KR100492519B1 - 자동 공기가압장치를 이용한 해상 대구경 쇄석 드레인파일공법 및 그의 장치 - Google Patents

자동 공기가압장치를 이용한 해상 대구경 쇄석 드레인파일공법 및 그의 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 바이브레이션 햄머를 가동하여 케이싱 파이프를 지중에 관입하고, 인발을 반복하면서 보강부재 파일을 형성하는 연약지반 개량을 위한 시공공법에 있어서, 상기 케이싱 파이프의 관입전 케이싱 파이프의 관입위치를 확인하기 위한 자동위치 결정시스템을 이용한 측량공정과, 자동 공기가압장치를 가동하여 케이싱 파이프 내부에 공기압을 규정압력으로 유지하도록 조절하면서 케이싱 파이프를 관입하는 공정과, 상기 케이싱 파이프 내에 보강부재를 투입하는 공정과, 상기 케이싱 파이프의 관입길이를 관입심도 센서를 이용하여 측정하는 공정과, 상기 관입심도 센서에 의해 측정된 케이싱 파이프의 관입길이에 따라서 공기압을 상승시키기 위한 가압밸브 및 공기압을 하강시키기 위한 감압밸브가 포함된 자동 공기가압장치를 작동시켜 케이싱 파이프 내부의 공기압을 규정압력으로 유지하는 공정과, 상기 자동 공기가압장치를 작동시키면서 케이싱 파이프를 상승시키는 인발공정과, 다시 상기의 3~6공정을 반복하여 실행하는 공정으로 이루어지는 자동 공기가압장치를 이용한 해상 대구경 쇄석 드레인 파일공법 및 장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명 MLCD공법 및 장치는 해상 연약지반 개량공사의 케이싱 파이프의 관입 및 인발공정시 자동 공기가압장치를 통해 케이싱 파이프 관입길이의 변화와 케이싱 파이프 내부의 보강부재량 및 케이싱 파이프 내부의 공기압에 따라서 일정하고 균일한 공기압을 공급할 수 있도록 하므로써 보강부재의 원활한 배출력을 항상시켜며, 과다한 공기압으로 인한 보강부재가 케이싱 파이프 외부로 배출되는 문제점을 해소할 수 있는 것이며, 특히 과소한 공기압으로 인한 케이싱 파이프 내부에 해저의 이토유입 현상을 차단하므로써 보강부재와의 혼입을 최소화하여 시공품질이 우수한 해상 대구경 드레인 파일공법이 가능하게 되는 것이다. 또한 케이싱 파이프 내부가 일정한 공기압을 유지할 수 있게 되어 보강부재 파일의 균일한 시공품질을 증대시킬 수 있으며, 불필요한 설비(압축기)의 가동으로 인한 과부하를 최소화하여, 이로인해 작업능률을 증대시킬 수 있으며, 설비의 내구성의 향상과 설비의 적절한 활용으로 연료비를 절감할 수 있으므로 해상 연약지반 개량공사의 매우 획기적인 MLCD공법 및 장치를 제공할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

자동 공기가압장치를 이용한 해상 대구경 쇄석 드레인 파일공법 및 그의 장치{Marine large crusher-stone drain pile method and equipment of, using the auto pressurize device}
본 발명은 자동 공기가압장치를 이용한 해상 대구경 쇄석 드레인 파일공법 및 그의 장치에 관한 것으로, 특히 해상 연약지반 개량(改良)공사에 있어서 케이싱 파이프의 관입길이 및 케이싱 파이프 내부의 보강부재량과, 케이싱 파이프 내부의 공기압을 측정하여 케이싱 파이프의 내부에 일정한 공기압을 유지하도록 함으로써 케이싱 파이프 내부로 지중(地中)의 이토유입을 방지하고, 균일하고 연속적인 대구경의 보강부재 말뚝을 형성하게 되므로 시공품질의 증대와 공사기간을 단축시켜 작업능률을 향상시키기 위한 자동 공기가압장치를 이용한 해상 대구경 쇄석 드레인 파일공법 및 그의 장치(Marine Large Crusher-stone Drain pile method, 이하 "MLCD"라 함)에 관한 것이다.
일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이 케이싱 파이프를 지중 소정의 깊이까지 관입하는 공정과, 상기 케이싱 파이프 내에 모래 또는 쇄석 및 혼합골재 등의 보강부재를 공급하는 공정과, 상기 케이싱 파이프의 내부에 작업자의 조작으로 공기압을 공급하는 공정과, 상기 케이싱 파이프를 일정거리 인발하는 공정과, 상기 인발공정을 반복하여 실행하는 공정을 포함하는 연약지반 개량공법이 사용되고 있으며, 이는 1830년대 프랑스와 1950년대 일본에서 실용화된 이후로 현재 국내에서 연약지반을 개량하기 위한 대표적인 공법으로 널리 시공되고 있다.
