KR101473218B1 - 지하 구조물의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 지하 구조물 시공방법은 지하 흙막이 벽체(10)의 토압을 지하 구조물인 층간 슬래브가 직접 지지하며, 상기 층간 슬래브의 외벽에 해당되는 부분에 개구부가 형성되어 외벽용 철근의 배근과 콘크리트 타설이 용이하고, 상기 층간 슬래브를 형성하기 위해 설치되는 평 데크 플레이트는 해체되어 재활용할 수 있는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

지하 구조물의 시공방법{A construction method of an underground structure}

본 발명은 지하 흙막이 벽체로 전달되는 토압을 효율적으로 지지하기 위해 흙막이 벽체와 층간 슬래브 사이에 설치하는 매입 슬래브를 제거하고 흙막이 벽체를 직접 지지할 수 있는 지하 구조물의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 지하 구조물 축조 시 지하 구조물의 안정성과 공기단축 등의 이유로 역타공법이 사용되고 있으며, 상기 역타공법 시공 시 흙막이 벽체와 층간 슬래브가 만나는 경계부분에 테두리 보가 설치되고, 상기 테두리 보를 중간 구조체로 하여 층간 슬래브가 흙막이 벽체의 토압을 지지한다.

지상에서 최하층까지 지하 구조물인 층간 슬래브, 보 , 기둥 순으로 구축이 완료되면, 최하층에서 지상으로 순차적으로 외벽을 시공하여 상기 매입 슬래브를 외벽에 매립시키고, 상기 흙막이 벽체와 외벽이 일체화된 합벽을 형성한다.

도 1은 종래기술인 지하 구조물에 매입 슬래브와 층간 슬래브가 설치된 사시도이며, 도 2는 도 1의 매입 슬래브의 철근 배근 상태를 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 2의 매입 슬래브와 층간 슬래브가 설치된 상태의 단면도이며, 도 4는 도 1의 지하 구조물의 외벽 철근 배근 상태를 나타낸 단면도이다.

도 1에서 흙막이 벽체의 토압을 지지하기 위해 매입 슬래브와 층간 슬래브가 순차적으로 설치되며, 흙막이 벽체의 H형강과 콘크리트가 결합된 강합성 파일(10)의 H형강(11) 플랜지에 소정 간격으로 받침 브라켓(20)이 설치되고, 상기 받침 브라켓(20)의 상면에 소정 간격으로 장선 철근(21)이 용접되어 설치된다.

상기 장선 철근(21)의 상부에 라스(22, lath)가 설치되고, 상기 라스(22) 상부에 스틸 웨일 구조체(30)가 소정 간격으로 설치되며, 상기 라스(22)의 일측 단부에 받침각재(23)가 상기 받침 브라켓(20)의 상면에서 용접, 고정되고, 상기 스틸 웨일 구조체(30)의 좌,우로 보강 철근 구조체(40)가 설치되고 콘크리트가 타설되어 테두리 보가 형성됨으로써 매입 슬래브(S1)가 완성된다.

도 2에서 지하 외벽에 매립되는 매입 슬래브에는 스틸 웨일 구조체(30)와 보강 철근 구조체(40)가 설치되는데, 상기 스틸 웨일 구조체(30)는 외벽 철근의 배근과 외벽 콘크리트를 타설하기 위한 개구부를 형성하기 위한 거푸집 역할을 하게 되며, 상기 스틸 웨일 구조체(30) 사이에는 후프철근(24)이 배근되어 매입 슬래브(S1)의 강성을 보강한다.

도 3에서 상기 매입 슬래브에 설치되는 스틸 웨일 구조체(30)는 외벽 시공 전까지 흙막이 벽체(10)로 전달되는 토압을 충분히 지지할 수 있을 정도의 강성을 가지도록 제작되어야 하며, 현장 설치시 매입 슬래브(S1)의 길이방향을 따라 소정 간격으로 설치되고, 상기 스틸 웨일 구조체(30)의 높이는 지하 외벽 두께에 비해 작은데, 이는 상기 매입 슬래브의 내부에 좌,우 보강 철근 구조체(40)를 설치하기 위한 것이다.

지하 외벽의 바깥쪽 수직철근은 상기 스틸 웨일 구조체(30)의 개구부를 통해 배근되고, 안쪽 수직철근은 테두리 보의 보강 철근 구조체(40)를 관통하여 설치되어 있는 다월 철근(42, dowel bar)과 연결하여 배근된다.

