KR20040104218A - 싱크다운 공법의 지하층 슬라브 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하층을 각 층별의 단계적으로 상부층에서 하부층으로 완성해 가는 탑다운 공법에 있어서 지하층 슬라브의 시공방법에 관한 것으로, 현수부재가 고정된 하부층의 지지틀과 슬라브 거푸집을 제작하고, 큰보 및 바닥슬라브의 가장 낮은 레벨을 기준으로 지반정지선을 결정하여 굴착 및 바닥정지 작업을 한 상태에서 그 위에 상부층의 와이어로 지지틀과 슬라브 거푸집을 하강시켜 지지틀과 슬라브 거푸집의 안치 후 상기 현수부재를 관부재의 내부를 통하여 상부로 인출되게하고 콘크리트의 타설 마감선 상부의 현수부재에 지지틀 고정장치를 조립하여 상기 슬라브 거푸집에 콘크리트를 타설하고 양생한 후 지지틀 고정장치, 지지틀 및 거푸집을 탈형함으로서, 지지틀 및 거푸집의 안치작업이 단순하여 작업시간 및 인력이 절감되고, 지지틀과 거푸집을 양생된 슬라브에 고정 지지하므로 가설자재의 훼손이 적고, 현수부재의 돌출 길이가 짧아 거푸집의 해체시 안전성이 확보되고 철근 형틀작업 및 자재정리가 간편하며, 램프 슬라브 및 계단 부위의 역타시공이 가능하여 시공비용의 절감과 시공기간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

Description

싱크다운 공법의 지하층 슬라브 시공방법{ Construction method for Sub-terranean slab of Sink-down method }

본 발명은 지하층을 각 층별의 단계적으로 상부층에서 하부층으로 완성해 가는 탑다운 공법에 있어서 하부층 슬라브의 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 큰보 및 바닥슬라브의 가장 낮은 바닥을 기준으로한 지반정지선에 지지틀과 슬라브 거푸집을 안치한 상태에서 콘크리트를 타설하여 슬라브를 시공하고 지지틀과 슬라브 거푸집을 시공된 슬라브 자체에 지지되도록 함으로서, 지지틀과 슬라브 거푸집의 설치작업이 단순하고 거푸집 해체시 안전성이 확보되며 램프 슬라브 및 계단부위의 역타시공이 가능하여 시공기간을 단축시킬 수 있는 지하층 슬라브의 시공방법에 관한 것이다.

일반적인 공법은 구조물을 하부층에서 상부층으로 공사를 진행해 나가는 것이나, 일반적인 탑다운 공법은 지하구조부가 시공되는 외곽에 연속적으로 옹벽을 설치하고 그 옹벽 내부에 내력기둥들이 설치될 위치에 철골들을 설치한 후, 지하 각층을 층별로 단계적으로 굴착하면서 기둥 및 슬라브시공을 반복함으로써 지하층들을 상부층에서 하부층으로 완성해 나가는 공법으로 종래의 탑다운 공법에 의해 지하2층을 시공하는 단면을 전개한 도1을 살펴보면, 시공할 하부층의 슬라브(1)의 위치보다 하측으로 2-3m를 굴착하고 선 시공된 상부 슬라브(3)에 다수의 현수부재(2)의 상부는 콘크리트 타설 마감선까지 설치된 관부재의 내부를 통하여 인출되게하되 지압판 및 록크볼트로 구성된 지지틀 고정장치(6)로서 분해 가능하게 조립하고 다수의 현수부재(2)의 하부는 시공할 하부층의 지지틀(4)까지현수시키되 록크볼트(7) 등으서 지지틀(4)을 분해 가능하게 조립하여 지지틀(4)을 현수시키고 상기 지지틀(4) 위에 거푸집(5)을 안치한 후 콘크리트를 타설하고 양생한 후 상기 선 시공된 상부 슬라브(3)의 지지틀 고정장치(6) 및 후 하부층의 슬라브(1)의 록크볼트(7) 등을 분해하고 현수부재(2)를 제거하여 슬래브(1)를 형성하는 탑다운 공법이다.

