KR20070052109A - 슬림형 합성 바닥 구조를 이용한 슬라브와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법 - Google Patents

슬림형 합성 바닥 구조를 이용한 슬라브와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 흙막이 벽에 인접하는 지하 외벽(콘크리트 옹벽)과 중간 기둥벽에 H형 파일을 매입하고, 이들 H형 파일에 비대칭 H형 슬림보를 거치한 후, 춤이 깊은 데크플레이트와 상기 비대칭 H형 슬림보를 합성한 합성바닥구조및 지하외벽을 함께 형성함과 동시에 굴착을 수행함으로써, 지하 층고를 대폭 낮출 수 있고, 지하외벽의 테두리보 및 바닥의 중간보를 생략하여 공기를 획기적으로 단축할 수 있는 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법에 관한 것이다.
본 발명은, 시공하고자 하는 건축물의 외곽부 계획 경계선을 따라 소정 간격마다 H형 파일이 매입된 흙막이 벽을 형성하는 제1 단계; 건축물의 내부 기둥위치에 센터파일을 설치하는 제2 단계; 상기 흙막이 벽에 인접하는 지하외벽 위치에 사이드 파일을 설치하는 제3 단계; 상기 흙막이벽과 센터파일의 상부분이 노출되도록 소정 깊이까지 터파기를 실시하는 제4 단계; 상기 센터파일과 사이드파일간에 가로방향 H형강보와 세로방향 H형강보를 설치하는 제5 단계; 상기 가로방향 H형강보의 하단 플랜지상에 춤이 깊은 데크 플레이트를 설치하여 슬라브를 형성하는 제6 단계; 및 지하외벽과 슬라브에 콘크리트를 동시 타설하고 양생하여 합성바닥구조를 형성하는 제7 단계를 포함하되, 상기의 전 단계를 순차반복함과 동시에 소정 깊이까지 터파기하여 소정의 지하층을 연속 형성하고, 최하층 바닥 및 기초공사를 수행하는 것을 특징으로 하는 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타 설 동시구축방법을 제공한다.
합성 데크 플레이트, 흙막이벽, 지하외벽, 센타파일, 사이드파일, 가로방향 슬림보, 세로방향 슬림보

Description

슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법{down-ward construction method of the underground slabs and retaining walls by the slim-type composit floor system consisted of the architectural conposit deep deck and unsymmetric H-beam without preliminary wall-attached support beams and sub-beams of the floor}
도1은 본 발명에 적용되는 슬림형 합성 바닥 구조시스템의 구성을 나타낸 개략도.
도2는 본 발명에 의한 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법을 구현하기 위한 제1 실시예의 시공순서도.
도3 및 도4는 본 발명에 의한 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법을 수행하기 위한 시공도로서, 외곽부 흙막이벽, 지하외벽 속의 슬림형 H파일(일명 사이드파일), 중앙부의 센터파일을 설치한 상태를 나타낸 평단면도.
도5는 본 발명에 의한 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법을 수행하기 위한 시공도로서, 일정 깊이까지 1단계 터파기를 수행한 후, 지하외벽 속의 사이드파일과 중앙부의 센터파일을 연결하는 가로방향 비대칭 H형 슬림보 및 세로방향 H형 슬림보를 설치한 상태를 나타낸 평단면도.
도6은 본 발명에 의한 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법을 수행하기 위한 시공도로서, 가로방향 비대칭 H형 슬림보에 춤이 깊은 건축용 합성데크플레이트를 설치하고, 지하외벽 및 중앙부 기둥에 철근배근 및 거푸집을 소요 깊이까지 설치한 후, 데크 플레이트에 와이어메쉬와 인장주근을 배근하여 슬림형 합성바닥구조를 완성한 단계의 기둥열과 슬라브열의 정단면도.
도7은 본 발명에 의한 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법을 수행하기 위한 시공도로서, 도6의 시공단계 이후에 바닥 및 지하외벽 콘크리트를 동시에 타설하여 1단계 슬림형 합성바닥구조를 완성한 정단면도.
도8은 본 발명에 의한 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법을 수행하기 위한 시공도로서, 일정 깊이까지 2단계 터파기를 수행한 후, 2단계 슬림형 합성바닥구조시스템을 완성한 상태를 나타낸 정단면도.
도9는 본 발명에 의한 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법을 수행하기 위한 시공도로서, 일정 깊이까지 3, 4단계 터파기를 수행한 후, 3, 4단계 슬림형 합성바닥구조시스템을 완성한 상태를 나타낸 정단면도.
