KR100375495B1 - 교각 기초 구조물의 세굴 보수공법 - Google Patents

Abstract

목적 : 본 발명은 교각의 수중 기초부에 발생된 세굴을 효과적이고 간편하게 또한 보수 후에는 더 이상 세굴 되지 않게 시공할 수 있는 새로운 교각 기초 구조물의 세굴 보수공법을 제공한다.

구성 : 본 발명은 보수 대상으로 되는 교각의 수중 기초부 주위로 일정 반경을 이루게 다수의 발판 지지대를 항타하여 세워 놓는 발판 지지대 형성 공정과, 상기 지지대 상에 발판을 재치하고 와이어 등으로 교각의 상단에 현수하여 고정시키는 발판 가설 공정과, 가설된 발판 상에서 교각 주위로 철근 또는 파이프를 수직으로 세워 등분 배열하여 놓고 다시 교각 기초부 주변이 철제 간이 우물통으로 구획되게 한 다음 상기 교각 기초부 주변의 모래, 흙을 압축공기나 압축수의 분사로 제거하는 터파기 공정과, 상기 교각 주위로 세워져 배열된 철근이나 파이프로 피복재를 삽통 연결하여 일정 공간이 형성되게 하는 거푸집 설치공정과, 형성된 거푸집의 내부로 수중 콘크리트를 타설하여 응고시키는 공정으로 행해진다.

효과 : 본 발명은 고무로 된 피복재에 의해 교각의 주변이 두러싸여 보호되는 것이므로 보수 공사 후에 재세굴현상이 발생하지 않고, 작업이 간편 용이하여 공기를 현저하게 단축시킬 수 있다.

Description

교각 기초 구조물의 세굴 보수공법{repair method of being injured bridge pier}

본 발명은 교각 기초 구조물 보수에 관한 것으로서, 특히 기존 교량의 수중기초부위가 세굴 손상되었을 때에 이를 효율적으로 재보수함과 동시에 보수 후에는 세굴이 방지되는 구조로 축조되게 하는 교각 기초 구조물의 세굴 보수공법에 관한 것이다.

기존 교각의 기초 구조물, 특히 수중 기초부위는 항상 물과 접촉하고 있기 때문에 흐르는 물의 산도나 알카리도, 염분 그리고 유수를 타고 이동되는 바위 등과의 충돌 등에 의한 영향을 받아 세월이 지나면서 표면이 부식 손상되는 세굴 현상을 일으키게 되고, 이 세굴현상은 수중에서 서서히 진행되는 것이기 때문에 쉽게 발견되지 않아 장구한 세월이 흐르면 교량의 안전도를 저해하는 수준으로 발전되기도 한다.

종래에 상기와 같이 훼손된 교각의 기초는 세굴된 부위로 수중 콘크리트를 타설하고 메꾸는 수중 작업을 통해 보수되거나 또는 교각 기초 주변에 물막이를 설치하고 구획된 공간의 물을 배수시킨 다음 보수작업을 행하는 방법으로 작업하고 있다.

그렇지만 주지된 바와 같이 수중 작업은 장시간 수행하기가 어려워서 공사 기간이 필요 이상으로 길어지는 문제가 있고, 물막이는 수압에 견딜 수 있도록 견고하게 설치되어야 하기 때문에 이를 설비하고 공사 종료 후에 해체 제거하는 작업이 수반되어야 하는 문제를 안고 있다.

게다가 종래의 보수 방법은 세굴된 부위를 메꾸고 있는 콘크리트층이 다시 떨어져 나가게 되므로 보수 효과도 크게 기대할 수 없는 단점이 있다.

한편, 본 발명자는 교각의 기초 구조물을 축조함에 있어서, 교각 기초 구조물의 표면을 폐타이어로 피복하여 가급적 물과 접하는 콘크리트층의 면적을 줄이고 또 폐타이어에 의해 유수를 타고 흐르는 바위나 토사 등이 충돌될 때에 완충 작용이 나타나게 하는 교각 기초 구조물의 축조 방법을 대한민국 특허출원 제2000-19683호로 제안한 바 있다.

