KR101433632B1 - 콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 이용한 지하구조물 역타공법 - Google Patents

콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 이용한 지하구조물 역타공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지하구조물 외벽을 형성하는 슬러리월에 결합되는 콘크리트 브라켓 일체형 철골보 및 이를 이용한 지하구조물 역타공법에 대한 것이다.
본 발명의 콘크리트 브라켓 일체형 철골보는 지하구조물 외벽을 형성하는 슬러리월에 결합되는 콘크리트 브라켓 일체형 철골보에 대한 것으로, 철골보; 및 상기 철골보의 일단부에 결합되는 콘크리트 브라켓; 으로 구성되되, 상기 콘크리트 브라켓은 상기 철골보의 단부 일부를 감싸되 상부면 및 외측 단부면이 개구된 박스형의 거푸집 박스와 상기 거푸집 박스 내부에 채워지는 콘크리트로 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러 본 발명의 콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 이용한 지하구조물 역타공법은 철골보 및 철골보의 단부 일부를 감싸되 상부면 및 외측 단부면이 개구된 박스형의 거푸집 박스로 구성된 브라켓 일체형 철골보를 지하구조물 외벽을 형성하는 슬러리월에 결합하여 시공되는 지하구조물 역타공법에 대한 것으로, (a) 철골보 결합 위치에 정착철근이 매립되도록 슬러리월을 시공하는 단계; (b) N층에서 상기 정착철근을 슬러리월 수직방향으로 펴는 한편, 슬러리월의 철골보 설치 위치에 철골보의 일단부를 거치하기 위한 철골보 거치구와 거푸집 박스를 거치하기 위한 거푸집 박스 거치구를 결합하는 단계; (c) 상기 철골보의 타단부를 내부 지반에 미리 매립된 철골기둥에 접합하는 한편, 상기 거푸집 박스를 거푸집 박스 거치구에 거치하고 철골보 일단부를 철골보 거치구에 거치하는 단계; 및 (d) 상기 철골보 상부에 슬래브 거푸집 및 슬래브 철근을 설치하고 거푸집 박스 내부 및 슬래브 거푸집 상부에 콘크리트를 타설하는 단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 철골보를 슬러리월에 결합할 경우 발생하는 종래 기술의 제반 문제점을 해결함으로써, 구조적으로 안전성을 가지면서도 현장 작업을 최소화하여 시공성을 향상시킬 수 있으며, 품질 향상, 공기 단축 및 비용 절감의 효과를 얻을 수 있다.

Description

콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 이용한 지하구조물 역타공법{Top down method for Underground structure using the Concrete Bracket integrated Steel beam}
본 발명은 지하구조물 외벽을 형성하는 슬러리월에 결합되는 콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 이용한 지하구조물 역타공법에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 지하 흙막이벽인 슬러리월에 결합되는 철골보의 일단부에 거푸집 박스를 결합하고 이를 슬러리월에 설치 후 슬래브와 함께 거푸집 박스에 콘크리트를 타설하여 형성된 콘크리트 브라켓을 슬러리월에 결합함으로써, 구조적으로 안전성을 가지면서도 시공성 향상 및 공기 단축과 비용 절감의 효과를 기대할 수 있는 콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 이용한 지하구조물 역타공법에 대한 것이다.
지하구조물 역타공법은 지하구조물 외주부에 흙막이벽을 겸한 외벽구조물인 슬러리월(slurry wall)을 시공하고, 지하구조체의 기둥 위치를 천공하여 기둥기초와 철골기둥을 시공한 다음, 지하층별로 지반 굴착, 철골보 설치, 데크플레이트(Deck plate) 설치, 슬래브 철근 배근 및 슬래브 콘크리트를 타설하는 공정을 반복하여 상부 층에서 하부 층으로 시공하는 순서로 진행된다.
그리고 최하층 굴착 완료 후 구조물 기초가 완성된 다음 수직부재인 옹벽, 기둥의 철근콘크리트 부분 등을 하부 층에서 상부 층으로 상향 시공하게 된다.
이러한 역타 시공 공정이 진행되는 과정에서 콘크리트 공사는 수평부재인 슬래브 시공 공정에 국한되며, 토압은 수평부재인 철근콘크리트 슬래브가 강막작용을 통하여 지지한다.
