아파트 재건축을 위해 발파해체공법을 이용하여 실시한 5층 아파트 9개동의 시공사례를 중심으로 국내 아파트 발파해체에 따른 경제적 공법의 제시와 시공되어진 해체구조물의 현황과 공법, 사전처리 공법등을 소개하고 또한, 지상구조물이 아닌 지하구조물의 해체를 위한 콘크리트의 부분 발파사례를 통하여 해체 분야의 발전 방안을 고찰하였다.
고층건물의 해체공사는 멀지 않은 장래에 급속도로 증가할 것으로 예상되며, 이들의 일반적인 해체방법은 기계식해체공법과 발파해체공법으로 대별할 수 있다. 해체공법의 결정은 해당건물이 가지는 지리적, 환경적 요인에 따라 많은 변동요인들이 있지만 일상적인 경우라면 경제성 판단이 공법선정의 가장 중요한 요인으로 작용한다. 따라서 본 연구에서는 다른 해체공법 선정요인들 보다는 객관적인 비교가 가능한 도심지 고층건물의 해체비용을 기계식공법과 발파공법으로 구분하여 산출하였으며, 이것의 비교 분석을 통하여 발파해체공법의 향후 활성화 시점을 전망하였다.
산업용 플랜트의 기능적·노후화에 따른 해체 수요가 증가하고 있으며, 시간적·공간적 환경위해요소를 최소화하기 위해 발파해체공법 또는 기계식 해체공법 및 발파해체공법을 혼용한 해체공법의 적용이 증가하고 있다. 본 시공사례에서는 철근콘크리트 구조방식으로 건설된 플랜트 기초를 해체하기 위해 발파해체공법을 적용하였다. 그 결과로서 플랜트 기초의 적정한 목표 파쇄가 이루어졌으며, 주변 시설물에 대한 피해가 없음을 확인하였다.
김해 국제공항 2단계 확장 공사 중 구 국제선 청사 발파해체공사"는 5.5초의 기폭시차를 두고 약 7초간에 구조물의 붕괴를 유도하여, 단기간에 안전하며 최대의 효율을 낼 수 있는 발파해체공법을 적용하여 시공하였다. 이에 따라 발파해체공사의 공법, 공정, 세부 현황 및 결과, 발파공해영향권에 대해 분석, 평가 하였다. 구 국제선청사 구조물은 3층 높이로 저층 구조물에 해당하고 구조물의 특성상 Span 간격이 길고 충고가 높다. 또한 지반이 액상한계점 상태까지 도달하여 구조안전진단 결과 위험등급인 D등급으로 판정되었다. 본 대상건물과 같이 충고는 낮지만, 구조 안전성 측면에서 위험 요소를 가지고 있으므로 발파공법을 적용하여 해체를 실시하였다.
산업구조물의 기능적.구조적 노후화에 따른 해체 수요가 증가하고 있으며, 시간적.공간적 환경위해요소를 최소화하기 위해 발파해체공법 또는 기계식해체 및 발파해체를 혼용한 해체공법의 적용이 증가하고 있다. 본 시공사례에서는 대단면 철근콘크리트 구조물인 터빈기초 구조물을 해체하기 위해 부분발파해체 공법을 적용하였다. 발파 결과, 터빈기초 구조물의 보와 기둥과의 접합부, 우각부의 헌치, 2층 기둥부가 적절하게 파쇄되었으며, 주변 시설물에 피해 없이 발파를 완료하였다.
발파기술의 급속한 발전으로 재개발을 위한 노후 구조물에 대한 리모델링, 해체등이 다시 활성화될 조짐이 있다. 이에 1991. 8 이후 시작된 우리나라의 발파해체 공법을 재조명하고 그 개선방안을 정리하였다. 그 결과 최근의 발파해체공법은 기계식해체공법에 비해 약 60∼70%의 공기단축효과와 함께 5층이상 고층 구조물의 경우 경제성이 매우 높은 것으로 분석되었으며, 구조물 해체공법의 경제적 효과와 환경안전 및 재활용효과를 극대화하기 위하여 진동. 소음. 비석. 분진 예측프로그램의 활용 및 미비점 개선 등 각종 컴퓨터 예측시스템을 개발해야 할 것이다. 발파해체 시 발생된 건설폐기물의 재활용도를 높이기 위하여 도로 보조기충재 및 콘크리트용 골재활용에 대한 일정비율 사용 의무화 등 관련 법령개정이 필요하며 해체물의 분류, 처리 등에 폐기물 전문업체의 적극적 참여 및 추가적인 연구개발이 필요한 것으로 사료된다.
