1. 과업개요
1.1 과업의 목적 및 범위
본 정밀점검은 시설물을 유지관리 하는데 필요한 현 상태 판단 및 시설물의 전 부재에 대한 조사·관찰로 현재 발생한 결함 및 장래 발생하기 쉬운 결함을 조사하여 시설물의 상태평가 및 중점 유지관리 항목 파악과 발견된 결함에 대한 보수·보강안을 제시함으로써 재난예방과 시설물의 효용을 증진시키는데 그 목적이 있다.
1.2. 과업 범위 및 내용
과업내용 : 과업지시서 및 정밀점검 세부지침에 준함.
본 과업은 시특법 제13조 제1항의 규정에 의거하여 고시된 안전점검 및 정밀안전진단 지침(국토교통부고시 제2013-200호, 2013. 4. 26 : 이하“지침”이라 한다)과, 동 지침에 의거해 발행 배포된 건축물의 안전점검 및 정밀안전진단 세부지침을 준용하여 아래 표와 같은 항목으로 점검을 실시한다.
과업항목 | 지침상 실시할 기본과업 | 금회 실시한 과업 내용 |
---|---|---|
자료수집 및 분석 |
◎ 준공도면, 구조계산서, 특별시방서 - 보수·보강이력 검토·분석 ◎ 시설물관리대장 ◎ 기존 정밀점검·정밀안전진단 실시결과 검토·분석 |
○ 좌동 해당자료 보유여부 확인 및 제공되는 자료에 한해 검토 |
현장조사 및 시험 |
● RC(철콘조) 현장 재료시험 - 부재 단면규격 - 콘크리트 비파괴강도(반발경도시험) - 콘크리트 탄산화 깊이 측정 ● 건물 변위·변형 - 기울기 측정 - 부등침하 측정 |
● RC 현장시험 - 부재 단면규격 - 반발경도+초음파시험 - 철근배근탐사 - 탄산화시험 ● 변위변형 - 기울기측정 - 부동침하 측정 |
상태평가 | ◎ 외관조사 결과분석 ◎ 현장 재료시험 결과 분석 ◎ 대상 시설물(부재)에 대한 상태평가 ◎ 시설물 전체의 상태평가 결과에 대한 책임기술자의 소견 (안전등급 지정) |
○ 좌동 |
안전성 평가 | - | - |
보수·보강방법 | 보수 공사비 내역서 작성 | ○ 보수방안 및 공법 제시 ○ 보수공사비 금액 산출 |
보고서 작성 | 보고서 작성 | ○ 좌동(조사도 및 보고서) |
사용 장비 및 기기
장비명 | 규격 | 용도 | 활용방법 | 사진 |
---|---|---|---|---|
균열폭측정 | Crack-Scale | 균열폭 크기 측정 | 균열발생부위에 Crack-Scale를 통해 균열폭을 측정함 | ![]() |
균열 측정기 | Crack Meter | 균열폭 크기 측정 | 균열폭의 크기와 길이를 확대 렌즈를 통해 육안으로 확인 | ![]() |
줄자 | 5M,50M | 균열길이 및 부재실측 | 부재 제원 조사 및 실측 | ![]() |
Schmidt hammer | R-7500 | 콘크리트 압축강도측정 | 약 3㎝간격에 20회 정도 타격하여 그 값의 평균치를 구함 | ![]() |
철근탐사기 | Profo-meter5 | 철근배근상태·피복두께 측정 | 본체와 연결된 스케너를 통해 한쪽 방향으로 이동하여 철근의 위치를 액정화면을 통해 측정 | ![]() |
드릴 | Metabo | 콘크리트 파쇄·천공 | 중성화시험을 위해 체크하고자하는 면을 드릴로 파쇄 천공함 | ![]() |
탄산화시험 | CONKIT | CON'C 내부 탄산화 체크 | 체크하고자 하는 면을 채취하여 페놀프 탈레인 용액1%를 분사하여 선홍색으로 변색한 부위까지를 탄산화 깊이로 측정함 | ![]() |
Transit | DT6S | 수직도 측정 | 외벽을 기준으로 측정가능한 외벽 모서리에 대해 조사함 | ![]() |
1.3. 과업수행일정
1. 자료수집 및 분석
2. 현장조사 및 각종시험
3. 자료정리 및 검토
4. 보고서작성
5. 보수공사비 내역서 작성
6. 보고서 최종 검토 및 수정
7. 성과품 제출
1.4. 과업수행의 흐름
1.5. 기초자료 조사
본 과업에 대한 자료조사는 현지를 답사하여 주변 현황과 구조특성을 파악하고, 과업의 추진방향과 세부수행계획을 수립하였으며, 대상 시설물의 설계도서 및 관련서류, 관계자 청문 등의 자료를 요청 및 수집하였 다. 본 과업대상 구조물의 자료조사는 기본적으로 설계기준과 준공도면을 기본으로 현재의 시설물에 대한 이력사항과 변형상태 조사 및 분석이 이루어질 수 있도록 하였다. 또한 관리주체에서 제공된 자료를 참조하여 기존에 실시된 점검 및 보수ㆍ보강 이력사항을 참고하였다.
