거푸집 및 동바리 해체 가이드라인 제 2장 거푸집 및 동바리 존치기간

거푸집 및 동바리 존치기간

 

거푸집 및 동바리 해체 가이드라인 제 1장 일반사항

 

거푸집 및 동바리 해체  가이드라인 이란?

거푸집 및 동바리 해체  가이드라인 이란?

거푸집 및 동바리 해체 가이드라인은 건설 분야에서 거푸집과 동바리의 해체 시기, 순서, 해체 절차, 단계별 검토 사항 등을 제시하는 문서입니다. 

이 가이드라인은 최근 건설 현장 여건과 건설 사고 사례를 고려하여 건설 산업의 시공 품질 강화와 안전을 확보하기 위해 구성되었습니다.

 

제 2장 거푸집 및 동바리 존치기간

압축강도 시험 x 해체시기

2.1 거푸집 및 동바리 존치기간 산출 방법 

 거푸집 및 동바리는 예상되는 하중에 충분히 견딜만한 강도를 발휘하기 전에 해체해서는 안 된다. 거푸집 및 동바리의 해체 시기 및 순서는 시멘트의 성질, 콘크리트의 배합, 구조물의 종류와 중요도, 부재의  종류 및 크기, 부재가 받는 하중, 콘크리트 내부 온도와 표면 온도의 차이 등을 고려하여 결정하고 책임기술자의 승인을 받아야 한다. 

2.1.1 거푸집 존치기간 산출방법 

(1) 표준시방서에 의거한 거푸집 존치기간 산출  

공사시방서에 의하여 별도로 존치기간이나 거푸집 해체 가능 강도가 정해져 있지 않은 경우에는 ‘KCS  14 20 12 거푸집 및 동바리’ 및 ‘KCS 21 50 05 거푸집 및 동바리공사 일반사항’에 따라 다음과 같이  거푸집 존치기간을 결정한다. 

① 거푸집 및 동바리는 콘크리트가 자중 및 시공 중에 가해지는 하중을 지지할 수 있는 강도를 가질  때까지 해체할 수 없다. 

② 기초, 보의 측면, 기둥, 벽의 거푸집 널은 시험에 의해 콘크리트 압축강도가 5 MPa 이상이면 해체할 수 있으며(표 2.1.1), 내구성이 중요한 구조물에서는 콘크리트의 압축강도가 10 MPa 이상일 때  거푸집 널을 해체할 수 있다. 단, 거푸집 널 존치기간 중 평균기온이 10 ℃ 이상인 경우는 콘크리트  재령이 표 2.1.2의 재령 이상 경과하면 압축강도시험을 하지 않고도 해체할 수 있다. 

③ 슬래브 및 보의 밑면, 아치 내면의 거푸집 널은 시험에 의한 콘크리트 압축강도에 따라 해체할 수  있다(표 2.1.1). 단층구조의 경우 현장 양생한 공시체의 콘크리트의 압축강도 시험에 의하여 설계기준강도의 2/3 이상의 값에 도달한 경우(단, 14 MPa 이상이어야 함) 거푸집 널을 해체할 수 있으며, 다층구조의 경우 설계기준 압축강도 이상인 경우 거푸집 널을 해체할 수 있다. 

표 2.1.1  콘크리트의 압축강도를 시험할 경우 거푸집 널의 해체 시기

표 2.1.2 콘크리트의 압축강도를 시험하지 않을 경우 거푸집 널의 해체 시기 (기초, 보, 기둥 및 벽의 측면)

 

④ 보, 슬래브 및 아치 하부의 거푸집 널은 원칙적으로 동바리를 해체한 후에 해체한다. 그러나 구조계산으로 안전성이 확보된 양의 동바리를 현 상태대로 유지하도록 설계, 시공된 경우 콘크리트를 1 0℃ 이상 온도에서 4일 이상 양생한 후 사전에 책임기술자의 승인을 받아 해체할 수 있다. 

[해설] 

② 내구성이 중요한 구조물은 동결융해 반복 작용에 노출되거나, 탄산화, 황산염, 염화물 등에 따른 열화를 고려해야 하는 구조물로서, ‘KCS 14 20 10 일반콘크리트’의 ‘1.9.2 노출범주 및 등급’ 에 따라 내구성에 영향을 미치는 환경조건에 대해 노출되는 정도를 고려하여 결정하여야 하며, 발주처와의 협의에 따라 결정한다. 

②, ③ 강도의 확인은 현장의 가장 불리한 조건과 동일한 상태로 양생된 현장양생 공시체에 대한  압축강도 시험으로 확인한다. 현장 콘크리트 공시체의 양생방법은 한국콘크리트학회 규격 ‘현장  콘크리트 공시체의 양생방법 (KCI-CT118 : 2022)’을 따른다. 표 2.1.2의 거푸집 널의 해체시기는  콘크리트 타설 완료시점을 기준으로 한다.  

