KR20150076035A - 지하구조물을 이용한 지하층 증축 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존 건물의 코어부분을 지하로 연장하여 지하주차장과 연결되는 수직동선 공간을 증축하되, 상기 코어부분 수직동선 공간에 가설 구조물을 사용하지 않으면서 기존 건물의 지하구조물을 이용하여 증축되는 코어부분 수직동선 공간의 구조적 안정성과 시공성을 향상시킨 지하구조물을 이용한 지하층 증축 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 기존 건물의 지하 구조물을 이용하여 지하층 연장벽체와 신 기초슬래브를 설치하고, 이를 통해 지상벽체를 지지하여 지하층 구조물의 구조적 안정성을 확보하며,
기존 건물의 코어부분에 가설 구조물을 사용하지 않으므로 상기 코어부분의 기존 기초슬래브 및 내측 기초파일을 용이하게 제거하고, 지하 구조물 축조 전 내측 기초파일에 정착캡을 설치하여 지상 구조물의 상부하중을 지반에 균등하게 전달, 지지하는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

지하구조물을 이용한 지하층 증축 시공방법{Basement extension construction method using underground structure}

본 발명은 지하층 수직동선공간 확보를 위한 지하층 증축 시공방법에 관한 것으로, 리모델링되는 신축 지하주차장을 연결하는 지하층 수직동선 공간 확보를 위해 기존의 지하구조물과 지상벽체를 이용하여 지하구조물 공사의 시공성과 구조적 안전성을 향상시킨 지하층 증축 시공방법에 관한 것이다.

종래의 기존 건축 구조물은 지상 주차공간만 설치되어 있어 차량 증대로 인한 주차공간의 확충이 필요하며, 부지면적과 건축법규의 제한으로 기존 건축 구조물을 철거하고 건물을 신축하면서 지하층에 주차공간을 확보하거나,

기존 건축 구조물에서 지상에 새로운 주차공간을 확보하는 것이 용이하지 않으므로, 기존 건축 구조물을 활용하여 지하주차장을 신설하는 리모델링 공사가 실용화되고 있다.

도 1(a)는 기존 건물의 코어부분을 나타내는 단면도이며, 도 1(b)는 기존 건물의 코어부분이 지하층으로 확장된 것을 나타내는 단면도이다.

지하 주차장을 증축하는 종래기술은 지상 구조물의 코어부분에 마이크로 파일과 가설 프레임을 설치하고 지하공간을 확보하여 수직동선 구간인 코어부분을 지하층으로 연장하여 지하 주차장과 연결하고 있으며, 이에 대한 구체적인 실시예는 아래와 같다.

도 3a 내지 도 3f는 종래기술의 리모델링된 지하층 코어부분의 시공과정을 나타내는 단면도로, 도 3a에서 건물 코어부분 1층 엘리베이터실 벽체 일부(1)와 1층 계단을 철거한다.

다음으로 도 3b에서 건물 코어부분 지하층 확장을 위해 상기 1층 엘리베이터실과 1층 계단을 포함하는 코어부분의 1층 슬래브(8)와 기존 기초슬래브(7)의 소정 면적에 마이크로파일(2)을 소정 간격으로 지중에 설치한다.

도 3c, 도 3d에서 상기 마이크로파일(2) 상부에 멍에(10)를 설치하며, 상기 멍에(10)와 1층 바닥 천정에 볼트(19)로 고정된 고정플레이트(14) 사이에 가새(11)를 경사지게 설치하고, 1층 외측 지상벽체(12)에 강관 서포트(9)를 설치함으로써,

건물 코어부분 1층 슬래브(8)와 기존 기초슬래브(7) 철거 시 상기 가새(11)와 강관 서포트(9)에 의해 상기 코어부분 1층 지상벽체(12)를 지지하며, 상기 코어부분 1층 슬래브(8)와 기존 기초슬래브(7)의 소정 면적(4)을 절개하고,

상기 절개된 소정 면적(4)을 통해 지하층으로 흙파기 공사를 실시하며, 상기 흙파기 공사로 코어부분의 외측 기초파일(5)은 1층 외측 지상벽체(12)를 지지하고, 내측 기초파일(6)을 흙파기 바닥면까지 절단한다.

도 3e에서 1층 외측 지상벽체(12)를 지지하는 지하 외측 연장벽체(17)를 설치하고, 1층 내측 지상벽체(12)를 지지하는 지하 내측 연장벽체(16)를 설치하며, 상기 지하 내,외측 연장벽체(16, 17)를 지지하는 신 기초슬래브(18)를 설치함으로써, 1층 지상벽체(12)로 전달되는 건물의 상부하중을 상기 지하 내,외측 연장벽체(16, 17)와 신 기초슬래브(18)가 지지한다.

