KR102214779B1 - 프리캐스트 수직코아구조물 및 그 시공방법 - Google Patents

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Abstract

지중에 일정한 직경으로 수직갱을 시공하고, 수직갱 내부에 프리캐스트 모듈을 연결 시공하여 시공된 외부 프리캐스트 모듈(A) 내측에 프리캐스트 수직계단모듈, 프리캐스트 수직환기구모듈 및 프리캐스트 슬래브모듈과 같은 내부 프리캐스트 모듈(B)을 연결 시공하여 프리캐스트 수직코아구조물을 신속하면서도 안정적으로 지중에 시공할 수 있는 프리캐스트 수직코아구조물 및 그 시공방법이 개시된다.

Description

프리캐스트 수직코아구조물 및 그 시공방법{PRECAST VERTICAL CORE STRUCTUREAND CONSTRUCTION METHOD THEREWITH}
본 발명은 프리캐스트 수직코아구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 지중에 일정한 직경으로 수직갱을 시공하고, 수직갱 내부에 프리캐스트 모듈을 연결 시공하여 시공된 외부 프리캐스트 모듈(A) 내측에 프리캐스트 수직계단모듈, 프리캐스트 수직환기구모듈 및 프리캐스트 슬래브모듈과 같은 내부 프리캐스트 모듈(B)을 연결 시공하여 프리캐스트 수직코아구조물을 신속하면서도 안정적으로 지중에 시공할 수 있는 프리캐스트 수직코아구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다.
도 1a는 종래 프리캐스트 수직코아구조물의 예시도이다.
상기 프리캐스트 수직코아구조물은 곡면형 프리캐스트 모듈(11)을 다수 횡방향으로 연결하여 링형태로 1개층을 시공하고, 상하로 다수를 적층시키는 방식으로 시공하고 있음을 알 수 있다.
이때 곡면형 프리캐스트 모듈(11)을 사용하는 이유는 제작, 운반 및 작업이 용이한 최소한의 자중을 가지도록 하기 위해서인데, 지중에 먼저 일정한 깊이로 수직갱을 시공한 후, 조립 시공하기 때문에 다수의 곡면형 프리캐스트 모듈(11)을 이용함에 따른 연결공종이 많아져서 작업이 지연될 수 밖에 없게 된다.
또한 프리캐스트 수직코아구조물은 내부에 수직계단 및 수직환기구를 추가로 시공해야 하기 때문에 이러한 수직계단 및 수직환기구를 어떻게 신속하게 조립 시공하는 가도 매우 중요하게 된다.
도 1b는 종래 모듈형 수직코아구조물의 시공도를 도시한 것이다.
즉, 프리캐스트 모듈(11)은 콘크리트로 제작하기 때문에 일정한 높이를 가진 링 형태의 모듈로 제작하는 경우, 콘크리트를 사용함에 따른 자중이 커질 수 밖에 없게 된다. 이에 파형강판을 링 형태로 모듈을 제작하고, 상기 파형강판 모듈 내부에 수직계단 및 수직환기구 모듈도 일체화시켜, 상,하로 연결하여 적층 시공하고 있음을 알 수 있다.
하지만 이러한 파형강판과 같이 강재를 사용하는 경우 제작비용이 증가하게 될 수 밖에 없고, 수직계단 및 수직환기구 모듈도 강재로 제작할 경우 부식의 문제 때문에 유지관리에 많은 노력과 비용이 요구될 수 있다는 한계가 있게 된다.
또한 차수문제를 해결하기 위하여 수직갱 내측면과 파형강판 모듈 외주면 사이에는 콘크리트등을 채우게 되는데, 이러한 콘크리트 타설압이 발생하게 되므로 파형강판 모듈에 사용되는 강재량을 증가할 수 밖에 없어 경제성이 낮아질 수 있다는 한계가 있게 된다.
