KR101687495B1 - 지하 구조물 구축을 위한 부분 탑다운 공법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 지하 구조물 구축시 부분적으로 탑다운 공법을 시행하면서 일부는 굴토후의 순타공법을 수행하는 지하 구조물 구축을 위한 부분 탑다운 공법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 가설 철골기둥을 실제 지하 구조물의 구조물 기둥의 뼈대로 사용하여 가설 철골기둥의 해체가 필요없고, 실제 구조물 기둥으로 사용될 가설 철골기둥을 보강하고 그 철골기둥을 이용하여 수평 철골구조물을 축조한 후 슬래브를 구축하여 이러한 구조물에 의해 토압에 대응하도록 하고 지하 구조물의 중앙부는 지하 구조물 구축 공사 공간으로 사용하도록 개방된 공간으로 남겨 두어 작업 편의성 및 작업 여견이 현저히 개선될 수 있으며, 가설 철골기둥을 구조물 기둥으로 사용하기 어려웠던 가설 철골기둥과 구조물 기둥과의 설계 오차를 해소할 수 있어 가설 철골기둥을 그대로 구조물 기둥으로 활용할 수 있다.

Description

지하 구조물 구축을 위한 부분 탑다운 공법{PARTIAL TOP-DOWN CONSTRUCTION METHOD FOR BUILDING UNDERGROUND STRUCTURES}
본 발명은 지하 구조물 구축을 위한 부분 탑다운 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 지하 구조물 구축시 부분적으로 탑다운 공법을 시행하면서 일부는 굴토후의 순타공법을 수행하면서 가설 철골기둥을 실제 지하 구조물의 구조물 기둥의 뼈대로 사용하여 가설 철골기둥의 해체가 필요없는 지하 구조물 구축을 위한 부분 탑다운 공법에 관한 것이다.
일반적으로 지하 구조물을 축조하는 공법은, 굴토계획선을 따라 흙막이벽을 설치하고 가설형강지지체로서 토압이나 수압 등의 외력을 지탱하면서 지상에서 지하의 기초바닥까지 굴토 완료한 다음, 각 층 구조물을 바닥에서 상부로 순차적으로 축조하면서 가설형강지지체를 해체하여 시공하는 개착식 공법이 있다.
상기 개착식 공법은 적용에 한계가 있는데, 이는 첫째 지하 구조물의 규모가 크고 굴토심도가 깊은 대형 현장에서는 흙막이벽에 작용하는 토압과 수압 등의 외력을 지탱하여 주어야 하나 가설형강지지체로는 변형이 크다는 취약한 문제점이 있으며, 둘째 건축물이 밀집된 도심지에서는 이로 인해 흙막이벽의 큰 변형을 유발하고 지반침하로 인하여 주변 건축물에 위해가 발생될 수 있는 문제점이 있으며, 셋째 외부에 노출된 상태에서 굴토작업과 구조물 공사를 수행함에 따라 소음과 진동 및 분진에 의한 환경 및 민원 발생의 문제점이 있으며, 넷째 가설형강지지체 공사가 완료된 후에 순차적으로 영구구조물 공사를 수행해야 하는 관계로 공사기간이 늘어나는 문제점이 있었다.
이러한 개착식 공법의 문제점을 해결하기 위해 흙막이벽을 설치하고 현장 타설말뚝으로서 철골기둥과 이에 연장된 말뚝기초를 형성하여 지하 구조물을 축조하는 탑다운(Top Dowm) 공법이 사용되고 있다.
상기 탑다운 공법은 철근콘크리트 탑다운 공법과 철골조 탑다운 공법이 있는데, 이중 철근콘크리트 탑다운 공법은 철근콘크리트 구조를 형성하기 위해 거푸집과 동바리를 설치하거나 큰 가설철골보를 설치하여야 한다. 이는 철근콘크리트조이기 때문에 경제적인 장점이 있지만, 가설재를 설치하고 해체하여야 하는 공기적인 또는 시공적인 단점이 있었다.
그리고 이를 위해 가설재 설치용 설계도를 작성하여 가설재를 설치하여야 하는 번거로움이 있었다.
