KR101808833B1 - 전단보강재를 사용한 층고절감형 지하층의 기초바닥구조 및 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 층고절감형 지하층 기초바닥의 시공방법은 지하층 전체 면적에 해당하는 지층을 굴토하는 터파기 단계와, 상기 터파기 단계 후 굴토된 지반 상에 지하층 전체 면적에 대하여 콘크리트를 타설하여 버림콘크리트층을 형성하는 단계와, 상기 버림콘크리트층 형성단계 후 버림콘크리트층 상에 격자 형상의 철근을 배치하고 콘크리트를 타설하여 내수압 슬래브층과 상기 내수압 슬래브층 사이에 기둥을 받쳐주는 기초콘크리트부의 하부를 형성하는 단계와, 상기 기초콘크리트부의 하부 상측에 거푸집을 설치하고 거푸집 내에 콘크리트를 타설하여 다수의 기초콘크리트부의 상부를 형성하는 단계와, 상기 내수압슬래브층과 기초콘크리트부의 하부를 형성하는 단계에서 콘크리트를 타설하기 전에 상기 기초콘크리트부의 전단강도를 보강하기 위해 기초콘크리트부의 상부와 하부에 걸쳐 기둥을 중심으로 십자형태로 이루어지는 전단보강재를 배치하는 단계와, 상기 기초콘크리트부의 상부 형성단계 후 기초콘크리트부 사이에 배수를 위해 오목하게 형성된 다수의 컵부가 수평으로 반복 배열된 다수의 배수판을 상호 연결하여 상기 내수압 슬래브층 상에 배치하는 단계와, 상기 기초콘크리트부와 상기 배수판 상에 콘크리트를 타설하여 바닥콘크리트층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어져서 시공성이 우수하고 층고를 절감할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

전단보강재를 사용한 층고절감형 지하층의 기초바닥구조 및 시공방법{FLOOR STRUCTURE OF UNDERGROUND FLOOR WITH REDUCED FLOOR HEIGHT USING SHEAR REINFORCEMENT AND THE CONSTRUCTION METHOD THEREOF}

본 발명은 지하층의 기초바닥구조 및 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시공성이 우수하고 층고를 절감할 수 있는 층고절감형 지하층의 기초바닥구조 및 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 대형 건물 또는 건축물을 신축하게 되면 지하구조물의 시공이 필수적으로 수반되고, 대부분 지하는 지하층으로 많이 활용되고 있는 실정이다. 이러한 지하층을 시공할 때 바닥시공의 방법으로 독립기초가 많이 이용되고 있다.

