Precast concrete 2200959 김기면 2200996 최원구

목 차 ● PC(Precast concrete)란? ● PC(Precast concrete)발생 배경 목 차 ● PC(Precast concrete)란? ● PC(Precast concrete)발생 배경 ● PC(Precast concrete) 공법의 필요성 ● PC(Precast concrete) 공법의 특징 ● PC(Precast concrete) 와 RC(Reinforced concrete) 비교 ● PC부재의 적재 방법 ● PC공사 시공 계획 ● PC부재 생산 과정 ● PC 몰드 ● PC부재의 현장 조립시 유의사항 ● PC공법의 종류 ● 접합공법 ● 현장 사례

PC(Precast concrete)란? 기둥, 벽, 보 및 바닥 철근 콘크리트 부재를 공장에서 제작하고, 현장에서 양중 장비를 이용하여 조립하는 공사로 공업화 공법 중 하나이다 PC(Precast concrete) 발생 배경 PC공법은 1,2차 세계대전을 거치면서 주로 창고나 공장 등을 위주로 발전하기 시작하여 전후 신속한 복구의 필요성에서 급 발전 → 국내 : 6.25 동란의 피해복구와 부족한 주택수요의 공급을 위해 도입

PC(Precast concrete) 공법의 필요성 - 공기단축, 노무비 절감, 작업 안전성 확보를 통한 전체공사비 절감. 구조체 공사에 있어 거푸집 공사 및 그와 관련된 지보공 설치공사 등을 줄여 공사시간의 단축, 가설재료의 절감 등을 통해 공사의 성력화 건설시장의 확대 건설시장의 변화 노동인력의 고령화 및 부족 건축시장 개방에 따른 경쟁 기술력 확보 - 신기술, 신 공법 개발, 기계화, 정보화 공기 단축으로 인한 원가 절감

PC(Precast concrete) 공법의 특징 장 점  - 동절기 시공 가능, - 공기 단축 - 현장작업 감소, - 생산성 향상, 인력 절감 - 품질향상 - 환경측면 - 소음 및 폐자재, 분진발생 적음 - 공사비 비중을 낮춘다 단 점 - 설계상 제약 : 현장 타설 콘크리트 공법처럼 자유롭게 형상 만들지 못함 - 운반비 상승 - 초기 시설투자비 상승 - 장비비 상승

PC(Precast concrete)와 RC(Reinforced concrete) 비교 1) 경제성 비교대상 R.C. 공법 P.C. 공법 공기단축 절대공기의 필요로 공기단축의 한계성 → 인건비 및 현장경비 절감의 한계. 절대공기의 단축이 가능 → 인건비 및 경비의 절감이 가능 자금 회전 공기 단축의 한계성으로 자금의 회전이 느림. 공기단축이 가능하여 자금회전이 빠름. 공사관리 인력시공 및 절대 공기가 필요. 인건비 및 현장관리비의 증가요인. 인건비 및 관리비의 절감효과. 공사의 난이도 복잡한 구조 시공의 어려움이 있음. 복잡한 시공을 양질의 제품으로 생산 가능함.

PC(Precast concrete)와 RC(Reinforced concrete) 비교 2) 현장관리 비교대상 R.C. 공법 P.C. 공법 공사기간 각 공정별 절대 공기의 필요로 공기 단축의 한계성 우기, 동절기에 공사 불가능. 현장 시행 공종과 병행 시공이 가능. → 공기 단축 가능. 우기, 동절기 - 생산과 조립이 가능 자재관리 주 · 부자재에 대해 전량 현장 보관유지 필요. 현장 작업의 주·부자재만이 현장에 반입 → 운송체계의 단순화가 가능함. 장비관리 CONC, 타설시 장비의 투입이 필요. 기타작업은 인력 위주의 시공. Crane 등의 장비만으로 구조체 공사 수행 가능. 인원관리 공종별 적기인원 동원 및 관리가 필요 R.C. 공법보다 인원 관리가 용이 품질관리 다량의 자재 검사 작업의 어려움. 작업 전후의 검사 필요. 문제점 발생시 복구의 어려움. 미리 생산된 제품으로 양질의 제품을 기대. 문제점 발생시 현장 도착 전에 조치.