또한 철근콘크리트 탑다운 공법과 철골조 탑다운 공법의 장점만을 취한 이중보(Double Beam)로 형성된 철골조 탑다운 공법이 있는데, 이는 이중보가 형성되면서 기둥 주위에 주두가 형성되고 주두의 효과로 철골보의 순경간이 줄어드는 효과가 생겨 작은 철골부재로 큰 효과를 실현할 수 있는 구조가 된다.
이러한 구조로 개발된 현재까지의 기술들에서는, 시공상 어려움, 공기지연, 토압에 대한 견고함에서 한두가지 문제점을 안고 있어, 이러한 문제점을 해소하기 위하여 한국등록특허 제10-1401047호(기둥과 주두와 철골보 및 슬래브로 형성되는 구조물을 이용한 지하 구조물 구축공법, 2014.05.22.등록, 이하 '종래기술'이라 칭함)가 개시된 바 있다.
상기 종래기술은, 지하 구조물을 구축하도록 일정간격으로 가설 철골기둥이 매설된 기둥을 터파기하여 나타난 가설 철골기둥의 정확한 위치를 측량하여 브라켓을 설치한 후, 향후 구조물 기둥이 위치할 부위에서 일정간격으로 이격된 평행한 두 철골보를 상기 브라켓에 직접 안착시키고, 이와 직각으로 또 다른 철골보를 조립하면 구조물 기둥이 위치할 부분에 '井'자 형태의 연결보가 형성되며, 이의 방법으로 수평구조물과 철골 프레임을 설치하면 작업이 간편함은 물론 작업시간의 단축으로 경제성을 향상시킬 수 있는 기둥과 주두와 철골보 및 슬래브로 형성되는 구조물을 이용한 지하 구조물 구축공법에 관한 것이다.
그런데 상기 종래기술에서는, 가설 철골기둥을 설치하고 해체함에 따라 시공이 어렵고 공기가 증대되는 문제점이 있었다. 특히 지하 구조물을 축조한 이후에 가설 철골기둥을 해체하는 과정에서 지하 구조물에 불필요한 외력이 가해져 지하 구조물의 일부가 훼손될 수 있다.
또한 종래기술에서는, 지상슬래브로 지상면을 완전히 덮은 상태에서 지하 공간에서 작업을 하게 되므로 작업 여건이 열약해지는 문제점이 있었다. 물론 지하 공간에서 발생되는 소음과 진동 및 분진에 의한 환경 오염 및 민원 발생을 어느 정도 해소할 수는 있지만, 작업자의 작업 여견은 고려되지 않아 작업자의 산재 발생 가능성을 높일 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가설 철골기둥을 실제 지하 구조물의 구조물 기둥의 뼈대로 사용하여 가설 철골기둥의 해체가 필요없는 지하 구조물 구축을 위한 부분 탑다운 공법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 실제 구조물 기둥으로 사용될 가설 철골기둥을 보강하고 그 철골기둥을 이용하여 수평 철골구조물을 축조한 후 슬래브를 구축하여 이러한 구조물에 의해 토압에 대응하도록 하고 지하 구조물의 중앙부는 지하 구조물 구축 공사 공간으로 사용하도록 개방된 공간으로 남겨 두어 작업 편의성 및 작업 여견이 현저히 개선될 수 있는 지하 구조물 구축을 위한 부분 탑다운 공법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 가설 철골기둥을 구조물 기둥으로 사용하기 어려웠던 가설 철골기둥과 구조물 기둥과의 설계 오차를 해소할 수 있어 가설 철골기둥을 그대로 구조물 기둥으로 활용할 수 있는 지하 구조물 구축을 위한 부분 탑다운 공법을 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은, 지하 구조물 구축을 위한 부분 탑다운 공법에 관한 것으로, 지하 구조물을 설치하고자 하는 지중에 흙막이벽을 형성하는 제1단계; 상기 지하 구조물을 받쳐 지지하는 중앙부와 외곽부의 구조물 기둥 중 외곽부에 배치되는 구조물 기둥의 설치 위치에 제1기둥유닛을 설치하는 제2단계; 상기 제1기둥유닛이 설치된 지중을 굴토하는 