KR100641960B1 - 섬유강화 복합소재 패널을 이용한 수중 기초구조물용 거푸집 및 이를 이용한 기초구조물 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다각형 또는 원형의 중공단면을 가지고 있고 섬유강화 복합소재로 제작되며 기계적인 방식으로 견고하고 간편하게 조립할 수 있는 패널을 이용하여 제작된 수중 기초구조물용 거푸집 및 이를 이용한 기초구조물 시공방법에 관한 것이다.

본 발명에서는 섬유보강 복합소재 패널로 이루어진 벽체(101)와 바닥판(102)에 의하여 기초구조물의 형상에 대응되도록 박스형상 또는 원통형상을 가지도록 구성되며, 상기 바닥판(102)에는 말뚝(201)의 두부가 삽입되는 관통공(103)이 형성되어 있고, 상기 바닥판(102)에는 중량체인 배딩 콘크리트(105)가 설치되어 있는 구성을 가지는 수중 기초구조물용 거푸집(100)을 이용하여 수중에 기초구조물을 시공하는 방법으로서, 상기 거푸집(100)을 사전에 제작하는 단계; 상기 말뚝(201)이 설치된 기초지반(200) 위로, 미리 제작된 상기 거푸집(100)을 인양하는 단계; 상기 거푸집(100)이 말뚝(201) 두부 상단에 위치한 상태에서 하향 거치하여 상기 말뚝(201) 두부가 상기 거푸집(100) 바닥판(102)의 관통공(103)에 관통 삽입되도록 하는 단계; 상기 거푸집(100)의 유동 방지를 위하여 거푸집(100) 주위의 기초지반(200)을 되메우기하는 단계; 상기 말뚝(201)의 두부에 부상방지 브라켓(202)을 설치하고, 상기 브라켓(202) 하부에는 관통공(103)과 말뚝(201) 사이의 틈을 밀봉하기 위한 밀봉부재(203)를 설치하는 단계; 상기 브라켓(202)과 배딩 콘크리트(105) 사이에 콘크리트를 타설하여 서로 일체화시키는 단계; 거푸집(100) 내부의 물을 배 수하고 기초 콘크리트를 타설하여 기초구조물(300)을 제작하는 단계; 및 기초 콘크리트가 채워지지 아니한 거푸집(100) 부분을 제거하고, 기초구조물(300)을 감싸는 거푸집(100) 부분은 그대로 잔존시키는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수중 기초구조물의 시공방법과, 이를 위한 수중 기초구조물용 거푸집이 제공된다.

섬유강화, 복합소재, 거푸집, 수중 기초

Description

섬유강화 복합소재 패널을 이용한 수중 기초구조물용 거푸집 및 이를 이용한 기초구조물 시공방법{Form for Footing Structure using Fiber Reinforced Composites Panel of Tubular Profile And Method for Constructing Footing Structure using such Form}

도 1은 본 발명에 따른 수중 기초구조물용 거푸집의 개략적인 사시도이다.

도 2a는 거푸집의 벽체와 바닥판을 이루는 평면형 복합소재 패널 유닛의 조립구조를 보여주는 개략적인 사시도이다.

도 2b는 원통형 거푸집의 벽체를 이루는 곡면형 복합소재 패널 유닛의 조립구조를 보여주는 개략적인 사시도이다.

도 2c는 상기 복합소재 패널 유닛에 구비된 돌기결합부의 결합형태의 확대도이다.

도 3a 내지 도 3i는 각각 본 발명에 따른 수중 기초구조물의 시공방법의 각 단계를 보여주는 개략도이다.

도 4는 도 3f에 도시된 원A의 상세도이다.

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

100 : 기초구조물용 거푸집

101 : 벽체

102 : 바닥판

201 : 말뚝

300 : 기초구조물

본 발명은 수중에서 기초구조물을 시공하는데 사용되는 거푸집 및 이를 이용하여 기초구조물을 시공하는 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 다각형의 중공단면을 가지고 있고 섬유강화 복합소재로 제작되며 기계적인 방식으로 견고하고 간편하게 조립할 수 있는 패널을 이용하여 제작된 수중 기초구조물용 거푸집 및 이를 이용한 기초구조물 시공방법에 관한 것이다.

