철근콘크리트에서 철근 공사

철근 작업을 할 때 철근배근 또는 철근조립이라고 말하죠.

조금 더 상세히 따지자면 "철근배근"이라는 표현은 슬라브 철근 작업을 할 때 써야 맞습니다.

("배"가 "등배" 이거든요)

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실무 경험을 바탕으로 전반적인 사항을 살펴보겠습니다.

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[목차]

1. 철근콘크리트 구조에서 철근의 역할

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2. 철근 시공

1) 작업 프로세스

2) 철근 이음과 정착

3) 보강근

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3. 피복

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4. 관리포인트(공정관리)

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1. 철근콘크리트 구조에서 철근의 역할​

철근 + 콘크리트는 건축 구조물을 시공하는데 있어 가장 인기있는 재료라고 할 수 있습니다.

이유는 가격대비 좋은 성능입니다.

콘크리트라는 재료는 압축력에는 강하나 인장력에는 약합니다.

이러한 단점을 보완해주는 것이 철근입니다.

여기에 놀랍게도 두 재료의 열팽창계수가 거의 동일해 두가지 재료를 같이 써도 온도에 의한 변화가 비슷하여

찰떡궁합으로 사용이 가능합니다.

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2. 철근시공

1) 작업 프로세스

철근 샵 드로잉 제작 -> 샵 검토 -> 가공장에 철근 공급 -> 승인된 샵 도면으로 가공장에서 철근 제작 ->

현장 운반 -> 현장 조립 시공

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*샵 드로잉 제작 : 각 부재에 따른 철근 길이, 이음길이, 정착길이 등 모든 것을 고려하여 그린 철근 도면입니다.

이 단계가 제일 중요한 단계입니다.

여기서 도면을 잘 못그리게 될 경우 현장에서 일을 2배로 하게 됩니다.

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ㄱ. 철근 길이가 짧게 들어올 경우

현장에서 이음길이 고려하여 철근을 가공하여 철근을 연장시켜 작업을 하던가 아니면

새로 철근을 발주내어 반입하여야 합니다.

새로 발주 낼 경우에는 시간이 오래 걸리기 때문에 대부분 현장에 남은 철근을 이용해 손을 봅니다.

이렇게 될 경우 인건비가 2~3배 더 투입되게 되며, 이는 원가 손실로 이어집니다.

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ㄴ. 철근 길이가 길게 들어올 경우

철근 길이가 길게 들어올 경우 현장에서 하나하나 잘라야합니다.

역시 인건비가 1.5배 더 들게 되고, 이는 원가 손실로 이어집니다.

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샵 드로잉을 검토할 때는 현장에서 도면 변경된 부분에 대해 우선적으로 검토하면 됩니다.

대부분 여기서 차이가 발생합니다.

도면이 변경되어 업체에게 전달하였으나 업체에서 샵 제작자에게 내용을 전달 안하게 될 경우

변경 사항에 대한 부분이 도면에 누락되게 됩니다.

이런 일은 비일비재하게 발생하므로 이 부분에 대한 샵 검토가 우선시 돼야 합니다.

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이후에는 과도한 이음길이 또는 정착길이를 적용하지는 않았는지?

피복에 대한 고려가 일반사항과 일치하는지?

보강근의 누락이 없는지, 덧살 시공되는 부분에 대한 철근 등을 검토하면 됩니다.

(*덧살이란 예를 들어 보 300x600 사이즈를 시공 및 미관상,

작업상 편의를 위해 600x700으로 키우게 되는 경우가 발생하는데

이때 보 사이즈가 늘어나는 만큼을 덧살이라고 부릅니다.

일반사항에 보면 덧살이 발생하게 될 경우 철근 배근을 어떻게하라고 자세히 나와있습니다.)

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한편, 기초 깊이가 깊을 경우 수직 철근의 경우 단부를 갈고리 처리하지 않아도 정착길이가 충분한 경우가 있어

시공에 필요한 만큼만 갈고리 처리하면 됩니다.

이러한 부분을 검토하여 과도한 철근 투입을 방지하면 골조 공사 막판에 철근 물량 부족에 따른

난처함을 겪지 않을 수 있습니다.

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2) 철근 이음과 정착

철근 시공에 있어서 가장 중요한 부분이 이음과 정착입니다.