제3단계; 상기 지중이 굴토되어 나타난 제1기둥유닛에 트러스 형태의 브라켓 유닛을 설치하는 제4단계; 상기 브라켓 유닛의 상면에 철골보를 안착 및 서로 연결하여 상기 제1기둥유닛을 둘러 연결보를 형성하여 철골 프레임을 장착하되, 중앙부에 배치되는 구조물 기둥의 설치 위치에 대응하는 공간에는 철골 프레임을 설치하지 않고 빈 공간으로 남겨두는 제5단계; 상기 제1기둥유닛 주변에 철골보와 연결보로 구획된 공간에 드롭패널구조체를 설치하여 상기 제1기둥유닛과 결합하고, 상기 드롭패널구조체가 설치되지 않은 철골 프레임 상에는 슬래브 데크플레이트를 설치하는 제6단계; 상기 슬래브 데크플레이트가 설치된 위치에만 콘크리트를 타설 및 양생하여 지상 슬래브를 형성하는 제7단계; 상기 지중 슬래브 하부의 지중을 굴토하는 제8단계; 상기 지중을 굴토하여 나타난 제1기둥유닛에 대해 제4단계 내지 제7단계를 반복한 후, 지하 구조물의 기초 하단까지 굴토하는 제9단계; 상기 지하 구조물의 중앙부에 배치되는 구조물 기둥의 설치 위치에 제2기둥유닛을 설치하고, 상기 제1 및 제2기둥유닛과 연결되게 상기 지하 구조물의 기초에 철근을 배근한 후, 콘크리트를 타설 및 양생하여 기초슬래브를 형성하는 제10단계; 및 상기 기초슬래브의 상면에서 지상슬래브까지 제1기둥유닛에 철근 배근 및 콘크리트 타설하면서 구조물 기둥 및 주두를 형성함과 아울러, 제2기둥유닛에 철근 배근 및 콘크리트를 타설하면서 지상 슬래브까지 기설치된 슬래브와 연결하면서 구조물 기둥 및 슬래브를 형성하는 제11단계;를 포함하되, 상기 제1기둥유닛은, 플랜지를 상호 대면한 2개의 H형강과, 상기 H형강의 대면한 플랜지 끝단을 둘러싸면서 2개의 H형강을 구속하는 보강재로 구성되고, 상기 브라켓 유닛은, 내부로 일정 공간을 갖고 일단은 상기 대면한 H형강의 플랜지 이외의 외곽의 플랜지에 고정되는 접합강재와, 상기 접합강재에 트러스 형태로 고정되는 지지어셈블리를 포함하고, 상기 철골보는 상기 지지어셈블리 상에 안착되어 고정되는 것을 특징으로 한다.
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이때 상기 접합강재는 상부와 하부가 개방되고, 측부로 복수개의 체결공이 형성되는 각형강관 형태로 구성될 수 있다.
또한 상기 지지어셈블리는 상기 접합강재의 면상에 결합되는 연결부재와, 연결보를 안착시키기 위해 상기 연결부재의 상단에 결합되는 수평부재와, 철골보를 안착시키기 위해 일단은 상기 수평부재의 중앙 측부에 결합되고 타측 저면은 상기 연결부재와 연결되는 트러스부재와 결합되는 지지강재로 구성된다.
아울러, 상기 드롭패널구조체는, 상기 제1기둥유닛과 일정 간격 이격되게 배치되면서 상기 제1기둥유닛과 연결되는 내측패널과, 외부로부터 배근된 철근이 통과할 수 있도록 관통공을 구비하고 상기 제1기둥유닛에 인접하여 배치되는 철골보와 연결보 내에 안착되어 고정되며 연결패널에 의해 상기 내측패널과 연결되는 외측패널로 구성된다.
본 발명에 따른 지하 구조물 구축을 위한 부분 탑다운 공법에 따르면, 가설 철골기둥을 실제 지하 구조물의 구조물 기둥의 뼈대로 사용하여 가설 철골기둥의 해체가 필요 없으므로, 가설 철골기둥의 해체 작업으로 인한 공사비용 및 공기를 단축함과 아울러 가설 철골기둥 해체시에 가해지는 지하 구조물의 훼손을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한 이에 따라 설계상 필요없는 구조물 기둥을 세울 필요가 없으므로 건축설계 도면상 도시된 기둥을 그대로 시공 및 이용할 수 있어 설계도면 외 기둥을 세우기 위한 도면작업 및 시공이 생략될 수 있다는 경제적인 장점을 갖게 된다.
