KR102286236B1 - 지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강방법 및 그 시스템 - Google Patents

지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강방법 및 그 시스템 Download PDF

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Abstract

지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강방법에 관한 발명이다. 본 발명의 지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강방법은, 기존 구조물에 대한 철거공사를 진행하기 위해 지상 구조물을 철거하는 지상 구조물 철거단계; 상기 지상 구조물 철거 시 발생하는 철거 폐기물을 반출하는 철거 폐기물 반출단계; 지하 바닥에 대하여 센터 파일(center pile)을 식립할 센터 파일 식립위치를 마킹하는 센터 파일 식립위치 마킹단계; 마킹된 센터 파일 식립위치를 천공하여 오프닝(opening)하는 센터 파일 식립위치 오프닝단계; 최하층 바닥에 상기 센터 파일을 결합하기 위해 상기 센터 파일을 지지하는 파일 서포트 플레이트를 자리 배치하는 파일 서포트 플레이트 자리 배치단계; 복수 개의 앵커를 이용해서 자리 배치된 상기 파일 서포트 플레이트를 최하층 바닥에 고정하는 앵커를 이용한 플레이트 고정단계; 및 고정된 파일 서포트 플레이트에 상기 센터 파일을 끼워 조립하는 플레이트와 파일 조립단계를 포함한다.

Description

지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강방법 및 그 시스템{Reinforcing method and system for a basement wall}
본 발명은, 지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 지상 구조물을 철거한 다음, 지하 구조물 철거할 때, 지하 외벽이 안전하게 존치될 수 있게끔 지하 외벽을 보강할 수 있는, 지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
과거에는 지하실 공사를 할 때 여유 있게 땅을 파고 그 안에서 별도로 지하실 골조공사를 마친 후 가설 흙막이와 건물 지하실 외벽 사이의 여유 공간에 흙을 되메우고 띠장과 H-파일(pile)을 회수하는 방법이 일반적이었다.
그러나, 지금은 대지 활용도를 극대화하기 위하여 지하실 외벽 면을 가설 흙막이 안쪽 면에 바로 접하도록 시공하는 이른 바 합벽 공법이 대부분 사용되고 있다.
이러한 합벽 공사에 사용되는 흙막이 구조와 띠장이 도 1에 도시되어 있다.
종래 합벽 공사 시 사용되는 흙막이 구조는 지반에 일정 간격으로 매설된 H-파일(1) 사이에 굴토측면이 무너지지 않도록 토류판(2)을 설치하고 토압을 지지하기 위해 H-파일(1)에 설치된 브라켓(5) 상에 가로로 띠장(3)이 설치되며 토류판(2)의 외측 토양에 박혀 H-파일(1)이 토압에 견디도록 하는 어스앵커(4)가 띠장(3)에 설치된다. 또한, 브라켓(5)은 H-파일(1)에 형성되는 가새(6)에 의해 지지된다.
그리고, 어스 앵커(4)는 더욱 안정적으로 토압에 견딜 수 있도록 수평에서 약 30도 정도 경사져서 토양에 매설되고 이에 따라 띠장(3) 또한 경사지게 설치된다.
한편, 도 1과 같은 방식이 지하실 공사에 적합하기는 하지만, 이러한 방식은 기존 건물에는 적용이 어렵다.
즉 기존 구조물 철거공사를 진행할 때, 즉 지상 구조물을 철거한 다음, 지하 구조물 철거할 때, 지하 외벽이 안전하게 존치될 수 있게끔 하려면 그에 적합한 공법이 요구되나, 도 1 혹은 이와 유사한 공법만으로는 해결하기 어렵다는 점을 두루 고려해볼 때, 기존에 알려지지 않은 신개념의 지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강기술에 관한 기술 개발이 요구된다.