이때, 흙막이벽이 슬러리월이 아닌 가설구조인 경우에는 구조물의 기초 부분 시공 완료 후 상향 시공시 철근콘크리트 구조로 외벽을 시공하며, 이 경우 외벽에 접하는 철골보는 벽체에 매입 시공한다.
종래 수직부재인 슬러리월과 수평부재인 철골보를 접합하는 방식으로는 매립철판 직접부착 방식, 테두리보 접합 방식, 접합부 리세스(recess) 방식 등이 있다.
우선, 상기 매립철판 직접부착 방식은 도 1에서와 같이, 슬러리월(10) 시공시 향후 철골보(20)가 접합될 위치에 있는 슬러리월(10)의 철근망에 앵커가 부착된 철판(12)을 결합한 다음, 콘크리트를 타설하여 슬러리월(10)이 완성된 후, 역타공정에서 슬러리월(10)에 매립된 철판(12)에 직접 철골보(20)를 용접 부착하는 방식이다.
그러나 상기 매립철판 직접부착 방식은 슬러리월(10)의 철근망에 철판(12)이 부착되므로 철근망 설치 및 슬러리월(10) 콘크리트 타설 과정에서 철판(12)이 정확한 위치를 유지하기 힘들고, 슬러리월 패널 조인트 부위에 철골보(20)의 접합 부위가 위치할 경우 철판(12)의 매립이 불가능하다. 또한, 오차 감안시 필요 이상으로 철판(12)의 면적을 키워야 하므로 비경제적일 뿐만 아니라, 철판(12)의 면적이나 중량이 큰 경우 철근망의 국부 처짐이 발생할 가능성이 있는 등의 문제점이 있다.
다음으로, 테두리보 접합 방식은 도 2에서와 같이, 슬러리월(10)의 철근망에 향후 테두리보(14) 설치를 위한 다월바(dowel bar)(16)를 설치한 후, 역타공정에서 슬러리월(10) 내측면에 층별 철근콘크리트 테두리보(14)를 형성하여 각층 슬래브와 함께 철골보(20)를 접합하는 방식이다.
그러나 상기 테두리보 접합 방식은 각층 슬래브와 접하는 슬러리월(10)의 내측면 전체에 밴드 형상으로 테두리보(14)를 시공하므로 작업량이 많고 시공이 어려우며, 거푸집, 지주 등 가설구조물의 설치 및 해체공정이 발생하므로 별도의 공기가 소요되어 비경제적이다. 또한, 테두리보(14)의 지지를 위한 지보공 설치시 지반굴착작업과 간섭되므로 지보공의 설치 및 해체에 수반되는 작업 환경이 열악한 문제점이 있다.
마지막으로 접합부 리세스 방식은 도 3에서와 같이, 슬러리월(10) 콘크리트 타설 전에 슬러리월(10) 내부에 철골보(20)가 거치될 수 있는 내부 공간을 미리 형성하고, 슬러리월(10) 콘크리트를 타설한 다음 상기 공간에 철골보(20)를 거치하고, 콘크리트를 타설하여 슬러리월(10)에 철골보(20)를 결합하는 방식이다.
그러나 상기 접합부 리세스 방식은 리세스 위치에서 슬러리월(10)의 주철근 및 배력근을 절단하여야 하므로 작업이 어렵고 철근 절단부 보강 등 별도의 추가 공정이 필요하며, 시공 중 정확한 위치 유지가 힘들다. 그리고 철골보(20)의 오시공 발생시 콘크리트 파쇄 및 철근 절단 등의 작업이 수반될 뿐만 아니라, 철근 절단시 구조 보강이 불가능하다는 문제점이 있었다.
상기와 같은 본 발명에 따르면 철골보의 제작시 철골보의 일단부에 거푸집 박스를 미리 결합하므로, 철골보를 슬러리월에 결합할 경우 정확한 위치를 유지할 수 있는 콘크리트 브라켓 일체형 철골보 및 이를 이용한 지하구조물 역타공법을 제공하고자 한다.
본 발명은 콘크리트 타설 후 콘크리트가 양생되어 슬러리월과 철골보의 구조적 접합이 완성되기까지의 시공 하중을 철골보가 부담할 수 있는 콘크리트 브라켓 일체형 철골보 및 이를 이용한 지하구조물 역타공법을 제공하고자 한다.