(2) 구조검토를 통한 거푸집 존치기간 산출  

① 필러 동바리를 사용하여 타설에 사용된 동바리 전체를 존치시킨 상태에서 슬래브 및 보의 밑면, 아치 내면의 거푸집 널만을 제거하는 경우, 구조검토를 통하여 안전성을 확보한 후 책임기술자의 승인을 받아 거푸집 널의 제거시기를 단축할 수 있다. 단, 이 경우에도 콘크리트 압축강도는 14 MPa  이상이어야 한다. 

② 타설에 사용한 동바리 일부 또는 전체를 제거한 후 거푸집 널을 해체하는 경우 2.1.1 (1)의 기준을  준수하여야 한다. 

③ 안전성 검토는 콘크리트 강도, 탄성계수 등 양생 중인 콘크리트의 재령에 따른 물성변화를 고려하여 콘크리트에 유해한 균열이나 기타 손상이 발생하지 않도록 하여야 한다. 

[해설] 

① 동바리 전체를 존치시키는 경우 타설된 이후 지지조건의 변화가 없으므로 단순히 탈형만 하는  경우에 대해서는 콘크리트의 양생강도를 완화시킬 여지가 있다. 


② 동바리를 제거하고 재설치 할 경우 바닥판의 응력변화와 변형이 발생하므로 이 경우 콘크리트의 응력 변화에 따른 구조물에 유해한 영향이 발생하는지 확인할 필요가 있다. 

 

2.1.2 동바리 존치 기간 및 층수 산출방법 

콘크리트 타설이 완료된 후 상부층의 콘크리트 타설하중 등의 시공하중에 대하여 타설이 완료된 하부  슬래브 및 보의 지지성능이 부족할 경우, 하부 슬래브 및 보 타설 시 설치한 동바리를 해체하지 않고  존치하거나, 적절한 동바리를 재설치하여야 한다. 

동바리 존치기간 결정 및 재설치에 대한 계획은 ‘KCS 14 20 12 거푸집 및 동바리’와 ‘KCS 21 50 05  거푸집 및 동바리공사 일반사항’ 및 2.1.2 (1)에 따르며, 구조검토를 통하여 구조물에 유해한 영향을 주지 않음을 확인한 경우에는 2.1.2 (2) 및 2.1.2 (3)에 따라 동바리 존치 기간 및 층수를 산출한다. 

PC구조물, 교량, 캔틸레버 구조물 등 시공단계에 따라 안전성을 확인하여야 하는 구조물은 동바리의  해체 시기를 별도의 시공단계별 구조검토에 따라 안전성 확보가 가능한 경우에 해체하여야 한다.  

(1) 표준시방서에 의거한 동바리 존치 기간 및 층수 산출  

① 다층 구조에서 슬래브 및 보의 콘크리트 압축강도가 설계기준 압축강도 이상인 경우 해당 부재를  지지하는 동바리를 해체할 수 있다. 

② 동바리 해체 후 해당 부재에 가해지는 전 하중이 설계하중을 초과하는 경우에는 작용하는 하중에  의하여 유해한 균열이 발생하지 않고 충분히 안전하다는 것을 구조계산으로 확인한 후 책임기술자의 승인을 받아 해체할 수 있다. 

③ 거푸집 및 동바리를 해체한 직후 구조물에 재하되는 하중은 콘크리트의 강도, 구조물의 종류, 작용하중의 종류와 크기 등을 고려하여 유해한 균열이나 기타 손상이 발생하지 않는 범위 이내로 한다. 

④ 동바리를 해체한 후에 그 당시 재령에서 저항할 수 있는 강도를 초과하는 하중이 해당 부재에 재하  될 경우에는 사전 구조검토를 통해 하중재하 전 동바리 해체 및 재설치 여부를 결정하고, 필요한  경우 동바리를 해체하지 않고 존치하거나 적절한 동바리를 재설치하여야 한다. 또한, 연속하여 시공하는 다층 구조의 경우 타설층을 포함하여 최소 3개 층에 걸쳐 동바리를 존치하거나 적절하게 재설치 한다. 

(2) 콘크리트 타설하중과 하부층 잉여하중 비교를 통한 동바리 존치 층수 산출 

① 콘크리트 타설하중과 하부 지지층의 잉여하중을 비교하여 동바리 존치 층수를 산정하는 방식은 그림 2.1.1 (A)에서와 같이 하부층에 설치된 동바리를 제거하거나 재설치 하지 않으며, 하중이 지지층에 균등하게 작용하는 경우에 한해서 적용하여야 한다. 

