거푸집 존치기간(A)

 

목 차

1. 서론

 

2. 콘크리트 거푸집의 해체 시기

 2.1 공시체 시험에 의한 존치 결정

 2.2 존치기간으로 해체를 결정할 경우(공시체 시험이 불가할 경우)

 

3. 결론

 

첨부

1. 콘크리트 표준 시방서(1999년 개정판)

2. 건축공사 표준 시방서(1999년 개정판)

3. 주택공사 표준 시방서(1999년 개정판)

4. ACI 347R 전문

5. BS8010 전문

 

1. 서론

 콘크리트 거푸집의 작업은 설치 및 해체에 있어서 공기 및 품질에 지대한 영향을 주고 있다.  특히 해체 문제는 거푸집 전용과 맞물려 있기 때문에 경제성에도 또한 민감하게 영향을 끼친다.

 

2. 콘크리트 거푸집의 해체 시기

2.1 공시체 시험에 의한 존치 결정

존치기간 판정을 위해 별도로 공시체를 만들어 콘크리트 압축강도 확인후에 거푸집을 해체하게 한다. 이때, 공시체는 표준 양생이 아닌 현장조건에 가까운 형태로 양생(현장 기건양생(습윤양생))한 것으로 한다. 이러한 경우에는 다음 [표2.1,2.2]에 규정에 따라서 해체하는 것이 일반적이다.

 

[표2.1] 콘크리트의 압축강도를 시험할 경우(콘크리트 표준 시방서,1999개정판)

 

부   재	콘크리트 압축강도 (fcu)
확대기초, 보옆, 기둥, 벽 등의 측면	50 kgf/cm2 이상
슬래브 및 보의 밑면, 아치 내면	설계기준강도×2/3 ( ≥2/3 ) 다만, 140 kgf/cm2 이상

 

[표2.2] 콘크리트의 압축강도를 시험할 경우(건축공사 표준 시방서,1999개정판)

 

부   재	콘크리트 압축강도 (fcu)
확대기초, 보옆, 기둥, 벽 등의 측면	50 kgf/cm2 이상
슬래브 및 보의 밑면, 아치 내면	① 기본적으로 설계강도의 100%발현 ② 먼저 해체할 경우, 적절한 계산후 부재에 가해지는 강도보다 압축강도가 상회시, 단 120 kgf/cm2 이상

 

 

2.2 존치기간으로 해체를 결정할 경우(공시체 시험이 불가할 경우)

 2.1 수직재

 2.1.1 시방서와 콘크리트 재령일수[1]⁾에 의한 기준 

 콘크리트 및 건축공사 시방서에 의하면 압축강도가 50 kgf/cm² 이상일때 해체해도 된다는 기준과 존치일수에 관한 사항이 다음 [표2.3]에 나타나 있다.

 

[표2.3] 압축강도를 시험하지 않을 경우(건축공사, 콘크리트공사 표준 시방서)

평균기온 10℃이상 적용, 기초, 보옆, 기둥 및 벽에 적용

 

시멘트의 종류     평균기온	조강포틀랜드시멘트	보통포틀랜드시멘트 고로슬래그시멘트(특급) 포틀랜드포졸란시멘트(A종) 플라이애시시멘트(A종)	고로슬래그시멘트 포틀랜드포졸란 시멘트(B종) 플라이애시시멘트 (B종)
20℃이상	2일	4일	5일
20℃미만∼10℃이상	3일	6일	8일

 

그러나, 현실적으로 벽체거푸집은 1~2일 정도 이상 존치하지 않으므로 [표2.3]의 방법보다는 압축강도 발현에 의한 방법을 참조한다. 그러나 이것은 실험실에서 만든 실험식에 의한 식이기 때문에 현장여건과 상이한 점이 많다고 할 수 있다. 그러므로, 아래의 강도발현식에 의한 수치는 발현에 의한 강도의 참고 정도로 이해 하는 것이 바람직하다. 여기서, ACI(미국), CEB-FIP(유럽) 규준의 콘크리트 강도발현에 대한 이론적인 수치를 검토하면 다음과 같다.

 

 ① ACI 에서 추천하는 압축강도 발현식[2]⁾

콘크리트 재령에 따른 압축강도 추정식

( _c)_t = ( _c)₂₈  - [Equation 1]

( _c)_t = ( _c)_u  - [Equation 2] 

 

	: 시멘트 종류와 양생방법에 따라 결정되는 상수(0.05∼9.25)
	: 시멘트 종류와 양생방법에 따라 결정되는 상수(0.67∼0.98)
t	: 콘크리트 재령(Day)
( c)t	: 재령이 t일때의 콘크리트 압축강도
( c)28	: 콘크리트 28일 압축강도
( c)u	: 콘크리트 극한강도

 

■ 습윤양생(Moist curing)의 조건

  온도 23 ±1.7℃, 상대습도 95%미만 인 경우

■ 증기양생(Steam curing)의 조건

  100℃미만의 온도에서 대기압상태의 증기로 포화시킨다.

■ 상수 a,b는 시멘트의 종류와 양생방법의 영향을 받는다.

