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거푸집
거푸집(formwork)은 콘크리트 구조물을 일정한 형태나 크기로 만들기 위하여 굳지 않은 콘크리트를 부어 넣어 원하는 강도에 도달할 때까지 양생 및 지지하는 가설 구조물이다. 형틀이라고도 한다. 콘크리트, 철근과 더불어 토목, 건축 공사에서 매우 중요한 요소이며, 가설재를 지탱하는 동바리까지 같이 일컫는 말로 쓰이기도 한다.
목차
개요
거푸집은 콘크리트 구조물을 소정의 형태 및 치수로 만들기 위하여 일시 설치하는 구조물로, 일반적으로는 콘크리트 거푸집용 합판을 사용하는데, 공사에 따라 경질섬유판, 합성수지, 알루미늄 패널, 강판 등을 쓰기도 한다.
기둥, 바닥, 벽 등 콘크리트를 부어 만들 모양의 틀을 짠 후 콘크리트를 부어 넣고 굳은 뒤 이 틀을 떼어내는데 이것을 거푸집이라고 한다. 일반층에서는 콘크리트를 부어 넣은 후 4주, 지붕이나 옥상 등은 2주 후에 거푸집을 제거하는데 떼어낸 거푸집은 재사용이 가능하다.
거푸집 널 두께나 보강재의 간격을 정하는 기준은 거푸집에 작용하는 생콘크리트의 측압인데 이것은 콘크리트의 종류에 따라 달라진다. 일반적으로 거푸집으로는 콘크리트 거푸집용 합판을 사용하는데 공사에 따라 경질섬유판, 합성수지, 알루미늄 패널, 강판 등을 쓰기도 한다. 쪽널은 3회, 합판은 5회, 철제는 100회 정도 재사용할 수 있다.
특징
거푸집은 철근 콘크리트 공사 중 공사기간을 결정짓는 주공정으로, 보통 구조체 공사비의 30 ~ 40%, 전체 공사비의 10%를 차지한다. 반면 반복되는 가설공정으로 공법에 따른 변경요인이 크므로, 공사비나 공기 절감의 주요 대상으로 여겨진다.
원리
콘크리트는 시멘트, 모래, 자갈, 물과 기타 혼화재 등의 첨가제로 이루어지는데, 콘크리트를 배합하여 타설한 후 일정한 시간이 경과하면 굳게 되는데, 이 때 원하는 모양을 얻기 위해 미리 짜두는 틀을 말한다. 완성된 구조물의 형상이나 치수에 맞도록 설계, 시공하게 된다.
구성
거푸집은 보통 굳지 않은 콘크리트에 접하는 막음널과 이것을 지지하는 버팀보, 띠장, 긴결재 등으로 되어있다. 콘크리트를 관통하는 철선이나 볼트(나비나사), 폼타이 등을 쓰기도 한다. 막음널에는 미리 박리제를 발라두어 굳은 후 떼어내기 쉽게 하는 경우가 많다. 동바리와 함께 콘크리트 하중을 지탱하게 되며, 굳지 않은 콘크리트의 압력이나 진동기, 타설시 충격 등으로 거푸집이 변형되어 콘크리트가 균열하지 않도록 튼튼하게 만들어야 한다.
거푸집 긴결 철물 부족, 동바리 불량에 따른 부등침하, 콘크리트 측압에 따른 거푸집 변형 등에 의해 큰 변형을 일으키면 콘크리트의 소성변형 능력 보다 외력에 의한 변형이 크게되어 균열을 일으킨다.
박리제
아래와 같은 목적으로 박리제를 거푸집에 발라둔다.
- 거푸집을 콘크리트에서 떼어내기 용이
- 거푸집 전용 횟수 증가
- 콘크리트가 거푸집에 달라붙어 떨어져 나오는 것 방지
거푸집 요구 조건
콘크리트 제품 제작 시 다질 때, 거푸집에 심한 진동을 주거나 높은 압력을 가하거나, 증기 양생 때문에 열 응력을 일으키는 경우가 있고, 여러 번 반복 사용하므로 거푸집은 견고하여야하며 조립과 떼어내기가 용이해야 한다.
종류
목재 거푸집(=나무거푸집)
만들고자 하는 형상을 자유자재로 만들 수 있으므로 예부터 쓰이는 전통적인 재료이다. 콘크리트 구조물 형상에 맞추어 합판과 각재 등을 조립해서 쓴다.
유로폼
4"×8", 3"×6" 등 일정한 규격으로 미리 합판 등의 뒷면에 강재 틀을 붙인 거푸집 패널(form panel, 폼판넬)로 만들어 쓴다. 폼판넬은 박리제를 따로 바를 필요가 없도록 일반 합판에 번들거리는 재료를 입힌 코팅합판으로 주로 만든다.