본 발명은 테두리보의 가설 공정으로 인한 공기 증가 및 작업량 증가의 부담이 없고, 슬러리월의 주철근 및 배력근을 절단할 필요가 없어 시공이 용이하고 구조적으로 안전한 콘크리트 브라켓 일체형 철골보 및 이를 이용한 지하구조물 역타공법을 제공하고자 한다.
본 발명은 오시공이 발생하더라도 철골보의 위치를 쉽게 수정할 수 있는 콘크리트 브라켓 일체형 철골보 및 이를 이용한 지하구조물 역타공법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 지하구조물 외벽을 형성하는 슬러리월에 결합되는 콘크리트 브라켓 일체형 철골보에 대한 것으로, 철골보; 및 상기 철골보의 일단부에 결합되는 콘크리트 브라켓; 으로 구성되되, 상기 콘크리트 브라켓은 상기 철골보의 단부 일부를 감싸되 상부면 및 외측 단부면이 개구된 박스형의 거푸집 박스와 상기 거푸집 박스 내부에 채워지는 콘크리트로 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 철골보의 상부 플랜지 상부에는 현수용 브라켓이 구비되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 제공한다.
또 다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 콘크리트 브라켓에서 일정 간격 이격된 철골보의 상부 플랜지 및 하부 플랜지에는 현수용 로드의 결합을 위한 결합공이 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 제공한다.
아울러 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 철골보 및 철골보의 단부 일부를 감싸되 상부면 및 외측 단부면이 개구된 박스형의 거푸집 박스로 구성된 브라켓 일체형 철골보를 지하구조물 외벽을 형성하는 슬러리월에 결합하여 시공되는 지하구조물 역타공법에 대한 것으로, (a) 철골보 결합 위치에 정착철근이 매립되도록 슬러리월을 시공하는 단계; (b) N층에서 상기 정착철근을 슬러리월 수직방향으로 펴는 한편, 슬러리월의 철골보 설치 위치에 철골보의 일단부를 거치하기 위한 철골보 거치구와 거푸집 박스를 거치하기 위한 거푸집 박스 거치구를 결합하는 단계; (c) 상기 철골보의 타단부를 내부 지반에 미리 매립된 철골기둥에 접합하는 한편, 상기 거푸집 박스를 거푸집 박스 거치구에 거치하고 철골보 일단부를 철골보 거치구에 거치하는 단계; 및 (d) 상기 철골보 상부에 슬래브 거푸집 및 슬래브 철근을 설치하고 거푸집 박스 내부 및 슬래브 거푸집 상부에 콘크리트를 타설하는 단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 이용한 지하구조물 역타공법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 (e) 상기 (d) 단계 이후에, 상기 (b) 내지 (d) 단계를 층간 반복적으로 수행하여 지하 구조물을 역타로 시공하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 이용한 지하구조물 역타공법을 제공한다.
또 다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (d) 단계 전에, (f) 상기 철골보의 슬러리월쪽 단부에 슬러리월 상부 일측 또는 상부에 설치된 다른 철골보 하부에 일단이 고정된 현수용 로드의 타단을 결합하는 단계; 가 포함되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 이용한 지하구조물 역타공법을 제공한다.
또 다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (c) 단계에서는 상기 슬러리월의 철골보 설치 위치 측면에 슬래브 거푸집 거치구를 결합하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 이용한 지하구조물 역타공법을 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 철골보의 제작시 철골보의 일단부에 거푸집 박스를 미리 결합하여 슬러리월 콘크리트 타설 완료 후 슬러리월에 철골보를 결합시키므로, 철골보의 정확한 위치를 유지할 수 있다.
둘째, 현수용 로드를 이용하여 철골보를 슬러리월 상부 또는 상부층 철골보에 지지하므로, 콘크리트 타설 후 콘크리트가 양생되어 슬러리월과 철골보의 구조적 접합이 완성되기까지의 시공 하중을 철골보가 안정적으로 부담할 수 있다.
셋째, 종래 테두리보 접합 방식에서와 같이 테두리보를 설치할 필요가 없어, 별도의 가설 공정으로 인한 공기 증가 및 작업량 증가의 부담이 없다.
