PC(Precast-concrete)공법 및

지하주차장 시공 사례

장  두 섭

(주)유탑 엔지니어링 건축사사무소

목       차

Ⅰ. P.C 공법

1. 개 요

2. 필요성

3. 공법 분류

4. 공법별 특성

5. R.C 와 P.C 공법비교

Ⅳ.PC시공사례

1. 시공Flow chart (지하 1층 규모)

2. P.C 조립 전단계

3. P.C 조립 단계

4. 조립 허용오차

5. 크랙부위 보수시방

6. 장 단점

Ⅰ. PC공법 개론

1.개 요

1)PC( Precast-concret ) 공법이란 공장이나 현장 Plant에서 생산된 부재를                  양중장비를 사용하여 조립시공 하는 공법

2) 최근 건축물은 주차장법 강화로 지하주차를 확대함에 따라 지상공간은 지하              구조물의 안전에 불리한 조경 및 주민 편익시설로 제공되고 있다. 이에 P.C               공법을 적용 구조적안정과 시공여건을 개선하고 공기단축과 고품질을 실현할              수 있는 공업화 공법이다

2.PC공법의 필요성

1)대량생산 가능

2)노동력 부족

3)인건비 상승

4)공사기간 단축

5)재해,공해 예방

3.PC공법의 분류

- 판  식 -횡벽구조 ( Long wall system )

-종벽구조 ( Cross wall system )

-양벽구조 (Mixed wall system )

- 골조식 -H.P.C ( H형강 P.C ) 공법

-R.P.C ( Rahmen P.C ) 공법

-적층 공법

- 상자식 -Space unit 공법

-Cubicle unit 공법

- 기  타 -합성Slab ( Half slab )

-Lift slab

-다기능 panel

-장막식

4.공법별 특성

1)판 식

-횡벽구조( Long wall system )

·평면 구조상 내력벽을 횡( 가로 )방향으로 배치 평면계획 유리

·외벽이 내력벽 기능이 있어 개구부 설치시 불리

-종벽구조( Cross wall system )

·평면 구조상 내력벽을 종( 세로 )방향으로 배치

·외벽을 비내력벽으로 처리 가능하므로 경량 curtain wall로 처리 가능

-양벽구조 ( Mixed wall system )

·종, 횡 방향이 모두 내력벽인 구조

·외벽은 내력 또는 비내력벽체로 처리 가능

2)골조식

-H.P.C ( H형강 P.C ) 공법

·기둥은 H형강 사용 보, 바닥판, 내력벽 등을 P.C부재화 현장조립, 접합

·H형강 기둥은 현장 Con'c 타설

·고층 공동주택에 접합

-R.P.C ( Rahmen P.C ) 공법

·Rahmen 구조의 주요구조부( 기둥, 보 ) SRC 또는 RC 로 P.C 부재화하여 조립          ·부재의 접합방법

Dry joint ( 건식 접합 )

고력 bolt 마찰접합 또는 용접접합

Wet joint ( 습식 접합 )

접합부 현장 Con'c 타설

-적층공법

·철골로 골조조립후 공장제작 구조체 및 외벽을 1개층씩 조립하면서 동시에                설비, 마감공사 진행하는 공법

·공법의 종류

S조 적층공법

Unit floor를 사용하는 방법과 Space unit를 사용하는 방법

R.C조 적층공법

Prefab 공법에 부분적 현장타설 Con'c를 부어넣어 전체를 Wet joint로                    일체화 시키는 공법

S.R.C 적층공법

1층분 철골기둥 조립후 P.C 부재화된 보, 바닥판, 벽체를 조립 접합하고                   기둥은 현장타설 Con'c로 1층씩 조립하는 공법

3)상자식

-Space unit 공법

·공장에서 생산된 Space unit ( 주거 unit 공법 )를 순철골조로 가구된                     구조체안에 삽입하여 건물을 구축하는 공법

·고층 공동주택에 접합

·조립방식

Space unit를 현장에서 삽입만 하는 방법

현장에서 3∼6층 정도로 잘라서 벽이나 바닥판을 P.C 부재로 조립하는 방법

-Cubicle unit 공법

·공장생산된 상자형의 주거 unit를 현장에서 연결 또는 쌓아서 1∼2층의 주택을            구축하는 공법

·단독주택 양산공법

·조립순서

외주에 PALC벽 설치 U자형 철골 Rahmen 구조공장생산 → 운반 → 평면 및             상하 unit 고력 bolt 접합 → 주택구성

