KR20170016824A

KR20170016824A - 지반에 기초 요소들을 설치하기 위한 어셈블리 및 방법

Info

Publication number: KR20170016824A
Application number: KR1020167031165A
Authority: KR
Inventors: 베? 헨리퀴스 헤라르뒤스 안드레아스 반; 베?? 헨리퀴스 헤라르뒤스 안드레아스 반
Original assignee: 아이에이취시 홀랜드 아이이 비.브이.
Priority date: 2014-06-05
Filing date: 2015-06-04
Publication date: 2017-02-14
Also published as: JP2017516929A; WO2015187015A1; NL2012951B1; EP3152367A1

Abstract

본 발명은 지반에 기초 요소, 특히 예컨대 모노파일과 같은 파일을 설치하기 위한 어셈블리로서, 파일 항타 시에 상기 기초 요소 둘레에 배치되는 스크린, 특히 소음 저감 스크린 및 상기 스크린에 대해 상기 기초 요소를 예컨대 센터링하는 것과 같이 가이드하는 장치를 포함하는 어셈블리에 관한 것이다. 상기 가이드 장치는 상기 스크린에 대해 상기 기초 요소를 가이드하는 적어도 하나의 팽창성 요소를 포함한다.

Description

지반에 기초 요소들을 설치하기 위한 어셈블리 및 방법{ASSEMBLY AND METHOD FOR INSTALLING FOUNDATION ELEMENTS IN A GROUND FORMATION}

본 발명은 지반에 기초 요소들, 특히 예컨대 모노파일들(monopiles)과 같은 파일들을 설치하기 위한 어셈블리로서, 파일 항타 시에 기초 요소 둘레에 배치되는 스크린, 특히 소음 저감 스크린 및 스크린에 대해 기초 요소를 예컨대 센터링(centering)하는 것과 같이 가이드하는 가이드 장치를 포함하는 어셈블리를 제공한다. 또한, 본 발명은 지반에 기초 요소, 특히 예컨대 모노파일과 같은 파일을 설치하기 위한 방법을 제공한다. 본 발명은 또한 본 발명의 어셈블리 또는 방법 중의 적어도 하나에 사용하기 위한 가이드 장치를 제공한다.

WO 2012/177131호는 소음 저감 스크린 내에 수용되는 수중 파일과 같은 제1 기다란 관형 요소 및 제2 기다란 관형 요소를, 상기 제1 및 제2 관형 요소의 모두가 그것을 따라 연장되는 공통의 중심 종방향 축선에 선터링하기 위한 어셈블리에 관한 것으로, 센터링 시스템이 당해 센터링 시스템을 제1 및 제2 관형 요소 중의 일방과 고정 연결시키기 위한 제1 연결 수단 및 타방의 관형 요소를 중심 축선에 센터링시키기 위해 타방의 관형 요소와 결합하기 위한 제2 연결 요소를 구비하고 있는 어셈블리를 개시하고 있다.

본 발명의 목적은 기초 요소들을 설치하기 위한 개선된 어셈블리를 제공하는 데 있다.

이를 위해, 상기 어셈블리의 가이드 장치가 스크린에 대해 기초 요소를 가이드하는 적어도 하나의 팽창성 요소를 포함하고 있다.

따라서, 스크린에 대해 기초 요소를 가이드하기 위한 기계적 기구의 개수가 감쇠되고 그리고/또는 가이드 장치가 상이한 치수들, 형상들 및/또는 돌출부들에 대해 적응가능하다. 가이드 장치를 적응시키기 위해, 상기 팽창성 요소는 많이 팽창되거나 적게 팽창될 수 있다.