대한민국 공개특허 제 10-2015-0059640호(발명의 명칭: 수직갱 모듈 및 이를 이용한 수직갱 시공방법, 공개일자: 2015년06월01일) 대한민국 등록특허 제 10-1914782호(발명의 명칭: 수직구용 콘크리트 블록 고정구 및 이를 이용한 수직구 시공방법, 공개일자: 2018년11월02일)
이에 본 발명은 콘크리트로 제작된 외부 프리캐스트 모듈을 사용하더라도 자중문제를 해결할 수 있도록 하고, 프리캐스트 수직계단모듈, 프리캐스트 수직환기구모듈 및 프리캐스트 슬래브모듈과 같은 내부 프리캐스트 모듈을 외부 프리캐스트 모듈에 신속하게 횡방향 및 상하방향으로 조립 시공할 수 있고, 외부 프리캐스트 모듈과 수직갱 사이에 타설되는 콘크리트와 일체화됨으로서 타설압에 효과적으로 저항할 수 있도록 할 수 있어 보다 안정적인 시공이 가능한 프리캐스트 수직코아구조물 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 프리캐스트 수직코아구조물 및 그 시공방법은 수직갱 내측면으로 향하도록 인출되는 전단철근이 형성된 몸통부에 형성된 격자형 리브를 구비한 프리캐스트 모듈을 횡방형 연결부(C1) 및 상하연결부(C3,C4)로 시공하여 수직갱 내부에 적층시켜 형성시킨 외부 프리캐스트 구조물(A); 및 상기 외부 프리캐스트 모듈(A) 중앙을 가로지도록 형성된 몸통부; 및 상기 몸통부의 일측면에 형성된 양 측면부;를 구비하는 ㅠ형 수직환기구모듈과 상기 양 측면부과 연결된 ㄷ자형 수직환기구모듈 내측의 수직코아공간(S)에 프리캐스트 수직계단모듈이 연결 시공되며, 상기 ㅠ형 수직환기구모듈의 몸통부 타측면에는 프리캐스트 슬래브모듈이 상면에 얹어져 고정 설치되면서 수직환기구가 형성되도록 하는 프리캐스트 수직환기구모듈;을 포함하는 내부 프리캐스트 모듈(B);을 포함하며, 상기 외부 프리캐스트 모듈(A)과 수직갱 사이에는 프리캐스트 모듈의 전단철근이 매립되도록 콘크리트를 타설되어, 외부 프리캐스트 모듈(A)은 타설된 콘크리트와 프리캐스트 모듈이 일체화되어 형성되도록 하며, 상기 프리캐스트 수직계단모듈은, 계단부와 수평부가 조합된 ㄹ자 형태로 제작된 것으로서 상기 프리캐스트 수직환기구모듈 내측면에 형성시킨 지지브라켓에 지지되도록 한 후, 앵커와 그라우팅재를 이용하여 일체화시키게 된다.
이에 본 발명의 프리캐스트 수직코아구조물은 타설되는 콘크리트를 고려하여 외부 프리캐스트 모듈(A)의 두께가 결정되도록 하기 때문에 두께를 줄일 수 있으면서도, 수직갱과 콘크리트로 일체화시켜 안정적인 시공이 가능하게 되며, 프리캐스트모듈, 프리캐스트 수직환기구모듈은 격자형 리브로 형성시켜 횡방향 및 상하연결에 이용하여 신속한 조립 시공이 가능하게 된다.
또한 프리캐스트 수직계단모듈, 프리캐스트 수직환기구모듈 및 프리캐스트 슬래브모듈을 이용한 내부 프리캐스트 모듈(B)을 외부 프리캐스트 모듈(A) 내측에 인양상태에서 바로 연결 시공 가능하기 때문에 별도의 가시설등이 필요없어 시공성 및 작업성이 뛰어나게 된다.
도 1a는 종래 프리캐스트 수직코아구조물의 예시도이다.
도 1b는 종래 모듈형 수직코아구조물의 시공도를 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 프리캐스트 수직코아구조물의 구성사시도,
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 외부 프리캐스트 모듈(A)의 시공평면도, 외부 프리캐스트 모듈(A)의 횡방향연결 및 상하연결구성도,
도 3d, 도 3e 및 도 3f는 본 발명의 외부 프리캐스트 모듈(A) 내부에 프리캐스트 수직계단모듈, 프리캐스트 수직환기구모듈 및 프리캐스트 슬래브모듈이 연결 시공된 단면도 및 연결구성도,
도 4a, 도 4b, 도 4c, 도 4d 및 도 4e는 본 발명의 프리캐스트 수직코아구조물 시공순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[ 본 발명의 프리캐스트 수직코아구조물(100) ]
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 프리캐스트 수직코아구조물(100)의 구성사시도를 도시한 것이다.
상기 프리캐스트 수직코아구조물(100)은 프리캐스트 모듈(110)을 이용하여 외부 프리캐스트 모듈(A)을 연결 시공하고, 프리캐스트 수직계단모듈(120), 프리캐스트 수직환기구모듈(130) 및 프리캐스트 슬래브모듈(140)로 구성되는 내부 프리캐스트 모듈(B)을 외부 프리캐스트 모듈(A) 내측에 연결 시공하고, 외부 프리캐스트 모듈(A)과 수직갱(200) 사이에는 도 4c와 같이, 콘크리트(300)를 타설하여 서로 일체화시키게 된다.
이때 상기 프리캐스트 모듈(110), 프리캐스트 수직계단모듈(120), 프리캐스트 수직환기구모듈(130) 및 프리캐스트 슬래브모듈(140)은 모두 공장에서 미리 철근콘크리트로 제작한 것을 이용하게 되며, 현장에 반입하여, 지반에 형성시킨 수직갱(200) 내부로 인양장비를 이용하여 인양 및 하강시키켠서 바로 연결 시공하여 외부 프리캐스트 모듈(A)과 내부 프리캐스트 모듈(B)을 신속하게 시공할 수 있게 된다.
이때 상기 외부 프리캐스트 모듈(A)은 도 2a 및 도 2b와 같이, 프리캐스트 모듈(110)을 횡방향으로 서로 연결시켜 링 형태의 프리캐스트 모듈(110)로 먼저 시공한 후, 1층씩 상,하로 적층시켜 수직갱(200) 내부에 상,하로 연결 시공하고,
도 2b와 같이, 상기 수개층으로 일정 높이로 시공된 외부 프리캐스트 모듈(A) 내부에는 프리캐스트 수직계단모듈(120), 프리캐스트 수직환기구모듈(130) 및 프리캐스트 슬래브모듈(140)을 연결 시공하여 1층에 해당하는 내부 프리캐스트 모듈(B)을 완성시키고,
다시 프리캐스트 슬래브모듈(140) 상면에 1층에 해당하는 외부 프리캐스트 모듈(A)을 다시 시공하고, 프리캐스트 수직계단모듈(120), 프리캐스트 수직환기구모듈(130)을 추가 시공하는 방식으로 시공하게 된다.
