공장조립보를 활용한 무거푸집/무해체 공법의 콘크리트 골조공사

[놀이터]

DH-BEAM 공법의 소개

1. 무거푸집/무해체 매입식 공장제작 철판제작보 시스템이란?

기존의 유로폼 거푸집 조립공법은  콘크리트로 채워질 공간을 현장에서 목수들이 기본 600X1200규격의 유로폼 자재를 연결부속이나 철물등을 사용하여 조립하여 콘크리트가 채워질 거푸집을 제작하여 콘크리트 타설하여 성형하는 방법이다.

콘크리트는 양생기간이 지난후 조립했던 가설재를 조립의 반대공정으로 해체하여 원하는 구조의 형태를 완성하는 현재의 가장 일반적인 가설용 거푸집공법이다.

DH-BEAM 공법은 두께 1.2mm의 철판을 아래 그림과 같은 포밍기계를 통하여 절곡가공하여 강성을 가진 절판구조 철판보의 측판과 하부판에 사용될 규격화된 철판을 생산해 낸다. 

3개의 철판(좌,우측판,하부판)을 조립하여 ㄷ-형태의 길이 일체형 거푸집 보를 공장에서 제작하고(기둥의 거푸집에 걸칠 수 있도록 정확한 길이로 제작), 구조계산과 도면에 의해 철근배근까지 공장에서 설치한 다음, 현장까지 운송하여 양중장비를 사용하여 거푸집을 통째로 기둥 거푸집위 또는 미리타설된 콘크리트 기둥위에 조립하는 공법이다. 가설용거푸집이 아니라 콘크리트 타설후 철판거푸집이 매입되어, 해체공정이 필요없는 일체형 거푸집 시스템인 것이다.

<그림1> 조립보의 측판과 하부판을 만들어 내는 포밍기

아래그림은 포밍된 2개의 측판과 1개의 하부판을 조립하여 ㄷ-형태의 만들고 좌 우측판을 스트럽철근과 조립용 철판을 용접하여 견고하게 만든 DH빔의 제작모습니다. 

<그림2> 철판거푸집제작상태

  2.기존의 유로폼거푸집의 일반적 현황분석 (DH-BEAM 구조와 비교한 단점)

1. 수많은 동바리(써포터) 가설재 설치와 해체를 인력에 의해 작업한다.

2. 보의 길이를 맞추어 규격화 된 유로폼을 사용하여 제작하기 위하여  수없이 많은 비규격 현장거푸집이 제작되며, 현장인력에 의존하여  단위거푸집조립을 수행한다. 또한 콘크리트의 양생후 탈형공정 또한 인력에 의해 시행되며, 탈형과정에서 분진이 발생하고, 잔여물에 대한 현장정리, 거푸집해체 정리, 거푸집이동의 과정이 반복된다.

3. 양생기간 동안 재사용이 불가한 유로폼공법의 특성상 수개층의 공사에 필요한 수많은 가설재와 소모성 철물이 반복적으로 필요하다. (층당1주일공정이면 3개층정도의 분량)

이로써 현장관리와 자재관리가 기본적으로 수행되어야 하고,  가설재조립을 위한 엄청난 수의 부속 철물들의 조달에 엄청난 관리비가 발생하게 된다.

또한 탈형후에도 노출된 폼연결핀 등의 제거와 현장청소에 인력과 투입되고, 현장정리공정이 반드시 필요하고, 노출된 콘크리트면의 보수와 마감에 비용과 경비가 발생하게 된다.

이런 것들이 DH-BEAM을 적용하면서 공정자체가 획기적으로 줄거나 사라지게 된다는 것이다.

단순히 거푸집제작비용만을 가지고,  단순비교해서는 안되는 이유가 여기에 있는 것이다.

M2당 유로거푸집의 제작비용에는 다음과 같은 내역이 첨부되어 DH-BEAM 거푸집과 비용이 비교의 대상이 되어야 한다.

