거푸집,동바리 역타설공법

대형판 거푸집,동바리 현수식 역타설(Top Down)공법  (건교부 지정 신기술 제 98호)

 

<개발배경>

 

 최근 도심지 고층건물의 지하 굴토공사는 토지 이용의 극대화 차원에서 점점 고심도화 되어가고 있으나, 인접건물의 존재, 지하 소유권 침범문제 등으로 인해 기존의 어스앵커를 이용한 흙막이 공법의 적용은 어려워지고 있는 실정이다.

 

따라서, 버팀대(Strut)를 이용한 개착식 굴토공사 방법이 통상 이용되고 있으나 지반의 상태를 정확히 파악하고 공사에 착수하기가 어려우며, 지하구조물을 축조하고 상층으로 올라오면서 토류벽 지지점의 변화가 발생함에 따라 토류벽의 배면지층에 변형이 발생하게 되고 이는 지반의 변형과 더불어 차수층의 파괴로 이어져 지하수 탈수 현상을 초래하여 지하수 탈수와 함께 미세 토입자가 유출되어 토류벽 배면 지층의 공동화 현상 또는 주변 지반의 침하현상을 발생케하여 인근 건물에 치명적인 영향을 끼치는 등의 문제가 있다.

 

이에 따라 기존의 개착식 굴토공법의 대안으로써 역타설 공법이 개발되어 적용되고 있으며,급속히 그 적용이 확산되는 추세이다. 
 

<개발내용>

본 신기술은 지하구조물을 축조할 때 지상1층에서부터 지하층을 향해서 구축해 나가는 역타설 거푸집 공법에 관한 것이다.
 
 

 역타설 거푸집 공법 중 동바리를 사용하는 공법은 콘크리트 타설후, 콘크리트가 양생되면 거푸집과 동바리를 해체하여 외부로 반출하지 않으면 굴토공사를 진행할 수 없는 바, 가설자재의 소운반비용이 증가하고, 거푸집의 해체와 조립이 반복됨으로 인해 공사비 증가와 공사기간의 지연이 발생하는 요인이 되고 있다.

 

 이에 본 발명에서는 슬래브와 보 하부 거푸집을 대형판으로 제작하여, 이를 해체하지 않고 콘크리트가 양생된 후 상부층 콘크리트가 양생된 후 상부층 콘크리트에 매달아 놓을 수 있도록 하였으며, 동바리는 동바리 상부철판에 있는 4개의 구멍중 대각선으로 두개의 구멍에 와이어를 끼우고 다시 거푸집의 멍에에 건 다음 서로 결속하고, 인접한 동바리의 아랫부분을 당해 와이어에 걸어 놓을 수 있도록 함으로써, 동바리를 슬래브와 보 하부 거푸집에 매달 수 있도록 하여, 가설재를 외부로 반출하지 않고도 굴토공사를 할 수 있도록 함으로써 공기단축과 공사비의 절감으로 꾀할 수 있도록 하였다.

 

 신기술을 적용한 현장은 서울시 서초구 서초동 1326번지 지상의 4,035평의 대지에 사원아파트를 신축하는 현장으로써 인근에 우성아파트, 서운중학교등이 위치해 있어 공사중 지역주민의 민원이 발생할 소지가 다분한 전형적인 도심지 공사라 할수 있다.
 

역타설(Top Down)공법은 국내외를 막론하고 안전시공에 의한 공기단축 및 원가절감차원에서 초고층 건물일 경우 필수적으로 검토대상이 되고 있으며 많은 현장에서 채택 시공되고 있다.
 
<활용사례>

 최근 건물의 대형화와 복합화에 따른 노후건물의 재개발로 도심지 공사는 대부분 역타설공법으로 진행되는 상황이라 할 수 있다. 한편 도심지 공사는 주차 시설의 확충에 따른 지하주차장 확보등 지하공간 이용증가로 인해 흙파기 면적이 증가하고 있을 뿐 아니라 심도 또한 점점 깊어지고 있다. 그러므로 합리적인 지하공사를 위한 적정공법의 필요성이 대두되고 있다.

 

즉, 지하공사중 토질의 불확실성에 의한 예측 불허의 붕괴사고의 빈번한 발생이 도심지 밀집지역 특성상 곧바로 대형사고로 연계되므로 안전사고에 대한 벌칙강화, 보상금액 증가 등 행정규제의 강화를 불러오고 있기 때문이다.

 

또한 GR(Green Round)의 등장과 함께 국내에서도 환경문제 대두로 인해 시민들은 환경의 중요성을 인식하였고 이에 따라 정부도 건설공사 전반에 환경조건을 엄중히 규제하고 있으며, 특히 토공사는 소음, 진동, 분진발생 등으로 인해 민원발생의 주 대상이 되고 있다.

그러나 기존 개착식 지하공사 공법인 버팀지지 흙막이 공법은 버팀지지 가설구조물(Strut)이 40미터 이상일 경우 온도응력이나 버팀지지 가설구조물의 압축변형으로 인한 구조체의 변위발생 우려가 있고 흙막이의 보강책으로 사용되는 어스앵커 공법은 지하소유권에 대한 침범 제한으로 도심지 공사에 적용이 점점 어려워 지고 있다.

 

 따라서 건설업체는 행정규제, 민원발생 등의 공사외적문제와 전천후 시공으로 인한 공기단축, 고심도 굴착에 따른 공사의 보다 확실한 안전성의 확보, 시공의 복잡화 및 시공난이도의 증가와 등의 공사내적문제를 해결하기 위해 역타설(Top Down)공법과 같은 새로운 구조체 공사공법을 도입하는 상황이다.