선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 현재 기존기초의 보수보강에 활용되는 공법으로는 크게 주입재를 이용한 그라우팅 공법과 소구경 현장타설 말뚝공법으로 구분되어 질 수 있으며, 본 논문에서는 소구경 현장타설 말뚝(마이크로파일)을 이용한 기초보강 공법의 국내 활용사례를 소개하고자 한다.
제안 방법
- 구조해석을 실시하여 기초 안정성을 검토한 결과, A동의 경우 좌우 측벽 위치에서 기초 지지력이 부족하였고, B, C동의 경우에는 좌우측벽 및 세대 중앙부 기존 발코니 위치에서 기초 지지력이 부족하였다. 기존 기초에 대한 보강공법으로 구조물과의 간섭에 따른 장비운용 문제를 고려하고 시공시 기존 PC PILE에 미치는 영향을 최소화하기 위해 마이크로파일을 적용하였다.
- 먼저, 가설 Steel Frame을 통해 전달되는 상부 구조물 하중을 지지할 마이크로파일 12본을 엘리베이터 Shaft Wall 외부에 시공한 후, 터파기시 흙막이 벽체로 이용할 강관다단 그라우팅을 실시하였다. 기초 푸팅 확장부는 바닥슬래브 철거, 지반 굴착, 마이크로파일 두부 지압판 설치, 푸팅 철근 배근 및 콘크리트 타설순으로 시공하였으며, 토압작용시 지점 역할을 할 수 있도록 흙막이용 강관은 푸팅과 일체화하였다.
- B동과 C동은 계단실 및 엘리베이터를 신설하여 코어형식이 복도식에서 계단식으로 변경되었다. 또한, 아파트 사이에 지하주차장(지하 1층)을 신설하여 부족하였던 주차공간을 확보하였다. 그림 1과 그림 2는 각각 리모델링 후의 단지 조감도와 증축부위의 시공모습을 보여주고, 표 1은 리모델링 전 · 후 단위세대 평면계획을 보여준다.
- 마지막으로 Shaft Wall을 신설하고 가설 Steel Frame을 해체한 후, 개구부를 복원(철근 배근 및 콘크리트 타설)함으로써 모든 시공이 마무리 되었다. 그림 5는 A동 엘리베이트 PIT 증설 시공 평면도를 보여준다.
- 먼저, 가설 Steel Frame을 통해 전달되는 상부 구조물 하중을 지지할 마이크로파일 12본을 엘리베이터 Shaft Wall 외부에 시공한 후, 터파기시 흙막이 벽체로 이용할 강관다단 그라우팅을 실시하였다. 기초 푸팅 확장부는 바닥슬래브 철거, 지반 굴착, 마이크로파일 두부 지압판 설치, 푸팅 철근 배근 및 콘크리트 타설순으로 시공하였으며, 토압작용시 지점 역할을 할 수 있도록 흙막이용 강관은 푸팅과 일체화하였다.
- 수평증축 구간에는 경제성을 고려하여 PHC PILE(φ400, 설계하중 700kN/EA)을 신설 시공하였으며, 수평증축 구간중 기존 아파트 기초와 인접한 부분에는 마이크로파일을 적용하였다.
- 가설 Steel Frame(가설 보 4개와 가설 기둥 8개로 구성)은 엘리베이터 Shaft Wall을 통해 전달되는 상부 구조물 하중을 하부 기초(푸팅 및 마이크로파일)로 전달하는 역할을 하는 구조물이다. 시공은 먼저 가설 보가 관통할 수 있도록 Shaft Wall을 컷팅하여 Opening(개구부)을 만든 후 가설 보 및 기둥을 설치하고 기둥과 기둥 사이에는 브레이싱을 설치하였다. 또한, 보가 관통하는 개구부 상부에는 엘리베이터 Shaft Wall의 균열을 방지하기 위해 보강철판을 설치하였으며, 보강철판 틈새는 에폭시를 주입하였다.
- 아파트 전·후면 수평증축을 통해 아파트 단위세대 면적을 23~36m2 추가 확장하고, 세대 내 재구성을 통해 전용공간을 확보하였다.
- 엘리베이터 PIT를 하부로 증설하기 위해 기존 Shaft Wall과 기초 푸팅을 철거하고 지반 굴착 및 기존 PC PILE 16본을 절단하였다. 다음으로 말뚝 두부를 정리한 후, 기초푸팅과 벽체를 신설하였다.
