EXCS14 20 56 프리스트레스트 콘크리트(부대시설편)(고속도로공사 전문시방서)
1. 일반사항
1.1 적용 범위
(1) 프리스트레스트 콘크리트의 적용 범위는 프리스트레스트 콘크리트 공사에 관하여 적용한다.
1.2 참고 기준
(1) 프리스트레스트 콘크리트의 참고기준은
1.3 용어의 정의
내용 없음
1.4 제출물
(1) 프리스트레스트 콘크리트의 제출물은 EXCS 10 10 10에 에 따른다.
1.4.1 시공상세도면
(1) 제작 및 가설순서도 (2) 거푸집 및 동바리 계산서 및 상세도
1.4.2 제품자료
(1) 다음 품목에 대한 제조업자의 제품자료 ① PC강재 ② 쉬스
1.4.3 시공계획서
(1) 사용할 프리스트레싱 장비의 명세 및 PSC 제작 절차서 (2) PSC그라우트의 배합합설계 성과서 (3) PSC그라우팅 작업방법과 장비명세서 (4) 부재의 운반, 보관 및 가설 절차서 (5) 프리스트레싱 작업에 사용할 재료와 방법에 관한 상세서 (6) 공사용 기계기구 및 가설비와 배치
1.4.4 제작장 설치 계획서
1.5 운반, 보관, 취급
(1) PC강재는 제조에서부터 그라우팅까지 항상 물리적 손상, 녹 기타 부식이 생기지 않도록 보호해야 한다. (2) PC 강재 및 쉬스는 직접 흙에 접하지 않도록 하여야 하며, 창고에 저장하던가 또는 창고에 저장할 수 없는 경우에는 덮개를 덮어서 저장하며, 유해한 기름, 염분, 먼지 등이 부착되지 않도록 하고 유해한 부식, 흠, 변형 등이 생기지 않도록 해야 한다. (3) PC 강선 및 PC강 꼬은선을 코일상으로 감아 저장할 때 코일을 감는 지름은 엉켜 감기거나 파손이 생기지 않도록 한다. (4) PC 강봉의 나사부분에 녹막이 도료를 바르고 보호포장을 덮어서 그 품질이 손상되지 않도록 주의한다. (5) 정착장치 및 접속장치는 창고에 저장하여 나사부분이 부식되지 않도록 해야 하고 콘크리트의 접촉부분에는 기름, 먼지 등이 부착되지 않도록 해야 한다. (6) 접착제는 재료분리, 변질, 먼지 등의 불순물이 혼합되지 않도록 저장해야 한다. 저장 기간이 오래된 것은 사용 전에 시험하여 그 품질의 이상 유무를 확인해야 한다.
2. 자재
2.1 재료
2.1.1 콘크리트
(1)콘크리트는 설계서에 규정된 것과 같아야하나 명시되지 않은 경우 콘크리트의 설계 기준강도는 프리텐션 방식일 때 35MPa이상, 포스트텐션 방식일 때 30MPa 이상으로 한다. (2)수급인 또는 프리스트레스트 콘크리트 부재의 제조업자는 공사개시 전에 콘크리트의 배합, 제조, 운반, 부어넣기, 다짐, 양생 및 프리스트레스트 도입 등의 방법을 정하고, 공사감독자의 승인을 받는다.
2.1.2 시멘트
(1) 시멘트 종류는 공사기준에 따른다. 공사기준이 없는 경우는 아래 ①및 ②에 의하여 정하며 공사감독자의 승인을 받는다. ① 프리스트레스트 콘크리트에 적용하는 시멘트는 KS L 5201, KS L 5210, KS L 5211에 따른다. ②충전재용 시멘트 페이스트 또는 모르타르에 사용되는 시멘트는 위의(1)외에, KS L 5210, KS L 5401, KS L 5211에 따른다.
2.1.3 철근
(1) 철근은 KS D 3504에 따른다.
2.1.4 PC강재
(1) PC강선 및 강연선 ① PC강선, 이형 PC강선 및 PC꼬은선은 KS D 7002에 따른다.(2) PC강봉 ① PC강봉 및 이형 PC강봉은 KS D 3505에 따른다.