상기한 연약지반 개량공법은 케이싱 파이프를 지중으로 관입한 후 상기 케이싱 파이프 내에 모래, 혼합골재, 쇄석, 슬래그 등과 같은 보강부재를 투입하고, 상기 케이싱 파이프를 바이브레이션 햄머에 의해 진동과 함께 관입, 인발하므로서 모래 또는 쇄석파일(말뚝)을 시공하게 되는데, 이때 상기 케이싱 파이프를 관입하는 과정에서 케이싱 파이프 내부에 지중의 이토유입을 방지하고 케이싱 파이프의 인발공정시 내부에 투입된 보강부재의 원활한 배출을 위하여 통상적으로 규정압력 5~7kg/㎠의 공기압을 공급하고 있다.
그러나 상기한 바와 같은 공기압의 공급은 연약지반의 상태 및 지반의 특성을 고려하지 않고, 단지 작업자의 숙련도 및 경험치에 따라서 수동 조작을 통해 공기압을 조절하는 방법을 사용하는 것이어서, 관입길이와 케이싱 파이프 내부의 보강부재량, 케이싱 파이프 내부로 유입되는 수압(水壓) 및 토압(土壓)의 영향에 의해 달라지는 케이싱 파이프의 내부압력의 변화에 효과적인 대응이 곤란하여 작업능률 저하 및 시공불량에 따른 재시공 및 공사기간의 연장으로 인한 경제적인 손실이 발생하게 되는 문제점을 갖는 것이다.
특히 해저에서 이루어지는 해상 공사일 경우에는 작업자가 해저의 상태를 시각적으로 확인이 불가능한 상태여서 작업자의 수동 조작에 의한 공기압의 조절방법을 사용하기란 극히 곤란한 실정이고, 또한 작업자의 수동조작에 의해 공기압을 조절하게 되면 수압 및 토압에 의해 수시로 변하는 케이싱 파이프 내의 공기압 조절이 원활하지 못할 뿐만 아니라, 케이싱 파이프 내부로 공급되는 공기압이 낮을 경우에는 해저의 이토가 케이싱 파이프 내부로 유입되어 보강부재 말뚝 품질이 현저히 저하되는 폐단을 가지며, 반대로 케이싱 파이프 내부의 공기압이 너무 높게 될 경우에는 인발공정시 보강부재(B)가 규정심도를 초과하여 지중으로 배출되므로 보강부재 말뚝이 단절되거나 단층현상이 발생하게 되는 폐단을 갖는 것이다.
따라서 본 발명 MLCD공법 및 장치는 종래 작업자의 수동조작에 의해 이루어지던 케이싱 파이프 내의 공기압을 자동으로 조절하기 위하여 먼저 관입심도센서 및 사면심도센서, 공기압 측정센서 등에 의해 각각의 측정치를 얻고 상기 측정된 관입심도 및 사면심도, 공기압을 비교하여 설정값 이상일 경우에는 감압밸브를 열어 공기압을 낮추고, 설정값 이하일 경우에는 가압밸브를 열어 공기압을 높임으로써 케이싱 파이프 내부의 공기압을 미리 설정된 규정압력으로 일정하게 유지할 수 있도록 하여 연약지반 개량공사에 있어서 대구경 쇄석 파일의 시공품질 향상과 부실공사를 미연에 방지할 수 있는 자동 공기가압장치를 이용한 해상 대구경 쇄석 드레인 파일공법 및 그의 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명 MLCD공법의 목적을 달성하기 위한 방법을 첨부한 도면에 의해 각 공정별로 살펴보면 다음과 같다.
도 2에 도시한 바와 같이 바이브레이션 햄머를 가동하여 케이싱 파이프를 지중에 관입하고, 다시 인발을 반복하면서 보강부재 파일을 형성하는 연약지반 개량을 위한 시공공법은 먼저 상기 케이싱 파이프(130)의 관입전 케이싱 파이프의 관입위치를 확인하기 위한 자동위치 결정시스템(200)을 이용한 측량공정과, 자동 공기가압장치를 가동하여 케이싱 파이프 내부에 공기압을 규정압력으로 유지하도록 조절하면서 케이싱 파이프를 관입하는 공정과, 케이싱 파이프 내에 보강부재(B)를 투입하는 공정과, 상기 케이싱 파이프의 관입길이를 관입심도센서(330)를 이용하여 측정하는 공정과, 상기 관입심도 센서에 의해 측정된 케이싱 파이프(130)의 관입길이에 따라 자동 공기가압장치(300)를 작동시켜 케이싱 파이프 내부의 공기압이 미리 설정된 규정압력이 되도록 조절하는 공정과, 상기 자동 공기가압장치를 지속적으로 작동시켜 케이싱 파이프 내부의 공기압을 미리 설정된 규정압력이 되도록 조절하면서 케이싱 파이프를 상승시키는 인발공정과, 다시 상기의 3~6공정을 반복하여 실행하는 공정으로 이루어진다.
