< Previous기술기사 3 | TECHNOLOGY ARTICLES Magazine of the Korea Concrete Institute 58 하상수 교수는 한양대학교 건축 공학과에서 철근콘크리트 이형벽체 의 구속효과에 따른 구조성능평가에 관한 연구로 박사학위(2003)를 취득 하였고, 한경대학교에서 학술연구교 수(2006 ∼ 2008)로 3년간 근무하 였으며, 2009년부터 강남대학교 부 동산건설학부(도시건축융합공학과) 교수로 재직하고 있다. 주요 연구 분 야는 철근콘크리트 구조물의 보강 및 리모델링, 신소재를 이용한 시공법, 접합부 거동 및 정착이음 등이다. 우 리 학회 정착이음위원회, 도서출판위 원회, 실무지침편찬위원회, 콘크리트 문화위원회 위원으로 활동하고 있다. knuhss@kangnam.ac.kr 김길희 교수는 일본 Kyoto 대학 에서 주철근의 부착작용에 기초한 RC 보의 전단저항기구의 모델화에 대한 연구로 박사학위를 취득한 후 2004 년부터 현재의 공주대학교 건축학부 에 재직하고 있다. 전단저항성능의 평가에서 주철근이 부착작용이 미치 는 영향을 정량화하기 위한 연구를 꾸 준히 진행 중이며 최근 건설분야의 3R(Reuse, Reduce, Recycle)을 구 조 분야에서 효과적으로 대응하기 위 한 연구를 진행 중이다. 우리 학회 연 구위원회, 전단비틀림위원회, 정착이 음위원회 위원과 국문논문편집위원 장으로 활동하고 있다. kimkh@kongju.ac.kr 이재훈 교수는 Univ ersity of Wisconsin- Madison에서 철근콘크 리트 장주설계를 주제로 박사학위를 취 득하였고, 삼성건설 근무를 거쳐 1994 년부터 영남대학교 교수로 재직하고 있 다. 토목구조기술사, 미국 PE이며, 주 관심 연구 분야는 고강도 철근콘크리 트구조, 내진설계, 프리캐스트 RC 및 PSC, FRP 합성구조 및 강 합성구조이 다. 우리 학회 콘크리트구조기준 개정 위원회 위원장을 역임하였으며, 현재 우리 학회 회장을 맡고 있다. jhl79@ynu.ac.kr 천성철 교수는 서울대학교 건축 학과에서 철근 기계적 정착의 스트 럿-타이 모델에 관한 연구로 박사학 위를 취득하였다. 대우건설 기술연구 원에서 14년간 근무하였으며, 2014 년부터 인천대학교 도시건축학부 교 수로 재직하고 있다. 주 연구 분야는 철근을 비롯한 보강재의 이음과 정착, 앵커, 리모델링 구조 보강, 접합부 거 동이다. 우리 학회 구조설계기준위원 회, 표준시방서위원회, 정착이음위원 회 위원으로 활동하고 있다. scchun@inu.ac.kr 1. 국가건설기준센터, “KDS 14 20 52 콘크리트구조 정착 및 이음 설계기준”, 2016. 2. 국가건설기준센터, “KDS 14 20 01 콘크리트구조 설계 (강도설계법) 일반사항”, 2018. 3. 국가건설기준센터, “KCS 14 20 11 철근공사”, 2018. 4. 한국콘크리트학회, “콘크리트표준시방서·해설”, 2009, pp. 762. 5. 한국콘크리트학회, “콘크리트구조기준·해설”, 2012, pp. 599. 6. 한국콘크리트학회, “콘크리트구조 학회기준”, 2017, pp. 656. 7. 한국콘크리트학회, “철근의 정착이음 상세 매뉴얼”, 2020, pp. 297. 8. 한국표준협회, KS D3504, “철근 콘크리트용 봉강”, 2009, 2016, 2019, pp. 31. 9. 