[논문]CWS공법(buried wale Continuous Wall System)의 개발에 관한 연구

이정배; 임인식; 천성철; 오보환; 하인호; 임홍철

doi:10.5345/jkic.2006.6.2.081

Abstract ▼ AI-Helper

A down construction method is frequently used in these days to reduce popular discontent and to assure sufficient working space at early stage in downtown area. There are two main problems in the existing down construction method. One is a confliction between frame works and excavation works, and th...

A down construction method is frequently used in these days to reduce popular discontent and to assure sufficient working space at early stage in downtown area. There are two main problems in the existing down construction method. One is a confliction between frame works and excavation works, and the other is a cold joint in retaining wall which is unavoidable due to a sequence of concrete placement and induces a water leakage. Therefore, a new method is needed to overcome these problems. The CWS (buried wale Continuous Wall System) method was developed by authors. By replacing RC perimeter beam with embedded steel wale, the steel frame works of substructure can be simplified and the water leakage can be prevented using continuous retaining wall. Consequently, the improved qualify and reduction of construction period can be obtained from CWS method.

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문제 정의

관건이다. 본 논문에서는 지하 구조물에 대한 하향 축조 시공시 발생할 수 있는 이러한 문제점을 해결하고, 또한 구조물의 품질확보와 공기(工期) 측면에서도 기존 공법보다 우수한 성능을 발휘하는 CWS공법 (buried wale Continuous Wall System)의 개념과 시공에 관해 논하고자 한다.

제안 방법

또한 골조 공사 시 내부 철골 공정과 테두리보의 철근콘크리트 공정이 중복됨에 따른 철골 공정의 불연속성 문저】, 그리고 테두리보에 의해 지하외벽이 단절 시공됨에 따른 콜드 조인트(cold joint) 발생 및 이로 인한 누수문제 등은 여전히 내재되어 있는 상태이다.(흙막이벽이 슬러리월일 경우는 제외) 본 CWS 공법은 상기의 철근콘크리트 테두리보(perimeter girder) 대신 철골 좌대에 의해 지지되는 매립형 철골 띠장을적용시킴으로서 철골조로서의 공정 일원화 및 연속성을 확보할 수 있으며, 지하외벽의 시공을 순타로 연속 타설이 가능하도록 매립형 철골 띠장 상세를 채용함에 따라 지하외벽의 단절문제 또한 동시에 해결하여 기존 공법의 문제점들을 상당 부분 해소할 수 있는 대체 공법으로 개발되었다.
철골 띠장은 지하외벽이 타설되기 전 단계에서 토압에 의한 횡하중, 지하층 바닥의 고정하중, 및 시공 하중에 대해 저항할 수 있도록 설계되어야 한다. 또한 철골띠장 부재는 횡토압 하중에 대해서 영구 철골부재에 의해 지지되며 지하층 바닥에 작용하는 중력하중에 대해서는 철골 좌대에 의해 지지되도록 설계한다.
대한 하향시공(down 시공)을 수행한다. 순타 연속시공은 그림 5에서와 같이 첫째, 지하외벽의 수직철근을 띠장의 양 측면공간에 배근하고 둘째, 지하외벽의 내측 거푸집 완료 후 셋째, 각 층 바닥 슬래브 상부에서 기 확보된 지하외벽 공간(철골 띠 장의 양측 공간)에 별도의 콘크리트 타설관 없이 순타의 방법으로 연속시공하여 일체화된 지하외벽 구조체를 형성한다. 매립형 철골 띠장을 설치하기 위한 벽체의 최소 두께는 지하 외벽의 내외측 피복두께 및 철근 배근(띠장의 양측면 공간에 배근)과의 간섭을 고려하여 결정하며, 일반적인 최소값은 다음표 1과 같다.
기존의 스트럿 공법과 철근콘크리트 테두리보 공법과의 특징을 표 2와 같이 공정, 공기 및 공사비를 중심으로 비교하였고, 기존 공법 대비 효과는 다음과 같다.
지하수위가 비교적 높아 추후 누수 등의 하자 요인 발생을 최소화하기 위해 철골 띠장 공법 적용하게 되었다. 적용 결과 지하층 골조 공정의 단일화로 공사 효율성 증대 효과가 있었고, 표 5와 같이 기준층 기준으로 테두리보 공법은 층당 35 일이 소요된 반면 CWS 공법은 30일이 소요되어 층당 5일의 공기가 절감된 것으로 분석되었다.