2.1.5 용접철망
(1) 용접철망은 KS D 7017에 규정된 것으로 직경이 4mm 이상의 것으로 한다.
2.1.6 쉬스
(1) 쉬스는 취급중이거나 또는 콘크리트를 부어넣을 때 변형되지 않는 것이어야 하며, 맞물림부나 이음부로 시멘트 페이스트가 흘러 들어가지 않도록 절연테이프나 용접하여 견고히 한다.
2.1.7 정착장치 및 접속장치
(1) 정착장치 및 접속장치는 정착 또는 접속된 PC강재가 설계에 정해진 인장하중 값에 이르기 전에 파괴되거나 현저한 변형이 일어나지 않는 구조 및 강도를 갖는 것이어야 한다.
2.2 부속재료
(1) 쉬스을 씻기 위한 물은 생석회(산화칼슘)나 소석회(수산화칼슘)를 물 1l당 12g을 함유하고 있어야 하며, 쉬스에 불어넣을 압축공기는 유분이 있어서는 안 된다. (2) 부착시키지 않은 경우의 긴장재 피복재료는 긴장재를 녹슬지 않게 하고 콘크리트에 해를 주지 않으며, 프리스트레스 도입 시에는 긴장재와 콘크리트 사이를 부착시키지 않는 것이어야 한다. (3) 프리캐스트부재의 접합에 쓰이는 콘크리트, 모르타르 및 접착제는 소요의 강도와 수밀성이 있고, 접합부의 시공조건에 적합한 것이어야 한다. (4) 마찰감소재는 프리스트레싱할 때 마찰을 감소시키며, 쉬스 및 콘크리트에 해를 주지않는 것이어야 한다.
2.3 배합
2.3.1 콘크리트
(1)슬럼프 값은 공사기준에 따르나 정한바 없을 때는 180mm 이하로 정하며 공사감독자의 승인을 받는다. (2)프리텐션부재에 사용하는 콘크리트의 염화물량은 염소이온량으로서 0.20kg/m3 이하, 포스트텐션부재에 사용되는 콘크리트의 염화물량은 0.30kg/m3 이하로 한다.
2.3.2 충전재
(1)충전재에 사용하는 물은 충전재 및 긴장재에 나쁜 영향을 주는 물질을 포함해서는 안 된다. (2)충전재에 사용하는 혼화재료의 사용여부, 품질 및 사용방법에 대해서는 미리 이를 검토하여 공사감독자의 승인을 얻어야 한다. (3)충전재의 배합은 소요의 유동성, 팽창성 및 압축강도가 나오도록 정한다. 단위 수량은 충전에 필요한 유동성이 얻어지는 범위 안에서 가능한 한 작게 하고, 물‐시멘트는 45 ％ 이하로 한다. (4) 충전재의 품질은 다음 조건을 표준으로 한다. ①반죽질기는 덕트의 길이 및 형상, 시공시기 및 기온, 강재의 단면적 및 덕트 속에서 차지하는 강재 단면적의 비율 등을 고려하여 시공에 적합한 것을 선정해야 한다. ②팽창률은 10％이하로 한다. 다만, 주입 완료 후 팽창률은 블리딩의 발생이 최대가 되는 시점까지 항상 블리딩률 보다 높아야 한다. 일반적으로 교반 종료 후 주입은 30분 이내에 한다. ③ 블리딩율은 3％이하로 하며 시험방법은 KS F 2433에 따른다. ④재령 28일의 압축강도는 20MPa 이상이어야 한다. 압축강도의 시험방법은 KS F 2426에 따른다. ⑤ 충전재의 전 염화물의 이온량은 0.30kg/m3 이하로 한다.
2.4 PC강재의 조립
2.4.1 프리텐션방법의 PC강재 배치
(1) PC강재는 설계도에 따라 정확히 배치한다. (2) PC강재의 위치가 설계도에 나타나 있지 않은 경우에는 부재 단부에서 PC강재간의 간격은 원칙적으로 공칭지름의 3배 이상이고 동시에 굵은골재 최대치수의 1.25배 이상으로 한다.