하나의 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 팽창성 요소는 팽창성 백, 특히 취입팽창가능한(inflatable) 백을 포함한다.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 팽창성 요소는 롤러 및/또는 활주 패드를 포함한다. 상기 팽창성 요소가 활주 패드를 포함하는 경우에는, 활주 패드는 예컨대 하방 방향과 같은 소정의 방향으로 기초 요소를 가이드한다. 상기 적어도 하나의 팽창성 요소가 롤러를 포함하는 경우에는, 롤러는 기초 요소를 예컨대 하방 방향과 같은 소정의 방향으로 가이드하고, 기초 요소에 대한 손상이 감소되거나 최소화되며, 이는 기초 요소가 코팅되어 있을 때 중요할 수 있다.

하나의 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 팽창성 요소가 롤러를 포함할 때, 상기 롤러는 고무와 같은 연성 재료로 제조된다.

상기 어셈블리는 상기 적어도 하나의 팽창성 요소에 연결되어 있거나 연결될 수 있는 유체 펌프, 특히 공기 펌프를 포함할 수 있다. 상기 팽창성 요소는 당해 팽창성 요소에 유체를 추가하고 그리고/또는 당해 팽창성 요소 밖으로 유체를 배출시키는 것에 의해 당해 팽창성 요소 내부의 압력을 증가시키고 그리고/또는 감소시킴으로서 팽창될 수 있다.

상기 가이드 장치는 상기 스크린의 내벽에 예를 들어 용접되거나 볼트체결되는 등으로 고정되는 것과 같이 부착될 수 있다.

하나의 실시예에 있어서, 상기 가이드 장치는 상기 스크린이 상기 기초 요소 둘레에 배치될 때 상기 기초 요소와 상기 스크린 사이에 위치될 수 있다.

하나의 실시예에 있어서, 적어도 상기 스크린이 상기 기초 요소의 둘레에 배치될 때, 복수의 팽창성 요소가 상기 스크린의 길이 및/또는 상기 스크린의 내벽의 원주부의 적어도 일부분에 걸쳐 분산 배치된다. 복수의 팽창성 요소의 결과로서, 각각의 팽창성 요소에 가해지는 하중이 상대적으로 낮아, 가해지는 하중으로 인해 파괴될 수 있는 어셈블리 및/또는 가이드 장치의 부품들을 적게 만드는 결과를 가져다준다.

하나의 양태에 있어서, 지반에 기초 요소, 특히 예컨대 모노파일과 같은 파일을 설치하기 위한 방법으로서, 지반 상에 상기 기초 요소를 배치하는 단계; 예컨대 소음 저감 스크린과 같은 스크린을 배치하는 단계; 상기 스크린에 대해 상기 기초 요소를 예컨대 센터링하는 것과 같이 가이드하는 가이드 장치를 제공하는 단계; 및 상기 가이드 장치에 의해 상기 기초 요소를 상기 스크린에 대해 가이드하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 상기 기초 요소를 상기 스크린에 대해 가이드하기 위해, 상기 가이드 장치의 팽창성 요소가 팽창된다.

또한, 본 발명의 맥락에서는, 기초 요소가 먼저 지반 상에 배치되고, 후속하여 스크린이 기초 요소 둘레에 배치될 수 있으며, 또는 스크린이 먼저 배치되고, 후속하여 기초 요소가 스크린 내에 배치될 수 있다.

하나의 실시예에 있어서, 적어도 하나의 팽창성 요소 내의 압력이 상기 기초 요소를 상기 스크린에 대해 가이드하기 위해 조절된다.

하나의 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 팽창성 요소 내의 압력은 상기 적어도 하나의 팽창성 요소에 유체를 추가하는 것에 의해 및/또는 상기 적어도 하나의 팽창성 요소로부터 유체를 제거하는 것에 의해 조절된다. 유체는 공기 및 물을 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다.

하나의 실시예에 있어서, 상기 기초 요소의 설치 시에, 상기 적어도 하나의 팽창성 요소의 표면이 상기 기초 요소와 맞닿음한다. 더 구체적인 실시예에 있어서, 상기 적어도 팽창성 요소의 표면은 롤러 및/또는 활주 패드를 포함한다.