한국표준협회 KS D0249, 철“근 콘크리트용 봉강의 기계 식 이음의 검사 방법”, 2019, pp. 11. 10. Jirsa, J. O., Lutz, L. A., and Gergely P., “Rationale for Suggested Development, Splice, and Standard Hook Pro visions for Deformed Bar s in Tension,”Concrete International, 1979, pp.47 ~ 61. 11. Orangun, C. O., Jirsa, J. O., and Breen, J. E., “A Reevaluation of Test Data on Development Length and Splices,”ACI Structural Journal 74(11), 1977, pp. 114 ~ 209. 참고문헌01 공사기사 1 | CONSTRUCTION ARTICLES 길음동 주택재개발 현장 : 더블리브 데크플레이트를 활용한 시공성 개선 Evaluation on the Hydration Heat and Durability of the Mass Concrete in Rare Isotope Accelerator Complex 제 32권 1호 2020. 01 59 박기성 Ki-Sung Park 롯데건설 길음동 주택재개발 현장 소장 유재욱 Jae-Wook Yoo 롯데건설 기술연구원 대리 석원균 Won Kyun Seok 롯데건설 기술연구원 팀장 김종훈 Jong-Hun Kim 롯데건설 길음동 주택재개발 공사팀장 김성배 Sung-Bae Kim ㈜더나은구조엔지니어링 소장 1. 머리말 최근 건설현장은 건설노동자 수급 불균형과 현장작업 최소화 방안을 위해 다양한 공업화 공법을 개발하여 현장적용하고 있다. 당 현장인 길음동 주택재개발 현장에서도 근로자 수급 불균형 현상에 대한 리스크를 줄이고자, 기존 재래식 공법 외 타 공법에 대한 검토를 수행하였다. 당 현장은 사업부지의 80 % 이상이 암 지반으로 토목공사 공기지연이 예상되며, 단지 내 레벨 차가 심하여 PC공법 또한 적용률이 높지 않았다. 또한, 일부 구간은 PC공법 적용이 불가능하여 기존 재래식 공법을 대체하기 위한 선택지가 많지 않았다. PC공법과 유사하게 현장작업 중 인력작업이 가장 많은 거푸집 공사를 절감하는 방안 의 대안으로 유력하게 논의되던 데크플레이트 공법을 살펴보던 중 장경간 데크플레이트 공법인 D-Deck 공법을 현장적용 하게 되었다. 철근콘크리트 구조로 지어지는 라멘조의 경우 <그림 1>과 같이 기둥 간격은 약 8.0 m가 일반적이다. 특히 지하주차장과 지식산업센터 등이 이러한 모듈을 사용한다. 철근콘크리트 구조는 기둥과 기둥을 연결하는 큰 보와 중앙의 작은 보로 구성 되나, 춤이 깊은 데크플레이트는 중앙부의 작은 보와 작은 보 방향의 큰 보를 삭제하고 작은 보의 직각 방향에 있는 큰 보를 와이드거더로 설계하여 데크플레이트를 한 방향으로 설치한다. 이렇게 한 방향으로 춤이 깊은 데크플레이트를 적용하면, 작은 보와 작은 보 방향의 큰 보가 불필요하므로 거푸집 감소와 공사기간 단축 등이 이뤄진다. 데크플레이트의 경우 래티스 철근이 함께 들어옴으로 인해 주근방향 철근량이 감소하고, 래티스와 직각방향으로는 균열 방지를 위한 배력근만 배근되어 기존 RC공법대비 현장 철근 배근량이 줄고, 배근도 래티스 철근에 결속하게 된다. 따라서 철 그림 1. 데크플레이트와 철선트러스 상세그림 2. 