도10은 본 발명의 요부인 슬림형 합성바닥에서, 춤이 깊은 건축용 합성데크의 휨에 대한 연속성을 제공하기 위하여 가로방향 비대칭 슬림보의 좌우측에 춤이 깊은 건축용 합성데크를 설치한 후, 상부 인장 주철근을 보강하고 또한 하부 주철근은 주방향 비대칭 H형 슬림보의 웨브를 관통하여 배근된 단면도.
도11은 본 발명에 의한 슬림형 합성 바닥구조의 제1 변형예시도.
도12는 본 발명에 의한 슬림형 합성 바닥구조의 제2 변형예시도.
도13은 본 발명에 의한 슬림형 합성 바닥구조의 제3 변형예시도.
도14는 본 발명에 의한 슬림형 합성 바닥구조에서, 춤이 깊은 건축용 합성데크의 인장주근을 연속시키기 위하여 가로방향 비대칭 H형 슬림보의 웨브에 일정한 높이 및 간격으로 홀(HOLE)을 형성한 단면도.
도15는 본 발명에 의한 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법을 수행하기 위한 제2 실시예의 시공순서도.
도16 및 도17은 본 발명의 제2 실시예에 따라, 건물 주변부에 흙막이용 H파일과 건물의 내부에 센터파일을 설치한 후, 제1단계 가로방향 비대칭 H형 슬림보를 지지하기 위하여 흙막이용 H파일에 제1 브라켓을 설치한 상태를 나타낸 평단면도 및 정단면도.
도18 및 도19는 본 발명의 제3 실시예에 따라 일정 깊이까지 터파기를 수행한 후, 제2 단계 가로방향 비대칭 H형 슬림보를 지지하기 위하여 흙막이용 H파일에서 제 2 브라켓보 및 제 3 브라켓보을 설치한 상태를 나타낸 평단면도 및 정단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2: 흙막이 벽 4: 센터파일
6: 사이드 파일 10: 벽체 거푸집
12: 수직철근 14: 수평철근
16: 가로방향 슬림보 18: 세로방향 슬림보
20: 춤이 깊은 데크 플레이트 22: 인장주근
24: 와이어 메쉬 26: 이음 및 정착철근
30: 인장보강근 32: T형 부재
52: 흙막이용 H파일 54: 제1 브라켓 보
62: 제2 브라켓 보 64: 제3 브라켓 보
본 발명은 철골조 또는 철골철근콘크리트조로 이루어지는 건축물의 지하층 시공에서, 지하외벽의 테두리보 및 바닥의 중간보를 생략하고, 영구구조물의 일부를 이용하여 춤이 깊은 건축용 합성데트 플레이트(deep deck) 및 비대칭 H형강보로 구성된 합성 바닥구조와 지하외벽을 동시에 구축하면서 터파기도 함께 수행할 수 있는 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법에 관한 것이다.
일반적으로, 지하 구축물을 설치하기 위한 전통적인 공법으로 터파기 후 외 곽부에 가설 흙막이벽을 설치하고, 가설 흙막이벽에 걸리는 하중을 버팀대로 지탱하면서 지하 맨 하부쪽에서부터 상부측으로 구축해 올라가는 방법이 사용되고 있었다. 그러나, 상기 공법은 수시로 드나드는 공사차량의 정차로 인해 교통체증을 유발하고 인근 주변에 피해를 주기 때문에 일반시가지에서의 건물이 부지경계선 가까이 근접하게 위치되어 있는 경우에 상기 공법을 적용하는데 많은 문제점이 있다. 또한, 가설흙막이 벽 설치시에 함께 설치되는 버팀대는 구조물 공사에 장애요인으로 작용하여 공사지연을 초래하기 때문에 최근에는 거의 사용되지 않고 있다.
특히, 지하 굴착할 때 인접 건물, 도로 등 기존 시설물을 파손하지 않기 위하여 흙막이 벽의 설치가 요구되는데, 상기 흙막이 벽을 설치하기 위하여 많은 공사비가 소요되지만 흙막이 벽체는 단지 가설용 시설로 인식하고 설계, 시공되고 있다. 또한, 상기 흙막이 벽체는 토압, 수압, 상재 하중등을 단지 건물 구조체가 완성될 때까지만 견딜 수 있으면 되고, 건물 구조체가 완성되면 그대로 사장하거나 극히 일부공사 현장의 경우 해체, 철거하여 건물 지하 옹벽 구조체와는 전혀 별개의 구조체로 취급되고 있는 실정이다. 건물 구조체의 지하 옹벽과 같은 기능을 할 수 있는 데도 가설 흙막이와 건물 지하 옹벽을 따로 따로 설계, 시공함으로 낭비 요소를 안고 있다.
