탑다운 공법 안전관리 작업 지침

 

건설현장에서 탑다운 공사란, 아래부터 차곡차곡 지어가는 전통적인 공사 방법과는 다르게 아래에서 지하 외부 벽체와 기둥을 선시공한 후 1개 층씩 단계별로 지하층 토공사와 구조물 공사를 위에서 아래로 반복해 가며 지하구조물을 형성하는 공법을 의미합니다. 

 

탑다운 공법은 대형 건물 및 지하 공간을 최대한 활용하기 위해 사용되는 고난도 시공법입니다. 이러한 현장에서는 작업자들이 높은 곳에서 작업하고 무거운 재료를 다뤄야하며, 이에 따른 위험을 관리하는 것이 중요합니다. 

 

 

탑다운 공법 (Top down) 안전 지침에 대해 알아보겠습니다,

한국산업안전보건공단- Top down 공법 안전작업 지침

 

1. 가설작업 시 안전관리

장비 안전 우선: 현장에서의 작업은 대부분 중장비를 활용하므로, 장비의 안전은 핵심적인 고려 사항입니다. 장비 사고를 방지하기 위해 바닥면의 배수를 유지하고 지반 상태를 주기적으로 점검해야 합니다.

이동식 설치: 가설건물 작업 중 다른 작업과의 간섭을 최소화하기 위해 이동식 설치를 고려해야 합니다. 작업의 효율성과 안전을 동시에 고려하는 방법입니다.

세륜기 설치 고려: 세륜기 설치 위치를 정할 때 부지현장, 공사장 진출입로, 설치대수 및 기종을 고려하여 대기환경보존법을 준수해야 합니다.

자재 운반 계획 수립: 지하작업용 자재 운반을 위한 세부계획을 1층 바닥구체 작업 이전에 구체적으로 수립해야 합니다. 양중기 선택과 양중방법, 중간층 자재 짐받이 설치계획을 고려해야 합니다.

적절한 조명과 전선 보호: 가설 조명설비는 작업 조건에 적합한 조도를 유지하고, 가설전선은 굴착 및 구조체 작업 시 훼손을 방지하기 위한 보호 조치를 취해야 합니다.

환기설비 설치: 굴착용 장비 작업 및 구체작업 시 가스 발생, 습기로 인한 습한 환경, 비산먼지 발생을 방지하기 위해 강제 급배기 방식의 환기설비를 설치해야 합니다.

야적장과 작업장 보강: 가설자재 야적장 및 작업장은 자재 운반, 설치, 굴착작업, 구체작업과의 연계를 고려하여 설치되어야 하며, 바닥의 구조검토를 통해 적재하중에 따른 보강조치를 실시해야 합니다.

작업구 위치 결정: 작업구는 토사반출, 자재투입 등 제반작업이 원활하게 진행될 수 있도록 위치, 수량, 규격 등을 세밀히 검토하여 추락, 낙하, 비래 등의 사고를 방지해야 합니다.

가설전기 용량 고려: 가설전기는 장비와 기계기구별로 최대 부하용량을 고려하여 수전설비의 용량을 산정하고, 주 분전반에 가설울타리를 설치하여 외부와 통제되도록 조치해야 합니다.

안전지침 준수: 기타 가설작업에 관한 안전조치 사항은 KOSHA GUIDE C-8-2015(작업발판 설치 및 사용 안전지침)를 엄격히 준수해야 합니다.

앞으로의 가설작업에서는 이러한 새로운 접근 방식을 통해 안전을 강화하고 작업 환경을 개선할 수 있을 것입니다.

 

2. 굴착 및 흙막이 작업 시 안전관리

2-1 일반사항:

작업 공정별 안전 계획: 굴착, R.C.D 작업, 골조 작업 등과 같이 다양한 지하공사 공종을 개별적으로 고려하여 유해한 요소와 위험을 식별하고 안전 계획을 수립해야 합니다.

연관된 공종 간 협력: 굴착 작업을 수행할 때, 가설작업, 철근콘크리트 작업, 철골 작업, 방수작업 등과의 연관된 부분을 안전하게 조율하여 붕괴 등의 사고를 방지해야 합니다.

2-2 지하연속벽 작업:

정확한 안내벽 설계: 안내벽은 지하연속벽 작업의 핵심이므로 지반 조건, 지질 상태, 주변 건물 영향, 지하수위 등을 고려하여 정확한 형태와 위치로 시공되어야 합니다.

