건축시공기술사 탑다운 공법의 이해

건축시공기술사 탑다운 공법의 이해 건축시공기술사 공부방 카페지기입니다. 역타 < top down > 공법은 1960년대 유럽에서 시작되 우리나라 에서는 1984년 럭키 금성의 다동 빌딩에서 최초로 적용되면서 현재는 도심공사 , 지질이 좋지 않은 대지 등에 많이 사용되고 있는 공법이다. 일반 공사는 땅을 모두 판 후에 지하층의 기초부터 최상층까지 구조설계 대로 공사를 수행하면 된다. 하지만 역타공법은 시공 및 가설하중 < construction ＆ temporary load > 이 구조설게의중요한 요소가 되므로 구조설계와 시공과 정간에 밀접한 정보교류 상호협조가 이루어져야 하는 공사이다. 역타공사의 구조설계개념, 일반적 시공방법, 시공의 핵심이라고 할 수 있는 수직부재의 이음방법에 대하여 말하고자 한다. * 구조설계개념 * 역타공법은 건물 지하 부분의 외주벽, 기둥, 그리고 기초를 제일 먼저 시공하고 , 1층 바닥을 타설한 후 말 그대로 위로는 지상층 공사가 진행되고 아래로는 땅을 파면서 지하로 공사를 동시에 시공하는 방법이다. 지하층 기둥을 먼저 설치해야 하므로 건물의골조형식은 철골 철근 콘크리트조<SRC>조이고 보는 철근 콘크리트<RC>조로 설계되며 지상부의경우 기둥은 철골철근콘크리트조, 보는 철골구조로 이루어 것이 보통이다. 지하층의 외주벽은 지하연속벽<slurry wall>으로 시공되어공사 중에는 일반 공사의 흙막이벽체 역할과 최종적으로는 영구적인 외부벽체 역할을 한다. 하부로 공사가 진행되면서 시공되는 보와 슬래브는 일반 흙막이공사의 수평버팀대<strut>의 역할을 하게 된다. 지하층 수평부재 공사순서는 완전 역타공법으로 지하1층, 2층, 3층, 순으로 공사 하기도 하지만 1층과 지하 1층을 시공하고 지하 3층까지 파 내려가서 지하3층 바닥 골조를 먼저 시공하고 지하2층은 순타로 시공하는 경우도 있다. 이때 지하 2개층의 토압, 휨부재구조계산이되야하며 타설된 슬래브 위에 동바리 설치하고 바로 위층 슬래브를 타설 하므로 동바리 지지하는 층은 상부 슬래브 자중 및 시공하중이 적재하중으로 작용하여도 안전하게 설계되야 한다. 일반적 시공방법 ㅡ 지하 연속벽 작업을 시작하기 위해 가이드월<guide wall> 설치한다. 가이드월은 지하연속벽의 위치를 견고하게 하며 표토층의 급작스러운 붕괴를 방지하고 측량기준점 역할을 한다. ㅡ 건물 지하구조중 영구적인 외벽으로 사용될 지하 연속벽 작업을 착수한다. 지하연속벽은 크레인 장비의 버켓 그램<bucket grab>또는 하이드로 밀<hydroㅡmill>을 장착하여 두께 0,6m~1,0m . 폭은 5~6m의 지하 공벽을 형성한다. 이때 공벽이 무너지지 않도록 벤토나이트<bentonit>액을 굴착 부분에 채운다. 지상서 조립된 장비로 설치 후 타설용 트레미<tremie pipe>관을 지하연속벽 하부까지 설치하여 콘크리트를 하부에서 채운다. 지하연속벽 공사에서 가장 중요한 포인트는 공벽유지액인 벤토나이트액의 관리다. 배합비, 점성, 비중 등을 주기적을 확인하고 공벽 손상이 없도록 하며 역구 구조물인 지하연속벽의 성능을 확보 할 수 있다. 또한 지하연속벽과 지하층 테두리 보를 연결하는 연결철근 <embeded bar>의 위치를 맞추는 일인데 위치가 맞지 않는 경우가 종종 발생한다. ㅡ 건물의 기둥은 지하연속벽에 접한 부분에서는 같은 장비를 사용 할 수 있는 바레트 파일 <burrette pile>을 내부기둥에는 RCD<reverce circulation drill>공법으로 시공한다. 굴착완료, 철골설치 후 철근 및 콘크리트 시공 후 나머지 구간은 자갈을 채운다. 철골기둥 최하부는 쉬어 커넥타<shear connector>역할의 스터드 볼트<stud bolt>를 설치 한다. ㅡ 지상 1층 바닥 슬래브와 보 <수평부재>를 타설할 수 있도록 일부굴착하고 거푸집을 설치한 후 콘크리트를 타설하여 1층 바닥의 영구 구조물이면서 흙막이로 형성된 지하 연속벽의 지하 연속벽을 수평으로 지지하는 버팀 구조 역할을 한다. 장비 및 토사를 반출 할 수있도록 개구부를 둔다. ㅡ 지하 1층 슬래브와 보를 타설할 수 잇도록 굴착하고 보에 콘크리트를 타설한다. ㅡ 지하 1층 기둥과 벽체 <수직부재>를 시공하고 기 타설되었던 1층 수평부재와 연결되는 곳은 <신,구 조인트> 그라우팅 한다. ㅡ 위 과정을 반복하여 지하로 내려 가면서 상층부도 일반공사와 같은 시공방밥으로 공사를 진행한다. 단 층고가 높고 큰 하중이 가해지는 부위는 임시 브레이싱<bracing>으로 좌굴을 방지한다 수직부재의이음 역타공법의핵심적 고려사항은 상부 스평부재가 완료 상태에서 하부의 수직부재콘크리트를 어떻게 연결할 것이며, 기 타설된 철골 기둥에 콘크리트 보의철근을 어떻게 정착하느냐 하는 것이다. 우선 수직부재의 연결 방법을 알아보자 ㅡ 역타 파이프 이용방법 : 역타공법에서 수평부재 타설 후 수직부재를 타설하기 위해서 많이 사용하는 방법은 파이프를 이용하는 방법이다. 상부 슬래브 타설 시 100파이 파이프를 @1000 간격으로 설치하여 기둥의경우는 125파이 파이프를 2개소 설치하여 콘크리트를 타설한다. ㅡ 기둥 현치 이용방법 : 보 철근이 촘촘하여 파이프 설치 공간이 여의치 않을 경우 헌치<haunch>를 이용하는 방안으로 타설 파이프를 기둥이 벗어난 부분 즉 슬래브에 설치하고 하부에 헌치를 설치하여 기둥을 타설 한다. ㅡ 영구 헌치방법 : 기둥 상부에 영구 헌치를 두어 기둥 콘크리트 타설시 하부 슬래브까지 타설하고 기둥 밑둥을 그라우팅하는 방법으 로마약 수평구조가 무량판 구조라면 영구 헌치를 두는 방법이 구조적으로 효율적이 될 수 있을 것이다. < 출처 : 네이버카페 - 김우식 건축시공기술사 공부방 > <제공 : 용산건축토목학원 www.yspass.co.kr >