KDS54 60 00 롤러다짐콘크리트댐

1. 일반사항

1.1 목적

(1) 이 기준은 롤러다짐콘크리트댐의 설계에 필요한 체계적인 기준을 제시하는 것을 목적으로 한다.

1.2 적용범위

(1) 이 기준은 롤러다짐콘크리트댐 축조를 위한 RCD공법의 설계에 적용한다.

1.3 참고 기준

1.3.1 관련 법규

내용 없음

1.3.2 관련 기준

·KDS 54 50 00 콘크리트중력댐

1.4 용어의 정의

·RCC(Roller Compacted Concrete) : 굳지 않은 콘크리트를 진동롤러를 사용하여 다짐하는 콘크리트·RCD(Roller Compacted Dam concrete) : 일본에서 RCC를 개량하여 개발한 콘크리트로서 RCC와 유사한 타설공법을 적용하여 생산한 콘크리트

1.5 기호의 정의

내용 없음

1.6 해석과 설계원칙

1.6.1 RCD공법

(1) RCD공법은 슬럼프가 0mm에 가까운 콘크리트를 진동롤러에 의해 다짐하는 콘크리트중력댐의 시공법으로, 종래 공법(주상블록식 타설공법)에 의한 댐과 동일한 수밀성을 가져야 하고, 예상되는 하중에 대하여 안전한 구조이어야 한다.(2) RCD공법은 RCD를 사용하여 콘크리트중력댐의 내부 콘크리트를 시공하는 것으로 외부 콘크리트나 암착부, 댐 내부 구조물의 주변 등에 대해서는 종래 공법과 같은 콘크리트가 사용된다.(3) RCD공법은 덤프트럭 등으로 운반한 RCD를 불도저로 3층 정도의 소정의 리프트 높이로 펴고른 후 적정한 위치에 가로이음을 설치하고 펴고른 콘크리트 상면을 진동롤러로 다짐하는 공법으로서 운반, 펴고르기, 다짐 등에 범용장비를 사용하여 연속적으로 대량 시공이 가능하다.(4) RCD공법의 특징① RCD는 진동롤러로 다짐하므로 단위수량이 적고, 수화열을 저감하기 위해 단위시멘트량을 적게 한 상당히 된비빔의 콘크리트이다.② 콘크리트의 타설은 전면 레이어 타설방법을 기본으로 한다.③ 1 리프트 높이는 표면에서의 다짐효과 등을 고려하여 50cm ~ 75cm를 표준으로 하지만, 다짐 성능이 우수한 장비를 사용할 경우에는 그 이상도 가능하다.④ 콘크리트의 운반은 범용기계를 사용하며, 배치플랜트(batch plant)에서 제체까지는 덤프트럭, 케이블크레인, 타워크레인, 인클라인 등에 의해 운반하고, 제체 내에서는 덤프트럭에 의한 운반을 표준으로 한다.⑤ 콘크리트 펴고르기는 일반적으로 불도저를 이용하여 얇은 층으로 펴서 고른다.⑥ 가로이음은 콘크리트를 펴고른 후 진동줄눈절단기로 설치하며, 세로이음은 일반적으로 설치하지 않는다.⑦ 수평 시공이음면의 처리(그린컷)는 모터 스위퍼 등에 의해 효율적으로 청소하고 다음 리프트 타설 전 모르타르를 부설하는 것을 표준으로 한다.⑧ 파이프쿨링은 일반적으로 실시하지 않는다.

2. 조사 및 계획

2.1 롤러다짐콘크리트댐의 선정

(1) 롤러다짐콘크리트댐은 제체의 규모(높이, 길이, 체적 등), 방류관 및 문비설비 등 제체내 부속설비의 배치관계, 건설지점의 지형조건, 주변 환경 등과 공사기간의 단축, 경제성, 공사중 작업원의 안전성 등을 종합적으로 고려하여 결정한다.

3. 재료

3.1 재료 일반

3.1.1 시멘트

(1) RCD에 사용되는 시멘트는 댐 콘크리트 사용에 적합한 것이라야 하며, 소요강도를 얻는 범위 내에서 수화열의 발생이 작아야 한다.

3.1.2 잔골재

(1) 잔골재는 댐 콘크리트의 사용에 적합하고 유기불순물 등을 함유하지 않고 깨끗해야 하며, 다짐이 쉽게 되도록 적절한 입도를 가진 골재를 선택하고 입도는 안정된 것이어야 하며, 상세사항은 KCS 54 60 05(2.3.2) 를 따른다.

3.1.3 굵은골재

(1) 굵은골재는 댐 콘크리트의 사용에 적합하고 유기물을 함유하지 않고 깨끗해야 하며, 다짐이 쉽게 되도록 적절한 최대치수와 입도를 가진 것을 사용하며, 상세사항은 KCS 54 60 05(2.3.3) 을 따른다. (2) RCD는 매우 된 반죽이며, 운반수단으로서 덤프트럭을 사용하는 경우에는 재료분리가 일어나지 않도록 한다.

