KR102156800B1 - 씽크홀 방지를 위한 건축물의 조인트 그라우팅 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축물의 건축시 발생되는 조인트를 보강하기 위한 그라우팅 공법에 관한 것으로, 상세하게는, 본 발명에 따른 건축물의 조인트 그라우팅 공법에 따르면, 선타설 콘크리트와 후타설 콘크리트 사이의 접합부인 조인트부의 누수 방지를 위해 보강재를 간편하게 주입하여 시공성 및 경제성을 도모하는 한편, 동절기 작업시에도 선타설 콘크리트와 후타설 콘크리트 사이의 이음면과 보강재 간의 접합특성을 개선하여 선타설 콘크리트와 후타설 콘크리트 사이의 조인트부를 강화시킬 수 있다. 더 나아가서, 기초 구조물을 더욱 안정적으로 시공함으로써 씽크홀 현상을 방지하여 도로를 운행하는 차량 운전자나 보행자의 안전을 도모할 수 있다.

Description

씽크홀 방지를 위한 건축물의 조인트 그라우팅 공법{GROUTING METHOD FOR JOINT PORTION OF CONCRETE STRUCTURE TO PREVENT SINKHOLE}

본 발명은 건축물의 건축시 발생되는 조인트를 보강하기 위한 그라우팅 공법에 관한 것으로, 상세하게는, 선타설 콘크리트와 후타설 콘크리트 사이의 이음부인 조인트부의 균열 방지를 위해 그라우트(grout)와 같은 보강재(충전재)를 간편하게 주입하여 시공성 및 경제성을 도모하는 한편, 기초 구조물의 기둥을 더욱 안정적으로 시공하여 씽크홀 현상을 방지할 수 있는 건축물의 조인트 그라우팅 공법에 관한 것이다.

건축물 구조물 시공방법 중 역타공법(Top-Down Method)은 지반을 굴착하기 전에 흙막이 벽체와 기둥을 선 시공한 후 굴착공사와 병행하여 지하 구조물을 지상에서 지하로 구축하는 공법을 말하는 것으로서, 지하 구조물의 구축과 동시에 지상 구조물을 구축할 수 있어 공기가 단축되고, 선시공된 1층 슬래브는 작업장으로 활용 가능하여 우천시에도 작업을 가능하게 하는 등 많은 장점을 지니고 있으나, 앞서 설명한 바와 같이, 필연적으로 기둥이나 외벽 및 코어에 조인트가 발생하게 된다.

일반적인 역타공법은 본 기둥이 되는 철골기둥을 지중에 설치한 후, 지하 구조물의 각층 슬래브 등 수평 구조체로 흙막이 벽체를 지지하면서 최하층까지 수평구조체를 형성시키는 과정으로 시공하고, 지하층의 기둥이나 벽체 등은 최하층부터 다시 순타 방식으로 콘크리트를 타설하여 지하층의 구축을 완료한다. 이와 같이, 지하층에 대한 구축이 진행되는 동안 지상층에 대하여도 일반적인 건축물 구축방식에 따라 철골기둥 등과 같은 수직부재에 콘크리트를 타설하여 본 기둥과 외벽 및 전단벽체를 완성한 다음, 슬래브를 형성하여 가면서 상부층에 대한 구축을 진행하게 된다.

그러나, 이러한 역타공법에서, 기둥 등과 같은 콘크리트 수직부재는 지상층을 위한 상부 부분에 대한 콘크리트 타설이 완료된 이후 하부 부분에 대한 콘크리트 타설을 실시하기 때문에 상부 콘크리트와 하부 콘크리트를 시공하는 과정에서 그 사이에 콘크리트 타설작업의 일시적인 중단에 따라 필연적으로 역타 조인트가 발생한다.

