터널 라이닝 균열제어

균열제어의 정의

터널 라이닝 균열제어는 라이닝 콘크리트 균열을 허용 폭 이내로 억제하는 설계·시공 대책이다.

핵심 키워드는 라이닝 콘크리트, 건조수축, 수화열, 온도응력, 구속, 허용균열폭이다.

이 영상은 원인의 구조, 대책, 시험 포인트 순서로 정리한다.

구속과 인장응력

콘크리트는 굳고 식으면서 줄어든다. 이때 주변 지반이나 지보재가 그 움직임을 붙잡으면 구속이 생긴다.

구속된 상태에서 생긴 인장응력이 콘크리트 인장강도를 넘으면 균열이 발생한다.

응력은 탄성계수와 구속 변형률의 곱으로 근사된다. 구속이 클수록 응력이 커진다.

따라서 대책은 응력 자체를 줄이는 방향으로 잡는다.

균열의 종류 비교

균열은 발생 시기, 원인, 형상에 따라 나눈다. 표로 세 가지를 비교한다.

건조수축 균열은 경화 후 수주에서 수개월 사이에 수분 손실과 구속으로 생긴다.

온도 균열은 수화열에 의한 내외부 온도차가 원인이다. 타설 후 수일 사이에 나타난다.

하중·응력 균열은 사용 중 편토압과 지보 변형으로 생긴다. 아치 천단과 측벽에 횡방향으로 나타난다.

계획단계와 시공단계

대책은 계획단계와 시공단계로 나눠 쓴다.

계획단계는 배합 설계, 신축이음 간격, 철근 배치 같은 설계 사항이다.

시공단계는 타설 온도 관리, 양생, 타설 순서 같은 현장 사항이다.

두 단계를 나눠 썼는지가 채점 포인트다.

계측 되먹임 절차

균열제어는 온도해석, 배합, 타설, 양생, 탈형 순서로 진행한다.

1번과 2번은 설계 단계에서 끝나고, 3번부터 5번까지는 시공 중 계측으로 조정한다.

계측 결과는 다음 구획의 온도해석과 배합 조정에 되먹임된다.

이 되먹임 구조가 균열제어의 핵심이다. 되먹임 화살표를 빠뜨리면 감점된다.

직접 풀기

방금 배운 내용을 직접 풀어 보자.

계획단계와 시공단계의 구분을 떠올리고 답을 고른다.

정리와 시험 포인트

정답은 신축이음 간격이다. 계획단계에서 정하는 설계 사항이다.

정리한다. 균열은 온도, 건조수축, 하중 균열로 나뉘며 원인과 대책이 짝을 이룬다.

저감대책은 저발열 배합, 팽창재와 수축저감재, 양생 관리로 정리된다.

조기 타설을 피하고, 변위 수렴을 계측으로 확인한 뒤 타설한다.