2.4.2 포스트텐션방식의 PC강재의 배치
(1) PC강재는 설계도에 따라 소정의 위치에 배치하고 콘크리트 부어넣기시 위치가 바뀌지 않게 견고히 조립한다. (2) 부재단부에서 정착장치의 배치는 공법에 의하여 안전하게 한다. (3) 쉬스 상호간의 간격은 30mm 이상인 동시에 굵은골재 최대치수의 1.25배 이상으로 한다. (4) 포스트텐션 PC강재는 승인된 영구적인 형태의 정착장치로 양단을 안전하게 정착시켜 놓아야 한다. 이때 이 정착 장치는 PC강재의 최소 인장응력의 95％ 이상이 되는 하중을 지지할 수 있는 구조로 되어 있어야 한다. (5) 정착 장치로부터 하중이 콘크리트에 효과적으로 분배되도록 승인된 장치를 사용해야 하며, 이 승인된 장치는 아래 요건을 만족시켜야 한다. ① 판이나 조립부분품등의 하중 분배장치 바로 밑의 콘크리트에 작용하는 최종 단위 압축응력은 사용 콘크리트의 허용압축응력을 넘지않아야 한다. ② 프리스트레싱의 도입으로 하중분배장치용 판이나 유사한 조립부분품에 생기는 휨응력은 그 재료의 항복점 응력을 초과하지 않아야 하며, 공사감독자의 결정에 따라 극한 하중의 100％를 재하했을 때 앵커플레이트에 눈에 뜨이는 비틀림이 있어서는 안 된다. ③ 수급인은 콘크리트에 압축응력을 효과적으로 분배하기 위하여 충분히 큰 정착장치를 하여야 한다. 아울러 콘크리트 속에 강 격자를 묻는 경우에는 별도의 응력분배장치를 생략할 수 있다. ④ 포스트텐션 정착장치의 조립부품의 끝을 콘크리트로 피복하지 않을 경우 설계서에 별도로 규정되어 있지 않는 한 정착장치의 PC강선의 끝과 정착장치의 모든 부분이 부재의 단부에서 부재 내측으로 최소 50mm 이상 들어가도록 묻어 넣어야 하며 프리스트레스 도입 후 끝부분을 그라우트로 채워 매끈하게 하여야 한다. (6) 콘크리트를 부어넣기 전에 PC강재의 배치 등에 대하여 공사감독자의 지시에 따른다.
2.5 자재 품질관리
2.5.1 시험
(1) 본 절의 품질관리사항은
3. 시공
3.1 시공조건 확인
(1) 수급인은 프리스트레스 도입 작업을 시행하기 전에 사용장비, 재료, 시공방법 등에 대한 제반의 상세한 내용을 제출하여 공사감독자의 확인을 받아야 한다. (2) 프리스트레스 도입방법을 이행하는데 있어 필요한 재료의 설치, 프리스트레스 도입장비 사용을 주관하여 지도를 할 수 있는 기술자를 확보하여야 한다. (3) 프리스트레스트 구조물의 콘크리트 및 철근의 시공시 수급인은 필요시 구조검토 및 시공상세도면을 작성하여 공사감독자의 승인을 받은 후 변경하여 시행할 수 있다.
3.2 작업준비
(1) PC부재의 제작장소는 공사감독자의 확인을 받은 장소에서 제작하여야 한다. (2) 제작장은 침하되지 않도록 잘 다진 후 기초 콘크리트를 쳐야 하며, 물이 고이지 않도록 하여야 한다. (3) 제작대와 거푸집은 콘그리트 타설중 변형이 있어서는 안되며, 제작된 빔은 전도되지 않도록 견고하게 지지하여야 한다.