이에 상기 외부 프리캐스트 모듈(A) 및 내부 프리캐스트 모듈(B)의 시공을 살펴보면 다음과 같다.
도 3a는 본 발명의 외부 프리캐스트 모듈(A)의 시공평면도, 도 3b 및 도 3c는 외부 프리캐스트 모듈(A)의 횡방향연결 및 상하연결구성도를 도시한 것이다.
상기 외부 프리캐스트 모듈(A)은 원형단면으로서 내부가 중공처리된 수직코아구조물로서 프리캐스트 수직코아구조물(100)의 시공높이에 맞추어 일정한 높이로 시공하게 되며 링 형태로 프리캐스트 모듈(110)을 먼저 시공하고, 링 형태의 프리캐스트 모듈(110)을 상하로 연결시켜 적층시켜 시공하게 된다.
이때 상기 프리캐스트 모듈(110)을 구성하는 각층은 도 3a와 같이, 원형단면으로서 예컨대, 4개로 분할시켜 서로 횡방향 연결시켜 일정한 높이를 가지는 링 형태의 프리캐스트 모듈(110)로 시공되고 있음을 알 수 있다.
이에 각각의 프리캐스트 모듈(110)은 도 2a, 도 2b 및 도 3a를 참조하면 원호 형태의 몸통부(111) 외주면 및 내측에 걸쳐 격자형 리브(112)가 형성되도록 하여 일정한 두께의 몸통부로만 형성시키는 것과 대비하여 자중을 감소시키되, 격자형 리브에 의한 휨강성을 효과적으로 확보할 수 있고,
상기 격자형 리브(112)는 프리캐스트 모듈(110)의 횡방향 연결 및 상하 연결수단으로 이용하게 되고,
상기 몸통부(111)로부터 수직갱(200) 내측면으로 향하도록 인출된 전단철근(113)이 형성되어 도 4d와 같이, 콘크리트(300)에 매립되면서 프리캐스트 모듈(110)과 콘크리트는 구조적으로 일체화되어 외부 프리캐스트 모듈(A)을 자중을 최소화시켜 제작한 프리캐스트 모듈(110)을 이용하여 신속하게 시공할 수 있고,
도 3a에 의하면 예컨대 4개의 프리캐스트 모듈(110)이 서로 횡방향 연결되어 원형단면의 링 형태의 프리캐스트 모듈(110)이 연결 시공되고, 내측면에 프리캐스트 수직계단모듈(120), 프리캐스트 수직환기구모듈(130)을 연결 시공되도록 하고 있음을 알 수 있다.
이에 도 3a에 의하면 프리캐스트 모듈(110)의 횡방형 연결부(C1)와 프리캐스트 수직환기구모듈(130)과 프리캐스트 모듈(110)의 내측 연결부(C2)가 형성됨을 알 수 있다.
도 3b는 상기 프리캐스트 모듈(110)의 횡방형 연결부(C1)와 프리캐스트 수직환기구모듈(130)과 프리캐스트 모듈(110)의 내측 연결부(C2)의 예시도를 도시한 것이다.
먼저, 상기 프리캐스트 모듈(110)의 횡방형 연결부(C1)는 서로 접하도록 세팅된 격자형 리브(112)에 의한 연결부위에 노출되도록 형성된 매입플레이트(114)를 평판 형태의 덧댐판(115)을 이용하여 용접 또는 볼트등과 같은 체결구등을 이용하여 강결시키게 된다.
상기 매입플레이트(114)는 프리캐스트 모듈(110) 제작 시 단부에 노출되도록 하면 되고 연결부위 전체에 걸쳐 형성시키고, 덧댐판(115)은 필요한 만큼 사용하여 용접 또는 볼트등과 같은 체결구등을 이용하여 강결되도록 하게 된다.
또한 상기 프리캐스트 수직환기구모듈(130)과 프리캐스트 모듈(110)의 내측 연결부(C2)의 경우에도 역시 격자형리브(112)에 의한 연결부위에 각각 매입플레이트(114)가 노출되도록 하고, L자 형태의 덧댐판(115)을 이용하여 역시 용접 또는 볼트등과 같은 체결구등에 의하여 신속하게 강결되도록 하게 된다.
이와 같이 강재인 매입플레이트(114)와 덧댐판(115)을 이용하게 되면 신속하면서도 강재 용접 또는 볼트등과 같은 체결구등에 의한 강결효과를 가질 수 있게 되며,
이로서 상기 매입플레이트(114)와 덧댐판(115)은 서로 인접한 프리캐스트 모듈(110)의 연결부위에 서로 접하는 격자형 리브(112)를 이용함으로서 격자형 리브를 프리캐스트 모듈(110)의 횡방향 연결에 이용하고 있음을 알 수 있다.