우선, 각 용어를 설명해보면 아래와 같습니다.

* 철근 이음길이 : 철근과 철근이 서로 이어지는 길이를 이음길이라고 합니다.

서로 충분히 이어져 있어야 각 철근 규격에 맞는 강도를 발휘할 수 있습니다.

* 철근 정착길이 : 철근이 콘크리트에 묻혀 있는 길이를 정착길이라고 합니다.

철근이 콘크리트에 많이 묻혀 있을수록 잘 안빠지겠죠?

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정착과 이음길이가 지켜져야 각 철근 부재들은 제 역할을 할 수 있습니다.

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구조 일반사항을 보면 각 철근 규격에 따른 이음길이와 정착길이가 표로 나타나 있습니다.

요즘에는 B급 이음길이, 정착길이라고 하여 내진설계로 되어 있습니다.

B급이 조금더 이음, 정착길이가 길게 되어있다고 보면됩니다.

표에 보면 "상부철근"이라고 써있는 부분이 있는데 이것은 콘크리트의 두께가 상부근 하부로

300m 이상일 경우 상부철근의 개념을 적용하면 됩니다.

(즉, 350mm 이상이라고 볼 수 있는데, 기초 바닥이라고 보면 거의 맞습니다.)

콘크리트 두께가 두꺼워질 수록 비중 차이에 의해 골재는 아래쪽으로 쏠려 있게 됩니다.

그렇게 되면 콘크리트 상부면에서 철근을 잡아주는 힘이 약하겠죠.

그래서 이런 경우 이음, 정착 길이를 기존보다 1.3배 정도 할증을 주는 개념입니다.

현장에서 그냥 지나치는 경우가 많은 부분인데 엔지니어로서 관심을 가지고 확인하면 좋습니다.

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3) 보강근

구조부재가 힘을 많이 받는 구간이 건물에는 존재하게 됩니다.

예를 들어, 철근콘크리트 구조 상부에 철골구조가 시공되어 하중을 많이 받는 다던가,

합벽구간이라 토압을 많이 받는다던가, 무게가 많이 나가는 비품을 적재해야하는 공간이라던가,

개구부가 발생하는 경우에는 부분적으로 철근을 추가로 더 집어넣게 됩니다.

힘을 많이 받기 때문에 보강한다고 생각하면 됩니다.

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보강근의 경우 작업자들이 아무 생각 없이 시공하다보면 많이 놓치는 부분입니다.

작업 중간 중간에 확인을 하여 누락되는 부분이 없도록 하는 것이 중요합니다.

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*기초전단보강근

기초 - 기둥 주위로 전단력에 대한 보강근을 시공하는 경우가 있습니다.

아래 표를 보면 스트럽의 갯수가 표시되어 있는데,

이것은 스트럽의 수직부위의 갯수를 의미하는 것으로, 표기가 애매하게 돼있는 경우라 볼 수 있습니다.

최근에는 기둥 주변으로 MSP 전단보강공법이라 해서 깔떼기 모양의 보강재를 기둥 주변으로 보강하기도 합니다.

가격이 비싸더군요.

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개구부 보강근의 경우에는 도면에 따로 표시되지 않고 일반사항에 상세하게 써있습니다.

개구부 보강근의 경우도 작업자들이 귀찮아서 빼먹는 경우가 비일비재 합니다.

작업 투입 전 철근반장에게 명확한 개구부 보강 기준에 대해 설명해주고 작업을 시작해야 공사 진행 중

발생할 수 있는 논쟁을 최소화할 수 있습니다.

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3. 피복​

철근콘크리트 공사에서 가장 중요하게 생각하는 부분 중 하나입니다.

피복이란, 최외각 철근 표면에서 콘크리트 표면까지의 길이를 피복이라 합니다.

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현장에서 일하다 보면 감리, 감독관 분들이 피복이 안나온다. 어떻게 할꺼냐?

피복 관리 좀 제대로 해라라는 둥, 모든 현장에서 단골소재로 등장하는 소재입니다.

그런데 정작 피복이 왜 중요한지에 대해 정확히 알고 있는 사람들은 별로 없습니다.

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피복이 중요한 이유는 건물 수명과 연결되기 때문입니다.

콘크리트는 시간이 지남에 따라 공기중의 CO2 등 산성 물질에 의해 중성화가 진행됩니다.