대한민국특허청 출원번호 제10-2008-0035582호 대한민국특허청 출원번호 제10-2010-0090615호 대한민국특허청 출원번호 제10-2010-0126059호 대한민국특허청 출원번호 제10-2015-0173825호
본 발명의 목적은, 지상 구조물을 철거한 다음, 지하 구조물 철거할 때, 지하 외벽이 안전하게 존치될 수 있게끔 지하 외벽을 보강할 수 있는, 지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강방법 및 그 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 기존 구조물에 대한 철거공사를 진행하기 위해 지상 구조물을 철거하는 지상 구조물 철거단계; 상기 지상 구조물 철거 시 발생하는 철거 폐기물을 반출하는 철거 폐기물 반출단계; 지하 바닥에 대하여 센터 파일(center pile)을 식립할 센터 파일 식립위치를 마킹하는 센터 파일 식립위치 마킹단계; 마킹된 센터 파일 식립위치를 천공하여 오프닝(opening)하는 센터 파일 식립위치 오프닝단계; 최하층 바닥에 상기 센터 파일을 결합하기 위해 상기 센터 파일을 지지하는 파일 서포트 플레이트를 자리 배치하는 파일 서포트 플레이트 자리 배치단계; 복수 개의 앵커를 이용해서 자리 배치된 상기 파일 서포트 플레이트를 최하층 바닥에 고정하는 앵커를 이용한 플레이트 고정단계; 및 고정된 파일 서포트 플레이트에 상기 센터 파일을 끼워 조립하는 플레이트와 파일 조립단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강방법에 의해 달성된다.
상기 플레이트와 파일 조립단계의 진행 후에, 상기 파일 서포트 플레이트와 상기 센터 파일을 용접(welding)으로 고정하는 플레이트와 파일 용접 고정단계를 더 포함할 수 있다.
상기 플레이트와 파일 용접 고정단계의 진행 후에, 지하 각층 외벽에 띠장을 설치하는 띠장 설치단계를 더 포함할 수 있다.
상기 센터 파일을 매개로 해서 지하 1층에서 n층(n은 자연수)까지 순차적으로 복수 개의 스트러트를 설치하는 스트러트 설치단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적은, 높이 방향으로 시공되는 복수 개의 센터 파일(center pile); 최하층 바닥에 상기 센터 파일을 결합하기 위해 상기 센터 파일을 지지하되 앵커로 바닥에 고정되고, 상기 센터 파일과 용접되어 일체화 되는 파일 서포트 플레이트; 지하 각층 외벽에 설치되는 띠장; 및 상기 센터 파일을 매개로 해서 지하 1층에서 n층(n은 자연수)까지 순차적으로 설치되는 복수 개의 스트러트를 포함하며, 상기 센터 파일, 상기 파일 서포트 플레이트, 상기 띠장 및 상기 스트러트의 조합으로 지상 구조물을 철거한 다음, 지하 구조물 철거할 때, 지하 외벽이 안전하게 존치될 수 있게끔 하는 것을 특징으로 하는 지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강시스템에 의해서도 달성된다.
본 발명에 따르면, 지상 구조물을 철거한 다음, 지하 구조물 철거할 때, 지하 외벽이 안전하게 존치될 수 있게끔 지하 외벽을 보강할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 지하실 외벽 공사용 설치구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강방법의 순서도이다.
도 3 내지 도 9는 도 2의 지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강방법 일부에 대한 공정 예시도들이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강시스템의 구조도이다.
도 11은 도 10의 C 영역에 대한 개략적인 단면 구조도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적이나 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
예컨대, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있어서 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 명세서에서, 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하여지도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 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 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하려고 구체적으로 설명되지 않는다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 사전적 의미에 제한되지 않으며, 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 같은 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 실시예의 설명 중 같은 구성에 대해서는 같은 참조부호를 부여하도록 하며, 때에 따라 같은 참조부호에 대한 설명은 생략하도록 한다.
