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수중불분리성 콘크리트 적용방안 검토 설계처-1364

(2014.05.27)

1 검 토 배 경

현장타설말뚝의 속채움으로 담수 또는 해수중에 설계적용하고 있는

수중 콘크리트 중에서 재료분리 저감 등을 목적으로 연구개발하여

사용중인 수중불분리성 콘크리트*의 적용방안을 검토하고자 함

*수중불분리성 콘크리트 : 점성이 큰 수중불분리성 혼화제를 사용하여 수중

에서의 재료분리를 현저하게 저감시킨 콘크리트(콘크리트 표준시방서, 2009)

2 추진경위 및 관련기준

□ 추진경위

o 1996년 : 수중불분리성 콘크리트 수록 (콘크리트 표준시방서)

o 2000년 : 수중불분리성 콘크리트의 품질향상 및 실용화에 대한

연구 및 설계기준 배합비 설정 (도로교통연구원)

o 2013년 : 고유동 수중불분리성 콘크리트* 개발 (초장대교량 사업단)

*고유동 수중불분리성 콘크리트 : 결합재 변경(시멘트+고로슬래그) 및 고유동

수중불분리 혼화제를 활용하여 내해수성 및 유동성을 향상시킨 콘크리트

□ 관련기준

o 수중콘크리트 타설 시 최초 원지반 바닥면에 접하는 경우 수중

불분리성 혼화제 사용 (고속도로 건설공사 품질관리 실무 매뉴얼)

o 말뚝 선단부에 수중불분리성 콘크리트 타설 후 수중 콘

크리트를 타설하도록 규정 (각 사업단별 지침 마련)

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3 현 실 태

구 분 현장타설말뚝 콘크리트 비 고

설계

실시설계 일반 수중

턴키&대안 일반 수중 + 수중불분리성

시 공 일반 수중 + 수중불분리성

연구․개발 고유동 수중 + 고유동 수중불분리성 초장대교사업단개발

일반수중 / 고유동 수중

수중불분리성

/ 고유동

H 수중불분리성

수중불분리성

/ 고유동 수중불분리성

일반 수중 +수중불분리성 콘크리트 타설 모식도

4 문 제 점

□ 담수에서 현장타설말뚝 설계 시 일반 수중 콘크리트 적용

o 시공은 재료분리 저감을 위해 일정물량 수중불분리성 콘크리트 타설

o 일반 수중 콘크리트 적용 교량 어업피해보상 민원발생(중앙선 단양대교)

o 수중불분리성 콘크리트는 일반 수중 콘크리트 보다 약 1.8배 고가

□ 일반 수중 및 수중불분리성 콘크리트 타설 설계기준 부재

o 수중불분리성 콘크리트 설계기준이 없어 교량별 적용물량 상이

※ (서해대교) H=3.4m, (인천대교) H=1.6～1.8m, (최근 3년간 시공교량) H=1.0～2.0m

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5 수중 콘크리트 검토

□ 수중 콘크리트 종류별 검토

구 분 일반 수중 Con'c

수중불분리성

Con'c

고유동 수중 Con'c

고유동수중불분리성Con'c

결합재 시멘트(100%) 시멘트(60%)+고로슬래그(40%)

강도및

유동성

o 설계강도 24MPa

o 슬럼프 플로 450±50mm

o 설계강도 35MPa

o 슬럼프플로600mm이상

수 중

분리성

-

o현탁물질량50㎎/ℓ이하

o PH 12이하

-

o현탁물질량 55㎎/ℓ

(시방기준 50㎎/ℓ이하)

o PH 12이하

단 가 68,378원/㎥ 123,108원/㎥

68,574원/㎥

122,103원/㎥

특 성

o 콘크리트 재료분리

발생

o 수질오염 발생

o 슬라임 제거 및 차수

역할 미흡

o 콘크리트 재료분리

저감

o 수질오염 예방

o 슬라임 제거 및 차수

역할

o 유동성/염분저항성 향상

o 콘크리트 재료분리 저감

o 슬라임제거및차수역할

o 현탁물질량 기준치 초과

o BP 사일로추가설치필요

□ 검토결과

o 수중불분리성 콘크리트는 점성이 높아 수질오염 예방 및 말

뚝 선단부 슬라임 제거 및 차수역할에 효과적임

o 고유동 수중 및 고유동 수중불분리성 콘크리트는 고로슬래그 혼

합으로 내염분성이 우수하여 해수 중에 적용 시 효과적이나 생산

을 위한 BP 사일로 추가설치가 필요함

o 고유동 수중불분리성 콘크리트는 현탁물질량 기준치를 초과함

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6 개 선 방 안

□ 담수 중의 현장타설말뚝은 재료분리 저감 등을 위하여

일반 수중 + 수중불분리성 콘크리트 적용

o 트레미 삽입깊이를 고려하여 말뚝 선단부

최소 2.0m를 수중불분리성 콘크리트 적용

※ 수중 콘크리트 타설 시 트레미 삽입깊이를

2m 이상 확보토록 규정(콘크리트 표준시방서)

