KR20100101271A - 하향식 지하구조물의 철거공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노후 건축물의 지하구조물 철거공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존 건물의 외벽 및 슬래브의 강성을 이용하여 토압에 지지할 수 있도록 한 후 기존 건물의 기둥과 기초가 존치된 상태에서 하부층에서 상부층으로 올라오면서 헤당층의 거더 및 슬래브를 해체하고 이 부분을 되메우기하여 토압에 지지할 수 있도록 하는 과정을 순차적으로 반복 시공함으로써 스트러트 시공에 따른 철거 공사비를 절감하고, 해체공사중 발생될 수 있는 붕괴사고나 주변민원의 발생을 최소화할 수 있는 노후 건축물의 지하구조물 철거공법에 관한 것이다.

본 발명은 지하층 철거공사를 원활하게 하기 위하여 토압지지에 지장이 없는 범위내에서 철거대상인 노후건물의 1층부터 지하 각층의 슬래브를 파취하여 개구부를 형성하는 제 1단계: 상기 개구부를 통하여 철거장비를 해당위치까지 내려 보내는 제2 단계; 기존건물의 기둥과 이를 지지하는 기초가 존치된 상태에서 철거장비를 매개로 최하부층의 기초슬래브를 철거하고 개구부를 통해 철거잔재를 반출한 후, 이 부위를 포함하여 최하부층의 일정깊이를 양질의 토사로 되메우는 제3 단계: 상기 3단계 실시후 직상부층(되메우기 상부층)의 거더와 슬래브를 철거하고 개구부를 통해 철거잔재를 반출한 후, 이 부위를 포함하여 그 상부층의 일정깊이를 양질의 토사로 메우는 제4 단계: 상기 제4 단계를 반복하여 1층바닥 슬래브까지 철거, 반출하고, 이 부위를 포함하여 그 상부층을 양질의 토사로 되메우기 하는 제 5단계: 및 상기 과정을 거쳐 신축건물의 간섭부위가 제거되면, 신축공사에 필요한 흙막이공사 및 현장타설말뚝을 진행하는 제6 단계를 포함하는 하향식 지하구조물 철거공법을 제공한다.

지하구조물, 철거, 건물외벽, 흙막이벽, 슬래브 강성, 되메우기

Description

하향식 지하구조물의 철거공법{Method for removing the superannuated build as top-down type}

본 발명은 지하층을 갖는 노후 건축물의 철거공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철거대상 건물의 지하외벽 및 거더를 포함하는 슬래브 구조체를 철거기간 동안 흙막이와 지보공 역할을 담당하게 하고 하부층에서 상부층으로 올라오면서 해당층의 거더 및 슬래브의 해체작업을 수행함으로써 강재의 온도변형에 따른 인접지반의 변형을 억제하여 안정적인 시공을 기할 수 있고, 흙막이 및 이를 지지하는 강재설치에 따른 철거 공사비를 대폭 절감하며, 해체공사중 발생될 수 있는 붕괴사고나 주변민원의 발생을 최소화할 수 있는 하향식 지하구조물의 철거공법에 관한 것이다.

철거대상이 되는 재령 30년이 넘는 국내 건축물들은 그 건물이 상당규모의 바닥면적을 갖는 빌딩으로서 지하층을 갖는 경우일지라도 대부분 그 지하층의 깊이가 대략 4 ∼ 17m이상을 확보하고 있다.

이러한 기존 건물에 신축공사를 시공하기 위한 기존 건물의 철거공법으로는 먼저 별도의 흙막이를 설치하고 강재를 사용하여 흙막이를 지지하도록 후에, 상부에서 하부층으로 내려가면서 기존 건물을 철거하는 방법을 일반적으로 적용하고 있다.

지하층을 갖는 건물의 철거공사시, 지하층의 내부기둥을 포함한 바닥슬래브의 대부분이 모두 철거된 경우일지라고 토압을 받고 있는 건물의 외벽인 지하옹벽은 철거할 수 없는 경우가 많아 결국 그 옹벽을 그대로 남겨둔 상태에서 지하내부 공간 전체를 신속히 외부 반입토사로 되메우기하기도 한다.

이러한 경우에 다음 공정인 신축건물 지하 터파기 공사시 신축하고자 하는 건물의 지하옹벽 라인이 철거대상이었던 잔류된 지하 옹벽라인과 겹치는 경우에 흙막이 공사를 위한 파일 천공작업등에 문제가 발생하게 된다. 이를 해결하기 위하여 종래에는 부득이 존치된 지하옹벽을 제거하기 위한 목적의 흙막기 공사 및 굴토를 시행하여 잔류되었던 지하옹벽을 제거한 다음에 또다시 2차 되메우기를 실시함으로써 신축하고자 하는 대지경계 내의 지중에 아무런 장애물이 없는 나대지 상태를 만들고 있다. 그 후 지중에 아무런 장애물이 없는 나대지에 대하여 신축하고 하는 건물의 지항옹벽선에 맞춘 토공사를 재시작하고 있다.

