KR101234372B1 - 토털스테이션을 이용한 수직도 관리측량방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 최초층 바닥에 사각형을 이루는 4개의 최초기준점을 설정하는 제1단계; 상기 최초층 바닥의 양생이 이루어진 이후에, 토털스테이션을 이용하여 최초로 설치되어있는 4개의 최초기준점간의 변위를 측정하고 이를 보정하는 제2단계; 상부층 바닥의 양생이 이루어진 이후에, 토털스테이션을 이용하여 최초층에 설정된 각각 4개의 기준점을 상부층으로 수직이설하는 제3단계; 상기 4개의 기준점이 수직이설된 상부층에서, 토털스테이션을 이용하여 상부층과 최초층에 각각 설정된 기준점간에 서로 일치하는 지를 확인하는 제4단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 토털스테이션을 이용한 수직도 관리측량방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시로 설계위치에 따른 고층빌딩의 각층간의 기준점의 위치를 일정하게 확보하여 콘크리트공사의 정밀시공을 가능하게 하게 할 수 있다.

Description

토털스테이션을 이용한 수직도 관리측량방법{Method of Perpendicularity Supervising Survey using Totalstation}

본 발명은 토털스테이션을 사용하여 하부층의 먹매김기준점(이하 기준점이라함)을 상부층으로 이설하는 한편 기준점의 위치를 보정 및 관리하기 위한 방법에 관한 것이다.

건축물의 초고층화와 다양한 건축 디자인 및 건축기술이 급속하게 발전하는데 반해 골조업체의 먹매김을 확인 또는 시공 방법에 있어서는 변화의 조짐은 보이지 않는 실정이다.

고층건물의 수직도 관리에 있어 가장 큰 문제점은 콘크리트의 건조수축으로 시간의 경과에 따라 먹매김 기준점 간의 거리가 짧아지거나 길어지는 등 변위가 발생함에도 불구하고 이를 보정하지 않고 상부 층으로 그대로 이설하여 사용하고 있다.

콘크리트 타설 후 수평 건조수축의 변형량을 계산한 결과를 보면 다음과 같다.

가) 콘크리트의형상조건: 슬라브 가로길이40m, 세로길이20m, 슬라브 두께 250mm. 나) 기타 환경조건: 습윤 양생기간 7일가정, 공기의 상대습도 55%가정, 잔골재율 46%가정, 슬럼프치 180mm가정, 공기량 3%가정, 단위시멘트량 400kgf/㎥, 타설60일 경과 가정. 다) 수축 변형량 계산 결과 : 40m에서 1.223 cm, 20m에서 0.6114 cm

그러나 현장에서는 거리 측량시 강철자만을 사용하며 온도보정, 장력보정, 처짐 보정을 하지 않는다. 또한, 강철자 사용시 가장 큰 오차 발생 사유는 온도에 따른 영향이 가장 크다는 문제점이 있다.

또한, 슬래브를 여러 회의 분할 타설로 인한 수축 순서가 일정하게 발생되어 먹매김의 위치가 일정한 방향으로 계속 이동하여 건물의 틀어짐이 발생하는 문제점이 있다.

종래의 건물내부의 기준점을 이설하는 방법에는 1) 다림추를 이용하는 방법, 2) 레이져연직기를 이용하는 방법, 3) 트랜싯을 이용하는 방법, 4) 토털스테이션을 이용 좌표측량의 의한 방법 등이 있다.

