1) Director, Institute of Technology, Samho Engineering Corporation 2) CEO, Samho Engineering Corporation
3) Ph.D. Student, School of Civil, Environmental and Architectural Engineering, Korea University
현장계측을 통한 지하증축공사 중 가설구조물의 거동 사례연구
Behavior Case Study of Temporary Structures during Underground Extension Work by Field Measurement
김 의 석1)･ 민 병 찬2)･ 강 민 규3)･ 김 동 관4)･ 최 항 석†
Uiseok Kim ･ Byungchan Min ･ Minkyu Kang ･ Dongkwan Kim ･ Hangseok Choi
Received: March 31
st, 2020; Revised: April 23
rd, 2020; Accepted: July 30
th, 2020
ABSTRACT : During the construction of underground space expansion of old facilities, it is necessary to secure temporary residence space for existing residents as well as noise and vibration issues during construction, and in the case of commercial, industrial, and social use, damage is expected from suspension of the use of facilities. There is a need for a technology that minimizes noise and vibration during underground expansion, enabling the use of existing facilities even during construction. In this study, a practical underground extension model is proposed by analyzing the behavior of the temporary structure and the surrounding ground as a result of measurement at each construction stage for a actual construction site. In order to solve the problems that occurred during construction, the basement slabs were placed in advance after the initial excavation. The measurement results (building inclinometer, crack measurement system, structure inclinometer and surface settlement meter) at the site were reviewed to analyze the behavior of the temporary structure and surrounding ground. As a result, it was confirmed that the inclinometer of the building and the structural inclinometer showed a tendency that the displacement after the slab line was placed was reduced or converged. The placement of basement slabs during underground extension not only relived the noise and vibration problems during construction, but also secured the stability of structures.
Keywords : Old facility, Underground space expansion, Small diameter pile, Floating structure method
요 지 : 노후시설물의 지하공간 확장공사 시 공사 중 소음 및 진동 문제 뿐만 아니라 기존 주민의 임시 거주공간 확보가 필요하고, 상업용, 공업용, 사회용 등의 시설물의 경우에는 시설물 이용의 중단에 따른 피해가 예상되므로, 지하증축 공사 중 소음 및 진동을 최소화하여 공사 중에도 기존 시설물의 이용을 가능하게 하는 기술이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 가설구조물의 안정성 문제와 공사 중 발생되는 소음진동 문제를 효과적으로 해결하여 지하증축 공사 중 시설물을 이용하면서 진행한 공사현장의 시공단계별 계측결과로 가설구조물과 주변지반의 거동을 분석하여 국내 현실에 적합한 지하증축공사 모델을 제시하였다. 시공 시 발생되는 문제를 해결하기 위해 초기 굴착 후 슬라브 선타설공법을 적용한 현장의 계측결과(건물경사계, 균열측정계, 구조물경사계, 지표침하 계)를 확인한 결과 건물경사계와 구조물경사계는 슬라브 선타설후 변위가 감소하거나 수렴하는 경향을 확인할 수 있었으며, 균열측 정계와 지표침하계는 관리기준 이내의 안정적인 모습을 확인할 수 있었다. 이 결과로 볼 때, 지하증축 공사 시 지하층 슬라브를 선타설하는 것은 공사 중 발생하는 소음․진동의 문제를 해결해주는 것 뿐만 아니라 지하증축 공사 시 가설구조물의 안정성을 확보하 는데 큰 역할하고 있는 것을 확인할 수 있었다.
주요어 : 노후시설물, 지하공간 확장공사, 소구경말뚝, 뜬구조공법 Journal of the Korean Geo-Environmental Society
21(8): 5～13. (August 2020) http://www.kges.or.kr
ISSN 1598-0820 (Print) ISSN 2714-1233 (Online) DOI https://doi.org/10.14481/jkges.2020.21.8.5
1. 서 론
2018년 2월 배포된 국토교통부 보도자료에 따르면, 10년 이상 된 건축물(주거용, 산업용, 공업용 등)은 전체 건축물 의 75% 이상을 차지하였다. 특히 준공 후 30년 이상 된 건 축물은 전국 2,604,270동으로 전체(7,126,526동)의 36.5%
로 조사되었으며, 지역별 건축물은 수도권이 26.3%, 지방이
40.4%로 지방의 건축물이 더 노후화된 것으로 나타났다.