그리고 본 발명에 따르면, 실제 구조물 기둥으로 사용될 가설 철골기둥을 보강하고 그 철골기둥을 이용하여 수평 철골구조물을 축조한 후 슬래브를 구축하여 이러한 구조물에 의해 토압에 대응하도록 하고 지하 구조물의 중앙부는 지하 구조물 구축 공사 공간으로 사용하도록 개방된 공간으로 남겨 두어 작업 편의성 및 작업 여견이 현저히 개선될 수 있어 토압에 대한 안전성 및 작업 공간 쾌적성을 동시에 달성할 수 있고, 중앙부만 개방되어 있고 소음, 진동 및 분진이 발생하는 공사구간은 슬래브 하부에서 수행하여 소음, 진동 및 분진에 대한 문제에도 대응할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명에 따르면, 가설 철골기둥을 구조물 기둥으로 사용하기 어려웠던 가설 철골기둥과 구조물 기둥과의 설계오차를 해소할 수 있어 가설 철골기둥을 그대로 구조물 기둥으로 활용할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 부분 탑다운 공법에 대한 순서도,
도 2 내지 도 4, 도 6, 도 7 및 도 9 내지 도 19는 본 발명의 시공과정을 도시한 도면,
도 5는 도 4에 도시된 브라켓 유닛의 구성을 도시한 분해사시도,
도 8은 도 7에 도시된 드롭패널구조체의 구성을 도시한 분해사시도,
도 20은 도 19에 도시된 구조체에 대한 단면도,
도 21은 도 20의 구조물 기둥에서 콘크리트 타설된 부분을 설명하는 도면이다.
이하에서는 본 발명에 따른 지하 구조물 구축을 위한 부분 탑다운 공법에 관하여 첨부된 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 부분 탑다운 공법에 대한 순서도이고, 도 2 내지 도 4, 도 6, 도 7 및 도 9 내지 도 19는 본 발명의 시공과정을 도시한 도면이며, 도 5는 도 4에 도시된 브라켓 유닛의 구성을 도시한 분해사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 드롭패널구조체의 구성을 도시한 분해사시도이다. 그리고 도 20은 도 19에 도시된 구조체에 대한 단면도이다.
먼저 본 발명에서는 지하 구조물을 설치하고자 하는 지중에 흙막이벽(110)을 형성하는데, 상기 흙막이벽(110)은 H-beam+토류판, CIP(Cast In-place Pile), SCW(Soil Cement Wall), 지하연속벽(Slurry Wall) 등과 같은 주열식으로 시공된다. 이러한 흙막이벽(110)은 가설 흙막이벽일 수도 있고, 지하연속벽처럼 영구구조물일 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 상기 흙막이벽(110)이 설치되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 지하 구조물(100)을 받쳐 지지하는 중앙부와 외곽부의 구조물기중 중에서 외곽부에 배치되는 구조물 기둥(210)의 설치 위치에 제1기둥유닛(120)을 설치한다. 제1기둥유닛(120)의 깊이는 구조물의 기초 하부로부터 대략 3~6m까지 형성한다. 만일 기반암의 깊이가 그보다 더 밑에 있는 경우라면 기반암까지 연장되어야 한다. 또한 하부에는 콘크리트로 채워져 상부의 하중을 선단지지 및 콘크리트와 암반간의 마찰력으로 지지하게 된다.
그리고 상기 제1기둥유닛(120)은 가설 철골기둥의 형태이지만 나중에 구조물 기둥(210)으로 사용될 것이므로, 구조물 기둥(210)이 받는 하중에 부합되게 H형강 단독으로 사용하지 않고, 2개의 H형강(121)과 이를 구속하는 보강재(125)로 구성된다.
보다 상세히 설명하면, 상기 제1기둥유닛(120)은, 플랜지(122)를 상호 대면한 2개의 H형강(121)과, 상기 H형강(121)의 대면한 플랜지(122) 끝단을 둘러싸면서 2개의 H형강(121)을 구속하는 보강재(125)로 구성된다.
