고공 슬라브 콘크리트 타설

고공 (高空) 슬라브 콘크리트 타설

1.콘크리트 중량에 따른 동바리 설치

①동바리의 기초는 구조물에 유해한 영향을 미치게 하는 지반침하가 생기지 않도록 하여야 한다. 지반침하를 방지하는 방법으로는 보링성과에 의한 지층구성을 파악한 뒤 지반이나 말뚝에 직접 재하해서 지지력이나 지반반력계수등을 구하는 시험으로 평판재하시험, 공내재하시험, 말뚝의 연직 또는 수평재하시험등의 결과로서 지층의 구성등과 대조 지지력을 결정 할 수 있다.

②동바리에 작용하는 하중을 확실하게 기초에 전달하는 구조가 아니면 안된다.

특히 고공슬라브 콘크리트 타설시 연직 방향의 하중에 대해서는 지주가 충분한 강도를 가지며 좌굴에 대하여 안정해야 한다.

③동바리의 설계에 있어서는 연직하중으로 거푸집, 동바리, 콘크리트, 철근 작업원, 시공기계기구, 가설장비 등의 무게 및 충격, 프리스트레스힘에 의한 영향등을 충분히 고려하여야 하며 수평방향 하중으로는 시공중의 충격, 진동, 경사의 영향, 프리스트레스의 영향 이외에 필요에 따라서 풍압, 유수압등을 고려하지 않으면 안된다.

④거푸집이나 동바리는 여러번 반복해서 사용하기 때문에 손상, 변형, 부식등을 받기 쉽고 또 큰 하중을 받으므로 사용에 있어서는 소요의 강성 및 내구성을 가지는 것을 선정해야 한다.

2.가설물의 구조계산

(1)하중계산

①연직방향으로 작용하는 하중

가)고정하중 : 고정하중은 가설구조물 자체의 중량(자중)으로 도표나 비중등에 의해 산정함.

나)적재하중 : 적재하중은 콘크리트, 철근, 거푸집등의 자재중량, 타설장비 등의 충량으로 산정함.

다)충격하중 : 콘크리트 타설시나 중기작업시 등에 생기는 힘인데 통상적재하중의 10%~50%치를 사용한다.

라)적설하중 : 적설의 단위중량에 그 지방의 수직 최심 적설량을 곱한 것으로 시공시기나 지역에 따라 고려함.

* 적설의 단위중량(적설량 1cm에 대하여)

일반지역 : 2kg/m², 다설지역 : 3kg/m³

②수평방향에 작용하는 하중

가) 풍하중 : 풍하중 P는 손도압력(q)에 풍력계수(c)를 곱하여 구하는데 다음식에 따라 산정한다.
 

P = cㆍqㆍA	┌ │ │ │ │ └	P : 풍하중 (kg)  c : 풍력계수 q : 속도압 (kg/m2) A : 수압면적 (m2)
		속도압 q는 가설구조물에서는 일반적으로 다음식에 따라 계산.   q = 1 ㆍV2ㆍ4√h 30
	┌ │ └	v : 풍속 (m/sec) h : 수압면의 지반으로부터의 높이 (m)

나)충격하중 : 충격하중은 콘크리트 타설시나 중기, 차량등의 발진, 제동시에 생기는 힘으로 통상 적재하중의 10~30%치를 사용한다.

다)지진하중 : 지진하중은 가설구조물의 설치기간이나 중요도에 따라 다르지만 가설 구조물의 계산에서는 보통 고려하지 않는다.

(2) 응력과 허용응력도

①가설구조물의 각 부재는 인장력, 압출력 휨모멘트, 전단력 등의 응력이 단독 또는 조합된 상태로 생긴다. 이에 대해 부재가 안전한가 어떤가는 부재의 단면 크기나 형태에 따라 달라지므로 그 체크의 기준으로서 단위면적에 생기는 응력, 즉 응력도를 생각할 수 있다. 그래서 응력이 생긴 부재는 그 응력도가 어느값을 초과하면 파괴해 버리거나 보통 그 이전에 부재가 큰 변형이 생겨서 위험한 상태가 되므로 안전한 체크를 위해 종국적인 강도보다 작은 허용 응력도를 설정 할 필요가 있다.

