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건설공법
건설공법은 건설분야에서 쓰는 시공방법이나 공사방법을 말한다.
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지하철건설의 공법
지하철도 건설에 적용되는 공법은 노선의 형태, 노선 주변의 현황 및 지반조건, 구조물의 형태, 시공성 및 안전성, 경제성, 공사기간, 노면교통처리 등을 고려하여 결정하므로 어느 특정공법이 타공법에 비하여 우월하다고 할 수 없으며 모든 여건을 고려하여 적정하게 선정되어야 한다. 주요 공법은 다음과 같다.
개착공법은 굴착면의 안정을 유지하며 지표면으로부터 수직으로 필요한 깊이만큼 파내려가 목적하는 구조물을 축조하고 다시 메우는 공법이다. 굴착면 형태에 따라 자연사면의 안정을 취하는 비탈면 개착공법과, 흙막이 벽 ·버팀대 ·띠장 등의 지보공을 설치하여 토사의 붕괴를 방지하는 토류벽식 개착공법으로 나뉜다. 토류벽 형식이나 굴착방법에 따라 여러 가지로 분류할 수 있으나, 도심지에서의 굴착공사 대부분이 흙막이에 의한 토류벽식 개착공법이다.
주요 시공순서는 지장물 확인을 위한 줄파기 → 지보공 설치를 위한 천공 및 파일 항타(杭打) → 노면복공 및 지장물 보호 → 굴착 및 지보공 설치 → 구조물시공 및 방수 → 흙 되메우기, 지보공 철거 및 지장물 복구 → 노면포장 복구 등이다.
터널공법은 대상구간의 지반조건과 종단선형 그리고 터널의 사용목적, 공사주변 환경 등에 따라 적당한 공법을 선정한다. 터널공법은 굴착시의 지보 방법에 따라 재래식 공법(ASSM)과 NATM공법으로 나눌 수 있다. 기계를 사용하여 굴진하는 방법으로서 연약지반에는 실드(shield)공법이, 암질지반에서는 TBM(tunnel boring machine)공법이 사용되고 있다. 산악식 터널공법은 굴착시 터널 주변의 이완을 허용하여 이완된 지반에서 작용하는 막대한 하중을 강지보공과 두꺼운 콘크리트로 지지하는 방법이다.
NATM공법은 굴착 후 터널 주변의 이완이 허용되기 전에 굴착면에 콘크리트를 뿜어 붙여 굴착면을 밀봉시킴으로써 원지반의 강도 열화를 방지하여 원지반의 지지력을 적극적으로 활용함과 동시에 시공 중 터널 주변 지반의 거동 및 지보재에 작용하는 응력계측을 통하여 확인 제어하는, 터널의 안전성을 확보하는 공법이다.
TBM 및 실드공법은 대형의 보링 및 실드머신을 사용하여 굴착하는 방법으로 발파가 없으므로 소음, 진동 및 공해가 없어 청결한 작업환경하에서 공사할 수 있으나 기계가 비싸고 일정한 작업장 확보, 적정한 지반여건이 요구되므로 경제성과 현장 및 지반여건 등을 감안하여 선택해야 한다.
교량 건설 공법
ILM(Incremental Launching Method))공법(압출공법)
- - 교대 후방의 작업장에서 세그먼트를 제작한 후 바로 앞의 세그먼트에 포스트텐션을 가하여 연결하고 압출하여 교량을 가설하는 공법이다.
- - 앞쪽 세그먼트의 웨브부재와 뒤쪽의 세그먼트의 바닥슬래브를 동시에 타설한다.
- - 세그먼트 압출 시 이탈을 방지하기 위하여 Pushing공법을 적용하고 가설 Shoe 표면은 스텐레스 강판으로 덮개를 설치하여 평활도와 미끄럼성을 확보해야 한다. 또한 Lateral Guide를 정밀시공하여 선형유지와 이탈을 방지한다.
- - 집중압출방식(제장장 인접 1개소에만 압출장치를 설치해 압출)과 분산압출방식(각 교각에 압출장치를 분산시켜 압출)이 있으며 지간이 긴 교량의 가설에는 주형의 켄틸레버 작용으로 인한 큰 휨응력의 발생을 경감시키기 위해 선단에 선행가설가더(launching nose)를 설치하며, 지간 중간에 일반적으로 가교각을 설치한다.
- - 동바리설치가 불필요하고 전천후 시공이 가능하며 거푸집의 반복사용이 가능하다.
- - 같은 제작장에서 반복작업으로 교량가설이 이루어지기 때문에 효율성이 높고 거푸집의 설치 및 해체가 기계화되어 있어 양질의 제품제작이 가능하다.
