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.
본 기사는 2000년 3월 26일 미국 시애틀 소재 Kingdome 체육관 시설을 발파해체공법을 이용하여 해체한 사례로서 The Journal of Explosives Engineering(v.17 n.5, 2000)에 기고한 Dr. Douglas A. Anderson (Senior Consultant, West Chester, PA office of Schnabel Engineering Associates, Inc.)의 글을 옮긴 것이다. Kingdome 구조물의 해체와 해제 후 Seahawk Stadium 건설의 책임을 맡은 주계약자는 Turner Construction 회사이며 발파해체 사전준비 및 사후처리의 택일은 Aman Environment사, 발파해체 설계 및 시공은 CDI사, 주위 주요 구조물에 대한 영향평가 및 진동계측은 Schnabel Engineering Associates사가 맡아 수행하였다. 이 건물은 세계에서 가장 큰 규모의 쉘 콘크리트 돔 구조로 되어 있으며, 주위에 주요 구조물들이 위치하고 있고 특히 이 지역에 과거 발생했던 지진으로 인하여 주민들이 지반진동에 대한 피해나 또는 지진을 유발하수도 있다는 위험 가능성에 매우 예민하여 관심이 높았던 해체사례이다. 이 구조물을 한번에 붕괴시킬 경우 지반에 25,000톤의 중량이 충격으로 작용할 수 있으므로 충격을 최소화하기 위한 방법에 초점을 맞추어 설계되었으며 5,905개의 천공에 4,728파운드(약 2,145kg)의 폭약이 사용되었고 도폭선을 이용하여 기폭시켰다. 사용된 도폭선의 길이는 약 37.9 Km에 달하였다. 발파해체 기사에 나타나 있듯이 주위에 피해를 주지 않고 성공적으로 수행되었다.
인공재해와 자연재해로 인해 발생하는 비정상 하중에 의해 국부손상이 발생된 철골 교량 구조물은 추가적인 2차 붕괴의 위험요소들을 내재하고 있어 신속한 전면 해체가 요구된다. 본 시공 사례는 건설실패와 태풍 및 지진으로 국부손상이 발생된 철골 트러스 구조의 교량의 긴급해체를 위해 발파해체 공법을 적용한 사례이다. 철골 부재의 절단을 위해 성형폭약이 필요하지만 현지에서 수급이 불가능한 상태이기 때문에 장약용기를 직접 제작하고 에멀젼 폭약을 충전하여 만든 성형폭약을 이용하여 발파해체에 적용하였다. 직접 제작한 성형폭약을 이용하여 발파해체한 결과 철골 부재가 정확히 절단되면서 교량의 중앙부가 수직자유낙하하고, 교량의 양 끝단은 지지부를 중심으로 회전낙하 하였다. 또한 존치 구조물 및 주변에 피해가 발생하지 않았으며, 발파 후 파쇄 상태는 매우 양호하였다. 이로 인해 직접 제작한 성형폭약의 절단 성능을 확인할 수 있었으며, 신속하고 안전하게 국부손상이 발생된 구조물을 해체하였다.
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.
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.
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.
벽식구조 아파트에 대한 재개발의 수요가 증가함에 따라 RC구조 아파트와는 다른 새로운 해체기술이 요구되고 있다. 본 연구에서는 벽식구조 아파트의 발파해체를 위한 기초적인 자료를 제공하기 위해 실시설계 도면을 토대로 벽식구조 아파트를 주동 형태 및 규모에 따라 분류하고, 아파트의 높이(H), 폭(B), 길이(L)의 발파 패턴 요소를 이용하여 벽식구조 아파트의 발파해체에 적합한 발파해체공법을 분석하였다.
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.
최근 대규모 산업구조물의 해체수요가 증가하고 있으며, 해체된 산업부지를 원래 자연환경으로 복원하는 공사가 진행하고 있다. 본 시공사례는 구조적 노후화와 기능적 요건을 만족하지 못하는 대단면 철근콘크리트 구조물인 터빈기초를 해체하기 위해 발파해체공법을 적용하였다. 발파해체 결과 터빈기초의 파쇄상태는 양호하였고, 주변 시설물의 피해 없이 발파해체를 완료하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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