이로 인해 상부 콘크리트와 하부 콘크리트 사이에 균열 등이 발생할 수 있고, 이러한 균열들이 콘크리트 구조체에 발생되는 경우 콘크리트 구조체의 구조적인 내력을 감소시키는 한편, 누수 등에 의해 구조체의 제 기능을 충분히 발휘하지 못하게 할 뿐만 아니라, 외관을 저하시키기 때문에 충분한 보강을 필요로 하게 된다.

이에 따라, 콘크리트 수직부재 간에 발생하는 조인트부를 보강하기 위해 상부 콘크리트와 하부 콘크리트의 조인트부에 건축물의 조인트 그라우팅 공법을 실시하였다.

종래기술에 따른 건축물의 조인트 그라우팅 공법은 드릴 등을 이용하여 조인트 부분에 천공홀을 형성하는 과정, 천공홀에 그라우트 장치의 주입노즐을 설치하고 그 주변을 실링재로 밀봉하는 과정, 주입노즐을 통해 에폭시를 천공홀에 주입시키는 과정, 주입노즐을 제거하고 천공홀 주변을 마감하는 과정을 순차적으로 진행하였다.

하지만, 종래기술에 따른 건축물의 조인트 그라우팅 공법에서는 천공홀을 형성하기 위한 공정이 다소 복잡하여 작업량을 증가(공기 증가)시키고, 천공시 먼지 등을 비산시켜 작업환경을 저해하는 한편, 보강된 외면이 깨끗하지 못하며, 먼저 타설된 콘크리트 구조체에 불필요한 충격을 가하여 내력을 저하시키는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 일본 공개특허공보 특개평07-090945호(공개일: 1995.04.04.)에서는 선타설 콘크리트와 후타설 콘크리트 사이의 조인트부에 그라우트재가 충진되는 공간을 형성하기 위해 지수 호스를 설치한 후 선타설 콘크리트와 후타설 콘크리트를 타설한 다음 지수 호스에 지수용 주입재를 주입하는 방법이 제안되었다.

그러나, 일본 공개특허공보 특개평07-090945호에서 제안된 그라우팅 공법은 드릴 등을 이용하여 조인트부를 천공한 후 그 내부에 그라우트재를 충진하는 공법에 비해 공정을 단순화시켜 공기를 단축시키는 등의 효과를 제공할 수는 있으나, 동절기 작업시 선타설 콘크리트와 후타설 콘크리트 사이의 이음면(선타설 콘크리트의 하면과 후타설 콘크리트의 상면)과 그라우트재 간의 온도차로 인해 이들이 안정적으로 접착되지 못하여 여전히 건조수축 균열, 소성 균열, 침하 균열, 외부 충격에 의한 물리적 균열 및 알칼리 중성화 등 화학적인 작용에 의한 균열 등을 발생하였다.

일본 특개평07-90945(공개일:1995.04.04.)

따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 선타설 콘크리트와 후타설 콘크리트 사이의 접합부인 조인트부의 누수 방지를 위해 그라우트(grout)와 같은 보강재를 간편하게 주입하여 시공성 및 경제성을 도모하는 한편, 동절기 작업시에도 선타설 콘크리트와 후타설 콘크리트 사이의 이음면과 보강재 간의 접합특성을 개선하여 선타설 콘크리트와 후타설 콘크리트 사이의 조인트부를 강화시킬 수 있는 건축물의 조인트 그라우팅 공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 구현하기 위한 일측면에 따른 본 발명은 선타설 콘크리트용 철골기둥과 후타설 콘크리트용 철골기둥 사이에 복수 개의 관통홀이 형성된 관체를 설치하는 과정; 상기 관체의 내부에 히터봉을 삽입하여 상기 복수 개의 관통홀을 밀폐하는 과정; 상기 히터봉을 통해 상기 관체로 열을 제공하여 상기 관체를 가열한 상태에서 콘크리트를 타설하여 상기 선타설 콘크리트와 상기 후타설 콘크리트를 시공하는 과정; 상기 히터봉을 상기 관체로부터 인출시키는 과정; 및 상기 관체의 일측부로 주입노즐을 삽입시켜 상기 관체의 내부를 보강재로 충진시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물의 조인트 그라우팅 공법을 제공한다.

