제4장콘크리트공사-콘크리트공,04220 [프리스트레스트 콘크리트공]

04220 [프리스트레스트 콘크리트공]

  1.  일반사항
   1.1  적용범위
1.1.1 이 시방서는 프리스트레스트 콘크리트 구조부재를 제작하는 시방을 제시하며, 다음의 재료와 작업을 포함한다.
(1) 명시된 PS강재, 지지물 및 강재의 긴장
(2) 명시된 정착물, 지지판, 간격재 및 부대품
(3) PS강재, 쉬스 및 정착장치 사이의 간극에 그라우트 주입
1.1.2 관련시방
(1) 04110 거푸집공
(2) 04120 철근공
(3) 04210 일반콘크리트공
1.1.3 주요내용
(1) 프리스트레스트 콘크리트 제작
(2) PS강재의 긴장작업
(3) 그라우팅
(4) 응력전달
   1.2  참조규격 및 참조시방
1.2.1 한국산업규격 (KS)
KS B 0885 용접기술검정에 있어서의 시험방법 및 판정기준
KS D 3505 PC강봉
KS D 7002 PC강재 및 PC강연선
KS D 9521 용융아연도금 작업표준
KS F 2426 주입모르타르의 압축강도 시험방법
1.2.2 콘크리트표준시방서
제2장 일반콘크리트
제5장 거푸집 및 동바리
제22장 프리스트레스트 콘크리트
1.2.3 도로교표준시방서
제3편 콘크리트교편
1.2.4 한국콘크리트학회 규준
KCI-PS-101PSC 공법의 정착장치 및 접속장치의 성능 시험방법
KCI-PS-102PSC 그라우트의 압축강도 시험방법
   1.3  제출자료
1.3.1 자료제출요건 및 절차 : 01240 제출자료 및 01260 시공상세도면, 제품자료 및 시료의 해당요건 참조
1.3.2 시공상세도면 : 시공자는 다음 사항을 명시하여 시공상세도면을 작성한 후 감리자의 승인을 받아야 한다.
(1) 사용할 장비의 명세 및 프리스트레스트 콘크리트 제작절차
(2) 부재의 세부설계
(3) 부재의 조작, 운반, 보관 및 설치 등 절차
(4) 프리스트레싱 작업에 사용할 재료와 방법에 관한 상세
(5) PS강재의 응력·변형률 곡선
(6) 재료수량표, 설치도 및 다른 공사와의 연관도
(7) 지지판의 치수와 두께 및 철근 등에 대한 설계계산서와 상세도
(8) 거푸집 및 동바리 등에 대한 계산서와 상세도
(9) 솟음계산서
(10) 프리스트레싱하는 부재에 작용하는 하중, 힘 및 응력 등이 제시된 계산서
1.3.3 시험편 : 시공자는 시험 및 분석을 위해 필요한 PS강재, 정착장치, 접속구 등을 다음과 같이 감리자에게 제출하여야 한다.
(1) 강선, 강연선 또는 강봉에 대하여 각 묶음 또는 다발에서 치수별로 1개 시편
(2) 단부 정착장치 등을 갖추어 완전하게 제작된 1.5m 길이의 강선 또는 강연선
(3) 1개의 단부 정착장치를 갖춘 1.5m 길이의 강봉 1개, 접속구를 사용할 경우 1개의 접속구를 갖추어 제작된 1.2m 길이의 강봉 2개
1.3.4 제품자료
(1) PS강재와 정착장치 : 매 반입분에 대한 제조업체의 확인서
(2) 유압잭 : 각 유압잭에 대한 검정곡선 증명서
(3) 시험보고서
가. 콘크리트 배합 및 시험 : 04210 일반콘크리트공의 해당요건 참조
나. PS강재 : 사용할 각 치수의 강선, 강연선 및 강봉의 물성시험자료
   1.4  일반요건
1.4.1 콘크리트 공급자의 요건, 콘크리트 품질관리계획서의 제출에 대해서는 04210 일반콘크리트공의 해당요건에 따라야 한다.