도 3f에서 가새(11)와 멍에(10) 및 강관 서포트(9) 등의 가설 프레임과 마이크로파일(2) 등을 제거하고 지하주차장과 연결되는 수직동선 공간인 건물 지하층 코어부분을 완성한다.

상기 종래기술은 기존 지하 구조물에 마이크로 파일을 설치하고 가설 프레임을 설치하여, 지상벽체를 지지하며 지하공간을 증축하는 것으로, 상기 마이크로 파일은 소구경 파일이므로 좌굴길이가 길어 지지력을 신뢰할 수 없어서 구조적으로 불안정하며, 좌굴방지를 위한 보강구조를 설치해야 하고, 가설 프레임을 별도로 설치해야 하는 등 시공이 복잡하고 경제적이지 못하다.

따라서 기존 건축 구조물을 이용하면서 별도의 가설 구조물 등을 설치하지 않고 구조적 안정성과 시공성을 향상시키는 지하층 수직동선 공간 확보를 위한 지하층 증축 시공방법의 개발이 필요하다.

본 발명은 기존 건물의 코어부분을 지하로 연장하여 지하주차장과 연결되는 수직동선 공간을 증축하되, 상기 코어부분 수직동선 공간에 가설 구조물을 사용하지 않으면서 기존 건물의 지하구조물을 이용하여 증축되는 코어부분 수직동선 공간의 구조적 안정성과 시공성을 향상시킨 지하구조물을 이용한 지하층 증축 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 기존 건축 구조물의 기초파일을 이용하여 지하층 연장벽체와 신 기초슬래브를 설치하며, 이를 통해 건물 상부하중을 전달하는 지상벽체를 지지하여 지하층 구조물의 구조적 안정성을 확보하고,

가설 구조물을 사용하지 않으면서 건물 코어부분의 기존 기초슬래브 및 내측 기초파일을 제거하여 지하층 증축 공사의 시공성을 향상시키는 것을 과제해결의 원리로 한다.

본 발명의 구체적인 실시예인 지하구조물을 이용한 지하층 증축 시공방법은 건물 코어부분의 1층 엘리베이터실 벽체 일부(1)와 1층 계단을 철거하는 단계; 지하층 확장을 위해 상기 코어부분 1층 슬래브(8)의 소정 면적(4)을 절개하는 단계;

상기 코어부분의 절개된 1층 슬래브(8)의 소정 면적(4)을 통해 지하층으로 소정 깊이 흙파기 하는 단계; 상기 코어부분의 지하 흙파기 공간에 노출된 내,외측 기초파일(5, 6) 중 내측 기초파일(6)의 하부 주위에 정착캡(100)을 설치하는 단계;

상기 코어부분의 지상 벽체(12)를 지지하기 위해 지상 벽체(12) 바로 아래 지하층에 지하 내,외측 연장벽체(16, 17)를 설치하는 단계; 상기 지하 내,외측 연장벽체(16, 17)를 지지하며 상기 정착캡(100)이 매입 되도록 신 기초슬래브(18)를 설치하는 단계;

지하층 확장공간의 지하 외측 연장벽체(17)를 경계로 지하 내측 연장벽체(16)만 설치되도록 그 내부에 있는 기존 기초슬래브(7)와 내측 기초파일(6)을 제거하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 건물 코어부분의 수직동선 공간 확보를 위해 가설 구조물을 사용하지 않고 기존 건물의 기초파일을 이용하여 지하층 증축이 가능하므로, 기존 건물의 기초파일에 대한 지지력 신뢰로 인해 지하 구조물의 구조적 안정성이 증대되는 효과가 있다.

또한 본 발명은 건물 코어부분 지하층 증축 시 가설 구조물을 사용하지 않으므로 상기 코어부분의 기존 기초슬래브 및 내측 기초파일을 제거하는 것이 용이하여 시공성이 향상되고, 내측 기초파일 하부에 정착캡을 설치하여 지상 구조물의 하중을 지반에 균등하게 분산, 지지하는 효과가 있다.

그리고 본 발명은 벽식구조인 건물에서 부지면적과 건축법규의 제한을 해소하고 기존 건물의 지하 구조물을 이용하여 지중 조건에 무관하게 실용적으로 지하공간을 자유로이 증축할 수 있는 효과가 있다.