데크플레이트와 트러스거더 공사기사 1 | CONSTRUCTION ARTICLES Magazine of the Korea Concrete Institute 60 근배근을 위한 도리근 및 세퍼레이터 사용이 불필요하다. 장경간 데크플레이트는 기존 평판 거푸집용 데크플레 이트보다 춤이 큰 것이 특징이다. 이러한 춤이 깊은 데크 플레이트는 기존 데크플레이트보다 경간을 크게 적용할 수 있는 특징을 갖는다. 이러한 D-Deck 공법은 단위 폭에 두 개의 리브로 구성된 데크플레이트를 사용하였다. 더블 리브 데크플레이트(D-Deck)는 냉연강판을 이용하여 포 밍기로 제작하며, 제작 시 단위 폭 600 mm를 기준으로 생 산된다. 데크플레이트는 거푸집으로 사용되고 있는데 <그 림 2>와 같이 거푸집용 강판과 철선트러스의 래티스거더 로 구성된다. 2. 데크플레이트의 성능 2.1 시공하중시험 시공하중시험은 실제 지하주차장 시공현장을 고려하 여, 순스팬 7.3 m로 철골 프레임을 제작하였다. 현장 시공 조건과 동일하게 데크 중앙에는 600 mm 간격으로 두 줄 의 동바리를 설치하였고, 최대 처짐점과 부재 중앙지점에 줄변위계와 스트레인 게이지를 사용하여 수직처짐 및 골 의 횡방향 벌어짐을 측정하였다. 재하하중은 모래와 콘크리트를 이용하여 4단계로 구분 하여 실시하였다, 모래와 콘크리트를 구분하여 하중재하 를 구분한 것은 비중차이에 따른 처짐량 차이가 발생할 것 을 고려하였다. 그러나 시험결과 재하재료에 의한 영향은 발생하지 않았고 최대처짐은 약 5.0 mm 정도 발생하였다. 2.2 진동성능 및 내화실험 D-Deck가 적용된 건축물 3개소에 대해 슬래브의 진 동성능을 평가하였다. 각 건물에 적용된 슬래브의 동적특 성을 파악하기 위하여 슬래브의 각 지점에 센서를 설치 한 후 보행하중 및 충격하중에 대해 계측을 하였고, 각각 의 계측자료의 신뢰성을 높이기 위하여 설치 위치 및 가 진 조건 등을 동일하게 유지하였다. 실험결과 AISC와 국 내에서 명시한 기준을 상회하는 결과를 확인하였다. 내화 성능평가는 D-Deck 슬래브의 Topping con’c가 110mm 와 160 mm으로 구분하였고, 재하하중은 각각 3 kN/㎡, 5 kN/㎡이며, 실험체 크기는 8.0 m×3.0 m이다. 실험결 과 내화성능을 확인하여 실험을 통과하였고, 실험결과를 근거로 내화구조인정시험을 실시하였으며 내화구조인정 을 획득하였다. 3. 현장적용 및 결과 분석 당 현장의 조감도 및 개요는 <그림 8> 및 <표 1>과 같다. 3.1 공법 적용 검토 당 현장의 전체 연면적 중 지하주차장 면적은 90,086 ㎡ 로 PC공법의 경우 단지 내 레벨 차와 작업동선 미비로 인 해 23 % 정도만 적용 가능했다. 따라서 PC공법과 구조 형 식이 유사한 장경간 데크플레이트 공법에 주목하게 되었 고, 그중 D-Deck 공법을 사용하게 되었다. 그림 3. 재하시험(좌 : 모래, 우 : 콘크리트) 051015202530 Frequency[Hz] 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 FFT with total data 지점1 그림 5. 진동측정 및 측정결과 그림 6. 슬래브 내화시험 전경 및 시험결과 그림 4. 콘크리트 재하시험 결과제 32권 1호 2020. 01 61 3.2 현장적용 검토 및 분석 단위 면적 2,000 ㎡ 1개 층 시공 시에 대해 검토하였다. 