노후화된 건축물은 철거 후 재건축을 진행하는 것이 일
반적이었으나, 최근 도심지 재건축의 경우에는 막대한 철거
비용과 환경오염 및 민원 등의 문제가 발생하므로 노후 시
설물 전체를 신설하는 것은 현실적으로 불가능한 실정이며,
1980년대 이후 고층건물이 늘어나면서 도심지에 위치한 건
축물들의 재건축을 통한 재개발사업도 어려워지고 있다. 이
로 인하여 노후화된 구조물의 리모델링, 증축을 통한 기존 건축물의 활용기술이 필요하며, 현재 수직 상향증축기술과 지하공간을 확보하기 위한 하향증축을 위한 기술들이 개발 되고 있다.
지하증축공사에 대해서 2011년 신재헌은 한국외국어대학 교의 본관건물 하부증축을 위해 뜬바닥 구조공법의 적용사 례에 대해 설명하였으며, 2012년 박춘배는 서울시청사에 적 용한 뜬구조공법(Floating and Underground Extension Method) 의 부재설계와 시공과정, 구조적 안정성 검토를 수행하여 공법을 분석하였다. 그리고 2013년 이왕희 외 2인은 지하증 축공사 시 기존구조물의 안정성 확인을 위해 기둥 및 벽체 구간에 설치된 계측기의 계측결과를 분석하였다.
현재 기존 건축물을 활용한 지하증축공사는 주로 “소구 경말뚝을 활용한 뜬구조공법”을 이용한다. 이 공법은 기존 건축물의 좁은 지하공간에서 소구경 말뚝을 기존구조물의 기둥주변에 설치한 뒤 기존기둥과 소구경말뚝을 엮어 복합 기둥 지지체를 형성하여 상부구조물의 하중을 지지하고 있 는 상태에서 굴착을 진행하고, 목표한 깊이까지 굴착 완료 후 굴착저면에서부터 지하구조물을 시공하는 방법이다.
그러나, 공사 중 가설구조물의 안정성과 소음진동 등의 문제로 건물 사용을 중지한 상태에서 하향증축공사를 진행 하여야 하며 좁은 공간에서의 장비 효율 저하와 소구경말뚝 보강비용 등에 의해 공사비가 과도하게 소요되는 문제로 널 리 적용되지 못하고 있는 실정이다.
특히, 노후시설물의 지하공간 확장공사 시 공사 중 소음 및 진동 문제 뿐만 아니라 기존 주민의 임시 거주공간 확보 가 필요하고, 상업용, 공업용, 사회용 등의 시설물의 경우에 는 시설물 이용의 중단에 따른 피해가 예상되므로, 지하증 축 공사 중 소음 및 진동을 최소화하여 공사 중에도 기존 시설물의 이용을 가능하게 하는 기술이 필요하다.
따라서 본 연구에서는 “소구경말뚝을 활용한 뜬구조공 법”의 문제점인 가설구조물의 안정성 확보 문제와 공사 중 발생되는 소음진동의 문제를 합리적으로 해결하여 지하증 축 공사 중 시설물을 이용하면서 공사를 진행한 현장의 시 공단계별 계측결과로 가설구조물과 주변지반의 거동을 분 석하여 국내 현실에 맞는 지하증축공사를 수행하는데 도움 을 주고자 한다.
2. 공사개요 및 현황
2.1 공사개요 및 현황
본 연구에서 선정한 현장의 구조물은 서울시 서초구에 위치하며 1983년도에 준공하여 약 36년이 경과한 건물의
지하주차장으로 구조는 철근콘크리트구조물이다.