이 독립기초 시공방법은, 도1에 도시된 바와 같이 먼저 지하층 전체 면적에 해당하는 지면을 일정 깊이만큼 굴토한 다음 다시 지하층의 기둥이 세워지는 부분에는 직사각형 형태로 다른 부분보다 더 깊이 판다. 그 다음 더 깊이 판 지반(20)에 버림콘크리트(30)를 타설하고 그 위에 철근(51) 배근 후 기초콘크리트(50)를 타설하여 지반이 편평하게 되도록 한다. 그 다음 기초콘크리트(50)를 포함하여 편평하게 된 지반 상측에 격자형상의 철근(61)을 배근한 후 콘크리트를 타설하여 받침콘크리트층(60)을 형성하고, 받침콘크리트층(60)을 완전히 굳힌 다음에는 기둥(10)을 세우고 기둥(10) 사이에 다수의 배수판(71)을 받침콘크리트층(60) 상에 배치한 후 그 위에 바닥콘크리트(70)를 타설하여 완성하게 된다. 그런데, 이와 같은 지하층 바닥의 시공시 기둥(10)을 받쳐주는 기초콘크리트(50)를 형성하기 위해서는 지반을 수직으로 파야 하는데 비교적 경질 지반을 수직으로 파는 것이 용이하지 않고, 또한 기초콘크리트(50) 타설 부분만 별도로 더 깊이 파야 하는데 주변 토양이 흘러 내려 일정하게 굴토하기가 어렵고 이 때문에 공사기간이 길어지는 단점이 있다. 또한, 토양이 흘러내리는 것을 방지하기 위해 경사면을 형성할 경우 더 넓은 면적을 굴토해야 하며 굴토면적이 기둥마다 일정하지 못한 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 지하층 기초바닥 시공시 시공성이 우수하면서도 층고를 절감할 수 있어 공기와 비용이 절감되면서도 구조적으로 안정적인 층고절감형 지하층의 기초바닥구조 및 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 지하층 기초바닥의 시공방법은 지하층 전체 면적에 해당하는 지층을 굴토하는 터파기 단계와, 상기 터파기 단계 후 굴토된 지반 상에 지하층 전체 면적에 대하여 콘크리트를 타설하여 버림콘크리트층을 형성하는 단계와, 상기 버림콘크리트층 형성단계 후 버림콘크리트층 상에 격자 형상의 철근을 배치하고 콘크리트를 타설하여 내수압 슬래브층과 상기 내수압 슬래브층 사이에 기둥을 받쳐주는 기초콘크리트부의 하부를 형성하는 단계와, 상기 기초콘크리트부의 하부 상측에 거푸집을 설치하고 거푸집 내에 콘크리트를 타설하여 다수의 기초콘크리트부의 상부를 형성하는 단계와, 상기 내수압슬래브층과 기초콘크리트부의 하부를 형성하는 단계에서 콘크리트를 타설하기 전에 상기 기초콘크리트부의 전단강도를 보강하기 위해 기초콘크리트부의 상부와 하부에 걸쳐 기둥을 중심으로 십자형태로 이루어지는 전단보강재를 배치하는 단계와, 상기 기초콘크리트부의 상부 형성단계 후 기초콘크리트부 사이에 배수를 위해 오목하게 형성된 다수의 컵부가 수평으로 반복 배열된 다수의 배수판을 상호 연결하여 상기 내수압 슬래브층 상에 배치하는 단계와, 상기 기초콘크리트부와 상기 배수판 상에 콘크리트를 타설하여 바닥콘크리트층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어져서 시공성이 우수하고 층고를 절감할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 시공방법에서 상기 바닥콘크리트층에는 콘크리트의 균열에 대한 저항성 및 강도를 보강하기 위해 보강섬유재가 포함된 콘크리트를 타설하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배수판의 컵부의 바닥에는 관통공이 형성되고, 배수판의 컵부 사이에는 인접한 컵부의 외주면을 서로 연결하는 날개부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 날개부의 하부는 아치형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 시공성이 우수하면서도 층고를 절감할 수 있어 공기와 비용이 절감되면서도 구조적으로 안정적인 층고절감형 지하층의 기초바닥구조 및 그 시공방법이 제공된다.

또한, 본 발명에 의하면 지하층에서 차량 이동시 소음을 방지할 수 있는 지하층의 기초바닥구조 및 그 시공방법이 제공된다.

도1은 종래 지하층 바닥 시공방법에 의한 바닥구조를 나타낸 도면이고,
도2는 본 발명의 시공방법에 따른 층고절감형 지하층 기초바닥구조를 나타낸 도면이며,
도3은 본 발명의 시공방법에 따른 층고절감형 지하층 기초바닥구조의 사시도면이고,
도4는 본 발명의 시공방법에 따른 층고절감형 지하층 기초바닥구조의 일부 확대도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전단보강재를 사용한 층고절감형 지하층의 기초바닥의 시공방법 및 바닥구조에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도2는 본 발명의 시공방법에 따른 층고절감형 지하층 기초바닥구조를 나타낸 도면이며, 도3은 본 발명의 시공방법에 따른 층고절감형 지하층 기초바닥구조의 사시도면이고, 도4는 본 발명에 따른 층고절감형 지하층 기초바닥구조의 일부 확대도이다.

본 발명에 따른 층고절감형 지하층의 기초바닥구조는 아래로부터 버림콘크리트층(300)과, 내수압 슬래브층(400)과, 다수의 기초콘크리트부(500)와, 수평으로 연결되는 다수의 배수판(600)과, 배수판(600) 상측에 형성되는 바닥콘크리트층(700)을 포함하여 이루어진다.