■ 상수 a,b는 골재(일반골재, 반골재, 경량골재)에 따른 영향은 크지 않은 것으로 나타난다.

■ 추정식에 있는 상수는 매스 콘크리트, 시멘트 Type Ⅱ, Type Ⅴ및 Pozzolan이 섞인 콘크리트에는 적용할 수 없다. 이와 같은 경우 콘크리트의 강도발현은 보통 콘크리트에 비해 매우 늦어서 소요강도에 도달 되는데 상당한 시간이 소요된다.

■ 시멘트 Type

  - 시멘트 Type Ⅰ : 보통 포틀랜트 시멘트(1종)

  - 시멘트 Type Ⅱ: 중용열 포틀랜트 시멘트(2종)

  - 시멘트 Type Ⅲ: 조강 포틀랜트 시멘트(3종)

  - 시멘트 Type Ⅳ: 저열 포틀랜트 시멘트(4종)

  - 시멘트 Type Ⅴ: 내황산염 포틀랜트 시멘트(5종)

  

[표 2.4] 콘크리트 재령에 따른 압축강도의 추정 및 상수 a,b값

 

Time Ratio	양생방법	시멘트Type	상수a,b	콘크리트 재령 계수	극한강도( c)u
일수	연수
3	7	14	21	28	56	91	1	10
( c)t ( c)28	습윤양생	Ⅰ	a=4.0 b=0.85	0.46	0.70	0.88	0.96	1.0	1.08	1.12	1.16	1.17	1.18
Ⅲ	a=2.3 b=0.92	0.59	0.80	0.92	0.97	1.0	1.04	1.06	1.04	1.06	1.09
증기양생	Ⅰ	a=1.0 b=0.95	0.78	0.91	0.98	1.0	1.0	1.03	1.04	1.05	1.05	1.05
Ⅲ	a=0.70 b=0.98	0.82	0.93	0.97	0.99	1.0	1.0	1.01	1.01	1.02	1.02
( c)t ( c)u	습윤양생	Ⅰ	a/b=4.71	0.39	0.60	0.75	0.82	0.86	0.92	0.95	0.99	1.0	1.0
Ⅲ	a/b=2.50	0.54	0.74	0.85	0.89	0.92	0.96	0.97	0.99	1.0	1.0
증기양생	Ⅰ	a/b=1.05	0.74	0.87	0.93	0.95	0.96	0.98	0.99	1.0	1.0	1.0
Ⅲ	a/b=0.71	0.81	0.91	0.95	0.97	0.97	0.99	0.99	1.0	1.0	1.0

 

 

첫번째 식을 이용한 보통포틀랜드 시멘트의 습윤양생 콘크리트 강도관계식

f’_cm(t)  =  f’_c28 ( t / (4 + 0.85 t ) )

② CEB-FIP Model Code (1990)[3]⁾

f’_c(t)  =  exp

여기서,   f’_c(t)    =  재령 t 에서의 압축강도

f’_c28    =  평균 28일 압축강도

s       =  시멘트 계수 ( 보통시멘트 = 0.25 )

t₁       =  1일

■ 콘크리트 공시체가 20℃에서 양생되었을 조건일 때

 

③ 각 규준별 재령에 따른 압축강도의 발현

[표 2.5]  ACI 규준(에 따른 강도별 재령에 따른 압축강도발현 (단위:kgf/cm²)

 

	1일	2일	3일	4일	5일	6일	7일	8일	9일	10일
210	43	74	96	114	127	138	148	156	162	168
240	49	84	110	130	145	158	169	178	185	192
270	56	95	124	146	164	178	190	200	209	216
300	62	105	137	162	182	198	211	222	232	240
350	72	123	160	189	212	231	246	259	270	280

 

(Equation 1, 시멘트 Type Ⅰ, 습윤양생 조건)

[표 2.6] CEB-FIP 규준에 따른 강도별 재령에 따른 압축강도발현 (단위:kgf/cm²)

 

	1일	2일	3일	4일	5일	6일	7일	8일	9일	10일
210	72	106	126	139	149	157	164	169	173	177
240	82	121	144	159	171	180	187	193	198	203
270	92	136	162	179	192	202	210	217	223	228
300	103	151	179	199	213	224	234	241	248	254
350	120	176	209	232	249	262	273	282	289	296

 

 

[표 2.7] 각 규준에 따른 강도별 재령에 따른 압축강도발현 평균치 (단위:kgf/cm²)

 

	1일	2일	3일	4일	5일	6일	7일	8일	9일	10일
210	58	90	111	126	138	148	156	162	168	173
240	66	103	127	144	158	169	178	185	192	197
270	74	115	143	162	178	190	200	209	216	222
300	82	128	158	180	198	211	222	232	240	247
350	96	150	185	211	230	246	259	270	280	288

 

■ 이러한 두가지 규준에 따른 이론식으로 콘크리트 1일 강도의 평균 발현치 (58∼96 kgf/cm²)가 시방서 요구사항 사항인 50 kgf/cm²가 이론적으로 상회하므로 해체할 수 있는 조건이 된다.(실험식에 의한 강도 발현식에 의한 추정임.)