넷째, 종래 접합부 리세스 방식에서와 같이 슬러리월의 주철근 및 배력근을 절단할 필요가 없어, 시공이 용이하고 구조적으로 안전하다.
다섯째, 철골보가 오시공 되더라도 콘크리트의 파쇄, 철근 절단 등의 작업이 불필요하여, 철골보의 위치를 쉽게 수정할 수 있다.
여섯째, 철골보를 슬러리월에 결합할 경우 발생하는 종래 기술의 제반 문제점을 해결함으로써, 구조적으로 안전성을 가지면서도 현장 작업을 최소화하여 시공성을 향상시킬 수 있으며, 품질 향상, 공기 단축 및 비용 절감의 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래 매립철판 직접부착 방식에 의하여 슬러리월에 결합된 철골보를 도시한다.
도 2는 종래 테두리보 접합 방식에 의하여 슬러리월에 결합된 철골보를 도시한다.
도 3은 종래 접합부 리세스 방식에 의하여 슬러리월에 결합된 철골보를 도시한다.
도 4는 본 발명의 콘크리트 브라켓 일체형 철골보의 다양한 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 5 내지 도 6은 슬러리월에 결합된 본 발명의 콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 도시하는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 이용한 지하구조물 역타공법에서 철근망에 정착철근이 매립된 슬러리월을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 이용한 지하구조물 역타공법에서 철골보 거치구와 거푸집 박스 거치구가 결합된 슬러리월을 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 이용한 지하구조물 역타공법에서 슬러리월과 철골보의 결합부를 도시하는 사시도이다.
도 10은 현수용 로드에 의하여 상부층 철골보에 지지되는 하부층 철골보를 도시하는 도면이다.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 콘크리트 브라켓 일체형 철골보의 다양한 실시예를 도시하는 사시도이다.
본 발명의 콘크리트 브라켓 일체형 철골보는 지하구조물 외벽을 형성하는 슬러리월(10)에 결합되는 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 철골보(20)와 상기 철골보(20)의 일단부에 결합되는 콘크리트 브라켓으로 구성된다.
상기 철골보(20)는 통상 H 형강이 이용되나, 이에 국한되지 않고 다양한 단면 형상을 가진 철골보(20)를 적용할 수 있다.
상기 콘크리트 브라켓은 상기 철골보(20)의 단부 일부를 감싸되 상부면 및 외측 단부면이 개구된 박스형의 거푸집 박스(30)와 상기 거푸집 박스(30) 내부에 채워지는 콘크리트로 구성된다.
상기 콘크리트 브라켓의 거푸집 박스(30)는 철골보(20)의 공장 제작시 미리 철골보(20)의 일단부에 결합한다.
상기 거푸집 박스(30)는 콘크리트에 의하여 슬러리월(10)과 철골보(20) 단부가 일체화되도록 슬러리월(10)에 결합되는 외측 단부면은 개구부를 형성하도록 구성하고, 나머지 면들은 콘크리트 타설시 거푸집 역할을 수행하도록 철판 등을 이용하여 막는다. 또한, 거푸집 박스(30) 상부면은 슬래브 콘크리트와 함께 거푸집 박스(30) 내부로 콘크리트를 타설할 수 있도록 개방되도록 한다.
상기 거푸집 박스(30)를 철판으로 제작하는 경우, 거푸집 박스(30)는 용접에 의하여 철골보(20)에 결합한다.
상기 거푸집 박스(30)는 도 4의 (a)에서와 같이 일정 두께의 철판을 절곡하거나, 도 4의 (b) 내지 (c)에서와 같이 ㄱ 형강 등을 이용한 테두리 프레임(32)에 철판(34)을 부착하여 제작할 수 있다. 이때, 상기 거푸집 박스(30) 내측에 면하는 철판(34) 일면에는 가로 및/또는 세로 방향의 돌출 리브를 다수 위치시킬 수 있으며, 리브가 형성된 데크플레이트를 직접 철판(34)으로 이용할 수도 있다.
도 4의 실시예에서 거푸집 박스(30)의 상면은 철골보(20)의 상부 플랜지와 높이가 동일하고, 거푸집 박스(30)의 하면은 철골보(20)의 하부 플랜지보다 하부로 소정 길이만큼 돌출되게 하여 철골보(20) 단부의 춤을 증가시켰다. 이로써, 철골보(20) 단부에 작용하는 전단력과 단부모멘트에 대한 단부 보강이 가능하다.
