KR100257083B1 - 교량의 우물통설치 건식공법 및 물막이 장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중에 설치되는 교각의 기반을 이루는 우물통에 관한 것으로서, 특히 우물통의 제작시 고무 개스킷을 이용하여 하부로 침투되는 물을 차수시키고 건식 공법으로 작업이 진행되도록 발명한 교량의 우물통설치 건식공법 및 물막이 장비에 관한 것이다. 본 발명의 목적은, 교량의 기초공사인 우물통의 시공을 강화하고 설치작업시 외부에서 육안으로 쉽게 설치상태를 식별할 수 있도록 하는 교량의 우물통설치 건식공법 및 물막이 장비를 제공하는 것이다. 전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 수중의 토사층(E)에 우물통 케이슨(1)을 설치하고 상기 우물통 케이슨(1) 내부의 토사를 채취한 후 상기 우물통 케이슨(1)이 연암층(R)에 도달하면 상기 연암층(R)을 수중발파하여 연암층 내부에 우물통 케이슨(1)을 설치하는 우물통 케이슨 설치단계(2); 상기 우물통 케이슨(1)의 주위로 차수매트(3)를 설치하고 우물통 케이슨(1)의 내부에 존재하는 물을 양수펌프(5)를 이용하여 양수하는 차수매트 설치 및 양수단계(6); 상기 우물통 케이슨(1)의 내부에 존재하는 물이 양수되면 내부에 물막이 장비(7)를 설치하는 물막이 설치단계(8); 및 상기 우물통 케이슨(1)의 내부에 철근을 배근하고 물막이 장비(7)를 해체한 후 콘크리트를 타설하는 교량기초 완성단계(10)로 구성하는 것을 특징으로 하는 교량의 우물통설치 건식공법을 제공한다.

Description

교량의 우물통설치 건식공법 및 물막이 장비

본 발명은 수중에 설치되는 교각의 기반을 이루는 우물통에 관한 것으로서, 특히 우물통의 제작시 고무 개스킷을 이용하여 하부로 침투되는 물을 차수시키고 건식 공법으로 작업이 진행되도록 발명한 교량의 우물통설치 건식공법 및 물막이 장비에 관한 것이다.

일반적으로 교량을 건설시는 교각의 하부에 우물통 케이슨(CAISSON)이 설치되고, 상기 우물통 케이슨의 내부에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 케이슨을 형성시킨 후 채움 콘크리트 타설하고 캡(Cap) 철근을 연결하여 교각을 형성하고 교량을 완성하게 된다.

상기 교량기초인 우물통은 일반적으로 강바닥의 연암층위에 세워져 상부의 힘을 지탱하도록 설치되는 구조로 구성되는 것이 일반적이다.

도 1은 수중에 설치되는 일반적인 교량을 나타내는 도면으로서, 교량(40)을 건설시는 최하부에 우물통 케이슨을 형성하고 상기 우물통 케이슨벽(Caisson Wall)에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하여 교량의 기저부인 케이슨을 설치한다. 상기 콘크리트 말뚝(45)의 상부에는 콘크리트 구조로 교각(50)이 설치되고 상기 교각(50)의 최상부에 프리캐스트 공법에 의한 도로(55)가 설치되어 교량(40)을 완성하게 된다.

도 2는 종래의 우물통 기초 암절취공법을 나타내는 도면으로서, 하부를 향하도록 화살표로 표시된 "R"부는 연암층을 나타낸다. 상기 연암층을 관통하여 교량기초인 우물통 설치를 위해서는 우물통 케이슨(70)을 형성하는데, 상기 우물통 케이슨(70)의 내부에는 배수 호스를 넣어 내부에 있는 물을 외부로 배수한 후 암 굴착 및 콘크리트를 타설하여 교량기초인 콘크리트 말뚝을 건설한다.

종래의 방법으로 연암층을 파괴하여 교량의 기초를 설치하는 우물통 기초 암절취공법은 광범위한 수중발파를 하게되어 수중구조물에 많은 손상을 입히게되는 문제점이 있었고, 상기 수중 구조물은 육안으로 검토가 불가능하여 수중 구조물에 대한 부실여부를 정확하게 알수가 없었다.

또한, 최근 수중 구조물의 하자기간은 5년에서 10년으로 연장되는 등의 많은 법규의 변경과 빈번한 대형사고로 인해 교량의 기초가 되는 수중 구조물에 대한 사람들의 인식이 변화하게 되었다.

상기 수중 구조물인 교량기초 건설시 우물통 케이슨과 연암층의 사이에서 내부로 물이 계속적으로 유입되어 작업자들은 빠른 작업으로 콘크리트를 타설해야 했고 그로인해 교량의 건설시 부실공사의 원인을 제공하는 경우가 발생되었다.