일반적인 RC공법 지하주차장 시공순서 및 소요일수는 다음 <그림 11>과 같은 프로세스로 간략하게 표현할 수 있고, D-Deck공법 적용 시 시공순서 및 소요일수는 다음 <그림 12>와 같다. 일반적인 RC공법의 경우 <그림 9>와 같이 1개의 단위 모듈에 큰 보와 작은 보가 모두 들어간 데 비해 D-Deck 의 경우 단위 모듈에 작은 보와 작은 보와 연결된 큰 보가 삭제되어 보 거푸집 제작 및 거치 시 작업량이 1/3로 단축 될 수 있다. 또한, 슬래브 판개 및 철근배근 관련해서 래티 스 철근 사용으로 인한 공기 단축 및 인력 감소가 가능하 다. 이에 따라 현장에서는 전체 지하주차장 시공면적과 비 교하여 기존의 공법보다 공기를 2개월 이상 단축할 수 있 는 것으로 검토되었다. 현장 실 시공 사진은 <그림 10>과 같다. 5. 맺음말 현재 길음동 주택재개발공사는 2018년 12월에 착공하 여 현재 공정률 30 %를 달성하였으며 오는 2022년 1월 공 사 완공을 앞두고 있다. 레벨 차가 심하거나 작업동선 미비로 인해 PC공법 적용 그림 7. 길음동 주택재개발 현장 조감도 표 1. 현장개요 현장명길음1구역 주택재개발 현장 공사규모지하 6층 ~ 지상 37층, 19개 동, 공동주택 2,029세대 공사기간2018.12.21 ~ 2022.01.31 건축면적13,236.53 ㎡대지면적70,385.50 ㎡ 연면적288,548.95 ㎡지하주차장면적90,086 ㎡ 용적율266.84 %건폐율18.81 % 그림 8. 현장적용 시 검토 모듈 그림 9. 현장적용 사진 그림 10. 일반적인 RC 시공순서 및 소요일수 벽/기둥 철근 배근 및 벽/기둥 거푸집 (5일) 보/슬래브 철근 배근 (4일) 타설 (1일) 보 거푸집 제작 및 거치 (8일) 슬래브 거푸집 제작 및 거치 (3일) 소요일수 총 21일공사기사 1 | CONSTRUCTION ARTICLES Magazine of the Korea Concrete Institute 62 이 힘든 산간 주택재개발공사 현장의 경우 D-Deck공법과 같은 장경간 데크플레이트 공법으로 공기 향상 및 작업성 개선을 기대해 볼 수 있을 것이다. 박기성 소장은 1989년 롯데건설 ㈜ 건축부에 입사하여 주거 부문(평창 동 빌라, 숭인동 주상복합, 신정동 APT 등), 비주거 부문(울산 공용터미널, 부 천농산물 센터 등), 리뉴얼 부문(롯데 백화점 잠실점, 롯데백화점 소공점 등), 본사 업무(롯데건설 실행예산관리 팀 장) 등 다양한 업무를 수행한 후, 2018 년부터 길음1구역 재개발 사업의 현장 소장으로 근무 중이다. kspark@lotte.net 담당 편집위원 : 홍석범(주)포스코건설 sbhongs@poscoenc.com 김종훈 공사팀장 은 길음1구역 재 개발 사업의 공사팀장으로 1994년 두 산건설에서 현재 롯데건설에 이르기까 지 25년간 재개발, 재건축, 턴키, 공장, 창고, 연구시설 등 다양한 프로젝트에 공사 및 공무팀장으로 참여하였으며, 건축시공기술사로서 건설기술인협회 분야별전문가 인재 POOL로 등록되어 대외 5품질관리 업무에도 활발한 활동 을 하고 있다. kjhlyh2004@lotte.net 석원균 기술연구원 팀장은 부산 대학교에서 석사학위를 취득하였다. 