매그넘스톤 옹벽블록은 수평 및 수직 중공코어가 있는 대형 습식주조 콘크리트 유닛입니다. 개방형 코어는 각 블록을 현장에서 쉽게 배송하고 다룰 수 있도록 하며 수직 내부 배수가 가능하여 벽 뒤의 수압 영향을 최소화할 수 있습니다. 또한 홍수 시에 ‘신속한 수위 저하’가 가능하도록 하는 디자인 옵션을 용이하게 사용할 수 있게 합니다. 습식주조 매그넘스톤 유닛이 제공하는 4000 psi(27.5 MPa) 콘크리트의 내구성은 포화 상태에서, 동결 및 해동이 반복되는 영역에서 동결-해동 성능이 저하되는 것을 방지합니다. 수질 조건에 맞게 설계하고자 하는 디자이너는 여러 가지 설계 옵션을 살펴봐야 합니다.
배수로 라이너 / 배수로 흐름
매그넘스톤 유닛은 종종 배수로의 측벽으로 사용됩니다. 유속 조건에는 블록의 거칠기와 매닝의 N 값이 중요합니다.
V =1.49?n r^(2/3) s^(1/2)
V = 유속 (fps)
n = 매닝 조도계수
r = 유압 반경(면적/습윤 둘레)
s = 수두경사(동수구배)
[참조. Engineering Field Handbook, H-210-NEH-Part 650-Engineering Field Handbook, USDA National Resources Conservation Service, 2012년 1월]
표 1: Chow, Open-channel Hydraulics. McGraw Hill, 뉴욕, (1959). 262-267페이지
완성된 콘크리트 표면과 질감이 있는 표면을 기준으로 매닝의 n 값은 0.015가 권장됩니다.
매립
유속은 하천 바닥의 경사도 및 바닥과 측벽의 거칠기를 바탕으로, 위에 표시된 매닝 방정식을 사용하여 구할 수 있습니다. 배수로의 장기적인 성능은 섹션의 안정성과 물의 흐름이 매그넘스톤 유닛 아래의 바닥을 훼손(세굴)할 수 있는 가능성에 달려 있습니다.
AASHTO 교량 매뉴얼은 최소 매립 깊이를 잠재적 세굴 깊이로부터 0.6m 아래[참조. AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, American Association of State Highway and Transportation Officials, v6, 2012.]로 제안합니다.
내구성
콘크리트 제품이 포화 상태로 동결 및 해동을 반복하게 되면 콘크리트 매트릭스 내의 얼음 결정이 팽창하여 동결-해동 성능이 저하될 수 있습니다. 연구에 따르면 이러한 경우 더 높은 인장 강도가 필요하며, 기포재를 섞는 것이 장기적으로 우수한 성능을 제공합니다. 내구성이 뛰어난 콘크리트 혼합물을 만들기 위해서는 현지 교통 기관의 권장 사항을 따르는 것이 좋습니다. 콘크리트에 대한 일반적인 권장 사항은 최소 압축 강도 4,500 psi(27.5 MPa), 기포재 6%(+/- 1.5%)입니다[참조. ACI-318, Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-02) and Commentary (ACI 318R-02), American Concrete Institute, 2002].
얼음의 압력
서리 깊이
물이 얼면 팽창하여 위에서 언급한 동결-해동 내구성 문제를 일으키고, 서리가 쌓이는 원인이 됩니다. 토양의 서리 작용(헤이브)은 토양에 맺힌 수분이 얼어붙어 토양을 수직으로 팽창시키는 현상입니다. 솔리드 콘크리트 벽의 경우 벽의 바닥이 서리 깊이 아래에 위치하는 것이 좋습니다. 매그넘스톤 유닛은 그라우팅을 하지 않고 벽이 유연하기 때문에 서리 깊이 아래까지 깊게 매립할 필요가 없습니다. 동결 지역 또는 베어링 요구사항에 따라 최소 0.3m 깊이로 매립을 권장합니다.
내부 수분
물이 따로 고여 있는 곳에 위치한 벽의 경우, 블록 유닛 내부의 물이 얼 수 있습니다. 유닛 내부의 물은 약 40%의 공극비(또는 약 28%의 물)와 자갈로 채워진 모암 안에 있습니다. 물이 갇혀 있지 않기 때문에 물이 장치 내에서 위쪽으로 팽창하여 장치에 구조적 손상을 일으키는 일이 없습니다.
얼음의 압력
호수나 강변에 위치한 벽은 봄철 해빙기에 빙판의 압력에 노출될 수 있습니다. 벽 앞에 사석기초를 설치하여 얼음이 벽면으로 밀려 올라가는 것을 방지하고 빙판이 깨질 수 있도록 하는 것이 좋습니다.