상기 보강 철근 구조체(40)는 매입 슬래브(S1)의 길이방향을 따라 상,하부의 철근과 상기 상,하부의 철근을 ㅁ자형으로 둘러 싸고 일정한 간격으로 배치된 스터럽 철근으로 구성된다.

슬래브의 수직하중에 대해서 층간 슬래브, 매입 슬래브의 테두리보, 받침 브라켓, 흙막이 벽체 순으로 수직하중이 전달되어 지지되며, 흙막이 벽체로부터 전단되는 토압(수평하중)은 흙막이 벽체, 매입 슬래브의 매입형 테두리보, 층간 슬래브 순으로 수평하중이 전달되어 지지된다.

도 4에서 지하 구조물의 외벽 시공 시 흙막이 벽체(10)와 인접하게 설치된 매입 슬래브(S1)에는 상,하층의 외벽을 일체화하기 위한 외벽 철근의 배근과 외벽 콘크리트를 타설하기 위해 스틸 웨일 구조체(30)가 설치되고,

상기 흙막이 벽체(10)로 전달되는 토압을 지지하기 위해 스틸 웨일 구조체(30)의 좌,우에는 각각 보강 철근 구조체(40)로 보강된 테두리 보가 각각 설치되며, 상기 스틸 웨일 구조체(30)의 우측에 설치하는 매입 슬래브(S1)의 보강 철근 구조체(40)는 층간 슬래브(S2)의 트러스 철근(50)과 일체로 결합된다.

그러나 흙막이 벽체의 토압을 지지하기 위해 흙막이 벽체와 층간 슬래브 사이에 매입 슬래브가 설치되어 슬래브 구조가 복잡하고, 상기 매입 슬래브에 보강 철근 구조체가 설치되어 시공이 용이하지 않은 문제점이 있게 된다.

또한 외벽 시공 시 스틸 웨일 구조체(30)는 구조적인 강성을 유지하기 위해 격자로 형성되어 콘크리트 타설이 용이하지 못하며, 이로 인해 외벽(10)의 매입 슬래브(S1) 저면에서 역타조인트(외벽의 층간 틈)가 발생되고, 매입 슬래브로 인해 외벽의 철근 배근이 용이하지 않은 문제점이 있게 된다.

특허 10-0951097호

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 지하 흙막이 벽체(10)의 토압을 지하 구조물인 층간 슬래브가 직접 지지하며, 상기 층간 슬래브의 외벽에 해당되는 부분에 개구부가 형성되어 외벽용 철근의 배근과 콘크리트 타설이 용이하고, 상기 층간 슬래브를 형성하기 위해 설치되는 평 데크 플레이트는 해체되어 재활용할 수 있는 지하 구조물의 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 제공되는 본 발명의 지하 구조물의 시공방법은 흙막이 벽체(10)에 소정 간격으로 매입된 강합성 파일의 H형강(11) 플랜지에 슬래브 하중을 지지하기 위한 받침 브라켓(20)이 소정 간격으로 용접접합되어 설치되는 단계;

상기 흙막이 벽체(10) 표면으로부터 소정 거리까지 상기 받침 브라켓(20)의 상면에는 라스(22)가 설치되며, 상기 라스(22)의 일측 단부에는 받침각재(23)가 상기 받침 브라켓(20)의 상면에서 용접접합되고, 상기 흙막이 벽체(10)와 평행한 방향으로 연속되게 설치되는 단계;

상기 받침각재(23)의 상면에는 평 데크 플레이트(60)가 설치되며, 상기 평 데크 플레이트(60)의 상면에는 소정 간격으로 트러스 철근(50)이 설치되고, 상기 평 데크 플레이트(60)와 트러스 철근(50)은 고정지지수단(70)에 의해 결합되어 설치되는 단계;

상기 트러스 철근(50) 사이에 스틸 박스형 구조체(31)가 소정 간격으로 설치되며, 상기 스틸 박스형 구조체(31)는 상기 트러스 철근(50)에 용접접합되어 고정되는 단계; 상기 평 데크 플레이트(60)의 상부에 콘크리트가 타설되어 층간 슬래브(S2)가 형성되는 단계;

상기 평 데크 플레이트(60)와 고정지지수단(70)이 해체된 후, 상기 층간 슬래브(S2)에는 상기 스틸 박스형 구조체(31)에 의해 콘크리트를 타설할 수 있는 개구부(32)가 형성되는 단계;