상기 버림콘크리트층(300)은 지하층의 기초바닥을 형성하기 위해 일정 깊이를 굴토한 다음 노출되는 지반(200)의 상측에 콘크리트를 타설하고 양생하여 형성된다.

상기 내수압 슬래브층(400)은 버림콘크리트층(300)과 바닥콘크리트층(700) 사이에 설치되는 것으로, 버림콘크리트층(300)의 상측에 격자형상의 철근(401)을 이층 구조로 배치한 후 콘크리트를 타설하고 양생하여 이루어진다.

상기 기초콘크리트부(500)는 지하층에 세워지는 기둥(100)을 받쳐주기 위한 것으로, 다수의 기둥(100)이 세워지는 부분에 내수압 슬래브층(400) 사이에 소정 면적을 가지고 형성되는 기초콘크리트부 하부(도3에서 표시된 점선 사이 부분)와, 기초콘트리트부 하부의 상측에 내수압 슬래브층(400)으로부터 일정 높이 돌출되는 기초콘크리트부 상부로 구성된다.

또한, 기둥(100)을 받쳐주는 기초콘크리트부(500)의 전단강도를 보강하기 위해 전단보강재(501)가 설치되는데, 전단강도를 보강하기 위한 전단보강재로 평행하게 수평으로 설치되는 두 개의 철근이 양쪽에서 고리모양으로 결합되어 형성되는 스터럽 전단보강근이 사용된다.

상기 배수판(600)은 다수의 기초콘크리트부(500)의 사이에 다수개가 수평으로 연결되어 지하층으로 유입되는 지하수를 집수정(도면미도시)으로 유도하기 위한 것으로, 합성수지재질로 이루어지는 판상의 배수판(600)에 오목하게 형성되는 다수의 컵부(601)가 일정간격 반복적으로 배열되어 이루어진다. 컵부(601)는 바닥콘크리트 타설시 내부가 채워져서 바닥콘크리트층(700)을 지지하게 되고 바닥면에는 관통공이 형성되며, 컵부(601)의 사이에는 인접한 컵부(601)의 외주면을 상호 연결하는 날개부(610)가 구비된다. 지하층 구조에서 이러한 배수판(600)에 의해 내수압 슬래브층(400)과 바닥콘크리트층(700)은 서로 분리되고 내수압 슬래브층(400)과 바닥콘크리트층(700)의 분리에 의해 차량이동시 소음이 발생할 수 있는데, 이를 방지하기 위해 본 발명에서는 배수판(600)의 컵부(601) 바닥면에 관통공이 형성되어 컵부(601)에 채워지는 콘크리트가 컵부(601) 바닥면에 형성되는 관통공을 통해 내수압슬래브층(400)에 밀착되어 두 개의 층을 일체화시키도록 한다.

또한, 본 발명에서는 인접한 컵부(601)의 외주면을 서로 연결하는 날개부(610)가 구비된다. 컵부(601) 사이에 형성되는 날개부(610)는 도4에 도시된 바와 같이 인접한 컵부(601)의 외주면을 상호 연결하여 이루어지고 하부는 지하수의 원활한 이동을 위해 아치형으로 형성된다. 배수판(600) 위에는 바닥콘크리트층(700)이 타설되고 이 바닥콘크리트층(700)의 하중으로 인해 배수판(600)의 좌굴이 발생할 수 있고 이 경우 컵부(601)가 기울어질 수 있는데, 본 발명에서는 컵부(601)의 외주면을 상호 연결하는 날개부(610)가 형성됨으로써 이러한 점을 방지하게 된다.

이러한 구성을 가지는 다수개의 배수판(600)이 수평으로 연결되어 내수압 슬래브층(400)의 상측에서 다수의 기초콘크리트부(500)의 사이에 배치된다.

상기 바닥콘크리트층(700)은 기둥(100)을 받쳐주기 위한 다수의 기초콘크리트부(500) 및 배수판(600) 상측에 콘크리트를 타설하고 양생하여 이루어진다. 그리고, 바닥콘크리트층(700)을 형성하기 위한 콘크리트 타설시에는 인장강도나 전단강도 및 균열에 대한 저항성을 강화하기 위해 보강섬유재가 혼합된다.

