구조물 균열 안정성검토보고서 -...

구조물 침하/균열 검토 보고서

○○ 용수공급시설

2010. 01. 08.

I . 개 요

1. 검 토 목 적

2. 검 토 개 요

I I . 구 조 안 전 진 단 보 고 서 검 토

1. 보 고 서 작 성 범 위 및 내 용

2. 외 관 조 사 점 검 사 항 검 토

3. 기 초 안 정 성 사 항 검 토

4. 신 축 이 음 보 수 방 안 검 토

I I I . 멤 브 레 인 조 벽 체 균 열 검 토

1. 현 황

2. 균 열 의 원 인 및 보 수 방 법 비 교

3. 검 토 결 과

IV. 종 합 의 견

1. 검 토 목 적

2. 현 황 및 검 토 의 견

C O N T E N T S

00 용수공급시설 3단계 공사 Project

구조물 균열 검토 보고서

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I. 개요

1. 검토 목적

본 검토는 현재 운용중인 00단지내 용수공급시설 구조물 1단계(旣 시공완료)구조물 이음부에 이

격이 발생된 정수장 시설물의 구조안전진단 평가보고서의 적정성검토, 3단계구조물 균열에 대한 현

장점검 및 균열부 보수방법 적정성을 검토하는 데 있다.

2. 검토 개요

가) 현 장 명 : 용수공급시설 1,2,3단계 공사

나) 위 치 :

다) 1,2단계 정수장 시설물 이력현황

① 1단계(1단계 시공 시 구조물은 1,2단계 분 시공)

-. 공사 기간 : 2003.12.15 ~ 2004.12.31

라) 현장 개요

용수공급시설 중 정수처리시설은 농축조실, 멤브레인조 및 공업용수배수지로 구성되어 있으며 시

공진행은 단계별 연차적으로 확장 시공 중이다. 이때 정수장 건축물의 부등침하 및 균열에 대응하

기 위하여 설계 당시부터 신축 이음부를 설계, 시공 반영된 상태이다. 금번에 구조안정성 검토가

필요한 대상구조물은 1단계에 시공된 정수장 건축 구조물이며, 일부 신축이음부에서 균열 및 부등

침하 현상이 발생된 것으로 관측되었다(그림1-1참조). 특히 농축조실은 기초부 치환에 의한 직접기

초형식으로 설계되었고, 멤브레인조는 Pile기초형식으로 설계되어 구조물 기초가 서로 상이한 이질

기초로 시공되었다.

[그림 1-1 구조물 주요 균열 현황]



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II. 구조안전진단 보고서 검토

1. 보고서 작성 범위 및 내용

가) 용수공급시설(정수장) 구조안전진단 보고서는 안전진단전문기관 00000에서 2009년 5월11일~10월

31일까지 토목, 토목구조, 토질 및 기초분야에서 실시하였다.

나) 구조물에 대한 외관조사 및 비파괴시험, 계측기기 설치 및 관리, 보수방안 제시까지 구조물 균열

에 대하여 검토하였다.

다) 본 보고서 작성을 위하여 현장조사 실시하고 기본적인 시험 및 계측 자료는 시간적인 제한으로

인하여 00000에서 작성한 보고서의 자료를 인용하여 검토하였음.

2. 외관조사 점검사항 검토

가) 기존 보고서의 외관조사는 잘 이루어져 있다. 농축조실과 멤브레인조의 이음부(직접기초와 Pile기

초의 EJ구간)는 1층에서 구조물간 부등침하에 의한 Level차가 발생하였으며, 양측 구조물의 변위

는 계측기 9개소에서 모두 수직변위가 없는 것으로 되었고 현재 변위 차가 적어 사용성 및 안전

성에는 문제가 없는 것으로 평가 되었다.

나) 옥상의 신축이음부에 대한 변위측정은 파라펫의 골조, 동일 구조물(라멘구조)인 지하기둥 및 1

층 기둥부의 동일한 위치에 계측기를 설치하여 수직변위를 측정하였으며, 결과 값은 수직변위가

없는 것으로 조사 되었다.

3. 기초 안정성 사항 검토

가) 이론 및 경험식에 의한 기초 안정성 검토

농축조실 기초의 침하량은 경험적인 방법에 의해 19.21mm로 산정 되었으며, 일반적인 침하기준

이하 값(25.4mm, 1inch)으로 안전한 것으로 평가되었다..

4. 신축이음보수방안 검토

가) 제안한 고탄성 실링제 충진방안은 신축이음부 결손부위에 적정한 공법으로 사료된다.