1.4.2 프리스트레싱 작업은 이러한 공사에 경험과 기술을 가진 시공자 직원의 감독하에 수행하여야 한다.
1.4.3 용접공은 KS B 0885의 해당요건에 따라 자격을 갖춘 경험이 있는 자라야 한다.

  2.  자재
   2.1  콘크리트용 재료
2.2.1 콘크리트용 재료에 대해서는 04210 일반콘크리트공의 해당요건에 따라야 한다.
2.2.2 굵은 골재 최대치수는 보통의 경우 25mm를 표준으로 하며, 사정에 따라 20mm를 사용할 수도 있다.
   2.2  그라우트
2.2.1 그라우트의 재령 28일 압축강도는 비팽창성 그라우트의 경우 30MPa 이상, 팽창성 그라우트의 경우에는 20MPa 이상을 표준으로 한다.
2.2.2 그라우트의 물-시멘트비는 50% 이하이어야 한다.
2.2.3 그라우트의 블리딩률은 0%를 표준으로 한다.
2.2.4 그라우트의 팽창률은 비팽창성 그라우트의 경우 -0.5~0.5%, 팽창성 그라우트의 경우 0~10%를 표준으로 한다.
   2.3  거푸집
04120 거푸집공의 해당요건을 참조한다.
   2.4  철근
04130 철근공의 해당요건을 참조한다.
   2.5  PS강재, 정착장치 및 쉬스
2.5.1 PS강재
(1) 도장하지 않은 강선 및 강연선은 KS D 7002의 해당요건에 합치하여야 한다.
(2) 도장하지 않은 PS강봉은 KS D 3505의 해당요건에 합치하여야 하며, 인장 강도가 1,100MPa 이상이라야 한다.
2.5.2 정착장치
(1) 포스트텐션 방식에서 PS강재는 승인받은 정착장치로 단부에 고정시켜야 한다.
(2) 포스트텐션 방식에서 정착장치는 PS강재의 명시된 인장강도의 95% 이상의 응력하에서 PS강재를 고정시킬 수 있어야 한다.
(3) 정착장치는 그것이 받는 하중을 콘크리트에 효과적으로 분포시킬 수 있는 승인된 것이어야 한다.
2.5.3 쉬스
(1) 쉬스는 KS D 9521의 요건에 따라 아연도금한 철재 등으로 제작한 것이라야 한다.
(2) 쉬스는 시공 중에 모양을 유지하고 손상에 견딜 수 있을 만큼 튼튼하게 제작하여야 한다.
(3) 쉬스는 콘크리트에서 시멘트 풀과 물이 침입하는 것을 방지할 수 있어야 한다.
(4) 쉬스는 콘크리트 속에서 부식되지 않아야 한다.
(5) 그라우팅이 필요할 때는 다음 요건을 만족하여야 한다.
가. 쉬스는 안지름은 PS간봉이나 강연선보다 6mm 이상 크게 하고, 쉬스의 내측 단면적은 PS강재의 단면적보다 100% 이상 큰 것이어야 한다.
나. 쉬스에는 양단과 높은 점에 그라우트구멍을 두어야 한다.
다. 쉬스에는 낮은 점에 배수공을 두어야 한다.
(6) 쉬스에는 금속재의 체결재로 그라우트구멍과 배기구멍을 연결해 주어야 하며, 연결부에는 테이프를 필요한대로 붙여서 모르타르가 침입하지 않게 하여야 한다. 그라우트 구멍에는 그라우트 주입장치에 폐쇄밸브를 두어야 한다.