그러나 제안된 발명은 교각 기초 구조물의 표면을 탄력성이 좋은 고무로 피복시키는 기술적 이점을 가지고 있어서 세굴 방지 효과가 탁월함에도 불구하고 새롭게 축조되는 교량 공사에만 적용이 가능할 뿐, 기존 교량의 교각 수중기초부위를 보수하는 공사에서는 사실상 응용하기가 곤란하다.

이에 따라 본 발명은 교각의 수중 기초부에 발생된 세굴을 효과적이고 간편하게 또한 보수 후에는 더 이상 세굴 되지 않게 시공할 수 있는 새로운 교각 기초 구조물의 세굴 보수공법을 제공함에 그 목적을 두고 있다.

상기의 목적에 따라 본 발명은 보수 대상으로 되는 교각의 수중 기초부 주위로 일정 반경을 이루게 다수의 발판 지지대를 항타하여 세워 놓는 발판 지지대 형성 공정과, 상기 지지대 상에 발판을 재치하고 와이어 등으로 교각의 상단에 현수하여 고정시키는 발판 가설 공정과, 가설된 발판 상에서 교각 주위로 철근 또는 파이프를 수직으로 세워 등분 배열하여 놓고 다시 교각 기초부 주변이 철제 간이 우물통으로 구획되게 한 다음 상기 교각 기초부 주변의 모래, 흙을 압축공기나 압축수의 분사로 제거하는 터파기 공정과, 상기 교각 주위로 세워져 배열된 철근이나 파이프로 피복재를 삽통 연결하여 일정 공간이 형성되게 하는 거푸집 설치공정과, 형성된 거푸집의 내부로 수중 콘크리트를 타설하여 응고시키는 공정으로 행해진다.

상기와 같이 행해지는 본 발명의 방법은 교각의 세굴 보수를 간편하고 용이하게 할 수 있어서 현저하게 공기를 단축시킬 수 있고, 또 보수 후에는 교각의 수중 기초부 표면이 피복재로 덮이게 되어 물과 접촉되는 면적이 전무하게 되므로 보수 후에 재세굴 현상이 발생하게 될 염려도 없다.

도 1은 본 발명의 방법을 설명하는 도면으로서, 발판 지지대 형성 공정의 예를 도시하는 도면.

도 2는 본 발명의 방법을 설명하는 도면으로서, 발판 가설 공정의 예를 도시하는 도면.

도 3은 가설된 발판의 사시도.

도 4는 본 발명의 방법을 설명하는 도면으로서, 간이 우물통 설치에 의한 터파기 공정의 예를 도시하는 도면.

도 5는 본 발명의 방법을 설명하는 도면으로서, 터파기 종료 후 피복재에 의해 교각 기초 주위가 일정 공간으로 구획되는 거푸집 설치공정의 예를 도시하는 도면.

도 6은 본 발명에 적용되는 피복재의 구성을 나타내는 평면도.

도 7은 도 6의 정면도.

도 8은 피복재의 배열 예를 나타내는 확대 사시도.

도 9은 피복재에 의해 형성된 거푸집의 구조를 도시하는 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

2 : 교각 4 : 교량

6 : 발판 지지대 8 : 발판

10 : 와이어 12 : 지지재

14 : 간이 우물통 16 : 피복재

18 : 요철부 20 : 반구상의 융출부

22 : 연결공

24 : 핀

상술한 바와 같은 본 발명을 첨부 도면에 따른 바람직한 실시 예로서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 부호 2는 세굴되어 보수가 요구되는 교각을 지칭한다. 이 교각(2)은 기존에 설치된 것이므로 상부에는 교량(4)이 거치되어 있는 것이다.

본 발명은 먼저 상기 교각(2)의 주위로 일정 반경을 이루도록 다수의 발판 지지대(6)를 항타하여 수직으로 등분 배열되게 설치한다(발판 지지대 설치공정).

발판 지지대(6)는 파일, I형강, 앵글 등을 활용할 수 있으며, 이것은 바지선에 실려진 적당한 장비를 이용하여 설치되는 것이므로 하등의 어려움 없이 작업을 수행할 수 있다.