(일 실시예)
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강방법의 순서도이고, 도 3 내지 도 9는 도 2의 지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강방법 일부에 대한 공정 예시도들이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명은 지상 구조물을 철거한 다음, 지하 구조물 철거할 때, 지하 외벽이 안전하게 존치될 수 있게끔 지하 외벽을 보강할 수 있도록 한다.
이러한 효과를 제공할 수 있는 본 발명은 도 2의 지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강방법 외에도 도 9의 지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강시스템에 그 권리범위가 적용될 수 있다.
본 발명의 지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강방법은 지상 구조물 철거단계(S11), 철거 폐기물 반출단계(S12), 센터 파일 식립위치 마킹단계(S13), 센터 파일 식립위치 오프닝단계(S14), 파일 서포트 플레이트 자리 배치단계(S15), 앵커를 이용한 플레이트 고정단계(S16), 플레이트와 파일 조립단계(S17), 플레이트와 파일 용접 고정단계(S18), 띠장 설치단계(S19) 및 스트러트 설치단계(S20)를 포함할 수 있다.
지상 구조물 철거단계(S11)는 기존 구조물에 대한 철거공사를 진행하기 위해 지상 구조물을 철거하는 공정이다. 철거는 여러 방식이 적용될 수 있다.
철거 폐기물 반출단계(S12)는 지상 구조물 철거 시 발생하는 철거 폐기물을 반출하는 공정이다.
센터 파일 식립위치 마킹단계(S13)는 도 3처럼 지하 바닥에 대하여 센터 파일(110, center pile)을 식립할 센터 파일 식립위치를 마킹하는 공정이다.
센터 파일(110)의 개수는 지하 바닥의 넓이에 따라 얼마든지 변경될 수 있다. 따라서, 도면의 형상에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.
센터 파일 식립위치 오프닝단계(S14)는 마킹된 센터 파일 식립위치를 천공하여 오프닝(opening)하는 과정이다. 지하층이 여러 층 있을 때, 이 단계를 진행하기 좋다.
파일 서포트 플레이트 자리 배치단계(S15)는 최하층 바닥에 센터 파일(110)을 결합하기 위해 센터 파일(110)을 지지하는 파일 서포트 플레이트(120)를 자리 배치하는 공정이다.
앵커를 이용한 플레이트 고정단계(S16)는 복수 개의 앵커(121)를 이용해서 자리 배치된 파일 서포트 플레이트(120)를 최하층 바닥에 고정하는 공정이다.
플레이트와 파일 조립단계(S17)는 도 4 내지 도 7처럼 고정된 파일 서포트 플레이트(120)에 센터 파일(110)을 끼워 조립하는 공정이다.
플레이트와 파일 용접 고정단계(S18)는 도 8처럼 파일 서포트 플레이트(120)와 센터 파일(110)을 용접(122, welding)으로 고정하는 공정이다.
띠장 설치단계(S19)는 도 9처럼 지하 각층 외벽에 띠장(130)을 설치하는 공정이다.
스트러트 설치단계(S20)는 역시, 도 9처럼 센터 파일(110)을 매개로 해서 지하 1층에서 n층(n은 자연수)까지 순차적으로 복수 개의 스트러트(140)를 설치하는 공정이다.
이러한 공정을 진행하기 위한 본 발명에 따른 지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강시스템은 높이 방향으로 시공되는 복수 개의 센터 파일(110)과, 최하층 바닥에 센터 파일(110)을 결합하기 위해 센터 파일(110)을 지지하되 앵커(121)로 바닥에 고정되고, 센터 파일(110)과 용접(122)되어 일체화 되는 파일 서포트 플레이트(120)와, 지하 각층 외벽에 설치되는 띠장(130)과, 센터 파일(110)을 매개로 해서 지하 1층에서 n층(n은 자연수)까지 순차적으로 설치되는 복수 개의 스트러트(140)를 포함한다.
도 9에 도시된 것처럼 스트러트(140)의 단부에는 나사부(140a)가 형성된다. 이러한 나사부(140a)는 스트러트(140)를 띠장(130)이나 센터 파일(110)에 조립할 때, 길이 조절 가능하게 하는 역할을 한다.