- - 별도의 제작장과 대형의 가설장비가 필요하며 교량의 선형에 제한이 있고 변화단면은 시공이 곤란하다.
MSS(Movable Scaffolding System)공법(이동지보공법)
- - 동바리 없이 거푸집이 부착된 이동식 지보인 비계보와 추진보를 이용하여 교각 위를 이동하면서 교량을 가설하는 공법이다.
- - 이동식기계공법으로서 교량의 상부구조 시공 시 거푸집이 부착된 특수한 이동식비계를 이용하여 한 경간씩 시공하여 나가는 공법이다 .
- - 교각 위에서 작업을 하므로 교량의 하부조건과 무관하며 반복적인 작업공정으로 다양한 교량 시공에 유리하다.
- - 교량하부의 지형조건 및 기상조건에 영향을 적게 받으며 기계화시공으로 반복작업에 의한 능률이 향상된다.
- - 이동식 거푸집이 대형이고 중량이 크며 초기투자비가 크다. 또한 변화단면에 적용이 곤란하며 작은 교량에는 비경제적이다.
FCM(Free Cantilever Method)공법(외팔보공법)
- - 상부구조를 지보공 없이 교각의 주두부에서부터 Form Traveler를 사용하여 좌우균형을 유지하면서 연속적으로 가설해가는 공법이다.
- - 기시공되어 있는 교각으로부터 좌우로 균형을 맞추면서 이동식 작업대차(Form Traveller)나 이동식가설트러스(Moving gantry)를 이용하여 3m~5m 길이의 세그먼트를 순차적으로 콘크리트 타설, 프리스트레싱 도입을 반복하여 교각과 교각 사이의 경간 중앙 연결부에 도달하여 교량상부구조를 완성하는 공법이다.
- - 깊은 계곡, 하천 등 하부 동바리 작업이 어렵거나 형하공간을 확보해야 하는 곳에 적합한 공법이며 경간이 긴 경우 경제적이다.
- - 지보공의 설치가 불필요하며 전천후 시공이 가능하고 주형의 높이변화가 가능하다.
- - 가설을 위한 불필요한 단면이 확보되어야 하며 가벤트를 설치해야 하는 번거로움이 있다.
PSM공법
- - PSC박스거더를 제작장에서 제작한 후 운반하여 소정의 위치에 거치하여 교량을 가설하고 포스트텐션으 로 세그먼트를 일체화시키는 공법이다.
- - 가설은 크레인이나 가설 트러스 등으로 제작 순서대로 설치하며 세그먼트는 공장제작으로 상하부 동시 시공으로 공기단축이 가능하다.
- - 전천후 시공이 가능하고 하부 지형조건의 제약이 적으며 단면의 변화가 가능하다.
- - 넓은 제작장 부지가 요구되며 접합부관리가 까다로우며 대형장비가 요구되어 초기투자비가 많이 든다.
P ＆ Z 공법
서독의 Polensky ＆ Zollner사에서 개발한 공법이며 dywidag공법의 이동식 작업차와 마찬가지로 이동식 가설트러스(moving gantry)라는 가설장치를 이용해서 상부구조를 한 쪽으로부터 연속 타설하는 공법이다.
주택건설 공법
모듈러 공법
모듈러 공법은 표준화된 실내 공간을 모듈 형태로 공장 제작하여 공사 현장에 설치·조립하는 건축 공법이며, 제조업에서의 대량 공장생산의 개념을 건설업에 도입한 탈현장(Off-site) 건축 공법이다. 이는 표준화된 모듈러 유닛을 공장에서 제작한 후 운송과정을 거쳐 현장에서 설치 및 최소한의 내·외부 마감작업을 통해 건축물을 완성하는 것을 의미한다. 모듈러 공법은 기존의 현장중심의 습식공법에서 공장 중심의 건식공법으로 건설 프로세스의 혁신 및 건설 산업의 새로운 패러다임을 가져왔다. 최근 국내 건설 및 건설 관련 제조·산업분야에서 시공 및 건설 관련 제조 효율성을 극대화할 수 있는 시스템으로써 모듈러 건축에 관심이 많이 증대되고 있으며, 또한 모듈러 공법을 활용한 건축 프로젝트 발주물량도 꾸준하게 증가하고 있다.
목조주택
목조에는 경량목구조, 중목구조, 통나무주택이 있다.