그러나 기존의 방식들은 초고층빌딩건설공사에서 많은 문제를 발생하고 있고, 이러한 문제의 근본적인 원인은 측량전문가가 작업을 시행하지 않는 이유가 가장 크다고 할 수 있으며 이는 제도 개선이 시급하다고 할 수 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 설계위치에 따른 콘크리트공사의 정밀 시공을 가능하게 하는 수직도 관리측량방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상부층 먹매김시 아래층의 변화된 기준점을 상부로 이설하기 전에 아래층의 기준점간의 거리와 각도를 보정하여 재설치 후 이설할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 최초층 바닥에 사각형을 이루는 4개의 최초기준점을 최초층 바닥에 설정하는 제1단계; 상기 최초층 바닥의 양생이 이루어진 이후에, 토털스테이션을 이용하여 최초로 설치되어 있는 4개의 최초기준점간의 변위를 측정하고 이를 보정하는 제2단계; 상부층 바닥의 양생이 이루어진 이후에, 토털스테이션을 이용하여 최초층에 설정된 각각 4개의 기준점을 상부층으로 수직이설하는 제3단계; 상기 4개의 기준점이 수직이설된 상부층에서, 토털스테이션을 이용하여 상부층과 최초층에 각각 설정된 기준점간에 서로 일치하는 지를 확인하는 제4단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 제3단계는 하부층의 기준점에 토털스테이션을 설치한 후에 토털스테이션 렌즈부위에 아이피스를 연결하는 단계; 토털스테이션 렌즈 내부의 수직선을 이용하여 시준하되, 수평선 중 기준이 되는 X선을 상부층의 콘크리트 바닥에 표시하는 단계; 상기 표시한 후 토털스테이션을 수평각으로 90도 방향을 틀어 다시 한 번 렌즈안의 수직선을 이용하여 상부층의 콘크리트 바닥에 Y선을 표시하는 단계; 및 상기 X선과 Y선의 연장선을 이용하여 서로 교차되는 지점인 상부층에서의 이설대상이 되는 기준점을 산출하는 단계로 구성되는 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 제2단계 및 제4단계에서의 토털스테이션을 이용한 기준점의 변위측정은 하부층에 설치되어 있는 4개의 기준점 중 임의의 한 기준점을 선택하여 토털스테이션을 설치하여 다음 이웃하는 2개의 기준점 사이에 90도의 각도를 이루는지를 확인하는 단계; 및 상기 4개의 기준점간의 거리를 측정하여 최초의 기준점간의 거리와 같은지를 확인하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 기준점과 이웃하는 2개의 각각의 기준점 사이가 상호 90도를 이루는지의 여부는, 선택된 기준점에서 이웃하는 기준점 중 한점을 시준한 후에 0 세팅을 한 후, 나머지 이웃하는 기점을 시준하였을 때에 90도 인지의 여부를 확인것으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에 의한 본 발명의 실시로 발생하는 효과는 다음과 같다.

본 발명의 실시로 설계위치에 따른 고층빌딩의 각층간의 기준점의 위치를 일정하게 확보하여 콘크리트공사의 정밀시공을 가능하게 하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시로 상부층 먹매김시 아래층의 변화된 기준점을 상부로 이설하기 전에 아래층의 기준점간의 거리와 각도를 보정하여 재설치 후 이설할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예의 사시도,
도 2는 도 1의 부분상세도이다.

이하에서는 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명인 토털스테이션을 이용한 수직도 관리측량방법은 최초층 바닥에 사각형을 이루는 4개의 최초기준점을 최초층 바닥에 설정하는 제1단계; 상기 최초층 바닥의 콘크리트 양생이 이루어진 이후에, 토털스테이션을 이용하여 최초로 설치되어 있는 4개의 최초기준점간의 변위를 측정하고 이를 보정하는 제2단계; 상부층 바닥의 양생이 이루어진 이후에, 토털스테이션을 이용하여 최초층에 설정된 각각 4개의 기준점을 상부층으로 수직이설하는 제3단계; 상기 4개의 기준점이 수직이설된 상부층에서, 토털스테이션을 이용하여 상부층과 최초층에 각각 설정된 기준점간에 서로 일치하는 지를 확인하는 제4단계로 구성하여 실시할 수 있다.

본 발명의 제1단계는 시공하고자 하는 건물의 최초층(최하층) 바닥에 설계도에 표시되어 있는 기준점을 설정(설치)하는 단계를 말한다. 여기서 최초층이란 예를 들어 건물이 지상 35층이고 지하 9층이라고 한다면 지하 9층을 말한다. 이때 설정(설치)하는 기준점은 최초층 바닥이 4각형을 이루는 바닥이라면 각각의 모서리 근방에 설치하되 설치되는 4개의 기준점이 서로 각각 90도 각도를 이루는 사각의 형상을 이루도록 설치하는 것이 바람직하다.

그리고 기준점의 위치는 설계도에 표시되어 있는 기준점을 GPS 등을 이용하여 설정하는 단계를 말한다.

다만, 본 발명에서는 기준점을 사각형을 이루는 4개의 기준점을 잡았지만 실시조건에 따라서는 3개의 기준점을 잡을 수도 있다. 이때에는 각각의 기준점간에는 중심이 되는 임의의 기준점을 기준으로 이와 이웃하는 기준점간에는 60도의 각을 이루므로 이를 이용하여 실시할 수도 있다.

본 발명의 제2단계는 전술한 제1단계에 의해 4개의 기준점의 설정 이후에 상부층으로 건물시공이 이루어지고 측량의 대상이 되는 상부층의 시공이후에 콘크리트의 양생이 끝난 이후에 건조수축 등으로 기준점의 변위가 생기므로 이를 확인하여 보정하는 단계를 말한다. 콘크리트는 최초의 타설이 이루어진 이후에는 양생도중에 습도, 온도, 사용되는 시멘트 및 골재의 종류에 따라서 건조수축이 일어나게 되어 기준점의 변위가 생기는 것을 피할 수 없기 때문이다. 본 발명의 경우는 토털스테이션을 이용하여 최초층 바닥에 설정되어 있는 기준점이 변위여부를 측정하여 이를 보정하도록 한것이다. 이러한 기준점의 변위여부의 측정은 콘크리트의 변위가 일어나는 환경(예를 들어 건조수축)이라면 반복적으로 하여야 한다.