3.3 시공기준
3.3.1 PC강재의 배치
(1)PC강재는 설계서에 표시된 위치에 정확히 배치해야 하며 콘크리트 타설 및 양생중 움직이지 않도록 고정하여야 한다. (2)쉬스는 용접하거나 또는 연결 이음장치로 조립하여야 한다. 연결 이음장치는 도금할 필요가 없으며, 배치된 원상태를 그대로 유지할 수 있어야 한다. 쉬스 단면사이의 이음은 이음부에서 굴곡에 의한 변형이 생기지 않도록 금속 연결을 하며 방수테이프로 밀봉하여야 한다. (3)모든 쉬스 및 정착장치는 프리스트레스 도입 후 그라우트를 주입할 수 있도록 파이프나 또는 적절한 기타 연결부를 갖추어 조립하며 이동이 없도록 안전하게 제자리에 정착시켜야 한다. (4)쉬스의 끝은 항상 물이나 오물이 들어가지 않도록 필요한 마개를 하여야 한다. 연속구조물의 모든 쉬스에는 각 중간지점과 설계서에 표시된 추가위치에 구멍을 내야 한다. 구멍의 최소직경은 13mm 파이프를 사용한다. (5)쉬스와 쉬스의 연결은 금속제 구조용 연결부를 사용하며, 구멍은 모르타르가 유입되지 않도록 테이프로 막고, 필요한 경우 구멍을 통해 그라우트를 주입한 후 구멍을 막을 수 있는 수단을 강구해야 한다. 구멍의 끝은 그라우팅이 완료된 후 표면에서부터 25mm까지 제거한다. 버팀줄이나 블록, 타이, 행거 기타 승인된 지지 장치로 거푸집과의 거리를 유지하여야 한다. (6)쉬스과 거푸집과의 접촉방지를 위해 사용되는 간격재는 승인된 모양과 치수의 프리캐스트 모르타르 블록이어야 하며, 쉬스와 쉬스 사이에는 모르타르블록이나 기타 적절한 방법으로 간격을 유지하여야 한다. 다만, 목재로 된 간격재를 사용해서는 안 된다. (7)포스트텐션 부재를 제작하여 장기간 동안 인장과 그라우팅작업을 하지 못할 경우에는 PC강재에 녹이 발생하지 않도록 하여야 한다.
3.3.2 PC강재의 피복두께
(1)PC강재에 대한 콘크리트 피복두께는 명시된 도면에 따르나 정한 바가 없을 때에는 아래 (2) 또는 (3)에 의해 정하고 공사감독자 승인을 받는다. (2)피복두께는 내력벽, 기둥, 보에 대해서는 50mm 이상, 내력벽 이외의 벽 혹은 슬래브에 대해서는 35mm 이상, 직접 흙에 닿는 부분(기초 제외)에 대해서는 60mm 이상, 기초(단, 연속기초에서 기초판위의 흙에 묻히는 벽체부분은 제외)에 대해서는 기초콘크리트 부분을 제외하고 80mm 이상으로 한다. (3)구조상 경미하든가 또는 교환 가능한 프리텐션 부재로서 단선 또는 2본을 꼬은선 또는 이형 3본 꼬은선을 다수 분산 배치한 경우의 피복두께는 20mm 이상, 기타 강재를 배치하는 경우에는 35mm 이상으로 한다.