교량구조물의 교각 하부에 기초를 시공함에 있어서, 종래에는 일반적으로 기초가 설치될 말뚝 상부 주위를 흙과 쉬트 파일(sheet pile)로 가물막이 시공을 하여 물을 차단한 후 통상의 거푸집을 설치하고 콘크리트를 현장 타설하여 말뚝 상부에 콘크리트 기초를 형성하였다. 최근에는 기초의 거푸집 용도로 프리캐스트 콘크리트 부재 또는 강재 부재를 육상에서 제작하여 해상으로 운반한 후 말뚝 상부에 거치하고 현장 콘크리트를 타설하여 기초를 시공하는 방법도 제안되고 있다.

그러나, 이러한 콘크리트 또는 강재로 만들어진 기초 거푸집은 재료의 특성상, 염해나 침식 등에 의한 콘크리트의 열화 또는 강재의 부식을 피할 수 없다는 한계가 있다. 또한, 이러한 종래의 기초 거푸집은 중량이 무겁기 때문에 취급 및 현장 운송에 상당한 애로가 있고 소요비용도 많다는 단점이 있다.

한편, 최근에는 경량, 고강도, 고내구성의 특성을 가진 중공단면의 섬유강화 복합소재 패널이 개발되어 있고, 이러한 복합소재 패널을 토목, 건축 자재로서 활용하는 것에 대한 관심이 고조되고 있다. 그러나, 종래의 복합소재 패널의 경우, 바닥판 등의 구조물에 맞추어 소정 폭을 가지도록 주문 제작되는 실정이므로 폭과 길이가 큰 경우에는 중량이 커져서 취급이 곤란하게 되는 단점이 있으며, 각각의 구조물 크기에 맞추어 매번 주문에 의한 특별제작을 하여야 하므로 구조물에 대한 범용성이 떨어진다는 한계가 있다.

본 발명은 위와 같은 종래의 기술의 단점과 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 수중에 설치되는 기초구조물을 시공함에 있어서, 토목, 건축 자재로서 관심이 높아지고 있는 중공단면의 섬유강화 복합소재 패널을 기초구조물용 거푸집으로 활용하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 본 발명에서는 중공단면의 섬유강화 복합소재 패널로 제작된 수중 기초구조물용 거푸집과, 이를 이용하여 수중에 기초구조물을 시공하는 새로운 방법을 제시한다.

또한, 본 발명은 상기 섬유강화 복합소재 패널을 이용하여 기초구조물용 거 푸집을 제공함에 있어서, 소정 폭의 규격화된 패널 유닛 단위로 제작하여 이를 간편한 기계적인 착탈방식에 의하여 결합하여 상기 섬유강화 복합소재 패널을 제작함으로써 수중 기초구조물용 거푸집의 제작과 기초구조물의 시공을 더욱 용이하고 경제적으로 수행할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는 상기한 목적을 달성하기 위하여, 수중에 설치되는 수중 기초구조물용 거푸집으로서, 섬유보강 복합소재 패널로 이루어진 벽체와 바닥판에 의하여 기초구조물의 형상에 대응되도록 박스형상 또는 원통형상을 가지도록 구성되며; 상기 바닥판에는 말뚝의 두부가 삽입되는 관통공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수중 기초구조물용 거푸집이 제공된다.

또한, 본 발명에서는 상기한 거푸집에서 상기 벽체 및 바닥판을 이루는 섬유보강 복합소재 패널은 패널 유닛의 조립으로 이루어지며, 상기 패널 유닛은 상부판, 하부판 및 복부판으로 구성되어 중공부를 가지는 중공형으로 구성되며; 상기 패널 유닛의 일측면에는 제1하향돌기결합부와 제2하향돌기결합부가 형성되는데, 상기 제1하향돌기결합부는 상기 상부판이 측면으로 더 연장되어 형성되는 상부연장부의 단부에서 아랫방향으로 형성되고, 상기 제2하향돌기결합부는 외측 복부판의 외측면에 아랫방향으로 돌출된 형태로 형성되며; 상기 패널의 타측면에는 상기 제1 및 제2하향돌기결합부와 각각 착탈가능하도록 기계적인 결합을 하게 되는 제1상향돌기결합부와 제2상향돌기결합부가 형성되는데, 제1상향돌기결합부는 외측 복부판 의 외측면으로부터 상향으로 돌출되어 구비되고, 제2상향돌기결합부는 상기 하부판이 더 연장되어 형성되는 하부연장부의 단부로부터 상향으로 구비되며; 상기 돌기결합부에는 서로 물려 기계적인 결합을 이루도록 각각 대응되는 형태의 돌기가 형성되어 있어, 이웃하는 패널 유닛과 수직한 방향으로 기계적 착탈 방식에 의하여 서로 결합되어 복합소재 패널을 형성하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 수중 기초구조물용 거푸집이 제공된다.