대상 현장은 Fig. 1~2와 같이 현재 사용 중인 지하주차장 ( 지하2층) 하부의 지하공간을 소구경말뚝을 이용한 뜬구조 공법으로 기계식 주차장을 하향증축하는 공사로 기존 뜬구 조공법을 적용함과 동시에 슬라브 지지공법(역타설공법)을 활용하여 공사 중 발생하는 소음진동을 줄이고 굴착 시 안 정성을 증대시킨 현장이다(삼호엔지니어링㈜, 2016). 이로 인해 기존건물의 사용을 중지한 상태에서 지하증축을 진행 했던 이전의 지하증축공사와 달리 기존의 건물을 사용하면 서(영업활동을 지속) 지하증축공사를 진행하였다.
Fig. 1. Sectional drawing of extension work (1)
Fig. 2. Sectional drawing of extension work (2)
2.2 지하 증축공사 순서 및 공정별 특징
해당 현장은 기존의 지하증축공사의 진행방식과 다르게
초기굴착 후 바닥슬라브를 선타설하여 굴착공사에서 발생
하는 소음진동 문제를 최소화하고, 선타설한 바닥슬라브를
통해 흙막이 벽체의 안정성을 확보할 수 있도록 지하증축공
사를 진행하였다. 일반적인 버팀보공법과 슬라브선타설 역
다공법의 개념도를 Table 1에 표현하였다. 일반 버팀보 공
법은 버팀보의 좌굴 등에 의한 흙막이 배면 수평변위가 우
Fig. 3. Small diameter pile installation
려되나 슬라브선타설 역타공법은 본 구조물로 토압을 지지 하여 구조적 안정성이 우수하다.
Table 1. Support method comparison
Strut method Slab method
단계별 증축공사 순서는 Table 2에 요약하였고, Fig. 3, 5, 6, 7, 8, 9에 단계별 시공전경을 표현하였다. Step-1~6단 계까지의 공정별 특징을 서술하였고, Step-7~8단계는 굴착 이 완료되고 내부 구조물이 시공되는 안정화 단계이므로 분 석에서는 생략하였다.
Table 2. Construction order of underground expansion work
C/S Process content Note
Step-1 Small diameter pile and earth retaining pile installation
Step-2 Reinforcement of existing columns and installation of seats
Step-3 Demolition of existing floor slab
Step-4 Initial excavation (GL-5.0m)
Step-5 Top-down floor slab of B2F
Step-6 Step excavation and installation of support materials for each step
Step-7 Foundation construction
Step-8 Vertical member construction (Framework completed)
Step-1. 기존 기둥주변 소구경말뚝과 흙막이용 H-Pile 설치 층고가 낮아 천공장비가 진입하기 어려운 지하주차장(지
하2층)에서 소형 천공장비를 이용하여 기존 기둥주변에 소 구경말뚝과 흙막이벽체를 위한 H-Pile을 설치하였다. 북측 대로와 인접한 구간은 흙막이벽체 시공을 위해 비개착공법 (messer shield 공법)을 적용하여 장비가 진입할 수 있는 공 간을 확보한 후 흙막이벽체용 H-Pile을 설치하였다.
Step-2. 기존 기둥보강 및 좌대설치
설치된 소구경말뚝과 기존 기둥을 철골구조물로 연결하 여 건물의 하중이 소구경말뚝으로 전달될 수 있도록 기둥 철판보강과 좌대를 설치하였다. 기둥과 좌대의 연결부는 구 조계산을 통해 좌대형상과 연결방법을 결정하였으며 볼트 체결과 현장용접을 통해 상세도 Fig. 4와 같이 제작되었다.
< Floor plan >
< A-A' SECTION >
< B-B' SECTION >
Fig. 4. Detailed drawing of seat base connection
Step-3. 지하2층 기존 기초슬라브 철거
지하층 굴착을 위해 지하2층 바닥슬라브(기초바닥)를 철 거하였다.
Step-4. 초기굴착 및 지보재 설치
슬라브 지지를 위한 슬라브 타설 전 굴착을 위한 장비진입 및
굴토공사 시 공간을 확보하기 위해 지하바닥하부 GL(-)5.0m
까지 굴착하였으며 지보재(Rock anchor) 1단을 설치하였다.