상기 적어도 하나의 팽창성 요소는 상기 스크린과 상기 기초 요소 사이에 제공될 수 있고 그리고/또는 상기 스크린의 내벽에 예를 들어 고정되는 것과 같이 부착될 수 있다.

하나의 양태에 있어서, 본 발명에서 제공되는 어셈블리 및 본 발명에서 제공되는 방법 중의 적어도 하나에 사용하기 위한 가이드 장치가 제공된다.

완전성을 위해, 다음의 종래기술이 주목된다.

JP2011012394호는 테이퍼진 파일(tapered pile)을 수직방향으로 항타하고 테이퍼진 파일을 가이드하기 위한 가이드 방법에 관한 것이다. 안정적인 가이드 장치는 환형 가이드 및 환형 가이드의 내주면으로부터 반경방향 내측으로 후퇴가능하게 돌출되는 반경방향 규제 부재를 포함하고 있다. 반경 방향 규제 부재의 전진/후퇴 양은 테이퍼진 파일이 하방으로 압입되거나 회전 압입될 때 반경방향 조절 부재의 선단부와 당접하는 가상의 내접원이 환형 가이드를 통해 연장되는 부분에서의 테이퍼진 파일의 점차 확대되는 외경보다 약간 더 큰 직경을 가진 원을 그리도록 제어된다.

JPH0849235호는 영구적인 지하 기둥을 시공하기 위한 공법의 경사 조정 장치에 관한 것이다. 경사 조정 잭 기구는 기단이 가이드 관의 제1 고정 브래킷에 축에 의해 지지되고 선단에 접촉부를 가지는 기복 브래킷, 및 기단이 가이드 관의 제2 고정 브래킷에 축에 의해 지지되고 타단이 기복 브래킷의 길이의 중간에 설치된 연결 브래킷에 축에 의해 지지되는 조절 잭(유압 잭)으로 구성되고, 연결 브래킷의 축이 제1 고정 브래킷 축을 제2 고정 브래킷 축에 이음으로써 형성되는 가상의 직선보다 외측에 위치된다. 가이드 관이 케이싱 내에 삽입되고, 가이드 관의 상부가 프레임에 대해 현수되고, 복수의 이러한 잭 기구가 가이드 관의 하부의 외면에 원주방향으로 설치된다.

본 발명의 양태들이 여기에 간단히 설명되는 도면들에 도시된 본 발명의 예시적인 실시예를 참조하여 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 어셈블리의 제1 실시예의 개략적인 단면도를 도시하고 있다.
도 2는 도 1의 실시예의 II-II 선을 따른 단면도를 도시하고 있다.
도 3은 어셈블리의 제2 실시예의 개략적인 단면도를 도시하고 있다.
도 4는 도 3의 실시예의 팽창성 요소를 보다 상세하게 도시한 도면이다.
도 5는 도 3의 실시예의 V-V 선에 따른 단면도를 도시하고 있다.
하지만, 이들 실시예는 본 발명의 보호 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다는 것을 이해해야 한다.

실제에 있어, 예를 들어 풍력 터빈용의 예컨대 모노파일(monopile)과 같은 기초 요소의 설치는 예를 들어 해저와 같은 수중 지반과 같은 지반 상에 기초 요소를 배치하는 것으로 시작된다. 후속하여, 예컨대 소음 저감 스크린과 같은 스크린이 기초 요소 둘레에 배치된다. 스크린이 제자리에 위치되었을 때, 파일 항타기가 스크린 내로 하강될 수 있고, 기초 요소 상에 배치될 수 있다. 스크린이 배치되고, 후속하여 기초 요소가 스크린 내에 배치되는 것도 가능하다.