바람직하게, 상기 히터봉은 상기 관체의 내부에 삽입된 상태에서 상기 관체의 내주면과 긴밀하게 밀착되어 상기 관통홀을 안정적으로 밀폐하는 한편, 콘크리트 타설 후 상기 관체로부터 쉽게 인출될 수 있도록 외경이 상기 관체의 내경과 동일하거나, 0.1mm~0.5mm 정도 작은 크기로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게, 상기 히터봉은 상기 관체에 형성된 복수 개의 관통홀에 대응하는 부위의 외주면에 탄성볼이 형성되어 상기 관체의 내부에 삽입된 상태에서 상기 관통홀을 밀폐하는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게, 상기 탄성볼은 열에 강한 내열성 고분자로 이루어진 실리콘 또는 우레탄 재질로 이루어지되, 상기 히터봉의 외면에 내열성 접착제를 이용하여 부착 고정되고, 상기 관체의 내부 또는 외부로 인입 및 인출이 용이하도록 상기 히터봉의 외주면으로부터 1mm~3mm 높이로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 건축물의 조인트 그라우팅 공법에 따르면, 선타설 콘크리트와 후타설 콘크리트 사이의 접합부인 조인트부의 누수 방지를 위해 보강재를 간편하게 주입하여 시공성 및 경제성을 도모하는 한편, 동절기 작업시에도 선타설 콘크리트와 후타설 콘크리트 사이의 이음면과 보강재 간의 접합특성을 개선하여 선타설 콘크리트와 후타설 콘크리트 사이의 조인트부를 강화시킬 수 있다.

더 나아가서, 본 발명은 기초 구조물을 더욱 안정적으로 시공함으로써 씽크홀 현상을 방지하여 도로를 운행하는 차량 운전자나 보행자의 안전을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 건축물의 조인트 그라우팅 공법을 도시한 공정 흐름도.
도 2는 도 1에 도시된 공정별 과정을 간략하게 도시한 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 관체가 이음부에 설치된 상태를 도시한 도면들.
도 5는 본 발명의 다른 예에 따른 히터봉을 설명하기 위해 도시한 단면도.

본 발명의 이점 및 특징, 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작과 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 씽크홀 방지를 위한 건축물의 조인트 그라우팅 공법을 도시한 공정 흐름도이고, 도 2는 도 1에 도시된 공정별 과정을 간략하게 도시한 도면이고, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 관체가 이음부에 설치된 상태를 도시한 도면들이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 건축물의 조인트 그라우팅 공법은, 건축물을 시공할 때 콘크리트 타설 시기의 차이로 인하여 발생되는 조인트(이음부)를 보강하는 방법을 제안한다. 상기 조인트는 역타공법에 의해 건축물을 시공할 때 필연적으로 발생되는 역타 조인트에 가장 적절하게 적용될 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상에 반하지 아니하는 범위 내에서 컨트롤 조인트 및 컨스트럭션 조인트 등 시공과정 중에 발생되는 다양한 조인트에 대하여도 유효하게 적용될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 조인트 그라우팅 공법을 각 단계별로 설명하기로 한다.

도 1, 도 3 및 도 4와 같이, 선타설 콘크리트를 형성하기 위한 선타설 콘크리트 타설용 철골기둥과 후타설 콘크리트를 형성하기 위한 후타설 콘크리트 타설용 철골기둥을 상하로 형성하고, 이들 사이에 조인트부를 형성하기 위한 거푸집(F)을 형성한다(S1).

이후, 강관으로 이루어진 관체(100)를 설치한다(S2). 즉, 선 및 후타설 콘크리트(C1, C2)를 형성하기 위한 콘크리트 타설 전에 조인트(300) 부위에 거푸집(F)의 내측에 관체(100)를 미리 설치한다. 이때, 관체(100)는 도 4와 같이 결속선(140)이나 용접 체결방식을 이용하여 철근 등의 강재에 고정하거나 거푸집(F)에 임시고정할 수 있다. 그리고, 거푸집(F)이 제거되면 관체(100)의 일면이 외부로 노출되도록 거푸집(F)에 설치된다.