대형 판넬 공법
유로폼을 3~4 미터 정도로 조립해서 계속 사용하는 방법으로, 크레인으로 조립하며 발판과 일체형으로 만드는 경우가 많다. 아파트 등 규격화되고 반복적인 구조물 바닥 전용거푸집은 플라잉폼(flying form), 테이블폼(table form)이라고 부른다.
테이블 폼
테이블 폼(flying table form)은 바닥 슬래브의 콘크리트를 타설하기 위한 거푸집으로써 거푸집널, 장선, 멍에, 서포트를 일체로 제작 부재화하여 크레인으로 수평 및 수직 이동이 가능한 거푸집이다.
철제거푸집
철제 거푸집(steel form, 스틸폼)은 콘크리트를 일정한 형상으로 계속 타설할 경우 유리한 재료이나 상대적으로 무거워 크레인 등 이동 장비로 조립, 해체해야 하는 경우가 많다. 초기 투자비가 비싸나 마감면이 매끈하고 목재보다 강도가 뛰어나 여러번 사용할 수 있고, 띠장이나 긴결재 등이 일체화된 경우도 많아 시공에도 편리하다.
갱폼
갱폼(gang form)은 거푸집을 단순화, 대형화하여 조립 분해가 크게 필요없도록 만든 시스템화 거푸집을 말하며, 주로 아파트 외벽에 많이 쓰인다. 작업용 발판용 케이지를 일체로 제작하여 사용하는 대형 거푸집이다.
터널폼
터널폼(tunnel form)벽체와 슬래브 거푸집을 일체로 제작 설치할 수 있도록 만든 거푸집이다.
활동거푸집
활동거푸집(slipform, sliding form)은 콘크리트 타설 후 일정한 강도가 되면, 유압잭, 요크, 로드 등 기계장비로 거푸집을 이동시켜 연속해서 철근을 조립하여 콘크리트를 계속 타설하는 공법이다. 시공 속도가 빠르고 이음이 없어 수밀성이 높은 구조물을 만들 수 있다. 높은 교각이나 수조 등의 공사에 쓰는 연직방향 이동형과 수로 등에 쓰이는 수평 이동형이 있다.
자동상승 거푸집
자동상승 거푸집(self climbing form)은 거푸집과 비계가 일체로 만들어져 있고, 폼타이 등으로 기 타설한 콘크리트에 지탱하는 방법으로 중앙 크레인을 이용해서 한 단씩 올려 시공하므로 지상부에 비계를 따로 설치 할 필요가 없는 거푸집이다. 갱폼에 비계틀과 마감용 비계를 일체로 제작한 거푸집이다.
알폼
재료가 알루미늄으로 만들어진 것은 알폼이라 부르고 고층 아파트 내부에 많이 쓰인다. 콘크리트의 알칼리 성분이 침투하지 않도록 되어있고, 철재보다 가볍고 합판보다 내구성이 좋다.
워플폼
워플폼(waffle form)은 무량판구조에 사용되는 특수상자모양의 장선 슬래브의 장선이 직교하는 구조로 된 기성거푸집으로 보통 합성수지나 철판으로 만들며, 장지간 구조물에 많이 쓰인다.
콘크리트 구조 일체형 외단열 거푸집
콘크리트 양생 후에도 해체가 필요없도록 단열, 내화재를 콘크리트 구체와 일체화한 거푸집으로 아파트 외벽체용으로 개발되어 있다.
기타
철선 보강 플라스틱을 재료를 쓰는 거푸집 등 복합적인 다양한 거푸집이 개발되고 있다.
