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문제 정의
- 섬유보강 숏크리트의 적용에 따른 숏크리트의 현장 섬유의 사용량을 규정할 수 있는 규정을 추가적으로 제시하였다.
가설 설정
- (1) 숏크리트의 휨강도 및 휨인성의 성능 목표는 재령 28일 값을 기준으로 설정하여야 한다. 휨강도 및 휨인성 시험은 KS F 2456의 방법에 따라 실시하며 목표 휨인성의 설정은 등가 휨강도 및 휨인성지수로 설정할 수 있다.
제안 방법
- 또한 숏크리트의 장기강도와 부착강도(영구지보재일 경우)의 기준을 제시하였으며, 이때 그 결정 값은 국내의 숏크리트에 대한 기준을 통일할 수 있는 범위로 결정하였다. 특히 숏크리트의 장기강도는 숏크리트의 내구성과 관련된 것으로 사용수명을 중요시하는 흐름에 합리적으로 개정되었다.
- 숏크리트 시공에 있어서는 기존 시방서의 산악터널 뿐만 아니라 터널, 지하 공간, 보수보강, 사면안정 측면을 고려하여 사전 준비, 작업 등을 자세하게 규정하였고, 영구지보재에 대한 숏크리트의 시공에 대한 부분도 포함하여 개정하였다. 특히 시공부분에서는 현장 품질관리에 대한 내용을 자세하게 규정하였다.
- 숏크리트의 제조에 있어서도 분말급결제와 액상급결제가 많이 적용되고 있어 이를 저장할 수 있는 설비에 대한 기준을 추가하였고, 섬유보강재를 적용하기 위한 설비 등에 대한 규정을 제시하였다.
- 숏크리트의 현장 품질관리측면에서 중요하게 고려되고 있는 두께 및 변상검사에 있어서 두께관리 방법을 제시하였으며, 숏크리트가 영구지보재로 적용되었을 때 실시하게 되는 품질관리 규정을 포함하여 개정되었다.
- 일반사항에서는 숏크리트의 적용범위를 기존 산악터널에서 터널, 지하공간, 사면안정, 구조물 보수보강 등으로 확대되도록 수정하였다. 1.
- 재료의 관리측면에서는 숏크리트의 성능에 가장 큰 영향을 미치는 급결제의 자재관리 측면을 보다 세밀하게 제시하는 방향으로 개정하였다.
이론/모형
- (1) 숏크리트의 휨강도 및 휨인성의 성능 목표는 재령 28일 값을 기준으로 설정하여야 한다. 휨강도 및 휨인성 시험은 KS F 2456의 방법에 따라 실시하며 목표 휨인성의 설정은 등가 휨강도 및 휨인성지수로 설정할 수 있다.
성능/효과
- (1) 숏크리트에 사용하는 재료 및 배합은 숏크리트의 용도, 적용 목적, 소요의 뿜어붙이기 성능, 숏크리트의 초기 및 장기강도와 그 밖의 필요한 성능을 만족하는 범위 내에서 단위 수량과 급결제의 사용량을 적게 하여야 하며, 뿜어붙이기 장비 및 재료 입수의 난이도 등을 포함한 경제성까지도 고려하여 정하여야 한다.
- (1) 영구지보재로 숏크리트가 사용되었을 경우 의 현장 품질관리 사항 이외에 정기관리로 부착강도, KS F 2456에 의한 동결융해저항성 시험 및 KS F 2711에 의한 투수저항성 시험을 실시하여 목표로 하는 소정의 성능을 발휘하여야 한다.
- (1) 일반 숏크리트의 장기 설계기준강도는 재령 28일로 설정하며 그 값은 21 MPa 이상으로 한다. 단, 영구지보재 개념으로 숏크리트를 타설할 경우에는 설계기준강도를 35 MPa 이상으로 한다.
- (1) 철망을 사용할 경우에는 원칙적으로 용접철망으로 하고, KS D 7017에 적합하며 숏크리트 공법에 적합한 것으로 하여야 한다.
- (2) 강섬유는 KS F 2564에 적합한 것 중에서 숏크리트 공법에 적합한 것을 사용하여야 한다.
- (2) 급결제의 첨가량은 시공조건, 사용재료, 조기 강도 발현 효과, 장기강도의 저하정도 등을 고려하여 결정되어야 한다.
- (2) 분말 급결제의 저장설비는 분말 급결제의 습기 흡수를 방지할 수 있는 것이어야 한다. 또한 액상 급결제의 경우에는 급결제의 분리 등을 방지할 수 있는 저장설비를 갖추어야 한다.