시간이 오래 흐르게 되면 콘크리트는 산성을 뛰게 됩니다.

그렇게 되면 콘크리트 내부에 있는 철근이 산을 만나 부식이 일어나게 됩니다.

철근이 부식을 하게 되면 팽창합니다.

철근이 팽창하게 되면콘크리트 표면에 균열이 발생합니다.

그래서 구조체가 수명을 다하게 됩니다. 그러면 재건축, 리모델링을 하게 되는거죠.

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좀 더 자세히 보면, 외부 공기와 만나는 벽체의 피복은 일반사항에 40mm로 정해져 있습니다.

콘크리트 중성화는 1년에 1mm 정도 진행됩니다.

그러면 40년이 지나면 콘크리트 내부에 있는 철근에 영향을 주게 됩니다.

따라서, 우리나라 법에 보면 재건축은 40년이 지나야 할 수 있게 되어 있습니다.

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그래서 현장에서는 맨날 피복 피복 피복거리는 것입니다. 제대로 아는 사람은 별로 없지만요...

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*피복이 안나왔을 때 대처방안

1) 먹매김 선에 철근이 걸리거나 먹선을 벗어났을 경우

철근 자른 후 천공 + 케미칼 앙카를 이용해 철근을 새로 심습니다.

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2) 먹매김 선에 걸리지는 않으나 피복이 안나올 경우

철근을 구부려 피복을 확보합니다. (감리와 사전 협의 필요)

구부리는 기준은 1/6 기울기로 구부릴 수 있습니다.

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4. 관리포인트(공정관리)​

철근공사를 할 때 공정관리 측면에서 관리포인트를 살펴보겠습니다.

모든 공사에서 공정관리의 기본이 되는 것은 인당 생산성(Man power)입니다.

쉽게 말하면 한 사람이 하루에 얼만큼 일할 수 있는가? 입니다.

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철근공은 자재가 준비된 상태에서 하루에 0.7t 정도 작업을 할 수 있습니다.

기초 공사할 때 같은 경우 0.8~9t 정도 작업을 하기도 합니다.

어쨋든 하루에 0.7t 작업을 할 수 있다고 보고, 아래 문제를 풀어보겠습니다.

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예시)

조건 1. 15t 물량의 철근 벽체

조건 2. 전체 공사기간을 고려하였을 때, 2일 안에 철근 공사 완료

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Q. 위 조건의 철근 공사를 하기 위해 몇명의 철근공을 투입해야 하는가?

첫째 날은 자재반입 및 마킹이 이루어져야 합니다. 따라서 인당 생산성이 많이 안나옵니다.

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첫날 오전 (7명) : 철근 자재를 받고 현장에 마킹

철근마킹 인원 1명 / 자재 받는 인원 2명 / 자재를 크레인에 묶어 주는 인원 1명 / 크레인 신호 인원 1명 /

자재 및 마킹 완료된 구간을 따라가면서 철근 조립 2명

→시공가능물량 : 2*(0.2~3t )= 0.5t

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첫날 오후 (7명) : 철근 조립

철근조립 7명

→시공가능물량 : 7*(0.4t) = 2.8t

______________________________첫날 시공량 3.3t / 잔여 11.7t

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둘째날 오전, 오후 (16명) : 철근조립

철근조립 16명

→시공가능물량 16*(0.7~8t)=12t

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______________________________둘째날 시공량 12t / 잔여 0

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A. 2일간 23명 투입 예상

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위와 같이 공사를 진행하게 됩니다.

중요한 것은 첫째날은 작업을 준비해야 할게 많기 때문에 인원을 많이 투입할 수가 없습니다.

많이 투입해봤자 놀겠죠. 따라서, 둘째날에 많은 인원을 투입해서 공사기간을 맞추어야 합니다.

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공사관리자가 아무 생각없이 하루만에 끝내라고 협력업체에 지시를 한다면 서로 대화가 안되겠죠.

또는, 본격적으로 작업을 해야하는 둘째날에 출역인원이 예상보다 적게 나왔을 때

위와 같은 근거를 가지고 협력업체를 압박할 수 있어야겠죠.

최소한 위와 같은 생각을 한번 해보고 협력업체와 대화를 하는 것이 바람직합니다.

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