매일안전신문 - 건설연, 프리캐스트 구조물 연결부 이음길이 최소화 기술 개발

▲ 건설연이 프리캐스트 구조물 연결부 이음길이 최소화 기술을 개발했다.(사진, 한국건설기술연구원 제공)

[매일안전신문=강수진 기자] 프리캐스트 구조물의 연결부 이음길이가 최소화된 ‘확대마디 형상 철근 기술’이 개발됨에 따라 프리캐스트의 운송 크기 제약 및 비용 절감의 효과가 기대된다.

한국건설기술연구원은 9일 프리캐스트 구조물의 대형화 및 시공성을 개선할 수 있는 ‘확대마디 철근을 활용한 프리캐스트 구조물 연결부 이음길이 최소화 기술(확대마디 공법)을 개발했다고 밝혔다.

프리캐스트 공법은 건설현장이 아닌 별도 제작 장소에서 콘크리트 구조물의 일부를 제작한 후 현장으로 운송해 조립·시공하는 대표적인 사전제작·현장조립 공법이다.

시공성 개선에 대한 수요가 지속 증가함에 따라 해당 공법은 꾸준한 성장세에 있다. 그러나 차량 운송의 제약(높이 2.7m, 중량 25톤)을 받아 프리캐스트 구조물의 대형화에 어려움이 있다.

또한, 현장으로 운송된 콘크리트 구조물 모듈을 연결하는 과정에서 별도의 연결부 조립을 위한 현장 작업이 필요하다. 연결부 조립방법에는 ▲겹친이음 ▲커플러 공법 ▲모르타르 채움 등이 있다. 보편적으로 커플러 공법이 활용되며 해당 공법은 별도 장치인 커플러를 활용해 철근과 철근을 기계적으로 연결해준다.

건설연 구조연구본부 연구팀은 프리캐스트 구조물의 대형화와 시공성을 개선하기 위해 ‘확대마디 공법’을 개발한 것이다.

확대마디란, 철근에 설치되는 다수의 돌기를 말한다. 확대마디 공법은 확대마디가 철근 주변의 콘크리트를 단단히 고정시켜 부착력을 증가시키는 방식이다. 커플러 작업을 대신할 수 있으며, 철근 연결장치인 확대마디를 사전 제작함으로써 별도의 연결장치와 추가 공정이 필요 없다는 것이 장점이다.

이러한 장점은 프리캐스트 구조물의 시공성 개선에도 기여할 수 있다. 즉 확대마디 공법은 시공성 개선을 통한 공기단축으로 기존 커플러 연결 방식에 비해 15% 이상의 비용절감 효과가 있다.

또한, 확대마디 공법에서는 철근 연결부 길이를 겹친이음 대비 최대 53%를 절약할 수 있어 구조물의 대형화 문제도 해결할 수 있다.

프리캐스트 구조물의 연결부는 안전확보를 위해 높은 수준의 구조성능이 함께 요구된다. 건설연에서는 ‘확대마디 공법’의 구조 성능 평가를 수행하여 안전성을 검증했다. 검증결과 기존 현장에서 타설되는 철근 연속이음 공법(커플러 공법)과 비교했을 때, 동등한 수준의 구조성능을 확보한 것이 확인됐다.

건설연은 패밀리기업인 ‘씨제이인스트루먼트’와 함께 높이 10m급 대형 프리캐스트 옹벽 적용을 위한 상용화 기술 개발을 위해 노력하고 있다. 아울러 현장적용 및 신기술 인증을 통한 기술도약을 준비 중이다.

김병석 건설연 원장은 “화대마디 공법의 실용화 및 보급을 통해 기존 프리캐스트 연결부 문제를 쉽게 해결함으로써 시공성을 크게 개선할 수 있을 것”이라고 말했다.

한편, 이번 성과는 건설연의 중소·중견기업지원사업 ‘운송 조건이 개선된 프리캐스트 옹벽 연결부 및 프리캐스트 구조물 제작 모니터링 기술 개발(2021년)’의 지원을 받아 수행됐다.

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