안내벽 해체 전 검토: 안내벽이 인접 건물 및 장애물에 영향을 미칠 수 있으므로 1층 바닥 슬래브 공사 전에 해체 가능한 경우 검토해야 합니다.

안정액 관리: 굴착면의 붕괴 방지, 침강 방지 및 토사 유출 방지를 위해 안정액 관리를 실시해야 합니다. 토질과 재료에 따라 배합비를 결정하고 안정액 사용 시 소요 전단강도를 고려해야 합니다.

패널 분할 계획: 굴착장비의 효율성과 구조물의 안정성을 고려하여 패널 분할 계획을 수립해야 합니다.

트레미관 관리: 트레미관은 콘크리트를 타설하기 위한 장비로, 콘크리트 재료와 타설 관리를 철저히 해야 하며, 관 접합부의 문제로 인한 터짐을 방지하기 위한 조치를 취해야 합니다.

시공오차 관리: 지하연속벽의 시공오차 발생에 대한 처리방법을 설계 단계에서부터 고려하고, 오차 기준을 정하여 시공에 반영해야 합니다.

철근 배근 작업:

변형방지를 위한 보강: 철근 배근 작업 시 변형 방지를 위해 "X"자 형태로 보강하며, 트레미관 설치를 위한 공간을 충분히 확보해야 합니다.

토압의 휨응력 고려: 분할 제작 시 토압의 휨 응력을 고려하여 철근의 이음 길이 등을 설계도면과 시방서에 반영해야 합니다.

앞으로의 지하공사에서는 이러한 안전조치를 적용하여 작업 환경을 향상하고 작업자의 안전을 보장해야 합니다.

2-3 R.C.D 작업 시 안전관리

공법 및 굴착 과정: R.C.D 공법은 지반이 붕괴되지 않도록 깨끗한 물이나 안정액을 사용하여 공내 정수압을 0.02 Mpa로 유지하면서 굴착하는 방법입니다. 굴착은 일정한 깊이까지 선행 굴착을 진행하고 케이싱을 설치한 후 되메우기 작업을 수행한 후 케이싱을 압입 하여 근입 시켜 가면서 굴착작업을 진행하며, 굴착 중에는 지속적으로 수직도를 관리해야 합니다.

철근망 조립과 고정: 철근망 조립 시 결속 부위 파손을 방지하기 위해 결속선으로 #10 이상의 철선을 사용하고, 철근망을 근입할 때 이탈 및 파손을 방지하기 위해 철골 기둥에 견고하게 고정하고 근입이 쉽도록 이동 공간을 확보해야 합니다.

안전한 철골 기둥 설계와 설치: 철골 기둥은 상부 하중을 기초에 전달하는 중요한 구조물로, 지하 굴착 및 골조 작업 시 축하중 및 좌굴 발생에 대한 안전성을 확보하도록 설계 및 설치해야 합니다. 설치 시에는 설계도면과 시방서를 엄격히 준수해야 합니다.

R.C.D 파일의 좌굴 방지: 콘크리트를 타설한 후 약 24시간 이상 경과한 경우, R.C.D 파일의 좌굴을 방지하기 위해 공내 자갈 뒤채움 시에 철골 기둥의 변형을 최소화하고, 케이싱 인발 시에도 철골 기둥의 위치가 이동되거나 뒤틀리지 않도록 해야 합니다.

사고 예방을 위한 케이싱 안전조치: 케이싱 내부로 추락 사고를 방지하기 위해 케이싱 상부에 덮개를 설치하거나 주변에 방호울 및 안전시설물을 설치해야 합니다.

R.C.D 기초 정리 시 개인보호구 착용: R.C.D 기초 두부를 정리할 때 콘크리트 덧 부위나 이물질을 제거하는 작업을 수행할 경우, 개인보호구를 필수적으로 착용해야 합니다.

R.C.D 작업은 지반 안정을 위해 항상 조심성을 기하며 안전 규정을 엄격히 준수하여야 합니다.

 

3. 굴착작업 시 안전관리

굴착작업 개요: 탑다운 공법에서 굴착작업은 지하에서 토사를 굴착하고 운반차량에 흙을 상차하여 반출하는 과정을 포함합니다. 상차방법 및 사용 장비에 따라 낙하 및 비래를 방지하는 대책을 마련해야 하며, 골조작업과의 복합적인 안전관리가 필요합니다.