본 발명의 다른 실시예는 다음과 같다.
바이브레이션 햄머를 가동하여 케이싱 파이프를 지중에 관입하고, 다시 인발을 반복하면서 보강부재 파일을 형성하는 해상 연약지반 개량을 위한 시공공법에 있어서, 상기 케이싱 파이프(130)의 관입전 케이싱 파이프의 관입위치를 확인하기 위한 자동위치 결정시스템(200)을 이용한 측량공정과, 자동 공기가압장치를 가동하여 케이싱 파이프 내부에 공기압을 규정압력으로 유지하도록 조절하면서 케이싱 파이프를 관입하는 공정과, 상기 케이싱 파이프 내에 보강부재(B)를 투입하는 공정과, 상기 케이싱 파이프의 관입길이를 사면심도 센서(320)를 이용하여 케이싱 파이프 내부의 보강부재량를 측정하는 공정과, 상기 사면심도 센서에 의해 측정된 케이싱 파이프(130)의 케이싱 파이프 내부의 보강부재량에 따라 자동 공기가압장치(300)를 작동시켜 케이싱 파이프 내부의 공기압이 미리 설정된 규정압력이 되도록 조절하는 공정과, 상기 자동 공기가압장치를 지속적으로 작동시켜 케이싱 파이프 내부의 공기압을 미리 설정된 규정압력이 되도록 조절하면서 케이싱 파이프를 상승시키는 인발공정과, 다시 상기의 3~6공정을 반복하여 실행하는 공정으로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 실시예는 다음과 같다.
바이브레이션 햄머를 가동하여 케이싱 파이프를 지중에 관입하고, 다시 인발을 반복하면서 보강부재 파일을 형성하는 해상 연약지반 개량을 위한 시공공법에 있어서, 상기 케이싱 파이프(130)의 관입전 케이싱 파이프의 관입위치를 확인하기 위한 자동위치 결정시스템(200)을 이용한 측량공정과, 자동 공기가압장치를 가동하여 케이싱 파이프 내부에 공기압을 규정압력으로 유지하도록 조절하면서 케이싱 파이프를 관입하는 공정과, 케이싱 파이프 내에 보강부재(B)를 투입하는 공정과, 상기 케이싱 파이프의 내부 공기압을 공기압 측정센서(380)를 이용하여 케이싱 파이프 내부의 공기압을 측정하는 공정과, 상기 공기압 측정센서에 의해 측정된 케이싱 파이프(130)의 케이싱 파이프 내부의 공기압에 따라 자동 공기가압장치(300)를 작동시켜 케이싱 파이프 내부의 공기압이 미리 설정된 규정압력이 되도록 조절하는 공정과, 상기 자동 공기가압장치를 지속적으로 작동시켜 케이싱 파이프 내부의 공기압을 미리 설정된 규정압력이 되도록 조절하면서 케이싱 파이프를 상승시키는 인발공정과, 다시 상기의 3~6공정을 반복하여 실행하는 공정으로 이루어진다.
본 발명 MLCD공법은 인발공정시 케이싱 파이프(130) 내부의 보강부재(B)의 높이는 3m정도 남을때까지 실행하는 것이 바람직하다.
이는 상기 케이싱 파이프 내부의 보강부재 높이가 3m이하일 경우에는 케이싱 파이프 내부의 공기압에 의해서 보강부재(B)가 외부로 배출되는 문제점이 발생할 수 있으며, 반대로 보강부재 높이가 3m이상일 경우에는 보강부재의 원활한 배출이 용이하지 않게 되는 것이다.