본 발명에 있어서, 상기한 거푸집의 상기 바닥판에는 부상방지용 배딩 콘크리트가 설치될 수 있다. 또한, 상기한 본 발명의 거푸집에 있어서, 말뚝의 두부가 상기 바닥판의 관통공에 삽입된 상태에서 상기 말뚝 두부에 설치된 부상방지용 브라켓과 상기 배딩 콘크리트 사이에 수중 콘크리트가 타설되어 일체화될 수도 있다.

본 발명에 있어서, 상기 브라켓과 상기 배딩 콘크리트 사이에 수중 콘크리트를 타설함에 있어서, 말뚝이 삽입되는 관통공 주변과 말뚝의 두부 주변 사이, 및 상기 관통공 주변 상부와 브라켓의 하면 사이에 밀봉부재가 설치된 후에 상기 수중 콘크리트를 타설하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 수중 콘크리트를 타설함에 있어서, 배딩 콘크리트에 배근된 횡방향 철근을 말뚝 두부 방향을 향하여 배딩 콘크리트 밖으로 더 돌출되도록 배근하고, 그 횡방향 철근의 단부를 각각 말뚝 두부 주변과 브라켓에 용접 등의 방법으로 연결한 후에, 상기 수중 콘크리트를 타설하는 것도 바람직하다.

본 발명에서는, 상기한 거푸집을 이용하여 수중에 기초구조물을 시공하는 방법으로서, 상기 거푸집을 사전에 제작하는 단계; 상기 말뚝이 설치된 기초지반 위 로, 미리 제작된 상기 거푸집을 인양하는 단계; 상기 거푸집이 말뚝 두부 상단에 위치한 상태에서 하향 거치하여 상기 말뚝 두부가 상기 거푸집 바닥판의 관통공에 관통 삽입되도록 하는 단계; 상기 거푸집의 유동 방지를 위하여 거푸집 주위의 기초지반을 되메우기하는 단계; 상기 말뚝의 두부에 부상방지 브라켓을 설치하고, 상기 브라켓 하부에는 관통공과 말뚝 사이의 틈을 밀봉하기 위한 밀봉부재를 설치하는 단계; 상기 브라켓과 배딩 콘크리트 사이에 콘크리트를 타설하여 서로 일체화시키는 단계; 거푸집 내부의 물을 배수하고 기초 콘크리트를 타설하여 기초구조물을 제작하는 단계; 및 기초 콘크리트가 채워지지 아니한 거푸집 부분을 제거하고, 기초구조물을 감싸는 거푸집 부분은 그대로 잔존시키는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수중 기초구조물의 시공방법이 제공된다.

상기한 본 발명의 시공방법에서 거푸집을 제작함에 있어서, 상기한 바와 같은 기계적 조립 구조를 이용한 패널 유닛을 이용하여 복합소재 패널을 제작하고, 이 패널을 바닥판 및 벽체로 사용하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 상세한 구성 및 실시예에 대하여 설명한다. 도 1에는 본 발명에 따른 수중 기초구조물용 거푸집(100)의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 거푸집(100)은 벽체(101)와 바닥판(102)으로 구성되어 있으며, 바닥판(102)에는 말뚝의 두부가 삽입되는 관통공(103)이 형성되어 있다. 상기 벽체(101)의 내면에는 보강을 위하여 버팀보(104)가 횡방향으로 설치될 수도 있다. 도 1에서는 편의상 바닥판(102)에 형성 되는 관통공(103)을 점선으로 표시하였다.

본 발명에 있어서 상기 벽체(101) 및 바닥판(102)을 이루는 패널은 중공단면의 섬유강화 복합소재 패널로 제작되는데, 상기 섬유강화 복합소재 패널(이하, "복합소재 패널"이라고 한다)은 폴리에스터, 비닐에스터, 패놀 또는 에폭시로부터 선택되는 수지와, 강화섬유로 구성되고, 인발성형공법에 의하여 제작된 섬유강화 복합소재로 제작된다. 본 발명에 있어서는 본 발명자가 개발한 후술하는 새로운 구조의 조립식 복합소재 패널을 이용하여 구조물을 제작하는 것이 여러 가지 측면에서 바람직하다.

