Top Down 공법

▒ 기출문제

- 97회 2교시 4번 : 지하구조물 구축용 Top Down 공법의 일반사항을 요약하고, 공기단축, 공사비 절감, 작업성 및 안전성 향상 등을 위해 응용적용사례를 설명하시오.

- 75회 3교시 1번 : Top Down 공법의 시공순서 및 시공시 주의사항에 대하여 기술하시오.

- 63회 2교시 1번 : 역타공법의 선정배경과 가설 및 장비계획에 대하여 기술하시오.

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▒ 개요

① 굴착공사 전 지하 외부 벽체와 기둥을 선 시공한 후 굴착공사와 병행하여 지하 구조물을 지상에서 부터 지하로 구축하는 공법을 탑다운공법(Top down Method), 역타(逆打)공법 이라한다.

② 기존 오픈 컷 공법으로 시공하기 어려운 대단면, 고심도의 굴착이나 인접건물이 밀집한 도심지에서 안정적으로 적용할 수 있다.

 

▒ 역타공법의 선정배경

① 도심지 고층건물의 지하공간 활용 증대

② 굴착공사의 고성능 장비의 출현으로 굴착심도 깊어짐

③ 기존 공법의 안전성, 경제성의 문제점 해결 필요

④ 고심도, 고층화에 따른 공기증가

⑤ 공사장내 여유부지 부족으로 인한 작업장 필요

 

▒ 특징(장단점)

1) 장점

① 지상, 지하 동시작업으로 공기단축

② 1층 슬래브 선시공하여 작업장으로 활용

③ 굴착 소음, 분진 방지

④ 인접건물에 악영향 적음

⑤ 흙막이의 우수한 안전성

2) 단점

① 역타 시공으로 인한 수직부재 조인트 발생

② 지중연속벽, Bored pile은 육안관찰 불가하므로 정밀한 시공관리 필요

③ 지하공사의 조명 및 환기설비 필요

④ 한정된 투입구로 자재 운반으로 작업능률 저하

⑤ 공기단축에 따른 간접공사비는 감소하나 직접공사비는 상승

 

▒ 공법의 종류

① 완전역타공법(full top down)

② 부분역타공법(partial top down)

③ Beam 및 Girder식 역타공법

 

▒ 시공순서

외벽시공 → 기초, 철골기둥 설치 → 1층 바닥판 설치 → 터파기 및 지상,지하 골조공사

 

▒ 기초 공사

① PRD(Percussion rotary drill) 공법

-Casing Screw를 사용하여 소음과 진동을 최소화한 지반천공공법

② Barrette 공법

-지중연속벽 장비로 사각형의 단면을 굴착 후 철골을 설치하는 공법

-경암반의 굴착이 불가능한 단점

③ RCD(Reverse Circulation Drill) 공법

-지중을 Φ1,500~2,500의 원형으로 천공하여 대형의 철골을 설치하는 공법

-경암굴착이 가능하고 탑다운공법에서 가장 널리 적용

 

▒ 슬래브 거푸집 공사

 

 

▒ 역타설콘크리트 공사

1) 기둥

2) 벽체

 

▒ 가설 및 장비계획

1) 환기설비

① 환기 계획시 고려사항

-굴토공사에 따라 환기체적 변화(최초 굴토시 가장불리)

-급배기구 위치는 최초 굴토시 환기 가능한 위치에 설치

-환기를 위한 설치공간 확보

② 환기방식 비교

2) 조명설비

① 작업에 필요한 조도 : 75Lux

② 조명설치

-거푸집 설치시 Φ150 PVC Pipe를 설치해 가설전등 설치

-거푸집 해체시에도 Pipe를 통해 해체 부분만 위로 이동

-1층 바닥의 가설전선 배관은 신설배관 이용 또는 가설배관 골조에 매설

3) 타워크레인

① 각층 개구부의 위치와 자재 양중, 운반로 고려하여 설치 위치 선정

② 타워크레인의 기종 및 설치방법 고려

③ 최대한 조기 가동하여 작업 효율 증대 필요

 

▒ 시공시 주의사항

① 지하연속벽, 철골기둥 위치 및 수직도 관리

② 역타 되는 철근의 이음, 철골기둥과 RC보의 접합부 등 정밀시공

③ 역타설 콘크리트의 재료분리, 충전불량에 주의

④ 역타설 콘크리트의 일체성 확보

⑤ 지하 작업에 필요한 환기설비, 조명설비 확보

 

▒ Top Down 공법의 응용적 사례

1) STD 공법

철골 브라켓 위에 조립식 버팀보(Double Strut)을 설치하여 지보공 및 RC보의 지지틀로 활용하여 골조공사와 굴착공사를 동시에 진행하며 콘크리트 양생 후 조립식 버팀보를 하강시켜 반복 사용하는 공법

 

2) STD 공법 개념도

<출처 : (주)CS콘텍 기술자료>

 

3) 특징(기존 공법대비)

① 버팀보(D/S) 하강 후 굴토작업 가능으로 효율성 증대 및 공기단축

② 다양한 RC구조 형식 가능으로 설계변경 필요 없음

③ 층고 높은 실이 있는 경우 레이커 대신 버팀보(D/S) 활용으로 공사비, 공기단축

④ 지지틀이 있어 층 타설 후 램프 타설 가능

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▒ 신기술 신공법

Strut Top Down 공법

 

건설신기술 제727호   신기술명 : 가설 철골기둥과 가설 철골브라켓에 거치되는 이중격자 철골보와 슬래브를 이용하여 흙막이를 지지하는 downward식 역타공법 (DBS 탑다운 공법)

 

▒ 연관문제

흙막이 공법선정 - SPS 공법 - Slurry wall 공법

 

▒ 참고문헌(출처)

1) 건축기술지침 / (주)대우건설

2) 건축시공기술 핸드북 / 나균석, 박광호

3) STD를 이용한 역타공법 제안서