콘크리트 중력댐 이음(joint)의 설계

콘크리트 중력댐 이음(joint)의 설계

1. 이음

• 콘크리트댐의 이음은 온도균열의 발생을 방지할 목적으로 설치하는 수축이음과 콘크리트 치기설비의 능력에 따라 필요한 시공이음이 있으나, 대부분의 경우에는 시공이음인 동시에 수축이음이다.
• 시공이음은 댐 콘크리트 치기에 따른 시공계획 및 시공조건에 의한 이음으로서, 1회 콘크리트 치기높이(lift) 경계에 수평으로 설치하는 수평 시공이음(lift joint)과 수직방향의 연직 시공이음(cold joint)이 있다.
• 수축이음은 댐축 방향으로 설치하는 세로이음(longitudinal contraction joint)과 댐 축의 직각방향으로 설치하는 가로이음(transverse contraction joint)이 있다. 일반적으로 가로이음의 간격은 15m로 하고, 세로이음은 30~40m로 하는 예가 많으며, 최근에는 댐 높이 70m 정도까지는 세로이음을 설치하지 않는 것이 일반적이다.
• 중력댐의 가로이음은 일반적으로 치형을 설치하는 경우가 많으며, 가로이음을 콘크리트 타설 후 시공하는 RCD공법과 ELCM에는 치형을 설치하지 않는다. 세로이음은 수직으로 설치하며 수직응력과 전단응력의 전달을 완전하게 하기 위해 응력선에 거의 직각한 면을 갖은 치형을 설치하고 이음부 그라우팅을 시행한다.

 

2. 수평 시공이음

• 수평 시공이음의 리프트 높이는 댐 콘크리트 시공에 관한 종합적인 경제성을 검토하여 결정하되, 다른 조건이 허용하는 범위 내에서 가능한 한 두껍게 하는 것이 유리하다.
• 수평이음의 리프트 높이는 Block식 타설방법은 1.5~2.0m, Layer 타설방법은 0.5~1.0m, 하상 암착부에는 0.3~0.75m 정도를 표준으로 하며, 콘크리트 타설 능력에 따라 조정할 수 있다.
• 먼저 친 콘크리트의 리프트 높이가 0.75~1.0m인 경우에는 재령의 3일이 되기 전에, 리프트 높이가 1.5~2.0m의 경우에는 재령이 5일이 되기 전에는 새 콘크리트를 이어 쳐서는 안 된다.
• 콘크리트 치기를 장기간 중지하는 것은 가급적 피하되, 장기간 중지한 후에 콘크리트를 이어 칠 때는 표준 리프트의 반 정도 두께로 여러 층 두는 것이 좋다.
• 인공냉각에 의한 온도조절, 온도조절에 유리한 현장조건 등 균열방지 대책이 있을 때는 균열을 일으키지 않는 범위에서 리프트 높이를 크게 해도 좋다.

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3. 가로이음

• 가로이음의 위치와 간격은 댐 지점의 기온, 높이, 콘크리트의 온도조절과 품질의 정도 등 직접 균열방지에 관계되는 요소와 공사용 플랜트의 능력, 기초의 지형, 지질, 수문의 경간 등 시공과 구조상의 여러 가지 사항에도 관계되므로 종합적으로 검토하여 결정한다.
• 가로이음의 간격은 일반적으로 15m 정도로 하고 있으나, 공사용 플랜트의 능력을 증가시키고 댐 콘크리트의 품질개선, 온도조절 등에 의하여 간격을 크게 할 수 있으며, 균열방지 대책이 완벽할 경우에는 25m까지 할 수 있다.
• 가로이음의 간격은 다음의 조건을 고려하여 결정한다.

1. 온도균열의 발생을 방지하기 위해 필요한 길이
2. 효율적인 타설 작업을 시행하기 위해 필요한 길이

• 가로줄눈의 간격은 보통 15m로 하며, 댐 좌우안의 고정블록의 크기는 표준 가로이음 간격의 0.5~1.5배로 한다.

 

4. 세로이음

• 세로이은은 댐축 방향으로 설치하는 이음으로 횡단면에 연직으로 설치하는 경우와 경사방향으로 설치하는 경우 또는 연직방향으로 지그재그(zigzag)로 설치하는 경우가 있다. 연직 세로이음은 댐축 방향의 균열방지를 위해서 높은 댐에 설치되는 이음인데 이때 이음이 벌어진 상태로 두어서는 안 된다.
• 세로이음에는 이음 그라우팅을 하는 것이 원칙이며, 그라우팅을 하지 않는 경우에는 경사방향으로 세로이음을 설치하기도 하나, 이때는 이음을 주응력 방향으로 경사지게 하여 이음면에 생기는 전단응력을 최소로 한다.
• 경사이음 및 연직방향으로 지그재그로 설치하는 세로이음의 경우 단면의 도중에서 그치므로 반드시 균열방지 대책을 준비한다.
• 세로이음의 간격은 일반적으로 30~40m 정도로 하고 있으며, 블록간 상 하류 방향의 길이를 보통 3~4.5m정도 차이가 나도록 하는데 가로이음의 경우와 같이 콘크리트의 품질, 온도조절 등 균열방지 대책이 완벽하게 수립되었을 경우에는 그 간격을 크게 할 수 있다.

 

5. 개방이음

• 댐 지점의 계곡형상, 기초지반의 결함 또는 콘크리트의 온도조절 등을 위하여 필요할 경우에는 비틀림 이음, 전단이음, 온도조절이음 등을 설치한다.

 

6. 이음의 구조

가. 가로이음의 구조

1. 콘크리트댐에서의 가로이음은 일반적으로 치형(톱니)으로 설치하는데 이러한 치형은 소요전단력을 블록간 확실히 전달하기 위하여 설치된다.
2. 가로이음면 중 상 하류 부근, 착암면 부근, 갤러리 부근 등 각각의 거푸집이 설치되는 구간은 치형을 생략한다.

나. 세로이음의 구조

1. 콘크리트 중력댐에 설치하는 세로이음은 댐 제체의 일체성을 손실하기 때문에 댐 제체의 일체화와 안정을 증대시키기 위하여 이음부 그라우팅을 실시한다.
2. 세로이음에서 연직방향으로 작용하는 전단력의 전달을 확실히 하기 위하여 수평치형이음으로 한다.

 

출처 : 댐 설계기준