한편, 건축물 축조공법이 급속하게 발전하면서, 대도시에서는 부지조건이 좋지 않은 상태에서 초고층 빌딩을 시공할 때, 토지 이용효율을 높이면서 공기가 빠르고 경제적이며, 구조적으로 안전한 신개념의 지하구조물의 구축방법이 많이 제안되고 있다. 이들 신공법들은 지하 굴착공사에서 구체공사, 마감공사를 포함한 종합 적인 지하공사공법이다.
일예로, 탑 다운 공법(Top-Down Method)은 도심지의 공사에 적합한 공법으로서 깊은 지하 구조물 시공시에 주위사항에 악영향을 미치지 않고 시공할 수 있도록 개발된 방법 중에서 가장 안전하게 시행할 수 있는 공법이다. 굴착공사 이전에 지하외부 벽체(지중연속벽: 슬러리 월(Slurry Wall))와 지하층 기둥(Bored Pile)을 선시공한 후, 단계별로 지하층 슬래브와 토공사를 위해서 아래로 반복해 가면서 지하구조물을 형성하는 공법이다. 상기 공법은 일반적 공법, 즉 하부로부터 상부측으로 구축해 올라가는 시공과는 반대로 아래로 시공하므로 다운워드 공법(Downward Method), 역타(逆打)공법 또는 하향시공법이라고도 한다. 상기 탑 다운 공법은 기존의 오픈 컷(open cut) 공법으로 계획하기 어려운 대단면, 대심도 굴착에 안정적으로 적용할 수 있으며, 1층 바닥이 선시공 되기 때문에 작업장의 조기확보가 가능하여 강우 및 강설시에도 시공할 수 있는 전천후 공법이다. 특히, 지상과 지하가 동시에 진행될 수 있어 일정 규모(대략 15층 정도) 이상의 건물에서는 공기단축의 효과도 기대할 수 있다.
아일랜드 공법은 대형 건축물의 경우에는 터파기할 지역이 넓어 한꺼번에 흙막이 공사를 할 수 없으므로 구획을 나누어 먼저 부지의 중앙부에 1차 흙막이하고 굴토하여 건축물의 기초나 지지체를 시공하고, 이에 지지하면서 외곽부에 2차 흙막이 벽을 설치하여 외곽부 터파기를 실시하는 공법이다.
SPS공법(Strut as Permanent System Method)은 먼저 흙막이 벽을 시공한 후, 터파기 공사전에 천공기를 이용하여 수직으로 기둥을 설치하며, 그 다음 각 층마다 구조물(보)을 설치하고 이 구조물을 이용하여 토압을 지지하면서 목표깊이까지 파들어간 후, 본 건물의 기초를 타설하여 지하골조를 완성하는 공법이다.
상기한 탑다운 공법이나 아일랜드 공법, SPS공법에서, 영구구조부재의 일부를 임시 시설물로서 설치되는 흙막이용 버팀대로 활용하는 구축방법이 특허 제0346622호 및 특허 제0376590호가 제안되어 있다.
그러나, 이들 공법들은 지하 바닥시스템의 층고가 높기 때문에, 지하심도가 자연히 깊어질 수 밖에 없어 층고를 줄이는데 한계가 있었으며, 외곽부 지하벽체의 테두리보를 타설함으로써 공기가 지연되는 요인이 내재된 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 흙막이 벽에 인접하는 지하 외벽(콘크리트 옹벽)과 중간 기둥벽에 H형 파일을 매입하고, 이들 H형 파일에 비대칭 H형 슬림보를 거치한 후, 춤이 깊은 데크플레이트와 상기 비대칭 H형 슬림보를 합성한 합성바닥구조 및 지하외벽을 함께 형성함과 동시에 굴착을 수행함으로써 지하 층고를 대폭 낮출 수 있고, 지하외벽의 테두리보 및 바닥의 중간보를 생략하여 공기를 획기적으로 단축할 수 있는 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 실시예에서는, 시공하고자 하는 건축물의 외곽부 계획 경계선을 따라 소정 간격마다 H형 파일이 매입된 흙막이 벽을 형성하는 제1 단계; 건축물의 내부 기둥위치에 센터파일을 설치하는 제2 단계; 상기 흙막이 벽에 인접하는 지하외벽 위치에 사이드 파일을 설치하는 제3 단계; 상기 흙막이벽과 센터파일의 상부분이 노출되도록 소정 깊이까지 터파기를 실시하는 제4 단계; 상기 센터파일과 사이드파일간에 가로방향 H형강보와 세로방향 H형강보를 설치하는 제5 단계; 상기 가로방향 H형강보의 하단 플랜지상에 춤이 깊은 데크 플레이트를 설치하여 슬라브를 형성하는 제6 단계; 및 지하외벽과 슬라브에 콘크리트를 동시 타설하고 양생하여 합성바닥구조를 형성하는 제7 단계를 포함하되,