나) 다만, 고탄성 실링제의 재료적인 특성 및 시공성을 고려한 작업일정을 수립하여 시공함이 바람직

할 것으로 사료된다.



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III. 멤브레인조 벽체균열 검토

1. 현황

가) 공사 현황

① 2008.10월: 지하 토목구조물 공사 완료(→ 건축공사 진행)

② 2009.12월: 담수 및 누수 발생(보강공사 진행 중)

나) 균열발생 현황

① 현장점검 결과(2010.01.05) 수조 외부 및 내부 벽체에서 일부 균열과 함께 누수가 발생하고 있

으며 누수발생 구간은 폴리우레탄 인젝션에 의한 충진 작업이 진행 중임.

② 균열은 그림과 같이 대부분 수평으로 발생하였으며 콘크리트 이어치기 구간에서 발생한 것으로

관측됨.

③ 내, 외부 벽체의 균열 폭은 대체로 미소한 폭(0.1mm이하)으로 관측되었음.(허용기준 0.2mm 이

하)

④ 수조 외부 벽체 및 내부 벽체의 누수 현황

그림 3-1 수조 외부벽체 균열 및 누수 전경

수평균열 및

누수 발생

수평균열 및

누수 발생

수평균열 및

인젝션 보강

(미장마감구간)

수평균열 및

누수 발생



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그림 3-2 수조 내부벽체 균열 및 누수 전경



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다) 누수보수공법 적용계획 현황

① 3단계 공사구간의 경우 폴리우레아계 인젝션 보수방법 적용을 계획하고 있으며, 상세 내용은

다음과 같다.

[그림 3-3. 3단계 공사구간 수조 위치 도해]

[그림 3-4. 3단계 공사구간 수조 내외부에 대한 누수보수공법 적용계획]



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2. 균열의 원인 및 보수방법 비교

가) 균열의 원인

균열발생의 원인에는 재료적 요인, 시공적 요인, 외적 요인, 하중적 요인 등에 의한 원인 별로 분

류할 수 있으며 본 현장에서 관측된 균열의 주된 요인은 아래와 같다.

① 재료적 요인에 의한 균열로는 콘크리트의 건조수축 및 경화에 의한 짧고 불규칙적인 균열이

발생하였음.

② 시공적인 요인, 외적 요인 및 하중 요인에 의한 구조적으로 유해한 균열의 형태는 측정되지

않음.

[그림 3-5. 재료에 의한 균열]

나) 균열 관련 기준

① 콘크리트 시방서

[표 3-1. 콘크리트시방서 기준 허용 균열폭]

조 건 허용 균열폭(mm)

옥내부재

옥외부재

0.4

0.3

② 균열보수 관련근거

[표 3-2. 한국콘크리트 학회 보수기준]

보수공법

기타공법 보수

목적 균열의 현상

균열폭

(mm)

표면

처리

공법

주입

공법

충진

공법 침투성방수제

도포방법 기타

0.2 이하 ○ △ ○ 균열폭의

변동이 작음 0.2~1.0 △ ○ ○

0.2 이하 △ △ ○ 방수성

균열폭의

변동이 큼 0.2~1.0 △ ○ ○

주1) ○ : 적절한 공법, △ : 조건에 따른 적절한 공법



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국내의 최대허용균열폭 기준에서 콘크리트시방 기준 옥외일 경우 0.3mm로 제한되어 있고, 방수성

을 고려할 경우 한국콘크리트학회의 보수규정에 의거 0.2mm 이상은 보수가 필요함.



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다) 균열부 누수 보수방법

① 균열부위는 대부분 구조물의 거동 중심의 가장자리에 위치함으로서 거동폭이 심한 부위가 대부

분으로 조사되었다

② 누수 부위에는 온갖 이물질 즉 백화, 미립토사, 물때 등의 접착 방해 요인들이 상시 존재한다.

특히 수압이 작용하는 경우에는 바탕면과 보수재료간의 수막을 형성시켜 결합을 방해하므로 재

료에 대한 선정이 매우 중요하다. 재료는 콘크리트와 이질재를 동시에 결합시킬 수 있어야 하

며 계면 거동성에 대한 추종성도 충분하게 검토되어야 한다.

③ 따라서 누수 보수공법의 재료특성에 따라 현장 구조부위별 적용 가능한 공법들을 아래 표4-2

에서 검토/비교하였다.

