캡콘크리트란 무엇인지 심도있게 알아봅니다

목적

주입대상구간의 암반 터파기면에 콘크리트를 타설 한 것을 캡콘크리트라고 하며 이는 차수벽 중심선을 따라 도랑을 파고 타설 합니다.

캡콘크리는 터파기면의 암상태가 견고하고 틈이 많지 않아 닛플설치만으로 주입이 가능하거나 주입공 상단 암반에 지표파커를 물릴 수 있을 때는 타설 할 필요가 없습니다.

즉, 캡콘크리트는 터파기면에 60cm 간격 이내로 절리가 조밀하게 발달하거나 연암의 상태일 때 타설 합니다.

전반적으로 경암상태이라도 국부적으로 연질상태이거나 갈라진 틈이 있을 때는 타설합니다.

캡콘크리트는 여러 가지 면에서 아주 유용합니다.

즉 닛플을 견고하게 잡아 줄 뿐만 아니라 커텐지수벽 윗부분인 터파기면으로 주입재가 누출되는 것을 막아주고 댐 축조 후 침출수의 유입을 막아주는 지수벽의 역할을 하기 때문입니다.

주입이 가장 잘 되어야 하는 곳은 터파기면을 포함한 얕은 심도 부분입니다.

그라우팅을 한 후 그 위에 설치되는 댐체나 유사한 구조물의 접촉부를 따라 누수발생이 가장 쉽게 일어나기 때문입니다.

따라서 가장 중요한 이 부분에 대해 높은 압력으로 주입코자 하나 상재하중이 적어서 암반이 변위 될 위험이 크기 때문에 낮은 압력으로 시공할 수밖에 없습니다.

깊은 심도에서 그라우팅이 아무리 잘 되었다 하더라도 댐체와의 접합 부분이 누수발생 가능성이 가장 크므로 확실한 지수벽 역할을 하는 캡콘크리트야 말로 이런 누수문제를 억제할 수 있는 확실한 방법입니다.

이처럼 커텐지수벽의 생명이라고 할 수 있는 표면부를 포함한 1단계 그라우팅에 가장 많은 노력을 기울어야 함에도 다음과 같은 이유로 소홀히 해서는 안됩니다.

주입재의 지표누출, 여러 번에 걸친 재주입, 암반변위의 위험성, 잦은 주입농도변경등이 그 이유입니다.

암질이 상대적으로 양호한 하부단계의 그라우팅을 철저히 하면 1단계 그라우팅의 부실 부분이 보완되는 것으로 착각해서는 안됩니다.

특히 패커를 사용하여 주입할 때가 그렇습니다. 암석으로 볼 수 없을 정도로 심하게 풍화된 암 등이 깊은 심도까지 발달되어 있을 뿐 아니라

주입재가 들어갈만한 틈이 없어서 그라우팅의 효과가 심히 의문이 되는 경우에는 전적으로 그라우팅에만 의존하지 말고 가능한 깊은 심도까지 지수벽 형태의 콘크리트를 타설 하는 것이 효과적입니다.

캡콘크리트에 타설 한 닛플보다 암반에 설치한 닛플은 아무래도 견고치 못합니다.

몰탈충전 부분이나 표면으로 주입재 누출이 심하여 주입작업을 어렵게 할 때가 많습니다.

따라서 터파기면의 경사가 30도가 넘으면 콘크리트 타설이 어렵지만 가능한 한 넓은 범위까지 타설토록 노력해야 합니다.

캡콘크리트는 절리. 파쇄대의 발달심도, 방향, 암질, 설계주입압력, 주입열의 수와 열 간격 등 조건에 따라 여러 가지 모양으로 만들어져야 합니다.

1열의 커튼그라우팅일 때는 수직에 가까운 측면일 때 암반과 콘크리트의 접착이 좋고 닛플도 견고하게 설치되어 천공과 주입을 효과적으로 할 수 있습니다.

타설깊이는 깊을수록 좋으며 얕으면 주입압력을 높게 가할 수도 없으며 주입재의 지표누출이 심합니다. 얕으면 주입압력을 높게 가할 수도 없으며 주입재의 지표누출이 심합니다.

터파기면에 돌출하여 타설 한 슬리브 형태가 있는데 높은 압력에 견디지 못하고 슬리브가 떠버릴 수도 있고 주입재 누출도 심합니다.

누출을 막아도 압력이 가해지면 다시 망가지는 등 작업의 애로사항이 심합니다.

주입압력이 바닥면에 넓게 적용하여 유압잭으로 뜨는 것과 같은 들림 현상이 일어날 수 있으므로 이런 모양의 캡콘크리트에는 볼트를 암반 깊이까지 시공하면 주입압력으로 인한 들림을 막을 수 있습니다.

하지만 그 효과는 현저히 떨어집니다.

들림 현상이 일어나면 높은 주입압력을 줄 수도 없고 주입재 탈출이 심해져서 쓸모가 없어집니다.

트렌치를 하고 콘크리트를 타설토록 설계를 하였음에도 암반굴착 공사비 절감을 이유로 슬리브 형태로 타설 하는 기술자들이 간혹 있습니다.

또한 이들은 그렇게 하여도 주입에 아무런 문제가 없다고 주장합니다.

그러나 앞서 설명한 것처럼 커텐지수벽 중 가장 중요한 부분에 대한 그라우팅을 너무 쉽게 생각하는 주장입니다.

설령 한 현장에서 이러한 주장이 입증이 되었더라도 다른 여러 현장에 바로 적용시키기에는 무리가 있습니다.

특히 터파기면의 지질이 퇴적암이나 변성퇴적암으로서 수평상의 층리면이 발달하고 있는 경우 슬리브 형태의 캡콘크리트를 타설 하면 울퉁불퉁한 접촉면이 없습니다.

그러면 접합상태가 극히 불량하게 되어 주입이 시작되자마자 들림 현상이 발생하게 됩니다. 캡콘크리트를 돌출시공하였으나 락볼트를 시공하여 들림 현상을 방지한 사례는 다음과 같습니다.

2열의 커튼그라우팅일 때는 상폭4.0m, 하폭 3.0m, 두께 0.5m로 타설 하는데 초기주입압력은 2kgf/cm2 정도가 가능합니다.

표면은 나중에 점성토 다짐시공을 효과적으로 하기 위해 주위의 터파기면과 동일한 높이를 가져야 합니다.

그러나 천공수, 슬라임 및 누출주입재들이 옆의 측구로 자연배수가 될 수 있게 하면 작업장이 깨끗해집니다.

골재의 최대크기는 40mm를 넘지 않아야 합니다.

그라우팅을 완료하고 중심점토 시공을 할 때 코어저폭이 넓으면 중장비로 다짐을 합니다.

그러나 슬리브 형태의 캡콘크리트가 있을 때는 돌출높이만큼 인력이나 램머다짐을 하고 난 후에 기계다짐이 가능합니다.

성토가 진행됨에 따라 증가하는 수직토압과 이 성토의 중량이 댐의 상하류 방향 및 축방향으로 작용하는 토압이 있습니다. 코어부의 상하류 방향으로 작용하는 토압에 의해 다짐률에 차이가 있는 슬리브 돌출부를 따른 미끄러짐 현상이 발생할 소지가 있습니다.

슬리브로 인해 그라우팅시 높은 압력을 주지 못하여 부실하게 주입이 된 접촉면 부분으로 침투수가 적용하면 좋지 않은 결과가 생길 수 있습니다.