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기술 기사

SN은 강성이지 강도가 아니다 —— 그리고 일은 대부분 흙이 한다

환강성 등급을 어떻게 고르는지 검색하면 표가 나옵니다. 1 m까지 SN4, 3 m까지 SN8, 그 아래는 SN16. 그런데 표끼리 서로 어긋나고, 어느 표도 가장 중요한 것을 말하지 않습니다 —— 도랑을 얼마나 제대로 되메웠는가.

작성 Wang Lei, 구조벽관 제품 매니저, HDPE Factory10 분 분량
구경별로 쌓아 둔 구조벽 배수관. 겉에서 보면 모든 등급이 똑같아 보인다

그래서 매설 깊이 표는 잘못된 도구입니다. 살 수 있는 변수에만 숫자를 매기고, 감독해야 하는 변수에 대해서는 침묵합니다.

이 숫자가 실제로 재는 것

환강성은 ISO 9969에 따라 측정합니다. 관을 고리 모양으로 잘라 두 판 사이에서 눌러, 지름의 3 %만큼 변형시키는 데 필요한 힘을 기록합니다. SN8은 8 kN/m²라는 뜻입니다. 주변에 흙이라고는 없는, 관 하나만의 실험실 물성입니다.

SN = EI ÷ D³

E는 재료의 탄성계수, I는 단위 길이당 벽 형상의 단면 2차 모멘트, D는 평균 지름입니다. 파형관이 중실벽보다 훨씬 적은 재료로 SN8에 이르는 이유가 이 벽 형상입니다.

A buried flexible pipe deflects under fill load until the soil at its sides is compressed and pushes back. Pipe stiffness and soil reaction share the load, and with well-compacted backfill the soil carries the larger share.Ground levelFill and traffic loadPipe deflectsresisted by SNCompacted haunchpushes back — this is E′Same on this sideskip it and the pipe goes ovalPipeSoil — the larger share when compaction is done properly
하중이 실제로 어디로 가는가. 관이 변형하고, 옆의 되메움재가 압축되어 되밀고, 균형점에서 멈춥니다. 관이 뻣뻣하면 혼자서 덜 변형하고, 다짐이 좋으면 흙이 더 많이 맡습니다.

설계 기준은 강성이 아니라 변형이다

배수관을 좌굴에 대비해 설계하는 사람은 없습니다. 좌굴은 한참 멀리 있습니다. 지배하는 것은 변형, 즉 되메움과 그 위 교통하중 아래에서 관이 얼마나 원형을 벗어나는가입니다. 대략 5 %를 넘으면 이음부가 새기 시작하고 관저가 형상을 잃습니다. 대부분의 시방서는 장기 변형을 5 %로, 일부는 7.5 %로 제한합니다.

표준적인 예측 방법은 아이오와 공식이며, 지배적인 항은 관이 아닙니다.

Δy/D = (Kx × W) ÷ (0.149 × SN + 0.061 × E′)

Kx는 기초 조건 상수, W는 하중, SN은 관 강성, E′는 흙의 반력계수입니다. 두 분모를 비교해 보십시오. 흙 항에는 E′가 곱해지는데, 잘 다진 입상 되메움재에서는 그 값이 관의 기여보다 몇 배 큽니다.

등급과, 각자가 실제로 놓일 자리

EN 13476 / ISO 9969에 따른 환강성 등급
등급강성주요 용도도랑에 대해 무엇을 전제하는가
SN22 kN/m²농지 배수, 교통 없음거의 무엇이든. 하중이 작다
SN44 kN/m²얕은 자연유하 하수, 길어깨, 농지적절한 입상 되메움재를 다졌을 것
SN88 kN/m²차도 하부 공공 하수시방대로의 기초와 다짐
SN12.512.5 kN/m²깊은 관로, 중교통, 연약지반다짐을 보장할 수 없는 경우
SN1616 kN/m²아주 깊거나, 대형차 아래에서 아주 얕거나까다로운 현장. 여유를 사는 것이지 면죄부가 아니다
마지막 열을 보십시오. 상위 등급은 깊이가 요구해서가 아니라, 도랑에 대한 불확실성을 덮으려고 사는 경우가 대부분입니다. 정당한 이유입니다 —— 다만 깊이 표가 제시하는 이유는 아닙니다.

토피가 얕은 쪽이 깊은 쪽보다 어렵다

표는 깊을수록 뻣뻣한 것이 필요하다고 읽히게 합니다. 절반만 맞습니다. 깊은 되메움은 무겁지만 일정한 하중이고, 유연한 관 위에 생기는 흙의 아치가 이를 나눠 집니다. 어려운 쪽은 윤하중 아래 토피가 아주 얕은 경우입니다. 교통하중은 아치 효과가 거의 없는 반복 집중하중으로 도달하며, 실제로 파괴되는 것은 대형차 아래 얕은 매설이지 깊은 매설이 아닙니다.