② 콘크리트 타설하중은 타설되는 층의 거푸집 및 동바리를 포함하여 타설을 위하여 설치되는 가설 구조물의 하중, 타설되는 콘크리트 자중, 타설 인원 및 장비에 따른 시공하중 등을 고려하여 지지층에  등분포하중으로 작용하는 것으로 검토하며, 타설층에 설치된 거푸집 및 동바리의 강성은 무시한다. 

③ 하부층의 잉여하중은 완공 시 설계하중에서 기 시공된 구조물의 하중을 제외한 하중과 설계활하중으로 한다. 다만, 별도의 시공하중이 건축물의 구조설계 단계에서 고려된 경우 해당 값으로 할 수 있다.

④ 지지층의 잉여하중 산정 시 지지층에 설치된 동바리와 거푸집의 자중을 고려하여야 한다. 

⑤ 콘크리트 타설 시 하부 지지층에서 작업을 수행하는 경우 해당 지지층에는 작업에 따른 하중을 추가적으로 고려하여야 한다. 

⑥ 하중의 비교는 타설하중을 지지하는 하부 최상부 지지층부터 순차적으로 타설하중을 지지하고 지지력을 초과하는 하중은 하부층으로 필러 동바리를 통하여 전달된다고 가정한다. 

⑦ 상부층 타설하중이 필러 동바리의 지지력을 초과하는 경우 추가적인 필러 동바리를 지지층 시공단계에서 미리 설치하여야 한다. 

⑧ 지지층의 콘크리트 양생 강도는 최소 14MPa 이상으로 한다.  

[해설]  

① 동바리를 제거하거나 재설치 할 경우 바닥구조의 응력이 재분배되므로 구조물에 대한 정밀한  해석이 필요하며, 하중이 집중되는 경우에도 정밀해석이 필요하다. 

② 타설용 동바리가 설치된 바닥에 상부층 시공하중이 등분포로 작용하는 것으로 가정한다. ③ 설계단계에서 별도 시공하중을 고려하는 경우 해당 값을 사용한다. 

⑧ 지지층이 구조적인 거동을 하기 위하여 최소한의 강도 조건이 필요하다(거푸집 탈형강도 이상).

■ 하중비교를 이용한 동바리 존치 층수 산정 사례 (설계하중은 가정치 적용)

그림 2.1.1 지지층 동바리를 해체하지 않고 존치시키는 경우(A)와 일부를 제거하는 경우(B)

 

(3) 정밀구조해석을 통한 동바리 존치 기간 및 층수 산출  

① 상부 타설하중을 지지하는 지지층의 동바리 일부 또는 전체를 제거하거나, 재설치하여 지지층 구조물의 응력변화가 발생하는 경우 보다 더 정밀한 구조해석검토를 수행하여 동바리를 지지하는 하부층의 안전성을 확인 후 상부층의 콘크리트를 타설하여야 한다. 

② 지지 구조물은 KDS 14 20 00에 따라 구조물 설계 시와 동일한 방식으로 상부 타설하중에 대하여  안전성을 검토하여야 한다. 

③ 보강 동바리는 KDS 21 50 00에 따라 안전성을 검토하여야 한다. 

④ 안전성 검토를 수행할 때 콘크리트의 재료물성은 해당 재령에 따른 콘크리트의 압축강도와 탄성계수를 고려하여야 한다. 재령에 따른 콘크리트의 강도발현 확인은 타설된 콘크리트와 동일한 위치에서 현장 양생한 공시체의 압축강도 시험을 수행하여, 계획한 콘크리트 강도 이상임을 확인하여야  한다. 

⑤ 상부층의 타설하중에 대한 하부지지 구조물의 안전성 검토 시 2.1.2 (2)에서와 동일하게 수직하중을  고려하여야 하며, 수평하중 및 풍하중의 영향은 제외할 수 있다. 

⑥ 상부층이 전이구조물과 같이 부재의 크기가 커서 수평분리타설을 하는 경우 누적되는 하중에 대한  하부 지지층의 영향을 고려하여야 한다. 

⑦ 상부층을 분리타설 할 때 선타설된 상부 구조물이 추가 타설되는 하중을 지지하도록 시공할 경우  선타설된 구조물이 추가 타설하중을 지지할 수 있도록 안전성을 확인하여야 하며, 추가 타설 시 누적되는 하중이 하부층으로 전달되지 않도록 동바리의 U-헤드나 잭베이스를 풀어서 동바리의 응력을  해소해주는 조치를 취하여야 한다.  