상기 본 발명 MLCD공법을 공정별로 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 케이싱 파이프의 관입위치를 확인하기 위한 자동위치 결정시스템(200)은 통상의 GPS(global positioning system)를 이용하여 본 발명의 시공위치를 확인하며, 특히 본 발명 MLCD공법에서 사용되는 자동위치 결정시스템은 도 6에 도시된 바와 같이 인공위성(210)과 공지의 정밀 측량용 리얼타임 키네마틱기능을 응용하여, 해상 연약지반 개량을 위한 작업선(A)의 위치, 방위를 정밀하게 연속 측정하여 GPS관측 데이터를 무선통신기(230)와 GPS안테나(210)를 통해 해상의 기지국(241)을 구비하는 작업선(A)을 향해 연속 송신하는 방식을 사용한다.
이때 육상의 기지국(240)의 GPS와 연약지반 개량을 위한 작업선(A)의 GPS를 송수신하여 정확한 위치를 측정하게 되며, 연약지반 개량을 위한 작업선에서 측정된 좌표는 프로그램에 자동으로 입력되어 연약지반 개량을 위한 작업선의 위치를 자동으로 계산하게 된다.
이렇게 측정된 연약지반 개량을 위한 작업선의 위치에 따라서 시공위치가 차이가 있을 경우에는 작업선에 형성된 앵커 와이어(Anchor Wire)를 조절하여 이동한 후 정확한 시공위치로 이동하게 되면 앵커 와이어를 고정시킨 후 관입공정을 시행하면 된다.
이때 GPS 고장 및 수신이 불가능할 경우에는 수동거리 측정장치인 광파기를 사용하여 시공위치를 측정할 수도 있다.
본 발명에서 상기 케이싱 파이프(130)의 타설위치 오차는 ±10㎝이며, 케이싱 파이프(보강부재 말뚝)의 연직도 오차는 ±3°이내를 갖는 것이 바람직하다.
이때 케이싱 파이프(130)의 연직도를 조정하기 위해서는 해상 연약지반 개량을 위한 작업선(A)의 양측에 형성된 물탱크(미도시됨)에 해수를 공급하거나 배출하면서 부력(浮力)을 통해서 수평을 조절하여 케이싱 파이프의 연직도를 조절할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 케이싱 파이프(130)의 내부 공기압을 자동으로 조절하는 공정은 케이싱 파이프의 관입길이와 케이싱 파이프 내부의 공기압을 관입심도센서 및 사면심도센서, 공기압 측정센서에 의해 실시간으로 측정하고, 상기 측정된 데이터를 미리 설정된 규정압력과 비교한 다음 자동 공기가압장치(300)에 의해 케이싱 파이프(130)의 내부 공기압을 미리 설정된 규정압력이 되도록 조절할 수 있게 되는 것이다.
이때 자동 공기가압장치(300)에 의한 공기압의 조절은 미리 설정해둔 규정값 보다 공기압이 높을 경우에는 감압밸브(350)를 열어 공기압을 낮추고, 미리 설정해둔 규정값 보다 공기압이 낮을 경우에는 가압밸브(340)를 열어 콤프레셔(341)에 의해 가압된 공기를 케이싱 파이프 내부로 공급함으로써 조절하게 된다.
상기 미리 설정된 규정압력은 본 발명자가 다년간 다양한 해저 지반의 특성을 감안하고, 또 수많은 시공을 통해 통계적으로 결정한 것으로, 이는 표 1 "관입심도에 따른 규정압력"에 의해서 확인할 수 있는 것이다.
이처럼 본 발명은 해저의 토질(土質) 및 수압, 토압에 의해 그 규정압력이 달라질 수도 있으나, 이는 미리 해저의 토질(土質) 및 수압, 토압을 감안하여 중앙처리장치(310)에 규정압력을 입력해둠으로써 관입심도센서 및 사면심도센서, 공기압 측정센서에 의해 측정된 측정치와 비교하고, 상기 비교결과에 따라 감압밸브(350)와 가압밸브(340)를 개폐(開閉)하므로써 케이싱 파이프(130)의 내부 공기압을 미리 설정된 규정압력이 되도록 조절할 수 있게 되는 것이다.
상기 본 발명의 시공에 앞서 해저면의 수심과 해저 지반의 토질, 수압, 토압 등을 미리 조사해두어야 한다.
또한 본 발명은 표 1에서 확인되는 바와 같이 케이싱 파이프의 관입길이 수면~수심까지 1.2~2.3㎏/㎠의 공기압을 유지하게 되며, 수심~20m에는 2.4~3.5㎏/㎠의 공기압을 유지하게 되면서, 케이싱 파이프 내부의 공기압을 점차 상승시키면서 케이싱 파이프의 관입공정이 이루어지게 되는 것이다.
반대로 케이싱 파이프를 인발하는 공정에서는 관입길이가 수심~20m에는 2.4~3.5㎏/㎠의 공기압을 유지시키며, 관입길이 수면~수심까지 1.2~2.3㎏/㎠의 공기압을 점차 하강시키면서 인발공정을 완료하게 되는 것이다.