도 2a에는 벽체(101) 및 바닥판(102)을 이루는 평면형 복합소재 패널 유닛(10b)의 조립구조를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 한편, 벽체(101)는 도 1에 도시된 것처럼 박스 형태가 아니라 원통형의 탱크 벽체 형태로 구성될 수 있는데, 도 2b에는 곡면형 복합소재 패널 유닛(10a)을 이용하여 원통형 벽체를 이룬 상태의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 2c에는 상기 복합소재 패널 유닛(10a, 10b)에 구비된 돌기결합부의 결합형태의 확대도가 도시되어 있다. 상기 곡면형 복합소재 패널 유닛(10a)과 평면형 복합소재 패널 유닛(10b)은 곡선과 평면이라는 차이점만 있을 뿐 그 결합구조는 동일한 바, 다음에서는 평면형 복합소재 패널 유닛(10b)을 중심으로 그 구조를 설명한다.

도 2a에 도시된 것처럼 상기 복합소재 패널 유닛(10b)(이하, "패널 유닛"이라고 한다)은 상부판(12), 하부판(13) 및 복부판(14)으로 구성되며 중공부(16)를 가진다. 상기 패널 유닛(10b)은 이웃하는 패널 유닛(10b')과 그 측면이 서로 일체 연결되도록 조립되는데, 이웃하는 패널 유닛(10b')에 대하여 수직한 방향으로 접근하여 결합되며 이웃하는 패널 유닛(10b')과 간단하면서도 견고한 기계적 착탈 방식으로 결합된다. 이를 위하여 상기 패널 유닛(10b)의 일측면에는 제1하향돌기결합부(11a)와 제2하향돌기결합부(11b)가 형성되며, 상기 패널 유닛(10b)의 타측면에는 상기 제1 및 제2하향돌기결합부(11a, 11b)와 각각 착탈가능하도록 기계적인 결합을 하게 되는 제1상향돌기결합부(11a')와 제2상향돌기결합부(11b')가 형성되어 있다. 구체적으로 도면에 도시된 실시예에서 상기 패널 유닛(10b, 10b')의 일측에는 상부판(12)이 연장되어 있는 상부연장부(17)가 존재하고 타측에는 하부판(13)이 연장되어 있는 하부연장부(18)가 존재하는데, 그 상부연장부(17)의 단부에는 상기 제1하향돌기결합부(11a)가 아랫방향으로 돌출되어 형성되어 있다. 또한, 상기 패널 유닛(10b, 10b')의 일측에는 외측 복부판(14)의 외측면에 아랫방향으로 제2하향돌기결합부(11b)가 돌출된 형태로 형성되어 있다. 한편, 상기 패널 유닛(10b, 10b')의 타측면에는, 상기 제1하향돌기결합부(11a)와 체결되는 제1상향돌기결합부(11a')가 외측 복부판(14)의 외측면에서 상향으로 돌출되어 구비되어 있으며, 하부에서는 상기 하부연장부(18)의 단부에 상기 제2하향돌기결합부(11b)와 체결되는 제2상향돌기결합부(11b')가 상향으로 구비되어 있다.

도 2c에는 상기 제1하향돌기결합부(11a)와 제1상향돌기결합부(11a')가 결합된 형태의 일실시예가 확대되어 도시되어 있는데, 제1하향돌기결합부(11a)와 제1상향돌기결합부(11a')에는 각각 대응되는 형태의 돌기(11c, 11c')가 형성되어 있어 상기 돌기(11c, 11c')가 서로 물려 견고한 기계적인 결합을 이루게 된다. 한편, 상기 돌기결합부가 서로 결합된 상태에서 수평방향으로의 저항을 증가시키기 위해서 상기 상부연장부(17)의 단부내측에는, 상기 제1상향돌기결합부(11a')의 단부를 후방에서 지지하는 돌출지지부(19)가 돌출된 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 위에서 설명한 구조는 제2하향돌기결합부(11b)와 제2상향돌기결합부(11b')의 결합구조에도 동일하게 적용된다. 참고로, 도 2c에는 점선으로 상기 돌기결합부(11a, 11a') 내부의 섬유 배열 형태의 예가 점선으로 도시되어 있는데, 본 발명에서는 상기 돌기결합부(11a, 11a', 11b, 11b') 내부에 점선으로 도시된 것처럼 종방향으로 섬유가 배열될 수 있으므로 패널 유닛(10b, 10b') 사이에서 상기 돌기결합부에 전단력이 작용하더라도 상기한 섬유 배열을 통하여 충분한 강성을 발휘할 수 있게 된다.

