▣ 포스코이앤씨, 효성중공업, 덕암테크와 ‘사선형 내다이아프램’ 및 ‘타공 원형강관’ 적용 한 ‘ES-Col(Earthquake Strong-Column, 선기초 기둥 일체화) 공법 공동 개발…국토교통부 건설신기술 취득

롯데건설이 포스코이앤씨, 효성중공업, 덕암테크와 공동으로 건물 기둥의 구조 안전성과 시공성을 대폭 향상시킨 ‘ES-Col(Earthquake Strong-Column, 선기초 기둥 일체화) 공법’을 개발해 국토교통부로부터 건설신기술(제1044호)을 취득했다.

이번 공동 개발에서 롯데건설은 시공성과 경제성 평가와 더불어 구조 안전성을 검증했으며, 포스코이앤씨는 강재설계와 지하 시공분야를, 효성중공업과 덕암테크는 원천기술개발과 현장적용을 담당했다.

<기둥부: 사선형 내다이아프램 설치>   

<근입부: 구멍이 뚫린 원형강관>

이 신기술의 핵심은 기둥 내부에 ‘사선형 수직 내다이아프램(합성기둥 내부에 사용하는 Diaphragm, 보강재)’을 적용한 것이다. 보강재를 사선으로 배치함으로써 콘크리트 타설관을 내부에 설치할 수 있게 되고, 콘크리트가 막힘없이 타설 되도록 했다. 기둥이 받는 힘(응력)도 보다 효과적으로 분산시켜 접합부의 구조적 강성을 크게 높였다.

또한, 건물 기초 하부 땅속에 묻히는 부분(근입부)에는 기존의 H형강이나 박스형 대신 ‘원형강관’을 사용했다. 특히 원형강관 중간에 구멍을 뚫어 철골과 콘크리트가 단단하게 일체화되도록 만들었으며, 이 구멍을 통해 기둥을 심을 때 콘크리트의 흐름을 원활하게 하여 수직도를 정확하게 확보할 수 있도록 안전성을 개선했다.

결과적으로 ES-Col 공법은 기둥부와 근입부 일체화를 통해 하중 전달 체계를 단순화해 전체 구조 시스템의 안전성을 높이면서도, 자재 물량을 절감할 수 있어 최적화된 경제성까지 확보했다. 지하를 뚫고 내려가는 역타공법뿐만 아니라 일반적인 지상층 건축물의 기둥으로도 널리 사용할 수 있는 범용성까지 갖췄다.

롯데건설 관계자는 “ES-Col 공법은 건축물이 점점 고층화되고 복합화되는 건설 환경에서 시공 품질과 구조 안전성을 동시에 만족시킬 수 있는 혁신적인 기술”이라며, “물량 절감을 통한 경제성 확보와 더불어 공기 단축 효과도 큰 만큼, 앞으로 롯데건설이 진행할 프로젝트에 해당 신기술 적용을 적극적으로 검토할 계획”이라고 말했다.

[참고]

도심지 고층 건물 공사에서는 공사 기간을 줄이고 지반의 안전성을 높이기 위해 위에서 아래로 공사를 진행하는 ‘Top-Down(역타공법)’이 주로 쓰인다. 이때 건물의 뼈대가 되는 기둥으로는 거푸집이 필요 없고 공사비 절감이 가능한 ‘CFT(Concrete Filled Tube, 강관 내 콘크리트 충전형)’ 합성기둥이 각광받아 왔다.

하지만 기존의 CFT 공법은 기둥 접합부에 보강재를 설치할 때 현장 작업이 까다롭고 콘크리트가 내부까지 제대로 채워지지 않거나, 지하에 기둥을 심을 때 수직을 정확히 맞추기 어렵다는 단점이 존재했다. 특히 역타공법에서는 먼저 시공하는 기둥의 정밀도가 건물 전체의 안전성과 직결되기 때문에 이러한 시공 리스크를 줄이는 것이 업계의 과제였다.