대상 데이터

당 현장은 지하 7층, 지상 25층의 주상복합 건물로 지하층 골조는 철골구조를 적용하였고, 지상층은 철근콘크리트 구조로 구성되었다. 표 3과 같이 철근콘크리트 테두리보 공법과 공사비를 비교해 본 결과, 본 공사를 통해 6, 000만원의 원가를 절감할 수 있었다.

성능/효과

철골 좌대 및 매립형 철골 띠장을 채용함으로서 주골조 (철골조)와의 공정이 단일화됨에 따라 공정 간의 간섭이 최소화되었으며, 지하층 바닥의 철골 공정과 데크 공정이 단일 공정화되어 공사 효율성 증대 및 이로 인한 공기 절감이 가능하고, 굴토 공정이 주공정이므로 굴토가 용이 한지 하층 구간에서는 공기 절감 효과가 우수하다. (철근콘크리트 테두리보 공법 대비 층당 5~10일 절감 가능)
② 지하외벽의 순타 일체 시공이 가능해짐에 따라 누수 등의 하자 발생 요인의 감소로 품질확보 측면에서 유리하며, R.C 테두리보 공법의 경우 벽체 상하방향 모두 이음 철근이 필요하였으나 벽체를 연속 타설함에 따라 별도의 이음 철근은 불필요하며 철근량이 감소 된다.
표 3과 같이 철근콘크리트 테두리보 공법과 공사비를 비교해 본 결과, 본 공사를 통해 6, 000만원의 원가를 절감할 수 있었다. 시공과정은 그림 11과 같다.
지하수위가 비교적 높아 추후 누수 등의 하자 요인 발생을 최소화하기 위해 철골 띠장 공법 적용하게 되었다. 적용 결과 지하층 골조 공정의 단일화로 공사 효율성 증대 효과가 있었고, 표 5와 같이 기준층 기준으로 테두리보 공법은 층당 35 일이 소요된 반면 CWS 공법은 30일이 소요되어 층당 5일의 공기가 절감된 것으로 분석되었다. 공사비에서는 테두리 공법 대비 92% 수준으로 표 4와 같이 1, 000만원의 공사비가 절감되었다.
적용 결과 지하층 골조 공정의 단일화로 공사 효율성 증대 효과가 있었고, 표 5와 같이 기준층 기준으로 테두리보 공법은 층당 35 일이 소요된 반면 CWS 공법은 30일이 소요되어 층당 5일의 공기가 절감된 것으로 분석되었다. 공사비에서는 테두리 공법 대비 92% 수준으로 표 4와 같이 1, 000만원의 공사비가 절감되었다. 공기 단축의 요소를 고려하면 그 효과는 더 클 것으로 판단된다.
또한 기존의 탑다운 공사가 슬러리월을 기반으로 수행되어 공사비 측면에서 다소 불리한 측면이 있었으나 본 공법은 C.I.P・ 또는 SCW공법과 병행 적용됨에 따라 경제성 측면에서 유리할 것으로 판단된다.

후속연구

개발되었다. 본 공법 을 지 하구조물 하향 시 공법 (down공법 )에 적 용함에 따라 공정의 일원화를 통한 공기 절감 효과 및 벽체를 일체로 타설함에 따른 누수 등의 하자 발생 요인을 최소화함으로서 보다 우수한 품질을 확보할 수 있을 것으로 예상된다.

참고문헌 (8)

이동희, 탑다운 공법 시공, 기문당, p67, 2002
대우건설 건축기술팀, 탑다운 시공 매뉴얼, 1999
토목공법연구회, 톱다운공법 구조와 시공, 도서출판 일광, p99, 2005
방배동 A 현장 공사지 및 견적서, 2005
서울대역 B현장 공사지 및 견적서, 2005
(주)SPS, SPS 공사자료
(주) 한빛구조 외, 매립형 철골띠장과 슬래브 강막작용을 이용하여 지하외벽의 연속시공이 가능하도록 한 지하구조물 시공방법, 특허출원서, 2004
대한건축학회, 건축기술지침 I, 공간예술사, 2006

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