Transcript 라이닝 콘크리트 균열 - 건설

2009. 10.
14.
서울지하철 7호선연장 701공구 건설공사
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1. 공사개요
2. 터널굴진현황
3. 터널일반사항
4. 콘크리트 라이닝 균열
5. 현장개선사례
6. 결언
701공구 개요
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701공구 개요
◎ 701공구 공사개요
▷ 총 연 장 : 2,560m
(개착 : 420m, 터널 : 2,140m)
▷ 개착 : 정거장 1개소(165m),
▷ 공사기간 : 2004년 12월 31일 ~ 2011년 3월 31일
▷ 발 주 청 : 서울특별시 도시기반시설본부
▷ 시 공 사 : 대림산업, 벽산건설, 삼부토건
출입구 5개소, 환기구 4개소, 건넘선 1개소
▷ 터널 : 단선병렬(C.T.C 15m)
환기구 3개소
▷ 설 계 사 : ㈜삼안, ㈜에스코 컨설턴트
▷ 감 리 사 : 도화종합기술공사, 건원엔지니어링
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터널굴진현황
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터널굴진현황
총연장: 4,592 m
굴 진: 100 % 완료
인버트: 1,492 m (33%)
라이닝:
434 m (9%)
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터널 표준 단면도
라이닝 콘크리트 시공 순서도
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터널일반사항
터널표준 단면
도
CL궤 심
구 심C
L
궤 심C
L
C
L구 심
설계굴착면
부직포 및 방수막
ts
숏크리트 fck=21MPa
부직포 및 방수막
2.705
2.810
350
(300)
350 ts
(300)
S.L
ts
350
2.510
ts
500
350
ts
6.715
500
800
800
100
350 550
(300)
500
F.L
측방향 배수관
바닥 콘크리트
유공 PVC
fck=24MPa
나선호스 (φ 150)
ts
350
(300)
중앙배수관
유공흄관 (φ 300)
콘크리트라이닝 fck=24MPa
비닐쉬트 및 부직포
기초콘크리트 fck=18MPa
100 350
550
250
R.L
F.L
측방향 배수관
유공 PVC
나선호스 (φ 150)
400
150
150
2.810
2.810
6.320
(6.220)
곡선 R=350
350 ts
(300)
ts
350
콘크리트라이닝 fck=24MPa
500
S.L
2.470
6.630
(6.530)
콘크리트라이닝 fck=24MPa
350
350 ts
(300)
콘크리트라이닝 fck=24MPa
R.L
100
설계굴착면
숏크리트 fck=21MPa
중앙배수관
유공흄관 (φ 300)
바닥 콘크리트
fck=24MPa
2.705
400
150 150
2.705
비닐쉬트 및 부직포
숏크리트 fck=21MPa
350
ts
6.110
곡선 R=900
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터널일반사항
라이닝 콘크리트 시공순
서도
③
1. 인버트 콘크리트 타설
2. 리더 콘크리트 타설
3. 라이닝 콘크리트 타설 (벽체 및 아치부)
②
④
④
②
4. 보도 콘크리트 타설
①
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라이닝 콘크리트 역할
라이닝 콘크리트 균열발생 주요 요인
터널 라이닝 콘크리트의 균열형태
균열폭 억제 방안
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라이닝 콘크리트 균열
라이닝 콘크리트 역
할
 구조적
- 내구성 및 장기 안전율 확보
- 배수형 터널의 경우 필요시 침투수압 지지
 비구조적
- 미관유지 및 공기 역학적 기능향상
- 내부 시설물 설치 위치 제공
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라이닝 콘크리트 균열
라이닝 콘크리트 균열발생 주요
요인
 작용하중에 인한 응력에 의해 발생 되는 것 보다
2차적 효과(건조수축, 온도변화, 변위구속 등)에
의해 주로 발생
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라이닝 콘크리트 균열
터널 라이닝 콘크리트 균열
형태
터널 라이닝 콘크리트 균열형태
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라이닝 콘크리트 균열
균열폭 억제 방
안
계획단계
 콘크리트의 재료특성 검토
 시공이음부 처리
 피복두께 확보 및 균열방지 철근
 온도영향 제어
 배면 공동 Grouting
시공단계
 라이닝 콘크리트 두께 변화 제한(여굴 규모)
 거푸집 탈형 시기
 외적요인(온도, 습도)
 타설 속도 및 충분한 다짐