1)유로폼의 구매 및 임대, 유지 보수

2) 가설재의 현장반입, 각 구역별, 층별 소운반비용(인력 +장비)

3) 가설재의 해체와 정리,다음공정으로의 소운반(층마다 반복되는 비용과 공기)

4) 탈형후의 불량콘크리트면의 보수,보강

5) 최종적인 가설재의 현장반출비용/관리비용

6) 거푸집수량파악 및 부족분에 대한관리비용

7) 각종부속철물등의 조달과 관리비용

8) 여분거푸집의 관리와 보관비용 등 

위의 항목중 대부분의 항목이 DH-BEAM 구조를 사용할 시에는 거의 필요없는 부분이 되기 때문이다.

<참고사항> 

가설재의 종류:  ( 하옇든 엄청나게 많이 필요함 )

a. 유로폼 거푸집류 600x1200

                (기본판넬규격외) ,550x1200,500x1200,450x1200,400x1200,

                350x1200,300x1200,200x1200등

유로폼연결재 : 아웃코너  (앵글도 길이별로 다양함) ,

                    인코너   (규격별로 또 무지하게 많은종류가 있음)

b.원형철재파이프 6M, 4M, 3M, 2M, 1M 등

c.슬라브타설용 각파이프,

d. 폼연결용 폼핀 짧은것,긴것

e. 폼필러두께 1cm,2cm 등

f. 슬라브타설용 합판,현장제작용 거푸집용 합판류(5mm,9mm,12mm 등)

g. 유로폼 vs파이프 고정용 후크 (대,소)

<아래그림>콘크리트 타설시 조립된 유로폼의 변형을 방지하기 위한 강관 체결모습-1

<아래그림>콘크리트 타설시 조립된 유로폼의 변형을 방지하기 위한 강관 체결모습-2

<아래그림>유로폼조립을 위한 폼핀

<아래그림>폼필러 사용을 위한 일반 폼핀과 필러용 폼핀의 연결

<아래그림>유로폼 조립벽체의 변형방지를 위한 파이프 체결시스템(후크, 대,소)

<아래그림>유로폼 코너 부위 체결을 위한 인코너,아웃코너 판넬

가설재의 조립에 필요한 소모품

a. 반생(10번,6번,8번)종류--굵은철사를 말한다.

b. 폼연결타이(거푸집간격유지용 철물)

      (길이별로:   150,180,200,250,300,400,500,550

                        .600,650,700,800,900,1000,1200mm 등)

                         이는 또한 탈형후 노출부에 대한 제거작업이 필요하다.

c. 철근스페이서 간격재(종류별,간격별,부위별)

d. 현장제작 거푸집제작을 위한 각종합판류 및 각재류

    (필요한 각재의 단면종류도 많다.)

e. 거푸집 제작과 가조립을 위한 각종 못(50mm,90mm 등),

f. 또한 해체시 많은 폐기물로 양산되어 정리,운반,폐기되어야만 한다.

이러한 가설재와 소모품들은 각층의 작업여건에 따라, 지속적으로 현장에서 재배치되고, 이동되고, 정리되고, 최종적으로 현장완료 후 현장에서 반출되어 이동되어야 만 한다.

수많은 자재의 현장배치와 소모품의 관리에 많은 관리 인력이 동원되어야 하고, 부족분에 대하여 공정내내 조달되어야 하고, 여분이 남게된다.  이런것들이 모두 유로폼거푸집비용에 포함되어 있다는 것이다.

<그림3> 기존공법의 적용 현장 현황

위와 같은 현재의 유로폼거푸집 시스템을 혁명적으로 대체할 수 있는 공법이 DH-BEAM 공법인 것이다.

DH-BEAM의 장점은 다음과 같다(기존 유로폼거푸집공법과 비교)

1)철골도면과 같이 사전에 제작도면이 만들어지고, 도면에 의한 감리가 가능할 뿐만아니라,

2) 유로폼의 조립에 필요한 수많은 부품과 철물이 현장에 조달될 필요가 없는 것이다.