- 경량목구조 : 목조에서도 가장 많이 선호하는 공법이며 가벼운 목재를 사용하기 때문에 붙여진 이름이다. 단면이 2x4인치 혹은 2x6인치의 각재를 일정하게 세워
골조를 이루는 형태이다. 박스형 구조로서, 설계상 거의 제약이 없어 원하는 구조와 디자인을 연출할 수 있고 지진에도 강한 저항을 가진다고 알려져 있다. 2백 년 이상의 역사를 자랑하며 가장 일반적이고 대중적인 양식으로 미국과 캐나다 등에서 많이 짓는 방식이다. 지진에 강하고, 단열이 완벽하다. 보수, 교체가 용이하며 바닥난방은 습식, 건식공법이 가능하다. 외관 디자인이 아름답고 쾌적한 실내환경이 조성되는 친환경house이다. 또, 내구성이 좋고 콘크리트주택보다 실 평수를 더 넓게 사용할 수 있다.
- 중목구조 : 크고 무거운 목재를 사용하기에 중목구조라고 불린다. 목재가 노출되어 웅장한 아름다움이 있고 내구성이 뛰어나 지진에 안전하다. 더욱 정밀한 시공이 필요한데 숙련공이 많지 않고 가격이 매우 비싸다.
- 통나무주택 : 주요 구조부인 벽, 지붕, 바닥을 통나무를 사용하여 적층방식과 기둥보 방식으로 지은 집이다. 통나무주택 장점은 자연 그대로의 아름다움이 있고 내구성과 단열이 좋고, 습도 조절 효과가 있다.
스틸하우스
기존 골조를 경량형강제로 대체하는 것으로 두께 1mm내외의 아연도금강판을 C자 형태로 가공하여 강도를 높힌 스터드를 기본재료로 사용한다. 이것들을 조립하여 패널 형태로 짓게 된다. 내구성과 강도가 뛰어나 자연재해로부터 피해가 적고, 공간 활용도가 높다. 염분이 많은 바닷가에서 집을 지어도 품질에 영향이 적고, 철 의 가격등락 폭이 거의 일정하여 경제적인 편에 속한다. 하지만, 스틸이라는 자재 자체의 열전도율이 높아 결로 발성의 위험이 있다.
ALC공법
고온고압증기로 양생된 콘크리트 블록을 벽돌처럼 조적형태로 시공하는 방법이다. 단열성능이 뛰어나고 순수 무기질원료이므로 친환경적이라고 해요. 시공이 쉬워 공기가 단축된다. 하지만 잘못 지으면 지붕이 날라갈 수도 있다. 완전히 건조과정을 거쳐야 곰팡이가 피는 하자 발생이 적다고 한다. 또, 습기가 약하기 때문에 제 대로 된 관리가 꼭 필요하고 시공비가 많이 든다는 단점이 있다. 장점은 친환경자재이고 화재에 강하다.
황토
가장 친환경적이면서 건강한 재료인 흙으로 짓는다. 대신 관리가 좀 어렵다. 빗물과 바람, 온도에 의해 흙벽이 갈라지고 흘러내리기 때문에 수시로 보수를 해주어야 한다. 이런 번거로움을 사전에 막기 위해서는 황토로 지을 때에 이물질을 넣거나 화학제품이 첨가된 황토를 사용하셔야 하기에 친환경과 멀어질 수도 있다. 그래서 제대로된 황토집을 지으시려면 목조나 스틸하우스보다 큰 비용이 들 때도 있다. 습도조절과 온도조절능력이 뛰어나고 흡수력과 향균력이 뛰어나기에 쾌적하 다. 또, 좋은 황토를 사용한다면 원적외선을 대량 흡수해서 방사해주는 기능이 있다. 그런 황토는 1스푼에 약 2억~2억 5천마리의 미생물이 활발하게 생명력을 유지 하고 있다. 대신 공사기간이 좀 길고 하자발생 가능성은 높은 편이다.
콘크리트
시멘트가 물과 반응하여 굳어지는 수화반응을 이용해 골재를 시멘트풀로 둘러싸서 다진 것이 콘크리트이다. 압축강도가 크고 유지비가 매우 저렴하다. 대신 설 계대로 정확하게 시공되지 않는 단점이 있다. 쾌적성이 떨어지고 설계변경이나 시공 불량 시에 파괴나 개조가 불가능하다. 지진과 산성비에 약하다는 특징도 있다.
참고자료
- 〈건설공법〉, 《남북철도용어 비교 사전》
- 〈지하철 건설의 공법〉, 《두산백과》
- 건설인, 〈교량 공법〉, 《네이버 블로그》, 2019-01-21
- 분양다모아, 〈주택 건축공법 종류를 알아볼까?〉, 《네이버 블로그》, 2016-03-13
- 안용한 한양대학교 ERICA 건축학부 교수,〈국내 모듈러 공법 기술현황 및 발전방향〉, 《국토교통과학기술진흥원》
- 서진우 기자, 〈[Science & 레고처럼 쌓는 `모듈러 주택`…100층에 도전하는 건축공학]〉, 《매일경제》, 2017-02-10
같이 보기