도 1(a)는 기존 건물의 코어부분을 나타내는 단면도
도 1(b)는 기존 건물의 코어부분이 지하층으로 확장된 것을 나타내는 단면도
도 2는 본 발명의 리모델링된 지하 주차장과 지하층 코어부분이 연결되는 것을 나나태는 단면도
도 3a 내지 도 3f는 종래기술의 리모델링된 지하층 코어부분의 시공과정을 나타내는 단면도
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 일실시예인 리모델링된 지하층 코어부분의 시공과정을 나타내는 단면도
도 5a는 본 발명에 사용되는 일실시예인 정착캡의 정면도
도 5b는 도 5a의 평면도
도 6a는 본 발명에 사용되는 다른 실시예인 정착캡의 정면도
도 6b는 도 6a의 평면도

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 일실시예를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 기존 건물의 기초파일을 이용하여 내,외측 지하 연장벽체와 신 기초슬래브를 설치하고, 이를 통해 지상벽체를 지지하여 지하층 구조물의 구조적 안정성을 확보하며,

지하 구조물 축조 전 내측 기초파일에 정착캡을 설치하여 지상 구조물의 상부하중을 지반에 균등하게 분산, 지지하고, 가설 구조물을 설치하지 않으므로 건물 코어부분 기존 기초슬래브와 내측 기초파일을 용이하게 철거하는 것을 기술적 특징으로 한다.

본 발명은 건물의 리모델링에서 수직동선공간인 1층 엘리베이터실과 계단을 포함하는 코어부분을 지하로 연장하여 증축하는 지하 구조물에 적용하는 것으로, 철근콘크리트조로 축조되는 벽식구조 공동주택의 리모델링에 유용하다.

도 2는 본 발명의 리모델링된 지하 주차장과 지하층 코어부분이 연결되는 것을 나타내는 단면도이며, 도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 일실시예인 리모델링된 지하층 코어부분의 시공과정을 나타내는 단면도로, 본 발명은 도 4a에서 건물 코어부분 1층 엘리베이터실 벽체 일부(1)와 1층 계단을 철거한다.

도 4b에서 지하층 확장을 위해 상기 1층 엘리베이터실과 1층 계단을 포함하는 건물 코어부분 1층 슬래브(8)의 소정 면적(4)을 절개한다.

도 4c, 4d에서 건물 코어부분의 절개된 1층 슬래브(8)의 소정 면적(4)을 통해 지하층으로 소정 깊이 흙파기 공사를 실시하여 지하층의 내,외측 기초파일(5, 6)을 노출시키며, 지하 흙파기 공간에 노출된 내,외측 기초파일(5, 6) 중 내측 기초파일(6)의 하부 주위에 정착캡(100)을 설치하여 지하 구조물 축조 전 지상 구조물의 상부하중을 지반에 균등하게 전달, 지지한다.

여기서, 내,외측 기초파일(5, 6)은 말뚝기초나 피어기초 등 기초를 안전하게 지지하기 위하여 기초를 보강하거나 지반의 내력을 보강하는 구조체를 모두 포함하며, 상기 내,외측 기초파일(5, 6)은 건물 코어부분에 소정 간격으로 다수 설치된다.

도 4e에서 건물 코어부분의 지상 벽체(12)를 지지하기 위해 지상 벽체(12) 바로 아래 지하층에 지하 내,외측 연장벽체(16, 17)를 설치하고, 상기 지하 내,외측 연장벽체(16, 17)를 지지하며, 상기 지하 내, 외측 연장벽체는 기존 건물의 지하 벽체보다 두께를 증가시켜 지하 구조물의 구조적 안정성을 증대한다.

상기 정착캡(100)이 매입 되도록 신 기초슬래브(18)를 설치하며, 상기 신 기초슬래브(18)는 리모델링 후 축조된 새로운 기초슬래브로 기존 건물의 내측 기초파일이 제거되는 것을 감안하여 신 기초슬래브(18)의 두께를 산출하여야 한다.

도 4f에서 지하층 확장공간의 지하 외측 연장벽체(17)를 경계로 지하 내측 연장벽체(16)만 설치되도록 그 내부에 있는 기존 기초슬래브(7)와 내측 기초파일(6)을 제거하여 지상 구조물의 상부하중을 지상벽체(12)를 통해 지하 내,외측 연장벽체(16, 17)와 신 기초슬래브(18)가 지지한다. 기존 기초슬래브(7)와 내측 기초파일(6)의 절단은 브레이커나 다이아몬드 커터기를 사용한다.

도 5a는 본 발명에 사용되는 일시예인 정착캡의 정면도이며, 도 5b는 도 5a의 평면도로, 내측 기초파일(6)의 하부에 설치되는 정착캡(100)은 중앙에 원형의 개구부가 형성된 사각형상의 베이스 플레이트(101)와 상기 베이스 플레이트 개구부 주위에 소정 높이로 용접접합된 원통형 플레이트(102) 및 윙 플레이트(103)로 구성된다.

