본 고에서는 선진 각국의 해체공법에 대한 연구동향을 고찰하기 위한 일환으로 1988.11.7-11 일본 동경에서 개최된 콘크리트와 조적조의 해체 또는 폐재의 재이용에 관한 제2회 심포지움에서 발표된 논문을 기초로 해체공법에 관한 연구동향을 살피고자 한다. 해체공법에 대하여 발표된 논문을 주제별로 살펴보았다.
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.
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.
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.
2018년 국토교통부 통계에 따르면 재건축 연한이 도래한 주거용 건축물은 2018년 기준 약 37%에 달한다, 해체물량의 증가는 해체산업의 성장과 함께 환경 및 안전사고 등 많은 부작용을 일으키고 있다. 이에 본 연구는 해체공법 선정에 있어 안전성, 경제성, 환경성 등을 종합적으로 고려하여 현장 적용에 가장 적합한 공법 의사결정 방법을 제시하고, 특히 해체공사의 안전성을 고려하여 현장 공법 적용 시 위험요인에 대한 사전평가를 통해 공법선정뿐만 아니라 선정 공법의 현장 적용성을 평가한다. 이를 위해 본 연구는 QFD 기반의 TOPSIS 해체공법선정과 FMEA 위험성평가 통합모델을 제안한다.
사회가 발전함에 따라 시민들은 콘크리트 구조물의 해체에 있어 안전하고, 경제적이며, 환경친화적인 공법의 적용을 요구하고 있다. 본 연구에서는 기존 해체공법의 문제점을 검토하여 환경오염의 주원인인 냉각수와 슬러지를 최소화 할 수 있는 공법을 개발하였으며, 개발된 공법의 타당성은 유한요소해석을 통하여 확인하였다. 천공개수, 깊이, 크기, 그리고 자중을 변수로 선정하여 다양한 경우에 대한 비교 분석을 수행하였으며, 자중에 따른 최적의 천공개수, 천공깊이, 천공크기를 제시하였다.
최근 급격히 진행되고 있는 도심지 구조물의 대형화, 고층화에 따른 고층건물의 해체뿐 아니라 극한 환경의 해체현장에서 기존의 해체공법은 인력+장비에 의한 해체작업을 수행하여 언제나 작업자에 대한 치명적인 위험에 노출되어 있었다. 따라서 본 연구는 낙후된 해체산업을 첨단화시키고, 안전하고 친환경적인 해체장비 및 공법을 개발하고자 한다. 이를 위해 첫 번째, 선진외국의 해체장비인 B사(社)와 국내 무인해체장비인 M사(社)의 장비 성능을 비교분석하기 위한 장비시연회를 개최하였다. 이러한 성능의 비교분석을 토대로 해체산업에서 요구되는 기능을 도출하고, 그에 적합한 햅틱장치(haptic device) 기술, 힘반향 메카니즘(force feed-back mechanism), 환경인식용 센서퓨전(sensor fusion) 기술등 첨단기능이 융합된 무인해체 장비의 요소기술을 제안하였다. 이를 토대로 먼저, 새로운 햅틱장치 (haptic device)를 고안하였다. 두 번째로 기존의 고층건물의 기계식 해체공법을 개선한 탑다운 (Top-Down) 해체장치 및 공법을 제시하였다.
본 논문은 3차원 ELS 모델과 건설 프로젝트 관리 프로그램을 이용한 해체 공정을 기계식공법으로 해체하는 구조물에 적용한 사례이다. 해체 공정 설계를 위한 3차원 ELS 모델은 도면 및 현장 조사 통해 부재별 크기와 배근 정보를 확인하여 모델링하였다. 완성된 3차원 모델을 건설 프로젝트 관리 프로그램인 Bexel manager에 적용하여 부재 별 해체 공정을 설계하였다. 설계된 해체 공정은 기계식공법으로 해체하는 구조물에 적용하였고, 해체결과 작업 별 작업동선을 효과적으로 관리할 수 있었으며, 안전하게 해체를 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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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