본 발명에 따른 관체(100)는 도 2와 같이, 복수 개의 관통홀(100a)이 형성된다.

이후, 도 1 및 도 2와 같이, 관체(100)의 내부에 히터봉(110)을 삽입한다(S3).

본 발명에 따른 히터봉(110)은 도 2의 (b)와 같이, 관체(100)의 내부에 삽입되어 관체(100)에 형성된 복수 개의 관통홀(100a)을 밀폐하여 콘크리트 타설시 콘크리트가 관체(100)의 내부로 유입되지 않도록 한다. 그리고, 선 및 후타설 콘크리트(C1, C2)를 형성하기 위한 콘크리트 타설과, 관체(100)의 내부로 그라우팅을 주입하는 보강재(130, 도 2의 (e) 참조) 주입시 관체(100)로 일정한 온도의 열을 공급하여 선 및 후타설 콘크리트(C1, C2)와 보강재(130) 간의 결합력을 개선할 수 있다.

즉, 비교적 추운 동절기에 콘크리트를 타설할 때, 콘크리트가 얼어붙어 선 및 후타설 콘크리트(C1, C2)와 보강재(130) 간의 결합력이 저하될 수 있는데, 히터봉(110)을 이용하여 관체(100)를 일정 온도로 가열시킨 상태에서 콘크리트 타설을 시행하여 선 및 후타설 콘크리트(C1, C2)를 형성하는 한편, 보강재(130)를 주입하는 공정에서도, 관체(100)가 히터봉(110)에 의해 일정 온도로 가열된 상태에서 실시하여 선 및 후타설 콘크리트(C1, C2)와 보강재(130) 간의 결합력을 개선할 수 있다.

본 발명에 따른 히터봉(110)은 관체(100)의 내부에 삽입된 상태에서 관체(100)의 내주면과 긴밀하게 밀착되어 복수 개의 관통홀(100a)을 안정적으로 밀폐하는 한편, 콘크리트 타설 후 관체(100)로부터 쉽게 인출될 수 있도록 외경이 관체(100)의 내경과 동일하거나, 0.1mm~0.5mm 정도 작은 크기로 형성하는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명의 다른 예에 따른 히터봉을 설명하기 위해 도시한 단면도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 예에 따른 히터봉(110)은 관체(100)에 형성된 복수 개의 관통홀(100a)에 대응하는 부위의 외주면에 탄성볼(210a)이 형성된다.

탄성볼(210a)은 열에 강한 내열성 고분자로 이루어진 실리콘 또는 우레탄 재질로 이루어질 수 있으며, 히터봉(110)의 외면에 내열성 접착제, 예를 들면 석탄산 접착제 등을 이용하여 부착 고정될 수 있다. 그리고, 탄성볼(210a)은 관통홀(100a)을 안정적으로 밀폐하는 한편, 히터봉(110)이 관체(100)의 내부로 쉽게 인입되도록 하는 한편, 인출될 수 있도록 히터봉(110)의 외주면으로부터 1mm~3mm 높이로 형성된다.

한편, 도 1 및 도 2의 (b)와 같이, 히터봉(110)을 통해 관체(100)의 내부로 일정 온도를 갖는 열을 제공하고, 그리고, 관체(100)에 열이 지속적으로 제공되는 동안 거푸집(F)으로 콘크리트를 타설하여 선 및 후타설 콘크리트(C1, C2)를 형성한다(S3).

이후, 도 1 및 도 2의 (c)와 같이, 히터봉(110)을 관체(100)로부터 인출시켜 관통홀(100a)을 개방한다(S5). 이때, 관체(100)는 히터봉(110)에 의해 일정 온도로 유지된다.