이때 상기 규정압력은 해저의 토질상태와 작업환경에 따라서 선택적으로 조절되어 적용되어질 수 있음은 당연하다.
결국 본 발명 해상 대구경 쇄석 드레인 파일공법(100)은 작업자가 토질상태 및 관입길이에 따라서 설정된 규정압력을 미리 입력해두고, 상기 해저 지중에 관입되는 케이싱 파이프의 관입심도 센서(330)를 통해 케이싱 파이프의 관입 및 인발길이를 측정한 다음 이를 비교하여 자동 공기가압장치(300)에 의해 감압밸브(350)와 가압밸브(340)를 개폐(開閉)시킴으로써 미리 설정한 규정압력의 공기압이 케이싱 파이프 내에 항상 일정하게 유지될 수 있도록 하여 종래 수작업으로 이루어지던 공기압 조절을 자동으로 이루어질 수 있도록 한 것이다.
특히 이로인해 해저의 이토유입 현상을 차단하므로써 모래나 자갈보다 물에 취약한 쇄석 등과 같은 보강부재와의 혼입을 최소화하여 시공품질이 우수한 해상 대구경 쇄석 말뚝 공법이 가능하게 되는 것이다.
본 발명에 있어서 보강부재라 함은 해상 연약지반을 개량하기 위한 모래, 혼합골재, 쇄석, 콘크리트 쇄석, 고로 슬래그, 또는 이들의 혼합물을 통칭한다.
이하 상기와 같은 본 발명 MLCD공법을 가능하게 하는 장치의 구성에 대해 살펴보기로 한다.
본 발명 해상 대구경 쇄석 드레인 파일장치(100)는 도 3에서 도시한 바와 같이 케이싱 파이프(130)와, 상기 케이싱 파이프의 상부 일측면에 형성되어 케이싱 파이프 내부에 공기압을 상승시키기 위한 콤프레셔(341)에 연결되는 가압밸브(340)와, 상기 케이싱 파이프의 상부 일측면에 형성되어 케이싱 파이프 내부의 공기압을 하강시키기 위한 감압밸브(350)와, 상기 케이싱 파이프의 내부 상부에 형성되어 케이싱 파이프 내부의 공기압을 측정하기 위한 공기압 측정센서(380)와, 케이싱 파이프(130)의 관입깊이를 감지하기 위한 관입심도센서(330)와, 케이싱 파이프(130)의 내부에 투입되는 보강부재(B)의 투입량을 측정하기 위한 사면추(321)를 구비하는 사면심도 센서(320)와, 상기 각 센서들을 제어하고 상기 센서들로 부터 측정된 값과 미리 설정된 규정압력을 비교, 연산처리하여 상기 콤프레셔(341) 및 가압밸브(340)와 감압밸브350)를 제어하여 케이싱 파이프 내부의 공기압을 일정하게 조절하기 위한 중앙처리장치(310)로 이루어진다.
또한 상기 중앙처리장치(310)는 상기 센서들로 부터 입력된 신호들을 저장하기 기록장치(370)과, 상기 중앙처리장치(310)를 통해 입력된 신호들을 출력하기 위한 출력장치(360)와, 케이싱 파이프 내부의 규정압력을 설정하기 위한 입력장치(390)를 더 구비할 수도 있다.
상기 사면심도 센서(320)는 케이싱 파이프(130) 내부에 투입되는 보강부재의 투입량(높이)을 상기 사면추(321)를 사용하여 측정하기 위한 수단으로, 본 발명에 있어서 상기 사면추(321)는 쇄석 및 혼합골재와 같이 입도가 큰 보강부재의 투입 사면추와의 충격 및 마모로 인한 측정오류를 감안하여 종래의 역삼각 형상을 갖는 사면추를 개선하여 원통형상을 갖는 사면추(321)로 개선하여 보강부재(B)의 정확한 투입량의 측정효율 향상과 설비의 내구성을 향상시켰다.
또한 상기 관입심도 센서(330)는 케이싱 파이프(130)가 지중으로 관입된 길이를 측정하기 위한 수단으로, 케이싱 파이프의 상단에 연결된 와이어로프와 회동가능토록 형성된 활차의 회전을 통해 길이를 계산하는 공지의 엔코더(Encoder)방식를 이용하여 관입길이를 측정할 수 있는 것이다.
