얕은기초(한계상태설계법) KCS 24 51 05 :2023 건설 표준시방서

얕은기초(한계상태설계법) KCS 24 51 05 :2023란?

KCS 24 51 05 :2023 건설 표준시방서는 얕은 기초 설계에 대한 내용을 담고 있습니다. 이 시방서는 한계상태 설계법을 기반으로 하여 얕은 기초의 안전성과 기능성을 확보하기 위한 설계 기준, 계산 방법, 시공 방법 등을 상세하게 제시하고 있습니다. 즉, 얕은 기초의 구조 안전성과 지지력, 침하, 지반 움직임 등에 대한 설계 및 시공 가이드라인을 제공하여 안전하고 내구성 있는 건축물 구축을 위한 목표를 달성하는 데 기여합니다.

얕은기초(한계상태설계법) KCS 24 51 05 :2023 건설 표준시방서

1. 일반사항

1.1 적용범위

(1)이 기준은 양질의 지지층이 지표면 가까운 곳에 존재하여 얕은기초 형식으로 지지층에 직접 지지되는 교량 기초공사와 상부구조로부터의 하중을 기초로 전달하는 구체의 시공에 적용한다.

(2)지지층아래 압축성이 큰 토층이 존재하지 않아서 침하량이 허용값을 초과할 가능성이 없을 때 적용한다.

(3)지지층아래 압축성이 큰 토층이 있다면 깊은기초를 선택하거나 지반개량 등을 전제로 한 얕은기초를 고려하여야 한다.

(4)얕은기초 적용의 적합성 여부를 판단하기 위해서는 다음사항을 검토하여야 한다.

①기초지반이 전단파괴에 대해 안전하여야 한다.

②전체침하나 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 기초형식

● 깊은기초:하부구조물 저면으로부터 구조물을 지지하는 지지층까지의 깊이가 기초의 최소 폭에 비하여 비교적 큰 기초형식을 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

(1)수급자는 공사시방서의 기준(공사종류별,시기별)에 의한 시공계획서를 공사착수전 공사감독자에게 제출한다.

(2)지반조건

① 설계 시에 행하였던 지반조사 결과에 관하여 충분히 검토하고, 하부구조의 기초형식이나 지반의 상황에 따라 정밀한 보링이나 각종 시험을 보충하는 등 보다 면밀한 조사를 시행하여야 한다.

(3)재하시험 보고서:시험 1주일 전에 재하시험 계획서를 작성하여야 한다. 재하시험이 완료되면 해당분야 전문기술자의 검토를 받아 각 시험에 대한 시험보고서를 제출하여야 한다.

(4)건전도시험 보고서:얕은기초에 대한 건전도 확인검사 결과보고서를 작성하여 제출한다.

(5)세굴방지계획서

(6)설계도서 검토 및 시공 상세도

(7)품질관리 계획서

(8)안전관리 계획서

(9)지하매설물 처리 계획서

(10)환경관리 계획서

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2. 자재

2.1 콘크리트

(1)콘크리트와 관련된 사항은 KCS 14 20 10의 해당요건을 따른다.

2.2 철근

(1)철근과 관련된 사항은 KCS 14 20 11의 해당요건을 따른다.

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3. 시공

3.1 기초 깊이

3.1.1 기초의 시공 깊이

(1)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

(1)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

(1)지하매설물 및 지상 장애물을 공사착수 전에 조사하여 공사감독자에게 서면으로 제출하고, 그 대책 방법을 강구하여야 한다.

(2)필요에 따라 지반조사를 하고, 지반조건 및 현장조건이 설계된 기초공법에 적합한 지 확인하여야 한다.

3.2.2 기존시설물의 처리

(1)공사착수 전에 관련되는 모든 기존시설에 대한 설치깊이와 규모를 확인하여 토공작업으로 인한 피해가 없도록 하여야 한다.

(2)도면에 표시되지 않은 사용 중인 지하시설물이 발견되면 공사감독자에게 통보하고 적법한 절차에 따라 이설하여야 한다.

3.2.3 기초터파기, 배수 및 바닥면 마무리

(1)기초터파기 경사는 토질조건과 지하수의 상태 등에 따라 안전한 굴착면 경사를 유지하여야 하고 필요시 가설 토류벽을 설치하여야 한다.