상기의 종래 공법은 지상층과 지하층 공사가 동시에 시공됨으로 공기단축의 효과가 크며, 시공할 하부층을 현수부재로 현수함으로서 연약지반에서도 시공이 가능하고 바닥구체 공정과 상관없이 토공진행이 가능한 장점이 있으나, 지지틀을 고정시키는 시간이 많이 소요되고, 현수부재의 간격이 2~3M 정도로서 협소하고 현수부재가 하부층 슬라브에서 선 시공된 상부층의 슬라브까지 연결되어 있어서 회전반경에 지장을 받아 철근의 형들작업이 힘들며, 현수부재의 수가 많아 슬라브 처리가 힘들고, 현수부재가 휨이 잘 되지 않는 철근으로된 볼트로 되어 있으므로 하부층을 현수하는 것이 불편하고, 램프 슬라브 및 계단 부위에 대한 역타시공이 어려운 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로, 현수부재가 고정된 하부층의 지지틀과 슬라브 거푸집을 제작하고, 큰보 및 바닥슬라브의 레벨로 굴착 및 바닥정지 작업을 한 상태에서 상부층의 와이어로지지틀과 슬라브 거푸집을 하강시켜 안치한 후 상기 현수부재를 관부재의 내부를 통하여 상부로 인출되게하고 현수부재의 상부에 지지틀 고정장치를 조립한 후 콘크리트를 타설 양생한 후 지지틀 등을 탈형함으로서, 지지틀 및 거푸집의 안치작업이 단순하여 작업시간 및 인력이 절감되고, 현수부재의 돌출 길이가 짧아 거푸집의 해체시 안전성이 확보되고 철근 형틀작업 및 자재정리가 간편하며, 램프 슬라브 및 계단 부위의 역타시공이 가능하여 시공비용의 절감과 시공기간을 단축할 수 있는 지하층 슬라브 시공방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래의 탑다운 공법의 지하층 설치 단면 전개도

도 2는 본 발명의 지지틀 조립도

도 3은 본 발명의 하부층 지반정지선까지 굴착한 상태도

도 4는 본 발명의 지지틀 및 거푸집을 하부층의 지반정지선에 안치한 상태도

도 5는 본 발명의 하부층의 콘크리트 타설상태도

도 6은 본 발명의 지지틀 및 거푸집을 하부층 슬라브로부터 탈형하는 과정의 상태도

도 7는 본 발명의 콘크리트를 타설한 상태에서 현수부재와 지지틀 고정장치를 조립한 단면도

도 8는 본 발명의 현수부재와 와이어와의 결합 단면도

10; 지지틀 20; 거푸집

30; 지지틀 고정장치 31; 지지틀고정용 강판

32; 너트 40; 현수부재

50; 콘넥터 60; 와이어 하강용 장치

61; 삼각대 62; 체인블록

70; 와이어 80; 관부재

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 현수부재가 고정된 하부층의 지지틀과 슬라브 거푸집을 제작하고, 큰보 및 바닥슬라브의 가장 낮은 레벨을 기준으로 지반정지선을 결정하여 굴착 및 바닥정지 작업을 한 상태에서 그 위에 상부층의 와이어로 지지틀과 슬라브 거푸집을 하강시켜 지지틀과 슬라브 거푸집의 안치 후 상기 현수부재를 관부재의 내부를 통하여 상부로 인출되게하고 콘크리트의 타설 마감선 상부의 현수부재에 지지틀 고정장치를 조립한 후 상기 슬라브 거푸집에 콘크리트를 타설하고 양생한 후 지지틀 고정장치, 지지틀 및 거푸집을 탈형하여 지하층 슬라브를 완성하는 것을 특징으로 하는 것이다.

보다 상세하게는 지하 각층을 단계적으로 굴착하면서 기둥 및 슬라브 시공을 반복하여 상부층에서 하부층으로 완성해 가는 탑다운 공법에 있어서, 시공하고자 하는 하부층의 지지틀(10)과 슬라브 거푸집(20)을 제작하되 지지틀(10)에 현수부재(40)를 조립하는 거푸집 제작공정과, 상기 거푸집 제작공정 후 시공하고자 하는 하부층의 큰보 및 바닥슬라브의 낮은 레벨으로서 지반정지선을 결정하여 굴착작업과 지반정지작업을 하는 하부층 지반정지공정과, 기 시공된 상부층의 와이어 하강용 장치(60)의 와이어(70)를 상기 현수부재(40)에 결합하고 와이어(70)를 하강시켜 상기 지지틀(10)과 슬라브 거푸집(20)을 상기 하부층 지반정지공정에서 정지된 정지지반에 안치하는 거푸집 안치공정과, 상기 거푸집이 안치되면 상기 와이어(70)와 상기 현수부재(40)를 분리하고, 현수부재(40)는 관부재(80)의 내부를 통하여 상부로 인출되게하여 콘크리트 타설 마감선 상부에 지지틀 고정장치(30)를 조립한 후 콘크리트를 타설 양생하는 하부층 슬라브 타설공정과, 상기 하부층 슬라브 타설공정 후 상기 관부재(80)와 지지틀 고정장치(30)를 제거하고 상부층의 와이어 하강용 장치(60)로부터 와이어(70)를 상기 현수부재(40)에 결합하고 와이어(70)를 풀어 상기 지지틀(10) 및 거푸집(20)을 탈형하는 지지틀 탈형공정을 특징으로 하는 싱크다운 공법의 지하층 슬라브 시공방법이다. 따라서, 본 발명은 탑다운 공법의 하나로서 지지틀(10)과 거푸집(20)을 정지된 지반에 안치하므로 그 명칭을 싱크다운 공법이라 칭하였다.

