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.
구조물의 노후화와 기능성 상실에 따른 해체 수요가 증가하고 있으며, 다양한 해체 기술이 개발되어왔다. 대규모 기초콘크리트의 경우에는 구조적 특성에 의한 일부 기계식 해체공법의 적용에 제한이 있으며, 지반진동에 의한 주변 환경의 영향으로 최근에는 발파해체공법을 적용하거나 발파해체와 기계식 해체를 혼합한 공법을 적용하고 있다. 본 연구에서는 기초콘크리트 발파해체 설계 시 비장약량과 입지상수, 감쇄지수와의 관계식, 콘크리트의 평균 파쇄도와 비장약량과의 관계식을 통해 평균 파쇄도와 지반진동속도를 비교하였다.
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.
사일로와 같은 대단면 원통형 구조물을 전도시키기 위해서는 구조적 특성 및 사전 취약화를 위한 개구부의 조건을 고려하여 설계해야 한다. 본 연구에서는 원통형 구조물을 전도시키기 위해 구조적으로 동일한 원통형 구조물을 상용해석 프로그램인 3D AEM으로 모델링하여, 개구부의 조건으로는 개구부의 높이, 개구부의 각도, 개구부의 형태를 변수로 설정하여 이들 변수에 따른 원통형 구조물의 전도 붕괴 거동을 모사하고 분석하였다.
철골 구조물의 발파해체에 사용하는 성형폭약은 국내외 사용이 제한적이거나 수급이 불가능한 경우가 많이 발생하며, 기존의 선형 성형폭약은 규모가 크고, 강재의 두께가 두꺼운 철골 구조물을 절단하기 위한 충분한 절단 성능을 확보하지 못하였다. 이러한 문제를 해결하기 위해 고폭속, 고압력의 산업용 폭약을 사용하여 금속제트를 발생시켜 절단 할 수 있는 장치가 필요하다. 본 연구에서는 철골 구조물의 발파해체에 적용하기 위해 3가지 타입의 장약용기를 제작하였다. 절단 성능 실험을 통해 다양한 두께의 H형 강재와 강판에 대한 절단 성능을 평가하였고, 실험결과 충분한 절단성능을 확인하였다.
선진국인 미국이나 영국등지에서는 이미 1950년대부터 각종 산업시설 및 고층건물을 발파해체공법으로 철저하여 왔고 이제는 안전한 해체공법중의 하나고 자리 잡고 있다. 우리나라의 경우 90년대 초반부터 몇몇 업체에서 시작된 발파해체공법의 시도가 외국 기술제휴사의 핵심기술 이전기피, 해체불량 부족과 발파해체에 대한 인식부족 등으로 아직 활성화되지 못한 초기 단계이지만 향후 고층빌딩철거, 각종 산업구조물 및 공장건물 해체작업에도 적응이 가능한 첨단기술이라 할 수 있다. 본 교각구조물 발파해체 시공사례는 고속국도건설 공사 중 기 시공된 교각구조물에 안전성 문제가 발생하여 상 하행선 2개의 교각을 후속공정을 고려하여 난시간 내에 해체하고, 재시공하여야하는 현장여건에서 수행되었다.
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.
최근 들어 타워형 구조물의 사용 연한이 초과함에 따라 구조물 안전 진단 결과에 따라 철거 작업 혹은 국부적인 성능개선 공사론 수행하고 있다. 그러나 철거 작업시 가능한 한 휴지기간(Shut down)을 단축하여야 한다는 측면 및 경제성 측면에서 발파해체공법은 매우 매력적인 철거수단으로 관심이 증대되고 있으나, 철거시 발생되는 진동으로 인해 인접한 정밀 기기류에 대한 영향을 우려하여 철거 기간과 비용측면에서 상대적으로 불리한 기계식 철거공법을 선호하고 있다. 따라서, 본 연구는 연돌과 같은 타워형 구조물의 발파해체시 붕괴된 부재가 지면과 충돌시 발생되는 지반진동 수준을 예측하는 기법과 진동을 저감할 수 있는 각종 방법에 대한 효과를 축소모형시험을 통해 도출하였다.
On Influence of ground Vibration occured when smoky-chimney is demolished. The Shock Energy by falling down of smoky-ehimney(60m height ) demolition spread mainly to the breaking reinforced concrete and to ground Vibration.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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