이루어지기 때문에 이 시기에서의 균열의 발생을 억제할 수 있는 것이다.

또한, 이격재(12)에 의해 외부벽체(18), 테두리보 및 슬래브 콘크리트가 흙막이벽으로부터 구속력이 자유로워지기 때문에 계절별 온도차에 의한 수축 및 팽창에 따른 유동시에도 슬래브의 균열제어가 가능한 것이다.

도6a 내지 도6g를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명의 제2 실시예에서는 엄지말뚝에 지하층별로 개별 현가장치를 장착하여 각 하부층별 테두리보 및 슬래브를 지지시키고, 최하부층으로부터 지상층에 이르기까지 외부벽체를 구축하면서 현가장치를 제거하는 공법을 제시한다. 전술한 제1 실시예의 구성과 동일한 제2 실시예의 구성은 동일부호를 병기한다.

도6a에 도시한 바와 같이, 부지 외곽으로 엄지말뚝(2)을 박아 흙막이벽을 구축한다. 흙막이 공법으로는 C.I.P(Cast in place), S.C.W(Soil cement wall), 토류벽, 시트파일 등이 적용될 수 있다. 상기 엄지말뚝(2)의 상단에 쉐어 커넥터(shear onnector)(4)를 용접하고, 상기 쉐어 커넥터(4)의 일부가 매립된 캡빔(6a)을 포함한 1층 바닥 슬래브(6)를 시공한다.

상기 쉐어 커넥터(4)는 스터드 볼트 또는 철근의 일단부를 엄지말뚝(2)에 용접하고, 다른 단부는 하부층을 향하여 직립시킨 구조로 되어 있다.

도6b에 도시한 바와 같이, 상기 흙막이벽과 지하 1층 테두리보 및 슬래브(10)가 접한 부위에 이격재(12)를 설치하여 상기 흙막이벽으로부터 지하1층 테두리보 및 슬래브(10)가 이격되도록 조치하고, 엄지말뚝(2)에 현가장치(suspension)(22)를 설치하여 지하1층 테두리보 및 슬래브(10)의 하중을 매달아 지지될 수 있도록 한다.

상기 현가장치(22)는 엄지말뚝(2)에 용접되는 브라켓 철판(32)과, 상기 브라켓 철판(32)으로부터 하부층 테두리보 및 슬래브(10)에 일부가 매입되는 행잉바(hanging bar)(34)로 구성된다.

상기 행잉바(34)는 철근, 환봉, 앵글 또는 와이어로프 등으로 이루어질 수 있다.

도6c에 도시한 바와 같이, 흙막이벽과 하부층 테두리보 및 슬래브(10') 사이의 엄지말뚝(2)에 개별 현가장치(22')를 설치하여 도6b에 설명된 방식대로 희망하는 지하층까지 반복시공한다.

도6d에 도시한 바와 같이, 최하층 기초슬래브(16)도 마찬가지로 상기 흙막이벽과 접하는 부위에 이격재(12)를 설치하여 상기 기초슬래브(16)가 흙막이벽으로부터 이격되도록 조치한 후 상기 기초슬래브(16)에 콘크리트를 타설한다.

상기 지하층 슬래브 모두가 흙막이벽으로부터 이격된 상태로 시공이 완료되면, 도6e에 도시한 바와 같이, 최하층 슬래브로부터 상부층 슬래브 사이의 흙막이 벽에 이격재(12)를 연결 설치하고 외부벽체 콘크리트를 타설함으로써 상기 흙막이벽과 외부벽체(18)가 이격되도록 한다. 또한 상기 외부벽체 콘크리트를 타설할 때, 외부벽체(18)의 수직철근(14) 이음은 커플러, 용접, 압접, 겹침이음 등과 같은 공지의 이음방식을 이용한다.

도6f 및 도6g에 도시한 바와 같이, 하부층 슬래브에서 지상층 슬래브에 이르기까지 전술한 도6e와 같은 방식으로 상기 흙막이벽에 이격재(12)를 댄 후 그 바깥측으로 하부층으로부터 상부층으로 순차적인 외부벽체(18)를 시공해 나가되, 해당 테두리보를 지지하고 있는 현가장치(22)의 브라켓 철판(32)과 행잉바(34)를 해체하면서 지하층 구축물의 구축을 완료한다.