4)기 타

-합성 Slab ( Half slab )

·바닥판 하부는 공장생산된 P.C판을 사용하고 상부부분은 현장타설                       Con'c(topping Con'c )로 일체화 바닥 slab 를 구축

·P.C 와 현장타설 Con'c의 장점만 취한 공법

·P.C 바닥판과 현장타설 Con'c의 일체성 확보가 중요

-Lift slab

·바닥 slab나 지붕판을 지상에서 현장타설 Con'c로 P.C판으로 제작 소정의                 위치까지 jack으로 달아올려 기둥에 접합 고정 건물구축

·공법 종류

Lift slab 공법

기둥 또는 코어부분을 선행제작 지지기둥으로 지상에서 몇 개 층분을                     적층하여 제작한 slab를 순서대로 달아 올려 고정하는 공법

큰지붕 Lift 공법

철골조 대지붕에 사용 지상에서 완성도가 높고  설비, 도장완료 후                        달아올려 설치하는 공법

Lift up 공법

지상에서 조립 수직으로 높은 곳에 달아 올려 고정하는 공법                              무선탑, 플랫폼 설치에 사용

-다기능 panel

·공간 구성에 필요한 각종 기능을 가진  panel

·공장생산 단계에서 수납, 마감, 개구부, 설비, 차음, 단열성능등 기능부여

-장막식

·주요 구조부( 기둥, 보 )는 철골로 하고 벽, 바닥 등의 면 부재를 P.C로                   조립하는 공법

·일종의 concrete curtain wall

5.R.C 와 P.C 공법의 비교

1)공사관리 측면

비교 대상	R.C(reinforced concrete)	P.C(precast concrete)
공기 단축	절대공기 필요로 공기단축 한계 기후에 민감 동절기 시공불가	현장작업 감소로 공기단축 기후 영향없어 동절기 시공가능
품질 관리	다량자재 일시반입, 검수 곤란 현장조건에 따라 오차가 큼 문제발생 시 복구 곤란	공장제품 자재에별도 자재검수가능 규격품 생산으로 오차가 작음 문제발생 시 부품교체가능
원가 관리	인력시장의 단가 저하로 인건비, 현장관리비 절감	공장생산, 관리 등 시설 투자비의 증가로 원가 약 20%증가
안전 관리	인력작업 위주로 작업조건 열악	장비위주로 인력작업이 적음
공 해	복잡한 구조시공으로 인한 공해발생	기계화 시공으로 공해예방
인 력	인력동원 및 관리가 필요	장비위주로 작업으로 인력절감
자 재	자재관리 복잡으로 자재 손실큼 주, 부자재 전량이 적기 현장반입	공장에서 반입되어 자재 손실적음 공장생산으로 운송체계 단순
장 비	인력위주시공	양중장비 위주의 시공
자 금	공기단축한계로 자금회전이 느림	공기단축이 가능 자금 회전에 유리

2)현장시공 측면

비 교 대 상	R.C(reinforced concrete)	P.C(precast concrete)
가 설 공 사	전체공정에 가설재 필요 공사비증가	필요에 따라 일부 가설재사용 공사비 절감
구조체 공사	거푸집, 철근, Con'c 등 원자재 현장반입 Con'c 양생시 철저한 품질관리	구조체 P.C화로 원자재 현장반입 불필요 Con'c. 양생시 유리 (증기, 고압 양생실시)
조적 및 미장공사	인력작업으로 하자요인 증대 동절기 시공불가	공장제작으로 하자요인 적음 기후영향 없음
타 일 공 사	비계공사 필요 시공후 탈락등 하자발생 동절기 시공곤란	양중장비 사용으로 비계 불필요 공장생산으로 균일 품질확보용이 동절기 작업가능
단 열 공 사	단열시공이 어려워 결로 현상우려	샌드위치 패널제작으로 결로 최소화
도장 및 수장공사	현장시공으로 자재손실증가 미장공사 완료 후 도장공사	공장생산으로 자재손실 방지 부재조립 후 즉시작업 공기단축가능
전기 및 설비공사	Con'c. 타설전 매입 자재손실이 많음	공장 생산시 매입으로 현장작업 축소 자재손실이 적음
기 타	다양한 외관가능 마감재 선택과 질감을 건축주 의도대로 표현가능 구조체 span 시공의 한계 (6∼7m정도)	외관의 다양화 부족 다양화하면 cost 상승 장 span 시공가능