상기 층간 슬래브(S2)에 형성된 상기 개구부(32)에는 소정 간격으로 외벽용 철근(41)이 배근되고 콘크리트가 타설되어 지하 구조물의 외벽(80)이 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명은 지하 흙막이 벽체의 토압을 층간 슬래브가 직접 지지하여 흙막이 벽체와 층간 슬래브 사이에 설치되는 매입 슬래브가 필요하지 않게 되어 슬래브 구조가 단순화 되었으며, 상기 층간 슬래브를 형성하기 위해 설치되는 평 데크 플레이트에는 개구부가 형성되어 외벽 철근의 배근과 콘크리트 타설을 용이하게 하고, 이로 인해 외벽의 층간 슬래브 저면에서 역타조인트가 발생하지 않는 기술적 효과가 있다.

또한 상기 층간 슬래브를 형성하기 위해 설치되는 평 데크 플레이트는 해체되어 재활용할 수 있으며, 상기 흙막이 벽체의 토압을 지지하는 층간 슬래브 구조가 단순하여 시공이 용이하고, 이로 인해 공기가 단축되는 기술적 효과가 있다.

도 1은 종래기술인 지하 구조물에 매입 슬래브와 층간 슬래브가 설치된 사시도
도 2는 도 1의 매입 슬래브의 철근 배근 상태를 나타낸 평면도
도 3은 도 2의 매입 슬래브와 층간 슬래브가 설치된 상태의 단면도
도 4는 도 1의 지하 구조물의 외벽 철근 배근 상태를 나타낸 단면도
도 5는 본 발명인 지하 흙막이 벽체에 받침 브라켓 등이 설치된 사시도
도 6은 본 발명의 받침 브라켓에 평 데크 플레이트와 트러스 철근이 설치된 사시도
도 7a는 본 발명의 평 데크 플레이트에 스틸 박스형 구조체가 설치된 사시도
도 7b는 도 7a의 확대사시도
도 8은 본 발명의 평 데크 플레이트에 콘크리트가 타설된 사시도
도 9는 도 8의 층간 슬래브 하부를 도시한 사시도
도 10은 도 7a의 평면도
도 11은 본 발명의 트러슨 철근이 배근된 평 데크 플레이트에 콘크리트가 타설되는 것을 나타내는 단면도
도 12는 본 발명의 평 데크 플레이트와 고정지지수단이 해체되는 것을 나타내는 단면도
도 13은 본 발명의 층간 슬래브에 형성된 개구부에 외벽용 철근이 배근되고 콘크리트가 타설되어 외벽이 형성되는 것을 나타내는 단면도

본 발명의 상기와 같은 목적과 과제해결수단 및 효과는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명확해질 것이다. 이하, 첨부된 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명인 지하 흙막이 벽체에 받침 브라켓 등이 설치된 사시도이며, 도 6은 본 발명의 받침 브라켓에 평 데크 플레이트와 트러스 철근이 설치된 사시도로, 지하 구조물을 역타공법으로 시공하는 경우, 대지 경계선을 따라 흙막이 벽체(10)가 설치되며, 상기 흙막이 벽체는 H형강과 콘크리트가 결합된 강합성 파일과 철근콘크리트 파일을 사용한다.

흙막이 벽체를 통하여 전달되는 토압을 지지하는 층간 슬래브를 설치하기 위해 흙막이 벽체(10)에 소정 간격으로 매입된 H형강 파일(11)의 플랜지에 받침 브라켓(20)이 용접접합되어 설치된다.

상기 흙막이 벽체(10) 표면으로부터 소정 거리까지 상기 받침 브라켓(20)의 상면에는 리브(rib)가 형성된 라스(22, lath)가 설치되며, 상기 라스(22) 의 일측 단부에는 받침각재(23)가 상기 받침 브라켓(20)의 상면에서 용접접합되고, 상기 흙막이 벽체(10)와 평행한 방향으로 연속되게 설치된다.

상기 받침각재(23)의 상면에는 평 데크 플레이트(60)의 일측 단부가 설치되어 상기 평 데크 플레이트(60)를 지지하며, 상기 평 데크 플레이트(60)의 상면에는 소정 간격으로 트러스 철근(50)이 설치된다.

도 7a는 본 발명의 평 데크 플레이트에 스틸 박스형 구조체가 설치된 사시도이며, 도 7b는 도 7a의 확대사시도로, 상기 평 데크 플레이트(60)의 상면에 소정 간격으로 설치된 트러스 철근(50) 사이에는 직사각형 형상의 스틸 박스형 구조체(31)가 설치되며, 상기 스틸 박스형 구조체(31)는 상기 트러스 철근(50)에 용접접합되어 고정된다.