상기 출력장치(360)는 상기 중앙처리장치(310)를 통해 출력된 자료를 종이에 출력하는 공지의 프린터 및 플로터와, 화면상으로 작업자에게 표시하기 위한 모니터를 포함한 것이다.
본 발명에서 상기 공기압 감지센서(380)는 케이싱 파이프 내부의 공기압을 일정시간(약 2분정도)마다 실시간으로 측정하도록 하여 작업자에게 출력장치(360)를 통해 표시할 수 있으며, 상기 케이싱 파이프 내부의 공기압을 규정압력과 비교하여 공기압을 항상 일정하게 유지할 수 있도록 하는 기본 측정값을 제공하게 되는 것이다.
상기 입력장치(390)는 작업자가 토질상태 및 작업환경에 따라서 규정압력을 입력 및 수정할 수 있도록 키보드를 사용함이 바람직하다.
상기와 같이 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 포함되는 것은 당연할 것이다.
이처럼 본 발명 MLCD공법 및 장치는 해상 연약지반 개량공사의 케이싱 파이프의 관입 및 인발공정시 자동 공기가압장치를 통해 케이싱 파이프 관입길이의 변화와 케이싱 파이프 내부의 보강부재량 및 케이싱 파이프 내부의 공기압에 따라서 일정하고 균일한 공기압을 공급할 수 있도록 하므로써 보강부재의 원활한 배출력을 항상시켜며, 과다한 공기압으로 인한 보강부재가 케이싱 파이프 외부로 배출되는 문제점을 해소할 수 있는 것이며, 특히 과소한 공기압으로 인한 케이싱 파이프 내부에 해저의 이토유입 현상을 차단하므로써 보강부재와의 혼입을 최소화하여 시공품질이 우수한 해상 대구경 드레인 파일공법이 가능하게 되는 것이다.
또한 케이싱 파이프 내부가 일정한 공기압을 유지할 수 있게 되어 보강부재 파일의 균일한 시공품질을 증대시킬 수 있으며, 불필요한 설비(압축기)의 가동으로 인한 과부하를 최소화하여, 이로인해 작업능률을 증대시킬 수 있으며, 설비의 내구성의 향상과 설비의 적절한 활용으로 연료비를 절감할 수 있으므로 해상 연약지반 개량공사의 매우 획기적인 MLCD공법 및 장치를 제공할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1 - 종래의 해상 연약지반 개량을 위한 시공공법을 공정별로 보이기 위한 참고도.
도 2 - 본 발명 자동 공기가압장치를 이용한 해상 대구경 쇄석 드레인 파일공법을 공정별로 보이기 위한 참고도.
도 3 - 본 발명 자동 공기가압장치를 이용한 해상 대구경 쇄석 드레인 파일 시공장치를 개략적으로 나타내기 위한 구성도.
도 4 - 본 발명에 있어서 자동 공기가압장치의 회로구성도.
도 5 - 본 발명 자동 공기가압장치를 이용한 해상 대구경 쇄석 드레인 파일공법을 시공하기 위해서 자동위치 결정시스템를 이용한 위치측정 참고도.
도 6 - 본 발명을 해상 연약지반 개량을 위한 작업선에 적용한 상태를 나타내기 위한 사용상태 참고도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100: 본 발명 자동 공기가압장치를 이용한 해상 대구경 쇄석 드레인 파일 장치(이하 해상 대구경 쇄석 드레인 파일 장치라 한다)
110: 바이브레이션 해머(Vibration hammer)
120: 호퍼(Hopper) 130: 케이싱 파이프(Casing pipe)
200: 자동위치 결정시스템(G.P.S)
210: 인공위성(人工衛星) 220: GPS안테나
230: 무선통신기 240: 지상기지국
241: 해상기지국 300: 자동 공기가압(加壓)장치
310: 중앙처리장치 320: 사면심도 센서(S.L)
321: 사면추(錘)
330: 관입심도 센서(G.L) 340: 가압밸브
341: 콤프레셔
350: 감압밸브 360: 출력장치
370: 기록장치 380: 공기압 측정센서
390: 입력장치
A: 해상 연약지반 개량을 위한 작업선
B: 보강부재

Claims (6)

  1. 바이브레이션 햄머를 가동하여 케이싱 파이프를 지중에 관입하고, 케이싱 파이프 내부의 공기압을 조절하면서 인발을 반복하여 보강부재 파일을 형성하기 위한 해상 연약지반 개량을 위한 시공공법에 있어서,
    상기 케이싱 파이프(130)의 관입전 케이싱 파이프의 관입위치를 확인하기 위한 자동위치 결정시스템(200)을 이용한 측량공정(1)과,
    자동 공기가압장치(300)를 가동하여 케이싱 파이프 내부에 공기압을 수면에서 지반까지는 1.2~2.3㎏/㎠, 지반~20m까지는 2.4~3.5㎏/㎠, 21m~30m까지는 3.6~4.7㎏/㎠, 31m~40m까지는 4.8~5.9㎏/㎠, 41m~50m까지는 6~7.1㎏/㎠, 51m~60m까지는 7.2~9㎏/㎠, 61m~70m까지는 9.1~10㎏/㎠, 71m~80m까지는 10.1~12㎏/㎠ 범위의 규정압력으로 유지하도록 조절하면서 케이싱 파이프를 관입하는 공정(2)과,