Fig. 5. Reinforcement of column steel plates and installation of seats
Fig. 6. Demolition of foundation slab
Fig. 7. Initial excavation
Fig. 8. Pre-construction of B2 floor slab
Step-5. 지하2층 바닥 슬라브 타설
지하바닥하부 GL(-)5.0m까지 굴착 후 굴착공사 중 소음 진동을 차단하고 흙막이 벽체의 안정적인 지지를 위해 지하 2층 바닥 슬라브를 선타설하였다.
Step-6. 단계별 굴착 및 각단 지보재 설치로 최종굴착 지하2층 바닥슬라브 양생 후 슬라브 아래에서 굴착공사 와 크람쉘을 이용한 상차를 실시하였으며 흙막이 벽체의 안 정성을 위한 지보재(Rock anchor+Rock nail)를 단계별로 시 공하면서 굴착을 진행하였다.
Fig. 9. Stepwise excavation
3. 지반조건 분석
대상지역 일대의 지질도(과학기술부, 1999)를 검토한 결 과, 대상지역은 경기편마암 복합체의 일부로서 주로 편마암 류로 구성되어 있으며, 그 후기에 관입한 화성암류, 충적층 등으로 구성되어 있다.
과업지역 주변으로 단층, 추정단층 등의 불연속면은 발 견되지 않아 암반층 굴착 중 예상치 못한 암반의 블록 파괴 가 발생하지 않을 것으로 판단된다.
지하증축공사를 위한 지층조건파악을 위해 Fig. 10에 표 현된 위치에 시추조사를 2개소를 수행하였으며 Table 3과 같이 매립층은 지표 하 3.5~6.8m의 층후로 분포하고, 풍화 토층과 풍화암층은 각각 1.8~2.0m, 1.6~2.4m의 층후로 분 포하고 있으며 편마암으로 구성된 연암은 지표하에서 6.7m~
10.2m 에서 출현하였다(㈜대교컨설턴트, 2013; ㈜에프엠쏘
일테크, 2015). 지하수위 측정결과 지하수위는 지표하 5.8m~
7.3m에 위치하는 것으로 확인되었다(㈜대교컨설턴트, 2013;
㈜에프엠쏘일테크, 2015). 지하증축공사는 지표하 약 7.5m 아래에서부터 진행되므로 대상이 되는 지층은 풍화토층 일 부와 연암층이며 각 지층의 특징을 시추주상도를 근거로 정 리하였다.
Fig. 10. Drilling survey location map
Table 3. Drilling survey results Boring
hole Ground Depth
(GL,-m)
Thickness
(m) Component N value
TCR RQD
BH-1 (Primary)
Landfill
layer 0.0~3.5 0.6 Silty sand 9/30~10/30 Weathering
soil 3.5~5.0 2.0 Silty sand 50/20 Weathering
rock 5.0~6.7 2.4 Rock-mixe
d sand 50/7~50/3
Soft rock 6.7~7.7 2.5 Gneiss 55 0
BH-2 (Secondary)
Landfill
layer 0.0~6.8 6.8 Silty sand 6/30~50/7 Weathering
soil 6.8~8.6 1.8 Silty sand 4/30~23/30 Weathering
rock 8.6~10.2 1.6 Rock-mixe
d sand 50/2~50/1 Soft rock 10.2~25.0 14.8 Gneiss 39~100 0~39
4. 현장계측
4.1 개요
대상 현장은 도심지공사로 건축물과 도로에 인접하고 있으 며 지하증축공사 중 흙막이 구간에 대한 거동을 파악하기 위 해 그림과 같이 계측기를 설치하였다. 소구경말뚝을 설치한 이후 굴착이 시작되는 시점에서부터 계측을 시작하여 굴착이 완료 때까지 측정결과(케이앤씨컨설턴트㈜, 2018~2019a; 케 이앤씨컨설턴트㈜, 2018~2019b)를 이용하여 주변지반의 거 동을 분석하였다.