또한, 거푸집 박스(30) 내측에 위치하는 철골보(20)의 웨브에는 철골보(20)와 콘크리트를 일체화할 수 있도록 다수 개의 스터드 볼트(26)가 용접될 수 있다.
다음으로, 도 5 내지 도 6은 슬러리월(10)에 결합된 본 발명의 콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 도시하는 사시도이다.
상기 철골보(20)는 콘크리트 타설 후 콘크리트가 양생되어 슬러리월(10)과 철골보(20)의 구조적 접합이 완성되기까지의 시공 하중을 안정적으로 부담할 수 있어야 한다. 이를 위하여 본 발명에서는 현수용 로드(40)를 이용하여 철골보(20)를 슬러리월(10) 상부 또는 상부층 철골보(20)에 지지시킨다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 상기 철골보(20)는 상부 플랜지 상부에 현수용 브라켓(22)이 결합될 수 있다. 상기 현수용 브라켓(22)에는 현수용 로드(40)를 결합하기 위한 관통공이 구비될 수 있다.
도 5의 실시예에서 상기 현수용 로드(40)의 양단에는 갈고리가 형성되었으며, 현수용 로드(40)의 양단을 철골보(20) 상부 플랜지에 결합한 현수용 브라켓(22)의 관통공과 슬러리월(10)에 별도로 부착한 결합용 브라켓(18)의 관통공에 걸고 턴버클로 현수용 로드(40)의 조임 여부를 조절하여 철골보(20)를 지지시킨다.
아울러 본 발명에서는 도 6에서와 같이, 상기 콘크리트 브라켓에서 일정 간격 이격된 철골보(20)의 상부 플랜지 및 하부 플랜지에는 현수용 로드(40)의 결합을 위한 결합공(24)이 형성될 수 있다.
상기 결합공(24)은 철골보(20)가 수평을 유지할 수 있도록 웨브를 기준으로 좌우 플랜지 부분에 상호 대칭되도록 1개소씩 형성하였으며, 결합공(24)이 형성된 철골보(20) 주위에는 보강 스티프너(28)를 결합할 수 있다.
도 6의 실시예에서 하부층 철골보(20)는 한 쌍의 현수용 로드(40)에 의하여 상부층 철골보(20)에 지지된다. 이를 위하여 현수용 로드(40)의 양단에는 나사산이 형성되고, 상기 나사산에 너트를 체결함으로써 하부층 철골보(20)를 상부층 철골보(20)에 지지할 수 있다.
상기 하부층 철골보(20)는 상부 플랜지 하부 또는 하부 플랜지 하부에 지압판을 설치하고 너트를 체결하여 결속될 수 있다.
만약, 시공이 완료된 상부층 철골보(20)의 하부 플랜지 지지 응력 부족이 예상되는 경우에는 시공 완료층의 슬래브까지 현수용 로드(40)를 연장하여 슬래브 상부에서 하부층 철골보(20)를 지지하도록 할 수 있다. 이 경우 별도의 지압판을 사용한다. 이때, 현수용 로드(40)는 시공 완료층의 슬래브 콘크리트를 관통하므로, 슬래브 콘크리트 타설 전 슬래브에 현수용 로드 보호용 슬리브를 설치한다.
상기 현수용 로드(40)는 시공 완료층의 콘크리트가 가양생되어 철골보(20)가 슬러리월(10)에 안전하게 결합되면, 하부층 시공시 사용을 위하여 너트 및 지압판을 제거한 다음, 현수용 로드(40)를 철골보(20)의 상하 플랜지에 형성된 결합공(24)을 통하여 하부층으로 수직 하강시켜 반복 사용할 수 있다.
물론, 도 5의 실시예에서 현수용 브라켓(22)에 한 쌍의 관통공을 천공하고, 하부층 철골보(20)에 결합된 현수용 브라켓(22)의 한 쌍의 관통공과 상부층 철골보(20)의 하부 플랜지에 형성된 한 쌍의 결합공(24)을 현수용 로드(40)로 연결하여 하부층 철골보(20)를 상부층 철골보(20)에 지지시킬 수 있다. 또는 도 6의 실시예에서 슬러리월(10) 상부에 2개의 관통공이 형성된 결합용 브라켓(18)을 별도로 결합하고, 철골보(20)의 상부 플랜지에 형성된 한 쌍의 결합공(24)과 슬러리월(10) 상부에 결합된 결합용 브라켓(18)의 한 쌍의 관통공을 현수용 로드(40)로 연결하여 슬러리월(10)에 철골보(20)를 지지시킬 수도 있다.