암반 굴착작업: 암반 굴착작업은 굴착방법에 따라 다양한 안전조치를 필요로 합니다. 기계굴착, 화약을 이용한 발파, 무진동 파쇄 등에 따라 안전작업 대책을 별도로 수립하고 시행해야 합니다.

지하수 관리: 지하수로 인한 굴착면 붕괴 방지 및 작업 효율성 향상을 위해 집수정 및 강제배수시설을 설치하여 지하수위를 관리하거나 처리해야 합니다.

슬래브 및 버팀대 설치: 굴착작업 중, 일반 슬래브는 토압 및 수압과 같은 횡력에 버팀 역할을 합니다. 그러나 램프 슬래브는 구조물이 완성되기 전까지 횡력에 저항하지 못할 수 있으므로 횡력에 저항하는 버팀대(Strut) 등을 별도로 설치하여 붕괴 및 변형을 방지해야 합니다.

안전보건 조치: 기타 굴착작업에 대한 안전보건 조치사항은 KOSHA GUIDE C-103-2014(굴착공사 계측관리 기술지침) 및 KOSHA GUIDE G-29-2011(굴착작업 시 지하매설물 위험 방지를 위한 기술지침)을 엄격히 준수합니다. 굴착작업은 지하 공간에서의 작업으로 안전을 최우선으로 고려해야 합니다.

계측 및 모니터링: 굴착 안전을 위한 정밀한 관찰과 대응

계측기 설치: 굴착 작업 중에는 지하연속벽, 주변 구조물 및 지반의 변형 등을 정밀하게 관찰하기 위해 다음과 같은 계측기를 설치해야 합니다. 계측기 설치가 어려운 경우에는 트랜싯 및 레벨 측량기를 사용하여 수직 및 수평 변위를 측정합니다. 지하수위계 경사계 하중 및 침하계 응력계 균열계 등

계측 결과 확인: 계측기 판독 및 측량 결과를 주의 깊게 확인해야 합니다. 수직 및 수평 변위량이 허용 범위를 초과하는 경우, 즉시 작업을 중단하고 필요한 조치를 취해야 합니다. 이러한 조치에는 장비 및 자재의 이동, 배면 토압 경감 조치, 가설 구조 보완 등이 포함됩니다.

정기적인 계측 및 분석: 안전한 공사를 위해 계측 및 분석 작업은 굴착 작업 중 주 2회, 건축 공사 중 주 1회 이상으로 정기적으로 수행되어야 합니다. 이러한 자료는 안전한 시공을 지원하고 미리 대응할 수 있도록 활용됩니다. 굴착 작업의 안전을 보장하기 위해 정밀한 계측 및 모니터링은 필수적입니다.

 

4. 구조물 작업의 안전성 확보

작업 종류: 탑다운 공법을 사용하는 구조물 작업은 굴착, 철근콘크리트, 철골 작업 및 기타 작업 등이 포함됩니다. 이러한 작업들은 전기 및 기계장비와 연계되어 효율적인 안전 관리가 필요합니다.

사전 계획: 작업을 시작하기 전에 현장의 모든 조건을 고려하고 최적의 가설 계획, 구조물 설치 계획, 굴착 작업 계획 등을 종합적으로 검토해야 합니다.

구조물 작업은 안전을 최우선으로 고려해야 하며, 사전 계획과 신중한 검토가 항상 필요합니다.

5. 철근콘크리트 작업 시 안전관리

시공방법 고려: 철근콘크리트 작업 시, 콘크리트 타설 방법, 기둥 및 벽체 접합부 처리, 지하 작업 공간 개선, 굴착 작업과의 조화, 가설 계획 검토 등을 실시하여야 합니다.

시공 시방서 준수: 철근콘크리트 작업의 시공 방법은 다양하므로, 각 시공 방법별로 정해진 시방서와 사양서를 엄격히 준수해야 합니다.

벽체 및 기둥 작업: 벽체의 탑다운 방법은 슬래브와 벽체를 분리 시공하거나 일체로 시공하는 방법으로 나눌 수 있습니다. 이에 따라 안전한 작업발판을 설치하거나 굴착장비와의 간섭을 방지하는 조치를 취해야 합니다.

구조물 붕괴 방지: 기둥의 탑다운 시공 방법 또한 슬래브와 기둥을 분리 시공하거나 일체로 시공하는 방법으로 나눌 수 있으며, 이 경우 철근 기둥과 보강근의 접합부 처리와 주철근 이음부 처리에 대한 검토가 필요합니다.