[표 3-3. 균열보수재료의 종류 및 보수공법]

구분 보수재료의 종류 표면처리공법 주입공법 충전공법

폴리머 모르터 ○

에폭시수지 ○ ○

가소성에폭시수지 ○ ○

폴리우레탄 ○ ○

수지계

재료

도막탄성방수제 ○

폴리머시멘트슬러리 ○

폴리머시멘트페이스트 ○

폴리머시멘트모르터 ○

시멘트충전제 ○

시멘트계

재료

팽창시멘트주입제 ○



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3. 검토 결과

가) 균열 원인분석 및 대책

① 현장 점검 결과 구조물 내, 외부 균열은 미소한 균열 폭(0.1mm내외)으로 수평균열이 발생한

것으로 조사되었다.

② 균열 발생원인으로는 균열 위치 및 폭, 수평 균열 등 균열의 특성을 고려 시 여러가지 복합

적인 요인이 있을 수 있으며, 발생 위치의 특성상 급속 타설에 의한 콘크리트 재료분리 가능

성 및 타설 콘크리트의 특성상 온도변화에 따른 수축 등이 복합적으로 작용된 것으로 사료된

다.

③ 그러나 현재까지 구조물에서 조사된 균열의 폭은 0.1mm내외로 극히 미소한 것으로 관측되었

으며, 이는 한국콘크리트 학회 보수규정 0.2mm 이내로 보수계획에 따른 보강공사가 이루어

진다면 구조적인 문제는 없을 것으로 사료된다.

나) 누수 보수방법 적정성 검토

① 멤브레인조 구조물 균열 보수공법은 경질의 폴리우레탄계 지수제를 주입하여 균열부 보수보

강을 진행 중이며, 누수 구조물의 균열 보수방법으로 폴리우레탄계 지수제 사용은 적정한 것

으로 사료된다.

② 또한, 균열부위에 대하여 폴리우레탄계 지수제 주입시 구조물 균열로 인한 멤브레인조의 구

조적인 안전문제는 없을 것으로 사료되며, 균열부위의 주입 완료 후 멤브레인조 내부의 방수

보완 시공에 면밀한 주의와 엄격한 품질검사가 이루어져야 한다고 사료된다.



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IV. 종합의견

1. 검토목적

1단계 정수시설 구조안전진단 및 3단계 멤브레인조 내외부 구조물 균열에 대한 현장점검 및 균열부

보수방법의 적정성 평가를 목적으로 한다.

2. 현황 및 검토의견

가) 구조안전진단 보고서 검토

① 전체적으로 외관조사 및 각 구조물별 경험식과 수치해석에 의한 침하량 검토가 수행되었음.

② 농축조실과 멤브레인주는 이질기초형식으로 E/J로 구분 계획되어 수평 및 수직침하에 대응

토록 계획되어 있으므로, 현재 육안상 발생된 E/J부위의 이격현상 및 단차는 평가보고서에

서 제안한 공법 적용이 타당한 것으로 사료된다.

③ 다만, 탄성실링제의 재료적인 특성 및 시공성을 고려하여 동절기를 피한 3월 이후 시공함

을 추천한다.

④ 또한 출입구는 탄성 실링제 시공 후 마감으로 부식성 및 경관이 미려한 SUS재질의 E/J 사

용을 추천한다.

나) 멤브레인조 내외부 벽체 균열 검토

① 현장점검결한 결과 수조내외부 벽체균열과 누수현상이 확인되었으며, 일부 구간은 폴리우레

탄계 재료를 사용한 익젝션에 의한 충진작업이 진행 중이다.

② 현장 점검 결과 구조물 내, 외부 균열은 미소한 균열 폭(0.1mm내외)으로 수평균열이 발생

한 것으로 조사되었다.

③ 그러나 이는 콘크리트표시방 기준 최대 균열 허용기준인 0.2mm 이내로 폴리우레탄계 인젝

션에 의한 보수계획에 따른 보강공사가 이루어진다면 구조적인 문제는 없을 것으로 사료된

다.

다) 누수 보수방법 적정성 검토

③ 멤브레인조 구조물 균열 보수공법은 경질의 폴리우레탄계 지수제를 주입하여 균열부 보수보

강을 진행 중이며, 누수 구조물의 균열 보수방법으로 폴리우레탄계 지수제 사용은 적정한 것

으로 사료된다.

④ 또한, 균열부위에 대하여 폴리우레탄계 지수제 주입시 구조물 균열로 인한 멤브레인조의 구

조적인 안전문제는 없을 것으로 사료되며, 균열부위의 주입 완료후 멤브레인조 내부의 방수

보완공사 시공에 면밀한 주의와 엄격한 품질검사 이루어져야 한다고 사료된다.

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