3.3.3 긴장작업
(1) 일반사항 ①수급인은 PC강재를 인장하기 전에 인장방법, 장비 및 순서 등을 기재한 시공계획서를 공사감독자에게 제출하여 확인을 받아야 한다. ②프리스트레스를 도입할 때의 콘크리트는 도입된 응력에 견딜 수 있도록 충분한 강도를 가져야 한다. 별도지시가 없는 한 프리스트레스를 도입할 때의 콘크리트 압축강도는 최대압축응력의 1.7배 이상이어야 하며, 프리텐션 방식에서는 30MPa 이상, 포스트텐션 방식에서는 27MPa 이상이어야 한다. ③인장작업은 반드시 안전조치를 취하고 공사감독자 입회하에 실시하여야 하며, 인장작업 후 인장력과 강재의 신장량등 인장에 관한 기록을 공사감독자에게 제출하여야 한다. ④설계상의 인장력 및 늘음량 값과 실제 긴장시의 값이 5% 이상의 편차를 보일 경우에는 지체없이 작업을 중지하고, 전문가의 자문을 받아 그 원인을 조사하여 대책을 강구하여야 한다. (2) 포스트텐션닝 ①콘크리트가 소정의 강도에 달한 후 요구하는 인장력이 얻어질 때까지 PC강선을 잭크로 인장하고, 정착장치에 응력을 전달시킨다. ②콘크리트의 압축강도가 설계에 규정된 응력 도입시의 압축강도에 도달하기 전까지는 현장타설 콘크리트에 포스트텐션을 가해선 안 된다. ③거더의 측면 거푸집은 포스트텐션닝 전에 제거하여야 하며 상부구조를 지지하는 동바리는 그라우팅 후 최소한 48시간이 경과하지 않았거나 모든 조건이 만족된 후가 아니면 해체해서는 안된다. 지지동바리는 상부구조의 동바리를 제거하는데 영향을 받지 않고, 포스트텐션을 주는 동안 줄어들지 않도록 시공하여야 한다. ④박스형 거더의 내측 거푸집은 건조수축이 포스트텐션에 의해 거더가 수축되는 것을 억제하는 작용이 최소가 되도록 조립하여야 한다. ⑤인장작업은 인장력과 PC강재의 신장량을 동시에 측정하면서 수행하여야 한다. 연속 포스트텐션 부재의 PC강선의 강선의 양단에서 인장하여야 한다. (3) 프리텐션닝 ①콘크리트의 소요강도가 얻어진 후 절단 등 필요한 작업을 할 수 있도록 단위부재 양끝 사이의 간격은 충분히 유지하여야 한다. ②각 부재의 콘크리트내의 응력 도입은 부재의 횡방향 편심이 최소가 되도록 하여야 한다. (4) 응력손실 ① 초기도입 응력은 설계서에 표시된 응력 이상 유지되도록 하여야 하며 유효응력은 강선의 마찰손실, 콘크리트의 탄성변형, 콘크리트의 건조수축, 크리이프, 강재의 리랙세이션 및 기타의 모든 손실이 완료된 후 PC강재에 남아 있는 응력만을 고려하여야 한다. (5) 인장장치의 캘리브레이션은 다음 시기에 반드시 실시하여야 한다. ① 최초의 프리스트레싱 직전 ② 잭 또는 펌프수리 및 조합변경시 ③ 압력계의 0점이 이동되었을 때 ④ 약 50본의 케이블을 인장한 후 ⑤ 장기작업 중단 후 작업 재개시 ⑥ 계산치와 측정치가 현저히 다를 때
3.3.4 그라우팅
(1) 일반사항 ① PC 그라우트는 프레스트레싱이 끝난 후 가능한 빨리하여야 한다. ② 쉬스은 그라우트 주입 전에 압축공기로 물을 흘러내어 깨끗이 씻어내 충분히 적셔 놓아야 한다. ③ 쉬스내 PC강재 사이의 공간을 그라우트로 채워 PC강재를 콘크리트에 부착시킨다. ④ 그라우트의 적정한 혼합비를 결정하기 위해서는 점성도시험, 팽창성시험, 블라이딩 시험 및 압축강도시험을 하여야 한다. (2) 시공장비 ①그라우트 장비는 눈금의 간격이 2MPa 이하로 표시되어 있는 압력 게이지가 부착된 것을 사용하여야 한다. 또한 쉬스 안에 부분적으로 그라우팅된 것을 청소할 수 있도록 1.5MPa 이상 펌핑압력을 낼 수 있는 청소용 장비를 갖추고 있어야 한다. ②모든 쉬스를 깨끗하고 그라우팅 작업을 방해하거나 그라우트의 부착을 저해하는 유해 물질이 없어야 하며 모든 그라우트 혼합물은 그라우트 펌프에 넣기 전에 최대 1.2mm 눈금의 굵은 체로 걸러야 한다. ③그라우팅 주입 파이프에는 기계식 차단밸브장치가 있어야 하며 중간의 구멍 및 배출 파이프에는 밸브, 캡, 또는 기타 펌핑압력을 지탱할 수 있는 장치가 있어야 한다. 밸브와 캡은 그라우트가 경화할 때까지는 제거해서는 안 된다. ④강재는 콘크리트에 부착되어야 하며, PC강재에는 먼지, 뜬녹, 그리스 또는 기타 유해물질이 없어야 한다. ⑤믹서는 혼합조와 주입조가 분리되어 있어 연속작업이 가능하여야 하며, 일정한 물시멘트비가 유지되도록 하여야 한다. ⑥주입이 끝날 때까지 그라우트 모르타르를 천천히 교반할 수 있는 교반기를 갖추어야 한다. (3) 비비기와 휘젓기 ① 비비기의 순서는 먼저 물을 믹서에 투입하고 이어 시멘트와 혼화제를 투입한다. 그라우트는 비비기가 잘되고 균질의 그라우트를 생산할 수 있는 형태의 기계식 혼합장비로서 혼합하여야 한다. ② 물의 양은 시멘트 1포대(40kg)당 18L를 넘지 않아야 한다. 또한 그라우트의 되비비기는 허용되지 않으며 펌프로 주입하기 전까지 계속 되섞어야 한다. ③ 그라우트는 주입이 끝날 때까지 천천히 휘젓기를 하여야 한다.