도 1과 같이 수중으로 세워진 발판 지지대(6)의 상방으로 복공패널을 순차 연결하여 부설함으로써 도 2의 도시와 같이 작업 공간으로 제공될 수 있는 발판(8)을 형성한다(발판 가설 공정).

다음에 발판(8)의 가장자리 적당한 위치로 와이어(10)를 결속하고 상기 교각(2)의 상부로 우회시켜 상기 발판(8)이 안정되게 현수되도록 한다.

이와 같이 하여 가설된 발판(8)은 도 3으로 상세히 묘사하는 바와 같이 교각(2)의 주위에서 일정 간격을 두고 환형으로 배열된 형태로 조립되기 때문에 그 상방에서 작업자가 교각의 보수작업을 수월하게 행할 수 있게 된다.

가설된 발판(8) 위에서 작업자는 철근 또는 파이프 등의 지지재(12)를 다수 교각(2)의 주변으로 항타하여 수직으로 세운 다음, 그 외측으로 철제 강판을 용접 연결하여 일정 높이를 가진 간이 우물통(14)을 조립하고 이것을 도면의 화살표 방향으로 하강시키면 도 5로 도시한 바와 같이 상기 우물통(14)은 수중의 지면 상에 거치된다. 이렇게 해 놓고 상기 발판(8)에서 우물통(14)의 내측으로 호스(도시 생략)를 밀어 넣고 압축공기 또는 압축수를 분사하여 교각(2)의 수중 기초부 주위에 존재하는 토사, 돌, 수중식물, 조류 등의 불순물을 깨끗이 제거하여 이후의 콘크리트층 타설 시에 문제가 발생하지 않게 조치하여 둔다(터파기 공정).

다음에 교각(2)의 주위로 등분 배열된 지지재(12) 사이로 피복재(16)를 삽통 연결하고 강제로 하강 위치시키는 과정을 반복하여 상기 교각(2)의 주위에 피복재(16)로 구획되는 공간이 형성되게 함으로써 실질적인 거푸집을 설치한다(거푸집 설치공정).

상기 피복재(16)는 도 6의 도시와 같이 한쪽면에 요철부(18)가 일체로 부여되고 그 반대측면에는 반구상의 융출부(20)가 일체로 성형됨과 아울러 상기 지지재(12)로 삽통되기 위한 연결공(22)을 복수개 보유하고 있는 구성으로 되어 있다. 이러한 구성의 피복재(16)는 바람직하게는 고무, 합성고무 등과 같이 유연성과 탄력성 및 방수성이 양호한 재질로 만든다.

상기 연결공(22)은 본 발명에서 3개소, 바람직하게는 4개소에 마련되어 있으며, 또한 상기 피복재(16)의 일측변(16a)은 도 7로 나타낸 바와 같이 중간이 절제되어 연결공(22)이 동심상으로 위 아래 구분된 형태를 취하고 있음과 동시에 타측변(16b)은 상기 절제된 공간에 일치하도록 대략 중간부만 존치되고 여기에 연결공(22)이 뚫려있는 형태로 되어 있다. 도 6에 도시된 피복재(16)의 경우는 중간부에 형성되는 연결공(22) 사이의 간격(X)과 인접하는 외측 연결공(22) 사이의 간격(Y)이 X = Y/2의 관계를 갖게 설정된다.

상술한 간격 설정에 의해 피복재(16)는 도 8로 상세히 묘사하고 있듯이 융출부(20)가 외측으로 노출되고 상기 중간에 뚫려진 연결공(22)으로 2개의 지지재(12)가 각각 관통되도록 장착 연결되고, 양단부는 인접하는 피복재(16)의 대응부를 상호 접합시킨 상태에서 핀(24) 등을 일치되는 연결공(22)으로 삽입시켜서 상호 일체로 되게 조립하여 나갈 수 있게 되는 것이다.

물론, 상술한 바와 같이 피복재(16)가 연결 조립되려면 상기 지지재(12)의 배열 간격도 상기 간격(X)에 일치되고 있어야 한다.

