얕은기초 공사 시방서
1. 일반사항
1.1 적용범위
- 이 기준은 양질의 지지층이 지표면 가까이 존재하여 얕은기초 형식으로 지지층에 직접 지지되는 교량 기초공사와 상부구조로부터의 하중을 기초로 전달하는 구체의 시공에 적용한다.
- 지지층 아래 압축성이 큰 토층이 존재하지 않아서 침하량이 허용값을 초과할 가능성이 없을 때 적용한다.
- 지지층 아래 압축성이 큰 토층이 있다면 깊은기초를 선택하거나 지반개량 등을 전제로 한 얕은기초를 고려해야 한다.
- 얕은기초 적용의 적합성 여부를 판단하기 위해서는 다음 사항을 검토해야 한다.
- 기초지반이 전단파괴에 대해 안전해야 한다.
- 전체 침하나 부등침하가 허용값을 초과하지 않아야 한다.
1.2 참고 기준
1.2.1 관련 법규
내용 없음
1.2.2 관련 기준
- KS F 2444 확대기초에서 정적하중에 대한 흙의 지지력 시험 방법
- KCS 14 20 10 일반콘크리트
- KCS 14 20 11 철근공사
1.3 용어의 정의
- 구체: 교대, 교각의 기초를 제외한 몸체
- 기준변위량: 탄성 기초의 수평방향 지반반력계수를 산출할 때 기준이 되는 변위량
- 기초: 상부구조물의 하중을 지반에 전달하여 구조물의 안정성과 기능성을 갖게 하는 하부구조물
- 얕은기초: 구조체를 지지하기에 적합한 지지층이 지표면 가까운 곳에 존재하여 구조체 하중을 푸팅에 의해 지반에 직접 전달되도록 설치하는 기초 형식
- 깊은기초: 하부구조물 저면으로부터 구조물을 지지하는 지지층까지의 깊이가 기초의 최소 폭에 비하여 비교적 큰 기초 형식을 말하며 말뚝기초, 케이슨 기초 등이 있음
- 설계지반면: 현 지반면에 대하여 장래 지반이 변하는 상태를 고려하여 정한 설계상의 지반면
- 양질의 지지층: 기초로부터의 하중을 안전하게 지지할 수 있는 양질의 지반(암반층, N값이 약 30 이상인 사질토층, N값이 약 20 이상인 점성토층 등으로 충분한 층두께를 갖는 지반)
- 허용변위량: 상·하부구조의 기능성과 안전성이 손상되지 않는 범위 내에서 하부구조가 허용할 수 있는 변위량
- 연직저항력: 극한지지력에 소정의 저항계수를 곱한 지지력과 허용변위량으로부터 정하여지는 지지력 중 작은 값
1.4 제출물
- 수급자는 공사시방서의 기준(공사종류별, 시기별)에 의한 시공계획서를 공사 착수 전 공사감독자에게 제출한다.
- 지반조건
- 설계 시에 행하였던 지반조사 결과에 관하여 충분히 검토하고, 하부구조의 기초 형식이나 지반의 상황에 따라 정밀한 보링이나 각종 시험을 보충하는 등 보다 면밀한 조사를 시행해야 한다.
- 재하시험 보고서: 시험 1주일 전에 재하시험 계획서를 작성해야 한다. 재하시험이 완료되면 해당분야 전문기술자의 검토를 받아 각 시험에 대한 시험보고서를 제출해야 한다.
- 건전도시험 보고서: 얕은기초에 대한 건전도 확인검사 결과보고서를 작성하여 제출한다.
- 세굴방지계획서
- 설계도서 검토 및 시공 상세도
- 품질관리 계획서
- 안전관리 계획서
- 지하매설물 처리 계획서
- 환경관리 계획서
2. 자재
2.1 콘크리트
- 콘크리트와 관련된 사항은 KCS 14 20 10의 해당요건을 따른다.
2.2 철근
- 철근과 관련된 사항은 KCS 14 20 11의 해당요건을 따른다.
3. 시공
3.1 기초 깊이
3.1.1 기초의 시공 깊이
- 설계 시 도면 등 계약 문서에 명시되어 있는 기초 바닥의 높이(설계지반면)는 필요에 따라 구체와 기초의 안정성을 만족하는 범위 내에서 공사감독자의 승인 하에 조정할 수 있다.
3.1.2 기초 깊이의 승인
- 굴착 완료 후 굴착 깊이와 기초 재료에 대한 공사감독자의 승인이 있기 전까지 수급인은 콘크리트 혹은 기초 시공에 관련된 어떠한 재료도 설치할 수 없다.
3.2 기초시공 준비
3.2.1 공사착수 전 조사 및 확인사항
- 지하매설물 및 지상 장애물을 공사 착수 전에 조사하여 공사감독자에게 서면으로 제출하고, 그 대책 방법을 강구해야 한다.
- 필요에 따라 지반조사를 하고, 지반조건 및 현장조건이 설계된 기초공법에 적합한 지 확인해야 한다.