상기의 시공순서로 지하구조물을 구축하는 본 발명의 제2 실시예에서도 흙막이벽으로부터 하부층 테두리보 및 슬래브와 외부벽체가 이격된 상태로 시공됨으로써, 슬래브 콘크리트 및 거더 콘크리트의 타설후 양생되는 초기시공시에 건조에 의한 수축이 자유롭게 이루어질 수 있어 이 시기에서의 균열의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 이격재(12)에 의해 외부벽체(18), 테두리보 및 슬래브 콘크리트가 흙막이벽으로부터 구속력이 자유로워지기 때문에 계절별 온도차에 의한 수축 및 팽창에 따른 유동시에도 슬래브의 균열제어가 가능한 것이다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 상기 외벽에 근접한 기둥과 흙막이벽과의 거리가 멀지 않은 경우에는 도7a 내지 도7e에 도시한 바와 같이 내민보 구조를 채용하여 엄지말뚝에 지지되지 않은 상태로 테두리보 및 슬래브를 구축함으로써 콘크리트의 구속력이 자유로워지므로 균열제어를 할 수 있다.

도7a 내지 도7g는 본 발명에 의한 지하 슬래브 콘크리트 및 거더 콘크리트의 균열방지를 위한 지하구조물 구축방법의 제3 실시예를 나타낸 시공도이다. 전술한 제1 실시예의 구성과 동일한 제2 실시예의 구성은 동일부호를 병기한다.

도7a에 도시한 바와 같이 부지 외곽으로 엄지말뚝을 박아 흙막이벽을 구축하고 내부에는 기둥(현장타설 말뚝)을 설치한다.

1층 바닥 슬래브(6)의 경우, 엄지말뚝(2) 및 흙막이벽에 이격재(12)를 설치하고, 1층 바닥의 흙막이측 부위 구조는 내부기둥(현장타설 말뚝)(32)을 지점으로 하는 내민보(캔틸레버) 구조로 시공한다. 또한, 상기 내민보(42)의 자유단측 슬래브에 수직철근(14)을 매입 설치한다.

이와 같이 시공함으로써 상기 1층 바닥 슬래브(6)는 흙막이벽과 이격된 상태로 분리거동하게 되는 것이다.

본 실시예에서도 마찬가지로 상기 이격재(12)는 콘크리트 부착이 어려운 발포보온재 또는 스트로폼 등이 사용될 수 있다.

도7b에 도시한 바와 같이, 지하 1층 바닥의 흙막이측 부위의 구조는 1층 바닥 슬래브와 마찬가지로 내민보 구조로 시공하고, 상기 내민보의 자유단측 슬래브에 수직철근(14')을 매입 설치하고, 흙막이벽에도 이격재(12')를 설치한다.

도7c에 도시한 바와 같이, 지하 2층 바닥 슬래브(10')도 상술한 지하1층 슬래브(10) 구축방법과 동일하게 시공하고, 이러한 방식으로 소망하는 지하층 슬래브까지 상기 내민보의 자유단측 슬래브에 수직철근(14')을 매입 설치하고, 흙막이벽에도 이격재(12')를 설치한다. 상기한 바와 같이 지하의 각 층의 자유단측 슬래브 에 수직철근(14')을 매입 설치하고, 흙막이벽에도 이격재(12')를 설치한다.

도7d에 도시한 바와 같이, 최하층 기초슬래브(16)에도 마찬가지로 상기 흙막이벽과 접하는 부위에 이격재(12)를 설치하여 상기 기초슬래브(16)가 흙막이벽으로부터 이격되도록 조치한 후, 도7e에 도시한 바와 같이 상기 기초슬래브(16)와 상부 층까지의 흙막이벽 사이에 철근 배근 및 거푸집을 설치하고, 또 흙막이벽에 이격재를 설치하여 외부벽체 시공을 수행한다.