PC(Precast concrete)와 RC(Reinforced concrete) 비교 3) 공사시공 비교대상 R.C. 공법 P.C. 공법 가설공사 전 공정에 가설재가 필요 → 공사비 증가. . 가설재 불필요 → 공사비 절감. 철근 콘크리트 공사 거푸집 및 원자재의 현장 반입. CONC. 양생면에 균등한 품질 유지불가능 → 철저한 검사. CONC. 양질의 제품 유지 가능. 검사 및 확인 작업이 용이함. 미장공사 균일한 시공이 불가능. 하자발생 (타일의 박리, 백화현상 Crack 현상 등) 동절기 시공 불가능. Mold에 의한 균일한 시공결과. 현장작업의 축소로 하자 발생의 최소. 동절기 시공 가능. 전기설비 공사 전선관, Box류를 현장에서 매입함. 정확한 시공이 가능 → 자재의 손실이 많음. 현장작업의 축소로 공기단축 가능. 자재의 손실이 적음. 양질의 시공이 가능함.

PC(Precast concrete)와 RC(Reinforced concrete) 비교 4) 의장 및 개성, 환경 비교대상 R.C. 공법 P.C. 공법 외관 다양한 외관이 창조 가능. 단지조성 및 대형건물에 통일성 있는 외관미 창조 가능. 마감 및 질감 건축주의 의도에 따라 표현 생산방법에 따라 다양화 (Cost 상승요인) 구조개념 장 Span시공의 한계. 경제적이 Span은 6M정도임 P.C. 공법의 이용으로 경제적 단면의 장 Span 시공이 가능함. 환경오염 레미콘 및 거푸집 사용으로 분진, 소음, 폐자재 발생 등 환경오염의 문제 심각. 생산, 수송, 조립시 환경에 영향 최소.

PC(Precast concrete)와 RC(Reinforced concrete) 비교 5) 공사기간 비교

PC부재의 적재 방법 PC부재의 올바른 적재 방법 받침목의 상하 불일치 긴부재 위에 짧은 부재 Half Slab 적재 모습 받침목 3개 설치 긴부재 위에 짧은 부재 받침목의 상하 불일치 짧은 부재 위에 긴 부재 PC 슬래브는 눕혀서 운송 및 부재 고정장치의 긴결 Half Slab 적재 모습

PC공사 시공 계획 - 충분한 사전조사, PC부재의 생산방식, PC 부재의 조립방법 및 현장 여건 등 모두 고려하여 효율적이고 경제적인 시공 유도. - PC생산은 공장에서, PC조립은 현장에서 이루어지므로 공장과 현장과의 긴밀한 협조 중요. 기본계획 (설 계) PC 설계 (공 장) PC 부재 생산 생산 도면 (현 장) PC 부재 조립 수   송 조립 도면

PC부재 생산과정 1. 몰드 제작 2. 몰드 검사 3. 탈형유 도포 5. 철근 배근 후 검사 4. 철근 가공 조립 6. 콘크리트 타설 7. 양 생 8. 탈 형

PC 몰드란? Precast Concrete를 제작하기 위한 형틀, 동일제품을 대량으로 생산하기 위하여 내구성 및 정밀성이 뛰어난 Steel Mold 및 Aluminum Mold를 사용. Aluminum mold Steel mold

PC부재의 현장 조립시 주의할 사항 충분한 야적공간 확보 운반로 확보 양중 장비 고려 안 전` 정밀도 고려 결로에 유의 Joint 시공 유의

PC공법의 종류 1) 기둥 – 보 구조 기둥 - PC부재로 하여 하부 기둥과 슬래브를 이용하여 주근의 접합을 한다. 슬 래 브 - PC판 또는 Half-PC바닥판을 사용한다.

PC공법의 종류 2) 판식 구조 벽과 바닥 모두 판식(panel)으로 되어 있어서 판식 구조 바닥 - PC판 또는 Half-PC 바닥판을 사용

복합시스템 : R.C공법과 P.C공법을 병행하는 공법 박스 시스템(Box System) 공장에서 생산된 상자형의 Space Unit를 현장에서 쌓거나 연결하면서 건축물 구축하는 방법 복합시스템 :  R.C공법과 P.C공법을 병행하는 공법 구분 시공적 측면 경제적 측정 특징 ① 거푸집이 필요 없고, 동바리를 거의 없앨 수 있다. ② PC판의 가설 후 작업바닥의 확보로 안전성 향상. ③ 설비배관용 개구부의 성형이 가능하다. ④ 현장 타설 콘크리트 내에 설비용 배관을 매설할 수 있다. ⑤ 생산성의 향상에 기여하고 고품질의 바닥판을 만들 수 있다. ① 거푸집, 동바리에 관련된 노무비가 대폭 감소. ② 공기단축에 따른 가설자재와 손실재료의 절감. ③ 탈형, 정리, 보수비 등을 절감. ④ 마감공사비를 절감할 수 있다.

