적으로 변조합의 무근콘크리트로 채워 넣어 좌굴장을 거의 무시한 상태로 경제적인 단면을 채택하고 1개층씩 하향시공하면서 무근콘크리트를 깨어내고 다시 철골철근콘크리트기둥으로 만든다. 이때 시공공정상에 따른 축하중 및 모멘트를 산정하여 철골기둥 부재의 응력을 검토하여 단면을 결정하여야 한다.
3) 합성기둥의 경우 강재기둥에 철근과 콘크리트를 씌우는 작업이 용이하지 않으며 상하부의 이음부 처리는 더욱 까다롭고 세심한 계획이 필요하다.
4) 기둥의 길이가 매우 길고 수평방향으로 연결지지하는 부재가 없으므로 수직의 정확도와 평면상의 정확한 위치유지가 어렵다. 영국의 BS5400 PART 5 에서는 기둥 외형의 3%만큼의 편심과 1.0%의 수직경사도를 허용하고 있다.
(3) 바닥 구조
1) 지하바닥구조는 토압 및 수압에 대하여 무한 강성의 다이어프램 역할을 함으로써 슬러리 월의 변형을 억제하는 수평버팀대로서 사용한다. 따라서 최소한의 강도가 유지된 후에 하부 층의 굴착이 가능하며 횡력에 대한 압축부재로서 충분한 강성과 연직하중에 대한 슬래브의 내력을 확보하여야 한다.
2) 콘크리트 바닥구조도 외형이 간단하여 시공이 간편한 무량판구조가 유리하다.
다만, 기둥과 바닥구조가 교차하는 부분에서 전단력에 문제가 있을 경우, 드롭판넬로 보강하는 방법이나 강재기둥에 전단보강볼트(Shear Head)를 두는 방식도 채택할 수 있다.
3) 지하외벽에 가까운 기둥이나 외벽 주위에 바닥 개구부가 있는 경우 횡력저항에 치명적인 약점을 지닐 수 있으므로 건축계획시 주의하여야 한다. 왜냐하면 슬러리월 설계시 슬래브의 개구부로 인하여 지점 상태가 되지 못하기 때문이다. 따라서 외벽 가까이에서의 슬래브 개구부는 건축계획시 가급적 피하여야 하며, 부득한 경우 슬러리 월 설계시 이에 대한 보강방안이 수립되어야 한다. 탑다운 공사 기간동안 은 개구부를 메꾼 상태로 진행을 하고 기둥이나 벽구조가 완성되어 구조내력이 생겼을 때 개구부를 뚫어내는 경험적인 테크닉이 필요하다
8. 활용 전망
역타설(Top Down)공법은 국내외를 막론하고 안전시공에 의한 공기단축 및 원가 절감차원에서 초고층 건물일 경우 필수적으로 검토대상이 되고 있으며 많은 현장에서 채택 시공되고 있다.
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.
국내 역타설공법 적용은 최근 매우 활발하게 이루어 지고 있으나, 아직 역타설 공법적용기술은 초기단계로 역타설 시공을 위한 지중연속벽은 많은 경비를 투자하여 시공하였으면서도, 원가 및 공기절감을 극대화할 수 있는 슬래브 및 보 부분의 콘크리트 타설이 기존의 일반적인 시공방법으로 단순히 주변 위해의 경감목적으로만 활용되고 있으므로 이의 기술개발이 필요한 실정이다.
또한 역타설공법은 다음과 같은 사유로 향후 국내도심지 공사에 적극적인 적용이 필요할 것으로 예상된다.
(1) 지하굴토 공사의 잦은 붕괴사고 등으로 인한 안전 시공법 필요성 대두
(2) 기존의 스트러트나 어스앵커 등의 지하굴토 공법으로는 시공이 난이한 도심현장의 출현
(3) 주변 구조물에 대한 구조적인 피해, 소음, 환경오염 등의 대민 피해방지 필요
(4) 대형 고심도 굴착공사의 공기 및 공사비 절감을 위한 새로운 공법의 필요성
(5) 건설기술 및 장비의 발달로 신공법 적용대상 확대 버팀 역할을 완벽하게 수행
위 사항을 위하여서는 반드시 스트러트 부재가 일체화 조립되어야 하므로, 승강작업이 전체적으로 동시 시행할 수 있는 군을 형성하는 소규모 공사에 적합한 것이다. 또한 승강작업시 슬래브 콘크리트에 의하여 작업자 시야 차단에서 오는 작업난이도 등의 개선이 요구되나, 구조역학적 측면에서 바람직한 공법으로 지속적인 발전이 기대된다.
<참고자료 및 사이트>
단행본
탑다운 공법 시공 / 이동희 / 기분당 / 2001년
톱다운 공법 - 구조와 시공 / 토목공법연구회 / 일광 / 2003년
건축시공 신기술 공법 / 정상진외 16인 / 기문당 / 2002년
홈폐이지
(주) 경재구조 / http://www.kjbest.co.kr
(주) 마천건설 http://www.machun.co.kr
http://www.seohee.co.kr/quality/quality_index01.asp
역타공법에 대하여.......
차 례
1. 톱다운공법(역타공법)의 개요
2. 역타 공법의 발전과 도입
3. 역타공법의 특징
4. 역타공법의 종류
5. 역타공법의 순서
6. 역타공법의 장단점
7. 설계시 고려사항
8. 활용 전망
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