도 7은 본 발명의 콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 이용한 지하구조물 역타공법에서 철근망(52)에 정착철근(50)이 매립된 슬러리월(10)을 도시하는 도면이고, 도 8은 본 발명의 콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 이용한 지하구조물 역타공법에서 철골보 거치구(60)와 거푸집 박스 거치구(62)가 결합된 슬러리월(10)을 도시하는 도면이며, 도 9는 본 발명의 콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 이용한 지하구조물 역타공법에서 슬러리월(10)과 철골보(20)의 결합부를 도시하는 사시도이다. 그리고 도 10은 현수용 로드(40)에 의하여 상부층 철골보(20)에 지지되는 하부층 철골보(20)를 도시하는 도면이다.
본 발명의 콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 이용한 지하구조물 역타공법은 철골보(20) 및 철골보(20)의 단부 일부를 감싸되 상부면 및 외측 단부면이 개구된 박스형의 거푸집 박스(30)로 구성된 브라켓 일체형 철골보를 지하구조물 외벽을 형성하는 슬러리월(10)에 결합하여 시공되는 지하구조물 역타공법에 대한 것으로, (a) 철골보(20) 결합 위치에 정착철근(50)이 매립되도록 슬러리월(10)을 시공하는 단계; (b) N층에서 상기 정착철근(50)을 슬러리월(10) 수직방향으로 펴는 한편, 슬러리월(10)의 철골보(20) 설치 위치에 철골보(20)의 일단부를 거치하기 위한 철골보 거치구(60)와 거푸집 박스(30)를 거치하기 위한 거푸집 박스 거치구(62)를 결합하는 단계; (c) 상기 철골보(20)의 타단부를 내부 지반에 미리 매립된 철골기둥에 접합하는 한편, 상기 거푸집 박스(30)를 거푸집 박스 거치구(62)에 거치하고 철골보(20) 일단부를 철골보 거치구(60)에 거치하는 단계; 및 (d) 상기 철골보(20) 상부에 슬래브 거푸집 및 슬래브 철근을 설치하고 거푸집 박스(30) 내부 및 슬래브 거푸집 상부에 콘크리트를 타설하는 단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 (a) 단계에서는 슬러리월(10)을 시공하는데, 슬러리월(10)의 철근망(52) 조립시에는 도 7에서와 같이 지하구조물 각층 철골보(20)와의 접합위치에 정착철근(50)을 매입 시공한다. 상기 정착철근(50)의 크기, 수량, 매립 위치는 구조 계산에 근거하여 산정한다.
상기 정착철근(50)은 구조기준에 적합토록 슬러리월(10) 내부로 충분히 정착하며, 향후 철골보(20)의 거푸집 박스(30) 내측으로 돌출될 부분은 철근망(52) 시공이나 콘크리트 타설시 훼손되지 않도록 스티로폼(54) 등을 이용하여 보양한다.
정착철근(50) 단부 보양은 철근망(52)과 접하여 배치된 스티로폼(54)을 관통하여 돌출된 정착철근(50) 부분을 연직으로 절곡하여 철근망(52)과 평행하게 배치하고(도 7의 (a)), 스티로폼(54) 상부에 다시 스티로폼(54)을 덧대어 정착철근(50)을 밀폐시키는 방법이 이용된다(도 7의 (b)). 이때, 상기 스티로폼(54)의 크기는 향후 철골보(20) 단부에 결합된 거푸집 박스(30)의 거치를 위한 거푸집 박스 거치구(62)의 크기를 고려하여 결정한다.
상기 스티로폼(54)은 슬러리월(10) 콘크리트 타설 후 철골보(20) 접합 공정에 앞서 제거되며, 스티로폼(54)이 제거되면 스티로폼(54)의 크기에 해당하는 만큼 슬러리월(10)의 콘크리트 부분이 리세스(recess)된다(도 7의 (c)).