지하 코어(Core) 및 램프 작업: 지하 코어와 램프 작업은 다양한 방식으로 시행됩니다. 구조해석, 보강 방법, 공정 관리의 중복성 등을 검토하여 붕괴 사고를 예방해야 합니다.

콘크리트 타설: 콘크리트 타설 시 안전을 고려하여 다음 사항을 준수해야 합니다.

적절한 장비 선정과 위치 결정
파이프 배관의 안전한 설치와 두께 유지
KOSHA GUIDE C-43-2012(콘크리트공사 안전보건 작업지침) 및 건축공사 표준시방서에 따른 안전조치 사항 준수
철근콘크리트 작업은 안전을 최우선으로 고려해야 하며, 정확한 시행 및 안전조치가 필요합니다.

6. 철골작업 안전 확보

기둥 및 슬래브 통합: 탑다운 공법의 지하기둥은 철골과 철근콘크리트 구조로, 각 층의 보와 슬래브를 기둥 철골에 접합시켜 일체화됩니다. 철골 작업은 굴착 작업 및 철근콘크리트 작업과 함께 수행되며, 안전성 검토가 반드시 이루어져야 합니다.

축 하중 고려: 철골기둥에는 건물 자중, 시공하중, 활하중이 작용하지만, 탑다운 공법에서는 시공하중만 고려하여 구조해석이 진행됩니다. 따라서 시공 중인 상태에서의 축 하중, R.C.D 좌굴 발생, 시공 오차로 인한 편심 모멘트 등을 고려하여 안전성을 확보해야 합니다.

연직도 검토: R.C.D 파일에는 기초 철근망, 철골기둥, 트레미관, 스티프너 등이 포함되며, 연직도를 고려한 시공성과 안전성을 검토해야 합니다. 접합부 용접 시 공장용접을 원칙으로 하되, 현장 여건과 장비 중량 등을 고려하여 적절한 접합부 처리를 해야 합니다.

하중 관리: 구조물에 작용하는 하중은 작업 중 하중(임시 하중)과 골조 공사 완료 후 하중(장기 하중) 전달로 나뉩니다. 이에 따라 하중의 변화에 대비하기 위해 각 단계별로 구조 전문가와 협력하여 검토 및 보강 작업을 확인해야 합니다.

탑다운 공법과 타워크레인: 탑다운 공법에 따라 타워크레인을 설치하기 위한 기초 설치 방식은 다양합니다. 구체적인 적용종류에 따라 기초의 위치, 방법, 구조 보강 등을 실시해야 합니다.

안전규정 준수: 기타 철골작업과 타워크레인 관련 안전조치 사항은 KOSHA GUIDE C-44-2015(철골공사 안전보건 작업 지침), KOSHA GUIDE M-91-2012(타워크레인의 지지․고정 및 운전에 관한 기술지침), KOSHA GUIDE M-90-2011(크레인 및 권상 장치의 와이어로프 선정에 관한 기술지침)에 따라야 합니다.

철골작업은 안전을 확보하기 위한 다양한 고려사항과 검토가 필요하며, 이를 준수함으로써 안전한 시공을 실현할 수 있습니다.

7. 기타작업 안전관리

지반 관리: 카운터 월 설치부위에서 지하수의 유입으로 인해 발생하는 지반이완, 누수로 인한 기반암의 절리 발달 등으로 인한 주변 지반의 침하와 지반 붕괴를 방지하기 위해, 배수 및 지하수 처리에 철저한 주의가 요구됩니다.

안전규정 준수: 탑다운 공법을 적용할 때는 건설장비 기계에 관한 KOSHA GUIDE C-48-2012(건설기계 안전보건 작업 지침)에 따른 안전규정을 철저히 준수해야 합니다. 또한, 지하 밀폐 공간 작업은 KOSHA GUIDE H-80-2012(밀폐 공간작업 보건 프로그램 시행에 관한 기술지침) 및 감전재해예방 작업은 KOSHA GUIDE E-106-2011(건설현장의 전기설비 설치 및 관리에 관한 기술지침)에 따라 진행되어야 합니다.

안전성을 확보하고 건설 현장에서의 잠재적인 위험을 최소화하기 위해서는 위의 안전 규정과 지침을 엄격하게 준수하는 것이 필수적입니다.