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구조물공

구조물 균열 저감을 위한 매스콘크리트 품질관리 방안 품질환경처-887

(2022.03.29.)

1 추 진 목 적

 QPI* 등 내·외부 점검(평가)시 집중 관리 대상인 균열 취약 구조물에 대한

현장 관리의식을 제고하고,

*균열관련 평가배점 : 사업단 4.86점(5.4%), 본부 4.59점(5.1%) [90점 만점 기준]

 매스 콘크리트에 대한 온도균열지수 및 품질관리방안 등을 제시하여

취약 구조물에 대한 내구성을 향상코자 함

※ 매스콘크리트 정의(콘크리트 표준시방서 제18장)

- 일반적인 표준으로서 넓이가 넓은 평판구조의 경우 : 두께 0.8m 이상

- ‶ 하단이 구속된 벽체의 경우 : 두께 0.5m 이상

2 추 진 경 위

 2004. 12 : 현장타설 콘크리트 암거의 수축이음 적용지침 (기술관리실)

▶ 수축이음의 단면 결손율 25% 이상, 수평철근 결손율 60% 이상 처리

 2012. 3 : 매스콘크리트 설계방안 검토 (설계처-814)

▶ 매스콘크리트 온도균열에 대한 감사원 지적사항(2010. 12.) 검토

▶ 기존실적 평가 활용을 위한 기초, 기둥 기준 부재 선정

▶ 교대벽체 균열제어를 위해 수평철근량 0.18%(배력철근 간격 100mm

내외) 이상 배치, 수축이음 6m내외(단면 결손율 35% 이상) 설치

 2017. 3 : 건조수축 및 온도철근 설계방안 검토 (설계처-671)

▶ 건조수축 및 온도철근 관련 우리공사 지침 적용(도로교 규정과 상이)

▶ 간격을 조밀하게, 수평철근량 0.18%이상 배근

구조물공 ❙ 215

구조물공

3 시방기준 검토

 균열제어 검토 방법

온도균열지수에 의한 평가 기존실적에 의한 평가

▶ 임의 재령의 콘크리트 인장강도와

수화열에 의한 온도응력 비

온도균열지수        

  

      



  수화열에 의한 온도응력

     콘크리트 쪼갬인장강도

▶ 낮은 옹벽 등 중요성이 적은 구조물

▶ 경험적으로 균열 발생이 적고, 기능상

문제가 없는 구조물

▶ 수 많은 시공경험상 유해한 균열이

생기지 않는다는 사실이 실적에 의해

증명되는 구조물

o 온도균열 발생 검토는 온도균열지수에 의한 평가 원칙

o 구조물의 중요도, 환경조건 등에 대응할수 있도록 선정

※ 온도균열지수-균열발생확률

구 분 온도균열지수(Icr) 균열발생확률

균열 발생을

방지하여야 할 경우

1.5 이상 5%미만

균열 발생을

제한할 경우

1.2이상~1.5미

만

5～20%

유해한 균열 발생을

제한할 경우

0.7이상~1.2미

만

20～85%

 온도응력해석

o 임의 재령에서 온도응력해석은 유한요소해석* 등 정밀한 방법 사용

* 프로그램(MIDAS-CIVIL 등) 해석이 필요하며 절차가 복잡하고, 시간이 과다

소요 (교각당 3일 정도 소요)

o 유한요소 해석시 요소분할의 정도, 해석영역, 경계조건의 설정, 구속체 및

피구속체의 물성값 선택 등에 주의

☞ 기존 실적 평가를 최대한 활용하여 설계 및 시공 효율성 제고 필요

216 ❙ 구조물공

4 균열관리방안

 교각 ․ 교대 기초, 기둥

 기준부재 선정 (설계처-184호, 2012.3.16.)

구 분 부재 치수(m) 강도(MPa) 비고

독립 확대기초 12.0×12.0×3.5 27

연속 확대기초 26.0×6.6×2.0 27

원형기둥 φ3.0 40

o 기준 부재보다 작은 부재 : 기존실적평가(수화열 해석 없이 시행)

o 기준 부재보다 큰 부재 : 온도균열지수평가(수화열 해석 시행)

 온도균열지수 평가

 구조물의 유해한 균열발생 제한을 위해 온도균열지수 기준 0.7 반영

※ 매스콘크리트 연구(2011년) 자료 활용: 해석상 0.7이하 구조물도 균열 미발생

☞ 추후 평가 데이터 수집·검토를 통해 표준기준부재 재선정시 활용

o 온도균열지수 업무 흐름

o 온도균열지수 활용

- 대상 부재가 기평가 부재보다 작고 평가조건이 완화*된 경우 기평가

온도균열지수 결과 적용 가능

* 강도, 단위시멘트량, 타설시기 등 타설시 수화열 증감요소

ì

검토완료

(현행대로 시행)

