KR100360462B1 - 연약지반상의 구조물의 축조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연약지반상의 구조물의 축조방법에 대한 것으로서, 침하나 부등침하 또는 지진과 같은 수평응력에 대해 안전하면서도 시공이 간편하고 경제적인 새로운 연약지반상의 구조물의 축조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 연약지반 상에 방파제, 호안, 접안시설 등의 구조물을 축조하는 방법에 있어서, 굴착기를 사용하여 연약층(1)을 통과하여 경지반(2) 상에 케이슨(4)의 테두리측벽(11)에 둘레형태에 대응하는 형태 및 테두리측벽(11) 보다 짧은 깊이의 트렌치(30)를 굴착하는 단계(A), 복수개의 수직방향 관통공(15)이 형성된 테두리측벽(11)을 가지며 내부에는 상단에서 중간까지 연장되는 보강구획벽(12)이 형성된 케이슨(4)을 그 선단에서 가압수 또는 압축공기를 분사하면서 하강시켜서 상기 트렌치(22)에 설치하고, 상기 관통공(15)을 통해 케이슨(4) 하단부를 그라우팅(17)하는 단계(B), 상기 상기 케이슨(4)의 관통공(15)을 통해 앵커용 강재(30)를 경지반(2) 내의 소정깊이까지 관통시키고, 상기 관통공(15)을 통해 상기 앵커용 강재(30) 둘레에 그라우팅(18)하는 단계(C), 및 상기 관통공(15)에 대응하는 관통공(15)을 가지며 내부에 보강구획벽(12)이 형성된 케이슨(5)을 상기 앵커용 강재(30)를 가이드로 하여 상기 케이슨(4) 상에 소정의 높이까지 적층 설치하고, 상기 앵커용 강재(30)를 인장시킴과 더불어 관통공(15) 내에 그라우팅(19)하는 단계(D)로 구성된 것을 특징으로 하는 연약지반상의 구조물의 축조방법이 제공된다.
Description
본 발명은 연약지반상의 구조물의 축조방법에 대한 것으로서, 좀 더 상세히는 침하나 부등침하 또는 지진과 같은 수평응력에 대해 안전하면서도 시공이 간편하고 경제적인 새로운 연약지반상의 구조물의 축조방법에 관한 것이다.
연약층이 있는 지역에서 방파제나 호안 또는 접안시설 등을 시공하기 위해서 종래에는 그 구조체의 자중에 의해 횡방향응력에 저항하거나, 그 구조체의 내부에 모래나 자갈, 골재 등을 채워서 그 구조체에 작용하는 횡방향응력에 저항하는 방법을 사용하였다.
그러나, 이러한 방법에 의할 때에는, 구조체의 자중이 충분히 커야 하므로 구조체의 제작코스트 및 운반비용이 커지고, 장대한 구조체 내부에 골재나 자갈 등을 채우는 경우에는 막대한 양의 자갈 또는 골재 또는 토사를 필요로 하므로, 시공코스트와 공사기간이 크게 증대되며, 토사 및 골채채취에 따른 환경파괴 등의 문제가 있었다. 또한, 이러한 방법에 의하더라도 연약층의 깊이가 깊은 경우에는 구조체가 암반층까지 충분히 정착되지 못하여 부등침하나 침하 또는 지진에 대한 안정성 등이 충분히 확보되기 어려웠다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 연약지반상의 구조체의 축조에 따른 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 본 발명은 구조체의 자중을 상대적으로 가볍게 하면서도 연약층의 깊이에 관계없이 시공이 가능하고, 또한, 자갈 또는 골재 등을충전하지 않거나 또는 충전량을 상당히 줄이더라도 부등침하나 침하 또는 지진 기타 횡방향응력에 대한 구조적 안정을 확실하게 보장할 수 있는 새로운 방식의 연약지반상의 구조물의 축조방법을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명은 공기를 단축하면서 경제적이고, 환경파괴를 최소화할 수 있는 연약지반상의 구조물의 축조방법을 제공하고자 하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시공순서도
