KDS 설계기준 취입보 기초공 및 지수벽 설계
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취입보 기초공 및 지수벽 설계 기준
1. 일반사항
(1) 목적
- 본 기준은 취입보의 기초공과 지수벽 설계에 대한 기술적인 사항을 규정합니다.
- 취입보 기초는 상부 하중 지지, 파이핑 방지, 세굴 방지 기능을 수행하며, 설계 및 시공 시 이러한 기능을 충분히 발휘하고, 현지에 적합하며 안정적이고 경제적인 구조가 되도록 해야 합니다.
(2) 적용범위
- 본 기준은 농어촌정비사업으로 시행되는 취입보의 기초공 및 지수벽 설계에 적용됩니다.
(3) 참고 기준
- 해당 없음
(4) 용어의 정의
- 해당 없음
(5) 기호 정의
- 해당 없음
(6) 시설물의 구성
- 해당 없음
2. 조사 및 계획
(1) 조사 및 계획 일반
- 해당 없음
(2) 조사
- 해당 없음
(3) 계획
- 해당 없음
3. 재료
(1) 재료 일반
- 해당 없음
(2) 재료 특성
- 해당 없음
(3) 품질 및 성능시험
- 해당 없음
4. 설계
(1) 취입보의 기초공은 보기둥, 보몸체 등 상부의 하중을 안전하게 지지하는 구조가 되도록 기초공 상부구조의 종류, 하상의 상황, 기초지반의 상황 등을 고려해서 적절한 공법을 선택해야 합니다. 기초공법의 선정 기준은 KDS 11 50 00 기초 설계기준을 따릅니다.
(2) 기초공법의 선정
4.1.1 보기둥의 기초공
- 암반 또는 안전한 지지력을 갖는 지층이 얕은 곳에 위치하고 배수가 용이할 경우, 굴착에 의한 직접기초가 가장 확실하고 경제적입니다.
- 배수가 어렵거나 공사비가 많이 소요되는 경우 우물통공법 또는 케이슨공법을 적용합니다.
4.1.2 보몸체의 기초공
- 보몸체가 전도 또는 침하되지 않도록 튼튼한 기초를 타설하고 그 위에 보몸체를 설치합니다.
4.1.3 물받이 기초공
- 물받이는 하상 전면에 얕은 콘크리트 바닥을 만들기 때문에 부등침하와 기초지반 파이핑에 대한 대비가 필요합니다.
- 특별한 설치가 필요하지 않지만, 연약지반에서 침하가 예상될 경우 격자모양의 저지벽을 설치하여 지하수 유동을 방지하고, 이를 대들보로 활용하여 슬래브를 설치합니다.
- 침하 방지를 위해 필요시 저지벽 하부에 말뚝기초를 시공합니다.
- 연약지반에 직접 콘크리트를 타설하는 것은 침투 유속을 빠르게 하고 파이핑 작용을 유발할 수 있으므로 피해야 합니다.
4.1.4 취수구의 기초공
- 취수구 기초공은 보몸체 차수와 연계되어 보 끌어올림 시 발생하는 침투류에 대비하는 구조여야 합니다.
- 취수게이트 설치 시 홍수 시 일방적인 수압과 양압력을 받으므로 독립적인 기초 설계가 바람직합니다.
4.1.5 호안의 기초공
- 호안은 붙임 옹벽과 일반 호안으로 구분됩니다.
- 붙임 옹벽은 물받이 범위 내에 설치되며, 상류측은 지수벽과 연계되어 가로 방향 침투를 감소시키고, 하류측은 홍수 시 고수부지 침식을 방지하며 보의 가로 방향 침투에 의한 파이핑을 방지하는 목적으로 설치됩니다. 필요한 차수 기능을 갖춰야 합니다.
- 기초공은 직접기초 또는 말뚝기초를 적용합니다.
4.1.6 기초공법의 종류
- 취입보 기초공법으로는 직접기초, 말뚝기초, 케이슨기초가 있으며, 각각의 특징을 고려하여 적절하게 선정해야 합니다.
4.1.7 직접기초
- 암반 위에 취입보를 축조하는 경우는 문제가 없으나, 모래·자갈층 위에 설치할 경우 고정보, 교대, 보기둥 하부를 확대하여 확대기초를 설치해야 합니다.