상기 윙 플레이트(103)는 원통형 플레이트 주위에 균등하게 배치하되, 상기 베이스 플레이트(101)와 원통형 플레이트(102)에 다수가 삼각형상으로 용접접합되고, 상기 정착캡(100)은 지상 구조물의 하중을 지반에 균등하게 전달, 지지하는 역할을 하며, 상기 내측 기초파일(6)과 정착캡(100) 사이에는 에폭시(104)를 밀실하게 주입하여 상기 내측 기초파일과 정착캡의 부착력을 증대한다.

도 6a는 본 발명에 사용되는 다른 실시예인 정착캡의 정면도이며, 도 6b는 도 6a의 평면도로, 상기 내측 기초파일(6)과 정착캡(100)은 정착캡의 원통형 플레이트(102) 외측면에서 원주를 따라 소정 간격으로 다수의 앵커볼트(105)를 설치하여 상기 내측 기초파일(6)과 정착캡(100)을 일체화한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

1 : 1층 엘리베이터실 벽체 일부 2 : 마이크로파일
3 : 기초파일 4 : 소정 면적
5 : 외측 기초파일 6 : 내측 기초파일
7 : 기존 기초슬래브 8 : 1층 슬래브
9 : 강관 서포트 10 : 멍에
11 : 가새 12 : 지상벽체
13 : 2층 슬래브 14 : 고정플레이트
15 : 연결부재 16 : 지하 내측 연장벽체
17 : 지하 외측 연장벽체 18 : 신 기초슬래브
19 : 볼트 20 : 베이스 플레이트
100 : 정착캡 101 : 베이스 플레이트
102 : 원통형 플레이트 103 : 윙 플레이트
104 : 에폭시 105 : 앵커볼트

Claims (3)

1. 건물 코어부분의 1층 엘리베이터실 벽체 일부(1)와 1층 계단을 철거하는 단계;
   지하층 확장을 위해 상기 코어부분 1층 슬래브(8)의 소정 면적(4)을 절개하는 단계;
   상기 코어부분의 절개된 1층 슬래브(8)의 소정 면적(4)을 통해 지하층으로 소정 깊이 흙파기 하는 단계;
   상기 코어부분의 지하 흙파기 공간에 노출된 내,외측 기초파일(5, 6) 중 내측 기초파일(6)의 하부 주위에 정착캡(100)을 설치하는 단계;
   상기 코어부분의 지상 벽체(12)를 지지하기 위해 지상 벽체(12) 바로 아래 지하층에 지하 내,외측 연장벽체(16, 17)를 설치하는 단계;
   상기 지하 내,외측 연장벽체(16, 17)를 지지하며 상기 정착캡(100)이 매입 되도록 신 기초슬래브(18)를 설치하는 단계;
   지하층 확장공간의 지하 외측 연장벽체(17)를 경계로 지하 내측 연장벽체(16)만 설치되도록 그 내부에 있는 기존 기초슬래브(7)와 내측 기초파일(6)을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하구조물을 이용한 지하층 증축 시공방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 코어부분은 1층 엘리베이터와 1층 계단을 포함하는 수직동선 공간이며,
   상기 내측 기초파일(6)과 정착캡(100) 사이에는 에폭시(104)를 밀실하게 주입하고,상기 정착캡(100)은 중앙에 원형의 개구부가 형성된 사각형상의 베이스 플레이트(101)와 상기 베이스 플레이트 개구부 주위에 소정 높이로 용접접합된 원통형 플레이트(102) 및 상기 원통형 플레이트 주위에 균등하게 배치하되, 상기 베이스 플레이트(101)와 원통형 플레이트(102)에 용접접합되는 다수의 삼각형상 윙 플레이트(103)로 구성되는 것을 특징으로 하는 지하구조물을 이용한 지하층 증축 시공방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 코어부분은 1층 엘리베이터와 1층 계단을 포함하는 수직동선 공간이며,
   상기 내측 기초파일(6)과 정착캡(100)은 정착캡의 원통형 플레이트(102) 외측면에서 원주를 따라 소정 간격으로 다수의 앵커볼트(105)를 설치하여 일체로 결합하고,
   상기 정착캡(100)은 중앙에 원형의 개구부가 형성된 사각형상의 베이스 플레이트(101)와 상기 베이스 플레이트 개구부 주위에 소정 높이로 용접접합된 원통형 플레이트(102) 및 상기 원통형 플레이트 주위에 균등하게 배치하되, 상기 베이스 플레이트(101)와 원통형 플레이트(102)에 용접접합되는 다수의 삼각형상 윙 플레이트(103)로 구성되는 것을 특징으로 하는 지하구조물을 이용한 지하층 증축 시공방법.

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