4.2 계측위치 및 계측계획
건물경사계와 균열측정계는 인접건물(기존건물)의 기울 기 측정과 균열발생정도를 측정하기 위해 Fig. 11과 같이 기존 구조물측에 각 3개소씩 설치하였으며, 지표침하계는 굴착공사에 따른 주변도로의 영향을 확인하기 위해 도로인 접구간에 3개소를 설치하였다. 구조물 경사계는 소구경말 뚝과 연결되는 기존구조물에 설치하여 굴착 공사 중에 발생 되는 흙막이벽체와 소구경말뚝의 거동을 측정하여 안정성 을 판단하기 위해 15개소를 설치하였다. 설치된 계측의 계 측빈도 및 관리기준치는 Table 4와 같다. 계측기별 설치 위 치 및 측정장비는 Fig. 12, 14, 16, 18이며, 시간-변위를 분 석한 그래프는 Fig. 13, 15, 17, 19이다.
Fig. 11. Measuring instrument location map Table 4. Measurement frequency and management standard
Item
Frequency
Standards
Standard value During
excavation Error
occurs Primary Secondary 3rd order
Tilt meter Twice / A week
Any
time 0.2mm 1/1000 1/850 1/500 Crack
gauge
Twice / A week
Any
time 0.2mm 0.2mm 0.38mm 0.5mm Settlement
pin
Twice / A week
Any
time 20mm Expectation Expectation
*1.25 25mm E.L beam
sensor Automation - 4.0mm 1/1000 1/850 1/500
4.3 건물경사계 계측결과
건물경사계는 인접건물(기존건물)의 기울기 측정하기 위
해 아래 그림과 같이 3개소를 설치하였으며 굴착작업이 시
작되기 전 초기값을 측정한 후 굴착 완료 시까지 계측이 수
행되었다. 본 논문에서는 효율적인 분석을 위해 경사계의
배면측 변위와 좌우측 변위를 기간별로 나누어 기존건물의
거동을 확인하였다. 건물 중앙과 우측에 위치한 TL-2, TL-3
Fig. 12. Tilt meter position and measuring equipment
Fig. 13. Tillt meter (time-drift) graph
경사계는 굴착측 변위와 좌측방향의 변위가 발생하는 경향 이 뚜렷하였으나, 좌측에 위치한 TL-1경사계는 측정 시작 후 초기굴착단계까지 굴착측 변위와 우측방향의 변위가 발 생하였으며 지하2층 역타용 바닥슬라브 타설단계 이후부터 는 배면측 변위와 좌측방향 변위가 발생하였다. 이는 TL-1 경사계 주변은 공사초기 자재야적에 따른 하중의 영향에 의 해 우측방향 변위가 발생한 것으로 판단되며, 지하2층 슬라 브 선타설 단계인 Step-5단계 이후부터 확인되는 배면측과 좌측방향 변위는 슬라브 지지공법 적용을 위한 지하2층 슬 라브 선타설에 의한 영향으로 변위의 양상이 변화된 것으로 분석된다.
4.4 균열측정계 계측결과
균열측정계는 인접건물(기존건물)의 균열정도를 측정하 기 위해 아래 그림과 같이 3개소를 설치하였으며 굴착작업 이 시작되기 전인 균열폭 초기값(32.59~38.19mm)을 측정한 후 굴착 완료 시까지 계측이 수행되었다. 균열측정계는 굴착 이 증가함에 따라 균열폭이 0.08~0.10mm 증가하는 경향이 있으나 관리기준(0.2mm) 이내에서 측정되었으며, 굴착공사 시 증가하고 지보재 설치 후 감소하는 모습을 보이고 있다.
또한, 굴착이 본격적으로 시작된 지하2층 역타용 바닥슬라 브 타설단계 이후 균열폭이 다소 증가하는 경향이 확인되나 관리기준치 이내의 변형이며, 지하구조물 축조가 완성되어 인접건물의 안정성에 대한 영향은 미미한 것으로 판단된다.