이를 위해, 도 1은 지반(10) 내에 기초 요소(2), 이 실시예에 있어서는 관형 기초 요소(2)를 설치하기 위한 어셈블리(1)를 도시하고 있다. 도 1은 지반(10) 상에 배치되어 있는 관형 기초 요소(2)를 도시하고 있다. 소음 저감 스크린(4)이 관형 기초 요소(2) 둘레에 그리고 지반(10) 상에 배치되어 있다. 이 실시예에 있어서, 관형 기초 요소(2)는 테이퍼부(tapered section)(3)를 가지고 있다.

소음 저감 스크린(4)을 설치하는 동안에는, 관형 기초 요소(2)가 반드시 지반(10) 상에 배치될 필요는 없으며, 지반(10)으로부터 소정의 거리에 위치될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 또한, 가이드 장치(5)는 관형 기초 요소(2)를 항타하기 전 및/또는 항타하는 도중에 소음 저감 스크린(4)에 대해 관형 기초 요소(2)를 가이드할 수 있다.

도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 앤빌(8)을 구비한 항타기(7)가 관형 기초 요소(2)의 상면에 배치된다. 앤빌(8)을 구비한 항타기(7)는 예를 들어 잭업 바지선(jack-up barge)과 같은 수상 선박 위에 배치되는 크레인(도시되지 않음)과 같은 권상 장치(hoisting device)에 의해 권상될 수 있다. 항타기(7)는 수상 선박의 갑판 상의 파워 팩(power pack)에 연결되는 예컨대 IHC IHC Hydrohammer S-series 중의 하나와 같은 유압 항타기(도시되지 않음)일 수 있다.

가이드 장치가 관형 기초 요소(2)와 소음 저감 스크린(4) 사이에 제공된다. 이 실시예에 있어서, 가이드 장치는 백(5)을 포함하는 복수의 팽창성 요소(12)를 포함한다. 팽창성 요소(12)는, 관형 기초 요소(2)를 소음 저감 스크린(4)의 중심으로 가이드한 후, 관형 기초 요소(2) 및 소음 저감 스크린(4)의 종방향 축선들이 서로 중첩되도록, 관형 기초 요소(2)를 소음 저감 스크린(4)에 대해 예컨대 센터링하는 것과 같이 가이드하기 위해 팽창가능하다.

팽창성 요소(12)는, 당해 팽창성 요소(12)의 체적이 관형 기초 요소(2)를 소음 저감 스크린(4)의 종방향 축선(A) 둘레로 이동시키는 것과 함께 증가하거나 감소하도록, 당해 팽창성 요소(12) 내부의 압력을 증가시키거나 감소시킴으로써 팽창가능하다. 팽창성 요소(12) 내의 압력은 예컨대 물 또는 공기와 같은 유체를 팽창성 요소(12) 내로 주입하거나 유체를 팽창성 요소(12) 밖으로 배출시키는 것에 의해 조절될 수 있다. 팽창성 요소(12) 내의 유체의 양은 각각의 팽창성 요소(12)에 연결되어 있거나 연결될 수 있는 유체 펌프(도시되지 않음)에 의해 조절될 수 있다.

하나의 실시예에 있어서, 각각의 팽창성 요소(12) 내의 압력은 독립적으로 조절가능하고, 이와 함께 각각의 팽창성 요소(12)의 치수도 독립적으로 조절가능하다. 따라서, 관형 기초 요소(2)의 테이퍼부(3)의 높이에서의 팽창성 요소(12)가 관형 기초 요소(2)의 직선형부(9)의 높이에서의 팽창성 요소(12)보다 더 많이 팽창될 수 있기 때문에, 테이퍼부(3)를 가진 관형 기초 요소(2)를 가이드하는 것이 가능하다. 가이드 장치는 따라서 관형 기초 요소들의 상이한 치수들 및/또는 형상들에 대해 그리고/또는 관형 기초 요소들에 제공되는 돌출부들(도시되지 않음)에 대해 적응가능하다.