1996년 롯데건설 기술연구원에서 근 무를 시작하여 2003년 건축구조기술 사를 취득하고, 현재 기술연구원 빌딩 연구팀 팀장으로 근무하고 있다. chief@lotte.net 유재욱 대리는 한양대학교 건축공 학과에서 ‘개선된 재령보정유효계수법 을 이용한 철근콘크리트 건축구조물의 장기거동 해석의 불확실성 분석’를 주 제로 석사학위를 취득한 이후 2012년 부터 롯데건설에서 재직하고 있다. YooJW@lotte.net 김성배 소장은 숭실대학교 건축공 학과에서 ‘고강도강 기둥-보 용접접 합부의 인성평가에 관한 연구’를 주제 로 박사학위를 취득한 이후 2012년부 터 ㈜더나은구조엔지니어링에서 소장 으로 재직하고 있다. 주 관심 분야는 합 성구조(합성보, 합성기둥, 데크슬래브 등)와 내화구조 등이다. withksb@hanmail.net 그림 11. D-Deck 시공순서 및 소요일수 벽/기둥 철근 배근 및 벽/기둥 거푸집 (5일) 보/데크 철근 배근 (3일) 타설 (1일) 와이드보 거푸집 제작 및 거치 (4일) 데크슬래브 판개 (2일) 소요일수 총 15일공사기사 2 | CONSTRUCTION ARTICLES 제 32권 1호 2020. 01 63 박규만 Gyu-Man Park 아산천안건설사업단 품질안전환경팀장 임철훈 Cheol-Hun Im 아산천안건설사업단 사업단장 강현억 Hyeon-Eok Kang 아산천안건설사업단 품질차장 최병희 Byung-Hee Choi 아산천안건설사업단 차장 박상진 Sang-Jin Park 아산천안건설사업단 대리 태경찬 Gyeong-Chan Tae 아산천안건설사업단 대리 경부고속철도 횡단 교량 건설에 적용된 전단면 프리캐스트 바닥판 시공 사례 Construction of Full-Depth Precast Deck for the Bridge Construction Crossing Gyeongbu High-Speed Rail Line 1. 머리말 고속도로에서 교량 바닥판은 교면 상에 작용하는 각종 하중을 직접 또는 포장층을 통해 거더 등의 상부구조로 하중을 분배 및 전달하는 부재로서, 교량 상부 평면상에 차량, 사람 등의 통행을 확보하는 부재이다. 이러한 교량 바닥판을 시공하는 종래 의 방법은 현장에서 직접 동바리설치 및 거푸집을 제작하고, 이후 철근을 배근한 후 현장에서 콘크리트를 타설하는 현장 타 설 콘크리트 바닥판이 주로 사용되었다. 이러한 종래의 공법은 동바리 및 거푸집 설치에 시간이 많이 소요되고 특히, 도로 또는 철도 등을 횡단하는 교량은 바닥판 공사 중 안전사고 우려가 매우 높다. 이러한 단점을 보완하기 위해 개발된 반단면 프리캐스트 패널 공법(Half-Depth Panel) 은 거푸집과 동바리설치는 필요 없지만, 철근 배근과 콘크리트의 공정은 종래의 방법과 동일하므로 품질 표준화와 공기 단축 이 불가능하다. 공장에서 전체 바닥판을 사전 제작하여 현장에서 조립 완성하는 전단면 프리캐스트 패널 공법(Full-Depth Panel)은 거더 제작 및 설치와 동시에 진행이 가능하므로 공기를 줄일 수 있고, 공자제작으로 품질확보가 가능하다. 또한, 향후 추진되는 자 동화 장비 개발을 완료하면 교량 건설공사 스마트화에 기여할 수 있다. 본 기사는 경부고속철도를 횡단하는 교량 건설에 적용된 전단면 프리캐스트 패널 시공 사례를 통해 현장에서 발견된 개선 사례 및 공법의 발전 방향과 확대 적용 방안을 모색하고자 한다. 2. 현장 개요 본 공사는 천안과 아산을 연결하는 고속국도 32호선 천안~ 아산 간 고속고로 건설공사(4공구)의 경부고속철도를 횡단하 는 교량에 전단면 프리캐스트 바닥판을 시공하였다. 