도 2는 본 발명의 지지틀(10)에 대한 조립도이고, 도 3은 본 발명의 후 시공할 하부층의 토사를 하부 슬라브의 지반정지선까지 굴착한 상태도이고, 도 4는 본 발명의 지지틀(10) 및 거푸집(20)을 하부층의 지반정지선에 안치한 상태도이고, 도 5는 본 발명의 하부층에 대한 콘크리트를 타설한 상태도이고, 도 6은 본 발명의 지지틀(10) 및 거푸집(20)을 하부층 슬라브로부터 탈형하는 과정의 상태도이고, 도 7는 본 발명의 하부층에 콘크리트를 타설한 상태에서 현수부재(40)와 지지틀 고정장치(30)를 조립한 단면도이고, 도 8는 본 발명의 현수부재(40)와 와이어(70)와의 결합한 단면도로서 이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

상기와 같은 본 발명의 탑다운 공법에 있어서 지하층 슬라브의 시공방법을 살펴보면, 지하구조부가 시공되는 외곽에 연속적으로 옹벽을 설치하고, 그 옹벽 내부에 내력기둥들이 설치될 위치에 철골들을 설치한 후, 먼저 시공하고자 하는 하부층에 사용할 지지틀(10)을 가로재 및 세로재로 사용되는 H형강과 C형강을 소정의 길이로 절단 가공하여 지지틀(10)이 뒤틀림이 발생하지 않토록 가로재 및 세로재를 도2와 같이 직각으로 설치하고 서로 접촉되는 부분은 볼트로서 고정시키고 풀림의 방지를 위해 하부를 용접하고, H형강인 가로재에 적당한 간격의 소정 위치에 관통구멍을 형성하고 상기 관통구멍에 볼트로 된 현수부재(40)를 상부로 인출되게하여 관통시켜 너트(32)로 조립하여 완성한다. 하부층의 거푸집(20)을 제작하여 상기 지지틀(10) 상부에 안치한다. 거푸집(20)은 현수부재(40)가 삽입되는 부위에 관통구멍을 형성시키고 이 관통구멍으로 현수부재(40)를 상부로 인출되게 한다.

상기 지지틀(10) 및 거푸집(20)이 완성되면 기 시공된 상부층의 슬라브 아래의 토사 즉 시공하고자 하는 하부층의 큰보 및 바닥슬라브의 가장 낮은 레벨으로서 지반정지선을 결정하여 도 3과 같이 지하층 슬라브의 지반정지선까지 굴토하며, 지작업의 기준높이는 하부층의 슬라브 두께, 보의 설치 깊이, 거푸집(20)의 합판 두께, 지지틀(10)의 H형강 및 C형강의 치수, 동바리의 설치 두께 등을 감안하여 굴착작업과 지반정지작업을 하여 큰보 및 낮은 슬라브를 기준으로하여 터파기 및 바닥정지작업을 하는 하부층 지반정지 공정을 실시한다. 이때, 상부층 슬라브 하부의 토사를 굴토한 상태에서 도 7에 도시된 바와 같이 거푸집(20)은 관부재(80)를 관통하여 지지틀 고정장치(30)에 조립된 현수부재(40)로 인하여 시공된 슬라브에 지지 고정되어 있어서 낙하되지 아니한다. 도 8에 도시된 바와 같이 다수의 현수부재(40)의 상부를 다수의 콘넥터(50)에 조립되어 있으며, 콘넥터(50)의 상단은 와이어(70)를 연결하되 와이어(70)는 상부층에 설치된 와이어 하강용 장치(60)인 삼각대(61) 내의 체인블록(62)에 연결되어 있다. 현수부재(40)와 콘넥터(50)는 암수나사로 결합되고 콘넥터(50) 상부는 걸고리가 형성되어 있으며 이 걸고리에 와이어 하강용 장치(60)의 체인블 내의 와이어(70)를 연결하는 것이며 현수부재(40)와 콘넥터(50)는 나사결합으로 인하여 콘넥터(50)가 어느 정도 회전이 되어도 분해가 되지 않게 구성되어 있다. 와이어(70) 길이는 하부층의 시공이 가능한 정도로서 체인블록(62)의 높이 및 지하층의 높이 등을 감안하여 조정이 가능하나 대체로 6~8M 정도가 된다