(4) 주입 ①콘크리트 치기가 완료되면 지체없이 쉬스 안에 유분이 없는 압축공기로 쉬스 내어 모르타르를 굳기 전에 제거해야 하며, 콘크리트를 친 후 대략 24시간이 경과한 후 쉬스 내부를 물로 청소하고 유분이 없는 압축공기로 청소한다. ②박스거더의 내부 거푸집을 설치하기 전에 수급인은 공사감독자에게 모든 쉬스이 막히지 않았음과 PC강재를 배치한 경우라도 자유롭고 부착되지 않았음을 확인하여야 하며, 강재에 요구되는 인장력이 가해진 후에는 PC강재를 싸고있는 쉬스 안에 PC강재가 부착되지 않았음을 확인하여야 한다. 또한 강재에 요구되는 인장력이 가해진 후 PC강재를 싸고 있는 쉬스 안에 유분이 없는 압축공기를 불어넣어 청소를 하고 쉬스의 낮은 쪽으로부터 그라우트하여 완전히 채워야 한다. ③그라우트는 펌프로 쉬스을 통해 채워 넣어 물, 슬래그 또는 공기가 출구로 나오지 않을 때까지 흘려 버린다. 배출되는 그라우트의 유출시간은 11초 이상으로 한다. 그 후 모든 구멍 및 열려진 곳을 닫고 주입단에서의 그라우팅 압력이 최소한 0.7MPa가 되도록 높혀 최소 11초간 유지한다. ④그라우트의 팽창제로 알루미늄 분말을 사용할 때에는 그라우트에 사용할 시멘트 1포대당 2~4g(1~2티스푼)씩을 첨가한다. 알루미늄 분말은 중량비 1:50의 비율로 화산재나 기타 불활성 분말을 섞어 사용하며, 이 혼화제는 물을 첨가하기 전에 혼합물이 물에 뜨는 것을 방지하기 위하여 시멘트 및 모래와 잘 혼합한 후 물을 넣어야 한다. ⑤시멘트 1포당 혼화제의 사용량은 그라우트의 온도 21 ℃일 때는 0.13kg, 4℃일 때는 0.2kg로 변화한다. 모든 성분을 첨가한 후 1배치를 3분간 혼합한다. 혼합이 완료된 배치는 45분 내에 주입해야 한다.
3.4 공사기록
(1) 작업의 공정, 시공방법, 프리스트레싱 및 포스트텐션닝 위치 및 방법, 콘크리트의 양생방법, 기상 시행한 시험, 기타 특기할 만한 사항은 기록해두어야 한다. (2) 콘크리트의 관리, 프리스트레싱의 관리, 그라우트 관리등에 대한 사항 및 거푸집, 철근, 쉬스등의 배치에 대한 사항은 반드시 기록으로 남겨야 한다. (3) PC 및 포스트텐션의 정확한 위치를 건물에 기록하고 준공도면에도 명시해야 한다.