전술한 문제점을 해결하기위하여, 본 발명의 목적은, 교량의 기초공사인 우물통의 시공을 강화하고 설치작업시 외부에서 육안으로 쉽게 설치상태를 식별할 수 있도록 하는 교량의 우물통설치 건식공법 및 물막이 장비를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 수중의 토사층(E)에 우물통 케이슨(1)을 설치하고 상기 우물통 케이슨(1) 내부의 토사를 채취한 후 상기 우물통 케이슨(1)이 연암층(R)에 도달하면 상기 연암층(R)을 수중발파하여 연암층 내부에 우물통 케이슨(1)을 설치하는 우물통 케이슨 설치단계(2); 상기 우물통 케이슨(1)의 주위로 차수매트(3)를 설치하고 우물통 케이슨(1)의 내부에 존재하는 물을 양수펌프(5)를 이용하여 양수하는 차수매트 설치 및 양수단계(6); 상기 우물통 케이슨(1)의 내부에 존재하는 물이 양수되면 내부에 물막이 장비(7)를 설치하는 물막이 설치단계(8); 및 상기 우물통 케이슨(1)의 내부에 철근을 배근하고 물막이 장비(7)를 해체한 후 콘크리트를 타설하는 교량기초 완성단계(10)로 구성하는 것을 특징으로 하는 교량의 콘크리트 말뚝 건식시공법을 제공한다.

도 1은 수중에 설치되는 일반적인 교량을 나타내는 도면.

도 2는 종래의 우물통 기초 암절취공법을 나타내는 도면.

도 3은 본 발명의 건식공법의 순서를 나타내는 개략도.

도 4는 본 발명의 물막이 장비를 나타내는 평면도.

도 5a는 도 4의 "A - A" 단면도이고, 도 5b는 도 4의 "B - B" 단면도.

도 6은 도 4의 "C" 부 확대도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 우물통 케이슨 2 : 우물통 케이슨 설치단계

3 : 차수매트 5 : 양수펌프

6 : 차수매트 설치 및 양수단계 7 : 물막이 장비

8 : 물막이 설치단계 10: 교량기초 완성단계

13: 경사부 14: 고무 개스켓

15: 금속수직 보강대 16: 플랜지

17: 관통공 18: 조인트 조정대

19: 조인트 연결핀 20: 격자부

21: 부력흡수터널 22: 고무완충장치

23: 십자형 손잡이 24: 평판 지지대

G : 토사층 R : 연암층

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 건식공법의 순서를 나타내는 개략도로서, 상단에 도시된 도 3a는 건식공법의 우물통 케이슨 설치단계(2)를 도시하는데, 우물통 케이슨(1)을 외부에서 직접제작한 후 배로 운반하여 교각을 설치할 부위에 투하하고 우물통 케이슨(1)을 길이방향으로 설치하게된다. 상기 우물통 케이슨(1)의 내부에 존재하는 토사층(E)을 굴착한 후 연암층(R)에 이르게 되면 연암층을 수중발파하는데, 일반적으로 연암층(R)의 상면에서 4M 깊이까지 수중발파하게 되고 수중발파된 연암층(R)속에 우물통 케이슨(1)을 설치한다.

중간의 도 3b는 차수매트 설치 및 양수단계(6)를 도시하는 도면인데, 상기 우물통 케이슨(1)은 주위에 차수매트(3)를 설치하게 된다. 상기 차수매트(3)의 설치방법은 우물통 케이슨(1)의 주위에 형성된 토사층(E)에 일정한 골(보통 40 - 50 CM)을 판 후 그 골의 내부에 차수매트(3)를 파묻은 후에 상기 차수매트(3)의 상측 전부위를 토사 또는 자갈 등을 사용하여 움직이지 않도록 고정하면 물의 흐름에 의해 상기 차수매트(3)는 흘러내리지 않게된다. 상기 작업이 완성된 후 우물통 케이슨(1)의 내부에 고성능의 양수펌프(5)를 설치하여 내부에 있는 물을 모두 외부로 양수하게 된다.

하단의 도 3c는 물막이 설치단계(8)를 도시하는 도면으로서, 일반적으로 우물통 케이슨(1)의 내부에 존재하는 물을 모두 양수하게 되면 내부의 최하부에 물막이 장비(7)를 설치하게 된다. 상기 물막이 장비(7)는 하부에 고무완충장치(22)를 설치하고 있어 상기 물막이 장비(7)를 더욱 견고하게 우물통 케이슨(1)에 연결할 수 있다.

도 3에서는 교량기초 완성단계(10)에 대한 도면을 나타내지 않았는데, 교량기초 완성단계(10)는 물막이 장비(7)를 해체한 후 우물통 케이슨(1)의 내부에 철근을 배근하고 상기 우물통 케이슨(1)의 내부에 콘크리트를 타설하여 콘크리트 말뚝을 형성시키는 단계를 말한다. 상기 물막이 장비(7)는 다른 우물통 케이슨(1)의 내부에 다시 설치할 수 있도록 만들어져 있어 쉽게 결합 및 해체가 가능한 장비이다.