기존의 철거공법에 대하여 하기의 도1a 내지 도1h를 참조하여 간략하게 설명한다.

도1a 내지 도1g는 기존 건물의 철거시공순서를 나타낸 개략도이다.

먼저, 도1a는 철거예정인 기존 건물의 지하층과 신축건물의 지하층이 중복되 기 때문에 신축공사를 위해서는 기존건물의 지하층을 철거하여 반출하여야 하는 상황을 나타내고 있다.

상기한 바와 같이 기존 건물을 철거하기 위해서는, 먼저 도1b에 도시한 바와 같이 기존 건물에 흙막이벽(a)을 별도로 설치하고, 센터파일 위치를 확인하여 해당 센터파일 위치의 슬래브를 부분 철거한 후에 내부 센터파일(b)을 설치한다.

상기 흙막이벽(a)과 내부 센터파일(b)이 설치된 후에는 도1c에 도시한 바와 같이, 흙막이벽(a)의 안정성을 확보하기 위하여 지보공(스트러트(c)) 1단을 설치후 1층 바닥 거더 및 슬래브를 해체한다. 그리고, 도1d에 도시한 바와 같이, 지하1층기둥과 벽체를 철거하고 지보공 2단을 설치하여 흙막이벽을 지지토록 한다.

도1e에 도시한 바와 같이, 지보공 2단의 설치가 완료되면, 지하1층 바닥 거더 및 슬래브를 해체하고, 지하2층 기둥과 벽체를 철거한다. 상기한 방식대로, 최하층까지 지보공 설치과정과 철거과정을 반복함으로써 지하층 철거공사를 완료한다(도1f 참조).

다음, 도1g에 도시된 바와 같이, 지하층 철거가 완료되면 양질의 토사를 반입하여 되메우기 작업을 실시하고, 일정깊이의 되메우기 작업이 완료되면, 최하단 지보공을 해체한다. 도1h에 도시한 바와 같이, 상기한 되메우기 작업 및 지보공 철거과정을 반복하여 지하층 철거공사가 완료되면 1층 바닥을 정리하고, 흙막이벽(엄지말뚝)과 센터파일을 인발한 후 신축공사를 진행한다.

상기한 바와 같은 일련의 과정을 거쳐 철거공사를 진행하는 종래의 철거방법은 흙막이를 지지하는 강재의 온도변형으로 흙막이(기존 건물의 외벽)와 인접지반 의 변형이 발생될 수 있으며, 기존 건물의 지하층이 넓을 경우에는 온도변형이 상당하기 때문에, 적용조차 불가능한 실정이다.

또한, 흙막이와 이를 지지하는 강재(스트러트)설치에 따른 시공비가 상당히 많이 소요되기 때문에 신축공사에 적지 않은 부담이 되는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 철거될 건물의 외벽 및 슬래브의 강성을 이용하여 토압에 지지할 수 있도록 한 후, 기존 건물의 기둥과 기초가 존치된 상태에서 하부층에서 상부층으로 올라오면서 해당층의 거더 및 슬래브를 해체하고, 이 부분을 되메우기하여 토압에 지지될 수 있도록 하는 과정을 순차적으로 반복 시공함으로써 강재(스트러트) 시공에 따른 철거 공사비를 절감하고, 해체공사중 발생될 수 있는 붕괴사고나 주변민원의 발생을 최소화할 수 있는 하향식 지하구조물의 철거공법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 지하층 철거공사를 원활하게 하기 위하여 토압지지에 지장이 없는 범위내에서 철거대상인 노후건물의 1층부터 지하 각층의 슬래브를 파취하여 개구부를 형성하는 제 1단계: 상기 개구부를 통하여 철거장비를 해당위치까지 내려 보내는 제2 단계; 기존건물의 기둥과 이를 지지하는 기초가 존치된 상태에서 철거장비를 매개로 최하부층의 기초슬래브를 철거하고 개구부를 통해 철거잔재를 반출한 후, 이 부위를 포함하여 최하부층의 일정깊이를 양질의 토사로 되메우는 제3 단계: 상기 3단계 실시후 직상부층(되메우기 상부층)의 거더와 슬래브를 철거하고 개구부를 통해 철거잔재를 반출한 후, 이 부위를 포함하여 그 상부층의 일정깊이를 양질의 토사로 제4 단계: 상기 제4 단계를 반복하여 1층바닥 슬래브까지 철거, 반출하고, 이 부위를 포함하여 그 상부층을 양질의 토사로 되메우기 하는 제 5단계: 및 상기 과정을 거쳐 신축건물의 간섭부위가 제거되면, 신축공사에 필요한 흙막이공사 및 현장타설말뚝을 진행하는 제6 단계를 포함하는 하향식 지하구조물 철거방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 제1단계부터 제5단계에서 철거되지 않은 기존 건물의 기둥, 기초, 기타 부득이하게 철거되지 못한 구조 부위는 신축건물 굴토공사시 철거공사를 병행하여 기존건물의 철거공사를 완료하는 제7단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 지하구조물의 철거시 기존 건물 지하외벽과 거더를 포함하는 슬래브의 강성을 이용하여 지중 토압에 견딜수 있도록 작용하게 한 상태에서 1층 및 지하 각층에 개구부를 형성하여 기존건물의 필요부위를 철거하여 반출하고, 이 부위를 포함한 해당층을 양질의 토사로 되메우기하여 토압에 지지할 수 있도록 하기 때문에 안정적으로 지하구조물을 철거할 수 있다.