접합 공법 1. 습식 접합(wet joint) 접합부를 모르터나 콘크리트로 충전하여 접합하는 방식으로 가장 많이 사용 기둥․바닥 무수축 그라우팅 기둥과 보 접합부 보강근 2. 건식 접합(dry joint) 모르터나 콘크리트를 사용하지 않고 용접,Bolt 등으로 접합하는 방식. 요구 성능 - 구조적 안정성, 수밀성, 기밀성 등을 확보, 정밀도 유지 - PC조립시 발생하는 각종 변위를 흡수해야 하며, 시공이 용이 해야한다. - 균열이나 누수가 발생하기 쉬우므로 밀실하게 시공하며, 차음에 유의.

◇ 현대 서울 숲 힐 스테이트 재건축 아파트

◇ 공사개요 ● 공 사 명 : 현대 서울 숲 힐 스테이트 재건축 아파트 ● 공 사 명 : 현대 서울 숲 힐 스테이트 재건축 아파트 ● 현 장 위 치 : 서울특별시 성동구 성수 2가 1동 333-1 ● 대 지 면 적 : 25,824.00 ㎡ [7,811.76 평] ● 건 축 면 적 : 4,053.28 ㎡ [1,226.12평] ● 연 면 적 : 96,113.72 ㎡ [29,074.40평] ● 건폐율 / 용적율 : 15.69 % / 224.83 % ● 공 사 규 모 : 아파트 - 5개동 445세대 (지상 18~29층), 부대복리시설 - 관리사무소, 커뮤니티 시설 (휘트니스, 골프연습장, 도서관 등) 지하주차장 : 1개동 800대 (약 170%) ● 공 사 기 간 : 2006. 7~2009. 6 (35개월)

◇ 지하주자장의 RC복합화 공법 적용 배경 품질 향상 , 공기단축

◇ 현장 조립 작업 FLOW Column Beam+Girder+H/Slab 먹메김 동바리 설치 Beam 조립 동바리 설치 조 립 동바리 설치 Anchor 및Liner 설치 Beam 조립 동바리 설치 기둥 세우기 Beam Grouting 고정용 Prop 설치 Half Slab 조립 동바리 설치 수직도 조정 배근 및 배관/배선 주각부 Grouting Concrete 타설 검사 시점

◇ 자재 반입 부재 운반 자재 검수

◇ 인발 테스트 기초의 강도를 측정하는 실험으로 앙카 설치전 기초 콘크리트가 충분한 강도가 되었는지 확인하는 시험.

◇ 먹메김(Line Marking) ① 기초 콘크리트 타설 후 형틀공과 기준선을 협의하여 먹메김을 실시 함. ② 먹줄 넣기를 실시하여 기둥 및 Anchor 위치를 정확히 표시 ③표시된 위치에 설계 깊이까지 Drilling하여 구멍을 뚫은 후 Blower나 압축공기로 구멍내부를 깨끗이 청소한다. ④표시된 위치에 설계 깊이까지 Drilling하여 구멍을 뚫은 후 · 천공 깊이 확인(210mm이상) · 청소상태 확인 ⑤ 승인된 앙카(Anchor)체를 소정의 깊이까지 삽입한다. · 삽입깊이 확인(210mm)

◇ 기초 Anchor 시공 ① 표시된 위치에 설계 깊이까지 Drilling하여 구멍을 뚫은 후 Blower나 압축공기로 구멍내부를 깨끗이 청소한다. · 천공 깊이 확인(210mm이상) · 청소상태 확인 ② 승인된 앙카(Anchor)체를 소정의 깊이까지 삽입한다. · 삽입깊이 확인(210mm) 레벨 조정 후 조립조립

◇ 기초 Anchor 시공 매트 철근 조절 매트 철근 조절

◇ 기초 Anchor 시공 먹메김 앙카 천공

◇ 기초 Anchor 시공 케미컬 / 앙카 케미컬 투입

◇ 기초 Anchor 시공 케미컬 / 앙카 케미컬 투입 케미컬 혼합 기둥 앙카 설치 완료

◇ 기초 Anchor 시공 매설 깊이 확인

◇ 기둥(Column) 설치 ① 기둥 가장자리에 Shim(쐐기) 등을 설치하여 기둥 설치를 위한 레벨링을 한다. (가장자리 3개소 이상) · 각 Shim의 수평 레벨 확인 ② 기초에 매입된 앙카볼트를 PC기둥 하부에 매입된 H.S.S Sleeve에 끼워 기둥을 세우고 수직기를 사용하여 수직 상태를 확인한다. ③ 수직 확인 후 경사 버팀대 (Prop Support)로 기둥을 최소한 2 방향으로 고정한다. ④ 기초와 기둥 하부 주위에 형틀을 설치한 후 무수축 몰탈을 충전하여 일체화시킨다