이렇게 형성된 제1기둥유닛(120)은 지상에서 수직방향으로 지중에 삽입 설치되면서 실제 구조물 기둥(210)과 수직방향 오차가 발생할 수 있는데, 후술할 단계에서 상기 제1기둥유닛(120)을 구조물 기둥(210)으로 사용할 때, 보강재(125)에 의해 2개의 H형강(121)이 결속되어 있으므로, 그 부분을 제외한 나머지 부분을 일부 절개하면서 수직 오차를 보정할 수 있다.
이와 같은 제1기둥유닛(120)이 설치된 지중을 일정 깊이 굴토한 후, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 지중에 노출되는 제1기둥유닛(120)에는 트러스 형태의 브라켓 유닛(130)을 설치한다. 상기 브라켓 유닛(130)은, 접합강재(131)와 지지어셈블리(132)로 구성된다.
상기 접합강재(131)는, 지지어셈블리(132)를 제1기둥유닛(120)에 설치하기 위함과 아울러, 제1기둥유닛(120) 둘레에 일정 공간을 남겨 두어, 철근 배근공간 및 거푸집 설치 공간으로 활용하기 위한 기능을 수행한다.
이러한 접합강재(131)는 상부와 하부가 개방되고 측부로 복수개의 체결공(131a)이 형성되는 각형강관 형태로 구성되어, 측부 일면에 형성된 체결공(131a)을 통해 제1기둥유닛(120)의 외곽 플랜지(122)에 결합된다.
또한 지지어셈블리(132)는 연결보(143)와 철골보(141)를 안착시키기 위한 구조를 마련하기 위한 것이다.
이러한 지지어셈블리(132)는 크게 3부분으로 구성되는데, 이는 연결부재(132b)와, 수평부재(132d) 및 지지강재(132a)로 구성된다.
상기 연결부재(132b)는 제 1기둥유닛(120)과의 간격을 확보할 수 있도록 접합강재(131)의 면상에 결합되는 구성이다.
상기 수평부재(132d)는 연결부재(132b)의 상단에 결합되어 연결보(143)를 안착시킬 수 있는 구조를 마련한다.
그리고 상기 지지강재(132a)는 철골보(141)를 안착시키기 위한 것으로, 일단은 상기 수평부재(132d)의 중앙 측부에 결합되고 타측 저면은 상기 연결부재(132b)와 연결되는 트러스부재(132c)와 결합되는 구성이다.
이러한 상기 지지강재(132a)는 트러스부재(132c)로 지지력을 보강하여 철골보(141)를 안정적으로 지지할 수 있는 구성이다.
아울러 상기 수평부재(132d)에 역시 연결부재(132b)와 연결되는 버팀부재(132e)가 결합되어 안착되는 연결보를 안정적으로 지자할 수 있는 구조가 마련된다.
브라켓 유닛(130)이 설치되면, 도 7에 도시된 바와 같이, 브라켓 유닛(130) 상에 철골 프레임(140)을 장착한다. 철골 프레임(140)은 철골보(141)를 상기 브라켓 유닛(130)의 상면에 안착하고 이를 서로 연결하여 상기 제1기둥유닛(120)을 둘러 연결보(143)를 형성하면서 제작된다. 이때 중앙부에 배치되는 구조물 기둥(210)의 설치 위치에 대응하는 공간에는 철골 프레임(140)을 설치하지 않고 빈 공간으로 남겨둔다.
한편, 이렇게 형성된 수평구조물의 철골 프레임(140)과 이후 콘크리트 타설에 의해 형성되는 슬래브는 흙막이벽(110)으로부터 전달되는 토압을 받게 되는데, 토압을 적절히 수평구조물의 철골 프레임과 슬래브로 분산하기 위하여 철골띠장보(150)의 역할이 필요하다. 이전의 기술은 철근콘크리트 테두리보를 형성하여 철골 프레임에 타설되는 슬래브 콘크리트와 함께 타설되면 토압의 전달이 이루어졌다. 그러나 이 경우 향후 본 구조는 지하외벽을 형성할 때, 기 타설된 테두리보 위에서 구멍을 통해 콘크리트가 타설되어 지하외벽이 형성되므로 테두리보와 지하외벽 사이에 분리 현상이 발생하는 등 공사에 많은 불편을 주고 누수가 되는 하자를 유발하였다. 본 발명에서는 토압의 전달도 유효하게 하고 지하외벽도 분리되지 않도록 발명된 것이다.
