[우리회사 최고시공물] ⑦롯데건설 ‘롯데월드타워’, ‘123층’ 머리부터 발끝까지 첨단기술 집약

초저발열·초고강도 콘트리트 배합… 위성측량·리히터 규모 7 내진설계 등

롯데월드타워는 세계 최고층 빌딩 대열에 합류한 첨단기술의 집약체다. 123층, 555m의 머리부터 발끝까지 세계적 기업들의 기술과 장비 등 다양한 초고층 기술이 녹아들어 있다고 해도 과언이 아니다.

◇초저발열 콘크리트 배합 및 기초 콘크리트 타설기술 - 롯데월드타워는 단단한 기초를 위해 화강석 암반 위에 4200여 톤의 철근과 8만 톤의 고강도 콘크리트를 투입한 대규모 기초 콘크리트(MAT) 공사를 시행했다. 이는 현존하는 세계 최고층 건물인 두바이의 부르즈 칼리파의 2.5배, 축구장 크기의 80%에 달하는 규모다. 이 같은 대규모 MAT 공사를 위해 롯데건설은 32시간 연속으로 한 번에 타설할 수 있도록 발열이 적게 일어나는 초저발열 콘크리트를 사용했다. 화재 등 고온에서 콘크리트가 파열되는 폭열현상을 막기 위해 고내화·고강도 콘크리트를 개발해 사용했다.

◇고강도 콘크리트 배합 기술과 초고층 압송기술 - 롯데건설은 국내 최초로 최대 규모의 초고강도 콘크리트를 지상에서 사용할 수 있도록 최적의 배합을 시도한 뒤 현장에 적용했지만 무엇보다 높은 점성의 반죽질기를 가진 고강도 콘크리트를 520m 상공까지 쏘아올리는 압송기술이 필요했다. 롯데건설은 콘크리트를 타설할 때 압송관 안에서 콘크리트가 굳는 등 폐색 현상의 문제를 극복하고자 유동성을 증대시키는 섬유를 개발해 이를 해결했다.

▲롯데건설은 롯데월드타워의 오차를 보정하는 위성측량시스템(GNSS)을 가동하기 위해 최상층에 위성측량 수신기를, 지상에는 기준국을 설치해 최소 4대 이상의 인공위성에서 측정정보를 받았다. 사진=롯데건설

◇초정밀 측량 및 수직도관리기술 - 초고층 건물은 지표면에서 1도만 어긋나도 500m 높이에서 무려 8.72m의 차이가 발생한다. 그만큼 초정밀 측량기술이 필요하다는 의미다. 이에 롯데건설은 최상층에 위성측량 수신기를, 지상에는 기준국을 설치해 최소 4대 이상의 인공위성으로부터 측정정보를 받아 오차를 보정하는 위성측량시스템(GNSS)을 가동했다.

▲롯데월드타워는 아웃리거(좌, 메가기둥과 코어기둥의 연결, 39~44층)와 벨트트러스(우, 철골기둥끼리 연결, 104~107층)등 두 구조물이 같이 적용된 구간(중앙, 72~76층, 아웃리거 및 벨트트러스)으로 횡적 저항을 높였다. 사진=롯데건설

◇내진설계를 위한 아웃리거와 벨트트러스 - 초고층빌딩은 무엇보다 내풍 및 내진기술이 중요하다. 지상 10m 높이에서 부는 ‘30m/s’바람은 롯데월드타워의 최고층인 555m 높이에서 평균 ‘55m/s’ 이상의 강풍이 된다. 롯데월드타워는 최대 순간 풍속 ‘80m/s’의 바람을 견딜 수 있도록 설계됐고, ‘리히터 규모 7’ 수준의 지진에도 견딜 수 있는 내진설계가 적용됐다. 이 같은 내진설계는 횡력저항을 잡아주는 첨단구조물인 아웃리거와 벨트트러스로 가능했다. 아웃리거와 벨트트러스는 건축물의 수직부분을 한 번 묶어 외력에 저항하는 강도를 높이는 일종의 허리띠다.

◇세계 최초 초고층 첨탑부에 다이아그리드 시공 - 다이아그리드란 대각선(Diagonal)과 격자(Grid)의 합성어로 두께 6㎝의 철판을 둥글게 말아 만든 대형 강관을 ‘ㅅ’자로 반복 사용한 구조다. 댓살을 교차시키며 엮은 죽부인과 비슷한 원리다. 입체구조의 미적 효과를 극대화하고 기둥 없이 건물 하중을 견딜 수 있다는 장점이 있다. 마름모꼴의 구조가 당기는 힘과 누르는 힘을 번갈아 가며 저항해 진도 9의 지진과 순간 최대풍속 80m/s 강풍에도 견딜 수 있다는 게 회사 측의 설명이다. 건물 외벽인 커튼월에 다이아몬드 무늬가 생겨 아름다운 외관을 자아내는 효과도 있다. 이 다이아그리드 구조가 적용된 구간은 107~114층 구간의 프라이빗 오피스 구간부터 117~123층 전망대 구간까지 총 120m. 국내 초고층 건물에 처음으로 적용된 것은 물론 다이아그리드 구조가 적용된 건축물 중 세계 최고 높이 기록을 갖게 됐다. 이전까지는 중국 광저우의 국제금융센터(438.6m)가 최고의 높이를 자랑했다.