기둥부 : 사선형 내다이아프램 설치 [사진=롯데건설 제공]
롯데건설이 포스코이앤씨·효성중공업·덕암테크와 공동으로 건물 기둥의 구조 안전성과 시공성을 대폭 향상시킨 ‘ES-Col(Earthquake Strong-Column, 선기초 기둥 일체화) 공법’을 개발해 국토교통부로부터 건설신기술(제1044호)을 취득했다고 15일 밝혔다.
이번 공동 개발에서 롯데건설은 시공성과 경제성 평가와 더불어 구조 안전성을 검증했으며 포스코이앤씨는 강재설계와 지하 시공분야를, 효성중공업과 덕암테크는 원천기술개발과 현장적용을 담당했다.
이 신기술의 핵심은 기둥 내부에 ‘사선형 수직 내다이아프램(합성기둥 내부에 사용하는 Diaphragm, 보강재)’을 적용한 것이다. 보강재를 사선으로 배치함으로써 콘크리트 타설관을 내부에 설치할 수 있게 되고 콘크리트가 막힘없이 타설 되도록 했다. 기둥이 받는 힘(응력)도 보다 효과적으로 분산시켜 접합부의 구조적 강성을 크게 높였다.
근입부 : 구멍이 뚫린 원형강관 [사진=롯데건설 제공]
또 건물 기초 하부 땅속에 묻히는 부분(근입부)에는 기존의 H형강이나 박스형 대신 ‘원형강관’을 사용했다. 특히 원형강관 중간에 구멍을 뚫어 철골과 콘크리트가 단단하게 일체화되도록 만들었으며 이 구멍을 통해 기둥을 심을 때 콘크리트의 흐름을 원활하게 하여 수직도를 정확하게 확보할 수 있도록 안전성을 개선했다.
결과적으로 ES-Col 공법은 기둥부와 근입부 일체화를 통해 하중 전달 체계를 단순화해 전체 구조 시스템의 안전성을 높이면서 자재 물량을 절감할 수 있어 최적화된 경제성까지 확보했다. 지하를 뚫고 내려가는 역타공법뿐만 아니라 일반적인 지상층 건축물의 기둥으로도 널리 사용할 수 있는 범용성까지 갖췄다.
롯데건설 관계자는 “ES-Col 공법은 건축물이 점점 고층화되고 복합화되는 건설 환경에서 시공 품질과 구조 안전성을 동시에 만족시킬 수 있는 혁신적인 기술”이라며 “물량 절감을 통한 경제성 확보와 더불어 공기 단축 효과도 큰 만큼, 앞으로 롯데건설이 진행할 프로젝트에 해당 신기술 적용을 적극적으로 검토할 계획”이라고 말했다.
한편 도심지 고층 건물 공사에서는 공사 기간을 줄이고 지반의 안전성을 높이기 위해 위에서 아래로 공사를 진행하는 ‘Top-Down(역타공법)’이 주로 쓰인다. 이때 건물의 뼈대가 되는 기둥으로는 거푸집이 필요 없고 공사비 절감이 가능한 ‘CFT(Concrete Filled Tube, 강관 내 콘크리트 충전형)’ 합성기둥이 각광받아 왔다.
하지만 기존의 CFT 공법은 기둥 접합부에 보강재를 설치할 때 현장 작업이 까다롭고 콘크리트가 내부까지 제대로 채워지지 않거나, 지하에 기둥을 심을 때 수직을 정확히 맞추기 어렵다는 단점이 존재했다. 특히 역타공법에서는 먼저 시공하는 기둥의 정밀도가 건물 전체의 안전성과 직결되기 때문에 이러한 시공 리스크를 줄이는 것이 업계의 과제였다.
최지수 기자 choi@arunews.com
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