본 발명의 패널 유닛(10b)이 이웃하는 패널 유닛(10b')과 연결될 때는, 도 2a에 도시된 것처럼 패널 유닛(10b)이 위쪽으로부터 놓여져 가압되므로써 이웃하는 패널 유닛(10b')과 결합하게 되는데, 이웃하는 패널 유닛(10b')의 제1상향돌기결합부(11a')에는 위에서 내려와 위치하게 되는 패널 유닛(10b)의 제1하향돌기결합부(11a)가 끼워져 결합되며, 이웃하는 패널 유닛(10b')의 제2상향돌기결합부(11b')는 패널 유닛(10b)의 제2하향돌기결합부(11b)에 끼워져 결합되므로써, 양측 패널 유닛(10b, 10b')이 기계적인 맞물림에 의하여 견고하게 결합된다.

이때, 상기 제1상향돌기결합부(11a') 및 제2하향돌기결합부(11b)는 소정의 탄성을 가지고 있으므로 패널 유닛(10b)을 일정 정도 이상의 힘으로 가압하게 되면, 상기 돌기(11c, 11c')간에 슬립이 일어나면서 상기 제1상향돌기결합부(11a') 및 제2하향돌기결합부(11b)가 미세하게 뒤로 물러나게 되어 돌기간의 기계적인 결합이 용이하게 이루어진다. 돌기(11c, 11c')가 서로 슬립된 후에는 탄성에 의하여 상기 제1상향돌기결합부(11a') 및 제2하향돌기결합부(11b)가 다시 되돌아오게 되어 돌기(11c, 11c')가 서로 견고하게 물려지게 된다. 특히, 본 발명에서는 상기 제1상향돌기결합부(11a') 및 제2하향돌기결합부(11b)의 단부를 후방에서 지지하는 돌출지지부(19)가 구비되어 있어 수평저항력을 발휘하게 되므로, 돌기결합부가 서로 결합된 후에는, 제1상향돌기결합부(11a') 및 제2하향돌기결합부(11b)가 벌어지지 않게 되어 돌기결합부가 매우 견고하게 서로 결합될 수 있다.

한편, 위와 반대로 패널 유닛(10b)을 일정 정도 이상의 힘으로 인발하게 되면, 위와 마찬가지로 상기 돌기(11c, 11c')간에 슬립이 일어나면서 상기 제1상향돌기결합부(11a') 및 제2하향돌기결합부(11b)가 미세하게 뒤로 물러나게 되어 돌기결합부간의 결합상태를 용이하게 해제할 수 있게 된다. 따라서, 구조물을 자유롭게 조립, 해체할 수 있게 되고, 패널의 재활용도 가능하게 된다. 한편, 본 발명에 있어서 돌기결합부는 기계적으로 착탈가능하게 결합되는데, 실제 실시함에 있어서 사용자의 의도에 따라서는 접착제를 도포하여 돌기결합부를 영구적으로 결합하여 사용할 수도 있다.

다음에서는 상기한 거푸집(100)을 이용하여 수중 기초구조물을 시공하는 방법에 대하여 설명한다. 도 3a 내지 도 3i에는 본 발명에 따른 수중 기초구조물의 시공방법의 각 단계를 보여주는 개략도가 도시되어 있다. 도 3a 내지 도 3i에서 거푸집(100)은 단면도로 도시되어 있다.