구분 | 보존대상 목록 | 보유 현황 |
비고 | |
---|---|---|---|---|
설계 도서 |
설계 도면 |
준공 설계도면 | X | ㆍ미보유 - 건축도면, 전기도면, 설비도면 미보유 |
토질조사 보고서 |
X | ㆍ미보유 | ||
보수 도면 |
공통, 기타 관련도면 | - | ㆍ확인불가 | |
건축 | ○ | ㆍ보유 - 일부 도면만 보유 |
||
시설물관리대장 | ○ | ㆍ보유 | ||
시공 관련 자료 |
시공관련자료 (사진, 지반조사자료, 시방서등 건설공사 ) |
X | ㆍ미보유 | |
품질관련자료 (재료증명서, 품질시험기록, 기타 계측 관련자료 등) |
X | ㆍ미보유 | ||
건축시설물의 운영기록 | ○ | ㆍ보유 | ||
안전점건 및 경기점검 자료 | ○ | ㆍ일부 보유 - 특정관리대상 시설물 등 조사서 보유함 |
||
보수ㆍ보강 자료 | - | ㆍ확인불가 |
2. 현장조사(비파괴 시험 / 결함현황)
일반적으로 보, 기둥 등 구조부재의 치수가 설계상의 치수보다 작을 경우에는 내력부족에 의한 균열발생의 원인이 되어 구조물의 내력을 저하시키게 되므로, 부재의 치수를 현장에서 실측하여 향후 구조계산을 요하거나 참조자료로 활용할 수 있도록 각 부 간격 및 규격을 실측하였다.
< 표 > 콘크리트부재의 위치 및 단면치수 허용차의 표준값 【단위 : ㎜】
항목 | 허용차 | |
---|---|---|
위치 | 각 부재에 대한 설계도상의 열별 위치 | ± 20 |
단면치수 | 기둥, 보, 벽의 단면치수 및 바닥슬래브, 지붕슬래브의 두께 | - 5, + 20 |
기초의 단면치수 | - 10 (+에 대한 규정은 없음) |
[1999년 건축공사표준시방서 - 건교부]
대상건물에 대한 현황도면 및 설계도면의 부재로 인해 각 부 간격을 실측(實測)하여 개략적 현황도를 작성하고, 그에 따른 개략적인 건물면적을 산출하여 공부상의 건물면적과 비교하고, 현재의 건물현황을 추정하기 위해 실시하였다.
- 사용기기 : 망원렌즈 장착 레이저거리 측정기, 줄자
- 사용프로그램 : 오토캐드(면적산출)
2.1 부재규격 및 간격조사
각 부재별 구조제한 기준
건축물의 구조기준 등에 관한 규칙
기둥 (Column) | 최소 단면 : 20㎝이상 최소 단면적 : 600㎠ 이상 | |
---|---|---|
보 (Girder) | 최소춤 (25㎝이상) | 단순 지지 : L/20 |
1단 연속 : L/23 | ||
양단 연속 : L/26 | ||
캔틸레버 : L/10 | ||
슬래브 (Slab) | 최소 두께 : 8㎝이상(경량콘크리트일때는 10㎝ 이상) | |
내력벽 (Wall) | 최소두께 | 벽의 최상단에서 4.5미터까지는 15㎝ 이상이며, 각 3미터 내려감에 따라 1.0㎝의 비율로 증가시켜야 한다. |
두께가 12㎝ 이상의 경우로서 구조계산에 의하여 안전하다고 확인된 경우에는 그러하지 아니하다. |
2.2 압축강도 시험(콘크리트 품질시험)
2.2.1 조사개요
가. 콘크리트 강도측정 방법
콘크리트의 압축강도를 측정하는 방법중 타격법의 일종인 반발경도를 구하는 SCHMIDT HAMMER TEST 는 강도에 따라서 콘크리트의 반발경도가 변화하는 것을 이용하는 방법으로서 현재 세계 각국에서 가장 많 이 사용하고 있는 비파괴시험 방법 중의 하나이며 많은 나라에서 규준화하여 사용되도록 하고 있다. 이러한 콘크리트의 강도를 구하여 내구성 및 안전성 검토에 응용할 목적으로 실시하는 콘크리트의 압축강 도 추정은, 구조물의 각 부위마다 타설조건 및 양생조건 등이 다르기 때문에 측정부재 및 위치의 적절한 선정과 측정개소를 다수로 하여 표본 데이터를 충분히 확보함으로써 그 신뢰성을 증대시키는 것이 중요하 므로 당해 건물에서의 콘크리트의 압축강도 측정은 구조물을 손상시키는 국부 파괴법(코어채취에 의한 압 축강도 측정법, 인발법 등)이 아닌, 조사개소를 늘리고, 소정의 정도(精度)에서 검사할 수 있는 비파괴검사 (반발경도법)를 실시하였다.