    상기 케이싱 파이프 내에 보강부재(B)를 투입하는 공정(3)과,
    상기 케이싱 파이프의 관입길이를 관입심도센서(330)를 이용하여 측정하는 공정(4)과,
    상기 관입심도 센서에 의해 측정된 케이싱 파이프(130)의 관입길이에 따라 자동 공기가압장치(300)를 이용하여 케이싱 파이프 내부의 공기압이 수면에서 지반까지는 1.2~2.3㎏/㎠, 지반~20m까지는 2.4~3.5㎏/㎠, 21m~30m까지는 3.6~4.7㎏/㎠, 31m~40m까지는 4.8~5.9㎏/㎠, 41m~50m까지는 6~7.1㎏/㎠, 51m~60m까지는 7.2~9㎏/㎠, 61m~70m까지는 9.1~10㎏/㎠, 71m~80m까지는 10.1~12㎏/㎠ 범위의 미리 설정된 규정압력이 되도록 조절하는 공정(5)과,
    상기 자동 공기가압장치를 지속적으로 작동시켜 케이싱 파이프 내부의 공기압을 수면에서 지반까지는 1.2~2.3㎏/㎠, 지반~20m까지는 2.4~3.5㎏/㎠, 21m~30m까지는 3.6~4.7㎏/㎠, 31m~40m까지는 4.8~5.9㎏/㎠, 41m~50m까지는 6~7.1㎏/㎠, 51m~60m까지는 7.2~9㎏/㎠, 61m~70m까지는 9.1~10㎏/㎠, 71m~80m까지는 10.1~12㎏/㎠ 범위의 미리 설정된 규정압력이 되도록 조절하면서 케이싱 파이프를 상승시키는 인발공정(6)과,
    다시 상기의 3~6공정을 반복하여 실행하는 공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 자동 공기가압장치를 이용한 해상 대구경 쇄석 드레인 파일공법.
  2. 바이브레이션 햄머를 가동하여 케이싱 파이프를 지중에 관입하고, 케이싱 파이프 내부의 공기압을 조절하면서 인발을 반복하여 보강부재 파일을 형성하기 위한 해상 연약지반 개량을 위한 시공공법에 있어서,
    상기 케이싱 파이프(130)의 관입전 케이싱 파이프의 관입위치를 확인하기 위한 자동위치 결정시스템(200)을 이용한 측량공정(1)과,
    자동 공기가압장치(300)를 가동하여 케이싱 파이프 내부에 공기압을 수면에서 지반까지는 1.2~2.3㎏/㎠, 지반~20m까지는 2.4~3.5㎏/㎠, 21m~30m까지는 3.6~4.7㎏/㎠, 31m~40m까지는 4.8~5.9㎏/㎠, 41m~50m까지는 6~7.1㎏/㎠, 51m~60m까지는 7.2~9㎏/㎠, 61m~70m까지는 9.1~10㎏/㎠, 71m~80m까지는 10.1~12㎏/㎠ 범위의 규정압력으로 유지하도록 조절하면서 케이싱 파이프를 관입하는 공정(2)과,
    상기 케이싱 파이프 내에 보강부재(B)를 투입하는 공정(3)과,
    상기 케이싱 파이프에 형성된 사면심도 센서(320)를 이용하여 케이싱 파이프 내부의 보강부재량를 측정하는 공정(4)과,
    상기 사면심도 센서(320)에 의해 측정된 케이싱 파이프(130)의 케이싱 파이프 내부의 보강부재량에 따라 자동 공기가압장치(300)를 작동시켜 케이싱 파이프 내부의 공기압이 수면에서 지반까지는 1.2~2.3㎏/㎠, 지반~20m까지는 2.4~3.5㎏/㎠, 21m~30m까지는 3.6~4.7㎏/㎠, 31m~40m까지는 4.8~5.9㎏/㎠, 41m~50m까지는 6~7.1㎏/㎠, 51m~60m까지는 7.2~9㎏/㎠, 61m~70m까지는 9.1~10㎏/㎠, 71m~80m까지는 10.1~12㎏/㎠ 범위의 미리 설정된 규정압력이 되도록 조절하는 공정(5)과,
    상기 자동 공기가압장치를 지속적으로 작동시켜 케이싱 파이프 내부의 공기압을 수면에서 지반까지는 1.2~2.3㎏/㎠, 지반~20m까지는 2.4~3.5㎏/㎠, 21m~30m까지는 3.6~4.7㎏/㎠, 31m~40m까지는 4.8~5.9㎏/㎠, 41m~50m까지는 6~7.1㎏/㎠, 51m~60m까지는 7.2~9㎏/㎠, 61m~70m까지는 9.1~10㎏/㎠, 71m~80m까지는 10.1~12㎏/㎠ 범위의 미리 설정된 규정압력이 되도록 조절하면서 케이싱 파이프를 상승시키는 인발공정(6)과,
    다시 상기의 3~6공정을 반복하여 실행하는 공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 자동 공기가압장치를 이용한 해상 대구경 쇄석 드레인 파일공법.