이와 같이 형성된 바닥콘크리트층(700) 상에 합성수지재질의 표면재를 깔아 표면재층(800)을 형성하여 지하층의 바닥을 형성하게 된다.

다음으로 이러한 구조를 가지는 본 발명의 층고절감형 지하층 기초바닥의 시공방법에 대해 설명한다.

먼저 지하층의 기초바닥을 시공하기 위해 지하층의 전체면적에 해당하는 지층을 일정 깊이만큼 굴토하는 터파기를 실시한다.

그 다음, 굴토된 지반(200)에 대해 평탄작업을 수행한 후 지하층 전체 면적에 대해 일정 높이만큼 콘크리트를 타설하고 양생하여 버림콘크리트층(300)을 형성한다. 이 버림콘크리트층(300)은 상측에 형성되는 내수압 슬래브층(400)이 버림콘크리트층(300) 상에서 안정적으로 형성될 수 있도록 한다.

상기 버림콘크리트층(300)을 형성한 다음, 버림콘크리트층(300) 상에 격자 형상으로 배열된 철근(401)을 이층구조로 배치한 다음 콘크리트를 타설하여 내수압 슬래브층(400)을 형성하고, 내수압 슬래브층(400) 사이에는 기둥(100)을 받쳐주기 위한 기초콘크리트부(500)의 하부를 형성한다.

또한, 기둥(100)을 받쳐주는 기초콘크리트부(500)의 전단강도를 보강하기 위해 기둥(100)을 중심으로 기초콘크리트부(500)가 형성될 부분에 전단보강재(501)가 배치되는데, 전단보강재(501)로는 평행하게 수평으로 설치되는 두 개의 철근이 양쪽에서 고리모양으로 결합되어 형성되는 스터럽 전단보강근이 사용된다.

그 다음, 상측 슬래브를 지지하는 기둥(100)을 받쳐주는 기초콘크리트부(500)의 상부를 형성하기 위해 내수압 슬래브층(400)과 기초콘크리트부의 하부 경계선에 먹선을 그은 다음 거푸집을 먹선을 따라 설치한다.

그 후 거푸집 내에 콘크리트를 타설하고 양생한 다음 거푸집을 제거하여 기초콘크리트부(500)의 상부를 형성하게 된다. 기초콘크리트부(500)에는 콘크리트 타설전에 격자형상의 철근이 추가로 배치된다.

그 다음, 기초콘크리트부(500)의 상부 사이에 배수를 위해 수평으로 다수의 배수판(600)을 내수압 슬래브층(400) 상에 배치한다. 배수판(600)은 전술한 바와 같은 구성을 가지고 컵부(601)의 사이로 지하수 등이 이동하여 집수정(도면 미도시)으로 유입되게 된다.

배수판(600) 설치 작업 후에는 기초콘크리트부(500)와 배수판(600) 상측에 콘크리트를 타설하고 양생하여 바닥콘크리트층(700)을 형성한다.

이 때, 바닥콘크리트층(700)을 형성하기 위한 콘크리트 타설시에는 인장강도나 전단강도 및 균열에 대한 저항성을 강화하기 위해 보강섬유재가 혼합된다. 보강섬유재로는 본 실시예에서 폴리비닐알코올(PVA)섬유가 사용된다.

그리고, 바닥콘크리트층(700)을 형성한 다음에는 바닥콘크리트층(700) 상에 미끄러짐을 방지하고 또한 아래로 물이 침투하는 것을 방지하기 위해 수평으로 합성수지재질의 표면재를 깔아 표면재층(800)을 형성하게 된다. 표면재의 재질은 본 실시예에서 에폭시 수지가 사용되었으나, 이에 한정되지 않고 상기 표면재의 기능을 수행하는 것이면 어느 재질이든 무방하다.

