콘크리트 표면차수벽형 석괴댐 프린스의 설계

콘크리트 표면차수벽형 석괴댐 프린스의 설계

1. 일반사항

• 프린스는 차수벽과 댐 기초를 수밀상태로 연결하고, 그라우트 캡으로서의 역할을 하기 위한 것이다.
• 프린스는 프린스의 강도, 안정성, 경제성 등을 유지할 수 있도록 과거 시공 경험치 등을 참고하여 적절히 설계한다.
• 프린스의 각 부분의 명칭은 다음과 같다

프린스의 제원

 

2. 프린스의 폭

• 프린스의 폭은 경험적인 방법, 기초 암반의 상태 및 상류 끝단에 작용하는 양압력에 의한 동수경사를 산정하여 정한다.
• 암반상태에 따른 허용 동수경사는 다음과 같이 적용한다.

암반상태	허용 동수경사
신선한 기초암	20
파쇄대가 없는 기초암	10
약간 풍화된 암	5
심하게 풍화된 암	2

• 프린스의 기초지반은 대부분 신선한 암반이므로 그라우팅에 의해 별도의 압력이 작용하지 않는다고 보면 폭과 동수경사의 관계를 다음과 같이 나타낼 수 있다.

동수경사 = 수두(m) / 프린스 폭(m)
식에서, 수두(m) : 설계홍수위(EL.m) - 프린스 기초표고(EL.m)

 

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3. 프린스의 두께

• 프린스의 두께는 굴착시의 여굴, 현장 지질조건 및 시공기술 수준 등을 고려하여 설계한다.
• 두께는 기초암반과 구조물의 변위를 고려하여 기초처리시 그라우트 압력에 저항할 수 있도록 설계하며, 특수한 지반을 제외하고는 일반적으로 0.25~0.4MPa의 압력이 작용하는 것으로 하여 다음 식과 같이 산정할 수 있다.

P = Sw + Af > 0.25~0.4
P : 그라우트 압력에 저항하는 힘(MPa)
Sw : 프린스 자중(MPa)
Af : 앵커바 인장력(MPa)

 

4. 철근

• 프린스의 철근보강은 온도철근으로서의 기능을 유지하고 휨 응력으로부터 진전될 수 있는 균열의 폭을 최소화하고 분산시키기 위한 것으로 현장상황을 고려하여 1열 또는 2열로 배치한다.
• 철근비는 통상 폭과 길이 방향에 걸쳐 일정한 간격으로 각 방향 슬래브 두께의 0.3% 정도로 한다.
• 앵커바의 길이, 간격, 직경은 암반조건과 시공사례, 하중분할에 따른 응력분포에 근거하여 선정하며, 일반적으로 앵커바의 직경은 25~35mm로서 간격은 각 방향 1.0~1.5m, 길이는 3~5m로 설계한다.
• 지형조건과 시공상의 편의를 위해 미리 정해진 위치에서 수직시공이음을 둘 수 있으며, 일반적으로 수직시공이음의 간격은 15m 정도로 한다.
• 프린스 횡 방향으로 신축이음을 둘 경우 차수벽의 신축이음과 겹치지 않는 위치에 배치한다.

 

출처 : 댐 설계기준