KR200390421Y1 - 데크 현수식 역타설 지하 구조물 - Google Patents

Abstract

본 고안은 데크 현수식 역타설 지하 구조물에 관한 것으로, 지중에 지하연속벽 및 RCD파일 등의 지하기둥을 설치한 후 지하구조물을 역타설하여 지하구조물을 구축함에 있어서,

상부층의 보에 그 하부층의 보를 현수부재에 의해 현수 지지시킨 상태에서 구축된 데크상에 콘크리트를 타설하여 그 하부층의 바닥구조물을 구축하고, 상기 하부층 바닥구조물의 구축과정에서 바로 후속 굴토작업을 속행시키는 축조방식을 반복하여 구축한 지하구조물을 특징으로 한다.

Description

데크 현수식 역타설 지하 구조물 {Top-down substructure by deck suspension}

본 고안은 톱 다운(Top-Down)방식에 의한 역타설 공법에 의한 지하구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선시공된 상부층의 보에 그 하부층의 보를 현수지지시킨 상태에서 구축된 데크상에 콘크리트를 타설하여 그 하부층의 바닥구조물을 구축하는 데크 현수식 역타설 지하구조물에 관한 것이다.

일반적으로 빌딩구조물의 구축방식에는 부지전체를 모두 개착 굴토한 후 지하 최하층부터 점차 상부층으로 차례로 구축해 올라가는 오픈컷(open-cut)방식에서의 순타설공법과 지상구조물 및 지하구조물을 동시에 상하방향으로 진행 축조하는 소위 톱다운방식의 역타설공법이 있다.

순타설공법이 적용되는 오픈컷 방식은 부지의 굴착지역 외곽에 흙막이 벽을 설치하고 이것들을 스트러트(strut)나 웨일(wale)등과 같은 버팀용 가설물로 토류벽을 지지하면서 전체부지를 굴토하는 개착식 공사방법이다.

이러한 개착식 공법은 최근 빌딩들이 점차 대형화 및 고층화되는 경향 때문에 지하굴토깊이가 고심도화되는 상황이어서 붕괴위험 등 시공상의 문제뿐 아니라 부지활용이 여의치않은 도심지에서는 인접건물과의 주변관계상 소음이나 환경오염등 여러 가지 민원상의 문제가 야기되어 적용상의 어려움이 있었다.

따라서 최근에는 시공상의 안전성이나 공기단축, 부지활용의 극대화 뿐만 아니라 굴착 시 발생되는 소음 및 분진방지가 가능한 친환경 공법으로서, 톱다운 방식에 의한 역타설 공법이 도심지 공사에 선호되고 있다.

이러한 역타설공법은 인근 지반 및 건물의 침하방지 등을 위해 먼저 지하연속벽을 시공하고 필요 위치에 RCD파일 등 지하기둥을 설치한 후 지하로 굴착해가면서 지하구조물을 차례로 구축 시공해나가는 공법으로서, 시공되는 하부구조물의 바닥슬래브가 굴토작업 시 버팀 구조물로 기능하게 되므로 지하 굴토 시 가설공사비가 최소화되는 이점도 있다.

역타설공법에는 통상 지반위에 콘크리트 슬래브와 보를 바로 타설하는 방법(Concrete on Grode), 지반을 어느정도 굴착하고 동바리를 세우고 거푸집을 설치하여 콘크리트를 타설하는 방법(Form on Supporting), 두 개층을 동시에 굴착한 후 그 다음층을 먼저 시공하는 방법(Go Over Next Slab)등이 있다.

이중 동바리와 거푸집을 설치하여 콘크리트를 타설하는 공법은 콘크리트 양생중 동바리의 존치로 인하여 굴토공사가 진행될 수 없을 뿐 아니라 거푸집과 동바리등 가설자재를 굴토작업장 외부로 반출하여야 후속작업이 진행되는 문제점이 있어 결과적으로 동바리와 거푸집의 소운반 및 재조립에 별도 인건비와 공사기간이 소요되는 비경제적인 문제가 있었다.