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콘크리트 품질 개선
거푸집 탈형 시기 및 거푸집 개선
양생 방법 개선
시공이음부 개선
Crown부 뒷채움 개선 / 확인방법
라이닝 철근 개선
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현장개선사례
콘크리트 품질개
선
콘크리트 슬럼프 조정
 당초 : 25-24-150
 변경 : 25-24-180
- 현장 도착 슬럼프 150mm일 경우 타설 위치 도착시(라이닝폼 앞) 슬럼프가 110mm이하 떨어져
관 막힘 및 폐색 현상으로 인하여 Cold Joint가 발생 가능성
- 충분한 워커빌리티 및 펌퍼빌리티 확보
- 구조물의 내구성 향상 및 작업효율 향상
규격
W/C
S/A
W
C
F/A
S1
G
A.D
AD(%)
25-24.0150
42.9
46.9
154
323
36
855
976
0.7
2.51
25-24.0180
42.9
47
155
325
36
854
973
0.8
2.89
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현장개선사례
콘크리트 운송방법 개
선
( 1,000m 압송)
콘크리트 펌프사용(당초)
콘크리트 믹서트럭사용(변경)
 배관길이 연장에 따른 슬럼프 손실발생
 배관길이 축소로 균질의 콘크리트 타설
 관막힘(배관 Plug)발생시 콘크리트 타설중
단
 관막힘(배관Plug) 현상 예방
 Cold Joint 예방
(갱내이동)
(믹서트럭)
(포터블 펌프)
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현장개선사례
거푸집 탈형시기 검
토
 거푸집 제거로 인한 콘크리트 품질 손상이 발생하지 않는 시기에 제
거
 콘크리트 라이닝의 자중을 견딜 수 있는 강도발현 후 제거
 압축강도가 3 Mpa 이상 발현후 제거(시방서 기준)
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현장개선사례
거푸집 탈형시기 검
토
양생온도 20℃, 습도 80% / 고성능 AE감수제(지연형제품) / 항온항습기
시간
시험항목
압축강도
시방기준
24.0Mpa
이상
시험결과
14HR
16HR
18HR
19HR
4.11
5.18
7.25
8.74
4.02
5.33
7.80
9.02
4.23
5.45
7.93
9.21
4.12
5.32
7.66
8.99
비고
고성능AE
감수제
(지연형)
평균
압축강도(Mpa)
25-24.0-180
시험종목
14시간
측정시간
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현장개선사례
거푸집 탈형시기 검
토
양생온도 18℃, 습도 80% / 고성능 AE감수제(지연형제품) / 항온항습기
시간
시험항목
압축강도
시방기준
24.0Mpa
이상
비고
14HR
16HR
18HR
19HR
2.00
3.60
6.39
8.60
1.98
3.75
5.77
7.78
2.26
3.72
5.97
7.74
2.08
3.69
6.04
8.04
고성능AE
감수제
(지연형)
평균
압축강도(MPA)
25-24.0-180
시험결과
시험종목
측정시간
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현장개선사례
거푸집 탈형시기 시기
결정
 터널 내부의 현재온도(20℃) 기준으로 14시간 양생후 거푸집 탈형
가능
 향후 대기온도 저하를 고려하여 터널내부온도 18℃의 압축강도
3Mpa
발현시간인 16시간 양생 적용으로 거푸집 탈형 시간 관리
 향후 터널 내부온도 변화시 재조정 검토
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현장개선사례
라이닝 거푸집 탈형 압축강도 관리
방안
 터널 내부 온도계 설치
1) 터널 내부 온도계 설치
- 라이닝폼마다 최저최고온도계 설치
- 라이닝폼 1개소 선정 자기온습도계 설치
2) 거푸집 탈형 압축강도 측정
- 기온의 변화, 콘크리트 재료변동 시 압축강도 실시 : 탈형시기
조정
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현장개선사례
라이닝 거푸집 샌딩 및
청소
 콘크리트 타설전 이물질을 브러쉬로 제거
 박리제는 유성박리제 사용(PC-30)
 거푸집코팅은 우레탄 수지 계통의 코팅제 사용
 강재거푸집은 20~25회 사용후 샌딩 및 재코팅 실시
(콘크리트 면의 평활도 유지)
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현장개선사례
라이닝 콘크리트 양생방법 개선(1)
문제점
 복공콘크리트 특성상 습윤 양생이 어려움
 건조수축에 의한 균열발생 가능성
 압력살수 시 라이닝 콘크리트 표면 손상우려
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현장개선사례
라이닝 콘크리트 양생방법 개
선(2)
 라이닝 폼 탈형후 살수대차를 이용 습윤상태 유지