하중은 어디에서 오는가
토피지배 하중설계를 결정하는 것
0.8 m 미만반복되는 윤하중교통 등급과 다짐 —— 흔히 가장 힘든 경우
0.8~3 m되메움에 약간의 교통표준 영역. 좋은 기초와 함께 SN4~SN8
3~6 m되메움 자중아치 효과가 돕지만 다짐이 여전히 지배
6 m 초과되메움 자중, 큼표가 아니라 계산이 필요
현장 굴착 도랑을 따라 부설된 배수 본관과 전선관 다발
관 양옆의 재료가 구조적인 일을 하고 있습니다. 층별로 깔고 다지는 대신 부어 넣기만 했다면, 어떤 환강성 등급도 그 차이를 메우지 못합니다.

어느 내역서에도 없는 항목

  1. 1

    기초

    관 아래의 평탄하게 다진 층. 도랑 바닥에 그냥 놓으면 관은 길이 전체가 아니라 점으로 지지됩니다.

  2. 2

    관 측부 채움

    기초에서 관 중심선까지, 양쪽의 쐐기 부분. 건너뛰기 쉬운 구간이자 가장 많은 일을 하는 구간입니다 —— E′를 올리는 것이 여기의 다짐입니다.

  3. 3

    관정까지의 측방 되메움

    층별로 깔고, 양쪽을 고르게 다집니다. 그러지 않으면 무엇이 위를 지나가기도 전에 관이 옆에서 밀려 원형을 잃습니다.

  4. 4

    관정 위 초기 되메움

    장비가 관로 위를 지나기 전에 선정 재료로 300 mm. 이 층이 다짐 장비 자체로부터 관을 지킵니다.

시방서를 쓰는 법

  • 환강성 등급과 규격을 함께 쓸 것 —— 「EN 13476의 SN8」은 의미가 있지만 「SN8」만으로는 어떻게 측정했는지 알 수 없습니다.
  • 기초재와 다짐 요구를 같은 조항에 넣을 것. 다짐 규정 없는 강성 등급은 시방서의 절반입니다.
  • 변형 한계와 측정 시점을 쓸 것. 장기 5 %가 일반적이며, 되메움 후 맨드릴 통과나 CCTV 조사가 이를 실효화합니다.
  • 등급이 호칭값인지 최솟값인지 명시할 것. 호칭값에는 허용 폭이 있고 최솟값에는 없습니다.
  • 구조벽관은 구조를 확인할 것 —— 이중벽 파형, 강대 삽입 스파이럴 권취, 중실 이형벽. 같은 SN에 다른 방식으로 도달하며 현장에서의 거동도 다릅니다.
구조벽관을 부설하는 장면. 관이 아니라 관 옆의 재료를 보십시오 —— 훗날의 변형은 거기서 결정됩니다.

우리가 어떻게 시험하고, 무엇을 요구해야 하는가

환강성은 잘라 낸 고리를 23 °C에서 ISO 9969에 따라 3 % 변형으로 측정하고 로트별로 보고합니다. 등급이 아니라 수치를 요구하십시오. 8.4 kN/m²인 관과 12.9 kN/m²인 관이 모두 SN8로 팔리며, 여유가 빠듯한 설계에서는 그 차이를 아는 편이 낫습니다.

두께와 형상이 결정되는 성형 헤드에서 나오는 파형관
강성을 만들어 내는 단면 형상은 성형 헤드에서 정해집니다. 벽의 얇은 지점이 생기는 곳도 거기이며, 그래서 고리 시험은 수주 단위가 아니라 로트 단위로 합니다.

출처와 규격

자주 묻는 질문

SN8이 SN4보다 두 배 강합니까?
두 배 뻣뻣한 것이고, 강한 것과는 다릅니다. 강성은 주변 흙이 넘겨받기 전에 관이 하중으로 얼마나 변형하는지를 지배합니다. 두 배로 해도 변형이 절반이 되지는 않습니다. 변형 식에서는 보통 흙 항의 기여가 관 항보다 크기 때문입니다.
도로 아래에 SN4를 써도 됩니까?
그래도 된다고 말하는 계산이 있을 때만. 차도 아래에서는 통상 SN8을 명기합니다. SN4가 붕괴해서가 아니라, 다짐이 불완전할 때의 여유가 얇고 반복 윤하중이 까다로운 경우이기 때문입니다. 중교통 아래의 얕은 토피는 깊은 토피보다 어렵고, 이는 깊이 표가 암시하는 바와 반대입니다.
등급을 높이면 다짐을 건너뛸 수 있습니까?
없습니다. 매설관에서 가장 비싼 오해입니다. 관 측부 다짐은 흙의 반력계수를 높이고, 변형에 저항하는 기여는 보통 관 강성보다 큽니다. 되메움이 나쁜 SN16 관로가 잘 되메운 SN8 관로보다 더 변형할 수 있습니다.
허용되는 변형은 얼마입니까?
대부분의 시방서는 장기 변형을 지름의 5 %로, 일부는 7.5 %로 제한합니다. 그 이상이면 고무링 이음이 새기 시작하고 관저는 자정 작용에 필요한 형상을 잃습니다. 이 한계는 어떻게 언제 확인할지와 함께 시방서에 있어야 합니다.
강대 삽입 권취관은 같은 SN의 이중벽 파형관과 같습니까?
같은 환강성에 다른 구조로 도달하며 현장 거동도 다릅니다. 강대 권취관은 대구경에서 적은 재료로 높은 SN에 이르고, 이중벽 파형관은 취급이 가볍고 접합 방식도 다릅니다. 견적이 어느 쪽을 말하는지 확인하십시오.

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