즉, 상기 수평구조물의 철골 프레임(140)과 흙막이벽(110)의 연결방법으로는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 수평구조물의 철골 프레임(140)의 철골보(141) 단부에 형성된 안착홈(141a)에 수직으로 통공(151)이 관통된 철골띠장보(150)를 안착시켜 용접 및 볼팅으로 고정한 후, 상기 철골띠장보(150)와 흙막이벽(110)을 토압전달부재(미도시)로 일정간격 이격되게 고정시켜 흙막이벽(110)으로 전달되는 토압이 일정간격 이격된 다수의 토압전달부재로 전달되도록 한다.
그러나 수평구조물의 철골 프레임과 흙막이벽의 연결방법은 본 실시예에서 언급되는 방법에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 출원일 이전에 공개되어 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 알 수 있는 기술이라면 모두 적용 가능하다.
철골 프레임(140)이 설치되면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1기둥유닛(120) 주변에 철골보(141)와 연결보(143)로 구획된 공간에 드롭패널구조체(160)를 설치하여 상기 제1기둥유닛(120)과 결합하고, 상기 드롭패널구조체(160)가 설치되지 않은 철골 프레임(140) 상에는, 도 9에 도시된 바와 같이, 슬래브 데크플레이트(170)를 설치한다.
여기서 드롭패널구조체(160)는, 도 8에 잘 도시된 바와 같이, 상기 제1기둥유닛(120)과 일정 간격 이격되게 배치되면서 상기 제1기둥유닛(120)과 연결되는 내측패널(161)과, 외부로부터 배근된 철근이 통과할 수 있도록 관통공(163a)을 구비하고 상기 제1기둥유닛(120)에 인접하여 배치되는 철골보(141)와 연결보(143) 내에 안착되어 고정되면 연결패널(165)에 의해 상기 내측패널(161)에 연결되는 외측패널(163)로 구성된다.
이러한 드롭패널구조체(160)는 콘크리트 타설된 것과 같은 효과를 유발하면서, 상기 제1기둥유닛(120)을 잡아주고 외부 철근의 배근을 용이하게 하기 위한 것이다.
그리고 내측패널(161)은 제1기둥유닛(120)의 플랜지(122)와 웨브(123)에 각각 고정패널(167)을 통해 용접 또는 볼팅 결합되어 상기 제1기둥유닛(120)에 견고히 고정된다. 더구나 상기 내측패널(161)은 상술한 접합강재(131) 상에 안착되어 상기 접합강재(131)에 의해서도 지지를 받게 된다.
또한 상기 슬래브 데크플레이트(170)는 양단에 지지가 되면 타설되는 콘크리트 하중과 타설 시 작업하중을 동바리 없이 견딜 수 있는 철근트러스 데크플레이트 또는 철선트러스 데크플레이트 중 어느 하나인 것이 바람직하고, 상기 슬래브 데크플레이트(170)에는 콘크리트가 타설되어 철골띠장보(150)로부터 전달되는 토압을 저항하게 된다.
이때 설치하고자 하는 지하 구조물(100)의 중앙부는 철골 프레임(140)이 설치되어 있지 않으므로 슬래브 데크플레이트(170)도 설치되어 있지 않아 콘크리트의 타설도 되지 않는다. 다시 말해, 상기 슬래브 데크플레이트(170)가 설치된 위치에만 콘크리트를 타설 및 양생하여 지상 슬래브(180)를 형성한다. 따라서 중앙부는 빈 공간으로 남아 있어 상기와 같이 슬래브 데크플레이트(170)에 타설된 콘크리트가 양생되면 상기 중앙부를 통해 토사의 굴토작업이 가능하게 된다(도 10 참조).
그리고 이와 같은 과정을 반복하면서 지하 구조물(100)의 기초 하단까지 굴토한다. 이렇게 기초 하단까지 굴토하게 되면, 지하 구조물(100)의 외곽부에는 슬래브가 제1기둥유닛(120)과 결합된 상태로 형성되고 중앙부는 지상까지 관통되어 있다(도 11 내지 도 15 참조).
