숏크리트
1. 일반사항
1.1 숏크리트 일반
1.1.1 숏크리트는 다음과 같은 기능을 발휘할 수 있도록 시공하여야 한다.
(1) 지반과의 부착 및 자체전단 저항효과로 숏크리트에 작용하는 외력을 지반에 분산시키고, 터널 주변의 붕락하기 쉬운 암괴를 지지하며, 굴착면 가까이에 지반아치가 형성될 수 있도록 한다.
(2) 강지보재 또는 록볼트에 지반압을 전달하는 기능을 발휘하도록 하여야 한다.
(3) 굴착된 지반의 굴곡부를 메우고 절리면 사이를 접착시킴으로써 응력집중현상을 피하도록 한다.
(4) 굴착면을 피복하여 풍화방지, 지수, 세립자 유출 등을 방지하도록 한다.
1.1.2 숏크리트는 사용수의 혼합방법에 따라 건식과 습식으로 구분하여 강(鋼) 또는 기타 재질의 섬유도 혼합하여 사용할 수 있다.
2. 재료
2.1 숏크리트의 재질
2.1.1 숏크리트는 내구성이 확보되고 부착성과 시공성이 양호하여야 한다.
2.1.2 숏크리트의 재령 1일 강도는 100kg/cm2이상, 재령 28일 강도는 180kg/cm2 이상이 되어야 한다.
2.1.3 급결제는 요구되는 급결성을 갖는 액상이나 분말형을 사용할 수 있으며 조기 강도 발현 효과가 좋고 장기강도에 영향을 적게 미치는 것을 사용하여야 한다.
2.1.4 숏크리트용 시멘트는 KS L 5201(시멘트)의 기준에 적합한 1종의 보통 포틀랜드 시멘트 사용을 원칙으로 한다.
2.1.5 급결제 및 시멘트는 품질이 변질되지 않도록 보관하여야 한다. 동절기에 골재가 동해를 입지 않도록 조치하여야 한다.
2.2 숏크리트의 배합
2.2.1 굵은 골재 및 잔골재의 규격, 입도기준과 재료별 배합비율은 설계시방배합에 따라야 하며 현장 배합시험 결과에 따라 조정하여야 한다.
2.2.2 재료별 배합은 중량배합으로 하여야 한다.
2.2.3 섬유(Fiber)를 혼합할 경우에는 섬유가 숏크리트에 균질하게 분포될 수 있도록 혼합하여야 한다.
2.3 재료의 품질관리
2.3.1 재료는 요구되는 시험과 검사를 통하여 품질을 확인하여야 하며 시험에 대한 규정은 <표 5-3.1>을 따른다.
<표 5-3.1> 재 료 시 험 사 항
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시험종별 |
시 험 내 용 |
규 정 치 |
시 험 빈 도 |
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일상관리 시 험 |
○골재의 표면수량시험 (KS F 2509) ○골재 입하시 입도상태, 진흙, 먼지등의 유해물의 함유상황 (KS F 2510) |
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○골재입하시 ○필요시 |
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정기관리 시 험 |
○시멘트(KS L 5201)
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○1종 보통 포틀랜트 시멘트 |
○제품의 상표확인으로 대신함 |
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○물 ○수질시험(콘크리트 표준시방서) |
○기름, 산, 유기불순물, 혼탁물 등 콘크리트나 강지보재의 품질에 나쁜 영향을 미치는 물질을 함유해서는 안된다. ○해수를 사용해서는 안된다. |
○터널공사 착수전 1회 ○채취개소 또는 수질변경시 1회(음료수는 제외) | |
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○급결제(제품의 비중, 압축강도비, 응결시간등의 제품사양과 공인기관 시험성적) |
○초기응결 (최소90초, 최대5분) ○초기응결 (최소12분, 최대20분) |
○제조공장 또는 품질이 바뀔때마다 ○공인기관 시험성적으로 대신함 (KS L 5103) |
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○잔골재 ○체가름시험(KS F 2502) ○비중시험(KS F 2504) ○흡수량시험(KS F 2504) ○단위용적 중량(KS F 2505) ○0.08mm체통과량(KS F 2511) ○안정성시험(KS F 2507) |
2.5 이상 3.0% 이하
3.0% 이하 10% 이하 |
○채취장소(납품사) 선정시 1회 ○채취장소 또는 품질이 바뀔때마다 1회
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○굵은골재 ○체가름시험(KS F 2502) ○비중시험(KS F 2503) ○흡수량시험(KS F 2503) ○단위용적 중량(KS F 2505) ○입자모양 판정 실적률 (KS F 2527) ○점토덩어리 함유량 (KS F 2512) ○0.08mm체통과량(KS F 2511) ○안정성시험(KS F 2507) ○마모율시험(KS F 2508) |
2.5 이상 3.0% 이하
55% 이상(부순돌만)
1.0% 이하
1%이하(부순돌 1.5%이하) 40% 이하 |
○채취장소(납품사) 선정시 1회 ○채취장소 또는 품질이 바뀔때마다 1회 |
3. 시공
3.1 사전준비 및 처리
3.1.1 굴착면으로부터 뜬돌을 주의하여 제거하여야 하며 숏크리트의 부착을 저해하는 요인들을 제거하여야 한다.