2.5.4 마찰감소제
(1) 프리스트레싱을 실시할 때 마찰을 감소시키거나, 부착시키지 않는 구조에 사용하는 마찰감소제는 긴장재, 쉬스 및 콘크리트에 유해한 영향을 주지 않는 것이어야 하며, 인장 후 제거가 쉽도록 수용성의 그리스 등을 사용하여야 한다.
(2) 쉬스와 PS강재와의 마찰을 줄이기 위하여 마찰감소제를 사용할 경우에는 긴장이 끝난 후 반드시 제거하여야 한다. 마찰감소제는 중성세제액, 수용성 그리스 등이 사용되고 있으나, PS강재 인장 후 이들을 제거하기 위해서 충분한 양의 물을 상당히 빠른 유속으로 덕트 내를 통과시켜 세척하여야 한다.
2.5.5 프리스트레스트 콘크리트 양중장치 및 부대품
(1) 삽입재, 체결재 등의 부대품 및 양중장치 등은 제작과 설치작업에 명시된대로 갖추어야 한다.
(2) 시공자는 부대품 및 양중장치를 스스로 선택하고, 결함이 있는 부대품을 사용하지 않도록 하여야 한다.
   2.6  콘크리트용 재료의 시험 및 배합설계
2.6.1 재료의 시험
(1) 필요하다고 판단되는 경우 감리자는 시멘트 및 골재의 분석시험을 수행할 수 있다.
(2) 시공자는 시험 및 분석을 위해 필요한 시료를 감리자가 요구하는 양만큼 비치하고 및 제출하여야 한다.
2.6.2 배합설계
(1) 시공자는 콘크리트의 배합설계를 위한 시험은 허가받은 시험소나 기관 또는 직절한 콘크리트 혼합설비를 갖춘 공장에서 실제 사용할 재료를 가지고 실시한 후 감리자에게 그 결과를 제출하여 검토를 받아야 한다. 배합설계 비용은 시공자가 부담한다.
(2) 배합의 선택은 콘크리트 표준시방서 제2장의 해당요건에 따라야 한다.
   2.7  PS강재의 관리
2.7.1 현장에 반입되는 PS강재와 정착장치 등은 반입분마다 개별 번호표를 붙여서 식별될 수 있게 하여야 한다.
2.7.2 PS강재 정착장치 설치나 강선 삽입 10일 전 감리자에게 통지하여야 하며, 감리자는 공장에서 제작 진행 중에 정착장치 설치나 강선 삽입을 검사하고, 필요하면 현장에 반입된 재료의 시험을 실시한다.
2.7.3 감리자가 승인하지 않은 공장제작 PS강재는 현장에 반입해서는 안 되며, 반출 전에 명시된 대로 각 PS강재에는 번호표를 부착하여야 한다.
2.7.4 PS강재는 손상되고 녹슬거나 부식되지 않도록 콘크리트 속에 설치하고 그라우트 할 때까지 보호하여야 한다. 또한, 손상된 PS강재나 부식된 것은 사용하여서는 안 된다.
2.7.5 PS강재는 운송 및 보관 중에 손상이나 부식되지 않도록 보호하기 위하여 상자에 넣어 포장하여야 하며, 부식방지제와 극방지제를 포장에 넣거나 부식방지용 포장재를 사용하여야 한다. 감리자의 승인을 받아 부식방지제를 직접 PS강재에 도포할 수 있다. 부식방지제는 수용성이라야 하며, PS강재나 콘크리트 또는 PS강재와 콘크리트와의 부착에 해로운 영향을 주는 것이어서는 안 된다.
2.7.6 손상된 포장은 원상으로 대체하거나 복구하여야 한다.
2.7.7 겉포장에는 고강도 PS강재가 들어 있다는 포시를 명확하게 하고, 취급에 조심하여야 한다는 주의사항을 명시하여야 한다. 사용된 부식방지제의 종류와 양 및 설치날짜를 나타내고 사용상 안전사항 및 지시사항을 명시하여야 한다.