허용응력도는 안전성을 확보하기 위하여 정해진 한계 응력도로 사용재료의 종류에 따라 다르다.

허용응력도로서 장기, 중기, 단기응력도중 어떤 허용응력도를 채용할 것인가는 가설구조물의 시공조건, 설치기간, 중요도 사용재료 등에 따라 결정되는데 일반적으로 가설구조물의 강도체크는 그 사용기간이 비교적 단시일이며 경제성이 요구되는 데서 단기허용 응력도를 채용하는 경우가 많다.

②동바리용으로 특별히 만들어진 조립된 보, 조립지주등을 사용할 경우에는 조립재 전체로서의 강도에 대하여 감독관의 지시에 따라 안전하중을 정하는 것이 좋다.

가)동바리용 재료의 허용응력

- 강재의 허용휨응력 및 허용압축응력의 값은 해당 강재의 항복강도의 값 (항복강도의 값이 명백하지 않은 경우에는 인장강도의 값이 1/2의 값)의 2/3의 값 이하로 할 것

- 강재의 허용전단 응력의 값은 해당강재의 허용인장응력의 값의 4/5의 값 이하로 할 것.

- 강재의 허용좌굴응력의 값은 다음식으로 산출된 값이하로 할 것.
 

l/r	<	100 인 경우 : σk = σc- (σc- 1000)(l/100r)2
	=

l/r > 100 인 경우 : σk = 1000 (l/100r)²

l : 지주의 길이 (지주가 수평으로 구속되어 있을 때는 구속점 사이의 길이 중에서 최대의 길이) (cm)

r : 지주의 최소회전 반지름 (cm)

σc : 허용압축응력 (kg/㎠)

σk : 허용좌굴응력 (kg/㎠)

- 목재의 섬유방향의 허용휨응력, 허용압축 응력 및 허용전단응력의 값은 다음 표 값 이하로 하면 된다.

<표> 거푸집 및 동바리용 재료의 허용응력의 표준
 

 

- 목재의 섬유방향의 허용좌굴응력의 값은 다음 식으로 산출된 값 이하로 할 것.
 

lk/r	<	100 인 경우 : σk = σc(1 - 0.007lk/r)
	=

 

lk/r > 100 인 경우 : σk =	0.3σc
	(lk/100r)2

l_k : 지주의 길이 (지주가 수평으로 구속되었을 때는 구속점사이의 길이 중에서 최대의 길이) (cm)

r : 지주의 최소회전반지름 (cm)

σc : 허용압축응력 (kg/㎠)

σk : 허용압축응력 (kg/㎠)

③접합부의 계산

동바리의 접합에는 볼트, 용접, 못, 철물 등에 의한 접합방법이 일반적으로 사용되고 있는데 접합부는 휨모멘트나 전단력, 축방향력등의 응력을 안전하고 원할하게 전달할 수 있는 것이야 한다. 접합부는 응력집중이 생기기 쉬으므로 다음과 같은 점에 유의하여 계산한다.

가)접합부는 되도록 단순하고 신뢰성이 있는 접합 방법(볼트접합 등)으로 한다.

나)접합부는 응력이 작은 개소에 설치한다.

다)접합부는 높은 안전율을 갖도록 한다.

3.콘크리트 타설 시공방법

(1)콘크리트 타설 계획

①운반 및 타설계획

가)슬라브 콘크리트를 타설할 경우에는 콘크리트 운반방법, 운반경로, 타설방법, 타설순서, 1회 타설량, 시공이음의 위치등의 계획을 미리 세워 둔다.

나)콘크리트의 재료분리, 반죽질기, 워커 빌리티 등 성상변화가 적게 되도록 신속하고 경제적으로 운반거리가 단축되도록 계획하여 즉시 타설하고 충분히 다져야 한다.

다)타설 구획은 콘크리트의 공급능력, 콘크리트의 타설공정, 슬라브의 형상, 타설능력, 거푸집, 시공이음등을 충분히 검토하여 하루의 치기량으로부터 결정 한다.

라) 타설순서는 넓은 장소에서는 공급원으로부터 먼쪽에서 시작하여 가까운 쪽으로 타설을 끝내는 것이 먼저 타설한 콘크리트를 해치는 일이 없고 운반로의 철거가 쉽다.