상기 평 데크 플레이트(60)의 상면에는 상기 스틸 박스형 구조체(31)의 내측으로 직사각형 형상의 개구부(32)가 형성되며, 상기 스틸 박스형 구조체(31)는 층간 슬래브(S2)의 개구부(32)를 형성하기 위한 거푸집 역할을 하게 된다.

상기 층간 슬래브(S2)의 개구부(32)는 지하 외벽 철근의 층간 연속 배근과 외벽 콘크리트의 층간 연속타설을 위한 상,하 통로수단으로 활용된다.

도 8은 본 발명의 평 데크 플레이트에 콘크리트가 타설된 사시도이며, 도 9는 도 8의 층간 슬래브 하부를 도시한 사시도로, 상기 평 데크 플레이트(60)의 상부에 콘크리트가 타설되어 층간 슬래브(S2)가 형성되며, 상기 층간 슬래브(S2)는 흙막이 벽체(10)를 통하여 전달되는 토압을 직접 지지한다.

도 10은 도 7a의 평면도로, 상기 흙막이 벽체의 H형강과 콘크리트가 결합된 강합성 파일의 노출된 H형강 플랜지에는 소정 간격으로 받침 브라켓(20)이 용접접합되어 설치된다.

상기 받침 브라켓의 상면에는 리브가 형성된 라스가 흙막이 벽체로부터 소정 거리까지 용접접합되며, 상기 라스의 일측 단부에는 받침각재(23)가 상기 받침 브라켓(20)의 상면에 용접접합되고, 상기 흙막이 벽체(10)와 평행한 방향으로 연속되게 설치된다.

상기 받침 각재(23)의 상면 일부에는 평 데크 플레이트(60)가 설치되며, 상기 평 데크 플레이트(60)의 상면에는 소정 간격으로 트러스 철근(50)이 설치되고, 상기 트러스 철근(50) 사이에는 직사각형 형상의 스틸 박스형 구조체(31)가 설치되며, 상기 스틸 박스형 구조체(31)는 상기 트러스 철근(50)에 용접접합되어 고정된다.

도 11은 본 발명의 트러슨 철근이 배근된 평 데크 플레이트에 콘크리트가 타설되는 것을 나타내는 단면도이며, 도 12는 본 발명의 평 데크 플레이트와 고정지지수단이 해체되는 것을 나타내는 단면도이다.

상기 평 데크 플레이트(60)와 트러스 철근(50)은 고정지지수단(70)에 의해 결합되며, 상기 고정지지수단(70)은 상기 평 데크 플레이트(60)의 하면에 소정 간격을 두고 설치되는 고정지지대(72)와, 상기 트러스 철근(50)과 고정지지대(72)를 상기 평 데크 플레이트(60)에 일체로 체결, 고정시키는 체결고정부재(71)로 이루어진다.

상기 체결고정부재(71)는 상기 평 데크 플레이트(60)를 관통하여 상기 트러스 철근(50)에 용접접합되며 중간에 노치(미도시)가 형성된 볼트(71a)와, 상기 고정지지대(72)의 하면에 설치되며 상기 볼트(71a)가 삽입될 수 있도록 중공부가 형성된 와셔(71b) 및 상기 와셔(71b)의 하면에서 상기 볼트(71a)를 고정하는 너트(71c)로 이루어진다.

상기 고정지지수단(70)에 의해 트러스 철근(50)이 고정, 설치된 평 데크 플레이트의 상부에 콘크리트가 타설되어 층간 슬래브(S2)가 형성되며, 상기 층간 슬래브(S2)는 흙막이 벽체(10)로부터 전달되는 토압을 직접 지지하고, 상기 받침 브라켓(20)에 의해 지지된다.

상기 층간 슬래브(S2)가 형성된 후, 상기 평 데크 플레이트(60)와 고정지지수단(70)은 층간 슬래브로(S2)부터 해체되어 재활용되며, 상기 고정지지수단(70) 중 노치가 형성된 볼트는 상기 평 데크 플레이트가 탈형된 후 볼트의 절단이 용이하도록 하기 위한 것이고, 노치를 처리하지 않은 볼트는 천정 고정용 달대(미도시)의 고정수단으로 활용될 수 있다.