도7f 및 도7g에 도시한 바와 같이, 도7e의 방법과 동일하게 하부층 슬래브에서 지상층 슬래브에 이르기까지 철근 배근 및 거푸집을 설치하고, 또 흙막이벽에 이격재를 설치하는 일련의 과정을 통하여 외부벽체의 시공을 완료한다. 상기한 시공방법으로 외벽에 근접한 기둥과 흙막이벽과의 거리가 멀지 않은 경우에 내부기둥(현장타설 말뚝)(42)을 지점으로 하는 내민보(캔틸레버) 구조로 시공을 하게 되면 지하층 바닥 슬래브 모두가 흙막이벽으로부터 이격되어 흙막이벽으로부터 지하층 바닥 슬래브가 분리 거동하게 된다. 따라서 상기 하부층 테두리보 및 슬래브(10)의 콘크리트 양생시 건조에 의한 수축이 자유롭게 된다. 이에 따라 슬래브 및 거더 콘크리트의 타설후 양생되는 초기 시공시 건조에 의한 수축이 자유롭게 이루어지기 때문에 이 시기에서의 균열의 발생을 억제할 수 있는 것이다.

또한, 이격재(12)에 의해 외부벽체 및 내민보 구조가 흙막이벽으로부터 구속력이 자유로워지기 때문에 계절별 온도차에 의한 수축 및 팽창에 따른 유동시에도 슬래브의 균열제어가 가능한 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도1a 내지 도1c는 종래 기술에 따른 오픈컷 개착방식을 이용한 지하외벽 및 슬래브 구축과정을 나타낸 시공도.

도2a 내지 도2c는 흙막이벽을 이용한 지하구조물의 구축과정을 나타낸 시공도.

도3은 슬래브 및 거더 콘크리트의 건조 및 수축과 온도변화에 따른 일반적인 균열 형상도.

도4는 슬래브 및 거더 콘크리트의 건조 및 수축과 온도변화에 따른 실제 균열 사례를 나타낸 도면.

도5a 내지 도5g는 본 발명에 의한 지하 슬래브 및 거더 콘크리트의 균열방지를 위한 지하구조물 구축방법의 제1 실시예를 나타낸 시공도.

도6a 및 도6g는 본 발명에 의한 지하 슬래브 및 거더 콘크리트의 균열방지를 위한 지하구조물 구축방법의 제2 실시예를 나타낸 시공도.

도7a 내지 도7g는 본 발명에 의한 지하 슬래브 콘크리트 및 거더 콘크리트의 균열방지를 위한 지하구조물 구축방법의 제3 실시예를 나타낸 시공도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

2: 엄지말뚝 4: 쉐어 커넥터

6: 1층 바닥 슬래브 8: 커플러

10, 10': 하부층 테두리보 및 슬래브 12: 이격재

14: 수직철근 16: 기초슬래브

18: 외부벽체 22: 현가장치

32: 브라켓철판 34: 행잉바

42: 내부기둥

Claims (8)

1. 부지 외곽으로 엄지말뚝을 박아 흙막이벽을 구축하는 제1 단계;

   흙막이용 지하외벽의 구축시 사용되는 엄지말뚝에 쉐어 커넥터(shear connector)를 설치하고, 상기 쉐어 커넥터의 일부가 묻히도록 캡빔을 포함한 1층 바닥 슬래브를 시공하는 제2 단계;

   상기 쉐어 커넥터(캡빔) 하단에 지하 1층 테두리보 및 슬래브의 하중을 매달아 지지하는 제3 단계;

   상기 흙막이벽과 지하 1층 테두리보가 접한 부위에 이격재를 설치하여 흙막이벽과 지하1층 테두리보가 이격되도록 조치하는 제4 단계;

   상기 제3 단계 및 제4 단계를 희망하는 지하층까지 반복시공하는 제5 단계;

   최하단의 기초 슬래브와 흙막이벽이 접한 부위에 이격재를 설치한 후, 기초슬래브 콘크리트를 타설하는 제6 단계; 및

   상기 흙막이벽에 이격재를 댄 후 그 바깥측으로 외부벽체 콘크리트를 기초슬래브로부터 상부 1층 바닥 슬래브까지 연속 타설하여 외부벽체를 시공하여 상기 흙막이벽과 외부벽체가 이격되되도록 조치하는 제7 단계

   를 포함하는 지하 슬래브 및 거더 콘크리트의 균열방지를 위한 지하구조물 구축방법.
2. 부지 외곽으로 엄지말뚝을 박아 흙막이벽을 구축하는 제1 단계;

   흙막이벽의 구축시 사용되는 엄지말뚝에 쉐어 커넥터(shear connector)를 설치하고, 상기 쉐어 커넥터의 일부가 묻히도록 캡빔을 포함한 1층 바닥 슬래브를 시공하는 제2 단계;