2.7.8 포스트텐셔닝을 위한 PS강재는 콘크리트의 치기와 양생 전에 부재에 설치될 때는 그라우팅할 때까지 녹슬거나 부식되지 않도록 하여야 한다.
   2.8  프리캐스트 부재의 접합재료의 품질관리
2.8.1 프리캐스트 부재의 접합에 쓰이는 콘크리트, 모르타르 또는 접착제는 사용하기 전에 그 품질을 확인하기 위한 시험을 실시하여야 한다.
2.8.2 프리캐스트 부재의 접합에 에폭시수지계 접착제를 사용하는 경우, 경화되기 전의 접착제는 외관, 비중, 점도, 사용가능시간 등을 시험하고, 경화한 접착제는 인장강도, 압축강도, 접착강도 등을 시험하여야 한다.

  3.  시공
   3.1  프리스트레스트 콘크리트의 제작
3.1.1 콘크리트치기는 04120 거푸집공, 04210 일반콘크리트공의 해당요건에 합치하여야 한다.
3.1.2 콘크리트 부재는 설계도서의 해당요건에 따라 제작하여야 한다.
3.1.3 부재가 명시된 치수와 모양에 맞도록 거푸집은 정확하게 조립되어야 한다.
3.1.3 콘크리트 부재는 명시된 강도가 얻어질 때까지 충분히 양생하여야 한다.
3.1.4 콘크리트 부재에는 시공상세도면에 명시된 표지방법에 따라 들어올리는 지점과 구조물에서의 설치방향에 대한 영구적인 표지를 해 두어야 한다.
   3.2  긴장작업 및 관리
3.2.1 프리스트레싱을 할 때의 콘크리트의 압축강도는 프리스트레스를 준 직후 콘크리트에 일어나는 최대압축응력의 1.7배 이상이어야 한다. 또한, 프리텐션방식에 있어서 콘크리트의 압축강도는 30MPa이상이어야 한다.
3.2.2 긴장재의 프리스트레싱에 필요한 정착부 부근의 콘크리트 강도는 정착에 의하여 생기는 힘에 견딜 수 있는 간 이상이어야 한다.
3.2.3 긴장작업은 승인된 프리스트레싱 체계에 맞는 방법과 관련장비를 사용하여 실시하여야 한다.
3.2.4 PS강재의 긴장에 사용되는 잭은 잭킹응력을 판단할 수 있도록 압력계 또는 로드셀을 갖춘 검정된 것이라야 한다. 압력계가 사용되는 경우에는 지름 150mm 이상의 쉽게 읽을 수 있는 다이얼게이지를 갖추는 것이 좋다.
3.2.5 긴장재에 도입하는 인장력은 소정의 값 이하가 되지 않도록 각각의 긴장재에 대하여 프리스트레싱 관리를 하여야 하며, 계산에 필요한 마찰계수 및 긴장재의 탄성계수는 현장에서 시험을 실시하여 구하는 것을 원칙으로 한다.
3.2.6 긴장재에 주는 인장력은 하중계가 나타내는 값과 솟음측정값 및 긴장재의 늘음량 또는 빠짐량에 의하여 측정하여야 한다. 하중계가 나타내는 값과 긴장재의 늘음량 또는 빠짐량의 관계가 직선이 되지 않는 경우에 시공자는 작업을 중지하고 그 원인을 확인한 후, 조치방안에 대하여 감리자의 승인을 얻어야 한다.
3.2.7 PS강재 긴장작업의 순서와 단계는 승인된 시공상세도면에 따라 이행하여야 한다.
3.2.8 PS강재의 설치 및 긴장은 다음의 방법에 따라야 한다.
(1) PS강재를 배열하기 전에 거푸집 바닥이 깨끗하고, 정확하게 정렬되어 있는지 검사하여야 한다.
(2) PS강재는 하나 또는 여러 개를 동시에 배열하여야 한다.
(3) 강선이나 강연선을 접합시켜서는 안 된다.