상기의 전 단계를 순차반복함과 동시에 소정 깊이까지 터파기하여 소정의 지하층을 연속 형성하고, 최하층 바닥 및 기초공사를 수행하는 것을 특징으로 하는 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에서는 시공하고자 하는 건축물의 외곽부 계획 경계선을 따라 소정 간격마다 H형 파일이 매입된 흙막이 벽을 형성하는 제1 단계; 건축물의 내부 기둥위치에 센터파일을 설치하는 제2 단계; 상기 흙막이용 H형 파일에 지지수단을 고정하는 제3 단계; 상기 흙막이벽과 센터파일의 상부분이 노출되도록 소정 깊이까지 터파기를 실시하는 제4 단계; 상기 센터파일과 지지수단간에 가로방향 H형강보와 세로방향 H형강보를 설치하는 제5 단계; 상기 가로방향 H형강보의 하단 플랜지상에 춤이 깊은 데크 플레이트를 설치하여 슬라브를 형성하는 제6 단계; 및 상기 사이드파일이 매입되도록 콘크리트를 타설하여 지하외벽을 형성함과 동시에, 슬라브에 콘크리트를 타설하여 합성바닥구조를 형성하는 제7 단계를 포함하되,
상기의 전 단계를 순차반복함과 동시에 소정 깊이까지 터파기하여 소정의 지하층을 연속 형성하고, 최하층 바닥 및 기초공사를 수행하는 것을 특징으로 하는 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법을 제공한다.
이하, 첨부된 도1 내지 도19의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법은 영구구조물의 일부를 이용하여 춤이 깊은 데크플레이트와 비대칭 H형강보가 합성된 합성 바닥구조과 지하외벽을 동시에 형성하고, 순차적 지하굴토에 의해 지하층을 역으로 구축할 수 있도록 구현한 것이다.
먼저, 본 발명에 적용되는 슬림형 합성 바닥구조에 대하여 도1을 참조하여 설명한다.
도면에 도시된 바와 같이, 상기 슬림형 합성 바닥구조는 하부플랜지(102a)의 길이가 상부 플랜지(102b)의 길이보다 "A"간격만큼 긴 비대칭형 I형 단면을 갖는 철골보(102)의 하부플랜지(102a)에 데크플레이트(108)가 얹혀져 설치되고, 슬라브 콘크리트(110) 타설후 슬라브의 두께와 철골보(102)의 춤(104)이 상호 중복됨이 없이 건물의 층고에 포함되도록 하여 층고를 낮춘 구조이다. 미설명부호 102c는 웨브를 나타낸다.
상기한 슬림형 합성 바닥 구조과 지하 역타설의 동시구축공법을 구현하기 위한 본 발명에 따른 제1 실시예의 시공순서도가 도2에 도시되어 있으며, 도3 내지 도9는 본 발명의 제1 실시예에서의 실제 슬림형 합성 바닥구조를 구축하는 과정을 순차적으로 도시한 것이다.
도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 시공하고자 하는 건축물의 외곽부 계획 경계선을 따라 소정 간격마다 H형 파일이 매입된 흙막이 벽(예를들면 CIP, SCW등)(2)을 형성하고, 건축물 내부 기둥위치에는 영구구조체로 사용하기 위하여 H형 강재로 이루어진 센터파일(4)이 설치된다(S11, S12).
상기 센터파일(4)의 설치과정은 다음과 같다.
먼저, 기둥이 설자리에 땅을 걷어내고, 길이 1-1.2m정도의 강관으로 이루어진 1차 가이드 케이싱을 설치한 후, 상기 1차 가이드 케이싱 외부에 콘크리트를 타설하여 고정한다. 다음에, 상기 1차 가이드 케이싱 내부에 오거(auger)를 넣어 토사를 천공하되, 통상 암반에 도달할때 까지 천공하고, 2차 가이드 케이싱을 삽입한다. 상기 토사천공이 완료되면 에어해머 또는 비트를 장착하여 암반을 천공하고, 상기 암반은 기초가 설치될 위치 아래 그리고 소정의 근입장을 유지할 수 있을 때까지 천공한다. 상기 암반천공이 완료되면, 센터파일을 삽입하고, 상기 센터파일 외부 및 2차 가이드 케이싱 내부에 콘크리트를 채워 센터파일을 고정킴으로써 기둥파일을 완료한다. 마지막으로 상기 1차 및 2차 가이드 케이싱을 철거한다.