   흙막이벽과 지하 1층 테두리보가 접한 부위에 이격재를 설치하여 상기 흙막이벽으로부터 지하1층 테두리보 및 슬래브가 이격되도록 조치하고, 엄지말뚝에 현가장치를 설치하여 지하1층 테두리보 및 슬래브의 하중을 매달아 지지하는 제3 단계;

   상기 엄지말뚝에 층별로 개별 현가장치를 설치하고 상기 제3 단계의 방식으로 희망하는 지하층 슬래브까지 반복시공한 후, 상기 개별 현가장치에 하부층 테두리보 및 슬래브의 하중을 매달아 지지하는 제4 단계;

   최하단의 기초 슬래브와 흙막이벽이 접한 부위에 이격재를 설치한 후, 기초슬래브 콘크리트를 타설하는 제5 단계; 및

   상기 흙막이벽에 이격재를 댄 후 그 바깥측으로 하부층으로부터 상부층으로 순차적인 외부벽체를 시공해 나가되, 해당 테두리보를 지지하고 있는 현가장치를 해체하면서 지하층 구축물을 완성하는 제6 단계

   를 포함하는 지하 슬래브 및 거더 콘크리트의 균열방지를 위한 지하구조물 구축방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 이격재는 발포 보온재 또는 스티로폼중 선택된 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 지하 슬래브 및 거더 콘크리트의 균열방지를 위한 지하구조물 구축방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제3 단계는

   쉐어커넥터와 테두리보에 매입된 수직철근을 철근연결용 커플러를 매개로 연결하는 과정을 포함하는 지하 슬래브 및 거더 콘크리트의 균열방지를 위한 지하구조물 구축방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 외부벽체의 수직철근 이음은 커플러, 용접, 압접, 겹침이음중 선택된 하나의 이음방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지하 슬래브 및 거더 콘크리트의 균열방지를 위한 지하구조물 구축방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 쉐어 커넥터는 스터드 볼트 또는 철근의 단부를 엄지말뚝에 용접하고, 다른 단부(외부벽체용 수직철근)는 하부층을 향하여 직립시킨 구조로 되어 있으며, 상기 철근 연결용 커플러는 나사식 또는 체결식 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 지하 슬래브 및 거더 콘크리트의 균열방지를 위한 지하구조물 구축방법.
7. 제 2 항에 있어서,

   상기 현가장치는

   엄지말뚝에 용접되어 고정되는 브라켓 철판과;

   상기 브라켓 철판으로부터 하부층 테두리보 및 슬래브에 일부가 매입되는 행잉바(hanging bar)를 포함하는 지하 슬래브 콘크리트 및 거더 콘크리트의 균열방지를 위한 지하구조물 구축방법.
8. 부지 외곽으로 엄지말뚝을 박아 흙막이벽을 구축하고 내부에는 기둥(현장타설 말뚝)을 설치하는 제1 단계;

   상기 흙막이벽에 이격재를 설치하고, 1층 바닥의 흙막이측 부위 구조는 내부기둥을 지점으로 하는 내민보(캔틸레버) 구조로 시공하되, 상기 내민보의 자유단측 슬래브에 수직철근을 매입 설치하여 상기 1층 바닥 슬래브와 흙막이벽이 이격된 상태로 시공되도록 하는 제2 단계;

   지하 1층부터 최하층 기초바닥까지 흙막이측 구조를 내민보 구조로 시공하고, 상기 내민보의 자유단측 슬래브에 수직철근을 매입 설치하고, 해당층의 흙막이벽에 이격재를 설치하는 제3 단계;

   상기 기초슬래브과 상부 층까지의 흙막이벽 사이에 철근 배근 및 거푸집을 설치하고, 또 흙막이벽에 이격재를 설치하여 외부벽체 시공을 수행하는 제4 단계; 및

   하부층 슬래브에서 지상층 슬래브에 이르기까지 철근 배근 및 거푸집을 설치하고, 또 흙막이벽에 이격재를 설치하여 외부벽체의 시공을 완료하는 제5 단계

   를 포함하는 지하 슬래브 콘크리트 및 거더 콘크리트의 균열방지를 위한 지하구조물 구축방법.

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