이와 같이 지지틀(10) 및 거푸집(20)은 와이어 하강용 장치(60)의 체인블록(62)을 조정하여 와이어(70)를 서서히 풀면서 지지틀(10)과 거푸집(20)을 하방으로 하강시켜 하부층의 정지된 지반에 안치되는 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이 와이어 하강용 장치(60)의 체인블록(62)을 조정하여 와이어(70)를 서서히 풀어 도 5와 같이 상기 탈형된 지지틀(10)을 상기 지하층 지반정지공정의 정지된 지반에 안치한다. 지하층의 정지된 지반위에 지지틀(10)이 직접 안치되고 지지틀(10) 위에 거푸집(20)이 안치되므로 정지지반이 거푸집을 지지하게 되므로 거푸집(20)의 지지력이 보다 확실하게 확보되는 것이다.

상기 지지틀(10) 및 거푸집(20)이 안치되면 상기 와이어(70)와 상기 현수부재(40)를 분리하고, 콘크리트 타설 마감선 상부의 현수부재(40)에 지지틀 고정장치(30)를 조립한 후 현수부재(40)가 움직일 수 있도록 PVC 파이프 등의 관부재(80)를 콘크리트 타설 높이까지 설치하여 콘크리트를 타설하고 양생하여 하부층 슬라브를 완성한다. 관부재(80)의 저부는 거푸집(20)에 관부재(80)의 상부는 지지틀 고정장치(30)에 지지되어 고정된다.

현수부재(40)의 길이는 조립되었을 경우에 콘크리트 타설 마감선 상부에 설치되는 지지틀 고정장치(30)인 지지틀고정용 강판(31) 및 너트(32)가 조립된 상태에서 2~3cm 정도로 돌출되도록 한다. 현수부재의 돌출길이가 짧으므로 인하여 거푸집의 해체가 용이할 뿐만 아니라 해체작업의 안정성이 양호하고, 하부층의 슬래브의 양생 후 하부층에서 철근의 형틀 작업이 가능하고 기타의 자재의 정리에 불편한 점이 감소되는 것이다.

상기의 지지틀(10), 현수부재(40), 지지틀 고정장치(30), 관부재(80) 및 타설 콘크리트의 상호 관계가 도 7에 도시되어 있으며 이들의 상호 구성을 설명하면, 지반정지선 위에 합판이 안치되고 합판위에 가로재인 H형강이 구성되고 H형강과 직각으로 세로재인 C형광이 구성되되 가로재와 세로재는 상호 용접되어 있는 지지틀(10)이 안치된다. 세로재의 적당한 위치에는 관통구멍이 관통되어 있고 이 관통구멍으로 현수부재(40)가 입설되되 너트로 흔들림이 없도록 조립된다. 지지틀(10) 상부에는 거푸집(20)이 안치되고 거푸집(20)에도 H형강의 관통구멍과합치하는 부분에 현수부재(40)의 관통구멍이 형성되어 있다. 관통구멍이 있는 거푸집(20)의 상부는 관부재(80)가 안치되되 관부재(80) 내부에 현수부재(40)가 구성되고 관부재(80)의 상부에는 고정장치인 지지틀고정용 강판(31)과 볼트가 조립되어 관부재(80)가 입설되게 구성되는 것이다. 관부재(80)의 높이는 콘크리트 타설 높이와 일치되게 제작한다. 이와같이 지지틀과 거푸집이 양생된 슬라브에 고정 지지되므로 가설자재의 훼손이 적을 뿐만 아니라 별도의 가설자재의 설치공정이 생략되는 것이다.

상기 거푸집(20) 위에 타설된 콘크리트가 양생되어 상기 하부층 슬라브가 형성되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 하부층의 지지틀(10) 및 거푸집(20)을 탈형하기 위하여 현수부재(40)의 상단에 조립된 지지틀 고정장치(30)를 분해한 후현수부재(40)의 상부를 콘넥터(50)에 조립하고 콘넥터(50)의 상단은 와이어(70)로 연결하되 와이어(70)는 상부층에 설치된 와이어 하강용 장치(60)인 삼각대(61) 내의 체인블록(62)에 연결한다.