이후, 도 1, 도 2의 (d) 및 (e)와 같이, 히터봉(110)에 의해 일정 온도로 가열된 관체(100)가 식지 않도록 가급적 빠른 시간 내에 관체(100)의 일측부에 주입노즐(120)을 삽입시켜 관체(100)의 내부로 에폭시 수지, 우레탄 수지, 시멘트계 슬러리 등과 같은 그라우트를 주입하여 관체(100)의 내부에 보강재(130)를 충진시킨다(S6).

단계 S6에서, 작업 지연으로 관체(100)의 온도가 목표치 온도보다 낮아진 경우, 히터봉(110)을 관체(100)의 내부로 재 삽입하여 관체(100)를 다시 가열시킬 수도 있다.

이후, 보강재(130)의 투입이 완료되면, 주입노즐(120)을 제거한 후 관체(100)의 입구를 밀봉하여 마감한다.

이상에서와 같이 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 바람직한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아니다. 이처럼 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 본 발명의 실시예들의 결합을 통해 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

C1 : 선타설 콘크리트
C2 : 후타설 콘크리트
F : 거푸집
100 : 관체
100a : 관통홀
110, 210 : 히터봉
210a : 탄성볼

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 건축물의 시공할 때 콘크리트 타설시기의 차이로 인해 발생되는 선타설 콘크리트와 후타설 콘크리트 사이의 조인트를 보강하기 위한 건축물의 조인트 그라우팅 공법에 있어서,
   선타설 콘크리트(C1)를 형성하기 위한 선타설 콘크리트 타설용 철골기둥과 후타설 콘크리트(C2)를 형성하기 위한 후타설 콘크리트 타설용 철골기둥을 상하로 형성하고, 이들 사이에 조인트부를 형성하기 위한 거푸집(F)을 형성하는 과정(S1);
   상기 선타설 콘크리트(C1)와 후타설 콘크리트(C2) 사이의 철골기둥에 복수 개의 관통홀(100a)이 형성된 관체(100)를 설치하는 과정(S2);
   상기 관체(100)의 내부에 히터봉(110)을 삽입하여 상기 복수 개의 관통홀(100a)을 밀폐하는 과정(S3);
   상기 히터봉(110)을 통해 상기 관체(100)로 열을 제공하여 상기 관체(100)를 가열한 상태에서 콘크리트를 타설하여 상기 선타설 콘크리트(C1)와 상기 후타설 콘크리트(C2)를 시공하는 과정(S4);
   상기 히터봉(110)을 상기 관체(100)로부터 인출시키는 과정(S5); 및
   상기 관체(100)의 일측부로 주입노즐(120)을 삽입시켜 상기 관체(100)의 내부를 보강재(130)로 충진시키는 과정(S6);을 포함하되,
   상기 히터봉(110)은 상기 관체(100)의 내부에 삽입된 상태에서 관체(100)의 내주면과 긴밀하게 밀착되어 상기 관통홀(100a)을 안정적으로 밀폐하는 한편, 콘크리트 타설 후 상기 관체(100)로부터 쉽게 인출될 수 있도록 외경이 상기 관체(100)의 내경과 동일하거나, 0.1mm~0.5mm 정도 작은 크기로 형성되며, 상기 관체(100)에 형성된 복수 개의 관통홀(100a)에 대응하는 부위의 외주면에 탄성볼(210a)이 형성되어 상기 관체(100)의 내부에 삽입된 상태에서 상기 관통홀(100a)을 밀폐하며,
   상기 탄성볼(210a)은 열에 강한 내열성 고분자로 이루어진 실리콘 또는 우레탄 재질로 이루어지되, 상기 히터봉(110)의 외면에 내열성 접착제를 이용하여 부착 고정되고, 상기 관체(100)의 내부 또는 외부로 인입 및 인출이 용이하도록 상기 히터봉(110)의 외주면으로부터 1mm~3mm 높이로 형성된 것을 특징으로 하는 씽크홀 방지를 위한 건축물의 조인트 그라우팅 공법.

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