도 3c는 본 발명의 프리캐스트 모듈(110)의 상하연결부(C3,C4)가 개시되어 있다.
즉, 프리캐스트 모듈(110)은 1개층을 링 형태로 연결 시공하고, 각 1개층을 적층시키는 방식으로 시공하게 된다.
이에 프리캐스트 모듈(110)의 상하연결부(C4)는 상하 프리캐스트 모듈(110)을 서로 연결하는 경우이다.
이를 위해, 도 3c오 같이, 예컨대, 프리캐스트 모듈(110)의 격자형 리브(112) 저면에는 하방으로 연장된 연결철근(116)이 내부로부터 인출되도록 하고, 상기 연결철근(116)은 하방에 위치한 프리캐스트 모듈(110)의 격자형 리브 상면에 형성된 수직삽입홀(117)에 삽입되도록 하게 된다. 이에 상기 수직삽입홀(117)에는 미리 그라우팅재를 채워넣고, 연결철근이 삽입되도록 연결 시공하게 된다.
이에 연결철근(116)은 프리캐스트 모듈(110)의 하단에 형성된 격자형 리브(112)의 저면에 형성시키고, 수직삽입홀(117)은 하방에 위치한 프리캐스트 모듈(110)의 격자형 리브(112)의 상면에 형성시켜 격자형 리브를 프리캐스트 모듈(110)의 상하연결에도 이용하게 된다.
다음으로, 프리캐스트 모듈(110)의 상하연결부(C3)는 상하 프리캐스트 모듈(110) 사이에 프리캐스트 슬래브모듈(140)이 위치하는 경우이다.
상기 프리캐스트 슬래브모듈(140)은 1개층의 상면에 위치하게 되며 프리캐스트 모듈(110), 프리캐스트 수직환기구모듈(130) 상면에 지지지되도록 설치되며,
프리캐스트 모듈(110)에 형성된 수직삽입홀(117)과 연통되는 수직삽입홀(147)이 형성되어 역시 연결철근(116)이 관통되도록 하고, 그라우팅재로 역시 마감시켜 결국 연결철근(116)이 관통되도록 설치된다.
이에 상기 프리캐스트 모듈(110)의 연결철근(116)은 도 3b와 같이, 상부의 프리캐스트 모듈(110)과 프리캐스트 슬래브모듈(140)을 관통하여 하부의 프리캐스트 모듈(110)까지 연장되도록 함으로서 상하연결이 가능하도록 함으로서 서로의 상하 일체성을 확보하고 있음을 알 수 있다.
도 3d는 본 발명의 외부 프리캐스트 모듈(A) 내부에 프리캐스트 수직계단모듈(120), 프리캐스트 수직환기구모듈(130) 및 프리캐스트 슬래브모듈(140)이 연결 시공된 단면도 및 연결구성도를 도시한 것이다.
본 발명의 프리캐스트 수직코아구조물(100)은 터널구조물의 측방에 별도로 수직갱(200)을 형성시키고, 수직갱(200)의 하단과 터널구조물을 횡갱으로 연결시켜 시공중에서는 자재등의 운반통로와 시공후에는 수직환기구(풍도설치)와 비상탈출구(수직계단설치) 역할을 하기 때문에, 외부 프리캐스트 모듈(A) 내부에 이러한 기능을 가질 수 있도록 프리캐스트 수직계단모듈(120), 프리캐스트 수직환기구모듈(130) 및 프리캐스트 슬래브모듈(140)을 연결 시공하게 된다.
이에 상기 프리캐스트 수직계단모듈(120)은 도 3d 및 도 3e와 같이, 운반 가능한 정도로 계단부와 수평부가 조합된 ㄹ자 형태로 제작한 것을 이용하여, ㅠ형 수직환기구모듈(131)과 ㄷ자형 수직환기구모듈(132)로 구성된 프리캐스트 수직환기구모듈(130) 내측면에 형성시킨 지지브라켓(134)에 지지되도록 한 후, 수직앵커와 그라우팅재를 이용하여 역시 일체화 시키게 된다.
다음으로 상기 프리캐스트 수직환기구모듈(130)은 도 3d 및 도 3f와 같이, ㅠ형 수직환기구모듈(131)과 ㄷ자형 수직환기구모듈(132)을 포함하도록 구성되어 직사각형태의 수직 코아공간(S)이 형성되도록 하고, 상기 수직 코아공간(S)에 앞서 살펴본 프리캐스트 수직계단모듈(120)을 ㅠ형 수직환기구모듈(131)과 ㄷ자형 수직환기구모듈(132)에 각각 연결 시공하게 된다.
이때 상기 ㅠ형 수직환기구모듈(131)은 도 2a 및 도 3f와 같이 몸통부(131a)와 양 측면부(131b)로 구성되며, 몸통부(131a)는 프리캐스트 수직코아구조물(100)의 외부 프리캐스트 모듈(A) 중앙을 가로지도록 하여, 일측면에는 양 측면부(131b)가 ㄷ자형 수직환기구모듈(132)과 연결되고, 타측면은 프리캐스트 슬래브모듈(140)가 상면에 얹어져 고정 설치되면서, 타측면쪽으로 도 3d와 같이, 수직환기구(S2, 풍도설치)가 자연스럽게 형성되도록 하는 역할을 하게 된다.