본 발명의 제3단계는 최초의 바닥층 또는 하부층에 설정되어 있는 기준점을 상부층으로 이설(이동하여 설치)하기 위한 단계이다. 구체적으로 하부층의 기준점에 토털스테이션을 설치한 후에 토털스테이션 렌즈부위에 아이피스를 연결하는 단계; 토털스테이션 렌즈 내부의 수직선을 이용하여 시준하되, 수평선 중 기준이 되 는 X선을 상부층의 콘크리트 바닥에 표시하는 단계; 상기 표시한 후 토털스테이션을 수평각으로 90도 방향을 틀어 다시 한 번 렌즈안의 수직선을 이용하여 상부층의 콘크리트 바닥에 Y선을 표시하는 단계; 및 상기 X선과 Y선의 연장선을 이용하여 서로 교차되는 지점인 상부층에서의 이설대상이 되는 기준점을 산출하는 단계로 구성하여 실시할 수 있다.

즉, 본 3단계는 토털스테이션의 기능중 렌즈안에 있는 수직선과 토털스테이션이 갖고 있는 높은 배율의 시준기능을 이용하여 정확하게 수직선을 측정할 수 있는 장점을 이용한 것으로서 토털스테이션을 상부로 바라보게 하여 층간의 거리만큼의 정확한 수직거리상에 기준점을 표시하여 이동(이설)시키기 위한 것이다

기준점을 상부층으로 이설하기 위해서는 하부층의 기준점 중 임의의 점에 토털스테이션을 설치한 후에 토털스테이션 렌즈부위에 아이피스를 연결한다. 이러한 아이피스의 연결은 토털스테이션을 수평으로 시준하는 것이 아니고 수직으로 시준을 하게 되므로 수직으로 세워진 토털스테이션의 렌즈부위를 용이하게 바라보기 위해서이다. 그리고 하부층에서의 작업자는 토털스테이션을 작동시키고, 기준점을 이설하려고 하는 상부층에는 다른 작업자가 무전기를 들고 동시에 하부층의 작업자와 작업을 하는 것이 바람직하다. 그리고 토털스테이션 렌즈 내부의 수직선을 이용하여 시준하되, 수평선 중 기준이 되는 X선을 상부층의 콘크리트 바닥에 표시하도록 한다. 이때 상부층고 하부층사이에 토털스테이션을 이용하여 시준이 가능한 이유는 각각의 층의 기준점이 되는 곳에는 먹매김홀을 설치하여 하부층에서 상부층이 뚫려있는 상태가 되기 때문이다. 이때 상부층에의 X선의 설치는 별도의 판을 먹매김홀에 덮어 판상에 표시할 수 있다. 또는 투명한 아크릴판을 먹매김홀에 덮은 다음 표시할 수도 있다. 상기 X선을 표시한 후 토털스테이션을 수평각으로 90도 방향을 틀어 다시 한 번 렌즈안의 수직선을 이용하여 상부층의 콘크리트 바닥에 Y선을 표시하도록 한다. 즉, 수평의 방위각을 측정하는 것과 비슷한 원리를 수직으로 시준하면서 이용하는 것이다. 그리고 X선과 Y선의 연장선을 이용하여 서로 교차되는 지점인 상부층에서의 이설대상이 되는 기준점을 산출하도록 한다.

구체적으로는 먼저, 토털스테이션를 사용하여 수직으로 시준하기 위하여 토털스테이션 렌즈부위에 아이피스라는 부속품을 연결한다. 토털스테이션 렌즈 내부에 Y선(수직선 또는 세로선)과 X선(가로선)이 있으며 수직선을 사용하는 것이 바람직하다. 그리고 기계적인 오차를 줄이기 위해 기계의 몸체를 180도를 틀어 일치성을 확인 또는 보정한다.

토털스테이션의 화면에는 V(수직각):도 분 초, H(수평각):도 분 초가 보인다. 이때 토털스테이션 렌즈를 수직으로 시준하게 되면 V: 0도0분0초가 된다.

기계적인 이론상으로는 토털스테이션 렌즈상의 X선과 Y선의 교차점이 이설하려는 기준점이 된다. 이때 토털스테이션 렌즈상에 Y선을 사용하는 것은 가로선의 아주 조금이라도 있을 수 있는 기계적인 오차를 사용하지 않기 위해서이다.

그리고 X선의 한선을 표시한 후 토털스테이션를 수평각으로 90도 방향을 틀어 다시 한 번 렌즈안의 세로선만을 사용하여 Y선을 표시한다. Y또한 X선과 마찬가지로 토털스테이션 몸체를 180도로 방향을 틀어 일치성을 확인 또는 보정한다.