3.2.2 기존시설물의 처리
- 공사 착수 전에 관련되는 모든 기존시설에 대한 설치 깊이와 규모를 확인하여 토공작업으로 인한 피해가 없도록 해야 한다.
- 도면에 표시되지 않은 사용 중인 지하시설물이 발견되면 공사감독자에게 통보하고 적법한 절차에 따라 이설해야 한다.
3.2.3 기초터파기, 배수 및 바닥면 마무리
- 기초터파기 경사는 토질조건과 지하수의 상태 등에 따라 안전한 굴착면 경사를 유지해야 하고, 필요시 가설 토류벽을 설치해야 한다.
- 기초바닥면은 기초구조의 평탄성과 계획 높이를 유지하기 위하여 평탄하게 마무리해야 한다.
- 기초바닥재로 75mm 이상의 조약돌을 깔 경우에는 막자갈 또는 쇄석 등의 채움재료로 공극을 메우고 소형 롤러 또는 래머 등으로 다짐을 해야 한다.
- 기초바닥재로 자갈 또는 모래를 깔 경우 재료를 깐 후 소형 롤러, 래머 등으로 다짐을 하여 설계두께로 마무리해야 한다.
- 암반지지 기초의 경우 바닥면의 경사가 1:4 이상인 경우 계단식 또는 톱니식으로 마무리해야 한다.
- 바닥면에 용수, 우수 등의 유입이 우려될 경우에는 적절한 배수처리를 해야 한다.
- 바닥면이 암반일 경우에는 돌부스러기 등 이물질을 완전히 제거해야 하고, 토사일 경우에는 적절한 다짐장비로 충분한 다짐을 해야 한다.
- 암굴착면의 요철은 ±100mm 이내로 하며, 암질에 따라 여굴이 발생할 경우에는 빈배합 콘크리트로 저면을 마무리한다.
- 교량기초가 비탈면에 설치되는 지점은 기초터파기 부분의 되메우기 시 비탈면이 원래 상태로 복구되도록 되메우기를 해야 한다.
3.2.4 비탈면 안정
- 경사가 급한 위치에 놓이는 교대의 기초터파기에 있어서는 시공 중이나 교량구조체 완성 후 비탈면 안정에 대한 검토를 해야 한다.
- 비탈면에 놓이는 교대의 기초터파기 부분을 되메우기는 원래 상태의 비탈면이 형성되도록 복구한 후 식재정비를 하여 녹지축을 복원해야 한다.
3.3 지지층 검사
- 기초바닥면의 실제조건과 지반조사 자료를 비교·검토하고 공사감독자의 검사를 받아야 한다.
- 지지층의 안전성은 KS F 2444 결과에 기초의 크기효과를 고려하여 연직저항력을 만족하는지 확인해야 한다. 단, 지지층이 보통암 이상으로 견고하여 평판재하시험이 불필요한 경우 암반의 불연속면 조사, 암석의 일축압축강도 시험 등을 실시하여 설계지지력을 간접적으로 확인할 수 있다. 이 경우 지지층의 암판정은 공사감독자의 검사를 받아야 한다.
- 지지층 검사가 끝나면 즉시 빈배합 콘크리트로 고르기를 할 수 있도록 준비해야 한다.
3.4 되메움
- 구조물 설치 완료 후 굴착된 공간은 인접 지반 높이까지 되메움을 실시한다. 이 때, 되메움재는 인접지반 정도의 밀도까지 충분히 다짐해야 하며, 표면을 깔끔하게 정리한다.
- 교각부의 채움은 양쪽에서 동시에 동일한 높이로 되메우기 한다. 콘크리트와 접하는 경계부의 되메움재에 포함된 자갈은 최대 크기가 75mm보다 작아야 한다. 성토 시공 시 다짐은 한 번에 실시하는 층의 두께가 150mm보다 작아야 한다.
3.5 시공기록
- 기초공의 시공에 관한 전반적 기록은 다음 사항이 포함되어야 한다.
- 공사명, 공사개소, 사업주체, 시공자, 시행공정
- 완성된 기초공의 제원, 배치도, 구조도, 지반의 개요
- 임시가설비의 배치와 능력, 시공방법, 기계기구
- 각종 조사 및 시험성과
- 환경대책 및 안전대책
- 시공 중에 발생한 특수상황과 그 대책
- 각 공정의 시공기록, 사진 등
3.6 교대공사
3.6.1 활동방지벽
- 거푸집 설치 시 기초부위에 먼저 타설한 콘크리트 바닥과 거푸집이 접하는 부위에 틈이 발생하는 경우 모르타르 등으로 틈을 메워야 한다.
- 거푸집 설치 완료 후 나타나는 여굴 부분에 대해서는 채움콘크리트를 타설하여 채워야 한다.
- 채움콘크리트 양생 후 거푸집을 해체하고 활동방지벽과 바닥판의 철근배근 및 콘크리트를 일체로 시공해야 한다.