 

2.1.2 국내 실험에 의한 존치기간 판정[4]⁾

 ① 실험 조건
   배합사항 : 물시멘트 비 →40%,50%, 목표 슬럼프 →18±2.5cm

목표공기량 →4.5±1.5%, 실내온도 →20℃

  

2.1.3 ACI및 BS규준에 의한 존치기간

① ACI 347R Guide to Formwork for Concrete( 3.7 Removal of forms and supports)

 

[표2.8] ACI 수직재 존치기준   10℃(50℉)이상의 외기 기온일 때
부위	재령	비고
Wall	12hrs
Columns	12hrs
Sides of beams and girders	12hrs

 

 

■ 벽체나 기둥에 있는 거푸집이 슬래브나 보의 아랫면을 지지하고 있으면 수평재의 존치기간을 따른다.

② BS 8010에 따른 규정

[표 2. 9] BS 수직재 존치기준

(보통, 혹은 내황산염 포틀랜드 시멘트)

 

부위	콘크리트 표면온도	비고
16℃이상	7℃이상	t=온도 (0∼25℃)
수직재(벽, 기둥, 보옆)	12hr	18hr		※콘크리트 압축강도가 102 kgf/㎠ (10N/㎟)이상이거나 허용휨발생시 최대응력의 2배이상의 콘크리트 강도 중 큰값이상 일 때 해체가능

 

※ 만약 콘크리트 표면온도를 구하지 못하는 상황일 경우 주변대기 온도를 이용 할 수도 있다.

 

2.2 수평재

수평재의 경우 국내의 콘크리트 표준 시방서와 , 건축공사 표준 시방서에서는 거푸집 존치기간으로 규정하고 있지 않으므로 ACI Code나 영국의 BS Code를 준용하여 사용하는 것도 유용하다.

 

2.2.1 ACI및 BS규준에 의한 존치기간

 

① ACI 347R Guide to Formwork for Concrete( 3.7 Removal of forms and supports)

[표 2. 12] ACI 수평재 존치기준

 

부위	최소 존치기간	비고
Pan Joist거푸집	폭76cm이하	3일	※설계강도의 70%이하시 해체불가 ※( )는 거푸집만 분리해체 가능한 경우의 거푸집 존치기간
폭76cm초과	4일
보 밑	하중조건	설계 적재하중이 고정하중보다 적을 경우	설계 적재하중이 고정하중보다 클 경우Ø
Clear Span이 3m이하	7일(3.5일)	4일
Clear Span이 3m초과 6m이하	14일(7일)	7일
Clear Span이 6m초과	21일(10.5일)	14일
아치중앙부	14일	7일
슬래브 밑	One-way 슬래브	Clear Span이 3m이하	4일(3일)	3일
Clear Span이 3m초과 6m이하	7일(3.5일)	4일
Clear Span이 6m초과	10일(5일)	7일
Two-way 슬래브	전문참조

 

 

② BS 8010에 따른 규정

[표 2. 13] BS 수평재 존치기준

 

부위	콘크리트 표면온도	비고
16℃이상	7℃이상	t=온도 (0∼25℃)
보밑	거푸집	10일	15일		※콘크리트 압축 강도가 102 kgf/㎠ (10N/㎟) 이상이거나 허용휨발생시 최대응력의 2배이상의 콘크리트 강도 중 큰값이상 일 때 해체가능
동바리	14일	21일
슬래브 밑	거푸집	4일	6일
동바리	10일	15일

(보통, 혹은 내황산염 포틀랜드 시멘트)

 

 

※ 만약 콘크리트 표면온도를 구하지 못하는 상황일 경우 주변대기 온도를 이용 할 수도 있다.

3. 결론

 3.1 공시체 시험을 할 경우

공시체를 표중양생이 아닌 현장과 유사 조건 양생(현장 기건양생)으로 하여 공시체 시험을 한다. 이러한 압축강도 값으로부터 거푸집의 탈형시기를 조절한다.

3.2 공시체 시험을 할 수 없을 경우

 ① 수직재

 재령에 따른 압축강도의 발현 값(1일 강도 : 현 시방서의 조건과는 배치됨.)으로 탈형 하거나 ACI, BS규정을 준용한다. 그러나 12시간의 존치기간은 10℃이상의 적산온도의 합산 이므로, 여름을 제외한 다른 시기는 1일 내지 2일 정도의 존치기간이 필요하다.

 ② 수평재

 재령에 따른 압축강도의 값과 ACI, BS규정을 준용한다.

첨    부

 

1. 콘크리트 표준 시방서(1999년 개정판)

2. 건축공사 표준 시방서(1999년 개정판)

3. 주택공사 표준 시방서(1999년 개정판)

4. ACI 347R 전문

5. BS8010 전문

 

참고 자료 1. 콘크리트 표준 시방서(1999년도)

3.6 거푸집 및 동바리(받침기둥) 떼어내기

3.6.1 거푸집 및 동바리 떼어내기

(1) 거푸집 및 동바리는 콘크리트가 자중 및 시공중에 가해지는 하중에 충분히 견딜만한 강도를 가질 때까지 떠어내서는 안된다. 그러나 고정보, 라멘, 아치 등에서는 콘크리트의 크리프의 영향을 이용하면 구조물에 균열이 발생하는 것을 적게 할 수 있으므로 구조물의 콘크리트가 자중 및 시공하중을 지탱하기에 충분한 강도에 도달했을 때 될 수 있는 한 빨리 거푸집 및 동바리를 제거하도록 한다.