도 1로 도시되어 있는 『대형판 거푸집 및 동바리 현수식 역타설 거푸집공법』은 1997.10.9자로 출원된 기술로서 상기한 바와 같은 동바리와 거푸집을 설치하여 콘크리트를 타설하는 공법의 문제점을 개선하기 위해 안출된 선행기술이다.

즉 상기 선행기술은 도 1a에 도시되어 있는 바와 같이 지하 일부가 개착굴토되어 형성된 공간에 대형화 슬래브 거푸집(3)과 보 하부거푸집(4)을 동바리(5)로 지지시키는 한편 기둥 거푸집을 형성하여 콘크리트를 타설하므로서, 바닥슬래브와 보를 축조하도록 되어있다.

이때 슬래브 거푸집(3)은 해체 후에 매달 수 있도록 콘크리트 슬래브에 매설되는 박스 슬리브(3F)를 관통하여 슬래브 거푸집 현수용와이어(3E)가 거푸집 위로 뽑혀져 있으며 또한 보 하부거푸집(4) 역시 도 1b에 도시된 바와 같이, 박스 슬리브(3F)를 관통하여 보 하부거푸집 현수용와이어(4A)에 의해 현수되도록 슬래브 거푸집 위로 뽑혀져 있다.

따라서 콘크리트의 양생기간을 거쳐 바닥 슬래브와 보가 일정강도 발현하게되면 동바리(5)와 슬래브 거푸집(3) 그리고 보 하부거푸집(4)을 해체하게 되며, 이때 슬래브거푸집(3)과 보 하부거푸집(4)은 도 1b에 도시된 바와 같이 슬래브와 보에서 이탈되어 하방으로 각자의 현수용 와이어(3E)(4A)에 메달린체 하강하게 되고 이들 현수용 와이어의 상단 끝 원형고리에 현수용 철근(3G)이 끼워짐으로서 슬래브 상면에 걸린체 고정 현수되게 된다.

한편, 해체된 동바리(5)는 그 일단이 거푸집멍에(3C)에 걸려있는 동바리 현수용 와이어(5B)에 묶여 있는 상태에서 그 타단을 인접된 현수용 와이어(5B)에 끼워 넣는 방식으로 현수하도록 되어있다.

따라서 상기 선행기술은 동바리(5)와 슬래브 거푸집(3) 그리고 보 하부거푸집(4)을 선 시공된 슬래브에 현수시키므로서 굳이 이들 부재를 작업장 외부로 반출할 필요가 없이 후속 굴토작업을 그대로 진척시킬 수가 있을 뿐만아니라, 소요 굴토작업이 이루어지면 그 다음층의 바닥슬래브와 보를 구축 시 상기와 같이 현수된 동바리(5)와 대형화된 슬래브 거푸집(3) 그리고 보 하부거푸집(4)을 그대로 조립하여 사용할 수 있어 종래의 동바리 및 거푸집 공법에 비해 공기단축이나 인건비 면에서 어느 정도 경제적 효과를 기대할 수 있다고 하겠다.

그러나 상기 선행기술 역시 몇 가지 기술적인 문제점이 있다.

즉 상기 선행기술 역시 바닥슬래브와 보를 동바리에 지지된 거푸집에 콘크리트를 타설 구축하는 방식이어서 적어도 콘크리트의 소요강도에 필요한 양생기간까지는 동바리와 거푸집을 해체할 수 없으며 따라서 후속 굴토작업을 진척시킬 수가 없게되므로 공기 단축에는 한계가 있을 수밖에 없는 치명적인 문제점이 있었다.

또한 상기 선행기술은 그 명세서에서도 명시하고 있드시 보측판 거푸집이나 조각합판 등의 일부 거푸집은 여전히 작업장 밖으로 반출하여야 하는 번거로움이 상존할 뿐만 아니라 슬래브 거푸집을 대형화 시켰다고는 하나 기둥거푸집과 함께 슬래브 거푸집과 보 거푸집 등을 매번 해체하고 조립하는 수고는 여전한 문제로 남아있다.

또한 상기 선행기술은 동바리에 의해 거푸집이 지지되는 방식이어서 연약지반의 경우에는 별단의 조치가 없으면 채택하기 어려운 공법일 뿐만 아니라 채택될 수 있는 지반의 경우라도 동바리 하부에 통상 버림 콘크리트를 타설하여 지지력을 강화시켜야 하는 등의 낭비 요소가 있다.