②콘크리트 운반차

가)레스믹스트 콘크리트 전용 운반 자동차가 내리는 작업이 쉽도록 진입로가 충분히 확보되어야 한다.

나)된반죽 콘크리트를 짧은 구간 운반시에는 덤프 트럭이나 호퍼를 트럭에 실어서 운반해도 좋으나 내리기 작업은 쉬워야 한다.

③콘크리트 타설 버킷

가)버킷구조가 콘크리트를 투입하거나 배출할 때에 재료 분리를 일으키지 않도록 개폐가 쉽고, 닫았을 때 모르터가 새 나가지 않는 것이라야 한다.

나)배출구는 버킷의 중앙에 위치하는 것이 좋고 운반방법으로서의 연직, 수평등 어느 방향으로도 운반할 수 있어 가장 적합한 것으로 인정되고 있다.

④콘크리트 타설기종

가)타설기종 선정시 콘크리트의 품질, 치기장소, 1회 치기량에 따라 적정 기종을 선정한다.

나)콘크리트는 슬럼프 8~15cm, 굵은 골재 최대치수 50m/m이하 이어야 수송관이 막히지 않는다.

다)콘크리트를 압송할 수 있는 거리는 붐대가 정착된 자주식 펌프카 (80m³ /HR)는 최대 수평거리가 200m이고 피견인식 콘크리트 펌프 (80m²/HR, 2연 압송식)는 400m까지 압송할 수 있고 90°굴곡 1개소는 수평거리 12m에 해당되고 수직 1m는 수평거리 8m에 해당된다.

라)수송관의 배치에 있어서는 철근, 거푸집 및 동바리에 유해한 진동이나 변형을 주지 않도록 설치하여야 한다.

⑤콘크리트 슈트

가)연직슈트 사용을 원칙적으로 하며 연직 슈트는 깔대기 등을 이어대어 만들어 재료 분리가 적은 것이라야 한다.

나)경사슈트 사용은 재료분리를 일으키기 쉬운 것이므로 될 수 있으면 사용을 하지 않는 것이 좋다. 부득이 사용할 경우에는 슈트의 경사가 재료분리를 일으키지 않도록 수평2에 대하여 연직1의 정도가 적당하다.

다)슈트의 하단과 콘크리트 치는 면과의 거리는 1.5m이하로 한다.

라)슈트는 사용전후에 충분히 물로 씻어야 한다.

또 사용된 물이 쳐 넣은 콘크리트나 거푸집속에 흘러들어가지 않도록 주의해야 한다.

⑥콘크리트 타설준비

가)콘크리트 타설전에 철근, 거푸집, 배수관, 이음쇠, 난간지주 등 기타가 설계대로 배치되었는가를 확인하고 콘크리트 타설작업이나 타설중의 콘크리트 압력등에 의해서 철근이나 거푸집이 이완될 염려가 있는지 점검한다.

나)콘크리트 타설을 시작하기 전에 운반 및 타설 설비등이 정해진 타설계획대로 인원, 장비 등이 충분히 일치하는지 확인해야 한다.

다)콘크리트를 타설하기 전에 운반장치, 타설설비 및 거푸집안을 압력수로 청소하여 콘크리트중에 오물이 혼입되는 것을 방지해야 한다.

콘크리트가 닿았을 때 수분을 흡수할 염려가 있는 부분에는 미리 습윤상태로 해 두어야 하며 이때 물이 고여서는 안된다.

⑦콘크리트 타설

가)콘크리트는 타설계획에 따라 타설하여야 하며 슬라브 콘크리트 타설시는 처짐이 큰 지간 중앙에서 시작된다.

나)콘크리트 타설작업시 철근의 배치가 흐트러지지 않도록 주의하고 특히 슬라브 상하 철근 간격이 좁혀지지 않도록 한다.

다)분리된 굵은 골재는 모르터분이 많은 콘크리트속에 파묻어야 한다. 또 타설 중에 심한 재료분리가 일어났을 경우에는 거듭 비비기를 해서 균등질의 콘크리트로 만들어 쳐 넣는 동시에 재료분리를 방지할 방법을 강구하여야 한다.

라)한 구획내의 콘크리트는 타설이 완료될 때까지 연속해서 쳐 넣어야 한다.