도 2는 상기 실시예의 케이슨의 평면도
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구조물의 단면도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1. 연약층 2. 경지반
4. 케이슨 5. 케이슨
11. 테두리측벽 12. 보강구획벽
15. 관통공 17. 그라우팅
18. 그라우팅 19. 그라우팅
24. 트렌치 30. 앵커용 강재
40. 중공파일 42. 중공부
본 발명에 따르면, 연약지반 상에 방파제, 호안, 접안시설 등의 구조물을 축조하는 방법에 있어서, 굴착기를 사용하여 연약층(1)을 통과하여 경지반(2) 상에 케이슨(4)의 테두리측벽(11)에 둘레형태에 대응하는 형태 및 테두리측벽(11) 보다 짧은 깊이의 트렌치(30)를 굴착하는 단계(A),
복수개의 수직방향 관통공(15)이 형성된 테두리측벽(11)을 가지며 내부에는 상단에서 중간까지 연장되는 보강구획벽(12)이 형성된 케이슨(4)을 그 선단에서 가압수 또는 압축공기를 분사하면서 하강시켜서 상기 트렌치(22)에 설치하고, 상기 관통공(15)을 통해 케이슨(4) 하단부를 그라우팅(17)하는 단계(B),
상기 상기 케이슨(4)의 관통공(15)을 통해 앵커용 강재(30)를 경지반(2) 내의 소정깊이까지 관통시키고, 상기 관통공(15)을 통해 상기 앵커용 강재(30) 둘레에 그라우팅(18)하는 단계(C), 및
상기 관통공(15)에 대응하는 관통공(15)을 가지며 내부에 보강구획벽(12)이 형성된 케이슨(5)을 상기 앵커용 강재(30)를 가이드로 하여 상기 케이슨(4) 상에 소정의 높이까지 적층 설치하고, 상기 앵커용 강재(30)를 인장시킴과 더불어 관통공(15) 내에 그라우팅(19)하는 단계(D)로 구성된 것을 특징으로 하는 연약지반상의 구조물의 축조방법이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 연약지반 상에 방파제, 호안, 접안시설 등의 구조물을 축조하는 방법에 있어서, 스틸제 또는 콘크리트제 중공파일(40)의 중공부(42)에 굴착비트를 삽입하여 연약층(1)을 거쳐 경지반(2)을 굴착관통하여 파일을 소정깊이 만큼 설치하고 중공파일(40) 하단에 그라우팅(17)하는 단계와, 상기 중공파일(40)의 선단부에서 중공부(42)를 통해 더욱 굴착하여 앵커용 강재(30)를 경지반(2)을 뚫고 소정 깊이까지 설치한 후에 그라우팅(18)하는 단계와, 상기 앵커용 강재(30)를 인장시키면서 상기 중공파일(40)의 중공부(42)를 그라우팅(19)처리하는 단계와, 파일(40)의 선단에 파일캡(44)을 씌우고, 그 위에 상부구조물(50)을 축조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반상의 구조물의 축조방법이 제공된다.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예의 시공순서도이고, 도 2는 본 발명에 사용되는 케이슨(10,20)의평면도이다. 본 발명은 도시된 바와같이, 연약층(1)의 하부에 경지반(2)이 있는 연약지반에서 시공하는 것으로서, 연약층(1)의 상부에는 해수층(3)이 존재하는 상황을 예시하여 설명한다.
먼저, 바지선 등을 통해 굴착기를 현장에 운반하여, 이 굴착기를 사용하여, 연약층(1)을 통과하고, 경지반(2)의 소정깊이까지 트렌치(24)를 판다(A단계). 이 때, 트렌치(24)의 규격은 설치될 케이슨(4)의 둘레형상, 즉 테두리측벽(11) 형상, 도시된 실시예에서는 사각형 형태로 굴착한다. 그리고, 이 트렌치(24)의 깊이는 설치될 케이슨(4)이 높이보다 짧게 하여, 이 케이슨(4)의 상단이 연약층(1) 위로 나올 수 있도록 한다.