Ⅱ. PC시공사례

1. 시공 Flow Chart ( 지하 1층 구조 )

								감리 검측
		기초 바닥 시공						기초 배근
P C 조립 전 단 계
		먹메김
					강도 확보 및 확인			먹메김 검측
		부재 반입 및 야적
P C 조 립 단 계
		기둥 정착 철근 매립용 Holl 천공				Half Column 접속부 유의		외부 옹벽 배근
		기둥 Bracing 용 앵커볼트 설치
		기둥 설치
				All PC Half PC
				(내부) (외부)
		보 설치
					동바리 및 Bracing 설치
		Half Slab 설치
		보 바닥 철근 조립 및 전기공사
									타설 계획서
		Con'c. 타설 전 검 사						Half Slab 배근
P C 조립 후 단 계
		Con'c.. 타설
		양 생

2.PC조립 전단계

1)사전검토사항

-장비사용계획( 이동식크레인, T/C, 페이로우더 )

-자재사용 및 야적계획( 조립순서, 진입로, 적치장소 고려 )

-가설재 준비( 동바리 )

-작업순서 및 장비동선계획

2)현장검토

-일반사항

·부재오염( 불순물, 부식 )방지조치

·부재제작 반입, 조립순서 작성

· P.C 조립시 R.C조 철근과 상관관계 검토(기초철근과 앵카간섭)

-기둥

·Handling 방법

·level 및 수직조정 방법

·그라우트재 선정 및 그라우트 방법

메직콘(동양) : 기둥앙카충진용(600□f/□),  메지콘죠인트Ⅱ: 사춤용(350□f/□)

-큰보, 작은보

·기둥접합부 Paste누출 방지법( 코킹, 우레아폼 )

·보 상호간 설치순서

·Handling 방법

·그라우트재선정 및 그라우트방법

-바닥 Half-Slab판

·동바리 계획 ( Span 3m 이상시 )

·판과 판사이 Paste누출 방지

-콘크리트타설

·타설 계획서( 인원, 장비, 진동기 )

·콘크리트 Paste누출방지 조치

·가설재점검

·콘크리트타설 후 Paste 누출부 물 청소

3)감리자 검토사항

·바닥콘크리트 소요강도 확인( 25t크레인 작업 )

·시공계획서 검토( PC, RC 접합부처리. C/J위치 )

·작업의 안전성확인( 장비동선 등 )

3.PC 조립단계

1)부재반입 및 야적

-고임목 설치 시 오염방지방법 검토

-부재별 야적 방법( 그림참조 )

BEAM, GIRDER,

COLUMN, HALF-COLUMN

*보 및 기둥 고임목 설치 시 Lifting철물 또는 스트럽근에  지장이 없는 한도 내에서

L=1/4지점부근에 설치할 것.

HALF-SLAB 야적시 하부고임목의

평활도와 Level 조정 철저

(단높이 : 10단 이하)

HALF-SLAB

2)기둥 정착철근 매립용 HOLL 설치 (천공)

HOLL : 4개소

( □40, 300□ )

(1)먹메김 → Level확인 → HOLL 설치 → HOLL청소(콤프로 불어제거)

(2)Steel plate shim 설치 Level조정

3)기둥 Bracing 앵커볼트 설치

-기둥 임시고정 가대 설치 위한 PROP. 고정용 Anch bolt 및 Nut를 바닥에 2개소 이상설치

4)기둥의 설치

·먹확인 → Level측정 → Steel plate shim(Level조정) → 세우기(수직조정)

→ 2방향 Bracing설치고정 → 무수축몰탈 충진

5)보의 설치

-큰보의 설치

·큰보 하부피복이 작은 것 부터설치

·기둥에 충격없이 설치( 충격시 바로수정 )

·처음 설치 시 편심유의

·4방향 큰보 설치 후 즉시 조인트에 띠철근 설치

-작은보의 설치

·청소실시( 큰보 와 맞춤부 )