(4) 긴장할 길이 사이에 PS강재의 바이스나 쐐기로 한번 죄인 적이 있는 PS강재를 배열하여서는 안 된다.
(5) PS강재의 바이스나 쐐기는 미끄러짐이 없이 긴장력을 정착시킬 수 있는 것이라야 하며, 사용할 때마다 검사하여야 한다.
(6) PS강재는 명시된 치수대로 긴장될 수 있도록 정확한 위치에 고정시키고, PS강재가 처지거나 얽히지 않게 하여야 한다. PS강재는 콘크리트 타설 중에 제자리를 유지하고, 수직이동이 없도록 지지되어야 한다.
(7) 거푸집 내에서 허용되는 PS강재의 배치오차는 도심위치 변동의 경우 부재치수가 1m 미만일 때에는 5mm를 넘지 않아야 하며, 또 1m 이상인 경우에는 부재치수의 1/200 이하로서 10mm를 넘지 않도록 하여야 한다.
(8) 직선인 PS강재가 제자리에 고정되면 각 PS강재에 초기긴장력을 가하여 처짐을 제거하고, 최종긴장 전에 모든 PS강재가 균등한 초기응력상태에 있게 하여야 한다. 초기긴장력은 적절한 계기를 갖춘 압력잭으로 가하여야 한다.
(9) PS강재가 설치된 뒤에 용접을 하거나, 거푸집 위나 부재 내의 PS강재 위에 용접장비를 두어서는 안 된다.
(10) 긴장작업 중에 각 PS강재의 신장량 및 각 PS강재에 가한 잭킹힘을 기록해 두어야 한다.
(11) 사용하는 방법에 관계없이 초기하중을 측정하는 허용오차는 ±20N 또는 ±2% 이하라야 한다.
(12) 신장측정치를 초기응력의 척도로 사용하여서는 안 된다.
(13) 최종긴장은 승인 시공상세도면에 따라 하여야 한다.
3.2.9 시공자는 부재의 긴장작업이 완료되면 즉시 PS강재의 잭킹힘과 PS강재 신장을 기록한 관리대장을 감리자에게 제출하여야 한다.
3.2.10 포스트텐션 정착장치는 서면승인을 받은 후에 씌우기를 설치하여야 한다.
   3.3  PSC의 그라우팅
3.3.1 그라우팅을 하기 바로 전에 덕트 내 이물을 청소하고, 부식방지제를 제거하여야 한다. PS강재를 부착시키는 포스트텐션 방식의 경우에는 그라우트에 의한 긴장재의 녹막이를 실시하여야 한다. 그라우트는 프리스트레싱이 끝난 8시간 이후 가능한 한 빨리 하여야 한다. 어떤 경우에도 프리스트레싱 이후 7일을 경과하여서는 안 된다.
3.3.2 그라우트는 시험결과 및 승인조건에 따라 배합하고, 고속믹서로 90초 동안 혼합해서 재순환계통을 가진 펌프의 걸림체를 통과시켜야 한다. 그라우트 펌핑은 혼합 후 바로 시작하여야 한다.
3.3.3 그라우트에 추가로 다시 물을 첨가하여서는 안 된다.
3.3.4 그라우트는 펌프에 넣기 전에 1.2mm의 체로 걸러야 한다.
3.3.5 그라우트는 정착장치의 주입구멍을 통하여 덕트 속으로 주입하여야 하며, 다른 단부의 유출그라우트의 반죽질기가 주입된 것과 같고, 배기구멍의 유출그라우트에 공기방울이 없을 때까지 계속하여야 한다. 또 공급통에 충분한 그라우트가 남아 있게 하여야 한다.
3.3.6 배기구멍은 흐름방향으로 하나씩 차례로 폐쇄하고, 배기구멍을 모두 폐쇄시킨 다음에는 그라우팅 압력을 0.7MPa 정도로 상승시키고, 주입구멍을 폐쇄하여야 한다. 그라우팅작업의 진행상황은 정확하게 기록해 두어야 한다.