그리고 먹매김홀은 뚫려 있으므로 기준점의 위치는 허공이다. 따라서 30Cm철자를 사용하여 토털스테이션 렌즈의 세로 선상에 철자의 한쪽 면을 일치시킨 후 샤프로 Holl 을 제외한 나머지 부분의 콘크리트바닥에 표시하면 된다.

이와 같은 방법으로 4개의 모든 기준점을 이설하는 것이 바람직하다.

본 발명의 상기 제2단계 및 제4단계에서의 토털스테이션을 이용한 기준점의 변위측정은 하부층에 설치되어 있는 4개의 기준점 중 임의의 한 기준점을 선택하여 토털스테이션을 설치하여 다음 이웃하는 2개의 기준점 사이에 90도의 각도를 이루는지를 확인하는 단계 및 상기 4개의 기준점간의 거리를 측정하여 최초의 기준점간의 거리와 같은지를 확인하는 단계로 구성하여 실시하는 것이 바람직하다.

즉, 이때의 기준점의 변위측정은 콘크리트의 수축이 생기므로 항상 기준점의 변위정도를 측정하여 이를 보정하기 위한 것이다. 즉, 4개의 기준점 중 어느 한점에 토털스테이션을 세운 후에 기준이 되는 한점과 이웃하는 점 사이에 직각인 90도가 되는 지를 확인하기 위한 것이다. 그리고 구체적으로는 본 발명의 상기 기준점과 이웃하는 기준점 사이가 상호 90도를 이루는지의 여부는 선택된 기준점에서 이웃하는 기준점 중 한점을 시준한 후에 0 세팅을 한후, 나머지 이웃하는 기점을 시준하였을 때에 90도 인지의 여부를 확인것으로 구성하여 실시하는 것이 바람직하다. 그리고 이들 4개의 기준점간의 거리가 최초의 4개의 기준점간의 거리와 같은지를 확인하여 기준점의 변위를 측정하여 보정할 수 있는 것이다.

T; 토털스테이션
S; 슬래브
C; 기둥
100; 기준점
120; 먹매김홀

Claims (4)

1. 토털스테이션을 이용한 최초층 바닥에 사각형을 이루는 4개의 최초기준점을 설정하는 제1단계;
   상기 최초층 바닥의 양생이 이루어진 이후에, 토털스테이션을 이용하여 최초로 설치되어있는 4개의 최초기준점간의 변위를 측정하고 이를 보정하는 제2단계;
   상부층 바닥의 양생이 이루어진 이후에, 토털스테이션을 이용하여 최초층에 설정된 각각 4개의 기준점을 상부층으로 수직이설하는 제3단계;
   상기 4개의 기준점이 수직이설된 상부층에서, 토털스테이션을 이용하여 상부층과 최초층에 각각 설정된 기준점간에 서로 일치하는지를 확인하는 제4단계;
   를 포함하여 이루어지며,
   상기 제3단계는,
   하부층의 기준점에 토털스테이션을 설치한 후에 토털스테이션 렌즈부위에 아이피스를 연결하는 단계;
   토털스테이션 렌즈 내부의 수직선을 이용하여 시준하되, 수평선 중 기준이 되는 X선을 상부층의 콘크리트 바닥에 표시하는 단계;
   상기 X선을 표시한 후 토털스테이션을 수평각으로 90도 방향을 틀어 다시 한 번 렌즈안의 수직선을 이용하여 상부층의 콘크리트 바닥에 Y선을 표시하는 단계; 및
   상기 X선과 Y선의 연장선을 이용하여 서로 교차되는 지점인 상부층에서의 이설대상이 되는 기준점을 산출하는 단계;
   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 토털스테이션을 이용한 수직도 관리측량방법.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제2단계 및 제4단계에서의 토털스테이션을 이용한 기준점의 변위측정은,
   하부층에 설치되어 있는 4개의 기준점 중 임의의 한 기준점을 선택하여 토털스테이션을 설치하여 다음 이웃하는 2개의 기준점 사이에 90도의 각도를 이루는지를 확인하는 단계; 및
   상기 4개의 기준점간의 거리를 측정하여 최초의 기준점간의 거리와 같은지를 확인하는 단계;
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 토털스테이션을 이용한 수직도 관리측량방법.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 기준점과 이웃하는 2개의 각각의 기준점 사이가 상호 90도를 이루는지의 여부는,
   선택된 기준점에서 이웃하는 기준점 중 한점을 시준한 후에 0 세팅을 한 후, 나머지 이웃하는 기점을 시준하였을 때에 90도 인지의 여부를 확인것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 토털스테이션을 이용한 수직도 관리측량방법.

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