- 확대기초 설계는 다음 순서에 따라 진행합니다.
- 확대기초 밑면의 하중 산정
- 지지지반의 허용지지력 구하기
- 최대 접지압이 허용지지력 이하가 되도록 확대기초 모양 및 크기 결정
- 확대기초 단면 및 철근량 결정
4.1.8 말뚝기초
- 표층 지반이 연약하고 안전한 지지력층이 깊을 경우, 지반 다짐 효과를 기대할 수 있는 경우, 굴착에 의한 직접기초 시공이 어려운 경우에 적용합니다.
- KDS 11 50 15 및 KDS 11 50 20 깊은기초 설계기준을 따릅니다.
4.1.9 케이슨기초
- 밑부분을 개방한 통 모양의 구조물을 지상에서 제작하여 소정의 위치까지 운반한 후, 내부 토사를 배출하며 지반에 침하시켜 필요한 지지층에 도달시켜 기초로 이용하는 공법입니다.
- KDS 11 50 15 및 KDS 11 50 20 깊은기초 설계기준을 따릅니다.
(3) 설계 고려사항
- 투수성 지반 위에 취입보를 축조할 경우 파이핑 방지를 위해 필요한 침투로 길이를 확보하고, 침투수량을 허용 범위 내로 유지해야 합니다.
4.2.1 침투로의 길이
- 투수성 지반 위에 취입보를 축조할 경우 기초지반 파괴를 방지하기 위해 파이핑 방지에 필요한 침투로 길이를 확보해야 합니다.
- 블라이 및 레인 방법에 의해 계산된 값 중 큰 값을 사용하거나 현장 조건에 맞는 적절한 방법으로 계산합니다.
- 보몸체 및 하류측 물받이에 의한 수평 침투로 길이에 더하여 지수벽을 설치하여 필요한 침투로 길이를 확보합니다.
- 보몸체 상류단에 수직 지수벽을 설치하여 침투 억제 및 양압력 감쇄 효과를 높입니다.
- 지수벽 길이는 기초지반 상태에 따라 적절히 설정하며, 굴착 시공 시 최소 시공 길이를 확보하도록 합니다.
- 전체 침투로 길이가 부족할 경우 하류 물받이 연장, 2열 이상의 지수벽 설치, 상류 물받이 침투로 계산 등을 통해 확보합니다.
- 지수벽을 2열로 설치할 경우 지수벽 길이의 합계보다 간격을 크게 유지해야 합니다.
- 하류측 물받이 하류단에 설치하는 저지벽은 하상 세굴 방지 및 보몸체 보호를 목적으로 합니다.
- 저지벽에 물빼기 구멍을 설치할 경우 파이핑 발생 가능성을 고려하여 신중하게 검토해야 합니다.
- 상류측 물받이는 일반적으로 침투로에 계산하지 않으며, 시공 이음매 지수성을 확보하기 위해 지수판, 맞춤못, 쐐기 방식의 이음매를 적용하여 부등침하에 대응하도록 합니다.
- 하류측 물받이 시공 이음매는 지수판 및 이음매를 적용합니다.
- 하류측 수위차는 게이트 꼭대기 높이와 물받이 하류단 높이의 차이로 계산하며, 하상 저하 가능성을 고려하여 여유를 두는 것이 좋습니다.
- 취수보와 연결된 좌우안 하안이나 제방도 투수성 지반이므로 지수벽을 설치하여 침투로 길이를 확보해야 합니다.
4.2.2 침투량의 계산
- 침투량 검토는 갈수량이 취수량에 비해 크지 않은 경우 침투량을 소정 범위 내로 유지하기 위해 실시합니다.
- KDS 54 30 00 필댐 설계기준의 4.2.6 침투수의 안전성 검토를 따릅니다.
4.2.3 지수벽과 저지벽의 구조 및 설계
- 지수벽은 침투수량을 차단 또는 억제하고 파이핑을 방지하여 보몸체 안전을 확보하는 목적으로 설치합니다.
- 저지벽은 유수에 의한 하상 세굴을 방지하여 보몸체 안전을 확보하는 목적으로 설치합니다.
- 지수벽과 저지벽 설계는 KDS 51 40 05 하천 보 설계기준을 따릅니다.
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