상기 흙막이 벽(2)에 인접되게 위치될 건축물의 지하외벽 자리에는 후술할 비대칭 H형 슬림보의 반력을 지지하기 위하여 소정간격마다 H형 강재로 이루어진 사이드 파일(6)이 설치된다(S13). 이때, 상기 사이드 파일(6)은 센터파일(4)과 동일선상에 위치된다. 상기 사이드 파일(6)의 웨브나 플랜지에는 전단연결재(shear stud)를 부착하여 사이드 파일(6)에 가해지는 전단력을 분산하여 부담할 수 있도록 한다. 그리고, 상기 흙막이벽(2)과 센터파일(4)의 상부분이 노출되도록 소정 깊이까지 터파기를 실시한다(S14).
도4 내지 도7에 도시된 바와 같이 상기 사이드 파일(6)에 벽체 거푸집(10)을 설치하고, 수직철근(12)과 수평철근(14)을 배근하되, 상기 벽체거푸집(10)은 소정 깊이까지만 설치하여 수직철근(12)이 외부에 노출되도록 한다. 상기 사이드 파일(6)과 센터파일(4)간에는 하부플랜지가 길고, 상부플랜지가 작은 형상의 가로방향 비대칭 슬림형 H형 강보(이하, '가로방향 슬림보'라 칭한다)(16)가 설치되고, 상기 센터파일(6, 6')간에는 하부플랜지가 길고, 상부플랜지가 작은 형상의 세로방향 비대칭 슬림형 H형 강보(이하, '세로방향 슬림보'라 칭한다)(18)가 설치된다(S15).
여기서, 상기 가로방향 슬림보(16)의 H형 단면이 센터파일(4)과 사이드 파일(6)의 플랜지부에 접촉하도록 배치되며, 상기 센터파일(4) 및 사이드파일(6)의 플랜지면과 가로방향 슬림보(16)의 웨브에 격자형 연결재가 맞닿토록 하여 고정하거나, 용접을 행하여 고정한다.
또한, 상기 세로방향 슬림보(18)의 I단면이 센터파일(4)의 H단면에 접촉하도록 배치된다. 상기 세로방향 슬림보(18)와 센터파일(4)의 고정은 센터파일(4)이 콘크리트에 묻혀 고정될 것이므로, 간단히 용접에 의해 고정하거나, 별도의 고정재를 이용하여 연결할 수 있다.
상기 사이드 파일(6)과 센터파일(4)간에 설치된 가로방향 슬림보(16)의 하단 플랜지상에는 춤이 깊은 데크 플레이트(20)가 걸쳐진 1층 합성 슬림 바닥을 형성하고, 상기 데크 플레이트(20)의 골부에 인장주근(22)을 배근하고, 상면에 와이어 메쉬(24)를 배근한다(S16).
상기 벽체 거푸집과 슬라브에 콘크리트를 동시 타설하고 양생함으로써 사이드 파일이 매입된 지하 외벽(5)을 형성하고, 또한 슬라브는 춤이 깊은 데크 플레이트(20)와 가로방향 슬림보(16)가 결합된 합성바닥구조를 형성하게 되는 것이다(S17).
상기와 같은 순서로 일정 깊이까지 굴토하고, 지하 1층 제2 슬림보를 시공한 후, 지하층 슬림바닥을 반복하여 완료한다(S18, S19, S20).
소정의 지하층을 연속하여 형성한 후 최종적으로 최하층 바닥 및 기초공사를 수행한다(S21).
도8은 지하 2층까지 춤이 깊은 데크 플레이트와 가로방향 슬림보가 결합된 합성바닥구조를 보여주고 있으며, 도9는 지하 4층까지 춤이 깊은 데크 플레이트와 가로방향 슬림보가 결합된 슬림형 합성바닥구조를 보여주고 있다.
상기의 슬림형 합성바닥구조에서, 춤이 깊은 건축용 합성데크의 휨에 대한 연속성을 제공하기 위하여 도10에 도시된 바와 같이, 가로방향 슬림보(16)의 좌,우측에 춤이 깊은 데크 플레이트(20)를 설치한 후, 춤이 깊은 데크 플레이트의 휨에 대한 연속성을 제공하기 위하여 인장주근(22)과 함께 그의 단부에 이음 및 정착철근(28)이 배근되고, 상기 데크플레이트(20)의 상면에 설치된 와이어 메쉬(24)의 상 부에도 인장보강근(30)이 배근된다. 상기 인장주근(22)과 이음 및 정착철근(28)은 함께 묶여져 정착된다. 이때, 인장주근(22)이 연속하여 배근되기 위해서는 도14에 도시된 바와 같이, 가로방향 슬림보(16)의 웨브에 소정 등간격 마다 관통홀(16a)을 다수 형성하고, 상기 관통홀(16a)에 이음 및 정착철근(28)을 끼우되 그의 양단에 인장주근(22)을 엮어 정착한다. 본 실시예에서의 상기 관통홀(16a)은 실질적으로 데크 플레이트(20)의 골부 중심과 일치한다.