본 교량의 설치 위치는 시속 300km/hr 이상의 KTX가 약 15분에 한 대 씩 매우 빈번하게 운영되는 구간으로 교량 상부의 작업은 KTX가 차단되는 01시에서 04시 사이로 하루 3시간이 최대 작업시 간이다. 교량 제원 및 현황은 <표 1>과 <그림 1~ 3>과 같다. 사각이 큰 직선 단경간 교량으로 경부고속철도를 횡단하는 구간에는 전단면 프리캐스트 패널을 적용하고 시ㆍ종점부는 일 반 현장 타설 바닥판으로 시공하였다.공사기사 2 | CONSTRUCTION ARTICLES Magazine of the Korea Concrete Institute 64 3. 전단면 프리캐스트 바닥판 공법 3.1 공법 소개 현장 타설 바닥판 및 반단면 프리캐스트 바닥판에 비하 여 전단면 프리캐스트 바닥판은 현장에서 콘크리트 타설 을 최소로 하기 위해 바닥판 전체 두께를 공장에서 일정 길 이로 제작, 현장에서 조립하는 공법으로 전단면 프리캐스 트 패널 간의 이음 및 패널과 거더 간의 합성이 매주 중요 한 기술이다. 3.1.1 전단면 프리캐스트 패널과 거더 간의 합성 프리캐스트 패널과 거더 간의 합성은 패널과 거더 사이 에 설치하는 베딩층(10mm ~ 30 mm)과 거더에 설치된 전 단연결재(또는 전단철근) 패널의 전단포켓을 통하여 구현 된다. 이러한 베딩층과 전단포켓은 패널 설치 후 고강도 무 수축 모르타르를 타설하여 일체화된다. <그림 4>는 이러한 전단포켓과 베딩층을 묘사한 그림이다. 3.1.2 전단면 프리캐스트 패널과 패널의 이음 전단면 프리캐스트 바닥판 공법에서 가장 중요한 기술 이 패널과 패널과의 이음 방법이다. 전단면 프리캐스트 패 널의 이음 방법은 크게 2가지 공법으로 대별된다. ① 내부긴장 강연선 이음 패널 내부에 강연선을 삽입하고 강연선의 긴장을 통해 패널과 패널의 이음을 구현한다. 이러한 내부긴장 바닥판 은 바닥판 전단면에 인장력이 발생하지 않으므로 이음부 연결 내구성이 우수하며 콘크리트 단면을 유효 단면으로 고려할 수 있는 장점이 있다. ② 요철을 가진 루프형 철근 이음 이음부에 암수로 구성된 요철을 가진 루프형 철근 이음 으로 일체화하는 방법이다. 요철형상은 부착면적을 확대 하여 부착력을 높이고 초기균열에 대한 저항능력을 높인 다. 또한, 루프형 철근은 단절된 배력철근을 일체화시켜 기 존의 현장 타설 바닥판과 동등한 성능을 발휘하게 된다. 이 방법은 별도의 내부긴장재가 불필요하므로 공정이 간단하 고 공기를 더욱 단축할 수 있다. <그림 6>은 요철을 가진 루프형 철근의 이음 형상이다. 본 교량은 당초 설계는 내부긴장 전단면 프리캐스트 바 닥판 공법으로 설계된 교량으로 추후 개발된 요철을 가진 표 1. 대상 교량 제원 항목내용 상부형식/연장/교폭 강합성 상장형 교/1@65.0 = 65.0 m/24.3 m 평면선형/사 각직선 / 48° 그림 1. 평면 현황 그림 2. 종단 현황 그림 3. 현장 현황 그림 4. 베딩층 및 전단포켓 형상 그림 5. 프리캐스트 패널 내부 긴장제 32권 1호 2020. 01 65 루프형 철근 이음 공법을 병행하여 내구성이 더욱 향상되 도록 시공하였다. <그림 7>은 두 가지 공법을 병행한 전단 면 프리캐스트 바닥판 공법 개요이다. 3.2 현장 시공 3.2.1 전단면 프리캐스트 패널 개요 본 교량은 천안 방향과 당진 방향이 분리된 분리 교량이 며, 평면선형은 직선, 종단경사(S= -2.90 %)와 횡단경사 (S = -2.00 %)로 설계된 교량이다. 