(2) 거푸집 및 동바리의 떼어내기 시기 및 순서는 시멘트의 성질, 콘크리트의 배합, 구조물의 종류와 중요도, 부재의 종류 및 크기, 부재가 받는 하중 콘크리트 내부의 온도와 표면온도의 차이 등의 요인에 따라 다르므로 거푸집 및 동바리의 해체 시기는 이들을 고려하여 정하되 사전에 책임감리원의 승인을 받아야 한다.

(3) 일반적으로 콘크리트를 지탱하지 않는 부위, 즉 보옆, 기둥 벽등의 측벽의 경우 10℃ 이상의 온도에서 24시간 이상 양생한 후에 콘크리트 압축강도가 50kgf/㎠이상 도달한 경우 거푸집널을 해체할 수 있다. (표 5.1 참조). 다만, 거푸집널 존치기간중의 평균 기온이 10℃ 이상인 경우는 콘크리트 재령이 표 5.2 에 주어진 재령이상 경과하면 압축강도시험을 하지 않고도 해체할 수 있다.

(4) 슬래브 및 보의 밑면, 아치 내면의 거푸집널 존치기간은 콘크리트의 압축강도(f_cu) 시험에 의하여 설계기준강도(f_ck)의 2/3 이상 값에 도달한 것이 확인되면 해체가 가능하다.(표 5.1참조), 다만 140 kgf/㎠ 이상이어야 한다.

(5) 보, 슬래브(slab) 및 아치(arch) 밑의 거푸집널은 원칙적으로 동바리를 해체한 후에 떼어낸다. 그러나 충분한 양의 동바리를 현상태대로 유지하도록 설계 시공된 경우 콘크리트를 10℃ 이상 온도에서 4일 이상 양생한 후 사전에 책임감리원의 승인을 받아 떼어낼 수 있다.

(6) 동바리 해체 후 해당 부재에 가해지는 하중이 구조계산서에서 제시한 그 부재의 설계하중을 상회하는 경우에는 전술한 존치기간에 관계없이 구조계산에 의하여 충분히 안전한 것을 확인한 후에 해체한다.

표 5.1 콘크리트의 압축강도를 시험할 경우

 

부재	콘크리트 압축강도(fcu)
확대기초, 보옆, 기둥, 벽 등의 측벽	50 kgf/㎠ 이상
슬래브 및 보의 밑면, 아치 내면	설계기준강도×2/3 (fcu≥2/3fck) 다만, 140 kgf/㎠ 이상

 

 

표 5.2 콘크리트의 압축강도를 시험하지 않을 경우

- 기초, 보옆, 기둥 및 벽의 측벽

 

시멘트의 종류     평균기온	조강포틀랜드시멘트	보통포틀랜드시멘트 고로슬래그시멘트(특급) 포틀랜드포졸란시멘트(A종) 플라이애시시멘트(A종)	고로슬래그시멘트 포틀랜드포졸란 시멘트(B종) 플라이애시시멘트 (B종)
20℃이상	2일	4일	5일
20℃미만∼10℃이상	3일	6일	8일

 

 

3.6.2 거푸집 및 동바리를 떼어낸 직후의 재하

(1) 거푸집 및 동바리를 떼어낸 직후의 구조물에 재하할 경우에는 콘크리트의 강도, 구조물의 종류, 작용하중의 종류와 크기 등을 고려하여 유해한 균열이나 기타 손상을 받지 않도록 해야 한다.

(2) 동바리를 떼어낸 후에도 재하가 있을 경우 적절한 동바리를 재설치하여야 하며, 시공중의 고층건물의 경우 최소 3개층에 걸쳐 동바리를 설치하고 콘크리트 작업에 의한 하중 등을 재하해야 한다.

 

참고자료 2. 건축공사 표준시방서(1999년 개정판)

 

3.5 거푸집의 존치기간

가. 기초, 보옆, 기둥 및 벽의 거푸집판재 존치기간은 콘크리트의 압축강도 50kgf/㎠ 이상에 도달한 것이 확인될 때까지로 한다. 다만, 거푸집판재 존치기간 중의 평균기온이 10℃ 이상인 경우는 콘크리트의 재령이 [표 05015.2]에 나타난 일수 이상 경과하면 압축강도 시험을 하지 않고도 떼어낼 수 있다.

[표 05015.2] 기초, 보옆, 기둥 및 벽의 거푸집널 존치기간을 정하기 위한 콘크리트의 재령(일)

 

시멘트의 종류   평균기온	조강포틀랜드시멘트	보통포틀랜드시멘트 고로슬래그시멘트(특급) 포틀랜드포졸란시멘트(A종) 플라이애시시멘트(A종)	고로슬래그시멘트 포틀랜드포졸란 시멘트(B종) 플라이애시시멘트 (B종)
20℃이상	2일	4일	5일
20℃미만∼10℃이상	3일	6일	8일

 

나. 바닥슬래브밑, 지붕슬래브밑 및 보밑의 거푸집판재는 원칙적으로 받침기둥을 해체한 후에 떼어낸다.  