이와 같이 지지틀(10) 및 거푸집(20)을 와이어 하강용 장치(60)의 체인블록(62)을 이용하여 지지한 상태에서 상기 관부재(80)의 내부 공간을 통해 거푸집(20)에 충격을 가하여 거푸집(20)을 하부층 슬라브의 저면으로부터 탈락시키고, 와이어 하강용 장치(60)의 체인블록(62)을 조정하여 와이어(70)를 서서히 풀면서 지지틀(10)과 거푸집(20)을 하방으로 하강시켜 지지틀(10)과 거푸집(20)을 탈형시키고 관부재(80)도 슬라브로 부터 제거한다. 관부재(80)의 사용으로 발생한 슬라브의 내부공간은 향후 내부공간을 활용하지 않는 시기 즉 차기의 하부층에 대한 지지틀(10) 및 거푸집(20)에 대한 탈형이 된 이후에 콘크리트 등을 채워 넣어 슬라브에 대한 시공을 마무리한다.

상기의 작업 공정을 동일하게 순차적으로 반복함으로서 지하층의 슬라브를 상부층에서 하부층으로 차례로 시공하는 것이며, 상기 공정 중에서 다음에 시공될 하부층에 대한 지지틀(10)과 슬라브 거푸집(20)이 동일할 경우에는 거푸집 제작공정이 생략된다.

따라서, 본 발명에 따른 지하층 슬라브를 시공하는 방법은 현수부재(40)가 고정된 하부층의 지지틀(10)과 슬라브 거푸집(20)을 제작하고, 큰보 및 바닥슬라브의 레벨로 굴착 및 바닥정지 작업을 한 상태에서 상부층의 와이어(70)로 지지틀(10)과 슬라브 거푸집(20)을 하강시켜 안치한 후 상기 현수부재(40)를 관부재(80)의 내부를 통하여 상부로 인출되게하고 현수부재(40)의 상부에 지지틀 고정장치(30)를 조립한 후 콘크리트를 타설 양생한 후 지지틀(10) 등을 탈형함으로서, 지하층 슬라브가 완성되어 작업시간이 절감되고, 거푸집(20)의 해체시 안전성이 확보되고, 철근 형틀작업 및 자재정리가 편리하도록 구성되는 공법이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 정지된 지반위에 지지틀과 거푸집을 안치함으로 이들의 안치작업이 단순하여 작업시간 및 인력과 동바리의 비용이 절감되고, 지지틀과 거푸집이 양생된 슬라브에 고정 지지되므로 가설자재의 훼손이 적고, 현수부재의 돌출 길이가 짧아 거푸집의 해체시 안전성이 확보되고 철근 형틀작업 및 자재정리가 간편하며, 램프 슬라브 및 계단 부위의 역타시공이 가능하여 시공비용의 절감과 시공기간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 지하 각층을 단계적으로 굴착하면서 기둥 및 슬라브 시공을 반복하여 상부층에서 하부층으로 완성해 가는 탑다운 공법에 있어서;

   시공하고자 하는 하부층의 지지틀과 슬라브 거푸집을 제작하되, 지지틀에 현수부재를 조립하는 거푸집 제작공정;

   상기 거푸집 제작공정 후 시공하고자 하는 하부층의 큰보 및 바닥슬라브의 낮은 레벨으로서 지반정지선을 결정하여 굴착작업과 지반정지작업을 하는 하부층 지반정지공정과;

   기 시공된 상부층의 와이어 하강용 장치의 와이어를 상기 현수부재에 결합하고 와이어를 하강시켜 상기 지지틀과 슬라브 거푸집을 상기 하부층 지반정지공정에서 정지된 정지지반에 안치하는 거푸집 안치공정;

   상기 거푸집이 안치되면 상기 와이어와 상기 현수부재를 분리하고, 현수부재는 관부재의 내부를 통하여 상부로 인출되게하여 콘크리트 타설 마감선 상부에 지지틀 고정장치를 조립한 후 콘크리트를 타설 양생하는 하부층 슬라브 타설공정;

   상기 하부층 슬라브 타설공정 후 상기 관부재와 지지틀 고정장치를 제거하고, 상부층의 와이어 하강용 장치로부터 와이어를 상기 현수부재에 결합하고 와이어를 풀어 상기 지지틀 및 거푸집을 탈형하는 지지틀 탈형공정을 특징으로 하는 싱크다운 공법의 지하층 슬라브 시공방법