3.1.2 잔골재는 호스의 패쇄가 생기지 않고 먼지의 발생이 적도록 표면수를 함유하여야 한다.
3.1.3 굴착면이나 이미 타설한 숏크리트면에 용수가 있을 경우에는 용수대책을 강구한 후 숏크리트를 타설하여야 한다.
3.1.4 용수대책으로는 배수관을 이용한 배수, 시멘트량이나 급결재량의 증가, 사용수량의 감소 등의 방법을 적용할 수 있다.
3.2 숏크리트 타설기계 및 타설방법
3.2.1 숏크리트 타설기계는 내압에 대한 안전성, 내구성은 물론 양호한 기계적 특성 보유 유무, 시공조건 등을 검토하여 소정의 배합재료를 연속하여 압송할 수 있는 것을 선정하여야 한다.
3.2.2 숏크리트 타설기계는 굴착면 인접부까지 접근이 가능하여야 하며 요구되는 기능을 발휘할 수 있는 부속기기를 갖추어야 한다.
3.2.3 숏크리트 타설 방법은 지반조건, 터널 연장, 굴착방법, 용수의 유무, 경제성 등을 검토하여 건식 또 습식타설방법을 선정하여야 한다.
3.3 숏크리트 작업
3.3.1 숏크리트는 굴착후 조속히 굴착면에 시공하여야 한다. 이를 위해서는 미리 철저하게 준비해 두어야 한다.
3.3.2 강지보재가 있는 경우에는 숏크리트와 강지보재가 일체가 되도록 주의해서 뿜어붙여야 한다.
3.3.3 숏크리트를 타설한 후 저온, 건조, 급격한 온도변화 등 해로운 영향을 받지 않도록 보호하고 양생을 하여야 한다.
3.3.4 작업장 주위의 조명은 충분한 조도를 유지 하여야 하며 숏크리트 기계 작업원과 타설 작업원간의 거리는 상호 수신호가 가능한 거리 이내이어야 한다.
3.3.5 숏크리트의 타설 작업시에는 철망, 철근, 강지보재 등의 배면에 공극이 발생되지 않도록 하여야 하며, 철망, 철근은 숏크리트 타설로 인하여 이동, 진동 등이 생기지 않도록 고정하여야 한다.
3.3.6 숏크리트의 1회 타설 두께는 10cm 이내가 되도록 타설하고, 숏크리트가 지반과의 밀착은 물론 나누어 시공된 숏크리트 각층 상호간도 밀착되도록 타설하여야 한다.
3.3.7 숏크리트 타설시 반발된 숏크리트가 혼합되지 않도록 반발된 숏크리트는 모두 제거하여야 한다.
3.3.8 시공된 숏크리트 면은 평탄하게 하되 각 경우별로 평탄성의 허용치를 설정하여 관리할 수 있다.
3.3.9 노즐의 방향은 숏크리트 면에 직각이 되도록 유지하고 굴착면과의 거리는 반발량이 최소화 되도록 유지하여야 한다.
3.3.10 숏크리트의 타설 작업은 하부로부터 상부로 진행하되 강지보재 부분을 먼저 타설하여 강지보재와 숏크리트의 일체성을 증진하여야 한다.
3.3.11 건식타설방법에 있어서 물의 압력은 압축공기의 압력보다 1 kg/cm2 정도 높게 되도록 유지하여야 한다.
3.3.12 숏크리트 타설작업원은 골재의 반발이나 분진의 위해가 있을 경우에 대비하여 보호장비를 착용하여야 한다.
3.4 분진 및 반발량 처리
3.4.1 숏크리트 타설 작업장은 분진처리를 하여야 한다.
3.4.2 숏크리트 타설시 발생된 반발량은 굳기 전에 제거하여야 한다.
3.5 현장 품질관리
3.5.1 숏크리트는 설계기준 강도가 발휘되도록 하고 반발률을 적게하며 양호한 작업성을 갖도록 관리하여야 한다.
3.5.2 숏크리트는 시공중 및 시공후<표 5-3.2>와 같은 사항을 관리하여야 한다.