마)콘크리트는 그 표면이 한 구획내에서는 거의 수평이 되도록 타설하는 것을 원칙으로 한다.

바)콘크리트 타설중 표면에 떠올라 고인물이 있을 경우에는 적당한 방법으로 이것을 제거한 후가 아니면 그 위에 콘크리트를 쳐서는 안되며 떠오른 물을 제거하기 위하여 콘크리트 표면에 도랑을 만들어 흐르게해서는 안된다.

사)暑中 콘크리트를 시공하는 경우에는 타설할 때의 콘크리트 온도는 원칙적으로 30℃이하로 한다.

아)한중 콘크리트를 시공하는 경우에는 타설할 때의 콘크리트 온도는 원칙적으로 10℃이상으로 한다.

⑧콘크리트 다지기

가)콘크리트 다지기는 내부봉형 진동기 사용을 원칙으로 한다.

나)콘크리트는 타설직후 충분히 다져서 콘크리트가 철근의 주위와 거푸집의 구석구석까지 돌도록 하여야 한다. 특히 철근이 촘촘히 배근된 곳 등 콘크리트가 잘 돌기 어려운 곳에서는 콘크리트 중의 모르터만 골라서 쳐 넣으면 좋은 결과를 얻을 수 있다.

다)진동기를 사용해서 거푸집내의 콘크리트를 횡방향으로 이동시키면 모르터만 멀리 흐르고 굵은 골재가 가까이에 남아 재료 분리가 크게 일어나므로 이동을 시켜서는 안된다.

라)내부진동기는 되도록 연직으로 대략 60cm 간격으로 찔러 넣으면 균등한 성형성을 가지면서 진동이 유효하게 이루어진다.

마)진동다지기는 충분히 해야 한다. 이때 충분하다는 증거는 콘크리트의 측면 거푸집판과의 접촉면에 시멘트풀이 선하게 나타나며 또 콘크리트의 용적이 감소되어 가는 것을 알아볼 수 없게 되고 모르터 또는 물빛이 표면에 나타나서 콘크리트 전체가 균일하게 융합된 것 같이 보이는 것이 나타난다.

바)내부진동기 1대로써 소형의 것은 4 ~ 8m²/hr, 2명이 다루는 대형은 30m²/hr이다.

사)진동다짐에 있어서는 진동기를 아래층의 콘크리트중에 10cm정도 찔러 넣어야 한다. 또 진동기는 콘크리트로부터 천천히 빼내어 구멍이 남지 않도록 해야한다.

아)콘크리트 타설현장에는 예비진동기를 갖추어 놓고 적당한 시간에 교체하고 또 정비하여 사용해야 한다.

⑨콘크리트 덧치기

가)슬라브와 보, 또는 내밈부분을 가진 콘크리트등에서는 단면이 다른 각각의 부분에서 콘크리트 침하의 정도에 차이가 있어 한번에 콘크리트를 치면 단면이 변화하는 경계면에 균열이 발생되는 경우가 많으므로 단면이 변화되는 곳에서 일단 타설을 중지하고 2기간이상 기다려 보아 콘크리트가 수축 또는 침하되면 슬라브 또는 내밈부분등의 윗층 콘크리트를 타설하도록 한다.

나)콘크리트를 덧치는 경우에 신구콘크리트의 이음부에서의 온도차가 커지면 온도균열이 생길 염려가 있다. 따라서 신구콘크리트의 온도차가 작아지도록 시공을 하지 않으면 안된다.

또 시공이음 부근에는 스트럽이나 배력철근등의 강재를 다른 부분보다 밀접하게 배치하는 것이 좋다.

⑩콘크리트 표면 마무리

가)다짐을 충분히 한 후 표면을 횡당 구배에 맞추어 놓고 광목 또는 마무리대, 굵은 밧줄을 이용하여 표면을 방수 또는 포장이 용이하도록 요철이 없게 마무리 한다.

나)이때 생긴 물은 스폰지등을 이용하여 제거하며 콘크리트 표면에 고랑을 만들어 시멘트풀이 씻겨가서는 안된다.

⑪콘크리트의 양생

가)콘크리트를 타설한 후 저온, 건조,급격한 온도 변화등에 의해 해로운 영향을 받는 일이 없도록 충분히 양생하여야 한다.