- (2) 영구지보재로 숏크리트를 적용할 경우 구조적 안정성과 박락에 대한 저항성을 확보하기 위해 암반 및 숏크리트 각 층간의 부착강도를 높일 필요가 있으며 재령 28일 부착강도는 1.0 MPa 이상이 되도록 관리하여야 한다.
- (3) (2) 이외의 섬유에 대해서는 소요의 품질을 얻는데 적합하다는 사실을 확인한 후 사용하여야 한다.
- (3) 보수·보강 재료는 대상구조물에 대하여 비교적 얇은 부재에 의하여 소요의 목적을 이루는 것이기 때문에 사용하는 재료는 강도, 내구성, 수밀성이 특히 우수한 것으로 결정하여야 한다.
- (3) 비탈면, 법면 또는 벽면의 풍화나 박리, 박락의 방지를 위하여 숏크리트를 적용할 경우에는 적용 목적에 일치하도록 재료, 배합 등을 결정하여야 한다.
- (3) 섬유를 사용할 경우 배치 플랜트에는 섬유를 개량하기 위한 호퍼 및 자동계량 기록 장치를 설치해야 하며, 계량오차는 ± 3% 이내이어야 한다.
- (3) 숏크리트의 조기 강도 발현 효과가 좋고 장기강도의 감소를 최소화할 수 있으며, 인체에 유해한 영향이 없는 급결제를 사용하여야 한다.
- (3) 영구지보재로 숏크리트를 적용할 경우 절리와 균열의 거동에 저항하기 위하여 휨인성 및 전단강도가 우수하여야 한다.
- (5) 숏크리트의 펌핑성 및 유동성을 향상시키기 위하여 공기연행제, AE 감수제, 감수제 및 고성능 감수제, 고성능 AE 감수제 등을 사용할 경우 KS F 2560에 적합한 것을 사용하여야 하며, 유동화제를 사용할 경우에는 KCI-AD101에 적합한 것을 사용하여야 한다.
- 1) 숏크리트의 두께는 시공시에는 핀 등을 이용하여 측정하고 정기관리를 위해서는 천공하여 측정하여야 한다.
- 2) 숏크리트의 두께는 검측된 평균 두께가 설계두께 이상이어야 하며 검측된 최소두께는 설계두께의 75% 이상이어야 한다.
- 3) 숏크리트의 두께 측정결과, 두께가 설계두께에 미달하는 구간은 좌우 1m 범위 내에서 재측정하여 상기 (2)항과 같은 기준으로 판정하고 재측정결과 판정 기준에 미달하면 표본면적으로 대표된 전 면적을 설계두께 이상으로 보완하여야 하며, 보완시공의 최소 두께는 30 mm 이상으로 하여야 한다.
- 2009년도 개정 콘크리트표준시방서에는 기존 시방서에서 숏크리트의 적용범위를 산악터널로 한정하여 제정되어 있는 내용을 터널, 지하공간, 사면안정, 보수보강 등으로 숏크리트가 적용되고 있는 모든 분야를 포함하도록 하였으며, 현재 숏크리트에 대한 규정을 가지고 있는 각종 국내 시방서를 통합할 수 있는 내용으로 개정되었다. 또한 현재 숏크리트의 장기내구성 측면과 영구지보재로써의 역할을 요구하고 있어 이러한 내용을 추가하여 점진적으로 합리적인 시방서로 개정된 변화를 보여주었다.
후속연구
- (2) 숏크리트는 터널 및 지하공간 구조물의 조기 안정화와 굴착후 지반이완 및 외력에 대한 안정성 확보를 목적으로 한 임시지보재의 역할과 영구적으로 구조체의 역할을 하여 장기간의 구조적 안정성 확보를 목적으로 하는 영구 지보재 역할로 대별되므로, 적용 목적에 따른 숏크리트의 요구 성능과 품질을 검토하여 그 기능을 결정하여야 한다.
- (6) 그 밖의 혼화재료를 사용할 경우에는 소요의 성능이 얻어지며, 또한 숏크리트에 나쁜 영향을 주지 않는 것을 미리 확인하여야 한다.
- 3에 따른다. 또한 급결제에 품질시험 결과는 급결제의 투입시기 및 공시체 제조방법(건식 또는 습식), 사용 골재, 다짐방법에 따라 상이한 결과를 나타내므로 급결제 투입시기와 공시체 제조방법, 사용골재의 특성, 다짐방법을 고려하여 급결제의 품질시험을 실시하여야 한다.
- 특히 기존 국내·외의 많은 숏크리트 시방서를 통합하는 방향으로 개정되어 실무자들의 적용기준에 대한 혼동을 최소화하도록 하는 방향으로 개정되었다고 할 수 있다. 본 고가 새로운 시방기준을 이해하는데 도움이 되기를 기대한다.
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