◇ 기둥(Column) 설치 기초와 기둥 부위 접합부 단면도

◇ 기둥(Column) 설치 수평 확인 기둥 설치

◇ 기둥(Column) 설치 서포트 설치 수직도 확인

◇ 기둥(Column) 설치 기둥 인양고리 제거 무수축 고강도 몰탈

◇ 기둥(Column) 설치 무수축 몰탈 혼합 무수축 몰탈 계량

◇ 기둥(Column) 설치 무수축 몰탈 타설 후 보양 거푸집 설치

◇ 큰 보(Girder) 설치 큰 보의 기둥에 대한 걸침길이는 40mm이며, 조립오차 발생에 유의하며 기둥 스판 길이에 오차가 생긴 경우는 보 및 기둥에 대한 걸침 길이를 양단이 같도록 한다 기둥과 보 접합부(단면도)

◇ 큰 보(Girder) 설치 ① 접합부 상세에 의거, 보 하부 주근 방향을 고려하여 조립 순서를 정하고 철근 간섭이 발생하지 않도록 조립한다 · 조립순서 준수 (철근 간섭 방지 및 공장 생산계획 고려) ② 기둥에 보를 설치 시 충격하중에 의해 기둥에 편심이 발생하지 않도록 주의하여 조립한다. · 편심 발생 우려가 있을 경우는 반대방향의 보를 먼저 설치한다 ③ 큰 보의 기둥에 대한 걸침길이는 40mm이며, 조립오차 발생에 유의하며 기둥 스판 길이에 오차가 생긴 경우는 보 및 기둥에 대한 걸침길이를 양단이 같도록 한다 ④ 보 설치와 동시에 보의 1/4지점에 Jack Support를 설치하여, 시공 시 추락사고를 사전에 방지하도록 한다. ⑤ RC옹벽 및 건물에 얹히는 보는 System Support를 RC중심에서 70~80cm 이격하여 설치하고, Concrete 타설 후 Jack Support로 교체한다

◇ 큰 보(Girder) 설치 평면 입면 PC기둥 PC보 옹벽거푸집 SYS SUPPORT 외부 옹벽과 보 접합부 평면도 외부 옹벽과 보 접합부 단면도

◇ 작은 보(Beam) 설치 ① 큰 보와 걸침(조립)부위를 깨끗이 청소한다 ② 큰 보와의 접합 후 Joint 간격은 20mm이므로 10mm 이상 조립오차가 발생되지 않도록 주의한다. ③ 큰 보와 작은 보 Joint부위에 백업제를 끼우고 우레탄 폼으로 밀실하게 막은 후 Joint 공간에 무수축 몰탈을 부어 넣어 일체화시킨다 · 주입은 신속히 행하고 다른쪽으로 흘러나올 때까지 한다. · 부재에 무리가 가지 않는 범위내에서 가벼운 진동을 주어 충전을 · 충전 높이는 보의 PC콘크리트 상단면까지로 한다 · 큰 보와 작은보의 접합부에는 Jack Support 설치