다. 받침기둥의 존치기간은 슬래브밑, 보밑 모두 설계기준강도의 100% 이상 콘크리트 압축강도가 얻어진 것이 확인될 때까지로 한다.  

라. 받침기둥 해체후 해당 부재에 가해지는 하중이 구조계산서에 있는 부재의 설계하중을 상회하는 경우에는 전술한 존치기간에 관계없이 계산에 의하여 충분히 안전한 것을 확인한 후에 해체한다.
마. 위 '다'항보다 먼저 받침기둥을 해체할 경우는 대상으로 하는 부재가 해체 직후, 그 부재에 가해지는 하중을 안전하게 지지할 수 있는 강도를 적절한 계산방법에 따라 구하고, 그 압축강도가 실제의 콘크리트 압축강도보다 상회하는지 확인하여야만 한다. 다만, 해체가능한 압축강도는 이 계산결과에 관계없이 최저 120kgf/㎠ 이상이어야 한다.
바. 캔틸레버 보 또는 차양의 받침기둥 존치기간은 위의 '다, 라'항에 따른다.

 

 

주택공사 표준 시방서(1999년 개정판)

3.6 거푸집 해체

3.6.1 거푸집 및 동바리 존치기간

가.   거푸집 존치기간

거푸집 존치기간은 "20210 콘크킨트"의 콘크리트 압축강도시험에 따라 아래의 압축강도 이상에 도달한 것이 확인될 때까지로 한다.

 

부   위	기초, 기둥, 보옆, 벽체	슬래브, 보하부
콘크리트 압축강도	50 kg f /cm2	건축공사 : 설계기준강도의 100% 토목공사 : 140 kg f /cm2

 

 

다만, 평균기온 10'C 이상인 경우는 압축강도시험을 하지 않아도 아래 존치기간이 경과 하면 해체할 수 있다.

 

부       취	기초, 기둥, 보옆, 벽체	슬래브, 보하부
존치기간	평균기온 20℃ 이상일때	4 일	7 일
평균기온 10 ℃이상, 20 ℃미만일 때	6 일	9 일

 

 

나. 동바리 존치기간

1)    슬래브 및 보의 동바리 존치기간은 콘크리트 압축강도가 설계기준강도의 100%이상 구현된 것이 확인될 때까지로 한다. 다만, 설계기준강도의 100% 도달 이전 에 동바리를 해체할 경우에는 "그림 5"와 같이 콘크리트 타설층 하부 2개층까지 동바리를 존치시켜야 하며, 이때 중간보조판(Filler) 부위 거푸집은 동바리를 바꾸어 세움 없이 28일 동안 존치시켜야 한다. 단, 캔틸켄버보, 차양, 지하주차장의 동바리는 위의 단서조항에 불구하고 해당 부위의 콘크리트 압축강도가 설계기준강도의 100% 이상 구현된 것이 확인될 때까지 해체할 수 없다.

2)    동바리 존치기간 경과 후에도 해당 부재에 가해지는 하중이 구조계산서에 있는 그 부재의 설계하중을 상회하는 경우에는 동바리 존치기간기준에 관계없이 계산 에 의하여 구조안전을 확인한 후 동바리를 해체한다. 

3.6.2  동바리 바꾸어 세우기
가. "거푸집 및 동바리 존치기간"의 기준에 따라 동바리 바꾸어 세우기가 가능한 경우 동바리를 바꾸어 세울 수 있다.

나. 바로 위층에 현저히 큰 적재하중이 있는 경우는 동바리 바꾸어 세우기를 하면 않된다.
다. 동바리 바꾸어 세우기는 양생 중인 콘크리트에 진동 및 충격을 주지 않도록 하면서 신속하게 시행하되, 한 부분씩 순차적으로 바꾸어 세운다.
라. 라멘조에서 큰보의 동바리 바꾸어 세우기는 하면 않된다.
마. 동바리 상부에는 30cm 각 이상 크기의 두꺼운 머리받침판을 둔다. 

3.6.3  해체
가. 돌출된 구조물의 동바리는 시공 중의 충격 등을 감안하여 필요개소에 지속적으로 존치시킨다.
나. 거푸집의 해체는 반드시 거푸집 존치기간 및 압축강도를 확인한 후에 시행하되 구조체에 충격을 주지 않도록 한다.
다. 해체완료 즉시 콘크리트면의 검사를 시행하여야 하며 이상이 발견되었을 때에는 즉 새 필요한 조치를 취한 후에 후속공사를 진행해야 한다.

 

그림 5. 동바리 존치 상태

참고자료 3. ACI 347R Guide to Formwork for Concrete( 3.7 Removal of forms and supports) 전문

 

3.7 거푸집과 받침기둥의 해체

3.7.1 비록 시공자가 거푸집의 설계, 시공, 안전에 전반적인 책임을 지고 있지만, 거푸집이나 받침기둥제거의 원칙은 설계자나 엔지니어에 의해 규정되어야 한다. 