* 분할타설 검토시 온도균열

제어조건 및 타설량 등을

고려하여 종합적 판단

기준부재 이상시

온도균열지수 평가

é

î

분할타설* 검토후

온도균열지수 재평가

è

파이프 쿨링 등

추가대책 마련

평가 결과

0.7 미만

평가 결과

0.7 이상

재평가 결과

0.7 이상

재평가 결과

0.7 미만

구조물공 ❙ 217

구조물공

 교대 벽체

 이음* 설치를 통한 균열제어

* 수축이음 : 균열을 제어하기 위해서 일정 간격으로 단면 감소 부분을 만들어 균열을

집중시키기 위한 이음(수축줄눈, 균열유발이음, 균열유발줄눈)

수평시공이음 : 타설시 작업성이나 온도균열 제어를 고려하여 설계되는 수평의 시공이음

o (수축이음) 교좌장치 위치를 고려하여 6m 내외 설치(흉벽 포함)

o (수평시공이음) 수화열을 고려하여 필요시 2개소 설치(3단계 타설)

구 분 교대벽체 흉벽 비 고

타설방법 필요시 2단 타설 1단 타설

기준 이하 교대벽체는

1단 타설

※ 타설 예시도

시공이음 및 수축이음 분할타설

2단타설

1단타설

흉벽

교대

벽체

 철근 배치를 통한 균열제어

o 온도‧수축(수평)철근량 및 간격

- 철근량 0.18% 이상, 간격 100mm 내외 배치(공사기준 준용)

배근도(0.18% 이상) 철근량 계산

D16

@100

D16

@100

2.200

- As,req = 0.0018hs = 0.0018 × 2,200 × 1,000

= 3,960mm2

- As,used : D16@100-2ea = 3,972mm2

※ 동일한 철근량을 사용하는 경우 철근

간격을 조밀하게 하는 것이 유리

218 ❙ 구조물공

 암거 및 라멘교

 라멘교의 경우 하단이 구속된 벽체 구조물로, 암거와 구조적으로 유

사하므로 동일한 균열제어방안 적용

 수축이음* 설치를 통한 균열제어

* 국가건설기준 표준시방서中매스콘크리트(KCS 14 20 42)

- (온도균열의 제어) 벽체 구조물의 경우에는 수축이음을 설치하는 균열 발생 위치를

제어하는 것이 효과적이므로 이를 검토하여야 함

o (설치간격) 6m 내외 균등 배분 설치

o (단면결손) 단면 결손율은 35% 이상(시방서 개정 25%→35% 상향)

- 단면 결손율을 얻을 수 없을 때는 내부 중앙부 PVC 파이프 또는 균

열유도판 등 매립

- 상부슬래브의 수축이음은 결손율 없이 줄문(면귀)만으로 구성

4 추 진 계 획

 온도균열지수 평가 결과 공유

건설사업단

≫

품질환경처

≫

건설사업단

- 온도균열지수 평가 실적 및

계획 작성(금년타설물량)

- 각 사업단별 자료

취합 후 공유

- 온도균열지수평가

시행여부 판단

o 온도균열지수 평가 대상 작성 후 본사 제출(4월 29일限, #붙임 양식5)

o 공유 자료를 통해 온도지수평가(수화열 해석) 생략 여부 검토

o 도로통합플랫폼內 ‘온도균열지수평가 공유방’ 개설시 등록

 잠정 기준 조정 및 표준기준부재 재산정 활용

o 온도균열지수 평가결과 - 실제 균열 발생 여부간 상관성 검토

구조물공 ❙ 219

구조물공

붙 임 자 료(별첨)

붙임 1 매스콘크리트 설계방안 검토(설계처, 2012. 3.)

붙임 2 건조수축 및 온도철근 설계방안 검토(설계처, 2017. 3.)

붙임 3 현장타설 암거의 수축이음 적용지침(기술관리실, 2004. 12.)

붙임 4 매스콘크리트 설계기준 정립을 위한 연구(도교원, 2011)

붙임 5 온도균열지수 평가 실적 및 계획(양식)

인이 어렵고, 기초나 교대의 경우에는 되메우기로 인해 확인이 어려우므로, 신설공사 현장의