나. 사용장비 : Schmidt Hammer R-7500
Schmidt hammer |
R-7500 | 콘크리트 압축강도측정 | 약 3㎝간격에 20회 정도 타격하여 그 값의 평균치를구함 | ![]() |
다. 조사방법 및 추정식
반발경도법(Schmidt Hammer Test)은 콘크리트 표면의 경도로부터 콘크리트의 압축강도를 추정하는 방법
으로서, 대상부재에 대해 슈미트햄머를 이용하여 일정간격(약 3㎝ 정도)으로 타격(1개소에 20회)하여 강
도를 추정하였다. 반발도(R)는 타격면의 골재, 습윤상태, 콘크리트의 재령 등에 따라 차이가 있으나 콘크
리트 구조물 전체에 대한 강도 추정이 가능한 유효한 시험법으로 볼 수 있으며 측정방법은 다음과 같다.
① 표면을 평활하게 한 후 SCHMIDT HAMMER를 이용하여 반발력계수로 측정하였다.
② 타격점은 상/하/좌/우 3cm간격의 종횡방향으로 20개소를 선정하여 실시하였다.
③ 타격방향은 수평을 원칙으로 하고, 평 이외의 방향에 대해서는 보정치를 적용하였다.
④ 타격회수는 20회를 기준으로 하였다.
금번 조사에 사용된 반발경도법 추정식은 아래와 같다.
fCK = [ 7.3 ( Ro + R ) + 100 ]α → 일본건축학회식
fCK = [ 13 ( Ro + R ) - 184 ]α → 일본재료학회식
fCK : 압축강도 추정치 (㎏f/㎠)
Ro : 반발도 측정치
R : 타격각도 보정치
α : 재령계수
재령 | 4일 | 5일 | 6일 | 7일 | 8일 | 9일 | 10일 | 11일 | 12일 | 13일 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
n | 1.9 | 1.84 | 1.75 | 1.72 | 1.67 | 1.61 | 1.55 | 1.49 | 1.45 | 1.4 |
재령 | 14일 | 15일 | 16일 | 17일 | 18일 | 19일 | 20일 | 21일 | 22일 | 23일 |
n | 1.36 | 1.32 | 1.28 | 1.25 | 1.22 | 1.18 | 1.15 | 1.12 | 1.1 | 1.08 |
재령 | 24일 | 25일 | 26일 | 27일 | 28일 | 29일 | 30일 | 32일 | 34일 | 36일 |
n | 1.06 | 1.04 | 1.02 | 1.01 | 1 | 0.99 | 0.99 | 0.98 | 0.96 | 0.95 |
재령 | 38일 | 40일 | 42일 | 44일 | 46일 | 48일 | 50일 | 52일 | 54일 | 56일 |
n | 0.94 | 0.93 | 0.92 | 0.91 | 0.9 | 0.89 | 0.87 | 0.87 | 0.87 | 0.86 |
재령 | 58일 | 60일 | 62일 | 64일 | 66일 | 68일 | 70일 | 72일 | 74일 | 76일 |
n | 0.86 | 0.86 | 0.85 | 0.85 | 0.85 | 0.84 | 0.84 | 0.84 | 0.83 | 0.83 |
재령 | 78일 | 80일 | 82일 | 84일 | 86일 | 88일 | 90일 | 100일 | 125일 | 150일 |
n | 0.82 | 0.82 | 0.82 | 0.81 | 0.81 | 0.8 | 0.8 | 0.78 | 0.76 | 0.74 |
재령 | 175일 | 200일 | 250일 | 300일 | 400일 | 500일 | 750일 | 1000일 | 2000일 | 3000일 |
n | 0.73 | 0.72 | 0.71 | 0.7 | 0.68 | 0.67 | 0.66 | 0.65 | 0.64 | 0.63 |
반발경도 | 보정치 | 비고 | |||
---|---|---|---|---|---|
+90° | +45° | -45° | -90° | ||
10 | - | - | +2.4 | +3.2 | 상향수직 : +90° 하향수직 : -90° 상향경사 : +45° 하향경사 : -45° |
20 | -5.4 | -3.5 | +2.5 | +3.4 | |
30 | -4.7 | -3.1 | +2.3 | +3.1 | |
40 | -3.9 | -2.6 | +2.0 | +2.6 | |
50 | -3.1 | -2.1 | +1.6 | +2.2 | |
60 | -2.3 | -1.6 | +1.3 | +1.7 |
2.3 탄산화 시험(콘크리트 품질시험)
2.3.1 개요 및 판정기준
콘크리트는 초기에는 알칼리성을 나타내나 환경적 요인에 의하여 CO2의 영향을 받으면 점차 중성으로 변한다. 콘크리트로 피복된 강재는 초기의 알카리 환경에서는 부식되지 않으나 점차로 콘크리트가 탄산화 되면서 부식된다. 탄산화에 의한 콘크리트의 특징은 표면에 미세한 균열이 발생하는 것 이외에 특별한 현 상은 없으나 탄산화가 콘크리트 내부 철근까지 도달하였을 경우 녹이 발생하여 콘크리트의 박리, 박락을 발생시킨다. 콘크리트는 수화반응 이후 탄산화가 되지 않은 시점에서 pH 12.4~13의 알카리성을 유지하며, 페놀프탈레인 시약 을 분무하면 진한 적색을 나타내나 탄산화가 진행되어 pH 8.5~10의 중성단계에 이르면 무색으로 나타나므로 간 단하게 탄산화정도를 알 수 있다. 따라서 대상시설물에 콘크리트 품질시험으로 탄산화시험을 행하였다.