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거푸집 조립
- 순서
기둥 → 보받이내력벽 → 큰보 → 작은보 → 바닥 → 내벽 → 외벽
- 안전지침
- 기초 및 벽체 거푸집
- 기초밑창 콘크리트 윗면의 먹메김을 따라 기초판 옆에 패널을 사용하고 외부에는 이동이 없이 버팀대 등으로 고정
- 기초판 윗면의 경사가 35°이상인 경우 옆판과 위 경사면에 거푸집을 대어 콘크리트를 채울 때 부상하는 것을 방지하고 철선으로 고정
- 기둥에 벽이 붙을 때 기둥과 벽을 일체로하여 거푸집을 조립하고 벽 거푸집의 외벽의 안쪽면 먼저 거푸집을 대고 철근배근 후 바깥면 거푸집을 조립
- 벽에 요철이 없고 넓은 벽일 때는 패널을 크게 짜 거푸집을 조립하고, 벽 거푸집 밑에도 청소구멍을 내어줌
- 창 등의 개구부는 벽의 한쪽 거푸집을 짠 후 소요치수로 가설문틀 또는 두꺼운 널 등으로 둘레를 막고 가새를 대어 변형 방지
- 작업자 키 보다 높은 장소의 작업시 작업대 사용하여 전도 위험 방지
- 2m 이상 추락위험이 있는 단부 설치 시 비계 사용 및 안전대 사용
- 작업장 주변 개구부가 있을 경우 추락의 위험이 있으므로 소형 개구부에는 덮개, 대형 개구부에는 안전난간과 안전망 설치 확인 후 작업 진행
- 거푸집 설치, 해체과정에 외부 강관비계와 벽체사이로 낙하물이 발생하거나 추락위험이 있어 기준에 따라 안전난간과 안전망 설치
- 바닥에서 조립한 대형벽체 거푸집을 크레인으로 운반 시 줄걸이용 섬유로프의 손상여부 점검
- 계단실 벽체 거푸집 설치 시 작업대를 견고하게 설치하여 추락사고 예방
- 기둥 및 보 거푸집
- 기둥 거푸집은 상부의 보 물림자리와 하부의 청소구멍을 두도록 유의
- 최하부의 세퍼레이터는 25m 정도 되는 곳에 설치
- 콘크리트 치기 직전 조립검사 실시 후 체인, 써포트 등으로 교정
- 작업자 키보다 높은 장소 조립 시 이동식 틀비계, 안전비계 사용
- 보 거푸집의 옆판이 밑판보다 먼저 떼어낼 수 있도록 작업
- 보의 폭이 넓을 때 멍에는 원칙적으로 두줄 작은 보의 경우 한줄로 작업
- 보 거푸집을 제작하여 크레인으로 상가 시 작업발판 및 안전대 착용하여 추락예방
- 하부의 동바리 모두 설치 고정 후 인양로프를 제거하여 거푸집 낙하 예방
- 보 거푸집 조립시 안전대 걸이시설 설치
- 슬라브 거푸집 및 동바리 설치
- 거푸집 동바리 및 거푸집의 재료로 변형, 부식 또는 손상된 것 사용 금지
- 거푸집 동바리 설치 시 조립도에 의해 설치, 깔목 사용 등 지주의 침하방지조치 실시
- 슬라브 끝 부분에 안전난간 설치하거나 설치 어려울 시 상부에 안전벨트 걸이시설 설치 후 안전고리 걸고 작업
- 지주의 상하고정 및 미끄럼 방지조치를 하고 쐐기고정상태 확인
- 강재와 강재와의 접속부 및 교차부는 볼트, 클램프 등의 철물로 연결
- 지주는 위치와 간격이 일정하고 열을 지어 일직선상 수직으로 설치하고 지주에 하중이 균등하게 되도록 설치
- 동바리로 사용하는 강관에 대해 높이 2m 이내 마다 수평연결재를 2방향으로 만들고 수평연결재의 변위 방지
- 파이프서포트를 3본이상 이어서 사용하지 말고, 높이가 3.5m 이상의 경우 높이 2m 이내마다 수평연결재를 2개 방향으로 설치하고 이음부분은 견고하게 이어 좌굴 방지
- 콘크리트 타설 시 거푸집이 변형되지 않도록 설치하고 흔들림막이, 턴버클, 가새 등 필요한 곳에 적절히 설치되었는지 확인
- 슬라브 거푸집 조립시에는 많은 인원이 한곳에 집중되지 않도록 넓은 지역으로 분산
- 꽂이핀은 재질과 규격에 맞는 전용의 핀 사용
- 거푸집 검사는 직접 조립한 책임자와 현장관리자가 함께 검사실시
- 거푸집은 기술적인 판단없이 조기에 해체하는 것 금지
- 거푸집 설치 검사 안전작업
- 콘크리트 타설 전 형틀 책임자로 하여금 동바리의 수직 및 배치간격과 고정상태 확인 후 시공확인을 받음
- 거푸집 조립 틈새를 확인 후 틈새 발생 시 3mm 합판 사용하여 보수
- 개구부 상부에 처짐방지용 동바리 설치
- 띠장의 손상 및 결함여부 검사, 못·철선 등 돌출물 제거 확인
- 판넬의 결방향을 고려한 직각방향 장선 및 띠장의 배치
- 조립·해체를 위한 작업방법 수림, 동바리 구조와 연계된 거푸집 조립
- 콘크리트 타설 중 관련 공종 담당자 점검 및 관리
동영상
참고자료
- 〈거푸집〉, 《위키백과》
- 〈거푸집〉, 《두산백과》
- 고컴고캣, 〈거푸집이란?/거푸집의 종류 및 특징/유로폼,갱폼,테이블폼,와플폼〉, 《티스토리》, 2020-04-11
- 〈안전교육-거푸집 2. 거푸집 조립 안전지침 및 위험요소〉, 《판타웍스 블로그》, 2018-11-27
같이 보기