이에 상기 몸통부(131a)는 도 3d 및 도 3e와 같이 수직판 형태로 프리캐스트 모듈(110)의 높이에 맞추어 형성되어 외부 프리캐스트 모듈(A) 중앙 내측면 사이를 가로지도록 배치하고, 몸통부(131a)의 일측면으로 측방으로 연장된 양 측면부(131b)는 역시 수직판 형태로 형성되어 ㅠ형 단면으로 형성됨을 알 수 있다.
이에 도 3e를 참조하면, 프리캐스트 수직계단모듈(120)이 프리캐스트 수직환기구모듈(130)의 양 측면부(131b) 내측면 사이에 지지브라켓(134)을 이용하여 설치되고 있음을 알 수 있으며, 양 측면부(131b)는 ㄷ자형 수직환기구모듈(132)이 측방으로 연결되어 프리캐스트 수직계단모듈(120)이 ㄷ자형 수직환기구모듈(132)와 양 측면부(131b) 내측공간에 위치하도록 하고 있음을 알 수 있다.
이에 상기 ㄷ자형 수직환기구모듈(132)은 프리캐스트 수직환기구모듈(130)의 양 측면부(131b)의 측방으로 연결되어 있어 프리캐스트 수직계단모듈(120)을 감싸는 기능을 가지게 됨을 알 수 있다.
역시 ㄷ자형 수직환기구모듈(132) 내측면에도 프리캐스트 수직계단모듈(120)이 위치하도록 하게 된다.
이때, 프리캐스트 수직환기구모듈(130)의 ㅠ형 수직환기구모듈(131)과 ㄷ자형 수직환기구모듈(132)도 상하로 역시 연결철근과 그라우팅재를 이용하여 프리캐스트 모듈(110)과 동일하게 상하 연결 시공하게 된다.
또한 도 3b와 같이, 상기 ㅠ형 수직환기구모듈(131)의 양 단부는 외부 프리캐스트 모듈(A)의 프리캐스트 모듈(110) 내측면에 매입플레이트와 용접 또는 볼트등과 같은 체결구등에 의하여 연결 시공됨은 살펴본 바와 같다.
도 3f에 의하면, 상기 ㄷ자형 수직환기구모듈(132)은 ㅠ형 수직환기구모듈(131)의 양 측면부(131b) 단부에 형성되어 내부가 노출된 단부 수직연결홀에 인출된 연결철근이 상부에서 하부로 하강하면서 삽입되도록 하여 그라우팅재로 일체화되도록 하고 있음을 알 수 있다.
이는 결국 ㄷ자형 수직환기구모듈(132) 측방에 ㄷ자형 수직환기구모듈(132)을 하강시키면서 연결시켜 시공성을 확보하고 있음을 알 수 있다.
상기 프리캐스트 슬래브모듈(140)은 도 3d와 같이, 프리캐스트 모듈(110), 프리캐스트 수직환기구모듈(130) 상면에 지지되도록 설치되며, 다수가 상하로 이격 형성되는 수평판 부재이다.
이러한 수평판부재 형태의 프리캐스트 슬래브모듈(140)은 수직환기구(S2, 풍도설치)와 비상탈출구(수직계단설치)를 위한 공간은 막지 않도록 하면서 최소한의 개수로 연결 시공되도록 하게 된다.
이에 도 3d에 의하면, TYPE-1,2,3,4,5 형태로 제작되도록 하되,
TYPE-1,2,3은 외부 프리캐스트 모듈(A)과 ㅠ형 수직환기구모듈(131), ㄷ자형 수직환기구모듈(132) 상면 사이에 얹어져 설치하고,
TYPE-4는 외부 프리캐스트 모듈(A)과 ㅠ형 수직환기구모듈(131)의 상면에 얹어지도록 하되, 프리캐스트 수직계단모듈(120)을 설치할 수 있는 수직 코아공간(S1)과 수직환기구(풍도설치)를 위한 공간은 막지 않도록 하고 있음을 알 수 있다.
이때 프리캐스트 슬래브모듈(140)이 설치된 이후, 추가로 상면에 외부 프리캐스트 모듈(A)과 내부 프리캐스트 모듈(B)이 설치되며, 이에 프리캐스트 모듈(110)에 형성된 수직삽입홀(117)과 연통되는 수직삽입홀(147)이 형성되어 연결철근(116)이 관통되도록 하고, 그라우팅재로 마감되도록 하여 일체화되도록 하고 있음을 알 수 있다.
또한, TYPE-4와 함께 상기 수직환기구(풍도설치)를 위한 공간을 형성시키기 위한 TYPE-5와 같이, 외부 프리캐스트 모듈(A)에 안정적으로 지지하기 어려운 경우 외부 프리캐스트 모듈(A)의 프리캐스트 모듈(110)에 미리 일체화시켜 제작한 것을 이용함으로서 신속하면서도 안정적인 지지가 가능하도록 하게 된다.
[ 본 발명의 프리캐스트 수직코아구조물 시공방법]
도 4a, 도 4b, 도 4c, 도 4d 및 도 4e는 본 발명의 프리캐스트 수직코아구조물(100) 시공순서도이다.