우선, 도 3a에 도시된 것처럼, 기초지반(200)을 준설하여 기초구조물이 설치될 위치를 고르게 된다. 준설된 기초지반(200)에는 말뚝(201)을 설치한다(도 3b). 상기 말뚝(201)은 현장타설 및/또는 강관말뚝이다. 앞서 도 2a 내지 도 2c와 관련하여 설명한 것처럼, 복합소재 패널을 이용하여 수중 기초구조물용 거푸집(100)을 제작한다(도 3c). 이 때, 도 3c에 도시된 것처럼 바닥판(102)에는 부상방지용 배딩 콘크리트(105)를 설치한다. 상기 배딩 콘크리트(105)는 부력에 의하여 거푸집(100)이 부상하는 것을 방지하기 위한 중량체로서 기능하게 된다. 또한, 후술하는 것처럼 상기 배딩 콘크리트(103)는 말뚝(201)과의 연결체로서도 기능하게 된다.

위와 같이 제작된 거푸집(100)을 인양하여 상기 말뚝(201) 상부에 거치하게 된다(도 3d). 구체적으로, 도 3d에 도시된 것처럼 거푸집(100)이 말뚝(201)의 두부 위에 위치한 상태에서 하향으로 거치하게 되면, 말뚝(201)의 두부가 바닥판(101)에 형성된 관통공(103)에 삽입된다. 이와 같이 거푸집(100)이 말뚝(201) 상부에 거치되면 거푸집(100)의 유동 방지와 부상 방지를 위하여 되메우기 작업과 부상방지 브라켓 설치작업을 하게 된다. 즉, 도 3e에 도시된 것처럼, 거푸집(100) 주변의 기초지반을 되메우기하여 거푸집(100)의 유동을 방지하게 된다. 후속하여 또는 이와 병행하여, 거푸집(100)의 부상 방지를 위한 브라켓을 설치하게 된다(도 3f). 도 4에는 도 3f의 원A의 상세도가 도시되어 있는데, 말뚝(201)의 두부 주변에 부상방지 브라켓(202)을 소정 개소에 일체로 설치하게 된다. 이 때, 상기 부상방지 브라켓(202) 하부에는 바닥판(102)의 관통공(103)과 말뚝(201) 두부 사이의 틈을 밀봉하기 위하여 고무패드 등으로 이루어진 밀봉부재(203)를 설치한다. 말뚝(201) 두부 주변에 수직하게 설치된 밀봉부재(203)에 맞닿는 바닥판(102)은 소정 길이에서 바닥판(102)의 내부에 콘크리트(106)가 채워질 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 것처럼, 부상방지 브라켓(202)을 설치한 후에 배딩 콘크리트(105)와 브라켓(202) 사이에 급결 수중 콘크리트(204)를 타설하여 배딩 콘크리트(105)와 부상방지 브라켓(202)을 일체화시키게 되면, 거푸집(100)의 부상방지에 더욱 효과적이다. 이 때 도면에 도시된 것처럼 배딩 콘크리트(105)에 배근된 횡방향 철근(107)을 말뚝(201) 두부 방향을 향하여 배딩 콘크리트(105) 밖으로 더 돌출되도록 배근하고, 그 횡방향 철근(107)의 단부를 각각 말뚝(201) 두부 주변과 브라켓(202)에 용접 등의 방법으로 연결한 후 급결 수중 콘크리트(204)를 타설할 수도 있다. 이 경우, 배딩 콘크리트(105)와 말뚝(201) 및 브라켓(202)의 더욱 견고한 연결 및 급결 수중 콘크리트(204)의 철근 보강효과를 달성할 수 있게 된다.

후속하여, 거푸집(100) 내부에 채워져 있던 물을 배수하여 건조상태로 만든 후에 기초 콘크리트를 타설하여 기초구조물을 시공하게 된다. 기초 콘크리트를 타설할 때는 도 3g 및 도 3h에 도시된 것처럼 다단계로 타설하는 것이 바람직하다. 즉, 도 3g에 도시된 것처럼, 소정 높이로 1단의 기초 콘크리트(301)를 타설하고, 후속하여 도 3h에 도시된 것처럼 2단의 기초 콘크리트(302) 및 기둥 콘크리트를 타설하여 기초구조물(300)을 시공한다. 기초 콘크리트의 타설 및 양생이 완료되면, 상부거푸집(100)의 불필요한 부분을 제거하게 되는데, 콘크리트가 채워지지 아니한 기초구조물(300) 상부의 거푸집(100) 부분을 제거하고 기초구조물(300)의 주변과 하부를 감싸고 있는 거푸집(100) 부분은 그대로 남겨둔다. 이와 같이, 본 발명에서는 기초기초구조물(300)을 형성하는 거푸집(100)이 그대로 남아 있어 기초구조물(300)의 외면을 감싸고 있으므로, 기초구조물(300)의 구속에 의한 보강 효과는 물론 기초 콘크리트가 물에 지속적으로 접촉함에 따른 손상, 예를 들어 해수에 의한 염해 등과 같은 기초 콘크리트의 열화를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