사각이 매우 큰 교량으 로 경부고속철도를 횡단하는 구간에 전단면 프리캐스트 패널을 적용하였으며 제원은 <표 2>와 같다. 3.2.2 시공 내용 경부고속철도를 횡단하는 교량으로 패널 설치는 KTX 가 운행하지 않는 밤 01시에서 새벽 04시의 일 최대 3시간 의 작업시간에 설치하였다. 또한, 교량 하부로 가설 장비의 진입이 불가능한 조건으로 교량 시ㆍ종점부에서 500 t 하 이드로 크레인으로 설치하였다. 설치는 야간 3시간 작업의 제약으로 전단면 프리캐스 트 패널의 설치 소요 공기는 약 20일이 소요되었으며, 이후 시ㆍ종점부 현장 타설 구간은 경부고속철도 횡단과 상관 없이 종래의 방법으로 시공하였다. 4. 시공 시 유의사항 및 개선사항 4.1 사전검토 4.1.1 무수축 모르타르 충전 시험 전단포켓에 타설하는 무수축 모르타르는 교량의 종단경 사를 따라 자기충전 형식으로 충전된다. 따라서 패널의 연 그림 6. 요철을 가진 루프형 철근이음 형상 그림 7. 전단면 프리캐스트 바닥판 공법 개요 표 2. 전단면 프리캐스트 패널 제원 항목내용 제원12.14 m×1.97 m×0.24 m 패 널 수42패널 (방향별 21패널) 가설방법크레인 일괄 가설 (a) 공장 제작 (c)패널 설치(7일) (e)강연선 삽입(3일) (g) 강연선 긴장(2일) (i) 시ㆍ종부 현장 타설 (b) 운 반 (d) 패널 단차 조정(2일) (f) 이음부 모르타르 타설(2일) (h) 전단포켓 모르타르 타설(3일) (j) 팽창콘리트 타설 및 완공 그림 8. 전단면 프리캐스트 바닥판 시공 순서공사기사 2 | CONSTRUCTION ARTICLES Magazine of the Korea Concrete Institute 66 장(1.97 m)을 따라 모르타르가 베딩 층에 확실한 충전 효 과를 보장하기 위해 사전 충전 시험을 통하여 모르타르 충 전 계획을 수립하였다. 모르타르 충전 시험을 통하여 에어 포켓을 최소화하기 위해 가장 낮은 포켓부터 충전하고 충 전완료를 육안으로 확인 후 다음 포켓으로 순차적으로 충 전하였다. 4.1.2 팽창콘크리트 타설 전단면 프리캐스트 패널은 초기 건조수축이 거의 완 료된 상태에서 설치된다. 이러한 프리캐스트 패널과 현 장 타설 콘크리트와의 접합부는 건조수축량의 차이로 인 하여 접합면에서 균열이 발생할 우려가 매우 크다. 따라 서, 프리캐스트 패널과 현장 타설 콘크리트의 접합면은 500 mm의 구간에 별도의 팽창콘크리트(무수축콘크리트 혼화재 10 % 추가)를 타설하여 건조수축 균열을 방지하도 록 계획하였다. 4.2 주의사항 4.2.1 프리캐스트 패널 설치 단차 본 교량은 사각(48°)이 매우 큰 강합성 상자형교로서 프 리캐스트 패널은 직각으로 설치하였다. 큰 사각에 직각으 로 패널을 배치할 경우 거더와 거더의 솟음량이 상이하여 프리캐스트 패널의 단차가 발생하게 된다. 또한, 강교는 거 더 설치를 위한 인양 러그를 설치하게 되는데 프리캐스트 패널을 설치하는 구간의 인양 러그는 베딩층 이하(20 mm 이하)로 절단하여야 한다<그림 11>. 이러한 현장여건으로 인하여 일부 패널에서 단차가 최대 8 mm 발생하였으며 면 정리를 통하여 단차를 최소화하였다. 4.2.2 전단포켓 주위 건조수축 균열 전단면 프리캐스트 패널을 공장에서 제작하고 현장에 설치하여 거더와 합성되기 전까지는 패널을 구속하는 장 치가 없으므로 건조수축에 의한 패널의 균열은 발생하지 그림 10. 