3.6.2 벽체콘크리트 타설
- 벽체구조의 특성상 하단부분의 콘크리트는 재료분리가 발생할 우려가 있으므로 주의해야 한다.
- 콘크리트 타설을 연속으로 수행하여 콜드조인트가 발생하지 않도록 해야 한다.
- 벽체콘크리트가 설계강도 이상이 되도록 양생된 후에 벽체 배면 뒤채움을 시행해야 한다.
3.6.3 콘크리트공
- 콘크리트공과 관련된 사항은 KCS 14 20 01의 해당요건을 따른다.
3.6.4 철근공
- 철근공과 관련된 사항은 KCS 14 20 11의 해당요건을 따른다.
3.6.5 뒤채움 및 배수공
- 교대의 뒤채움 작업은 구조물에 손상이 없도록 콘크리트가 충분히 양생된 후에 시행해야 한다.
- 뒤채움 부분이 좁아 다짐작업이 곤란한 경우 탬퍼, 래머 등을 사용하여 설계에 제시한 조건에 맞게 다짐작업을 하며, 다짐이 불가능하거나 구조물의 안정성에 문제가 있을 것으로 판단되는 경우 유동화 채움공법을 고려할 수 있다.
- 교대 뒷면에는 유입수가 고이지 않도록 뒤채움 재료를 양질의 토사(잘 다져지고 투수성이 좋은 재료)로 하고 적절한 배수조치를 해야 한다.
3.6.6 시공 시 유의사항
- 교대의 완성위치는 상부구조의 가설에 직접적인 영향을 미치므로 정확히 마무리해야 한다. 특히 교대 뒤채움 다짐 시 밀림이 생기지 않도록 조치를 해야 한다. 교대 하부가 연약지반인 경우 측방이동에 대한 안정성을 확보하기 위하여 측량 및 계측 등 관리대책을 수립해야 한다.
- 마무리면은 평탄하게 미관성을 고려하여 시공해야 한다.
- 지하수위 아래에 축조되는 구체의 이음부는 철근 부식에 취약하므로 부식방지공법으로 시공해야 한다.
- 구체의 돌출부위에 대한 콘크리트 타설은 연속적으로 시공해야 한다.
- 시공 전 유관기관 담당자 입회하에 지하 터파기 실시 후 본 공사 시행방법을 검토해야 한다.
3.7 교각 공사
3.7.1 시공준비
- 작업지반과 각종 중장비의 진·출입로를 정비하여 작업효율을 높인다.
- 자재적치장 및 작업공간을 확보해야 한다.
- 각종 기계·기구의 점검 및 정비를 철저히 한다.
- 교각의 위치와 표고를 확인하고 시공 중 검측이 용이하도록 수준점이나 점검말뚝을 설치한다.
3.7.2 거푸집 및 동바리 공사
- 거푸집 및 동바리 공사와 관련된 사항은 KCS 21 50 05의 해당요건을 따르되, 아래 사항을 추가하여 적용한다.
- 교각의 높이가 높을 경우에는 안정성과 경제성을 고려하여 활동식거푸집 공법 및 이동식거푸집 공법 등과 같은 특수거푸집 공법을 충분히 검토하여 시공해야 한다.
- 특수거푸집 공법으로 시공할 경우는 별도의 공사시방을 규정해야 한다.
3.7.3 시공 시 유의사항
- 시공 시 유의사항과 관련된 사항은 KCS 14 20 01의 해당요건을 따른다.
3.8 교대 및 교각의 균열방지
3.8.1 교축방향의 수평력에 의한 균열
- 교량 받침부 앵커볼트 부위의 균열방지를 위하여 받침부와 교대 연단과의 일정한 거리를 확보하고 철근으로 보강해야 한다.
- 교량 받침부의 불완전한 기능이나 온도변화 또는 지진 등의 영향에 의해 발생되는 균열방지를 위하여 교량 받침 밑의 철근을 관통하여 배치해야 한다.
3.8.2 짧은 내민보를 갖는 교각의 균열
- 교대 및 교각을 시공할 때는 필요한 기능 및 품질을 손상시키지 않도록 온도균열을 제어하기 위한 대책을 세워야 하며, 이를 위하여 콘크리트의 품질 및 시공방법의 선정, 온도철근의 배치 등 적절한 조치를 취해야 한다.
- 발생 가능한 균열의 폭, 간격, 발생위치 등을 예측하고, 필요한 경우 이를 제어하기 위한 구체적인 방법을 강구해야 한다.
- 교대 및 교각을 시공할 때는 시멘트, 혼화재료, 골재 등의 재료 및 배합의 적절한 선정, 블록 분할과 이음 위치, 콘크리트 타설 시간 간격의 선정, 거푸집 재료 및 종류와 구조, 콘크리트 냉각 및 양생방법 등을 검토해야 한다.
- 필요한 경우, 신축이음이나 수축이음을 계획하여 균열의 발생을 제어할 수 있으며, 이때 구조물의 기능을 고려하여 위치 및 구조를 정하고 필요에 따라서 배근, 지수판, 충전재 등을 설치해야 한다.