본 고안은 전술한 바와 같은 지하구조물의 역타설공법중 동바리에 지지되는 거푸집에 콘크리트를 타설하는 방식의 공법에서 야기되는 여러 문제점을 일거에 불식시킬 수 있는 방안 즉, 콘크리트의 양생기간에도 굴토작업등 후속공정을 속행할 수 있게 함으로서, 종래 방식에 비해 공기를 대폭 단축시킬 수 있을뿐 아니라 콘크리트 슬래브구축에 필요한 동바리나 거푸집과 같은 가설공사를 생략함으로서, 거푸집의 해체 조립에 따른 수고와 공기를 생략화 할 수 있으며, 상당한 정도의 연약지반에서도 별단의 조치나 낭비 요소없이 시공할 수 있는 지하구조물을 제안하고자 함을 목적으로 한다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 지하구조물을 역타설함에 있어서, 선 시공된 상부층의 보에 그 하부층의 보를 현수 지지시킨 상태에서 구축된 데크상에 콘크리트를 타설함으로서, 그 하부층의 바닥구조물을 구축하면서 바로 후속굴토작업을 진행시키는 방식을 차례로 반복함을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 구체적인 구성을 보다 상세히 설명한다.

도 2는 지상바닥구조물이 선 시공된 상태를 나타낸 측면도로서, 도시된 바와 같이 본 고안에서도 통상의 역타설 공법에서와 마찬가지로 우선 인근지반 및 건물의 침하방지등을 위해 부지 주변에 지하연속벽(10)을 구축하는 한편 설계도면에 나타난 본 건물의 기둥소요위치에 RCD파일 등 지하기둥(20)들을 설치한 다음 지상1층 바닥구조물(S1)이 시공된 상태에서 다음바닥 구조물을 시공할 소요깊이만큼 굴착되어 있는 상태를 나타내고 있으며 미 설명부호 30은 큰보인 거더(Gider)를, 32는 가이드 빔을 나타낸다.

도 3과 도 4는 지하1층 바닥구조물(S2)을 축조시공하는 단계를 나타낸 측단면도로서 먼저 도 3은 상부층인 지상 바닥구조물의 거더(30)에 하부층인 지하1층 바닥구조물(S2)의 거더(30)를 현수하는 과정을 나타내고 있다.

즉 도시한 바와 같이 지하1층 바닥구조물(S1)의 큰 보인 거더(30)들은 먼저 지하연속벽(10)의 내벽에 설치되는 테두리보(12)와 지하기둥(20)에 설치되는 기둥브래킷(22) 또는 기둥브래킷(22)과 기둥브래킷(22)상에 임시 거치된다.

여기에서 상기 테두리보(12)는 지하연속벽(10)에 매설되어있는 다우얼 바(Dowel bar)와 결착되는 철근 콘크리트보로 시공하고 기둥브래킷(22)은 H형강재인 지하기둥(20)에 강재브래킷으로 바로 용접 설치함이 바람직하다.

그리고 본 고안에 적용되는 거더나 빔과 같은 각종 보 부재들은 강판성형보나 형강보는 물론 철근 콘크리트 보로도 채택할 수 있음은 물론이다.

상기와 같이 임시 거치 된 거더(30)은 다시 상부층의 거더(30)와 그 양단부가 각기 현수용부재(40)로 연결된다.

상기 현수용부재(40)의 상하 양단부는 상기 양 거더(30)의 상하부로 각기 돌설되어 있는 연결러그(42)에 체결되며 그 중간에는 턴 버클(45)이 개재되어 있어 길이 조절이 가능하도록 되어있다.

따라서, 상기한 거더(30)들이 적정위치로 조절 현수배치된 다음에는 도 5에 도시된 바와 같이, 작은 보인 빔(34)부재들을 배치하고 이어서 데크 플레이트(36)를 깔고 소요 배근작업과 기계, 전기배관 슬리브 작업등 데크설치를 완료한다.