가. 판정기준
< 표 > 탄산화에 의한 성능저하 등급 - 건설교통부 안전점검 및 정밀안전진단 세부지침
등급 | 탄산화 깊이 | 비 고 |
---|---|---|
A | 표면으로부터 0.5cm 이하 | 탄산화속도 추정 |
B | 표면으로부터 피복두께의 1/3 또는 1.0cm 이하 | 탄산화속도 추정, 도장등 보호 필요 |
C | 표면으로부터 피복두께의 1/2 또는 1.5cm 이하 | 탄산화속도 추정, 도장등 보호 필요 |
D | 표면으로부터 피복두께 또는 3.0cm 이하 | 탄산화속도 추정, 염화물함량과 철근부식도 검토 또는 보수 필요 |
E | 표면으로부터 철근위치 이상 | 철근부식도 검토 또는 보수 필요 |
나. 시험개요
본 검사에서 구조물에 대한 탄산화 깊이를 측정하기 위하여 페놀프탈레인법을 사용하였으며, 사용된 페놀프탈레인 1% 용액은 JIS K 8001에 의거하여 다음 방법으로 제조하였다.
페놀프탈레인 1% 용액은 pH 8.2~10.0 이상의 알칼리측에 홍색으로 발색하고 중성측에는 무색이 된다. 따라서 본 검사에서는 선홍색으로 발색한 부위까지를 알칼리측으로 보아, 탄산화 깊이를 측정하였다.
다. 시험장비
페놀프탈레인 1%용액, 분무기, 정, 드릴 등
탄산화시험 | CONKIT | CON'C 내부 탄산화 체크 |
체크하고자 하는 면을 채취하여 페놀프 탈레인 용액1%를 분사하여 선홍색으로 변색한 부위까지를탄산화 깊이로 측정함. |
![]() |
---|---|---|---|---|
Metabo | 콘크리트 파쇄/천공 | 중성화시험을 위해 체크하고자 하는 면을 드릴로 파쇄 천공함 |
![]() |
라. 시험공정
① 측정부위를 드릴로 천공하거나 정으로 쪼아내거나 코어를 채취한다.
② 압축공기 등을 이용하여 측정부위를 깨끗하게 청소한다.
③ 측정부위가 젖어 있으면 표면을 완전히 건조시킨다.
④ 측정부위에 페놀프탈레인 1% 용액(에틸알콜로 용해)을 분무기로 분무한다.
⑤ 적색으로 착색되었다가 퇴색된 부분도 탄산화 영역에 포함시킨다.
⑥ 탄산화 깊이는 조사부위마다 3군데를 ㎜단위로 측정하여 평균값으로 한다.
⑦ 측정부위, 철근의 피복두께, 철근의 부식상태를 도면에 표시하고 사진을 촬영한다.
< 페놀프탈레인 분사시 변색조건 >
변색범위 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
페놀프탈레인 1%용액 | 백색(무변화) | 적색변화 |
■ 참조 [ 건물용도별 경제성측면에서의 내구년수 : 유형 고정자산내용년수표 - 한국감정원(1985-03-30) ]
2.4 철근배근 조사
2.4.1 조사개요
1. 조사목적
철근 콘크리트 구조체 내부에 배근 되어 있는 철근의 위치, 방향, 피복두께 등을 추정하기 위해 구조
체 내부로 송신된 전자파가 전기적 특성이 다른 물질인 철근의 경계에서 반사파를 일으키는 성질을
이용한 측정 기구가 철근 탐사기이다. 철근 탐사기는 자기 감응원리에 의한 비파괴 검사 장비로 구조
물의 슬래브, 벽체 등에 실시함으로서 각 부재의 철근 배근 상태를 탐지한다. 따라서 철근탐사로는
아래의 조사를 행할 수 있다.