3.7.2 추천사항

3.7.2.1 설계자/엔지니어는 거푸집이나 동바리해체 전에 획득되어야 하는 콘크리트의 최소압축강도를 명기해야 하며 이 때의 강도는 공시체 표본이나 구체 콘크리트에서 결정된다. 설계자는 공시체 제작자 또는 실험을 수행할 주체를 명기해야 한다.

 시험의 결과 및 기후조건 또는 기타 상황은 반드시 기록되어야 하며 이러한 주변 상황에 다라 거푸집 제거에 필요한 콘크리트 타설후 최소경과시간이 결정되어 질 수 있다.

 거푸집제거시기는 콘크리트에 결과적으로 가해지는 여러 영향의 결과에 근거하여 결정된다. (ACI 305R∼306R : 서중콘크리트 및 한중 콘크리트의 강도, 여러가지 혼합재의 효과)

 거푸집해체시 과도한 변형 또는 뒤틀림 등으로 인해 콘크리트에 파손을 가해서는 안되며, (그림 3.7.2.1) 규정된 존치기간 전에 거푸집을 해체할 경우에도 적절한 온도로 콘크리트를 유지시키고 보양하는 조치를 취해야 한다.

 보, 바닥, 벽의 거푸집/동바리는 해당 구조체가 자중 및 적재하중 이상 견딜 수 있을 때까지 제거 할 수 없다. 수평부재는 현장양생 공시체, 혹은 승인 받은 방법에서 얻어지는 콘크리트 강도가 설계기준강도의 70%를 초과하기 전에는 절대 해체할 수 없다.

 일반적으로 기초나 기둥의 거푸집이 보나 슬래브의 거푸집보다 빨리 해체된다. 따라서 거푸집/동바리는 콘크리트 하중을 점진적이고, 일정하게 분담할 수 있도록, 충격 없이 쉽고 안전하게 제거될 수 있는 구조이어야 한다.

 

그림 3.7.2.1 Two-way 슬래브의 탈형과정

 

3.7.2.2 현장작업이 설계자/엔지니어의 시방에 의해 진행될 경우 거푸집, 동바리, 보양재의 제거나 보양작업의 종료는 계약문서조항에 따른다. 현장공시체 시험이 탈형시기를 결정하는데 사용될 경우, 시험공시체는 콘크리트 부위중 가장 열악한 조건을 대표할 수 있는 조건에서 양생되어야 한다.

 보양과정의 기록은 설계자가 거푸집 탈형 승인을 결정하는 기초자료가 된다. 

3.7.2.3 거푸집 탈형을 위한 최단시간이 콘크리트 강도에 영향을 미치는 요소이기 때문에, 현장에서 탈형시기를 결정하기 위해서 흔히 사용되는 방법은 공시체 강도나 현장구체 강도 시험이다. 그러나 설계자가 탈형시의 최소강도치를 규정하지 않은 경우에는 일반적인 기후 조건 하에서 다음의 경과시간을 기준으로 한다. (미국의 기준 참조)

 주변온도가 10℃(50℉)일 때이며, 적산된 것이나, 연속적이지 않아도 된다. 조강콘크리트를 사용하면 설계자/엔지니어의 승인하에 이 기간을 단축될 수 있고, 주변온도가 10℃(50℉)이하 이거나, 경화지연제를 사용하면 설계자의 재량에 따라 탈형기간이 늘어날 수도 있다.

 

Two-way 슬래브 : 제거시기는 필요한 동바리 바꿔세우기의 조건에 따른다. 동바리 바꿔세우기는 탈형작업이 완료된 직후 가능한 신속히 설치하며 탈형 당일을 초과하면 안된다. 동바리 바꿔세우기가 과부하의 적절한 분배보다는 부재의 처짐변형을 최소화하며 조기 탈형을 수행할 경우, 이런 동바리 바꿔세우기의 허용량과 간격은 설계자/엔지니어에 의해 규정된다.

 

 Post-Tensioned Slab System

 Post Tension이 완료된 후 탈형

 

3.8 복층구조의 동바리세우기 및 동바리 바꿔세우기

3.8.1 토론

 복층작업에서 거푸집/동바리 자재의 재사용이 매우 경제적이어야 한다. 뿐만 아니라 이 유형의 작업속도는 콘크리트작업의 후속공정이 지체되지 않고 곧바로 진행될 수 있도록 한다. 그러나, 완전히 경화되지 않는 콘크리트의 동바리 작업은 하부층에 의해 지지를 받는 것이 필요하며, 이때 이러한 하중에 대하여 설계상 반영되어 있지 않을 수도 있다. 따라서 동바리세우기 또는 동바리바꿔세우기가 과도한 응력이나 변형 없이 부과된 하중을 지지 할 수 있도록 충분한 수의 하부층에서 실시되어야 한다.

 동바리 바꿔세우기는 시공하중을 하부층으로 분배하는데 사용되는 시방에 명시된 과정으로 표 3.8.1의 동바리 바꿔세우기 순서로 이루어진다.