도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 각각의 팽창성 요소(12)는 사용 시에 팽창성 요소(12)와 관형 기초 요소(2) 사이에 위치되는 활주 패드(6)를 구비한다. 설치 시에, 활주 패드(6)는 예컨대 하방 방향과 같은 소정의 방향으로 관형 기초 요소(2)를 가이드한다.

도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 있어서, 팽창성 요소(12)는 소음 저감 스크린(4)의 길이 및 내벽에 걸쳐 분산 배치되어 있다. 그 결과, 관형 기초 요소(2)에 의해 각각의 팽창성 요소(12)에 가해지는 하중이 감소된다. 관형 기초 요소(2)와 소음 저감 스크린(4) 사이에 제공되고 그리고/또는 예를 들어 소음 저감 스크린(4)에 용접되거나 볼트체결되는 등으로 고정되는 것과 같이 부착되는 팽창성 요소(12)의 또 다른 장점은 팽창성 요소(12)가 관형 기초 요소(2) 둘레에 배치된 소음 저감 스크린(4)에 의해 발효되는 소음 저감에 더하여 추가적인 소음 저감을 발효시킨다는 점이다.

도 3 및 도 5는 본 발명에 의해 제공되는 어셈블리의 제2 실시예를 도시하고 있다. 이 실시예에 있어서는, 도 3 및 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 소음 저감 스크린(4)의 길이 및 내벽의 원주부에 걸쳐 분산 배치되는 팽창성 요소(12)의 개수가 도 1 및 도 2에 도시된 실시예보다 더 많다.

이 실시예에 있어서는, 사용 시에 롤러(11)가 관형 기초 요소(2)와 소음 저감 스크린(4) 사이에 위치되도록, 다수의 롤러(11)가 팽창성 요소(12)에 부착되어 있다. 하나의 실시예에 있어서, 팽창성 요소(12)는 소음 저감 스크린(4)의 내면에 부착될 수 있다. 롤러(11)로 인해, 관형 기초 요소(2)는 예컨대 하방 방향과 같은 소정의 방향으로 가이드되고, 관형 기초 요소(2)에 대한 손상이 최소화되거나 감소되며, 이는 관형 기초 요소(2)가 코팅되어 있는 경우에 중요할 수 있다.

하나의 실시예에 있어서, 롤러(11)는 고무와 같은 비교적 연성 재료로 제조된다. 연성 재료로 인해, 관형 기초 요소(2)와 접촉하는 롤러(11)의 접촉 영역이 예컨대 접촉점에서 접촉선으로 또는 심지어 접촉면으로와 같이 증가할 수 있다.

다수의 롤러(11)를 구비한 팽창성 요소(12)가 도 4에 보다 상세하게 도시되어 있다. 볼 수 있는 바와 같이, 관형 기초 요소(2)의 설치 시에 롤러(11)가 관형 기초 요소(2)와 맞닿음하도록, 롤러(11)는 관형 기초 요소(2)를 향하는 팽창성 요소(12)의 표면의 상당히 큰 부분을 차지한다.

가이드 장치는 비교적 간단한 장치로 구성될 수 있으며, 이는 용이한 유지보수 및/또는 비용 효율적인 가이드 장치를 가져다줄 수 있다.

도면들은 개략적이고, 반드시 이 도면은 반드시 비례척인 것은 아니며, 본 발명의 이해에 필요하지 않은 세부 사항은 생략되었을 수 있다는 점에 유의해야 한다. "상방", "하방", "하부", "상부" 및 이에 준하는 용어들은 달리 특정되지 않았다면 도면에서 배향된 실시예와 관련된다. 또한, 적어도 실질적으로 동일하거나 적어도 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 요소들은 동일한 부호로 표시된다.

본 발명은 상술한 실시예들에 한정되지 않으며, 청구범위의 범위 내에서 다수의 방식으로 변경될 수 있다.