이러한 센터 파일(110), 파일 서포트 플레이트(120), 띠장(130) 및 스트러트(140)의 조합으로 지상 구조물을 철거한 다음, 지하 구조물 철거할 때, 지하 외벽이 안전하게 존치될 수 있게끔 할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강방법에 대해 일련적으로 설명한다.
우선, 기존 구조물에 대한 철거공사를 진행하기 위해 지상 구조물을 철거한다. 기존 구조물의 규모에 따라 포크레인 등이 사용될 수 있다. 구조물이 작은 경우에는 수동 파쇄기를 사용하면 된다.
다음, 지상 구조물 철거 시 발생하는 철거 폐기물을 반출한다. 철거 폐기물을 제대로 반출하지 않으면 환경 오염을 유발하기 때문에 이 과정을 제대로 수행하는 것이 필요하다.
다음, 도 3처럼 지하 바닥에 대하여 센터 파일(110)을 식립할 센터 파일 식립위치를 마킹한다. 마킹의 방법은 다양할 수 있으며, 센터 파일(110)의 개수에 맞게 마킹하면 된다.
다음, 마킹된 센터 파일 식립위치를 천공하여 오프닝(opening)한다. 이때는 드릴링 장치가 이용될 수 있다.
다음, 최하층 바닥에 센터 파일(110)을 결합하기 위해 센터 파일(110)을 지지하는 파일 서포트 플레이트(120)를 자리 배치한다. 파일 서포트 플레이트(120)는 터 파일 식립위치 영역에 배치될 수 있다.
다음, 도 7처럼 복수 개의 앵커(121)를 이용해서 자리 배치된 파일 서포트 플레이트(120)를 최하층 바닥에 고정한다. 도면에는 파일 서포트 플레이트(120) 하나당 4개의 앵커(121)가 사용된 것으로 도시했지만, 앵커(121)의 개수는 얼마든지 변경될 수 있다. 따라서, 도면의 형상에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.
다음, 도 4 내지 도 7처럼 고정된 파일 서포트 플레이트(120)에 센터 파일(110)을 끼워 조립한다.
다음, 도 8처럼 파일 서포트 플레이트(120)와 센터 파일(110)을 용접(122, welding)으로 고정한다. 이로써, 파일 서포트 플레이트(120)와 센터 파일(110)이 한 몸체가 되는데, 파일 서포트 플레이트(120)가 앵커(121)로 바닥에 고정된 상태이므로 센터 파일(110) 역시, 바닥에 고정되는 형태를 취한다.
다음, 도 9처럼 지하 각층 외벽에 띠장(130)을 설치한다. 띠장(130)으로 인해 외벽의 손상을 줄일 수 있다.
그런 다음, 도 9처럼 센터 파일(110)을 매개로 해서 지하 1층에서 n층(n은 자연수)까지 순차적으로 복수 개의 스트러트(140)를 설치함으로써 지하 외벽을 존치하면서 안전하게 보강할 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 구조를 기반으로 작용을 하는 본 실시예에 따르면, 지상 구조물을 철거한 다음, 지하 구조물 철거할 때, 지하 외벽이 안전하게 존치될 수 있게끔 지하 외벽을 보강할 수 있게 된다.
(다른 실시예)
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강시스템의 구조도이고, 도 11은 도 10의 C 영역에 대한 개략적인 단면 구조도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강시스템 역시, 높이 방향으로 시공되는 복수 개의 센터 파일(110)과, 최하층 바닥에 센터 파일(110)을 결합하기 위해 센터 파일(110)을 지지하되 앵커(121)로 바닥에 고정되고, 센터 파일(110)과 용접(122)되어 일체화 되는 파일 서포트 플레이트(220)와, 지하 각층 외벽에 설치되는 띠장(130)과, 센터 파일(110)을 매개로 해서 지하 1층에서 n층(n은 자연수)까지 순차적으로 설치되는 복수 개의 스트러트(140)를 포함하며, 전술한 도 2처럼 지상 구조물 철거단계(S11), 철거 폐기물 반출단계(S12), 센터 파일 식립위치 마킹단계(S13), 센터 파일 식립위치 오프닝단계(S14), 파일 서포트 플레이트 자리 배치단계(S15), 앵커를 이용한 플레이트 고정단계(S16), 플레이트와 파일 조립단계(S17), 플레이트와 파일 용접 고정단계(S18), 띠장 설치단계(S19) 및 스트러트 설치단계(S20)를 통해 지하 외벽을 보강할 수 있도록 한다.