Fig. 14. Crack gauge position and measuring equipment
Fig. 15. Crack gauge (time-drift) graph
4.5 지표침하계 계측결과
지표침하계는 굴착공사가 진행되는 동안 주변 지반의 침
하와 인접한 도로에 미치는 영향을 판단하기 위해 설치하였
으며 아래 그림과 같이 인접한 도로측으로 3개소를 설치하
였다. 지표침하계도 굴착작업이 시작되기 전 초기값을 측정
Fig. 18. EL-Beam sensor position and measuring equipment 한 후 굴착 완료 시까지 계측이 수행되었다. 지표침하계는
초기굴착이 시작된 시점에 2.0mm~4.0mm 정도 발생하였으 나 이후 특별한 변화 없이 관리기준(20mm) 이내에서 안정 적인 모습을 보였다.
지표침하계가 설치된 도로 인접 구간은 지상으로 장비가 진입할 수 없으며 지장물이 다수 존재하고 있는 여건으로 주변지반과 인접도로에 영향을 최소화하기 위해 비개착공법 (messer shield 공법)을 이용하여 터널을 시공한 후 터널 내부 에서 파일천공 공사를 수행한 구간으로 상부 지반침하 경향 을 측정한 결과 관리기준치에 수렴되는 것으로 확인되었다.
Fig. 16. Settlement pin position and measuring equipment
Fig. 17. Settlement pin (time-drift) graphs
4.6 구조물 경사계 계측결과
구조물 경사계(EL-Beam)는 지하증축이 진행되는 동안 기존구조물과 증축구조물이 연결되는 부분에 설치하여 지 하굴착이 진행되는 동안 기존구조물의 변위를 측정하여 안 정성을 판단하기 위해 설치하였다. 구조물 경사계는 아래 그림과 같이 기존구조물 벽체 또는 기둥에 15개소를 설치
하였으며 굴착작업이 시작되기 전 초기값을 측정한 후 자동 화 계측을 통해 굴착 완료 시까지 계측이 수행되었다.
본 논문에서는 기존 구조물측 지하벽체에 설치된 EL-1, 2, 3, 4 와 인접도로측 지하벽체에 설치된 EL-11, 12, 13, 14, 의 굴착, 배면, 좌, 우측에 대한 변위를 확인하여 지하증축 공사 중에 기존구조물의 안정성을 파악하였다.
기존 구조물측 지하벽체에 설치된 EL-1, 2, 3, 4는 슬라 브 선타설 전까지 건물경사계(TL-2, TL-3)의 경향과 동일 한 방향(좌측방향변위)으로 거동하였으나 지하2층 바닥 슬 라브 선타설이후 벽체 좌우측방향 변위가 감소하는 것을 확 인할 수 있었다. 또한, 굴착배면측 변위는 슬라브 타설 전까 지 변위가 발생하였으나 슬라브 타설이후 변위가 거의 발생 하지 않는 것을 확인할 수 있었다.
도로측 지하벽체에 설치된 EL-11, 12, 13, 14, 15는 인접 한 도로(지하차도)의 차량진동 등에 의해 명확한 방향성을 파악하기 어려웠으나, 관리기준 변위(4mm) 이내에서 미소 변위를 관찰할 수 있었으며, 슬라브 선타설 후 변위가 다소 감소하거나 수렴하는 경향을 확인할 수 있었다.
이는 지하증축 공사 시 굴착 전 지하층 슬라브를 선타
설하는 역타공법을 병행하는 것은 소음, 진동의 문제를
해결해주는 것 뿐만 아니라 지하증축 공사 시 구조물의
안정성을 확보하는데도 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 사
료된다.
Fig. 19. EL-Beam sensor (time-drift) graph
5. 결 론
노후시설물의 지하공간 확장공사에 사용되는 “소구경말 뚝을 활용한 뜬구조공법”의 문제점인 가설구조물의 안정 성문제와 공사 중 발생되는 소음진동의 문제를 해결하기 위해 적용된 초기 굴착 후 슬라브 선타설공법을 적용한 현 장의 계측결과(건물경사계, 균열측정계, 구조물경사계, 지 표침하계)를 검토하여 가설구조물과 주변지반의 거동을 분 석하였다.