다음으로, 상기 (b) 단계에서는 도 8에서와 같이, N층에서 상기 정착철근(50)을 슬러리월(10) 수직방향으로 펴는 한편, 슬러리월(10)의 철골보(20) 설치 위치에 철골보(20)의 일단부를 거치하기 위한 철골보 거치구(60)와 거푸집 박스(30)를 거치하기 위한 거푸집 박스 거치구(62)를 결합한다.
상기 (b) 단계에서는 우선 해당 층의 시공을 위한 지반을 굴착한 다음, 슬러리월(10)의 벽면을 정리하는 공정이 선행되어야 한다. 슬러리월(10)의 벽면 정리시 상기 정착철근(50)의 보양 스티로폼(54)을 제거하고, 슬러리월(10)의 벽면과 연직을 이루도록 정착철근(50)을 편다.
그리고 슬러리월(10)에 접합될 철골보(20)와 거푸집 박스(30)의 설치 위치를 확인하여 슬러리월(10)에 표시하고, 철골보(20)의 일단부를 거치하기 위한 철골보 거치구(60)와 거푸집 박스(30)를 거치하기 위한 거푸집 박스 거치구(62)를 슬러리월(10)에 결합한다.
상기 철골보 거치구(60)는 철골보(20) 조립시 부재 자중과 일부 시공하중을 부담하며, 거푸집 박스 거치구(62)는 거푸집 박스(30)와 함께 거푸집 박스(30) 내부에 타설되는 콘크리트의 하중과 일부 슬래브 하중을 부담한다.
상기 철골보 거치구(60)와 거푸집 박스 거치구(62)는 ㄱ 형강을 이용할 수 있으며, 상기 ㄱ 형강은 슬러리월(10)에 구멍을 뚫고 케미컬 앵커 볼트 또는 익스팬션 볼트를 이용하여 고정할 수 있다.
상기 (b) 단계의 실시 이후에는 (c) 상기 철골보(20)의 타단부를 내부 지반에 미리 매립된 철골기둥에 접합하는 한편, 도 9에서와 같이, 상기 거푸집 박스(30)를 거푸집 박스 거치구(62)에 거치하고 철골보(20) 일단부를 철골보 거치구(60)에 거치한다.
이때, 철골보(20)의 하부 플랜지는 철골보 거치구(60)에 용접하여 고정하며, 거푸집 박스(30)와 거푸집 박스 거치구(62)도 상호 용접한다.
상기 철골보(20)는 공장 제작시 일단부에 거푸집 박스(30)가 미리 결합되는 것으로, 거푸집 박스(30) 내부에는 콘크리트가 후타설되며, 앞서 도 4에서 설명한 콘크리트 브라켓 일체형 철골보와 같다.
물론, 내측으로 돌출된 정착철근(50)에는 이들을 외측에서 띠철근으로 감싼다.
도 9의 (a)는 슬러리월(10)과 철골보(20)의 결합부를 상부에서 내려다본 도면이고, 도 9의 (b)는 슬러리월(10)과 철골보(20)의 결합부를 하부에서 올려다본 도면이다.
그리고 (d) 상기 철골보(20) 상부에 슬래브 거푸집 및 슬래브 철근을 설치하고 거푸집 박스(30) 내부 및 슬래브 거푸집 상부에 콘크리트를 타설하여 N층의 시공을 완료한다.
상기 (d) 단계에서는 데크플레이트를 슬래브 거푸집 겸용으로 이용할 수 있으며, (e) 상기 (d) 단계 이후에, 상기 (b) 내지 (d) 단계를 층간 반복적으로 수행하여 지하 구조물을 역타로 시공하여 완성한다.
본 발명에서는 상기 (d) 단계 전에, (f) 상기 철골보(20)의 슬러리월(10)쪽 단부에 슬러리월(10) 상부 일측 또는 상부에 설치된 다른 철골보(20) 하부에 일단이 고정된 현수용 로드(40)의 타단을 결합하는 단계; 가 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 슬러리월(10)에 철골보(20)를 접합할때 발생하는 시공하중은 현수용 로드(40)가 지지할 수 있다.