나)콘크리트는 경화중에 진동, 충격 및 하중이 가해지지 않도록 보호해야 한다.

다)양생방법은 습윤양생을 원칙으로 하고 노출면은 가마니, 마포, 모래 등을 적셔서 덮든가 또는 살수하되 콘크리트 타설후 보통 시멘트는 5일간, 조강시멘트는 3일간을 항상 습윤상태로 보호해야 한다.

라)막양생(Curign Compound)은 양생매트 사용이 곤란한 경우에 사용하는 것으로 콘크리트 표면의 물빛이 없어진 후 종횡양방향으로 2회 이상 나누어서 얼룩이지지 않도록 골고루 분무기로 뿌려야 한다.

이때 분무기에 지지대를 부착하면 교량중앙까지 살포가 가능하다.

⑫거푸집 떼어내는 시기

가)거푸집 또는 동바리는 콘크리트가 자중 또는 시공중에 가해지는 하중에 충분히 견딜만한 압축강도가 140kg/cm²이상이므로 떼어내는 시기는 동일조건의 공시체를 제작하여 시험한 후 결정한다.

4.시공전 점검사항

(1)교량 슬라브 거부집 점검

①거푸집 각 부재의 치수는 정확한가?

②중심선 및 수준측량(Chamber포함)은 실시하였으며 그 결과는?

③거푸집 이음부는 수평, 수직으로 되어 있으며 단층개소는 없는가?

④거푸집속의 불순물은 완전히 제거하고 박리제는 잘 발랐는가?

⑤콘크리트 타설 계획고는 표시되어 있는가?

⑥시공 이음부에는 몰탈이 새지 않도록 막았는가?

⑦거푸집의 결속 및 지지상태는 완벽한가?

⑧거푸집의 블록 아우트(Block Out)는 위치에 맞게 제작되어졌는가?

(2)교량슬라브 철근 점검

①철근가공의 형상과 크기는 도면과 일치하는가?

②철근의 배근간격은 정확하고 주철근의 방향이 구조물 중심선의 직각으로 조립되어 있는가?

③철근의 배근순서는 바른가?

④결속선은 잘 매어져 있는가?

⑤철근 피복을 위한 철근과 거푸집 간격 유지 스페이셔 부록은 설치하였으며 타설시 진동으로 변형 될 우려는 없는가?

⑥철근 부착력을 저해하는 이물질은 완전 제거하였는가?

⑦외측 철근 및 내측 철근의 간격은 도면과 일치하는가?

⑧철근 겹이음 길이는 충분하고 결속선은 2개소 이상 잘 매어져 있는가?

⑨블록 아우트(Block Out)되어야 할 부위는 철근이 절단되어 있는가?

(3)교량 슬라브 쉬이스관 설치 점검

①지지철근의 용접은 정확한가?

②쉬이스관 위치는 정확한가?(평면 및 높이)

③쉬이스관의 이음부는 충분히 밀봉되었는가?

④쉬이스관의 교차되는 부분에는 지지되지 않은 곳은 없는가?

⑤쉬이스관 설치중 손상된 부분은 없는가?

⑥배기구 및 배수구의 설치는 되어 있는가?

⑦쉬이스관의 과소한 곡율이 발생하지 않았는가?

⑧정착구와 쉬이스관의 연결부는 접합이 잘 되어 있는가?

(4)교량 슬라브 정착구 설치 점검

①블록 아우트(Block Out) 거푸집 제작은 정확한가?

②정착장치의 지압면은 긴장재와 직각이 되도록 설치되어 있는가?

③정착장치와 쉬이스관의 연결부에 직선거리는 유지되었는가?

④정착장치에 몰탈이 흘러 들어가지 않도록 봉하여 졌는가?

⑤정착장치의 보강철근은 정확히 배근되어 있는가?

(5) 교량 슬라브 강선설치 점검

①강선이 녹슬지 않았는가?

②강선에 이물질이 부착되지 않았는가?

③취급 및 설치중에 강선에 물리적 손상은 없었는가?

④정착구 뒤 잭킹을 위한 여유장은 확보되어 있는가?

⑤강선설치 작업표 기록과 강선샘플(Sample)은 유지되었는가?

⑥강선의 단면적 및 탄성계수에는 이상이 없는가?