◇ 작은 보(Beam) 설치 큰 보 와 작은 보 접합부 딘면도

◇ 보 설치 보 조립 위치 표시 보 위치 조정

◇ 보 설치 거푸집 제거 후 미장 보 접합부 거푸집 설치

◇ 보 설치 시스템 서포트 설치 잭 서포트 설치

◇ 보 설치 거더 인양고리 제거 보 설치 후 안전난간 설치

◇ 보 설치 큰 보와 작은 보의 접합부 조립 완료

◇ 슬래브(Slab) 설치 ① 보(큰 보,작은 보 동일) 상단 Half Slab 설치 부위에 쿠션 테이프를 붙여 Half Slab 조립시 파손 방지는 물론 Topping Con’c 타설시 페이스트(Paste) 유출을 방지한다 ② 하프 슬라브의 보에 걸치는 걸침길이는 30mm를 기준으로 한다. · 불가피하게 걸침 길이가 적을 경우에는 구조관계자와 협의 후 스터럽(Stirrup)과 Half Slab의 트러스 거더(Truss Girder)에 결속선 등으로 결속시켜 만일의 낙하 사고에 대비하도록 한다. ③ Half Slab의 양중시 인양지점(Liftting Point)을 정확히 산정하여 균열이 발생하지 않도록 한다. ④ 4m 이상의 Span에 Beam이 없는 경우는 한 구간(보통2∼4매 정도) 조립이 완료되면 Half Slab에 처짐에 따른 크랙 등의 구조적 결함이 발생하지 않도록 Timber Beam을 대고, 강관 Support를 중앙부에 1열로 설치 함. ⑤ Half Slab 판과 판사이의 Joint는 5mm이하를 기준하며, 바닥 위에서 우레탄 폼으로 충전하여 Topping Concrete 타설시 페이스트 유출을 방지한다.

◇ 슬래브(Slab) 설치

· 슬래브(작은보 간격 - 3250) · 슬래브(작은보 간격 - 5200) 0.75 0.70 0.60 S(M) 1.50 1.40 S1(M) 3EA 설치수량 지하층 (B1S2) 2.45 2.05 1.30 1.20 1.10 7EA 6EA 5EA 지붕층 (1S2) 7.5M이상 6.5m이상~7.5m미만 5.2m이상~6.5m미만 구 분 층 · 슬래브(작은보 간격 - 3250) · 슬래브(작은보 간격 - 5200) 0.55 S(M) 1.00 1.05 0.95 S1(M) 7EA 6EA 5EA 설치수량 지하층 (B1S1) 1.50 1.40 0.75 0.70 0.60 11EA 9EA 지붕층 (1S1) 7.5M이상 6.5m이상~7.5m미만 5.2m이상~6.5m미만 구 분 층

◇ 슬래브(Slab) 설치 하프 슬라브 인양 하프 슬라브 설치

◇ 슬래브(Slab) 설치 하프 슬라브 설치 후 안전난간 설치 조인트 우레탄 폼 시공

◇ 슬래브(Slab) 설치 잭 서포트 설치 잭 서포트 설치

◇ 슬래브(Slab) 설치 슬라브 설치 완료

◇ 철근 배근 ① 도면에 준해 SLAB 배근을 실시한다 ② 철근배근시 PC 슬래브에 무리한 충격을 주어서는 안되며 하부 동바리에 무리한 힘이 가해지지 않도록 유의하도록 한다. 슬래브 상부근 배근 전기 배관 설치 기둥과 보 접합부 보강근 보와 슬래브 보강근

◇ Topping Concrete 타설 ① 건조수축으로 인한 균열방지를 위해 충분한 살수 ② 콘크리트 타설시 PC 슬래브에 무리한 충격을 주어서는 안되며 하부 동바리에 무리한 충격이 가하지 않도록 유의하도록 한다. 바닥 콘크리트 타설 바닥 콘크리트 타설 완료

◇ 부재 조립별 허용오차 부재종류 해당부위 허용오차(mm) 기둥(Column) 기준선으로부터의 평면상의 오차 상단의 지정된 입면으로부터의 오차 입면상 연직선에 대한 최대 오차 높이 3m당 입면상 연직선에 대한 오차 ±5 (긴기둥 ) 20 / (짧은 기둥) 10 +6 큰 보(Girder) 작은 보(Beam) 높이 300mm당 입면상 연직선에 대한 오차 기둥에 걸치는 걸침길이 +5 +2 (큰 보) ±20 / (작은 보) ±10 Half Slab 판과 판 접합부의 폭 판과 판 상단 상호간의 입면상의 오차 보에 걸치는 걸침길이 0~3 0~5 ±10

◇ Precast Concrete 발전 방향 1) 대량생산을 통한 제품 원가 절감을 통한 경제성의 향상 2) 공사로 인해 발생하는 폐자재를 줄임으로써 환경오염 방지 3) 공장 제작으로 자유로운 형상의 시공이 용이 4) 품질향상

참고 문언 및 자료 출처 ※ “지하주차장 복합화공법 시공지침서” ※ 건축시공학 “이찬식 저” ※ “지하주차장 복합화공법 시공지침서” ※ 건축시공학 “이찬식 저” ※ http://www.naver.com ※ www.Archforum.com ※ http://www.Kict.re.kr [한국 건설 기술 연구원] ※ http://www.google.co.kr ※ http://www.dh21.co.kr [대흥 : 건설 자재 전문업체]