① 콘크리트 내부의 철근배근상태 조사
② 콘크리트의 피복두께 측정
2. 철근탐사 원리 및 탐사법
철근의 배근 간격, 수량, 피복두께는 구조물의 내구성 및 구조적 안전성과 밀접한 관계를 가지게 된다. 그 러므로 이러한 구조물의 실제 철근배근 상태를 확인하는 것은 구조물의 내구성을 평가하는데 매우 중요한 역할을 하게 된다. 따라서 본 점검에서는 대상 부재의 실제 철근배근 상태를 확인하기 위하여 철근 탐지기 (Profometer 5 장비)를 사용하여 실 시공된 철근의 배근 상태를 조사하였다.
철근탐사기 | Profometer5 | 철근배근상태, 피복두께 측정 | 본체와 연결된 스케너를 통해 한쪽 방향으로 이동하여 철근의 위치를 액정화면을 통해 측정 | ![]() |
모델명 | 철근 탐지기(PROFOMETER 5) Model SCANLOG |
---|---|
방법 | 측정하고자 하는 위치에 Scan Car로 탐지하여 Display unit 모니터 화면에 출력시킨다. PC에 저장하여 실내 분석도 가능하다. |
기능 | ■ 최소 콘크리트 두께를 신속하게 탐지 ■ 보강 철근의 깊이와 직경을 결정하고, 영상을 모니터로 보여줌 ■ 영상을 출력 / 측정 테이타를 PC에 저장 |
기술자료 |
■ 측정 방식: 자기 감응식 ■ 측정물: 철근의 위치, 깊이 , 직경 |
3. 피복두께(Thickness of Cover Concrete) 기준
일반적으로 피복두께가 작으면 단기적으로는 부재의 유효길이가 증가하여 단면의 저항력 증가로 구조적 측
면에서 유리하나, 장기적으로는 콘크리트의 탄산화 및 철근 부식이 쉽게 발생될 수 있기 때문에 내구성 및
구조적 측면에서 불리하다.
각 시설물별 피복두께(철근 덮개)는 일정한 값을 나타내었는지를 검토하며, 위치별 평균피복두께를 <표
1-1>와 같이 검토한다. 또한 일부구간 피복두께 측정결과에서 다소 부족한 부분을 조사 하며 비록 측정
하지는 않았지만 철근노출 발생구간도 조사되어야 한다.
가. 콘크리트 피복두께의 목적
① 내화성 확보 : 철근은 고온에서 강도가 저하하여 약600도에서 항복점 1/2 감소
㉠ Concrete는 가열하면 강도가 저하하고, 350℃이상이면 급격히 강도저하
㉡ 600℃에서는 상온의 1/2, 800℃에서는 0혹은 10%로 강도저하
㉢ 900℃이상에서 완전파괴(철근의 용융점은 1500℃)
② 내구성 확보 : 탄산화방지 및 내구성(철근의 방청)유지
③ 부착강도 확보 : 콘크리트의 허용부착력은 피복두께 1.5cm를 기준
④ 시공시 유동성 확보 : 철근과 거푸집사이의 간격에 따라 골재유동이 좌우됨
나. 피복두께 기준
① 허용응력설계 적용시
구 조 부 의 종 별 | 최소값 (cm) | ||
---|---|---|---|
흙에 접하지 않는 부분 | 바닥과 지붕 SLAB, 비내력벽 | 옥내 | 3 |
옥외 | 4(3) | ||
기둥 , 보, 내력벽 | 옥내 | 4 | |
옥외 | 5(4) | ||
옹벽 | 5(4) | ||
흙에 접하지 않는 부분 | 기둥, 보, 바닥 스라브, 내력벽 | 5 | |
기 초, 옹 벽 | 7 |
② 극한강도 설계적용시
흙이나 외기에 접하지 않는 부분 | 슬래브,벽체 창선구조 | D 35를 초과하는 철근 | 4 |
---|---|---|---|
D 35 이하인 철근 | 3 | ||
보, 기둥 | 주 근 | 4 | |
띠철근, 스트럽, 나선근 | 4 | ||
흙이나 외기에 접하지 않는 부분 | D 16 이상인 철근 | 5 | |
D 16 미만인 철근 | 4 | ||
영구적으로 흙속에 묻히는 콘크리트 | 7 | ||
■ 용어 : 철근피복두께(Thickness of Cover Concrete) : 콘크리트 표면에서부터 가장 가까운
거리의 철근표면까지의 거리(철근을 감싸고 있는 콘크리트 두께) ■ 단, 점검대상 건축물의 최소피복두께는 시방서 또는 설계도면을 기준으로 하며 뚜렷한 기준이 없을 때에는 상기 기준을 적용한다. |
2.5 콘크리트 초음파(Ultrasonic Test)시험
가. 초음파 탐사법의 개요
초음파란 '인간의 귀로는 들을 수 없는 영역의 고주파수를 갖는 높은 음'을 뜻한다. 가청음은 20kHz이며,
이는 연령이나 개인차에 따라 약간의 차이가 있다.