다음에, 이 트렌치(24) 속에 본 발명에 따른 케이슨(4)을 설치한다(B단계). 케이슨(4)은 도 2에 도시된 바와같이, 상대적으로 두꺼운 테두레측벽(11)과, 이 테두리측벽(11)의 내부에 구획된 보강구획벽(12)으로 구성된다. 도시된 실시예에서는 보강구획벽(12)이 격자형태로 구성되었으나, 이러한 형태로 국한되지 않음은 물론이다. 이 케이슨(4)의 테두리측벽(11)에는 소정 간격으로 수직연장되는 관통공(15)이 형성된다. 케이슨(4)을 트렌치(24)까지 하강시키기 위해 관통공(15)을 통해 가압수 또는 압축공기를 분사시킴으로써 지반을 유동화시키게 된다. 이때, 케이슨(4)의 내부 보강구획벽(12)의 하단은 테두리측벽(11)의 하단까지 연장되지 않고 중간에서 끝나므로, 케이슨(4)의 설치시에 경지반(2)의 상면에 닿거나 근접하게 된다. 이어서, 관통공(15)을 통해 케이슨(4)의 하단부에 그라우팅(17)을 주입하여 케이슨(4)을 경지반(2)에 고정시킨다.
다음에, 상기 케이슨(4)의 관통공(15)에 앵커용 강재(30)를 삽입하여 경지반(2)을 뚫고 소정 깊이까지 관통시킨 후에 강재(30) 주위에 그라우팅(18)처리하여 강재(30)를 경지반에 정착시킨다(C단계). 이때, 앵커용 강재(30)는 구축될 구조물의 상부까지 길게 연장시켜 둔다.
다음에, 상기 케이슨(4)의 상부에 다음의 케이슨(5)을 순차로 적층시킨다. 이때에, 케이슨(5)의 관통공(15)을 상기 앵커용 강재(30)에 삽입하여 안내되도록 하고, 역시, 케이슨(5)의 하단에서 가압수 또는 압축공기를 분사하여 케이슨(5)의 침하를 촉진시킨다. 케이슨(5)의 적층이 완료되면, 강재(30)를 당겨서 인장시키고, 관통공(15) 속에 그라우팅(19)을 주입하여 케이슨 구조체를 일체로 고정시킨다(D단계).
도 3는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연약지반상의 구조물을 보여주는데, 전술한 실시예와는 케이슨 대신에 파일을 사용하는 점에서 차이가 있다. 도시된 바와같이, 대구경의 스틸제 또는 콘크리트 중공파일(40)을 현장으로 운반하여 수직 설치한 후에, 이 중공파일(40)의 중공부(42)를 통해서 굴착로드의 선단에 장착된 굴착비트를 지반을 굴착해가면서, 굴착토사는 순환수 또는 압축공기와 함께 외부로 배출하면서 중공파일(40)을 하강시킨다. 이러한 굴착공법의 대표적인 것으로는 RCD(Reverse Circulation Drilling)공법이 있다. 이러한 굴착비트로 중공파일(40)을 연약층(1)을 거쳐 경지반(2)의 소정깊이까지 설치한 후에, 역시 중공부(42)를 통해 파일하단에 그라우팅(17)처리를 하여 경지반에 정착시킨다.
다음에, 상기 중공부(42)를 통해 중공파일(40)의 선단부에서 더욱 굴착하여앵커용 강재(30)를 경지반(2)을 ??고 소정 깊이까지 설치한 후에 앵커용 강재(30)와 경지반(2) 주위를 그라우팅(18)처리한다. 만일, 중공파일(40)의 중공부(42)의 구경이 앵커용 강재(30)의 굵기에 비해 너무 큰 경우에는, 앵커용 강재(30)를 중공파일(40) 내에 설치하기 위해 도시안된 별도의 중공파이프를 미리 중공파일(40)의 중공부(42)에 투입하고, 이 중공부(42)와 중공파이프 사이를 미리 콘크리트로 충전할 수도 있다.