3) 공장에서 필요한 길이대로 도면에 의해 정확하게 재단되고, 철근배근된 제작보를 통하여, 규격외 현장제작 거푸집이 필요 없게 된다.

4) 현장기초 공사와 동시공정으로 공장에서 미리 보를 제작하여, 공기를 혁명적으로 단축할 수 있는 DH-BEAM SYSTEM에 비해 기존의 유로폼 방식은 제한된 자재와 순차적인 공사로 인해 공기단축(비용절감)에 한계를 가지고 있는 것이다.

아래그림은 폭이 1200mm인 와이드 콘크리트 빔의 유로폼조립 가설재 설치 모습이다.

얼마나 많은 자재가 인력에 의해 설치되었고, 사용된 가설재의 양과 종류는 또한 얼마나 많은가? 이런 것들이 최종적으로 해체되어 정리되고, 현장에서 또다시 이동이 반복되어야 하고, 최종적으로 현장에서 반출되어야 하는 것이다.

아래사진은 유로폼거푸집시스템과 DH-BEAM SYSTEM의 극명한 차이를 보여준다. 기존의 공법은 콘크리트 타설과 양생후 엄청난 해체의 부산물과 시간 비용이 예상되지만, DH-BEAM은  콘크리트 타설 하중 지지를 위한 기본 써포트만 해체하면, 철판마감면 자체가 깨끗한 마감의 바탕내지는 바로 마감이 되는 것이다.

공장에서 제작된 DH-BEAM은 조립일정에 따라 순차적으로 현장으로 이동되고, 곧바로 장비에 의해 양중되어 필요한 위치로 옮겨져 설치하게 된다. 현장에서 가설재가 사라지게 되거나 혁명적으로 가설재의 양이 줄게 되는 것이다. 현재는 현장에서 기둥은 유로폼에 의해 제작 설치되지만 이도 또한 DH-BEAM SYSTEM으로 대체되기도 한다.

철근 콘크리트 구조현장에 가설재가 없다는 것을 상상이나 할 수 있겠는가?

이러한 공장제작/현장장비조립은 현장작업 인부의 숫자를 혁명적으로 줄여준다. 거푸집뿐만 아니라 철근의 배근까지도 공장에서 완성된 상태로 현장에 반입되고, 데크슬라브공법과 동시에 적용될 경우에는 최소한의 현장인원(4~5명)으로 전체 현장을 시공이 가능한 것이다. 일반적인 유로폼공법에서는 아마도 최소 20~30인이 고정적으로 거푸집을 조립하는데 동원되는 것과 비교를 한다면,

이는 아마도 시공사 입장에서 보면, 안전관리비의 절감, 각종인건비에 부수적으로 발생되는 노무외 비용에 대한 절감(산재,고용보험,국민연금.식대,숙소제공비용)까지 따진다면, 획기적인 공정의 단축과 비용절감을 예상할 수 있을 것이다.

<아래> 현장크레인에 의해 설치되고 있는 DH-BEAM

다음의 사진은 분명히 공사가 한참 진행중인 현장이다. 위에서 본 유로폼조립공법현장에서와 같이 가설재의 모습이라고는 최소한의 써포트만 보이지 않는가?

얼마나 깨끗한 현장인가? 가설재의 해체도 없고, 정리도 없고, 청소와 먼지를 고민할 필요도 없지 않은가? 수많은 작업자도 보이지 않는다.

DH-BEAM 구조는 미래의 현장모습과 시스템을 바꾸는 혁명적인

도구가 될 것이다.

PC구조와 비교할 수 없는 일체형 콘크리트 구조를 기존의 공법보다 경제적으로 제공하고, 철골구조와 같은 정확성을 RC구조에서도 확보하게 되는 것이다.

-하우건축컨설팅  대표 안동일