모든 파는 매질의 물성에 따라 그 전달속도가 다르다는 원리를 이용한 방법으로 콘크리트 표면에 밀착된
발신자에서 발신된 초음파가 콘크리트 매질을 통해 인접한 수신자로 되돌아오는 시간을 측정함으로써 콘크
리트의 균질성, 품질, 압축강도, 탄성계수 등을 예측하는 방법이다.
초음파를 이용한 비파괴검사의 기본구성은 발신자, 수신자를 콘크리트에 밀착시킨 후 발신자로부터 발신된
초음파를 수신자로 수신하여 수신파동을 근간으로 콘크리트강도, 균열심도, 내부결함 등을 검사한다.
나. 측정방법
다. 속도산정 및 강도추정식
➀ 직접법(대칭법)인 경우
※ V =L/T [ V : 펄스속도(m/s), L :투과거리(m), T :유효시간(s)
② 간접법(표면법, 사각법)인 경우
대칭법과 표면법의 전달속도의 재료의 종류, 배합, 함수율 등 여러 가
지 원인으로 변동 등을 나타내고 있으며 보편적으로 Vd=1.05∼
1.15Vi의 사이에 있다고 경험적으로 보고되어 있으며 정량적인 콘크
리트에서는 다음과 같은 근사적인 관계가 있다고 한다.
Vd = 1.05 Vi
Vd = 직접법에 의한 초음파속도
Vi = 간접법에 의한 초음파속도
철근탐사를 실시한 후 철근 및 공동이 없는 건전한 부분에 대하여 측정면을 표면처리한 다음 일정한 거리(종.횡
20cm, 40cm, 60cm)로 투과된 파의 전파시간을 측정한다.
초음파법에 의한강도 추정식 : F'c(㎏/㎠) = 215 Vd - 620 → 일본건축학회식
2.6 철근부식도 조사
2.6.1 조사개요
철근콘크리트 구조물의 열화원인이 되는 것으로써 철근부식, 동결융해, 알칼리골재 반은, 피로하중, 황산염 침식 등을 들 수 있다. 특히 철근부식은 부식에 수반하는 팽창에 의한 균열, 녹물에 의한 오염을 발생시켜 건물의 미관을 크게 손상시키며, 나아가서는 강재와 콘크리트의 부착력저하, 단면 결손에 의한 철근강도의 감소 등에 의해 구조물의 내력 그 자체를 현저하게 저하시킨다.
가. 조사장비
① 장비구성 : 분무기, 32V 충전 해머드릴, 철근탐사 장비 ② 측정원리 : 수직 각 측량
나. 시험법 / 공정
① 직접법 : 콘크리트 천공에 의한 부식상태 육안확인
- 철근탐사기를 이용한 철근의 위치확인 및 표시.
- 확인된 철근위치의 콘크리트부위를 직접 드릴링, 천공하여
내부철근을 완전 노출시킴.
- 노출된 철근 부식상태를 직접 육안에 의해 확인.
② 간접법 : 철근부식도 시험(부식가능성 측정)
- 측정준비 및 측정 장소의 선정
- 철근간의 도통(導通)조사(통전시험)
- 측정점(면적)의 결정 : 100cm×100cm
- 표면처리 : 그라인딩후 1시간이상 물축임 작업
- 측정 및 평가
다. 철근부식 판정기준(자연전위:CSE기준) - 안전점검 및 구조안전진단 세부지침
KSF2712 | ||
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부식등급 | 자연전위(mV) | 부식 확률 P(%) |
I | E > -200mV | 90%이상의 확률로 부식 없음 |
II | -350mV < E ≤ -200mV | 불명확 |
III | E ≤ -350mV | 90%이상의 확률로 부식 있음 |
라. 철근부식 측정예시
철근부식 측정 | |||
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1.그라인딩에 의한 시험부위 면처리 | 2. 물축임 | 3. 철근도통시험 | 4. 철근부식측정기에 의한 부식도 측정 |
마. 현장조사 사진장면
<철근부식 조사장면 – 직접법(육안확인)> | |
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직접법 : 콘크리트 천공에 의한 부식상태 육안확인 - 철근탐사기를 이용한 철근의 위치확인 및 표시. - 확인된 철근위치의 콘크리트부위를 직접 드릴링, 천공하여 내부철근을 완전 노출시킴. - 노출된 철근 부식상태를 직접 육안에 의해 확인. |
![]() |
2.6.2 측정결과 의견
철근부식조사 평가의견
철근부식 측정( 육안확인) | ||||
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본관동 | 건조환경 | 3층 | 슬래브 | 녹이 없거나 약간의 점녹 발생 |
건조환경 | 2층 | 보 | 녹이 없거나 약간의 점녹 발생 | |
대상건물 주요구조부재 내부 철근 부식상태는 녹이 없거나 약간의 점녹이 발생한 상태로 이러한 부식수준은 경미하다할 수 있으며, 현재까지는 부식으로 인한 구조부재의 심각한 문제 및 결함현상은 나타나지 않은 상태이다. |
2.7. 건물의 기울기(수평변위)조사
가. 조사방법
THEODOLITE를 사용하여 건축물 외부의 상부를 기준으로 [ + ]자 망선의 수직선을 일치시키고 상부로부터 측정 가능한 하부의 벽면까지 수직으로 내려 보면서 측정 가능한 위치에서 평각 및 사각을 측정하여 측정높이와 변위량을 계산 할 수 있다.