최근 도심지 고층 구조물의 수가 증가하면서 수명이 오래된 구조물에 대한 재건축 수요가 증가하고 있는 실정이다. 기존 구조물을 철거하는 방법에는 기계식 해체 공법과 발파 해체공법이 있으나 10여층 이상의 고층건물일 경우 발파해체공법을 사용하는 겅이 경제적으로 유리한 것으로 알려져 있다. 발파해체공법을 사용할 경우, 발파에 앞서 미리 그 붕괴거동을 예측하는 일은 안전한 발파를 위해서 뿐만 아니라 발파해체의 실패를 방지하기 위해서 필수적으로 요구된다. 과거의 연구에서 이차원 입자결합모델을 사용하여 구조물 해체과정을 모사한 사례가 있었지만, 실제 발파붕괴 거동을 적절히 모사하는 데는 많은 제약이 있었다. 본 연구에서는 개별요소법을 기반으로 입자결합모델을 사용한 상용 프로그램인 PFC3D를 사용하여 구조물의 3차원 해체발파를 모사하였다. 삼차원 해석에서는 해석 시간이 오래 걸리는 단점으로 인하여 현실에 가까운 모사를 완성할 수 없었지만 몇 가지 입력변수를 바꾸어가며 그들의 효과를 관찰하였다. 보다 현실에 가까운 결과를 얻기 위해서는 입력변수의 설정과 부재 특성의 모사에 보다 많은 노력이 필요할 것으로 보인다.
최근 노후화와 기능적 요건을 만족하지 못하여 불용하는 철골구조물의 해체 수요가 증가하면서 철골구조물 해체에 대한 관심이 부각되고 있다. 본 시공사례는 구조적 노후화와 기능적 요건을 만족하지 못하는 철골구조물인 ore bin과 coke bin 해체에 발파해체공법 중 전도공법을 적용하였으며, 철골구조물을 발파 절단하기 위해 장약용기를 사용하였다. 발파해체 결과, ore bin과 coke bin은 예측된 방향으로 정확히 전도되었으며, 주변 시설물에 피해 없이 발파해체를 완료하였다.
최근 오래된 산업단지의 해체수요가 증가하고 있으며, 해체된 산업부지를 원래 자연환경으로 복원하는 공사를 진행하고 있다. 본 시공사례는 오래된 산업단지 내의 대형 철골구조물을 해체하기 위해 발파해체공법 중 전도공법을 적용하였다. 철골구조물을 절단하기 위해 금속 제트가 발생하는 장약용기를 사용하였다. 발파구간 중 철골구조물의 두께가 두꺼운 부분은 가스와 산소 불꽃 또는 아크열에 의해 깊은 홈을 파는 방법인 가우징을 적용하여 두께를 조절하였다. 발파해체 결과, 철골구조물은 예측된 방향으로 정확히 전도하였으며, 주변 시설물에 피해 없이 발파해체를 완료하였다.
최근 노후화로 불용되는 산업구조물의 해체 수요가 증가하면서 산업구조물 해체에 대한 관심이 부각되고 있으며, 해체된 산업부지를 원래 자연의 모습으로 복원하는 공사가 주요 이슈로 부상하고 있다. 본 시공사례는 구조적 노후화와 기능적 요건을 만족하지 못하는 산업용 연돌 해체에 발파해체공법 중 전도공법을 적용하였다. 해당 연돌은 높이 150.0m이고, 연돌 외벽이 철근콘크리트 셸 구조물이며, 내부 연통은 스틸 셸 구조물인 복합구조물이다. 발파해체결과, 연돌은 예측된 방향으로 정확히 전도하였고, 주변 시설물에 피해 없이 발파해체를 완료하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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