상기 슬림형 합성 바닥구조의 제1 변형예가 도11에 도시되었다.
도면에 도시된 바와 같이, 슬림형 합성 바닥구조에서, 가로방향 슬림보(16)의 양단부에서 소정 간격(l)만큼 떨어진 위치의 상기 가로방향 슬림보(16)의 양측 하단부에 그의 보강을 위한 T형 부재(32)가 설치된다. 상기 T형부재(32)는 주로 센터파일과 센터파일간 또는 사이드 파일과 센터파일간의 스팬이 긴 경우(통상 9m이상)일 경우에 설치된다. 또한, 도10을 참조하여 전술한 것과 같이, 동일하게 상기 춤이 깊은 데크 플레이트의 휨에 대한 연속성을 제공하기 위하여 상기 데크 플레이트(20)의 골부에 인장주근(22)과 함께 그의 단부에 이음 및 정착철근(28)이 배근되고, 상기 데크 플레이트(20)의 상면에 설치된 와이어 메쉬(24)의 상부에도 인장보강근(30)이 배근된다.
도12는 상기 슬림형 합성 바닥구조의 제2 변형예를 나타낸 것이다.
본 변형예에서는 도면에 도시된 바와 같이, 춤이 깊은 데크 플레이트(20)의 골부에 배근된 인장주근(22)의 단부를 "ㄷ" 형태로 절곡하여 가로방향 슬림보(16)의 좌,우측 웨브 내에 정착한 것이다.
도13은 상기 슬림형 합성 바닥구조의 제3 변형예를 나타낸 것이다.
본 변형예에서는 도면에 도시된 바와 같이 춤이 깊은 데크 플레이트(20)의 골부에 배근된 인장주근(22)의 단부를 "L" 형태로 절곡하여 가로방향 슬림보(16)의 좌,우측 웨브 내에 정착한 것이다.
본 발명에 의한 슬림형 합성 바닥 구조시스템과 지하 역타설의 동시구축공법을 구현하기 위한 제2 실시예의 시공순서도가 도15에 도시되어 있으며, 도16 내지 도19는 실제 슬림형 합성 바닥구조 시스템을 구축하는 과정에서 흙막이 벽체의 H형파일을 이용하여 가로방향 슬림보를 설치하는 상태를 나타낸 것이다.
본 실시예에서는 전술한 제1 실시예와 동일한 시공순서로 이루어지되, 상기 가로방향 슬림보(16)가 설치되는 과정만 차이가 있으므로 전체적인 시공순서에 대해서는 상세한 설명은 생략하고, 브라켓에 가로방향 슬림보가 설치된 예에 대해서만 중점적으로 설명한다. 전술한 제1 실시예와 동일 구성에 대해서는 동일부호를 병기한다.
도15에 도시한 바와 같이, 센터파일(4)이 시공된 후, 1층 바닥의 흙막이용 H파일에 제1 브라켓보(54)를 설치한다(S33). 그리고나서, 전술한 제1 실시예의 시공순서와 동일하게, 일정깊이까지 굴토하고, 1층바닥 제1 슬림보를 시공하여 제1 합성 슬림바닥을 형성한다(S34, S35, S36). 상기 철근배근 및 콘크리트 공사를 통해 1층 바닥을 형성한 후, 일정깊이까지 굴토하고, 다시 지하1층의 흙막이용 H파일에 상기 제2 브라켓보(62) 및 제3 브라켓보(64)를 설치하고, 지하1층 제2 슬림보를 시공한다(S37, S38, S39, S40). 그리고, 전술한 제1 실시예와 마찬가지로, S20, S21 단계를 수행한다.
상기 제1 브라켓보(54)가 설치되는 상태를 좀더 구체적으로 설명한다.
도16 및 도17은 건축물 주변부에 흙막이용 H파일(52)과 건축물의 내부에 센터파일(18)을 설치한 후, 가로방향 슬림보(16)를 지지하기 위하여 소정 간격마다 설치된 흙막이용 H파일(52)간에 제1 브라켓 보(54)를 설치한 후, 춤이 깊은 합성 데크 플레이트(20)를 거치시킨 구조를 보여주고 있다.
도면에서 보인 바와 같이, 상기 가로방향 슬림보(16)는 그의 H단면이 제1 브라켓 보(54)의 I단면과 센터파일(4)의 플랜지면에 접촉하도록 배치되고, 이들 접촉면들은 용접되거나, 연결재를 맞댄 후에 볼트를 이용하여 고정할 수 있다.