팽창콘크리트 타설 (a)동시 타설 (c) 동시 타설 결과(기포 발생) (b) 순차적 타설 (d) 순차적 타설 결과(기포 미세 발생) 그림 9. 전단 포켓 타설 방법 검토 (a) 면정리 작업 (c) 전단 포켓 부분 면 정리 후 (b)이음부 면정리후 (d) 면정리 후 전경 그림 12. 프리캐스트 패널 간 단차 발생에 의한 면정리 (a) 거더 솟음에 의한 단차(b)인양 러그 절단 단차 그림 11. 프리캐스트 패널 간 단차 발생 요인 및 정리 후 (최대 상대 솟음 : 17.4 mm) 그림 13. ACI 예측식에 의한 시멘트량 증가에 따른 건조수축량제 32권 1호 2020. 01 67 않는다. 그러나 전단포켓에 무수축 모르타르를 타설하여 거더와 패널이 합성된 시점부터는 전단연결재에 의해 구 속된 패널은 건조수축에 의한 구속력이 발생하게 된다. 이 러한 구속조건에서 현장여건 및 무수축 모르타르의 타설 량, 패널의 재령 등에 의해 전단포켓 모서리부에서 미세한 건조수축이 발생할 수 있다. 콘크리트의 초기 건조수축은 대부분 재령 200일 전후로 발생하며 최종적으로 500일 이 후는 건조수축은 거의 발생하지 않는다<그림 13>. 본 현장의 경우, 바닥판에 나타난 최초균열의 발생 시기 가 프리캐스트 콘크리트 제작 후 300일 정도 경과한 시점 에서 발생하였는데 거더와 바닥판이 연결되는 전단포켓부 및 프리캐스트 바닥판과 현장 타설 구간 사이의 무수축 콘 크리트 이음부에서 일부 미세균열이 확인되었다. 균열 조 사 결과, 균열폭은 0.15 mm 이하, 균열깊이는 25 mm 이하 로 균열의 발생 위치가 타설 시기 차이에 따른 건조수축으 로 인해 발생할 수 있는 위치에 국한되어 발생하였고, 교량 하부 지점에는 이와 유사한 정모멘트에 의한 균열 패턴이 보이지 않았으며, 균열이 발생할 수 없는 압축구간에서도 균열이 발생했다는 점 등으로 고려하여 비구조적 균열로 판단되었다. 따라서 이러한 비구조적 균열은 균열폭을 고려하여 표 면처리공법과 주입공법을 병행하여 균열을 보수하였다. 4.3 개선 사항 본 교량의 전단면 프리캐스트 바닥판의 시공을 통해 향 후 다음과 같은 개선사항 및 기술을 적용한다. 4.3.1 신구 접합부 성능 증대 반단면 프리캐스트 바닥판과 비교하면 전단면 프리캐 스트 바닥판은 현장 타설 및 전단포켓. 방호벽 및 중분대 등 기제작된 패널과 신ㆍ구 접합부가 발생한다. 이러한 신ㆍ구 접합부에 접합력을 증대시켜 접합부의 균열을 방 지하기 위해 전단포켓 및 방호벽/중분대 면은 뽁뽁이(에어 캡)로 접합면을 생성하고, 현장 타설부와 접합되는 면은 지 연제 도포화 고압 살수로 접합면을 거칠게 하였다. 4.3.2 전단포켓 건조수축 균열 억제 전단면 패널이 거더와 합성된 이후 건조수축에 의한 전 단포켓 주위의 균열을 억제하기 위해 전단포켓 주위 상면 철근에 와이어메쉬(#6)을 보강하여 초기 건조수축균열을 억제하도록 계획하였다. 5. 맺음말 4차 산업혁명 시대를 맞아 글로벌 건설산업의 패러다임 (a)에어포켓 설치(b) 콘크리트 타설(c) 탈형 그림 15. 전단포켓 에어 포켓 처리 과정 (a) 전단포켓(b) 방호벽/중분대(c) 단부 치핑 그림 16. 전단포켓 및 방호벽/중분대 접합면 처리현황 (a) 균열 발생(b) 균열 조사(c) 균열 보수 그림 14. 프리캐스트 바닥판 균열 조사 및 보수 그림 17. 전단포켓부 와이어메쉬 설치 위치도 그림 18. 전단포켓부 와이어메쉬 설치Next >