다음에, 앵커용 강재(30)를 인장시킨 후에, 중공파일(40)의 중공부(42)를 그라우팅(19)처리한다. 만일, 전술한 중공파이프를 사용하는 경우에는 중공파이프 내부를 그라우팅처리하게 될 것이다.
이와같이, 파일의 설치 및 앵커링이 완료되면, 파일(40)의 선단에 파일캡(44)을 씌우고, 그 위에 상부구조물(50)을 축조하게 된다.
미설명번호 7은 오탁방지막이다.
이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 종래의 케이슨 침하공법 또는 파일설치공법에 더하여 앵커용 강재를 경지반에 깊이 정착시킴으로써, 연약층의 깊이에 관계없이 부등침한 침하 또는 지진 기타 횡방향응력에 대해 안전한 구조물의 시공이 가능하다. 또한, 자갈 또는 골재 등을 충전하지 않거나 또는 충전량을 상당히 줄이더라도 횡방향력에 대한 구조적 안정을 확실하게 보장할 수 있다. 그리고, 본 발명에 따르면, 골재나 토사를 구조물의 내부에 충전하지 않거나 충전량을 대폭 줄일수 있으므로 공기를 단축하면서 경제적인 시공이 가능하고, 환경파괴를 최소화할 수 있다.
Claims (2)
- 연약지반 상에 방파제, 호안, 접안시설 등의 구조물을 축조하는 방법에 있어서, 굴착기를 사용하여 연약층(1)을 통과하여 경지반(2) 상에 케이슨(4)의 테두리측벽(11)에 둘레형태에 대응하는 형태 및 테두리측벽(11) 보다 짧은 깊이의 트렌치(30)를 굴착하는 단계(A),복수개의 수직방향 관통공(15)이 형성된 테두리측벽(11)을 가지며 내부에는 상단에서 중간까지 연장되는 보강구획벽(12)이 형성된 케이슨(4)을 그 선단에서 가압수 또는 압축공기를 분사하면서 하강시켜서 상기 트렌치(22)에 설치하고, 상기 관통공(15)을 통해 케이슨(4) 하단부를 그라우팅(17)하는 단계(B),상기 상기 케이슨(4)의 관통공(15)을 통해 앵커용 강재(30)를 경지반(2) 내의 소정깊이까지 관통시키고, 상기 관통공(15)을 통해 상기 앵커용 강재(30) 둘레에 그라우팅(18)하는 단계(C), 및상기 관통공(15)에 대응하는 관통공(15)을 가지며 내부에 보강구획벽(12)이 형성된 케이슨(5)을 상기 앵커용 강재(30)를 가이드로 하여 상기 케이슨(4) 상에 소정의 높이까지 적층 설치하고, 상기 앵커용 강재(30)를 인장시킴과 더불어 관통공(15) 내에 그라우팅(19)하는 단계(D)로 구성된 것을 특징으로 하는 연약지반상의 구조물의 축조방법.
- 연약지반 상에 방파제, 호안, 접안시설 등의 구조물을 축조하는 방법에 있어서, 스틸제 또는 콘크리트제 중공파일(40)의 중공부(42)에 굴착비트를 삽입하여 연약층(1)을 거쳐 경지반(2)을 굴착관통하여 파일을 소정깊이 만큼 설치하고 중공파일(40) 하단에 그라우팅(17)하는 단계와, 상기 중공파일(40)의 선단부에서 중공부(42)를 통해 더욱 굴착하여 앵커용 강재(30)를 경지반(2)을 ??고 소정 깊이까지 설치한 후에 그라우팅(18)하는 단계와, 상기 앵커용 강재(30)를 인장시키면서 상기 중공파일(40)의 중공부(42)를 그라우팅(19)처리하는 단계와, 파일(40)의 선단에 파일캡(44)을 씌우고, 그 위에 상부구조물(50)을 축조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반상의 구조물의 축조방법.
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