그리고, 상기 가로 방향 슬림보(16)의 하부 플랜지에 춤이 깊은 데크 플레이트를 거치하여 슬라브를 형성하고, 지하 외벽을 이루기 위한 벽체 거푸집(10)과 슬라브에 콘크리트를 동시 타설하여 상기 춤이 깊은 데크 플레이트(20)와 가로방향 슬림보(16)가 합성된 합성 바닥구조와 지하 외벽을 동시에 형성한다.
도18 및 도19는 도16에 도시된 제1 브라켓 보와는 다른 구조의 브라켓 보가 설치된 예시도이다.
도면에 도시된 비와 같이, 상기 흙막이용 H파일(52)에 그와 직각방향으로 소정길이의 제2 브라켓 보(62)를 연장하여 설치한 후, 상기 2 브라켓 보(62)간에 제3 브라켓 보(64)를 설치한다. 그리고, 상기 제3 브라켓 보(64)에 가로방향 슬림보(16)를 거치시킨 후, 춤이 깊은 합성 데크 플레이트(22)를 설치하여 합성 바닥구조를 형성한다.
여기서, 상기 제2 브라켓 보(62)는 그의 I단면이 흙막이용 H파일(52)의 플랜지면에 접촉하도록 배치되고, 제3 브라켓 보(64)는 그의 I단면이 제2 브라켓 보(62)의 H단면에 접촉하도록 배치된다. 그리고, 상기 가로방향 슬림보(16)는 그의 H단면이 제3 브라켓 보(64)의 I단면과 센터파일(4)의 플랜지면에 접촉하도록 배치되고, 이들 접촉면들은 용접하거나 연결재(66)를 맞댄 후에 볼트를 이용하여 고정할 수 있다.
상기와 같이 제2 및 제3 브라켓 보(62, 64)가 가로방향 슬림보(16)와 결합된 후에 상기 가로 방향 슬림보(16)의 하부 플랜지에 춤이 깊은 데크 플레이트(20)를 거치하여 슬라브를 형성하고, 지하 외벽을 이루기 위한 벽체 거푸집(10)과 슬라브에 콘크리트를 동시 타설하여 상기 춤이 깊은 데크 플레이트(20)와 가로방향 슬림보(16)가 합성된 합성 바닥구조와 지하 외벽을 동시에 형성한다.
이상, 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정하는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 여러 가지 변경, 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 철골조 및 철골철근콘크리트조의 지하층 시공에서, 영구구조물의 일부를 이용하여 가로/세로방향의 비대칭 H형강 슬림보를 지지하고, 상기 가로방향 슬림보의 하부 플랜지에 춤이 깊은 데크 플레이트가 걸쳐진 형태의 합성 지하바닥구조를 형성함으로써, 기존에 설치된 지하층에 비해 지하층고를 획기적으로 줄일 수 있으며, 이에 따라 지하층 설계시 굴착깊이를 줄일 수 있어 시공비가 절감되는 효과가 있다.
또한, 기존에는 지하층을 구축할 때, 최하부층까지 굴착이 완료되면 기초부터 시작하여 상부로 슬래브를 완성하는 과정으로 이루어졌으나, 본 발명은 상기 춤이 깊은 데크플레이트와 비대칭 H형강보가 합성된 합성 바닥구조와 지하외벽을 동시에 형성하면서 순차적 지하굴토작업이 이루어지므로 공기를 대폭 단축할 수 있고, 자재비 또한 대폭 절감할 수 있는 다른 효과가 있다.

Claims (16)

  1. 시공하고자 하는 건축물의 외곽부 계획 경계선을 따라 소정 간격마다 H형 파일이 매입된 흙막이 벽을 형성하는 제1 단계;
    건축물의 내부 기둥위치에 센터파일을 설치하는 제2 단계;
    상기 흙막이 벽에 인접하는 지하외벽 위치에 사이드 파일을 설치하는 제3 단계;
    상기 흙막이벽과 센터파일의 상부분이 노출되도록 소정 깊이까지 터파기를 실시하는 제4 단계;
    상기 센터파일과 사이드파일간에 가로방향 H형강보와 세로방향 H형강보를 설치하는 제5 단계;
    상기 가로방향 H형강보의 하단 플랜지상에 춤이 깊은 데크 플레이트를 설치하여 슬라브를 형성하는 제6 단계; 및
    지하외벽과 슬라브에 콘크리트를 동시 타설하고 양생하여 합성바닥구조를 형성하는 제7 단계를 포함하되,
    상기의 전 단계를 순차반복함과 동시에 소정 깊이까지 터파기하여 소정의 지하층을 연속 형성하고, 최하층 바닥 및 기초공사를 수행하는 것을 특징으로 하는 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법.