이 상태에서, 도 16에 도시된 바와 같이, 지하 구조물(100)의 중앙부에 배치되는 구조물 기둥(210)의 설치 위치에 제2기둥유닛(190)을 설치하고, 상기 제1 및 제2기둥유닛(120, 190)과 연결되게 상기 지하 구조물(100)의 기초에 배근을 한 후, 콘크리트를 타설 및 양생하여 기초슬래브를 형성한다.
이때 제2기둥유닛(190)은 철골조로 제작될 수도 있고 철근콘크리트조로 제작될 수도 있다. 그리고 상기 제1기둥유닛(120)에는 철근을 배근하고 거푸집을 장착하게 된다.
이와 같은 과정을 거쳐, 상기 기초 슬래브(200)의 상면에서 제1기둥유닛(120)에 철근 배근 및 콘크리트 타설하면서 구조물 기둥(210) 및 주두를 형성함과 아울러, 제2기둥유닛(190)에 철근 배근 및 콘크리트를 타설하면서 지상 슬래브(180)까지 기설치된 슬래브와 연결하면서 구조물 기둥(210) 및 슬래브를 형성한다(도 17 내지 도 20 참조).
이때 제2기둥유닛(190)은 완전히 순타공법에 의해 시공되므로 구조물 기둥(210)의 설계대로 정확하게 시공될 수 있으나, 이미 설치된 제1기둥유닛(120)을 구조물 기둥(210)으로 사용할 때에는 일부 설계상 오차가 발생할 수 있다. 이러한 오차는 제1기둥유닛(120)이 2개의 H형강(121)으로 이루어져 있으므로 H형강(121)의 일부를 절개함에 의해 해소될 수 있다.
또한 제1기둥유닛(120)에 고정된 접합강재(131)는 제1기둥유닛(120)과 지지강재(132a)를 이격시켜 고정하고 있으므로, 제1기둥유닛(120)에 대한 거푸집 설치 공간을 확보해 주므로, 철근 배근 후 거푸집 설치 작업이 용이해 지게 된다. 이렇게 시공되어 콘크리트 타설된 제1기둥유닛(120)의 형태는 도 21에서 확인할 수 있다.
그리고 제1기둥유닛에서 콘크리트의 양생이 완료되면 거푸집을 제거함과 아울러, 접합강재(131)를 제외한 브라켓 유닛(130)은 해체되어
이상에서와 같이 본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
100 : 지하 구조물 110 : 흙막이벽
120 : 제1기둥유닛 121 : H형강 122 : 플랜지
123 : 웨브 125 : 보강재
130 : 브라켓 유닛 131 : 접합강재 131a : 체결공
132: 지지어셈블리 132a: 지지강재
132b: 연결부재 132c: 트러스부재
132d: 수평부재 132e: 버팀부재
140 : 철골 프레임 141 : 철골보 141a : 안착홈
143 : 연결보
150 : 철골띠장보 151 : 통공
160 : 드롭패널구조체 161 : 내측패널 163 : 외측패널
163a : 관통공 165 : 연결패널
167 : 고정패널
170 : 슬래브 데크플레이트 180 : 지상 슬래브
190 : 제2기둥유닛 200 : 기초 슬래브
210 : 구조물 기둥

Claims (6)

  1. 지하 구조물(100)을 설치하고자 하는 지중에 흙막이벽(110)을 형성하는 제1단계;
    상기 지하 구조물(100)을 받쳐 지지하는 중앙부와 외곽부의 구조물 기둥(210) 중 외곽부에 배치되는 구조물 기둥(210)의 설치 위치에 제1기둥유닛(120)을 설치하는 제2단계;
    상기 제1기둥유닛(120)이 설치된 지중을 굴토하는 제3단계;
    상기 지중이 굴토되어 나타난 제1기둥유닛(120)에 트러스 형태의 브라켓 유닛(130)을 설치하는 제4단계;
    상기 브라켓 유닛(130)의 상면에 철골보(141)를 안착 및 서로 연결하여 상기 제1기둥유닛(120)을 둘러 연결보(143)를 형성하여 철골 프레임(140)을 장착하되, 중앙부에 배치되는 구조물 기둥(210)의 설치 위치에 대응하는 공간에는 철골 프레임(140)을 설치하지 않고 빈 공간으로 남겨두는 제5단계;