 

 

[표 3.8.1] 동바리 바꿔세우기

① 일정구간의 거푸집 해체 ② Slab의 자연 처짐 발생 ③ 동바리 바꿔세우기(기 발생 처짐에 제거하는 치켜올림은 안함) ④ Slab 경화(자체 하중 부담) ⑤ 바꿔세운 기둥이 Slab경화 전 초기하중을 분담하지는 않음

 

 

동바리세우기와 동바리바꿔세우기는 다음과 같이 정의될 수 있다.

동바리세우기 : 거푸집, 콘크리트 그리고 시공하중을 지지할 수 있게 설계된 수직 또는 경사진 받침부재들

 

동바리바꿔세우기 : 대규모 부재에서 본 거푸집/동바리가 제거된 후 탈형된 콘크리트 슬래브 또는 구조부재 하부에 설치한 받침기둥이며, 새로 타설된 슬래브나 구조부재는 동바리 바꿔세우기의 설치전 자중과 시공하중을 지탱할 수 있어야 한다.

 

 동바리바꿔세우기는 설치시 하중을 부담하지 않는 것으로 가정한다. 그 후에 발생하는 추가 시공하중은 동바리바꿔세우기에 의해 연결된 모든 부재로 분산, 부담된다.

 일반적인 분석방법에서, 바꿔세운 기둥이 지상1층에 있을 경우, 각 층의 동바리는 단지 새로 타설된 슬래브의 자중 및 시공하중만을 부담한다. 중간에 위치한 슬래브의 하중은 포함되지 않는다.  그 이유는 동바리 바꿔세우기가 설치되기전 각 슬래브가 자체하중을 부담한 상태이기 때문이다.

 지상에서 지지되는 동바리가 해체되면, 슬래브의 구조체계가 탄성체로 작용한다는 가정이 된다. 하중은 슬래브의 동바리세우기에 비례하여 분산된다. 하중의 증가/감소는 시공활동 또는 구조체계 내에서 동바리 제거나 동바리 바꿔세우기에 기인할 수도 있다. 동바리의 하중은 각각의 바닥에서 힘의 평형공식에 의해 결정된다.

 

3.8.2 동바리 바꿔세우기의 장점

 동바리 바꿔세우기 – 거푸집 탈형은 모든 자재가 일시에 제거되고 동바리 바꿔세우기가 설치전에 작업장소에서 반출되는 것이 가장 경제적이다. 슬래브는 자중을 부담하며 동바리 바꿔세우기에 부담하는 하중을 감소시킨다. 동바리바꿔세우기는 타공정의 작업이 가능토록 가능한 적은 층에서 이루어지는 것이 좋다. 슬래브능력에 근접한 하중은 보통 단기간동안만 발생한다.

 

3.8.2 다른 방법들

 새로 타설된 콘크리트를 지지하는 다른 방법들은 본 동바리를 제자리에 두는 방법과, 슬래브가 변형되거나 또는 자중을 직접부담하지 않게 날개로 교체하는 방법이 있으나 널리 쓰이지 않는다. 이 방법들은 시공자와 엔지니어가 세심한 주의를 기울이지 않는다면 권장할 방법이 아니다. 이유는 과도한 슬래브 및 동바리의 하중이 발생할 소지가 있기 때문이다.

 

3.8.4 Design-Chapter(2) 참조

 

3.8.5 동바리 바꿔세우기

 이장에서 본 동바리와 바꾸어 세운 동바리는 같은 의미로 쓰인다. 동바리바꿔세우기는 거푸집 작업에서 가장 중용한 작업 중 하나이다. 따라서 설계자/엔지니어에 의해 공정진행절차가 사전에 검토/승인 되어야 한다. 설치작업중에는 설계하중과 탈형 및 바꿔세우기 작업시 발생하는 최대수용하중 이상의 하중(고정하중+시공하중)이 절대 새로 타설된 콘크리트에 부과되어서는 안된다.

 어떠한 경우에도 동바리세우기는 구조해석에서 결정된 응력의 유형을 변화시키는 위치나 철근이 설치되지 않은 곳에 인장응력을 유발할 수 있는 위치에 설치되면 않된다. 동바리세우기의 크기 및 개수, 사보강재는 부과되는 모든 하중을 감당할 수 있어야 한다.

 가능한 한 동바리세우기는 각층의 동일한 위치에 설치하여, 층간 지지력이 연속성을 지니게 한다. 동바리 세우기가 수직적으로 동일선상에 놓여있지 않게 되면 슬래브에 불리한 응력이 발생하는지 여부를 분석해야 한다. 그러나 이러한 상황은 거의 발생하지 않는데, 그 이유는 동바리 바꿔세우기 과정에서 파생된 휨응력이 슬래브 자체의 고정하중을 지지하여 발생한 분포응력을 초과하지 못하기 때문이다. 슬래브가 가벼운 이동하중을 감당하도록 설계된 경우, 또는 동바리에 전달된 하중이 큰 장스팬의 경우는 동바리에 전달되는 하중이 과도한 Punching Shear나 휨응력을 받지 않도록 동바리 설치에 주의를 기울여야 한다.

 

ACI 347R

 동바리바꿔세우기가 진행 중일 때 새로 타설 된 부재에는 그 부재가 시공하중을 충분히 견딜 수 없는 경우이면 절대 하중을 부과해서는 안된다.