  2. 시공하고자 하는 건축물의 외곽부 계획 경계선을 따라 소정 간격마다 H형 파일이 매입된 흙막이 벽을 형성하는 제1 단계;
    건축물의 내부 기둥위치에 센터파일을 설치하는 제2 단계;
    상기 흙막이용 H형 파일에 지지수단을 고정하는 제3 단계;
    상기 흙막이벽과 센터파일의 상부분이 노출되도록 소정 깊이까지 터파기를 실시하는 제4 단계;
    상기 센터파일과 지지수단간에 가로방향 H형강보와 세로방향 H형강보를 설치하는 제5 단계;
    상기 가로방향 H형강보의 하단 플랜지상에 춤이 깊은 데크 플레이트를 설치하여 슬라브를 형성하는 제6 단계; 및
    상기 사이드파일이 매입되도록 콘크리트를 타설하여 지하외벽을 형성함과 동시에, 슬라브에 콘크리트를 타설하여 합성바닥구조를 형성하는 제7 단계를 포함하되,
    상기의 전 단계를 순차반복함과 동시에 소정 깊이까지 터파기하여 소정의 지하층을 연속 형성하고, 최하층 바닥 및 기초공사를 수행하는 것을 특징으로 하는 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 단계에서의 사이드 파일이 H형 강재로 이루어지되, 그의 웨브나 플 랜지중 어느 한 부위에 전단연결재가 설치되는 과정을 더 포함하는 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가로방향 H형강보와 세로방향 H형강보는 상부플랜지의 폭이 작고, 하부플랜지의 폭이 큰 비대칭 슬림보로 형성된 것을 특징으로 하는 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    제3 단계는
    상기 사이드 파일에 벽체 거푸집을 설치하고, 수직철근과 수평철근을 배근한 후, 콘크리트를 타설하여 외부벽체를 형성하는 것을 특징으로 하는 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제5 단계에서 센터파일과 사이드 파일간의 플랜지부에 가로방향 비대칭 슬림보의 H단면이 접촉하여 고정되도록 배치되며, 상기 센터파일간의 H단면에 세로 방향 비대칭 슬림보의 I단면이 접촉하여 고정되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    제6 단계는 춤이깊은 데크 플레이트의 휨에 대한 연속성을 제공하기 위하여, 그의 상부에 와이어메쉬 철근을 배근하고, 골부에 인장주근을 배근하는 것을 특징을 하는 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 와이어메쉬 상부에 인장보강근이 배근되고, 상기 인장주근의 상부에 이음 및 정착철근이 동일한 방향으로 배근된 것을 특징으로 하는 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 인장주근의 연속성을 유지하기 위하여 가로방향 비대칭 슬림보의 웨브에 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀에 이음 및 정착철근이 끼워져 그의 양단에 인장주근이 연결되는 것을 특징으로 하는 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 가로방향 슬림보의 양단부에서 소정 간격만큼 떨어진 위치의 상기 가로방향 슬림보의 양측 하단부에 설치된 T형 부재를 더 포함하는 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 인장주근의 단부가 "ㄷ"형태로 절곡되어 정착되는 것을 특징으로 하는 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 인장주근의 단부가 "L"형태로 절곡되어 정착되는 것을 특징으로 하는 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법.
  13. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지수단은
    흙막이용 H형파일간에 연결되는 제1 브라켓으로 이루어진 것을 특징으로 하는 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 흙막이용 H형 파일의 I단면과 제1 브라켓의 H단면이 접촉하여 고정되도록 배치되고, 상기 가로방향 슬림보의 H단면이 제1 브라켓 보의 I단면과 센터파일의 플랜지면에 접촉하여 고정되도록 배치된 것을 특징으로 하는 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법.
  15. 제 2 항에 있어서,
    상기 흙막이용 H파일에 그와 직각방향으로 소정길이의 제2 브라켓 보가 연장하여 설치되고, 상기 양측의 제2 브라켓 보간에 제3 브라켓 보가 설치된 것을 특징으로 하는 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제2 브라켓 보의 I단면이 흙막이용 H파일의 플랜지면에 접촉하도록 배치되고, 제3 브라켓 보의 I단면이 제2 브라켓 보의 H단면에 접촉하도록 배치되며, 상기 가로방향 슬림보의 H단면이 제3 브라켓 보의 I단면과 센터파일의 플랜지면에 접촉하여 고정되도록 배치된 것을 특징으로 하는 슬림형 합성 바닥 구조와 외벽의 동시 타설 및 지하 역타설 동시구축방법.
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