이를 위하여 상기 철골보(20)는 도 5에서와 같이 상부 플랜지 상부에 현수용 로드(40)를 결합하기 위한 관통공이 천공된 현수용 브라켓(22)이 결합되거나, 도 6에서와 같이 상기 거푸집 박스(30)에서 일정 간격 이격된 철골보(20)의 상부 플랜지 및 하부 플랜지에 현수용 로드(40)의 결합을 위한 결합공(24)이 형성될 수 있다.
상기 현수용 로드(40)는 슬래브와 거푸집 박스(30) 내부에 타설된 콘크리트의 양생이 완료된 후 해체되어, 하부층 시공시 재사용될 수 있다.
본 발명은 상기 (c) 단계에서 상기 슬러리월(10)의 철골보(20) 설치 위치 측면에 슬래브 거푸집 거치구(64)를 결합하는 것을 특징으로 한다.
즉, 슬래브 하부 레벨을 따라 슬러리월(10)에 슬래브 거푸집 거치구(64)로서 ㄱ 형강을 설치할 수 있다. 상기 슬래브 거푸집 거치구(64)는 상기 (b) 단계에서 거푸집 박스 거치구(62)의 시공시 같이 설치할 수도 있으며, 슬래브 거푸집 거치구(64)는 슬러리월(10)에 구멍을 뚫고 케미컬 앵커 또는 익스팬션 볼트를 이용하여 고정한다.
10: 슬러리월 12: 철판
14: 테두리보 16: 다월바
18: 결합용 브라켓 20: 철골보
22: 현수용 브라켓 24: 결합공
26: 스터드 볼트 28: 스티프너
30: 거푸집 박스 32: 테두리 프레임
34: 철판 40: 현수용 로드
50: 정착철근 52: 철근망
54: 스티로폼 60: 철골보 거치구
62: 거푸집 박스 거치구 64: 슬래브 거푸집 거치구

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 철골보(20) 및 철골보(20)의 단부 일부를 감싸되 상부면 및 외측 단부면이 개구된 박스형의 거푸집 박스(30)로 구성된 브라켓 일체형 철골보를 지하구조물 외벽을 형성하는 슬러리월(10)에 결합하여 시공되는 지하구조물 역타공법에 대한 것으로,
    (a) 철골보(20) 결합 위치에 정착철근(50)이 매립되도록 슬러리월(10)을 시공하는 단계;
    (b) N층에서 상기 정착철근(50)을 슬러리월(10) 수직방향으로 펴는 한편, 슬러리월(10)의 철골보(20) 설치 위치에 철골보(20)의 일단부를 거치하기 위한 철골보 거치구(60)와 거푸집 박스(30)를 거치하기 위한 거푸집 박스 거치구(62)를 결합하는 단계;
    (c) 철골보(20) 및 철골보(20)의 단부 일부를 감싸되 상부면 및 외측 단부면이 개구된 박스형 철판의 거푸집 박스(30)로 구성되어 공장에서 미리 제작된 브라켓 일체형 철골보를 슬러리월(10)에 결합하되, 상기 철골보(20)의 타단부를 내부 지반에 미리 매립된 철골기둥에 접합하는 한편, 상기 거푸집 박스(30)를 거푸집 박스 거치구(62)에 거치하고, 철골보(20) 일단부를 철골보 거치구(60)에 거치하는 단계; 및
    (d) 상기 철골보(20) 상부에 슬래브 거푸집 및 슬래브 철근을 설치하고 거푸집 박스(30) 내부 및 슬래브 거푸집 상부에 콘크리트를 타설하는 단계; 로 이루어지되,
    상기 (d) 단계 전에, (f) 상기 철골보(20)의 슬러리월(10)쪽 단부에 슬러리월(10) 상부 일측 또는 상부에 설치된 다른 철골보(20) 하부에 일단이 고정된 현수용 로드(40)의 타단을 결합하는 단계; 가 포함되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 이용한 지하구조물 역타공법.
  5. 제4항에 있어서,
    (e) 상기 (d) 단계 이후에, 상기 (b) 내지 (d) 단계를 층간 반복적으로 수행하여 지하 구조물을 역타로 시공하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 이용한 지하구조물 역타공법.
  6. 삭제
  7. 제4항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서는 상기 슬러리월(10)의 철골보(20) 설치 위치 측면에 슬래브 거푸집 거치구(64)를 결합하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 브라켓 일체형 철골보를 이용한 지하구조물 역타공법.
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