 동바리바꿔세우기를 설치할 때 하부층에 미리 하중을 가해서는 안되며 위쪽 슬래브의 자연적인 처짐을 방지하고자 해서도 아니 된다. 동바리바꿔세우기는 단순한 STRUT이며, 단지 하중이 부과된 중에 현저한 길이축소가 발생하지 않는 범위에서 동바리를 긴장시킨다.

 

 3.8.6 동바리바꿔세우기의 제거

 동바리는 슬래브나 부재가 자중 및 부과된 하중을 충분히 견딜 내력을 가진 후 해체할 수 있다. 해체작업은 미리 계획된 절차에 따라 행해지며 지지된 구조체가 충격을 받거나 편심을 받지 않도록 한다.

 

 3.8.7 동바리작업에서의 POST-TENSIONING 효과

 POST-TENSIONING 시공법에서 동바리세우기와 동바리바꿔세우기의 설계 및 설치는 일반 RC구조보다 더욱 주의를 요한다. POST-TENSIONING 강선의 응력은 동바리 또는 여타 가설구조물에 과하중을 초래할 수 있다. 응력을 부과하는 과정에서 가장 큰 영향인자가 발생한다. 슬래브가 POST-TENSIONONG 되면 TENDON 내의 힘은 보에 하향 하중을 발생 시킨다.

 보에 동바리를 지지하면 이 추가하중을 고려, 지지하여야 한다. 이 때 보의 양 단부에서 일반보의 1.5배 SPAN을 갖는 보에서 발생하는 하중값을 갖는다.

 바닥 슬래브가 지지하는 보나 GIRDER를 받치기 전에 긴장되는 경우에는 보나 GIRDER에 전이된 하중으로 인해 동바리세우기나 바꿔세우기가 필요한지 여부를 세밀히 분석한다.

 유사한 하중의 전이과정에서 발생하는 문제점이 POST-TENSIONING 다리건설 과정에서 발생한다.

 

참고자료4. BSI 8110

6.9.3 거푸집의 해체

6.9.3.1 일반사항

 거푸집탈형의 시기는 다음 요소에 영향을 받는다.

(a) 콘크리트 강도

     (b) 시공과정의 어느시점에서 콘크리트가 받는 응력PRECAST CONCRETE의 경우, 제작과정이나 후속과정에서 발생하는 응력을 포함한다.

(c) 타설작업 후 보양

(d) 후속된 콘크리트의 표면처리

     (e) 거푸집을 최대한 빨리 제거하기 위해 온도균열이 발생하지 않는

상황하에서 요구되는 RE-ENTRANT ANGLE의 존재여부 

거푸집은 충격이 가해지지 않도록 해체해야 한다. 갑작스런 해체는 일부 부위만 경화된 콘크리트에 충격하중을 주는 것과 같은 역할을 하기 때문이다.

이런 충격으로 인한 손상은 자재나 설비를 새로 타설한 콘크리트에 올려놓을 때도 방지해야 한다.

 

6.9.3.2 거푸집 탈형시기

[표2.9,2.13 거푸집의 최단 존치기간] 에 나타난 존치기간은 일반 포틀랜드 시멘트에 적용되며 여타 특별한 조건이 없을 경우 적용될 수 있다.  

이 표는 콘크리트의 표면온도와 관련이 있으며 표면온도를 구할 수 없는 상황에서는 주변 대기온도가 사용될 수도 있다. 또한 조기강도를 위한 특별한 보양방법이 적용되는 경우, 또는 슬라이딩폼이 사용된 경우에는 적용되지 않는다.  

이 외에 CIRIA Report 67의 ‘Minimum Striking Times for Soffit and Vertical Formwork’ 표를 이용할 수도 있다. 이 표에서는 시멘트 종류, 콘크리트 등급, 부재의 크기, 거푸집의 종류, 타설시 콘크리트 온도, 평균기온 등을 고려한다.  

구조체 콘크리트 강도를 측정함으로써 탈형시기를 더 단축시킬 수 있다. 즉 구조체와 같은 조건의 콘크리트로 제작하여 같은 조건 하에 양생된 공시체의 강도가 10N/㎟ 또는 해당부재가 받게 되는 응력값의 2배 이상이 되어 허용처짐을 방지 할 수 있을 때 해체 할 수 있다.  

수직부재 – 보 옆, 벽, 기둥 – 거푸집을 조기 탈형 할 경우 특히 모서리 부위에서는 콘크리트가 파손되지 않게 주의한다. 조기 탈형 후 즉시 보양작업을 행하고 특히 적절한 단열을 통해 기온변동에 대비하여야 한다.

[1]⁾ 쌍용건설 기술연구소, 공동주택 골조공기 단축방안, 2000.03

[2]⁾ ACI 209R-92(2.2 Strength and elastic properties)

^{[3]) P.KUMAR MEHTA외 1인, CONCRETE structure, properties, and materials, Prentice-Hall,1986}

[4]⁾ 한천구외 2인, 콘크리트 초기 강도 발현에 따른 거푸집 탈형기간의 결정, 대한건축학회 구조계 2002년 9월,p157∼162

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