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[보수보강사례 - 6] 수축․팽창 균열 보수사례

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조회 313 조회
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날짜 15-06-05 11:08

내용

1. 개 요
    대상건축물은 준공 후 20년이 경과된 지하 1층, 지상 7층의 철근콘크리트라멘 구조
    물로 평면길이가 144m인데도 익스팬션조인트가 설치되어있지 않다. 이 건축물은 2층
    이상의 바닥면적이 1층 바닥면적보다 작으므로 2층 평면의 외곽 바닥슬래브는 외부에
    노출되어 있어 기온의 변화에 따른 신축ㆍ팽창의 영향을 받아 균열이 발생되어 누수가
    심하고 마감재의 손상 및 백화현상이 발생되고 있다.


2. 조사 및 결함원인ㆍ현상
    가. 조사사항
        1) 설계도면 : 평면길이가 144m이나 익스팬션조인트가 없이 일체의 단일구조체로
            되어 있음
        2) 사용실태 : 2층바닥의 데크부분에 중량적재물을 다량 적재하고 있어 적재하중
            기준치인 500㎏/㎡을 초과한 700㎏/㎡로 사용하중이 증가되어 있고, 배수구가
            막혀 배수기능이 저하됨
        3) 마감상태 : 100mm 화강석 판재두께가 두꺼워서 고정하중이 설계시의 구조계산
            기준치인 748㎏/㎡를 초과한 974㎏/㎡로 증가됨(226㎏/㎡ 초과)

6-1.jpg

<그림1> 바닥마감상태 상세



        4) 콘크리트강도 : 평균강도가 228㎏f/㎠로 설계기준강도인 210㎏f/㎠ 보다 높게
            조사됨

        5) 철근배근 및 기타 : 설계도면과 일치하고 있으나, 설계시 외기노출부위(Deck)의

            온도근에 대한 배려가 부족함.


    나. 결함원인
        1) 설계결함 : 재료신축에 대한 사전조치 소홀
        2) 시공결함 : 화강석 두께증가에 따른 고정하중 증가
        3) 유지관리 소홀 :
            ㆍ중량물 적치로 사용하중 증가
            ㆍ배수구 주변 드레인 막힘


    다. 발생현상(2층바닥 데크)
        1) 슬래브 및 보 균열발생
        2) 누수 및 백화발생
        3) 외부마감재 손상


    라. 구조안전성 검토
            대상부위의 균열은 구조계산결과 휨인장이나 처짐에 의한 것이 아니라 외기에 노출되어
            온도변화에 의한 재료의 신축으로 인한 균열로, 균열부위를 통한 누수가 철근의 부식은
            물론 동결팽창의 영향으로 발생되는 피해가 증대할 것으로 예상되므로 데크 슬래브면에
            대한 적절한 조치가 필요하다.


3. 원인추정
    대상슬래브는 평면길이가 144m로 익스팬션조인트없이 외기에 노출로 설계ㆍ시공되어
    있어 기온변화에 의한 구조재료의 신축으로 인하여구조물의 신축ㆍ팽창 현상이 크게
    발생되어 있으며 이러한 구조물의 거동에 의해 균열이 발생된 것으로 추정된다.


4. 보수․보강
    1) 제1안 : 균열부위 보수법

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  <그림2> 슬래브 균열보수 개념도


    ㅇ 균열 보수시 주의사항
        -균열폭과 균열깊이 시공시 외기 온도에 따라 가사용 시간과 점도, 충진재의 양,
         주입간격, 주입압을 결정한다.
        -전면주입과 배면주입법을 혼용하면 좋으나 데크바닥의 마감재 훼손을 고려하여
         배면주입공법을 선택하도록 한다.
        -주입재료와 주입방법 선정전에 견본시공 후 적합한 재료와 주입법을 선택한다.
        -균열사이에 존재하는 공기를 밀어내며 시공할 수 있는 공법을 선택한다.
        -주입공 위치 선정시 각종 전기설비 배관위치와 철근위치를 확인한다.
        -주입 후 주입상태 확인을 위한 코어를 채취하여 접착상태를 확인토록 한다.


2) 제2안 : 슬래브 균열누수부위 보수법


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<그림3> 배면주입 지수 개념도


ㅇ 배면주입 시공시 고려사항
    -균열의 폭과 부재의 두께ㆍ누수량에 따라 약액의 량과 주입압, 주입량을 결정하
     고 시험 시공후 본공사 착수한다.
    -배면 주입을 위한 천공전에 철근 및 각종 배관 배선의 위치를 확인하도록 한다.
    -작업종료후 표면그라인딩 작업을 실시하여 마감을 깨끗이 한다.
    -배면주입 방수 공법 순서도는 <그림4>와 같다.

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<그림4> 균열 누수부위 배면주입 방수공법 순서도



5. 결 론
    대상건축물의 균열누수부위에 대한 방수 공법으로 가장 확실한 방법은 물이 유입되지
    않도록 외부에서 차단하는 방수 공법이 선택되어야 하나, 현실적으로 공사규모가 커서
    경제적 부담이 예상되고, 현재 다수의 통행자가 사용 중이므로 사용상의 불편이 따른다.
    따라서 누수부위의 마감재를 해체하지 않고 계속 사용하면서 누수부위 슬래브의
    안쪽(물이 유입되는 반대편)에서 지수성이 있는 재료 (특수혼화재)를 마이크로 시멘트나
    폴리머 시멘트 등에 혼합하여 누수부위에 주입공을 설치 후 집중적으로 주입하는 공법을
    채택하는 것이 좋을 것으로 사료된다.


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<사진1> 슬래브 균열에 의한 백화


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<사진2> 슬래브 균열에 의한 누수


[출처 : 시설안전관리공단]


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