·걸침 길이가 100□미만일 경우 설치 재검토

·몰탈 사춤전 유출방지용 Back-up Rod나 무수축몰탈 충진

·기둥Span 오차가 생긴 경우 걸침길이를 양단

6) HALF-SLAB의 설치

·Non-support로도 가능하지만 Span 길이가 3m이상인 경우 Support계획을 세운다

·설치시 조립오차로 인해 걸침길이가 2□일 경우 낙하사고를 고려 Tress근을              상호 용접한다

-SLAB판과SLAB판 사이 Joint부분은 맞닿게 조립한다(Clearance = 0)

-콘크리트 타설 전 바닥청소를 철저히 하고 습윤상태를 유지한다

7)보, 바닥 철근 조립

-구조도면에 의거 배근

-배근시 PC제품에서 돌출되는 철근과 간섭하거나 도면과 상의할시                        감리단, 설계실과 협의

8)전기공사

-콘크리트 타설후 매입배관이 원칙

-Slab pull box 매입은 core 시공으로 철근절단이 불가피

-보를 피해배관 → 단면결손 방지

9)조립후 전반적인 수정사항

-시공완료후 보의 접합부에 시공 및 제작오차로 발생한 틈은 fc=270이상

강도의 mortar로 충진

10)감리 검측시 유의사항

-부재와 부재사이 틈이 없게 충진

( 완료후 내부에서 검측 )

-외부벽과 HALF-COLUMN의 조인트 정밀점검

( 기둥대근과 옹벽근의 간섭 )

-중량물 취급에 의한 안전에 유의

4.조립허용 오차

1) COLUMN

2) GIRDER ＊ BEAM

3) SLAB

4)공장제작 정밀도

- 휨  : 판의 모서리에서 단변길이의 1/180 미만

-굽음 : 부재의 요철과 굽음의 허용오차는 굽음이 일어난 방향 부재길이의

1/360 미만이어야 하고 또한 20□ 미만이어야 한다

5.크랙부위 보수(주공시방 기준)

-크랙보수 시방은 다음과 같이 구분

·시방A : 중요한 부분의 보수

·시방B : 중요한 부분의 보수

·시방C : 중요도가 낮은 부분의 보수

-크랙보수시방 A : 에폭시수지 주입(크랙폭 0.6□ 이상)

·V Cut ( 크랙폭의 5-10배 ) → □6∼7.5□ PIPE( Ｄ200∼450□ ) 20□삽입후

에폭시수지 또는RESIN MORTAR 충진 → PIPE 내부청소후 구리스펌프로               에폭시주입(속도 350cc/12분) → 완전 경화후 PIPE 절단

*크랙관통시 뒷면도 V Cut후 □3□ 공기공을 200□간격으로 설치 에폭시충진

-크랙보수시방 B : 에폭시수지 주입(크랙폭 0.6□ 이하)

·V Cut → 에폭시누름(손가락) → 경화직전 마감몰탈 충진

-크랙보수시방 C : 몰탈수정

·V Cut후 청소 → 몰탈충진

6.PC공법의 장단점

-장점

·크랙이 없다( 주차장 천정 )

·가설재 투입의 최소화

·공기단축 가능( 20 ∼ 30） )

·안전성확보( 붕괴,도괴등 )

·마감공정 감소

·환경친화 (소음, 분진최소화. 투입자재 최소화로 폐기물감소)

·인력투입 50）감소

-단점

·HALF-COLUMN 과 외부옹벽 이음부 배근 난해

·틈새로 Paste 유출 → 침하성균열 발생( 상부 → 하부시공 )

·원가 증가( ≒10∼20） )

◎ P.C 주차장 과 R.C 주차장 일정비교

- 주차장 개요

·면적 : 5,668. 32□(1,714 평)

·P.C부재수

기둥   : 219 개

보     : 386 개

슬라브 : 576 개

- 1일 평균 조립 부재수 (조립인원 : 4인 기준)

·기둥 10개, 보 20개, 슬라브 20개

·이동식 크레인 1대로 조립 및 하역실시

·중장비 계획 및 자재투입지연에 따라 변동발생

- P.C 조립 총 소요일 : 23일

·T/C 사용 없음

- 소요 인원

·92인( 23일×4인 )

- R.C 시공시 소요인원 현황

·기초공사 : 138인

·램프공사 : 115인

·옹벽공사 : 240인