도 4는 본 발명의 물막이 장비를 나타내는 평면도로서, 우물통 케이슨(1)을 설치한 최하부에 물막이 장비(7)가 설치된다. 상기 물막이 장비(7)는 관통공(17)을 관통하는 조인트 연결핀(19)에 의해 연속적으로 연결설치할 수 있어 내부가 관통된 형상의 물막이 장비(7)를 형성하게 된다.

또한, 상기 물막이 장비(7)는 중간마다 다수개의 금속수직 보강재(15)를 설치하고 있어 강화된 물막이 장비(7)를 형성하게 된다.

도 5a는 도 4의 "A - A" 단면도이고, 도 5b는 도 4의 "B - B" 단면도로서, 물막이 장비(7)는 경사부(13)에 고무 개스켓(14)이 고정설치되는 금속수직 보강재(15)를 설치하고 상기 금속수직 보강재(15)의 양측에 플랜지(16)를 설치한 형상이다. 상기 금속수직 보강재(15)의 플랜지(16)에는 다수의 관통공(17)을 설치하고 상기 플랜지(16)에 형성된 관통공(17)을 관통하여 플랜지(16)의 간격을 유지하는 조인트 조정대(18)를 설치한다. 상기 플랜지(16)는 상부와 하부를 관통하는 관통공(17)이 설치되고 상기 관통공(17)에는 볼트와 너트타입으로 형성한 조인트 연결핀(19)을 상호연결하게 된다.

상기 물막이 장비(7)는 내부 중간에 다수개의 금속수직 보강재(15)를 연결설치하여 보강하고 상기 물막이 장비(7)의 격자부(20)에는 원형의 형상을 갖고 부력 흡수터널(21)이 형성된 고무 완충장치(22)를 설치하여 물막이 장비(7)와 우물통 케이슨(1)을 서로 밀착되게 구성한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작용상태를 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 우물통 케이슨(1)의 외부에 설치된 차수매트(3)에 의해 토사층의 내부로 침투하는 물을 1차로 방지할 수 있고, 또한 우물통 케이슨(1)의 최하부에 물막이 장비(7)를 설치하므로 우물통 케이슨(1)의 하부를 통해 들어오던 물을 2차로 방지할 수 있게 된다.

상기 물막이 장비(7)의 설치방법은, 우물통 케이슨(1)의 내부에 있는 작업자에 의해 플랜지(16)에 형성된 관통공(17)을 통해 조인트 연결핀(19)으로 연결하면 간단하게 물막이 장비(7)가 완성되고 그 완성된 물막이 장비(7)를 우물통 케이슨(1)의 최하부에 밀착형성시키면 설치가 끝나게 되고 건식작업을 하는 것이나 작업이 끝나면 상기 물막이 장비(7)를 해체하는 방법은 설치하는 순서의 역순으로 작업을 하면 된다.

전술한 구성과 작용에 의해 나타나는 본 발명의 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

우물통 케이슨의 주위에는 차수매트를 설치하고 내부에는 물막이 장비를 설치하므로 2중으로 우물통 케이슨의 내부로 들어오던 물을 방지할 수 있게 되고 그로인해 작업자는 완전하게 건조된 상태에서 암절취 및 콘크리트 타설 작업을 할 수 있는 효과가 있고, 또한 건조된 상태에서 우물통 내부의 공사를 하게되어 부실공사를 방지하는 측면의 효과도 발생하게 된다.

Claims (2)

1. 수중의 토사층(E)에 우물통 케이슨(1)을 설치하고 상기 우물통 케이슨(1) 내부의 토사를 채취한 후 상기 우물통 케이슨(1)이 연암층(R)에 도달하면 상기 연암층(R)을 수중발파하여 연암층 내부에 우물통 케이슨(1)을 설치하는 우물통 케이슨 설치단계(2); 상기 우물통 케이슨(1)의 주위에 차수매트(3)를 설치하고 우물통 케이슨(1)의 내부에 존재하는 물을 양수펌프(5)를 사용하여 양수하는 차수매트 설치 및 양수단계(6); 상기 우물통 케이슨(1)의 내부에 존재하는 물이 양수되면 내부에 물막이 장비(7)를 설치하는 물막이 설치단계(8); 및 상기 우물통 케이슨(1)의 내부에 철근을 배근하고 물막이 장비(7)를 해체한 후 콘크리트를 타설하는 교량기초 완성단계(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량의 우물통설치 건식공법.
2. 경사부(13)에 고무 개스켓(14)이 고정설치되는 금속수직 보강재(15)의 양측에 플랜지(16)를 설치하고, 상기 플랜지(16)에 다수의 관통공(17)을 설치하고 상기 플랜지(16)를 설치한 일측에 플랜지(16)의 간격을 유지하는 조인트 조정대(18)를 설치하며, 상기 관통공(17)을 관통하는 조인트 연결핀(19)에 의해 물막이 장비(7)를 일체로 연결설치하여 내부가 관통된 형상의 물막이 장비(7)를 형성하고 상기 물막이 장비(7)의 격자부(20)에 원형의 형상을 갖고 부력 흡수터널(21)이 형성되는 고무 완충장치(22)를 설치하는 것을 특징으로 하는 물막이 장비.

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