(1) 건물경사계는 분석결과, 건물 중앙과 우측에 위치한 TL-2, TL-3 경사계는 굴착측 변위와 좌측방향의 변위가 발생 하는 경향이 뚜렷하였으나, 좌측에 위치한 TL-1경사계 는 지하2층 역타용 바닥슬라브 타설단계 이후 변위의 경향이 변화하였는데 이는 시공된 슬라브 선타설에 의
한 영향으로 변위의 양상이 변화된 것으로 판단된다.
(2) 균열측정계는 굴착이 증가함에 따라 다소 증가하는 경 향이 있으나 관리기준(0.2mm) 이내에서 측정되었으며, 굴착공사 시 증가하고 지보재 설친 후 감소하는 모습을 보이고 있다. 또한, 굴착이 본격적으로 시작된 지하2층 역타용 바닥슬라브 타설단계 이후 균열폭이 다소 증가 하는 현상을 관찰할 수 있었다.
(3) 지표침하계는 초기굴착이 시작된 시점에 2.0mm~4.0mm 정도 발생하였으나 이후 특별한 변화없이 관리기준(20mm) 이내에서 안정적인 모습을 보였다. 지표침하계가 설치 된 도로 인접 구간은 지상으로 장비가 진입할 수 없으 며 지장물이 다수 존재하고 있어 지장물과 인접도로에 영향을 최소화하기 위해 비개착공법(메사쉴드공법)을 이 용하여 지하2층 깊이에서 터널을 시공한 후 터널내부에 서 파일천공 공사를 수행한 구간으로 상부 지반침하 경 향을 측정한 결과 관리기준치에 수렴되는 것으로 확인 되었다.
(4) 구조물 경사계는 지하증축이 진행되는 동안 기존구조 물과 증축구조물이 연결되는 부분에 설치하였으며, 기 존 구조물측 지하벽체에 설치된 EL-1, 2, 3, 4와 인접도 로측 지하벽체에 설치된 EL-11, 12, 13, 14의 굴착, 배 면, 좌우측에 대한 변위를 확인하여 지하증축공사 중에 기존구조물의 안정성을 파악하였다.
구조물경사계의 계측결과를 확인한 결과 기존 구조물 측 지하벽체에 설치된 EL-1, 2, 3, 4에서는 지하2층 바 닥 슬라브 선타설 이후 벽체 좌우측방향 변위가 감소하 는 것을 확인할 수 있었으며, 굴착배면측 변위는 슬라 브 타설 전까지 변위가 발생하였으나 슬라브 타설이후 변위가 거의 발생하지 않는 것을 확인할 수 있었다.
도로측 지하벽체에 설치된 EL-11, 12, 13, 14에서도 인 접한 도로(지하차도)의 차량진동 등에 의해 명확한 방 향성을 파악하기 어려웠으나, 슬라브 선타설 후 변위가 다소 감소하거나 수렴하는 경향을 확인할 수 있었다.
(5) 지하공간 확장공사에 사용되는 “소구경말뚝을 활용한 뜬구조공법”의 문제점을 해결하기 위해 적용된 슬라브 선타설공법을 적용한 현장의 계측결과를 분석한 결과, 인접 구조물 및 지반의 안정성을 확인하였다.
(6) 특히 상부 기존 건물의 영업활동 중 지하증축 공사가
이루어진 현장으로 지하증축 공사 시 굴착 전 지하층
슬라브를 선타설하는 것은 공사 중 발생하는 소음, 진
동의 문제를 해결해주는 것 뿐만 아니라 지하증축 공사
시 구조물의 안정성을 확보하는 데도 큰 도움을 줄 수
있을 것으로 사료된다.
(7) 향후 “소구경말뚝을 활용한 뜬구조공법”이 적용된 현 장에 대하여 다양한 측정자료를 확보하여, 안정성 및 경제성이 분석되는 연구가 필요할 것으로 생각된다.
감사의 글
본 연구는 국토교통부 국토교통과학기술진흥원의 국토교 통기술촉진연구사업(노후 구조물의 운영 중 지하공간 확장 시 경제성 10% 향상을 위한 확장형 강관파일이 적용된 뜬 구조 역타공법의 설계 및 시공법 개발, 20CTAP-C152159-02) 의 지원으로 수행되었으며 이에 깊은 감사를 드립니다.
References