① 변위측정점은 부재 수직면을 기준하여 시준가능한 모서리를 선정하였다.
② 각 측정점마다 X축과 Y축으로 구분하여 측정하였다.
③ 건물 최상단부를 기준점(± 0.0)하여 최하단부의 변위각(Angle) 측정
㉠ 수직각 : VA(Vertical Angle) 측정
㉡ 수평각 : HA(Horizontal Angle) 측정
㉢ 측거(장비 설치위치와 피사체 수평거리) : 레이저거리측정기를 이용하여 측정함.
④ 환산 : 건물 최하단 측정점을 기준(± 0°.00‘.00“)하여 최상단 측정점의 변위방향과 변위각을 현
장기록하여 산출프로그램상의 변위량으로 환산함.
⑤ 평가 : 변위비(변위량/변위높이)를 산출하여 기울기 평가등급으로 적용함.
나. 판정기준
외력에 의한 구조물의 변위에 따른 평가는 다음의 표에 의하여 평가한다.
평가등급 | 평가기준 | ||
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기울기(각변위) | 내용 | 안전조치 | |
A | 1/750 이내 | 예민한 기계기초의 위험 침하 한계 | 정상적인 유지관리 |
B | l/500 이내 | 구조물의 균열발생 한계 | 주의관찰, 원인제거 |
C | 1/250 이내 | 구조물의 경사도 감지 | 정기적 계측관리필요, 원인제거 |
D | 1/150 이내 | 구조물의 구조적 손상이 예상되는 한계 | 보수·보강 필요, 사용제한 필요 |
E | 1/150 초과 | 구조물이 위험할 정도 | 긴급한 보강 및 사용금지 혹은 철거 필요 |
시설물의 안전관리에 관한 특별법 제13조 및 같은 법 시행령 제13조의 규정 - 안전점검 및 정밀안전진단 세부지침(건설교통부 고시, 2003-170호, ‘03. 7. 4) |
2.8. 수직변위(부동침하)조사
구조물에 변형이 발생하는 원인으로는 구조부재로 사용된 재료의 품질저하, 열악한 사용환경, 하중의 증가, 부재의 손상 및 지진, 화재, 바람, 지반침하 등을 대표적으로 들 수 있으며, 구조물에 이상변형이 발생하게 되면 구조물의 기능에 장애를 일으키거나 구조적인 안전성에도 문제를 야기할 수 있다. 따라서 대상건물에 이러한 건물 처짐 및 변위 발생여부 및 그 정도를 확인하기 위하여 처짐(수직적 변위)조사를 행하였다.
2.8.1 조사개요
① 조사목적 : 건물의 부등침하 여부파악 및 부재의 처짐상태 확인
② 조사방법 : 건물자체의 처짐 및 수평도 상태 측정은 오토레벨을 이용하여 수평부재의 변형 및 처
짐변화 등을 확인할 수 있도록, 측정부재의 X축, Y축의 2축에 대해 다수의 레벨측정점을 현장에서 측정,
기록하고 데이터를 분석하여 그 변위여부 및 그 양상을 확인한다.
1. 조사목적 및 방법
① 모 델 명 : 오토레벨(Sokkia-C32)
② 장비구성 : 본체, 삼각대, 스타프, 케이스
③ 측정원리 : 수준측량
2. 조사장비
3. 개요도
2.9. 구조체 결함(노후화)조사
2.9.1 균열에 대한 이해
1. 조적조 균열개요
가. 조적조 균열발생의 형태
① 수직형 균열
㉠ 시멘트 벽돌조의 비내력 벽체에서 주로 발생하며, 벽돌자체의 강도부족이 주원인으로 작용한다.