Claims

지반(10)에 기초 요소(2), 특히 예컨대 모노파일과 같은 파일을 설치하기 위한 어셈블리(1)로서, 파일 항타 시에 상기 기초 요소(2) 둘레에 배치되는 스크린(4), 특히 소음 저감 스크린 및 상기 스크린(4)에 대해 상기 기초 요소(2)를 예컨대 센터링하는 것과 같이 가이드하는 장치(12)를 포함하는 어셈블리(1)에 있어서, 상기 가이드 장치(12)가 상기 스크린(4)에 대해 상기 기초 요소(2)를 가이드하는 적어도 하나의 팽창성 요소(12)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 어셈블리(1).
제 1 항에 있어어서, 상기 적어도 하나의 팽창성 요소(12)는 팽창성 백(5), 특히 취입팽창가능한 백을 포함하는 것을 특징으로 하는 어셈블리(1).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 팽창성 요소(12)는 상기 기초 요소(2)와 맞닿음하는 롤러(11) 및/또는 활주 패드(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 어셈블리(1).
제 3 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 팽창성 요소(12)가 롤러를 포함할 때, 상기 롤러(11)는 고무와 같은 연성 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 어셈블리(1).
제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 팽창성 요소(12)에 연결되어 있거나 연결될 수 있는 유체 펌프, 특히 공기 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어셈블리(1).
제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드 장치(12)는 상기 스크린(4)의 내벽에 부착되는 것을 특징으로 하는 어셈블리(1).
제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드 장치(12)는 상기 스크린(4)이 상기 기초 요소(2) 둘레에 배치될 때 상기 기초 요소(2)와 상기 스크린(4) 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 어셈블리(1).
제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서, 적어도 상기 스크린(4)이 상기 관형 기초 요소(2)의 둘레에 배치될 때, 복수의 팽창성 요소(12)가 상기 스크린(4)의 길이 및/또는 상기 스크린(4)의 내벽의 원주부의 적어도 일부분에 걸쳐 분산 배치되는 것을 특징으로 하는 어셈블리(1).
지반(10)에 기초 요소(2), 특히 예컨대 모노파일과 같은 파일을 설치하기 위한 방법으로서,
지반(10) 상에 상기 기초 요소(2)를 배치하는 단계;
예컨대 소음 저감 스크린과 같은 스크린(4)을 배치하는 단계;
상기 스크린(4)에 대해 상기 기초 요소(2)를 예컨대 센터링하는 것과 같이 가이드하는 장치(12)를 제공하는 단계; 및
상기 가이드 장치(12)에 의해 상기 기초 요소(2)를 상기 스크린(4)에 대해 가이드하는 단계를 포함하는 방법에 있어서,
상기 기초 요소(2)를 상기 스크린(4)에 대해 가이드하기 위해, 상기 가이드 장치의 팽창성 요소(12)를 팽창시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서, 적어도 하나의 팽창성 요소(12) 내의 압력이 상기 기초 요소(2)를 상기 스크린(4)에 대해 가이드하기 위해 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 팽창성 요소(12) 내의 압력은 상기 적어도 하나의 팽창성 요소(12)에 유체를 추가하는 것에 의해 및/또는 상기 적어도 하나의 팽창성 요소(12)로부터 유체를 제거하는 것에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항 내지 제 11 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 기초 요소(2)의 설치 시에, 상기 적어도 하나의 팽창성 요소(12)의 표면이 상기 기초 요소(2)와 맞닿음하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 팽창성 요소(12)의 표면은 상기 기초 요소(2)와 맞닿음하는 롤러(11) 및/또는 활주 패드(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항 내지 제 13 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 팽창성 요소(12)는 상기 스크린(4)과 상기 기초 요소(2) 사이에 제공되고 그리고/또는 상기 스크린(4)의 내벽에 부착되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 따른 어셈블리 및/또는 제 9 항 내지 제 14 항 중의 어느 한 항에 따른 방법에 사용하기 위한 가이드 장치(12).