(2)기초바닥면은 기초구조의 평탄성과 계획 높이를 유지하기 위하여 평탄하게 마무리하여야 한다.

(3)기초바닥재로 75mm 이상의 조약돌을 깔 경우에는 막자갈 또는 쇄석 등의 채움재료로 공극을 메우고 소형 롤러 또는 래머 등으로 다짐을 하여야 한다.

(4)기초바닥재로 자갈 또는 모래를 깔 경우 재료를 깐 후 소형 롤러, 래머 등으로 다짐을 하여 설계두께로 마무리하여야 한다.

(5)암반지지 기초의 경우 바닥면의 경사가 1:4 이상인 경우 계단식 또는 톱니식으로 마무리하여야 한다.

(6)바닥면에 용수, 우수 등의 유입이 우려될 경우에는 적절한 배수처리를 하여야 한다.

(7)바닥면이 암반일 경우에는 돌부스러기 등 이물질을 완전히 제거하여야 하고 토사일 경우에는 적절한 다짐장비로 충분한 다짐을 하여야 한다.

(8)암굴착면의 요철은 ±100mm 이내로 하며, 암질에 따라 여굴이 발생할 경우에는 빈배합 콘크리트로 저면을 마무리한다.

(9)교량기초가 비탈면에 설치되는 지점은 기초터파기 부분의 되메우기 시 비탈면이 원래 상태로 복구되도록 되메우기를 하여야 한다.

3.2.4 비탈면 안정

(1)경사가 급한 위치에 놓이는 교대의 기초터파기에 있어서는 시공 중이나 교량구조체 완성 후 비탈면 안정에 대한 검토를 하여야 한다.

(2)비탈면에 놓이는 교대의 기초터파기 부분을 되메우기는 원래 상태의 비탈면이 형성되도록 복구한 후 식재정비를 하여 녹지축을 복원하여야 한다.

3.3 지지층 검사

(1)기초바닥면의 실제조건과 지반조사 자료를 비교·검토하고 공사감독자의 검사를 받아야 한다.

(2)지지층의 안전성은 KS F 2444 결과에 기초의 크기효과를 고려하여 연직저항력을 만족하는지 확인하여야 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.

(3)지지층 검사가 끝나면 즉시 빈배합 콘크리트로 고르기를 할 수 있도록 준비하여야 한다.

3.4 되메움

(1)구조물 설치 완료 후 굴착된 공간은 인접 지반 높이까지 되메움을 실시한다. 이 때, 되메움재는 인접지반 정도의 밀도까지 충분히 다짐하여야 하며 표면을 깔끔하게 정리한다.

(2)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

(1) 기초공의 시공에 관한 전반적 기록은 다음 사항이 포함되어야 한다.

①공사명, 공사개소, 사업주체, 시공자, 시행공정

②완성된 기초공의 제원, 배치도, 구조도, 지반의 개요

③임시가설비의 배치와 능력, 시공방법, 기계기구

④각종 조사 및 시험성과

⑤환경대책 및 안전대책

⑥시공중에 발생한 특수상황과 그 대책

⑦각 공정의 시공기록, 사진 등

3.6 교대공사

3.6.1 활동방지벽

(1)거푸집 설치 시 기초부위에 먼저 타설한 콘크리트바닥과 거푸집이 접하는 부위에 틈이 발생하는 경우 모르타르 등으로 틈을 메워야 한다.

(2)거푸집 설치완료 후 나타나는 여굴 부분에 대해서는 채움콘크리트를 타설하여 채워야 한다.

(3)채움콘크리트 양생 후 거푸집을 해체하고 활동방지벽과 바닥판의 철근배근 및 콘크리트를 일체로 시공하여야 한다.

3.6.2 벽체콘크리트 타설

(1)벽체구조의 특성상 하단부분의 콘크리트는 재료분리가 발생할 우려가 있으므로 주의하여야 한다.

(2)콘크리트 타설을 연속으로 수행하여 콜드조인트가 발생하지 않도록 하여야 한다.

(3)벽체콘크리트가 설계강도 이상이 되도록 양생된 후에 벽체 배면 뒤채움을 시행하여야 한다.