상기 프리캐스트 수직코아구조물(100)은 예컨대, 터널구조물을 시공함에 있어서 터널 구조물 중간에 수직갱(200)을 일정 깊이 시공하고, 상기 수직갱(200) 내부에 시공되는 프리캐스트 수직코아구조물(100)는 시공중에서는 자재등의 운반통로와 시공후에는 수직환기구(풍도설치)와 비상탈출구(수직계단설치) 역할을 하게 된다. 이에 터널구조물과 프리캐스트 수직코아구조물(100) 하단 사이에는 횡갱을 시공하여 연결통로로 이용하게 되며, 프리캐스트 수직코아구조물(100) 상부는 외부로 노출되는 콘크리트구조물로 시공하게 된다. 본 발명은 프리캐스트 수직코아구조물(100) 자체의 시공순서를 주로 살펴보게 된다.
이에 도 4a와 같이, 지반(G)에 수직갱(200)을 시공하게 된다.
원형 단면으로 시공되는 것이 일반적이고, 굴착, 발파등을 이용하여 붕괴되지 않도록 하되 일정 깊이로 시공하게 된다.
통상은 터널구조물의 시공심도까지 형성시키게 되며 방수쉬트등을 굴착면에 포설하여 차수가 가능하도록 하게 된다.
이에 수직갱(200) 저면에는 일정한 높이롤 기초콘크리트(210)을 시공하여 시공바닥면을 형성시키게 된다.
이에 시공바닥면에 외부 프리캐스트 모듈(A)로서, 프리캐스트 모듈(110)을 횡방향 및 상하로 연결 시공하여 예컨대, 1층에 해당하는 링 형태의 외부 프리캐스트 모듈(A)을 먼저 시공하고 있음을 알 수 있다.
이때 상기 프리캐스트 모듈(110)은 수직갱(200) 내부로 인양장치를 이용하여 하강시켜 시공바닥면에 형성된 지지홈에 하단이 삽입하는 등의 방법으로 설치하면서 횡방향으로는 매입플레이트와 용접, 체결구등으로 시공하게 되면 강결되기 때문에 링 형태의 외부 프리캐스트 모듈(A)로 시공하더라도 전도 방지가 가능하게 되고, 상하로는 도 3c와 같이, 하부의 프리캐스트 모듈(110) 상면에 형성된 수직삽입홀(117)에 연결철근(116)이 삽입되도록 하고, 수직삽입홀(117)에는 미리 그라우팅재를 채워넣는 방식으로 연결 시공하게 된다.
다음으로는 도 4b와 같이, 시공바닥면에 링 형태로 시공된 외부 프리캐스트 모듈(A)의 내측에 프리캐스트 수직계단모듈(120), 프리캐스트 수직환기구모듈(130)에 의한 내부 프리캐스트 모듈(B)을 연결 시공하게 된다.
이를 위해 프리캐스트 수직환기구모듈(130)을 구성하는 ㅠ형 수직환기구모듈(131)과 ㄷ자형 수직환기구모듈(132)로 구성되어 직사각형태의 수직 코아공간(S)이 형성되도록 하고, 상기 수직 코아공간(S)에 앞서 살펴본 프리캐스트 수직계단모듈(120)을 연결 시공하게 된다.
이로서 도 3e를 참조하면, 외부 프리캐스트 모듈(A)을 구성하는 내부 프리캐스트 모듈(B)의 프리캐스트 수직환기구모듈(130)의 내측면에는 지지브라켓(134)이 형성되어 있으므로 프리캐스트 수직계단모듈(120)을 인양하여 수직갱(200)으로 하강시키면서 지지브라켓(134)에 지지되도록 세팅시키고, 지지브라켓(134) 상에서 수직앵커와 그라우팅재를 이용하여 프리캐스트 수직계단모듈(120)과 프리캐스트 수직환기구모듈(130)을 서로 일체화시키게 된다.
다음으로는 도 4c와 같이, 수평판 형태의 프리캐스트 슬래브모듈(140)을 시공된 외부 프리캐스트 모듈(A)과 내부 프리캐스트 모듈(B) 상면에 지지되도록 하여 설치하게 되며, 이로서 도 3d와 같이, 수직환기구(풍도설치)와 비상탈출구(수직계단설치) 역할을 하는 수직 코아공간(S)이 형성 되도록 하게 된다.
이때, 외부 프리캐스트 모듈(A)과 수직갱(200) 사이 공간에는 콘크리트(300)를 타설하여 서로 일체화시키게 되는데 본 발명은 외부 프리캐스트 모듈(A)로부터 전단철근이 인출되어 있어 토압에 저항하는 휨 강성 확보가 가능하게 되고, 보다 안정적인 시공이 가능하게 됨을 알 수 있으며, 도 3a와 같이, 전단철근(113)을 이용하게 되므로 동질재료로서 구조적 일체화가 가능하게 된다.
다음으로는 도 4d와 같이, 시공된 외부 프리캐스트 모듈(A) 상면, 시공된 수평판 형태의 프리캐스트 슬래브모듈(140) 상면에 다시 내부 프리캐스트 모듈(B)을 연결 시공 및 콘크리트(300)을 반복 타설하여 프리캐스트 수직코아구조물(100)의 층수를 맞추게 된다.