3.1.4 혼화재료

(1) 혼화재료는 댐 콘크리트의 사용에 적합한 것이라야 하며, 혼화재료의 선정과 사용방법은 반드시 시험에 의한다.(2) RCD에 사용되는 혼화재는 일반적으로 플라이애쉬 등이 있으며, 혼화제는 AE감수제를 많이 사용한다.

4. 설계

4.1 설계조건

(1) RCD공법의 롤러다짐콘크리트댐에 대한 설계조건은 KDS 54 50 00을 따른다.

4.2 배합

(1) 이 기준에서 정한 사항 이외의 배합기준은 KCS 54 60 05(2.8)을 따른다.(2) 콘크리트의 배합은 소정의 강도, 단위중량, 내구성, 수밀성을 가지며 경화할 때 온도상승이 작으면서 작업에 적정한 워커빌리티를 갖는 범위 내에서 단위수량을 적게 한다.(3) 배합설계의 순서① 시방배합을 정하는 배합설계는 사용하는 시멘트의 종류, 골재의 입도, 콘크리트의 물-시멘트비 및 시험에서 목표로 하는 반죽질기 등의 모든 조건을 정한다.② 시방배합은 배합설계로 하는 것을 전제조건으로 하며, 중요한 변화가 있을 경우에는 신속히 수정한다.③ 배합설계의 순서는 다음과 같다.가. 단위수량을 정한다.나. 단위시멘트량은 ①에서 정한 단위수량과 소요의 물-시멘트비를 고려하여 정한다.다. 잔골재율(S/a)을 정한다.라. 필요시 시험을 실시하여 소요의 워커빌리티 및 강도를 확인한다.마. 이상의 결과에서 시방배합을 정하며, 현장 플랜트의 비빔결과에서 시방배합을 결정한다. 또한 펴고르기, 진동다짐의 결과로 필요에 따라 수정하여 시방배합을 결정한다.④ 기타 배합설계 순서는 일반 콘크리트의 배합설계 기준에 따른다.

4.3 이음 및 지수

4.3.1 가로이음

(1) 가로이음은 댐의 제체 내에 불규칙적인 온도균열을 방지하기 위한 것이므로 RCD(내부콘크리트)는 진동줄눈절단기를 이용하여 아연도금강판을 타설된 콘크리트내부로 삽입하여 설치하고, 외부콘크리트부에는 고정형 강판을 계획한 위치에 설치한다.(2) 가로이음의 지수 처리방법에는 지수판에 의한 방법이 일반적이다. 지수판의 배치는 기본적으로 종래 공법의 경우와 동일하며, 상류 고정 가로이음부에 지수판과 배수공을 고정하여 매립한다.

4.3.2 수평 시공이음

(1) 수평 시공이음의 처리① 수평 시공이음은 구조적으로 약점이 없도록 각 리프트 표면의 레이턴스 및 뜬돌 등은 적절한 시기에 모터 스위퍼 또는 고압 세정기 등으로 제거한다. ② 그린컷 개시 시기는 보통 여름철에는 24시간~36시간, 겨울철에는 36시간~48시간 정도로 실시한다.(2) 모르타르 펴고르기① 콘크리트의 확실한 부착을 위해 타설 전에 암착부 및 콘크리트 수평시공이음면의 표면을 사전에 충분히 습윤상태로 유지하고 모르타르의 강도를 저하시키는 표면수를 제거한다.② 그런 다음 타설직전에 모르타르를 바르고 펴고르기를 한다. 펴고를 때 모르타르의 두께는 암반면은 2cm, 수평 시공이음면은 1.5cm를 표준으로 한다.

4.4 제체 부속구조물

(1) 롤러다짐콘크리트댐의 제체 부속구조물은 KDS 54 50 00(4.3.4) 을 따른다.

4.5 시공관련 설계 검토

4.5.1 콘크리트 비비기 및 타설

(1) 이 기준에서 정한 사항 이외의 사항은 KCS 54 60 05(2.9)  , KCS 54 60 10(3.1)을 따른다.(2) RCD는 매우 된비빔이고 시멘트풀이 적으므로 재료분리가 일어나지 않도록 콘크리트의 혼합에서 타설까지 다음 사항을 준수한다.① 특히 적은 양의 시멘트풀이 일부분에 편중되지 않도록 균등하게 비빈다.② 믹서에서 버킷이나 덤프트럭, 버킷에서 덤프트럭이나 다른 운반기계로 옮길 경우에는 토출구와 받침대의 거리를 짧게 하여 가능한 한 한꺼번에 토출하는 장치로 한다.③ 가능한 한 불도저 등으로 균질의 얇은 층으로 펴서 고른다.④ 정해진 횟수로 균등하게 진동롤러다짐을 실시한다.(3) 콘크리트 비비기① RCD의 단위시멘트량 및 단위수량이 적으므로, 균질한 콘크리트를 얻기 위하여 충분한 비비기를 한다.② RCD의 비비기에는 가경식 믹서 또는 강제 비빔형 믹서가 이용된다.