3.3.7 그라우팅이 막히거나 중단되는 경우에는 덕트에 물을 유통시켜 그라우트를 제거하여야 한다. 물펌프는 대기상태에 두어 야 한다.
3.3.8 그라우트의 온도는 10~25℃를 표준으로 하고, 그라우트의 온도는 주입 후 적어도 5일간은 5℃ 이상을 유지하여야 한다.
   3.4  프리스트레스의 도입
3.4.1 콘크리트 공시체의 강도가 명시된 강도기준에 도달한 것을 확인한 다음에 부재에 프리스트레스를 전달하여야 한다.
3.4.2 인장력을 푸는 작업에서 인장해제는 긴장력 합력의 편심효과가 최소가 되고 급격한 응력발생 또는 충격하중이 최소가 되게 하여야 한다.
   3.5  프리플렉스 보의 시공
3.5.1 설계도서에는 제작 및 시공단계에서 안전성을 쉽게 파악할 수 있도록 하며, 볼트의 지나친 조임으로 인한 강형의 허용응력초과를 방지하기 위하여 다음 사항을 명시하여야 한다.
(1) 릴리스 하중과 처짐과의 관계
(2) 프리플렉스 하중에 의한 강형의 변화
(3) 프리플렉스 하중작용 후의 체결볼트 회전각도에 따른 강형의 처짐
3.5.2 시공자는 프리플렉스 시에 발생하는 좌굴이나 뒤틀림에 대한 안전성을 확보하고, 가설에 수반되는 프리플렉스 보의 이동 및 가설시의 뒤틀림을 방지하기 위하여 안전작업지침을 작성하여 감리자의 승인을 받아야 한다.
3.5.3 시공자는 가설 시 각 단계별 하중에 의한 프리플렉스 보의 솟음과 처짐에 대한 계산결과를 시공현장에 비치하여야 한다.
   3.6  현장품질관리
3.6.1 콘크리트
(1) 콘크리트의 현장품질관리는 04210 일반콘크리트공의 해당요건에 합치하여야 한다.
(2) 콘크리트 시험체는 그것이 취해진 부재 또는 구조물과 같은 환경에서 양생하여야 한다.
(3) 콘크리트 시험체의 압축강도 시험은 프리스트레스를 도입할 때와 재령 28일에 실시하여야 한다.
3.6.2 그라우트
(1) 그라우팅을 실시할 때마다 KS F 2426에 따라 그라우트의 공시체를 만들고 압축강도시 험을 실시하여야 한다.
(2) 감리자는 그라우트의 제조공정, 주입공정의 검사와 주입구, 배기구, 배출구 및 정착부의 후처리 검사를 실시하여야 한다.
(3) 검사결과 제조공정 및 주입공정이 적당하지 않다고 판정된 경우 감리자는 설비, 인원의 배치, 방법을 개선하는 등 소요의 목적을 달성할 수 있도록 적절한 조치를 취하여야 한다.
   3.7  시공관리
3.7.1 감리자는 01330 품질관리의 해당요건에 따라 다음의 검사를 실시하여야 한다.
(1) PS강재와 철근의 설치
(2) 긴장작업
(3) 쉬스, 보호관, 긴장재 배치
(4) 정착장치, 접속장치의 조립 및 배치
(5) 그라우트의 주입구, 배기구, 배출구의 배치
3.7.2 감리자는 시공자의 지원을 받아 정착 후의 신장량과 각 PS강재에 걸린 최대 인장력에 대한 기록을 비치하여야 한다.
3.7.3 각 종류의 부재 중 첫 번째 부재를 긴장하는 시점에 개별 PS강재의 응력을 점검, 기록하고 균일한 결과를 확보할 수 있는 절차를 수립하여야 한다.