- B동과 C동의 경우 수평증축시 엘리베이터 및 계단실이 신설되므로 지하주차장에서 엘리베이터를 통해 각 세대로의 출입이 가능하나, A동의 경우 기존 지상 1층까지만 운행되던 엘리베이터를 사용하기 때문에 리모델링시 엘리베이터 PIT를 하부로 증설(그림 3 참조)하지 않을 경우, 지하주차장 출입을 위해서 계단을 이용해야 하므로 주민들의 불편이 예상되었다. 이 문제를 해결하기 위해 기존에 지상 1층까지만 운행되던 엘리베이터를 지하1층까지 연장운행 되도록 엘리베이터 PIT를 하부로 증설하는 공법 적용을 고려하였고, 엘리베이터 코어 해체 작업시 상부 구조물의 하중을 지지하기 위해 여러 보강 공법 중 시공조건 및 시공 효과를 검토한 후 마이크로파일 시공을 결정하였다.
- 지지력 산정시 선단지지력은 고려하지 않았으며, 그라우트와 지반의 부착력(α bond nominal strength)은 매뉴얼에 제시되어 있는 값을 참조하여 보수적으로 적용하였다.
대상 데이터
- 마이크로파일 공법은 시공시 소음과 진동이 적고 일반적인 말뚝공법에 비해 비교적 소형장비를 이용하므로, 복잡하고 한정된 공간의 도심지 기초보강에서 공사시 접근성 및 시공성 측면에서 큰 장점을 가지고 있다. 본 논문에서 소개될 마이크로파일공법의 활용사례는 서울 소재 방배동 궁전아파트 리모델링시 적용한 엘리베이터 코어 하부기초 보강에 관한 것으로, 신설 지하주차장으로의 출입을 용이하게 하기 위해 기존 엘리베이터 PIT를 하부로 1개층 증설한 시공 사례이다(윤용진, 2007; 장도영, 2006).
성능/효과
- 아파트 리모델링으로 인해 수직하중(기둥 및 칸막이 하중 증가 등) 및 수평하중이 증가하고, 설계활하중 조건이 강화되어 기존 아파트 기초의 보강이 요구되었다. 구조해석을 실시하여 기초 안정성을 검토한 결과, A동의 경우 좌우 측벽 위치에서 기초 지지력이 부족하였고, B, C동의 경우에는 좌우측벽 및 세대 중앙부 기존 발코니 위치에서 기초 지지력이 부족하였다. 기존 기초에 대한 보강공법으로 구조물과의 간섭에 따른 장비운용 문제를 고려하고 시공시 기존 PC PILE에 미치는 영향을 최소화하기 위해 마이크로파일을 적용하였다.
후속연구
- 내진설계기준이 강화되고 향후 리모델링 및 도시재생사업이 점차 확대될 것으로 판단되므로 기존 건축구조물의 기초 보강공법인 마이크로파일 공법의 수요가 점차 증가할 것으로 예상된다. 이는 마이크로파일 공법은 시공시 진동과 소음이 적고 일반적인 말뚝공법에 비해 비교적 소형장비를 사용하므로, 당 시공사례와 같이 도심지의 복잡하고 한정된 공간에서의 공사시 시공성, 접근성 측면에서 큰 장점을 지니고 있기 때문이다.
- 본 시공사례는 아파트 리모델링시 기존 구조물을 철거하지 않은 상태에서 엘리베이터 PIT를 하부로 증설하기 위해 마이크로파일을 기초 보강공법으로 적용한 것으로, 향후 건축물 리모델링 공사시 유사한 상황이 발생할 경우 공사를 진행함에 있어 참고자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
- 현재 국내에는 설계·시공에 관한 시방규정이 이직 정립되어 있지 않아 주로 외국의 기준이나 참고자료를 활용하여 마이크로파일을 적용하고 있는 실정으로, 공법의 적용 및 그 시장규모가 점차 증가하고 있는 바 관련 기준안을 조속히 마련할 필요가 있다고 판단되며, 앞으로 국내 시공환경에 적합한 최적의 마이크로파일 공법 및 전용시공장비의 개발도 필요하다고 판단된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.