※ 함양~울산 의령낙동대교(96본) 적용결과

공사비 37백만원 증가

트레미

최소

 2.0m

수중불분리성 일반 수중

□ 해수 중의 현장타설말뚝은 내염분성이 우수한 고유동 수중

+ 고유동 수중불분리성 콘크리트 적용*

*고유동 수중불분리성 콘크리트가 현탁물질량 기준(50mg/ℓ)을 초과

하므로 기준만족 또는 콘크리트 표준시방서 개정 시 적용 가능하며,

조치 전까지는 일반 수중 + 수중불분리성 콘크리트 적용

o 고유동 수중불분리성 콘크리트는 말뚝 선단부 최소 2.0m 적용

o 담수 중에서는 BP 사일로 추가설치, 고유동 수중 및 고유동

수중불분리성 콘크리트 수량 등을 검토하여 적용 가능

□ 수질오염 우려 구간은 수중불분리성 콘크리트 적용

o 우물통 기초 터파기부 되메우기 콘크리트 타설 등 수중 콘크리

트가 물에 씻겨 나갈 우려가 있는 경우 적용

o 상수원관리지역* 통과구간, 민원발생 예상구간 등 수질오염 예

방이 필요한 경우 검토하여 적용 가능

*상수원관리지역 : 4대강 수계 물관리 및 주민지원등에 관한 법률에 따른

상수원보호구역, 수변구역, 특별대책지역 등을 말함

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7 적 용 방 안

□ 설계중인 노선 : 본 기준 적용

□ 공사중인 노선 : 공사주관(시행)부서에서 적용여부 판단

□ 고유동 수중 + 고유동 수중불분리성 콘크리트는 현탁물

질량 기준만족 또는 콘크리트 표준시방서 개정 시 적용

별 첨 1. 최근 3년간 현장타설말뚝 시공교량 현황

2. 고유동 수중 콘크리트 개발 개요

3. 단가산출서

4. (사)한국콘크리트 학회 질의회신 결과

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[붙임 #2]

고유동 수중 콘크리트 개발 개요

□ 연구개요

o 제 목 : 해상기초 시공용 복합성능 콘크리트 개발 및 현장타설

실용화 연구

o 기 간 : 2009. 5. 29 ~ 2013. 3. 25

o 형 태 : 초장대교량 사업단 2핵심-2세부 위탁연구

o 수행기관 : 한국건설기술연구원

□ 주요 연구내용

o 슬럼프 플로 600mm이상, 압축강도 35Mpa, 압축강도비 0.8이상,

현탁물질액 150mg/ℓ이하(RCD 기초의 경우)를 확보하는 고유동

수중불분리성 콘크리트 개발

o 슬럼프 플로 600mm이상, 압축강도 35Mpa을 만족하는 고유동

수중 콘크리트 개발

□ 현장적용 성과

o 적용대상 현황

- 사업명 : 압해~암태 1공구(새천년대교) RCD 해상기초 공사

- 형 식 : 대구경 RCD 현장타설말뚝(D=2.5m)

- 규 모 : 주탑 및 접속교 기초 포함 총 221개

[ P1~P47(47×4개) + Pylon 1(18개) + Pylon 2(15개) ]

o 현장적용 일정

- 현장 시험배합 및 성능검증 : 2011. 4. 28 ~ 5. 4

- 해상 배치플랜트 현장 시험적용 : 2011. 9. 28 ~ 10. 15

- 전구간 확대 적용 : 2011. 10. 18 ~ 2013. 5

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□ 배합표

구분

fck

(Mpa)

Gmax

(㎜)

Slump

Flow

(㎜)

A

(%)

W/B

(%)

S/a

(%)

단위재료사용량

(kg/㎥)

단위혼화제량

(kg/㎥)

W C

고로

슬래그

미분말

S G

고성능

감수제

수중

불분리

혼화제

고유동

수 중 35 25 600 3~4 34.6 42.5 143 248 165 773 1,033 5.37 -

고유동

수 중

불분리

35 25 600 3~4 37 45 202 330 220 676 846 13.75 2.0

□ 기 타

o 고성능 수중불분리성 혼화제는 설계기준 충족을 위해 개발된 제품*으

로써 콘크리트 성능 확보를 위한 필수요소임에 따라

o 공사시방서에 콘크리트 요구 성능을 명기하여 콘크리트 품질확보

및 타 제조업체 기술개발 유도 필요

* 한국건설기술연구원과 제조업체간 기술실시계약 체결하여 개발

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[붙임 #3]

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