4.5.2 양생

(1) 콘크리트는 타설후 경화에 필요한 온도 및 습도조건을 확보하여 충분히 양생하며, 습윤양생을 표준으로 한다. RCD공법에서는 시공기계의 가동 등을 고려하여 보통 스프링클러 등에 의해 살수양생을 한다.(2) 한중콘크리트를 양생할 경우에는 콘크리트가 동결되지 않도록 다짐한 콘크리트의 표면을 방수매트 등으로 덮어 보온양생하고, 온도균열이 생기지 않도록 한다.

4.5.3 거푸집

(1) RCD공법에서 가로이음용 끝막이 거푸집은 종래 공법과 달리 1 리프트에서 설치하는 것으로 거치, 제거 및 이동이 용이하도록 한다. (2) 상류 및 하류 거푸집은 종래 공법과 같이 대형 거푸집이 사용되며, 형상 및 위치를 정확히 유지하여 필요한 강도를 갖고 이동이 용이하도록 한다.(3) 끝마무리 거푸집은 일반적으로 여름에는 콘크리트 타설 후 12시간, 겨울에는 24시간 정도 경과한 후 콘크리트의 경화 정도를 확인하고 철거를 시작한다.

4.5.4 콘크리트의 온도규제

(1) RCD공법으로서 댐 콘크리트를 설계할 때 온도규제 계획을 수립하여 콘크리트의 수화열에 기인하는 온도균열이 발생하지 않도록 한다.(2) 시멘트의 수화열을 억제하기 위하여 단위시멘트량은 댐 콘크리트에서 요구하는 강도, 수밀성 등의 조건을 만족하는 범위내에서 가급적 적게 사용한다.(3) 댐 콘크리트 타설중에는 온도균열을 방지할 수 있도록 타설하는 콘크리트의 온도를 규제하여 관리토록 하며, 콘크리트의 타설은 기온이 25 ℃ 이상인 경우 금지한다.(4) 콘크리트 타설시 온도를 억제하기 위하여 여름철에는 가급적 야간에 타설하고 살수하며, 특히 레이어가 최대가 되는 하상부에서의 콘크리트 타설은 기온이 낮아지는 시기에 실시하는 등 온도규제를 중복적으로 실시한다.(5)댐 콘크리트 축조 시 최고온도(

)를 규정하여 온도응력에 의한 온도균열이 발생하지 않도록 관리한다.

4.6 확장레이어공법(ELCM)

4.6.1 설계 일반

(1) 확장레이어공법(Extended Layer Construction Method, ELCM)은 30mm 내외의 슬럼프를 갖는 콘크리트를 사용하여 세로이음을 설치하지 않고 연속하여 복수의 블록을 한번에 타설하고, 가로이음을 매설 거푸집과 진동줄눈절단기 등에 의해 조성하는 일종의 면상타설공법으로 통상 콘크리트중력댐에 적용된다.(2) ELCM은 종래 주상블록식 타설공법에 의해 축조하는 콘크리트중력댐과 동일한 설계조건으로 한다.

4.6.2 온도규제

(1) ELCM은 면상타설공법으로 가로이음을 설치하지만 주상블록식 타설공법에 비해 타설 구획이 넓어 일반적으로 온도규제가 불리하다.(2) 따라서 사용되는 콘크리트 배합, 타설속도, 시공기간, 댐 지점의 연간 기온변화 등 계획 댐의 여건을 고려하여 온도규제 계획을 검토하고 적절한 대응책을 강구하여야 한다.

4.6.3 콘크리트

(1) ELCM에 사용되는 콘크리트는 설계에 지장이 없는 범위 내에서 수화열에 의한 온도 응력이 저감되고 시공성이 용이해야 한다.(2) 댐 콘크리트와 공통되는 기타 사항은 KDS 54 50 00을 따른다.

4.6.4 콘크리트의 시공

(1) ELCM에 의한 댐 시공은 콘크리트중력댐의 설계기준에 적합해야 하고, 소요의 품질이 확실히 얻어질 수 있어야 한다.(2) ELCM에서 가로이음의 설치는 RCD공법의 시공방법과 동일하게 매설 거푸집과 줄눈절단기로 설치하나, 줄눈절단기에 의한 가로이음의 설치는 RCD공법과는 다르게 진동다짐기에 의한 다짐을 완료한 후에 가로이음을 시공한다.

4.7 계측설비

(1) 롤러다짐콘크리트댐의 계측설비는 KDS 54 50 00(4.5)을 따른다.