둘째, 기존 건물의 지하외벽 및 슬래브의 강성을 철거기간동안 흙막이와 지보공 역할을 하게 함으로써 별도로 흙막이벽이나 지보공(스트러트)을 설치하는데 투입되는 비용을 절감할 수 있으며, 파생적으로 흙막이벽을 지지하는 강재의 온도변형에 따른 인접지반의 변형이 발생되지 않으므로 해체공사중 붕괴의 위험성이 전혀 없다.

셋째, 기존의 철거방식과 같이 흙막이 벽이나 센터파일을 설치하는데 발생되는 소음이 없으므로 주변 민원의 발생소지를 억제할 수 있다.

이하, 첨부된 도2를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 하향식 지하구조물 철거방법은 강성이 큰 기존건물의 외벽 및 거더를 포함하는 슬래브 구조체를 철거기간동안 흙막이와 지보공역할을 하게 한 후 철거작업을 수행함으로써 안정적인 철거시공을 할 수 있고, 시공비를 대폭 절감할 수 있도록 구현한 것이다.

도2a 내지 도2i는 본 발명에 의한 하향식 지하구조물의 철거공법의 시공순서를 나타낸 개략도이다.

본 발명에서는 도2a의 개략적인 정면도와 도2b의 평면도에 도시한 바와 같이, 기존 건물을 해체하기에 앞서 강성이 큰 기존 건물의 지하외벽과 거더를 포함하는 슬래브 구조체와 센터파일(본 건물 기둥)을 존치시키되, 기존 건물의 철거 및 잔재를 반출하기 위하여 기존 건물의 1층바닥부터 최하부 지하층까지 슬래브의 일부를 파취하여 개구부(오프닝) 구간으로 활용한다. 상기 개구부 구간은 토압지지에 지장이 없는 범위내에서 가능한 한 넓은 면적으로 형성한다.

그리고, 도2c에 도시한 바와 같이 지하 최하층 바닥인 기초슬래브를 해체하되 해체된 잔재는 개구부를 통하여 반출하고, 해체구간에 양질의 토사로 되메우기 작업을 하고 다짐작업을 진행한다.

도2d에 도시한 바와 같이, 기존 건물의 기초부위 철거와 되메우기 작업이 완료되면, 다시 양질의 토사를 이용하여 기존 슬래브 하부까지 되메우기 작업과 다짐작업을 병행한 후, 기존슬래브를 철거한다. 이에 따라 철거되지 않은 기존 건물의 외벽이 흙막이역할을 하기 때문에 안정적으로 철거공사를 진행할 수 있으며, 이러한 방법으로 도2e에 도시한 바와 같이 1층 바닥 슬래브 하부까지 되메우기 작업을 반복한다.

상기한 일련의 작업공정에서 토사 되메우기 후의 다짐작업은 롤러다짐이나 콤펙터다짐을 실시하거나, 되메우기 토사에 시멘트를 혼합하여 지반의 견고성을 확보할 수 있다.

기존의 1층 바닥 슬래브 하부까지 되메우기 작업이 완료되면, 도2f에 도시한 바와 같이 1층바닥 슬래브를 철거하고, 1층바닥 철거부의 되메우기 작업을 진행한다. 이 경우 신축공사시 중장비작업의 안정성을 확보하기 위하여 필요한 경우 버림콘크리트를 1층바닥에 타설하여 장비작업의 안정성을 도모할 수 있다.