이상의 본 발명에 따른 층고절감형 지하층 기초바닥의 시공방법은 전술한 바와 같이 먼저, 독립기초에서는 터파기 단계에서 기초콘크리트를 형성하기 위해 주위보다 더 깊이 파야 하고 또 수직으로 파야 하므로 시공이 불편하고 따라서 공사기간이 길어지는 단점이 있었으나, 본 발명에서는 이러한 독립기초의 기존관념에서 탈피하여 이와는 반대로 역상(逆相)을 가지도록 전술한 바와 같은 구성을 가짐으로써 지하층 전체면적의 내수압 슬래브층(400) 상에 거푸집을 형성하여 기초콘크리트부(500)를 형성하면 되므로 시공성이 우수해지고 이에 따라 공기와 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

또한, 기존 독립기초에서는 구조적인 안정성을 위해 기초콘크리트(50)를 형성할 때 격자모양의 철근을 배근하고, 받침콘크리트층(60)을 형성할 때도 전단강도를 향상시키기 위해 받침콘크리트층(60) 전체에 격자모양의 철근을 배근하여야 하는데 반해, 본 발명에서는 기초콘크리트부(500)에는 기둥만 받쳐주면 되므로 전단강도에 대한 보강요구가 비교적 적고 또한 구조적으로 철근을 배근하더라도 철근의 소요비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.

그리고, 내수압 슬래브층(400)상에 기둥(100)을 받쳐주기 위한 기초콘크리트부(500)를 형성함으로써, 종래 독립기초에 비해 기초콘크리트부(50)만큼의 층고를 절감할 수 있고, 배수판(600) 또한 기초콘크리트부(500) 사이에만 설치하면 되므로 그 개수가 줄어들게 된다.

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

100 : 기둥 200 : 지반
300 : 버림콘크리트층 400 : 내수압 슬래브층
500 : 기초콘크리트부 600 : 배수판
700 : 바닥콘크리트층 800 : 표면재층

Claims (4)

1. 지하층의 기초바닥의 시공방법에 있어서,
   지하층 전체 면적에 해당하는 지층을 굴토하는 터파기 단계와,
   상기 터파기 단계 후 굴토된 지반 상에 지하층 전체 면적에 대하여 콘크리트를 타설하여 버림콘크리트층을 형성하는 단계와,
   상기 버림콘크리트층 형성단계 후 버림콘크리트층 상에 격자 형상의 철근을 배치하고 콘크리트를 타설하여 내수압 슬래브층과, 상기 내수압 슬래브층 사이에 기둥을 받쳐주는 기초콘크리트부의 하부를 형성하는 단계와,
   상기 기초콘크리트부의 하부 상측에 거푸집을 설치하고 거푸집 내에 콘크리트를 타설하여 다수의 기초콘크리트부의 상부를 형성하는 단계와,
   상기 기초콘크리트부의 하부를 형성하는 단계에서 콘크리트를 타설하기 전에 상기 기초콘크리트부의 전단강도를 보강하기 위해 기초콘크리트부의 상부와 하부에 걸쳐 기둥을 중심으로 십자형태로 이루어지는 전단보강재를 배치하는 단계와,
   상기 기초콘크리트부의 상부 형성단계 후 기초콘크리트부 사이에 배수를 위해 오목하게 형성된 다수의 컵부가 수평으로 반복 배열된 다수의 배수판을 상호 연결하여 상기 내수압 슬래브층 상에 배치하는 단계와,
   상기 기초콘크리트부와 상기 배수판 상에 콘크리트를 타설하여 바닥콘크리트층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지고,
   상기 바닥콘크리트층은 콘크리트의 균열에 대한 저항성 및 강도를 보강하기 위해 보강섬유재가 포함된 콘크리트를 타설하여 이루어지며,
   상기 배수판의 컵부의 바닥면에는 관통공이 형성되고, 상기 배수판의 컵부 사이에는 인접한 컵부의 외주면을 서로 연결하는 날개부가 형성되며, 상기 날개부의 하부는 아치형으로 형성되어 시공성이 우수하고 층고를 절감할 수 있는 전단보강재를 사용한 층고절감형 지하층의 기초바닥의 시공방법.
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