3.6.3 콘크리트공

(1)콘크리트공과 관련된 사항은 KCS 14 20 01의 해당요건을 따른다.

3.6.4 철근공

(1)철근공과 관련된 사항은 KCS 14 20 11의 해당요건을 따른다.

3.6.5 뒤채움 및 배수공

(1)교대의 뒤채움 작업은 구조물에 손상이 없도록 콘크리트가 충분히 양생된 후에 시행하여야 한다.

(2)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.

(3)교대 뒷면에는 유입수가 고이지 않도록 뒤채움 재료를 양질의 토사(잘 다져지고 투수성이 좋은 재료)로 하고 적절한 배수조치를 하여야 한다.

3.6.6 시공 시 유의사항

(1)교대의 완성위치는 상부구조의 가설에 직접적인 영향을 미치므로 정확히 마무리하여야 한다. 특히 교대 뒤채움 다짐 시 밀림이 생기지 않도록 조치를 하여야 한다. 교대 하부가 연약지반인 경우 측방이동에 대한 안정성을 확보하기 위하여 측량 및 계측 등 관리대책을 수립하여야 한다.

(2)마무리면은 평탄하게 미관성을 고려하여 시공하여야 한다.

(3)지하수위 아래에 축조되는 구체의 이음부는 철근부식에 취약하므로 부식방지공법으로 시공하여야 한다.

(4)구체의 돌출부위에 대한 콘크리트 타설은 연속적으로 시공하여야 한다.

(5)시공 전 유관기관 담당자 입회하에 지하 터파기 실시 후 본 공사 시행방법을 검토하여야 한다.

3.7 교각 공사

3.7.1 시공준비

(1)작업지반과 각종 중장비의 진․출입로를 정비하여 작업효율을 높인다.

(2)자재적치장 및 작업공간을 확보하여야 한다.

(3)각종 기계․기구의 점검 및 정비를 철저히 한다.

(4)교각의 위치와 표고를 확인하고 시공 중 검측이 용이하도록 수준점이나 점검말뚝을 설치한다.

3.7.2 거푸집 및 동바리 공사

(1)거푸집 및 동바리 공사와 관련된 사항은 KCS 21 50 05의 해당요건을 따르되, 아래 사항을 추가하여 적용한다.

(2)교각의 높이가 높을 경우에는 안정성과 경제성을 고려하여 활동식거푸집 공법 및 이동식거푸집 공법 등과 같은 특수거푸집 공법을 충분히 검토하여 시공하여야 한다.

(3)특수거푸집 공법으로 시공할 경우는 별도의 공사시방을 규정하여야 한다.

3.7.3 시공 시 유의사항

(1)시공 시 유의사항과 관련된 사항은 KCS 14 20 01의 해당요건을 따른다.

3.8 교대 및 교각의 균열방지

3.8.1. 교축방향의 수평력에 의한 균열

(1)교량 받침부 앵커볼트 부위의 균열방지를 위하여 받침부와 교대 연단과의 일정한 거리를 확보하고 철근으로 보강하여야 한다.

(2)교량 받침부의 불완전한 기능이나 온도변화 또는 지진 등의 영향에 의해 발생되는 균열방지를 위하여 교량 받침 밑의 철근을 관통하여 배치하여야 한다.

3.8.2 짧은 내민보를 갖는 교각의 균열

(1)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 취하여야 한다.

(2)발생가능한 균열의 폭, 간격, 발생위치 등을 예측하고, 필요한 경우 이를 제어하기 위한 구체적인 방법을 강구하여야 한다.

(3)교대 및 교각을 시공할 때는 시멘트, 혼화재료, 골재 등의 재료 및 배합의 적절한 선정, 블록분할과 이음위치, 콘크리트 타설 시간 간격의 선정, 거푸집 재료 및 종류와 구조, 콘크리트 냉각 및 양생방법 등을 검토하여야 한다.

(4)필요한 경우, 신축이음이나 수축이음을 계획하여 균열의 발생을 제어할 수 있으며, 이때 구조물의 기능을 고려하여 위치 및 구조를 정하고 필요에 따라서 배근, 지수판, 충전재 등을 설치하여야 한다.

 

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