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시공순서
가설 struct 공법 시공순서
먼저 흙막이 벽을 시공하고 H PILE로 된 POST PILE을 설치한 후 굴토가 진행됨에 따라 POST PILE에 STRUT을 설치해 흙막이 벽에 가해지는 PILE을 설치 한 후 토압을 지지하게 됩니다.
이와 같은 방법으로 굴착한 후 기초 공사를 하게 되며, 이후 기초공사가 완료되면 지하 최하층부터 STRUT을 해체하면서 건물의 본 구조체를 지상 층까지 시공하게 됩니다.

지하 굴토공사에서 흙막이 지지체로 이용되는 STRUT은 단순히 가시설로만 간주돼 지하굴토 완료 후 골조공사 진행과정에서 다시 해체해야 하기 때문에 공사가 어렵고 공기가 길어지는 원인이 되어왔으며 또한, 그 과정에서 많은 양의 철골재가 폐 자재화 되는 등 기업 입장에서나 국가적으로도 엄청난 경제적 낭비요소가 되어왔습니다.
하지만, 그 보다 더 큰 문제는 해체과정에서 생기는 토류벽의 순간적인 응력 불균형 현상이 장기적 사고와 품질불량의 원인이 되어왔다는 점이었습니다.
SPS 공법 시공순서
건설교통부지정 신기술 제249호로 지정된 SPS공법의 기본 개념은 지하층 본 구조물에 해당하는 빔과 거더를 STRUT으로 활용 굴토공사 중에는 흙막이 지지체로, 굴토공사 후 골조 공사시에는 해체하지 않고 곧바로 본 건축물에 주 구조 부재로 사용한다는 것입니다.
굴토와 동시에 지하층 주 구조 부재인 기둥과 보가 흙막이 지지체로 설치되므로 기존 가설 STRUT 공법의 단점인 설치나 해체 등 시공 중 발생하는 위험과 본 구조체와의 상호관섭에 따른 시공성 저하, 자재손실을 개선했습니다.
SPS 공법의 시공 순서는 먼저, 흙막이 벽을 구축하고 지하층의 철골 기둥을 소요깊이까지 천공해 해당 위치에 설치하며 기둥하부에는 구군을 타설해 소요 하중을 지탱 할 수 있게 합니다.
이때 철골 기둥의 수직도는 300/1이내로 유지해야 하는데 SPS 기둥용 HOLE의 수직도를 KODEN 장비를 이용해 측정한결과 최고 1800/1까지 수직도를 확보해 본 구조물에 기둥으로 사용하기에 충분한 것으로 나타났습니다.

굴토가 시작되어 철골구조 설치가 가능한 깊이까지 진행되면 지상 1층 레벨에 빔과 거더를 설치합니다.
설치된 거더와 빔은 칸막이 지지체 역할을 합니다.
칸막이 벽과 거더 빔의 연결은 기존 STRUT 공법에서는 철골 외일 부재가 사용되었으나 SPS공법에서는 콘크리트 띠 장을 사용해 토압을 지지하게 됩니다.
이런 방식으로 한 층에 본 골조 철골 지지체 공사가 완성되면 차례대로 다음 층을 굴토해 갑니다. 철골을 설치해 나가면서 소요 깊이까지 굴토가 완료되면 건물의 기초를 설치하게 됩니다.
기초설치 후에는 지하 최하층으로 부터 지하 외부옹벽 슬라브 등을 타설하며 지상층까지 올라오게 되며 동시에 지상층 공사를 병행 UP-UP 공법 적용이 가능해집니다.
시공예
마포 A현장의 경우 SPS공법 적용으로 공기를 3개월 단축했으며 공사비도 절감했습니다.
현장계측결과 흙막이 벽의 변위에서 보여주듯 기존에 가설 STRUT 공법에 비해 더욱 안정적인 공법임을 입증할 수 있었습니다. 토압에 의해 철골구조의 응력이 증가하더라도 부재 허용력의 충분한 여유가 있어 구조적인 문제가 나타났으며 흙막이벽 배면의 토압은 각 단의 시공이 진행됨에 따라 철골 구조의 응력이 안정적으로 분포되는 것을 알 수 있습니다.
가설 STRUCT 공법과의 비교
1. 처음 가설 STRUT 공법으로 설계했을 때에 비해 다음과 같은 차이가 있습니다.
먼저 STP값인 N치 10이하의 매우 연약지반인 이 현장에서 기존 STRUT 공법에서는 8단의 STRUT이 필요 했는데 SPS공법에서는 각 층의 각각 한 단의 진체만 필요 총 5단의 진체로 횡토압 지지가 가능합니다.

2. 지하층 SPS 철골 지지체가 정밀하게 시공되므로 기존의 가설 STRUT 공법보다 더 큰 구조 안정성을 확보할 수 있습니다.
SPS공법의 장점
1. 구조안정성을 둘 수 있습니다.
가설재 해체가 불필요한 SPS 공법은 STRUT 해체시 발생하는 작업 위험요소를 없애고 흙막이 벽의 급격한 변위를 방지하므로서 슬라브나 옹벽 등 구조체의 균열을 예방할 수 있습니다.

2. 시공성 향상입니다.
철골 부재간의 층고와 간격이 가설 STRUT 공법의 경우보다 넓어 굴토공사시 장비와 기타관련 공사의 작업능률이 대폭 향상됩니다.

3. 상당 기간의 공기 단축이 가능합니다.
SPS공법은 STRUT 해체 과정이 불필요하고 기초 타설과 동시에 지하 지상 공사의 병행이 가능해 전체 공기의 큰 영향을 미치는 지상층 공사 착수시점을 앞당겨 공기를 단축 할 수 있습니다.

4. 원가절감 효과와 환경 친화성입니다.
가시설 비용의 절감, 작업능률의 향상은 물론 공기단축으로 유무형의 원가절감 효과가 있습니다. 현장의 환경 평과 결과 지하공사 현장의 문제점으로 지적되어왔던 분진과 소음을 상당부분 해소한 것으로 나타나 환경 친화적이면서도 도심지 굴토공사의 가장 이상적인 공법입니다.
다시 한번 그림을 통해 SPS공법과 가설 STRUT 공법을 비교해보면 공사 진행 정도의 차이를 확연하게 알 수 있습니다.
SPS공법의 장점
향후 SPS공법이 범 국가적으로 적용될 경우 공사비는 물론 공기측면에서도 절감 효과가 기대됩니다.
또한 그 탁월한 장점으로 인해 정식으로 소개될 경우 국내 현장에 빠른 속도로 보급될 것으로 예상됩니다.
이미 미국 TT사와 ENRG 그리고 일본의 ENGINEER 해외의 ENGINEER들로 부터 긍정적인 평가를 받고 있어 세계적인 기술로 자리 잡을 것으로 기대하고 있습니다.