위와 같은 본 발명의 기초구조물용 거푸집 및 그 시공방법에 의하며, 수중에 기초구조물을 시공함에 있어서, 복합소재 패널이 가지고 있는 장점(경량, 고내구성 등)을 충분히 활용할 수 있게 된다. 요컨대, 종래에는 중량이 무거운 프리캐스트 콘크리트나 강재를 이용하여 기초구조물용 거푸집을 제작하였으나, 본 발명에서는 경량이며 고내구성을 가진 복합소재 패널을 이용하여 거푸집을 제작하므로, 거푸집의 이송 등이 수월해지고 그에 따라 기초구조물의 시공이 더욱 용이하게 된다.

또한, 본 발명의 시공방법에서는 기초구조물의 시공이 완료된 후에도 복합소재 패널로 이루어진 거푸집으로 기초구조물의 외면을 감싼채로 남겨둘 수 있으므로, 하상이나 해상에 설치된 수중 기초구조물이 물과 접촉하여 열화되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서는 거푸집의 벽체 및 바닥판을 이루는 복합소재 패널을, 기계적인 결합에 의한 패널 유닛을 이용하여 제작하게 되므로, 패널의 제작이 매우 용이하며, 패널의 재활용에도 특히 유용하다. 또한, 패널을 제작함에 있어서, 그 크기를 용이하게 조절할 수 있으므로, 벽체 및 바닥판의 크기를 제작 하고자 하는 기초구조물의 크기에 맞추어 쉽게 거푸집을 제작할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 기술적 사상에 따라 자유로운 변경이 가능하다.

Claims (7)

1. 수중에 설치되는 수중 기초구조물용 거푸집으로서,

   섬유보강 복합소재 패널로 이루어진 벽체(101)와 바닥판(102)에 의하여 기초구조물의 형상에 대응되도록 박스형상 또는 원통형상을 가지도록 구성되며;

   상기 바닥판(102)에는 말뚝(201)의 두부가 삽입되는 관통공(103)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수중 기초구조물용 거푸집.
2. 제1항에 있어서,

   상기 벽체(101) 및 바닥판(102)을 이루는 섬유보강 복합소재 패널은, 패널 유닛의 조립으로 이루어지는데,

   상기 패널 유닛은, 상부판(12), 하부판(13) 및 복부판(14)으로 구성되어 중공부(16)를 가지는 중공형으로 구성되며;

   상기 패널 유닛의 일측면에는 제1하향돌기결합부(11a)와 제2하향돌기결합부(11b)가 형성되는데, 상기 제1하향돌기결합부(11a)는 상기 상부판(12)이 측면으로 더 연장되어 형성되는 상부연장부(17)의 단부에서 아랫방향으로 형성되고, 상기 제2하향돌기결합부(11b)는 외측 복부판(14)의 외측면에 아랫방향으로 돌출된 형태로 형성되며;

   상기 패널의 타측면에는 상기 제1 및 제2하향돌기결합부(11a, 11b)와 각각 착탈가능하도록 기계적인 결합을 하게 되는 제1상향돌기결합부(11a')와 제2상향돌기결합부(11b')가 형성되는데, 제1상향돌기결합부(11a')는 외측 복부판(14)의 외측면으로부터 상향으로 돌출되어 구비되고, 제2상향돌기결합부(11b')는 상기 하부판(13)이 더 연장되어 형성되는 하부연장부(18)의 단부로부터 상향으로 구비되며;

   상기 돌기결합부(11a, 11a', 11b, 11b')에는 서로 물려 기계적인 결합을 이루도록 각각 대응되는 형태의 돌기(11c, 11c')가 형성되어 있어, 이웃하는 패널 유닛과 수직한 방향으로 기계적 착탈 방식에 의하여 서로 결합되어 복합소재 패널을 형성하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 수중 기초구조물용 거푸집.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 바닥판(102)에는 부상방지용 배딩 콘크리트(105)가 설치되는 것을 특징으로 하는 수중 기초구조물용 거푸집.
4. 제3항에 있어서,