    상기 제1기둥유닛(120) 주변에 철골보(141)와 연결보(143)로 구획된 공간에 드롭패널구조체(160)를 설치하여 상기 제1기둥유닛(120)과 결합하고, 상기 드롭패널구조체(160)가 설치되지 않은 철골 프레임(140) 상에는 슬래브 데크플레이트(170)를 설치하는 제6단계;
    상기 슬래브 데크플레이트(170)가 설치된 위치에만 콘크리트를 타설 및 양생하여 지상 슬래브(180)를 형성하는 제7단계;
    상기 지상 슬래브(180) 하부의 지중을 굴토하는 제8단계;
    상기 지중을 굴토하여 나타난 제1기둥유닛(120)에 대해 제4단계 내지 제7단계를 반복한 후, 지하 구조물(100)의 기초 하단까지 굴토하는 제9단계;
    상기 지하 구조물(100)의 중앙부에 배치되는 구조물 기둥(210)의 설치 위치에 제2기둥유닛(190)을 설치하고, 상기 제1 및 제2기둥유닛(120, 190)과 연결되게 상기 지하 구조물(100)의 기초에 철근을 배근한 후, 콘크리트를 타설 및 양생하여 기초 슬래브(200)를 형성하는 제10단계;
    상기 기초 슬래브(200)의 상면에서 지상 슬래브(180)까지 제1기둥유닛(120)에 철근 배근 및 콘크리트 타설하면서 구조물 기둥(210) 및 주두를 형성함과 아울러, 제2기둥유닛(190)에 철근 배근 및 콘크리트를 타설하면서 지상 슬래브(180)까지 기설치된 슬래브와 연결하면서 구조물 기둥(210) 및 슬래브를 형성하는 제11단계;를 포함하되,
    상기 제1기둥유닛(120)은, 플랜지(122)를 상호 대면한 2개의 H형강(121)과, 상기 H형강(121)의 대면한 플랜지(122) 끝단을 둘러싸면서 2개의 H형강(121)을 구속하는 보강재(125)로 구성되고,
    상기 브라켓 유닛(130)은, 내부로 일정 공간을 갖고 일단은 상기 대면한 H형강(121)의 플랜지 이외의 외곽의 플랜지에 고정되는 접합강재(131)와, 상기 접합강재(131)에 트러스 형태로 고정되는 지지어셈블리(132)를 포함하고,
    상기 철골보(141)는 상기 지지어셈블리(132) 상에 안착되어 고정되는 것을 특징으로 하는 지하 구조물 구축을 위한 부분 탑다운 공법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접합강재(131)는 상부와 하부가 개방되고, 측부로 복수개의 체결공(131a)이 형성되는 각형강관 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 지하 구조물 구축을 위한 부분 탑다운 공법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지지어셈블리(132)는 상기 접합강재(131)의 면상에 결합되는 연결부재(132b)와, 연결보(143)를 안착시키기 위해 상기 연결부재(132b)의 상단에 결합되는 수평부재(132d)와, 철골보(141)를 안착시키기 위해 일단은 상기 수평부재(132d)의 중앙 측부에 결합되고 타측 저면은 상기 연결부재(132b)와 연결되는 트러스부재(132c)와 결합되는 지지강재(132a)로 구성되는 것을 특징으로 하는 지하 구조물 구축을 위한 부분 탑다운 공법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 드롭패널구조체(160)는, 상기 제1기둥유닛(120)과 일정 간격 이격되게 배치되면서 상기 제1기둥유닛(120)과 연결되는 내측패널(161)과, 외부로부터 배근된 철근이 통과할 수 있도록 관통공(163a)을 구비하고 상기 제1기둥유닛(120)에 인접하여 배치되는 철골보(141)와 연결보(143) 내에 안착되어 고정되며 연결패널(165)에 의해 상기 내측패널(161)과 연결되는 외측패널(163)로 구성되는 것을 특징으로 하는 지하 구조물 구축을 위한 부분 탑다운 공법.
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