다음으로는 도 4e와 같이, 일정한 높이로 외부 프리캐스트 모듈(A) 상면, 시공된 수평판 형태의 프리캐스트 슬래브모듈(140) 상면에 다시 내부 프리캐스트 모듈(B)을 연결 시공 및 콘크리트(300)을 반복하여 프리캐스트 수직코아구조물(100, 예컨대 지하 1~13층)을 완성시키고, 상판구조물(500)을 시공하여 완성시키게 됨을 알 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 프리캐스트 수직코아구조물 110: 프리캐스트 모듈
111: 몸통부 112: 격자형 리브
113: 전단철근 114: 매입플레이트
115: 덧댐판 116: 연결철근
117: 수직삽입홀 120: 프리캐스트 수직계단모듈
130: 프리캐스트 수직환기구모듈 131: ㅠ형 수직환기구모듈
131a: 몸통부 131b:양 측면부
132: ㄷ자형 수직환기구모듈 134: 지지브라켓
140: 프리캐스트 슬래브모듈 200: 수직갱
210: 기초콘크리트 300: 콘크리트
500: 상판구조물

Claims (10)

  1. 수직갱(200) 내측면으로 향하도록 인출되는 전단철근(113)이 형성된 몸통부(111)에 형성된 격자형 리브(112)를 구비한 프리캐스트 모듈(110)을 횡방형 연결부(C1) 및 상하연결부(C3,C4)로 시공하여 수직갱 내부에 적층시켜 형성시킨 외부 프리캐스트 구조물(A); 및
    상기 외부 프리캐스트 모듈(A) 중앙을 가로지도록 형성된 몸통부(131a); 및 상기 몸통부(131a)의 일측면에 형성된 양 측면부(131b);를 구비하는 ㅠ형 수직환기구모듈(131)과 상기 양 측면부(131b)과 연결된 ㄷ자형 수직환기구모듈(132) 내측의 수직코아공간(S)에 프리캐스트 수직계단모듈(120)이 연결 시공되며, 상기 ㅠ형 수직환기구모듈(131)의 몸통부(131a) 타측면에는 프리캐스트 슬래브모듈(140)이 상면에 얹어져 고정 설치되면서 수직환기구가 형성되도록 하는 프리캐스트 수직환기구모듈(130);을 포함하는 내부 프리캐스트 모듈(B);을 포함하며,
    상기 외부 프리캐스트 모듈(A)과 수직갱(200) 사이에는 프리캐스트 모듈(110)의 전단철근(113)이 매립되도록 콘크리트(300)를 타설되어, 외부 프리캐스트 모듈(A)은 타설된 콘크리트(300)와 프리캐스트 모듈(110)이 일체화되어 형성되도록 하며, 상기 프리캐스트 수직계단모듈(120)은, 계단부와 수평부가 조합된 ㄹ자 형태로 제작된 것으로서 상기 프리캐스트 수직환기구모듈(130) 내측면에 형성시킨 지지브라켓(134)에 지지되도록 한 후, 앵커와 그라우팅재를 이용하여 일체화시키는 프리캐스트 수직코아구조물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프리캐스트 모듈(110)의 횡방형 연결부(C1)는
    프리캐스트 모듈(110)가 서로 횡방향으로 접하는 연결부위에 노출된 매입플레이트(114)를 평판 형태의 덧댐판(115)을 이용하여 강결시키되, 상기 매입플레이트(114)는 프리캐스트 모듈(110) 제작 시 단부에 노출되어 연결부위 전체에 걸쳐 형성시키고, 덧댐판(115)은 매입플레이트(114)이 연결되도록 강결되도록 하는 프리캐스트 수직코아구조물.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 프리캐스트 모듈(110)의 상하연결부(C4)는 상하 프리캐스트 모듈(110)을 서로 연결하는 경우로서,
    프리캐스트 모듈(110)의 저면에는 하방으로 연장된 연결철근(116)이 내부로부터 인출되도록 하고, 상기 연결철근(116)은 하방에 위치한 프리캐스트 모듈(110)의 상면에 형성되며, 미리 그라우팅재를 채워진 수직삽입홀(117)에 삽입되도록 하며,
    상기 연결철근(116)은 프리캐스트 모듈(110)의 하단에 형성된 격자형 리브(112)의 저면에 형성시키고, 수직삽입홀(117)은 하방에 위치한 프리캐스트 모듈(110)의 격자형 리브(112)의 상면에 형성시켜 격자형 리브를 프리캐스트 모듈(110)의 상하연결에도 이용하도록 하는 프리캐스트 수직코아구조물.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 프리캐스트 모듈(110)의 상하연결부(C3)는 상하 프리캐스트 모듈(110) 사이에 프리캐스트 슬래브모듈(140)이 위치하는 경우로서,
    프리캐스트 슬래브모듈(140)은 프리캐스트 수직계단모듈(120)이 상단에 연결되는 프리캐스트 모듈(110)에 설치되는 수평판 형태로서, 프리캐스트 모듈(110) 상면에 지지되도록 설치되어, 프리캐스트 모듈(110)에 형성된 수직삽입홀(117)과 연통되는 수직삽입홀(147)이 형성되어 연결철근(116)이 관통되도록 하고, 그라우팅재로 마감되며,