 노즐구경을 조절하여 안개 상태로 분무실시
살수대차 운영
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현장개선사례
신축이음부 및 시공이
음부
신축이음부 설치(joint filler=20mm)
 R=350인경우 28m마다 설치(1 SPAN=7m)
 직선구간인경우 30m마다 설치(1 SPAN=10m)
신축이음부
시공이음부
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현장개선사례
신축이음부 및 시공이
음부
조인트 프로파일러(Joint profiler) 설치
 콘크리트 타설시 표면건조수축등에 의한 균열유도를 위해
조인트 프로파일러 시공
 신축이음 및 시공줄눈은 아치, 측벽, 보도, 인버트까지 일치되도록 설치
조인트 프로파일
신
축
이
음
시
공
이
음
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현장개선사례
라이닝 라이닝 뒷채
움
1) 라이닝 콘크리트 배면 공동 원인
 콘크리트 침하 수축에 의해 공동 발생
 콘크리트가 경화되면서 수분의 증발에 의해 체적변화 발생
 숏크리트면의 형상에 의해 콘크리트가 채워지지 않는 부위발생
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현장개선사례
라이닝 라이닝 뒷채
움
2) 천단부 뒷채움 시공
 배면 뒷채움을 위해 파이프 설치(2개소/1SPAN)
- Φ 50m/m(공극채움용)
- Φ 25m/m(공기관용)

라이닝 거푸집 천단부 양단에 각각 매입
 그라우팅 압력은 0.2Mpa이하로 주입
 그라우팅 믹서로 재료혼합 후 그라우팅 펌프로 주입
 주입은 1단계부터 3단계까지 저압에서 단계별로 조정
 주입시 몰탈이 방수지와 라이닝 콘크리트 사이로 새어 나오지 않도록 주의
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현장개선사례
라이닝 라이닝 뒷채
움
3) 라이닝 콘크리트 배면 공동 확인
 GPR(Ground Penetration Radar)공법적용
기본원리
 GPR은 송신안테나로부터 방출된 전자기파가 공간에 위치해 있는 목표물에 반사되어
오면 수신안테나가 탐지하여 그 물체의 위치, 속도등을 파악하는 방법
암반
강지보
1차 라이닝
공동
2차 라이닝
RX
TX
RX
TX
RX
TX
측정방향
터널라이닝 GPR탐사 모식도
터널 배면탐사 (1000MHz 안테나)
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현장개선사례
특징
 조사측선에 따른 연속적 조사가 가능
 구조물 손상이나 누수문제가 발생치 않음
조사방법
 터널비파괴검사에는 450-1200MHZ대역의 GPR탐사기 사용
 안테나를 터널 천정부등 조사지점에 밀착
 측선을 따라 이동하면서 연속적으로 측정
 9호선 일부 공구 실적사례
조사장비
GPR 탐사장비(PulseEkko 1000 System)
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현장개선사례
라이닝 철근 처짐 개
선
방수형 앙카공법
1) 목적
 방수공사후 방수쉬트의 낙하방지
 철근배근시 앙카설치하여 철근지지
 콘크리트 타설시 충격이나 철근자체 중량으로 인한 철근변형 또는 탈락 방지
 철근하중의 지지점 확보 및 방수기능 유지
2) 특징
 숏크리트 면에 물기가 있어도 시공가능
 앙카시공후 바로 철근 고정 배근 가능
 캡너트 스틸과 방수날개가 일체화되어 방수성능 우수
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현장개선사례
라이닝 철근 처짐 개
선
방수형 앙카공법
3) 시공순서
1
2
위치선정 후 방수시트 천공
4
3
숏크리트 드릴링(천공)
5
슬리브 삽입
7
앙카볼트 삽입
6
슬리브 확장 및 앙카고정
방수형 캡볼트 조립
8
방수날개와 시트 열융착
eye 볼트 고정
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현장개선사례
라이닝 철근 처짐 개
선
방수형 앙카공법(종방향 2.35m 간격)
PS-3 TYPE
PS-4,5 TYPE
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현장개선사례
철근 피복용 간격
재
 천단 및 어깨부에 원통형 P.C 제품 간격재 설치(5개/단면)
 콘크리트 펌프 및 압송 파이프내의 잔류콘크리트 재활용
 라이닝 피복두께 유지(8cm)
P.C 간격재 설치 광경
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결언
○ 사전에 철저한 시공 계획 수립
○ 반복 공정인 바, 매 Cycle 단계마다 확인
○ 공사관리자와 근로자의 품질 개선 의식 공유
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감사합니다
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