㉡ 온도변화에 따른 개구부 주위와 벽면과의 온도차로 인한 균열
㉢ 이질재료의 수축율 차이
㉣ 건물 외부기온 변화에 따른 신축․팽창률의 차이
㉤ 조적재료의 접착강도와 내부응력에 대한 내력부족
㉥ 개구부에서는 인방구조 처리가 미비한데서 기인하며, 주위 벽체의 온도차가 타부분 보다 클 경우
② 수평형 균열
수평형 균열의 분포는 중앙에서 주변으로 방향을 향하는 경우가 많다.
㉠ 개구부를 중심으로 벽체의 단부가 노출된 상태
㉡ 창문 상부하중이 창윗틀에 집중되어 일어나는 현상
㉢ 벽체에 휨응력이 작용하거나 자체 내력부족, 그리고 이질재료를 사용할 경우
㉣ 개구부에서는 창문과 창문 사이벽이 창문나비보다 적을때 인접된 창대나 인방을 중심으로 발생
하거나 출입문 개폐시의 진동에 의한 영향, 그리고 개구부 주위의 벽체 온도차로 인한 수축작용
③ 경사형 균열
㉠ 모서리 부분에서 중앙으로 균열의 방향은 이동한다.
㉡ 편중하중으로 인한 벽량 부족현상과 벽돌의 강도부족현상
㉢ 창문상부의 부분하중이 창선대로 집중되어 일어나는 현상
㉣ 개구부 주위와 벽면과의 온도차로 균열현상과 상부하중이 창틀에 작용하는 현상
㉤ 창선대를 통하여 전달되는 하중에 대한 내력부족 인방구조가 부실하여 창틀에 하중이 집중되거
나 창선대를 통하여
허리벽으로 하중이 전달될 때
④ 계단형 균열
㉠ 기초지반의 부동침하 혹은 구조부의 편중으로 인한 현상
㉡ 조적단위 재료의 강도가 접착강도 보다 클 때
3. 조사결과 요약 및 상태평가
3.1. 조사결과 요약
3.2 구조물의 상태평가
건축물은 장기적이고 체계적인 안전 및 유지관리를 위하여 사용연한 동안에 수행되는 각종 진단과정에서 객관적인 평가가 이루어져야 하므로 『법』제10조의 2 및「영」제11조의 5에 따라서 책임기술자가 각종 현장조사 결과 등을 종합적으로 상태평가한 결과로부터 당해시설물의 안전등급에 대해 평가를 수행한다. 단, 정밀점검에서는 시설물의 안전성평가에 대해서는 필요한 경우 추가로 실시할 수 있다.
상태평가 분석 프로그램 [SafetyMan.exe] | |
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대상건물에 대한 상태평가는 『정밀점검 및 정밀안전진단지침』 국토해양부 고시 [제2010-1037호 (2010.12.개정)] 및 그 세부 지침 (국토해양부, 한국시설안전공단, 2010.12)에서 제시하는, 상태 및 안전성 평가분석 프로그램 [SafetyMan.exe]을 사용하여 평가함으로써 객관적인 평가가 될 수 있도록 하였다. | ![]() |
평가한 안전등급에 관한 시설물 상태기준은 아래 표에서 보여지는 내용과 같다.
안전등급 | 시설물의 상태 |
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A (우수) |
문제점이 없는 최상의 상태 |
B (양호) |
보조부재에 경미한 결함이 발생하였으나 기능 발휘에는 지장이 없으며 내구성 증진을 위하여 일부의 보수가 필요한 상태 |
C (보통) |
주요부재에 경미한 결함 또는 보조부재에 광범위한 결함이 발생하였으나 전체적인시설물의 안전에는 지장이 없으며, 주요부재에 내구성, 기능성 저하 방지를 위한 보수가 필요하거나 보조부재에 간단한 보강이 필요한 상태 |
D (미흡) |
주요부재에 결함이 발생하여 긴급한 보수ㆍ보강이 필요하며 사용제한 여부를 결정하여야 하는 상태 |
E (불량) |
주요부재에 발생한 심각한 결함으로 인하여 시설물의 안전에 위험이 있어 즉각 사용을 금지하고 보강 또는 개축을 하여야 하는 상태 |
※ 기준 : 시설물의 정밀점검 및 정밀안전진단 지침<신설 2010.12> 제8장 안전등급 지정
3.3 종합결론
2015년 | |
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발주처 | 공사명 |
부산광역시 남부교육지원청 | 대연초등학교 등 3교(전포초,주례초)정밀점검용역 |
2016년 | |
발주처 | 공사명 |
부산광역시 북부교육지원청 | 덕문고등학교 등 3교(덕문중,만덕초)정밀점검용역 |