    상기 프리캐스트 모듈(110)의 연결철근(116)은 상부의 프리캐스트 모듈(110)과 프리캐스트 슬래브모듈(140)을 관통하여 하부의 프리캐스트 모듈(110)까지 연장되도록 함으로서 상하연결이 가능하도록 함으로서 서로의 상하 일체성을 확보하도록 하는 프리캐스트 수직코아구조물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 프리캐스트 수직환기구모듈(130)과 프리캐스트 모듈(110)은 내측 연결부(C2)에 의하여 연결되며, 상기 내측 연결부(C2)는
    프리캐스트 수직환기구모듈(130)과 프리캐스트 모듈(110) 각각 매입플레이트(114)가 노출되도록 하고, L자 형태의 덧댐판(115)을 이용하여 강결되도록 하는 프리캐스트 수직코아구조물.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 프리캐스트 슬래브모듈(140)은 수평판부재로서
    외부 프리캐스트 모듈(A)과 ㅠ형 수직환기구모듈(131), ㄷ자형 수직환기구모듈(132) 상면 사이에 얹어져 설치하고, 외부 프리캐스트 모듈(A)과 ㅠ형 수직환기구모듈(131)의 상면에 얹어지도록 하여,
    프리캐스트 수직계단모듈(120)을 설치할 수 있는 내측공간과 수직환기구(풍도설치)를 위한 공간은 막지 않도록 하되, 외부 프리캐스트 모듈(A)의 프리캐스트 모듈(110)에 미리 일체화시켜 제작한 것을 이용함으로서 안정적인 지지가 가능하도록 하는 프리캐스트 수직코아구조물.
  8. (a) 지반(G)에 수직갱(200)을 시공하고, 수직갱 저면에는 기초콘크리트(210)을 시공하여 시공바닥면을 형성시키고, 시공바닥면에 외부 프리캐스트 모듈(A)로서, 프리캐스트 모듈(110)을 횡방형 연결부(C1) 및 상하연결부(C3,C4)로 시공하여 링 형태의 외부 프리캐스트 모듈(A)을 시공하는 단계;
    (b) 상기 시공바닥면에 링 형태로 시공된 외부 프리캐스트 모듈(A)의 내측에 상기 외부 프리캐스트 모듈(A) 중앙을 가로지도록 형성된 몸통부(131a);와 상기 몸통부(131a)의 일측면에는 형성되어 ㄷ자형 수직환기구모듈(132)과 연결된 양 측면부(131b);를 구비하는 ㅠ형 수직환기구모듈(131)과 ㄷ자형 수직환기구모듈(132)내측의 수직코아공간(S)에 프리캐스트 수직계단모듈(120)이 연결 시공되고, 상기 몸통부(131a)의 타측면은 프리캐스트 슬래브모듈(140)이 상면에 얹어져 고정 설치되면서, 타측면쪽으로 수직환기구가 형성되도록 하는 프리캐스트 수직환기구모듈(130);을 포함하는 내부 프리캐스트 모듈(B);을 시공하는 단계;
    (c) 수평판 형태의 프리캐스트 슬래브모듈(140)을 시공된 외부 프리캐스트 모듈(A)과 내부 프리캐스트 모듈(B) 상면에 지지되도록 설치하여, 수직환기구와 비상탈출구 역할을 하는 수직 코아공간(S)이 형성 되도록 하되, 상기 외부 프리캐스트 모듈(A)과 수직갱(200) 사이 공간에는 콘크리트(300)를 타설하여 서로 일체화시키는 단계; 및
    (d) 시공된 외부 프리캐스트 모듈(A) 상면, 시공된 수평판 형태의 프리캐스트 슬래브모듈(140) 상면에 다시 내부 프리캐스트 모듈(B)을 연결 시공 및 콘크리트(300)을 반복 타설하여 프리캐스트 수직코아구조물(100)을 시공하는 단계;를 포함하는 프리캐스트 수직코아구조물 시공방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 (b) 단계의 프리캐스트 수직계단모듈(120)은
    계단부와 수평부가 조합된 ㄹ자 형태로 제작된 것으로서 상기 프리캐스트 수직환기구모듈(130) 내측면에 형성시킨 지지브라켓(134)에 지지되도록 한 후, 수직앵커와 그라우팅재를 이용하여 일체화시키는 프리캐스트 수직코아구조물 시공방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 (b) 단계의 프리캐스트 슬래브모듈(140)은 수평판부재로서
    외부 프리캐스트 모듈(A)과 ㅠ형 수직환기구모듈(131), ㄷ자형 수직환기구모듈(132) 상면 사이에 얹어져 설치하고, 외부 프리캐스트 모듈(A)과 ㅠ형 수직환기구모듈(131)의 상면에 얹어지도록 하여, 프리캐스트 수직계단모듈(120)을 설치할 수 있는 내측공간과 수직환기구(풍도설치)를 위한 공간은 막지 않도록 하되, 외부 프리캐스트 모듈(A)의 프리캐스트 모듈(110)에 미리 일체화시켜 제작한 것을 이용함으로서 안정적인 지지가 가능하도록 하는 프리캐스트 수직코아구조물 시공방법.

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