<표 5-3.2> 숏크리트의 현장 품질관리 사항
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종 별 |
관리항목 |
관리내용 및 시험 |
시험빈도 |
비 고 | |
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일상 관리 |
배 합 |
배합비 및 사용량의 검사 |
매 타설시 |
현장배합시험을 기준 | |
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시공상태 |
숏크리트의 부착, 성상, 반발, 분진발생 등의 관찰 |
매 타설시 |
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두 께 |
핀 등에 의한 확인 |
매 타설시 |
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변 상 |
변형 및 균열 등의 관찰 |
매 일 |
현장계측결과에 따라 대책을 강구 | ||
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정기 관리 |
두 께 |
숏크리트 두께의 검측 |
터널연장 20m 마다 |
아치부 5개소 측벽좌우 각 1개소 | |
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강도 |
재경1일강 도 |
압축강도시험 |
○빔 거푸집 : 1회/200m2 |
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재령28일 강 도 |
압축강도시험 휨강도 시험 (강섬유를 사용할 때) |
○빔 거푸집 : 1회/200m2 ○코아채취 : 1회/1,000m2 |
① 빔 거푸집 (KS F 2422) ② 직접코아채취 (KS F 2405) | ||
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기
타 |
강 도 |
단기재령 압축강도 시험 장기재령 압축강도 시험 |
○공사착수전 ○골재원, 급결재 및 현장배합설계가 바뀔 때마다 1회 ○필요할 때마다 |
빔거푸집 (KS F 2422) | |
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반 발 률 |
반발률의 측정 | ||||
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3.5.3 숏크리트의 두께관리는 다음의 규정에 따라야 한다.
(1) 숏크리트의 두께는 시공시에는 핀 등을 이용하여 측정하고 정기관리를 위해서는 천공하여 측정하여야 한다.
(2) 숏크리트의 두께는 설계두께를 기준으로하여 검측된 평균 두께가 설계두께 이상이어야 하며 검측된 최소두께는 설계두께의 75% 이상이어야 한다.
(3) 숏크리트의 두께 측정결과 두께가 설계두께에 미달되는 구간은 좌우 1m 범위내에서 재측정하여 상기(2)항과 같은 기준으로 판정하고 재측정결과 판정기준에 미달하면 표본면적으로 대표된 전면적을 설계두께 이상으로 보완하여야 하며 보완시공의 최소두께는 30mm 이상으로 하여야 한다.
3.5.4 숏크리트의 강도 시험은 다음의 규정에 따라야 한다.
(1) 시공전의 강도시험용 시료성형은 콘크리트의 휨강도 시험용 몰드(150×150×530mm : KS F 2422)를 사용하여 반발재가 유출되도록 70°정도 경사지게 한 후 뿜어붙인다. 뿜어붙인 후 몰드의 윗 부분을 조심하여 평탄하게 고르고 압축강도시험 및 휨강도시험용의 공시체로 사용하도록 한다.
(2) 시공후 압축강도시험용의 시료채취는 숏크리트 타설 후 28일 경과시 코어보링머신(Core Boring Machine)을 이용하여 ø100×200mm 또는 ø50×100mm의 규격으로 1회 시험당 3개씩의 원주형 시료를 채취하고 시료의 양단면은 콘크리트 절삭기 등으로 직각으로 절단하거나 KS F 2403에 준하여 캡핑하여야 한다.
(3) 굳지 않은 숏크리트의 시간에 따른 강도발현 상태를 파악하기 위하여 단기 및 장기 재령 강도시험을 시행하여야 하며 단기 재령강도시험은 8시간, 24시간, 장기재령강도는 3일, 28일로 하여야 한다.
(4) 숏크리트의 압축강도 및 강섬유보강 숏크리트의 휨강도 시험은 1회 시험당 3개의 시료를 채취 또는 성형하여 3개의 시험결과중 2개 이상은 설계강도 이상이어야 하며 1개 이상이 설계강도의 85%보다 작아서는 안되며, 평균강도는 설계강도 이상이어야 한다.
(5) 굳지 않은 콘크리트의 단기 및 장기재령강도시험에서 미달되는 경우는 재료의 변경 또는 현장배합설계를 조정하여 설계강도를 확보할 수 있도록 하여야 한다.
(6) 시공된 숏크리트의 재령 28일 압축강도가 1차 시험에서 미달되는 구간은 좌우 5m 범위내에서 재시험용 코아를 채취하여 상기(4)항과 같은 기준으로 판정하고 재시험결과 판정기준에 미달시에는 보완시공 또는 재시공 하여야 한다.
3.5.5 숏크리트의 반발률 측정은 현장에서 숏크리트를 타설하고 바닥에 떨어진 숏크리트(반발재)를 수거, 계량하여 다음식에 의하여 반발률을 산출한다.
m반발률=반발재의 전중량/숏크리트 재료의 전중량 x 100