도2c 내지 도2f에서 진행하는 기존 건물 철거시에는 철거하려는 구조물의 형 상과 특성을 고려하여 코어드릴을 이용하여 기존건물에 구멍을 내어 철거하거나, 와이어쏘( Wire Saw), 압쇄기, 쁘레이커, 할암기등을 이용하여 지하구조물을 해체하는 방법으로 철거한다. 철거된 잔재는 1층에 위치한 크레인을 이용하여 인양, 반출한다.

도2g에 도시한 바와 같이, 기존 건물의 철거공사가 완료되면, 지상층에 중장비를 설치하고 신축공사에 필요한 흙막이 공사와 현장타설 말뚝공사를 진행한다. 이 경우 흙막이 공사로는 연속벽/C.I.P/엄지말뚝+토류벽/시트파일등이 적용될 수 있으며, 현장타설 말뚝공사로는 R.C.D/바레트(barrette)/ P.R.D./ 튜브파일(tube pile)등이 적용될 수 있다.

도2h 및 도2i에 도시한 바와 같이, 흙막이벽 및 현장타설말뚝공사가 완료되면 각층의 슬래브를 순차적으로 시공한 후에 기존건물의 잔재(기둥 및 기초, 벽체등)를 철거하여 반출하면서 지하굴토공사를 진행하여 기초슬래브를 완료한다. 이 경우 신축건물의 지하층 구조는 일반적으로 적용할 수 있는 철골콘크리트조, 철골조, 피씨구조등을 적용할 수 있다. 기둥은 현장여건에 따라 기초슬래브가 완료된 후에 구축하거나 해당층 슬래브 시공후 해당층 기둥을 시공할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도1a 내지 도1h는 기존 건물의 철거시공순서를 나타낸 개략도.

도2a 내지 도2i는 본 발명에 의한 하향식 지하구조물의 철거공법의 시공순서를 나타낸 개략도.

Claims (5)

1. 지하층 철거공사를 원활하게 하기 위하여 토압지지에 지장이 없는 범위내에서 철거대상인 노후건물의 1층부터 지하 각층의 슬래브를 파취하여 개구부를 형성하는 제 1단계:

   상기 개구부를 통하여 철거장비를 해당위치까지 내려 보내는 제2 단계;

   기존건물의 기둥과 이를 지지하는 기초가 존치된 상태에서 철거장비를 매개로 최하부층의 기초슬래브를 철거하고 개구부를 통해 철거잔재를 반출한 후, 이 부위를 포함하여 최하부층의 일정깊이를 양질의 토사로 되메우는 제3 단계:

   상기 3단계 실시후 직상부층(되메우기 상부층)의 거더와 슬래브를 철거하고 개구부를 통해 철거잔재를 반출한 후, 이 부위를 포함하여 그 상부층의 일정깊이를 양질의 토사로 제4 단계:

   상기 제4 단계를 반복하여 1층바닥 슬래브까지 철거, 반출하고, 이 부위를 포함하여 그 상부층을 양질의 토사로 되메우기 하는 제 5단계: 및

   상기 과정을 거쳐 신축건물의 간섭부위가 제거되면, 신축공사에 필요한 흙막이공사 및 현장타설말뚝을 진행하는 제6 단계

   를 포함하는 하향식 지하구조물 철거공법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1단계부터 제5단계에서 철거되지 않은 기존 건물의 기둥, 기초, 기타 부득이하게 철거되지 못한 구조 부위는 신축건물 굴토공사시 철거공사를 병행하여 기존건물의 철거공사를 완료하는 제7단계를 더 포함하는 하향식 지하구조물의 철거공법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제5 단계는

   1층바닥 철거부의 되메우기 작업시 신축공사에 따른 중장비작업의 안정성을 확보하기 위하여 버림콘크리트를 1층바닥에 타설하는 과정을 더 포함하는 하향식 지하구조물의 철거공법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제3 단계 내지 제5 단계에서의 진행하는 기존 건물 철거시에는 철거하려는 구조물의 형상과 특성을 고려하여 코어드릴을 이용하여 기존건물에 구멍을 내어 철거하거나, 와이어쏘(Wire Saw), 압쇄기, 쁘레이커, 할암기등을 이용하여 지하구조물을 해체하고, 철거된 잔재는 1층에 위치한 크레인을 이용하여 인양, 반출하는 것을 특징으로 하는 하향식 지하구조물의 철거공법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제3 단계 내지 제5 단계는 토사 되메우기 후 롤러 다짐이나 콤펙터 다짐작업을 실시하거나 되메우기 토사에 시멘트를 혼합하여 지반의 견고성을 확보하는 것을 특징으로 하는 하향식 지하구조물의 철거공법.

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