[해설]  

④ 콘크리트의 압축강도발현은 양생 환경에 따라 많은 편차를 나타내므로 현장 실제 조건과 동일한 조건(온도, 습도 등)에서 강도시험을 수행하여 계획한 강도 이상 발현되는지 확인하여야 한다. 

⑤ 타설하중에 대한 안전성 검토는 타설이 완료된 콘크리트 구조물에 대한 안전성을 검토하는 것으로 수직하중이 지배적이며 풍하중이나 수평하중의 영향이 크지 않으므로 이를 제외하고 검토할  수 있다. 

⑦ 선시공된 부분이 추가 타설하중을 지지하더라도 선시공된 부분에 일정 변형이 발생할 때까지  하부층에 누적되어 하중이 전달될 수 있다. 따라서 선시공 구조물이 자립 가능한 강도에 도달할  경우 타설을 위하여 설치해 놓은 동바리를 제거하거나 동바리의 U-헤드나 잭베이스의 조절나사를 풀어서 하중이 누적되지 않도록 조치하여야 한다.

그림 2.1.2 벽식아파트 상부 타설하중에 대한 하부 슬래브 및 동바리 검토 사례

 

2.2 거푸집 및 동바리 존치기간 산출을 위한 고려사항 

2.2.1 거푸집 및 동바리 작용 하중 

시방서 및 설계기준에는 거푸집 및 동바리에 작용하는 하중으로 연직하중, 수평하중, 콘크리트의 측압 등이 제시되어 있다. 기초, 보, 기둥 및 벽의 측면 거푸집의 존치기간은 콘크리트의 재령 혹은 압축강도에 따라 결정되므로, 작용 하중의 고려가 불필요하다. 그러나, 슬래브 및 보의 밑면이나 동바리의 존치기간을 산출하기 위하여 구조검토를 수행하는 경우, 거푸집 및 동바리에 작용하는 하중을  

고려하여야 하며, 표준시방서 및 설계기준에 제시된 연직하중을 적용한다. 

‘KCS 14 20 12 거푸집 및 동바리’와 ‘KDS 21 50 00 거푸집 및 동바리 설계기준’에 따라, 거푸집 및  동바리에 작용하는 연직하중은 고정하중 및 공사 중 발생하는 활하중으로 다음의 값을 적용한다. 

① 고정하중은 철근콘크리트와 거푸집의 중량을 고려하여 합한 하중이며, 콘크리트의 단위 중량은 철근의 중량을 포함하여 보통 콘크리트 24 kN/㎥, 제1종 경량골재 콘크리트 20 kN/㎥ 그리고 2종 경량골재 콘크리트 17 kN/㎥을 적용하여야 한다. 거푸집 하중은 최소 0.4 kN/㎡ 이상을 적용하며, 특수 거푸집의 경우에는 그 실제의 중량을 적용하여 설계한다. 

② 활하중은 구조물의 수평투영면적(연직방향으로 투영시킨 수평면적)당 최소 2.5 kN/㎡ 이상으로 하여야 하며, 전동식 카트 장비를 이용하여 콘크리트를 타설할 경우에는 3.75 kN/㎡의 활하중을 고려하여 설계한다. 단, 콘크리트 분배기 등의 특수 장비를 이용할 경우에는 실제 장비하중을 적용하고, 거푸집 및 동바리에 대한 안전 여부를 확인한다.

③ 상기의 고정하중과 활하중을 합한 연직하중은 슬래브두께에 관계없이 최소 5.0 kN/㎡ 이상, 전동식  카트를 사용할 경우에는 최소 6.25 kN/㎡ 이상을 고려하여 거푸집 및 동바리를 설계한다. 

[해설] 

거푸집 및 동바리가 지지하는 구조체가 옥외에 노출되어 있을 때, 적설하중이 작업하중을 초과하는 경우에는 적설하중을 적용하여야 하며, 구조물 특성에 적합하도록 KDS 41 12 00 및 KDS 24  12 20에 따른다. 

 

2.2.2 콘크리트 양생강도

거푸집 및 동바리 존치기간 산출을 위하여 콘크리트의 양생 중 강도 혹은 탄성계수의 예측이 필요한 경우, 콘크리트구조 설계기준(KDS 14 20 10 콘크리트구조 해석과 설계원칙, KDS 14 20 01 콘크리트구조 설계(강도설계법) 일반사항)에 따라 콘크리트 재령에 따른 압축강도 혹은 탄성계수를 산정한다.

콘크리트 압축강도

(2) 콘크리트 탄성계수

 

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[국토부] 거푸집 및 동바리 해체 가이드라인 제 1장 일반사항

 

 

KDS 설계기준 가시설물 설계 일반사항 KDS 21 10 00 :2022 (가설공사)

 

 

 

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출처

국가건설기준센터