이렇게 하여 조합된 피복재(16)는 다시 지지재(12)를 따라 강제 하강시키고 그 위로 새로운 피복재(16)를 연결시키는 작업을 반복하면 도 9로 도시한 바와 같이 교각(2)의 주위가 피복재(16)에 의해 일정 공간으로 구획된 상태가 되므로 실질적인 거푸집이 설치되는 것이다.

다음에 피복재(16)로 둘러싸인 공간에 수중 콘크리트를 투입 타설하면 교각(2)의 세굴부위는 물론 그 외측에 일정 두께의 콘크리트층(C)이 보강 형성됨으로써 보수 작업은 종료된다. 물론, 상기 수중 콘크리트를 타설하기 전에 피복재(16)로 둘러싸인 공간으로 철근을 다수 배근하여 타설되는 콘크리트층의 강도 보강도 도모할 수 있다.

한편, 수중 콘크리트 타설 시에 조립 연결된 피복재(16) 사이를 통해 발생하는 콘크리트의 누설은 무시될 수 있는 정도이고, 또 누설이 장애가 되는 경우에는 피복재(16)의 외부를 방수포로 실드하여 이를 방지할 수도 있다.

수중 콘크리트층이 완전히 양생 경화되면 본 발명은 단지 교각(2)의 주위로 설비한 발판 지지대(6)와 발판(8)만 철거하고 피복재(16)가 삽통 연결된지지재(12)의 상단측 여분을 절단 제거하여 정리하는 것으로 공사가 종료된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 기존 교량의 수중 기초부 세굴을 보수함에 있어서, 미리 준비된 피복재를 상기 교각의 수중 기초부 외주로 다수 조립 연결하여 실질적인 거푸집이 형성되게 하는 것이므로 그 내측으로 타설되는 수중 콘크리트가 세굴부위를 완전히 충전시킬 수 있는 효과가 있어 보수 후의 견고성이 우수하고, 또 피복재는 내측면에 요철부를 보유하고 있어서 수중 콘크리트와 친화력이 없는 재질임에도 불구하고 강고하게 일체로 접합될 수 있어서 세월이 흐르더라도 들뜨거나 떨어져 나가는 일이 없이 내측의 수중 콘크리트를 피복 보호하여 주고 있게 된다. 그리고 상기 피복재의 표면에 형성된 융출부는 흐르는 물을 타고 움직이는 토사나 돌, 바위 등이 교각에 부딪히게 될 때에 그 충격을 완충하여 주는 효과를 나타낸다. 따라서 본 발명의 방법에 따르면 교각 수중 기초부에 세굴이 발생된 것을 간편하고 용이한 작업을 통해 완벽하고 견고하게 보수할 수 있다.

Claims (3)

1. 보수 대상으로 되는 교각의 수중 기초부 주위로 일정 반경을 이루게 다수의 발판 지지대를 항타하여 세워 놓는 발판 지지대 형성 공정과,

   상기 지지대 상에 발판을 재치하고 와이어 등으로 교각의 상단에 현수하여 고정시키는 발판 가설 공정과,

   가설된 발판 상에서 교각 주위로 철근 또는 파이프를 수직으로 세워 등분 배열하여 놓고 다시 교각 기초부 주변이 철제 간이 우물통으로 구획되게 한 다음 상기 교각 기초부 주변의 모래, 흙을 압축공기나 압축수의 분사로 제거하는 터파기 공정과,

   상기 교각 주위로 세워져 배열된 철근이나 파이프로 피복재를 삽통 연결하여 일정 공간이 형성되게 하는 거푸집 설치공정과,

   형성된 거푸집의 내부로 수중 콘크리트를 타설하여 응고시키는 공정으로 행해짐을 특징으로 하는 교각 기초 구조물의 세굴 보수공법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 발판을 와이어로 교각의 상단에 현수하는 공정이 추가됨을 특징으로 하는 교각 기초 구조물의 세굴 보수공법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 피복재로 연결 형성되는 내부 공간으로 철근을 더 배근하는 공정이 추가됨을 특징으로 하는 교각 기초 구조물의 세굴 보수공법.