도 13은 본 발명의 층간 슬래브에 형성된 개구부에 외벽용 철근이 배근되고 콘크리트가 타설되어 외벽이 형성되는 것을 나타내는 단면도로, 상기 층간 슬래브(S2)에 형성된 개구부(31)에 소정 간격으로 외벽용 철근(41)이 배근되며, 상기 개구부(31)를 통해 콘크리트가 용이하게 타설되어 지하 구조물의 외벽(80)이 형성된다.

상기 층간 슬래브와 외벽에 의해 흙막이 벽체를 지지함으로써, 슬래브 상부의 수직하중에 대해서 외벽 시공 전에는 층간 슬래브, 받침 브라켓, 흙막이 벽체 순으로 하중이 전달되어 지지되며, 토압에 의한 수평하중에 대해서는 흙막이 벽체, 층간 슬래브, 보, 기둥 순으로 하중이 전달되어 지지되고, 슬래브 상부의 수직하중에 대해서 외벽 시공 후에는 층간 슬래브, 외벽 순으로 하중이 전달되어 지지된다.

10 : 흙막이 벽체 11 : H형강 파일
20 : 받침 브라켓 21 : 장선 철근
22 : 라스 23 : 받침각재
24 : 후프철근
30 : 스틸 웨일 구조체 31 : 스틸 박스형 구조체
32 : 개구부 40 : 보강 철근 구조체
41 : 외벽용 철근 42 : 다월 철근(dowel bar)
50 : 트러스 철근 60 : 평 데크 플레이트
70 : 고정지지수단 71 : 체결고정부재
71a : 볼트 71b : 와셔
71c : 너트 72 : 고정지지대
80 : 외벽 100 : 외벽 경계선
S : 슬래브
S1 : 매입 슬래브 S2 :층간 슬래브

Claims (4)

1. 흙막이 벽체(10)에 소정 간격으로 매입된 강합성 파일의 H형강(11) 플랜지에는 슬래브 하중을 지지하기 위한 받침 브라켓(20)이 소정 간격으로 용접접합되어 설치되는 단계;
   상기 흙막이 벽체(10) 표면으로부터 소정 거리까지 상기 받침 브라켓(20)의 상면에는 라스(22)가 설치되며, 상기 라스(22)의 일측 단부에는 받침각재(23)가 상기 받침 브라켓(20)의 상면에서 용접접합되고, 상기 흙막이 벽체(10)와 평행한 방향으로 연속되게 설치되는 단계;
   상기 받침각재(23)의 상면에는 평 데크 플레이트(60)가 설치되며, 상기 평 데크 플레이트(60)의 상면에는 소정 간격으로 트러스 철근(50)이 설치되고, 상기 평 데크 플레이트(60)와 트러스 철근(50)은 고정지지수단(70)에 의해 결합되어 설치되는 단계;
   상기 트러스 철근(50) 사이에 스틸 박스형 구조체(31)가 소정 간격으로 설치되며, 상기 스틸 박스형 구조체(31)는 상기 트러스 철근(50)에 용접접합되어 고정되는 단계;
   상기 평 데크 플레이트(60)의 상부에 콘크리트가 타설되어 층간 슬래브(S2)가 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 구조물의 시공방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 평 데크 플레이트(60)와 고정지지수단(70)이 해체된 후, 상기 층간 슬래브(S2)에는 상기 스틸 박스형 구조체(31)에 의해 콘크리트를 타설할 수 있는 개구부(32)가 형성되는 단계;
   상기 층간 슬래브(S2)에 형성된 상기 개구부(32)에는 소정 간격으로 외벽용 철근(41)이 배근되고 콘크리트가 타설되어 지하 구조물의 외벽(80)이 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 구조물의 시공방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고정지지수단(70)은 상기 평 데크 플레이트(60)의 하면에 소정 간격을 두고 설치되는 고정지지대(72);
   상기 트러스 철근(50)과 고정지지대(72)를 상기 평 데크 플레이트(60)에 일체로 체결, 고정시키는 체결고정부재(71)로 구성되는 것을 특징으로 하는 지하 구조물의 시공방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 체결고정부재(71)는 상기 평 데크 플레이트(60)를 관통하여 상기 트러스 철근(50)에 용접접합되며 중간에 노치가 형성된 볼트(71a);
   상기 고정지지대(72)의 하면에 설치되며 상기 볼트(71a)가 삽입될 수 있도록 중공부가 형성된 와셔(71b);
   상기 와셔(71b)의 하면에서 상기 볼트(71a)를 고정하는 너트(71c)로 구성되는 것을 특징으로 하는 지하 구조물의 시공방법.

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