한편, 이러한 구조에서 파일 서포트 플레이트(220)가 전술한 실시예와 다르게적용된다. 즉 파일 서포트 플레이트(220)는 센터 파일(110)의 하부 영역에 자리 배치되면서 끼워지게 삽입 돌출부(221)를 포함한다. 또한, 삽입 돌출부(221)의 외측으로 상면보다 낮게 함몰된 함몰부(222)가 형성된다.
이럴 경우, 센터 파일(110)은 그 하단부가 함몰부(222)에 일부 끼워진 상태로 삽입 돌출부(221)에 가이드되면서 삽입될 수 있는데, 이 상태에서 파일 서포트 플레이트(220)와 센터 파일(110)이 접하는 부분을 용접하면 센터 파일(110)의 하단부가 파일 서포트 플레이트(220)에 일부 삽입된 상태로 용접이 되기 때문에 용접 강도를 높일 수 있는 장점이 있다.
본 실시예가 적용되더라도 지상 구조물을 철거한 다음, 지하 구조물 철거할 때, 지하 외벽이 안전하게 존치될 수 있게끔 지하 외벽을 보강할 수 있다.
이처럼 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다고 하여야 할 것이다.
110 : 센터 파일 120 : 파일 서포트 플레이트
121 : 앵커 122 : 용접
130 : 띠장 140 : 스트러트

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 기존 구조물에 대한 철거공사를 진행하기 위해 지상 구조물을 철거하는 지상 구조물 철거단계;
    상기 지상 구조물 철거 시 발생하는 철거 폐기물을 반출하는 철거 폐기물 반출단계;
    지하 바닥에 대하여 센터 파일(center pile)을 식립할 센터 파일 식립위치를 마킹하는 센터 파일 식립위치 마킹단계;
    마킹된 센터 파일 식립위치를 천공하여 오프닝(opening)하는 센터 파일 식립위치 오프닝단계;
    최하층 바닥에 상기 센터 파일을 결합하기 위해 상기 센터 파일을 지지하는 파일 서포트 플레이트를 자리 배치하는 파일 서포트 플레이트 자리 배치단계;
    복수 개의 앵커를 이용해서 자리 배치된 상기 파일 서포트 플레이트를 최하층 바닥에 고정하는 앵커를 이용한 플레이트 고정단계; 및
    고정된 파일 서포트 플레이트에 상기 센터 파일을 끼워 조립하는 플레이트와 파일 조립단계
    상기 플레이트와 파일 조립단계의 진행 후에, 상기 파일 서포트 플레이트와 상기 센터 파일을 용접(welding)으로 고정하는 플레이트와 파일 용접 고정단계
    상기 플레이트와 파일 용접 고정단계의 진행 후에, 지하 각층 외벽에 띠장을 설치하는 띠장 설치단계
    상기 센터 파일을 매개로 해서 지하 1층에서 n층(n은 자연수)까지 순차적으로 각기 단부에 나사부를 포함하는 복수 개의 스트러트를 설치하는 스트러트 설치단계를 더 포함하되,
    상기 스트러트를 띠장이나 센터 파일(110)에 조립할 때 상기 나사부를 통해 길이를 조절하는 것을 특징으로 하는 지하 구조물 철거 시 지하 외벽 보강방법.
  5. 삭제
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