이와 같이 데크 설치가 완료되어 최종적으로 콘크리트를 타설하기 전에는 도 4에 도시된 바와 같이 거더나 빔의 중간부위에 처짐방지용 현수 부재(40)를 추가 설치한 후 콘크리트를 타설하여 하부층의 바닥구조물(S2)을 구축하게 된다.

본 고안은 상기한 바와 같이 하부층의 바닥구조물(S2)이 상부층의 바닥구조물(S1)에 현수된 상태에서 그대로 시공 구축됨으로, 그 하부 굴토현장에는 굴토작업에 방해가 되는 동바리나 거푸집등과 같은 일체의 가설물이 설치되어 있지 않을 뿐 아니라, 현수된 상태에서 그대로 양생과정을 거치므로 콘크리트 경화를 위한 양생기간에 관련 없이 후속 굴토작업을 계속 진척시킬 수가 있게 되는 것이다.

전술한 바와 같이 본 고안은 종래 동바리에 지지되는 거푸집에 콘크리트를 타설하여 다음 지하층구조물을 축조하는 방식과는 달리 데크구조물을 현수시킨 상태에서 시공하는 방식이므로, 무엇보다도 동바리나 거푸집과 같은 가설구조물이 필요없어 이들의 조립이나 해체 및 소운반에 따른 수고와 공기를 생략 또는 단축시킬 수 있을 뿐 아니라, 상부 콘크리트구조물의 시공과정 즉 콘크리트 양생기간은 물론 심지어 데크 구축 과정에서조차 다음 지하층을 위한 굴토작업을 속행시킬 수가 있어 종래 공법보다 공기를 대폭 단축시키는 효과가 있다.

또한 본 고안은 연약지반에서도 시공이 가능하여 상대적으로 범용성이 증대될 뿐 아니라 연약지반에서 동바리의 처짐을 방지하기 위해 지내력 강화용으로 사용되는 버림콘크리트의 타설도 불필요함으로 이에 따른 낭비요소 역시 제거할 수 있는 이점이 있다.

도 1a와 도 1b는 종래의 거푸집 및 동바리 현수식 역타설 거푸집공법의 측단면도.

도 2는 본 고안에서 지상바닥 구조물이 선 시공된 상태를 나타낸 측단면도.

도 3은 본 고안에서 선 시공된 상부층의 거더에 그 하부층의 거더를 보의 양단에서 현수시킨 상태를 나타낸 측단면도.

도 4는 본 고안에서 상기 하부층인 지하 1층 바닥구조물이 시공된 후 그 다음층 시공을 위한 굴토작업이 이루어진 상태를 나타낸 측단면도.

도 5는 본 고안에서 적용되는 거더와 빔 그리고 데크플레이트의 배열을 참고적으로 나타낸 평면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 지하연속벽 12 : 테두리보

20 : 지하기둥 22 : 기둥브래킷

30 : 거더 32 : 가이드 빔

34 : 빔 36 : 데크 플레이트

40 : 현수용부재 42 : 연결러그

45 : 턴 버클

Claims (4)

1. 지중에 지하연속벽 및 RCD파일 등의 지하기둥을 설치한 후 역타설방식에 의하여 구축되는 지하구조물에 있어서,

   상부층의 보에 그 하부층의 보를 현수부재에 의해 현수 지지시킨 상태에서 구축된 데크상에 콘크리트를 타설하여 그 하부층의 바닥구조물을 구축하고, 상기 하부층 바닥구조물의 구축과정에서 바로 후속 굴토작업을 속행시키는 축조방식을 반복하여 구축함을 특징으로 하는 데크 현수식 역타설 지하구조물.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 하부층의 보중 큰 보인 거더는 테두리보 및 기둥브래킷에 임시 거치 후 현수시킴을 특징으로 하는 데크 현수식 역타설 지하구조물.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 상부층의 보와 그 하부층의 보는 각기 그 양단부를 1차적으로 상기 현수부재에 의해 현수시킨 다음 데크상에 콘크리트를 타설하기 전에 2차적으로 상기 보의 중간부위에 다시 현수부재를 추가 설치시킴을 특징으로 하는 데크 현수식 역타설 지하구조물.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 현수부재는 중간에 턴 버클이 개재됨을 특징으로 하는 데크 현수식 역타설 지하구조물.