  3. 바이브레이션 햄머를 가동하여 케이싱 파이프를 지중에 관입하고, 케이싱 파이프 내부의 공기압을 조절하면서 인발을 반복하여 보강부재 파일을 형성하기 위한 해상 연약지반 개량을 위한 시공공법에 있어서,
    상기 케이싱 파이프(130)의 관입전 케이싱 파이프의 관입위치를 확인하기 위한 자동위치 결정시스템(200)을 이용한 측량공정(1)과,
    자동 공기가압장치(300)를 가동하여 케이싱 파이프 내부에 공기압을 수면에서 지반까지는 1.2~2.3㎏/㎠, 지반~20m까지는 2.4~3.5㎏/㎠, 21m~30m까지는 3.6~4.7㎏/㎠, 31m~40m까지는 4.8~5.9㎏/㎠, 41m~50m까지는 6~7.1㎏/㎠, 51m~60m까지는 7.2~9㎏/㎠, 61m~70m까지는 9.1~10㎏/㎠, 71m~80m까지는 10.1~12㎏/㎠ 범위의 규정압력으로 유지하도록 조절하면서 케이싱 파이프를 관입하는 공정(2)과,
    상기 케이싱 파이프 내에 보강부재(B)를 투입하는 공정(3)과,
    상기 케이싱 파이프에 형성된 공기압 측정센서(380)를 이용하여 케이싱 파이프 내부의 공기압을 측정하는 공정(4)과,
    상기 공기압 측정센서(380)에 의해 측정된 케이싱 파이프(130)의 케이싱 파이프 내부의 공기압에 따라 자동 공기가압장치(300)를 작동시켜 케이싱 파이프 내부의 공기압이 수면에서 지반까지는 1.2~2.3㎏/㎠, 지반~20m까지는 2.4~3.5㎏/㎠, 21m~30m까지는 3.6~4.7㎏/㎠, 31m~40m까지는 4.8~5.9㎏/㎠, 41m~50m까지는 6~7.1㎏/㎠, 51m~60m까지는 7.2~9㎏/㎠, 61m~70m까지는 9.1~10㎏/㎠, 71m~80m까지는 10.1~12㎏/㎠ 범위의 미리 설정된 규정압력이 되도록 조절하는 공정(5)과,
    상기 자동 공기가압장치를 지속적으로 작동시켜 케이싱 파이프 내부의 공기압을 수면에서 지반까지는 1.2~2.3㎏/㎠, 지반~20m까지는 2.4~3.5㎏/㎠, 21m~30m까지는 3.6~4.7㎏/㎠, 31m~40m까지는 4.8~5.9㎏/㎠, 41m~50m까지는 6~7.1㎏/㎠, 51m~60m까지는 7.2~9㎏/㎠, 61m~70m까지는 9.1~10㎏/㎠, 71m~80m까지는 10.1~12㎏/㎠ 범위의 미리 설정된 규정압력이 되도록 조절하면서 케이싱 파이프를 상승시키는 인발공정(6)과,
    다시 상기의 3~6공정을 반복하여 실행하는 공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 자동 공기가압장치를 이용한 해상 대구경 쇄석 드레인 파일공법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이싱 파이프 내에 충진되어지는 보강부재로는 모래, 혼합골재, 쇄석, 콘크리트쇄석, 고로슬래그 또는 이들 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 공기가압장치를 이용한 해상 대구경 쇄석 드레인 파일공법.
  5. 삭제
  6. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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