   말뚝(201)의 두부가 상기 바닥판(102)의 관통공(103)에 삽입된 상태에서 상기 말뚝(201) 두부에 설치된 부상방지용 브라켓(202)과 상기 배딩 콘크리트(105) 사이에 수중 콘크리트(204)가 타설되어 일체화되는 것을 특징으로 하는 수중 기초구조물용 거푸집.
5. (추가)

   제4항에 있어서,

   상기 브라켓(202)과 상기 배딩 콘크리트(105) 사이의 수중 콘크리트(204)는, 말뚝(201)이 삽입되는 관통공(103) 주변과 말뚝(201)의 두부 주변 사이, 및 상기 관통공(103) 주변 상부와 브라켓(202)의 하면 사이에 밀봉부재(203)가 설치된 후에 타설되는 것을 특징으로 하는 수중 기초구조물용 거푸집.
6. 섬유보강 복합소재 패널로 이루어진 벽체(101)와 바닥판(102)에 의하여 기초구조물의 형상에 대응되도록 박스형상 또는 원통형상을 가지도록 구성되며, 상기 바닥판(102)에는 말뚝(201)의 두부가 삽입되는 관통공(103)이 형성되어 있고, 상기 바닥판(102)에는 중량체인 배딩 콘크리트(105)가 설치되어 있는 구성을 가지는 수중 기초구조물용 거푸집(100)을 이용하여 수중에 기초구조물을 시공하는 방법으로서,

   상기 거푸집(100)을 사전에 제작하는 단계;

   상기 말뚝(201)이 설치된 기초지반(200) 위로, 미리 제작된 상기 거푸집(100)을 인양하는 단계;

   상기 거푸집(100)이 말뚝(201) 두부 상단에 위치한 상태에서 하향 거치하여 상기 말뚝(201) 두부가 상기 거푸집(100) 바닥판(102)의 관통공(103)에 관통 삽입 되도록 하는 단계;

   상기 거푸집(100)의 유동 방지를 위하여 거푸집(100) 주위의 기초지반(200)을 되메우기하는 단계;

   상기 말뚝(201)의 두부에 부상방지 브라켓(202)을 설치하고, 상기 브라켓(202) 하부에는 관통공(103)과 말뚝(201) 사이의 틈을 밀봉하기 위한 밀봉부재(203)를 설치하는 단계;

   상기 브라켓(202)과 배딩 콘크리트(105) 사이에 콘크리트를 타설하여 서로 일체화시키는 단계;

   거푸집(100) 내부의 물을 배수하고 기초 콘크리트를 타설하여 기초구조물(300)을 제작하는 단계; 및

   기초 콘크리트가 채워지지 아니한 거푸집(100) 부분을 제거하고, 기초구조물(300)을 감싸는 거푸집(100) 부분은 그대로 잔존시키는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수중 기초구조물의 시공방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 거푸집(100)을 사전에 제작하는 단계는, 상부판(12), 하부판(13) 및 복부판(14)으로 구성되어 중공부(16)를 가지는 중공형으로 구성된 섬유보강 복합소재 패널 유닛을 조립하여 상기 벽체(101) 및 바닥판(102)을 이루는 섬유보강 복합소재 패널을 제작하고, 상기 패널로 이루어진 벽체(101) 및 바닥판(102)을 조립하는 과 정을 포함하는데,

   상기 패널 유닛은, 그의 일측면에 제1하향돌기결합부(11a)와 제2하향돌기결합부(11b)가 형성되고, 상기 제1하향돌기결합부(11a)는 상기 상부판(12)이 측면으로 더 연장되어 형성되는 상부연장부(17)의 단부에서 아랫방향으로 형성되고, 상기 제2하향돌기결합부(11b)는 외측 복부판(14)의 외측면에 아랫방향으로 돌출된 형태로 형성되도록 제작하며;

   상기 패널의 타측면에는 상기 제1 및 제2하향돌기결합부(11a, 11b)와 각각 착탈가능하도록 기계적인 결합을 하게 되는 제1상향돌기결합부(11a')와 제2상향돌기결합부(11b')가 형성되는데, 제1상향돌기결합부(11a')는 외측 복부판(14)의 외측면으로부터 상향으로 돌출되어 구비되고, 제2상향돌기결합부(11b')는 상기 하부판(13)이 더 연장되어 형성되는 하부연장부(18)의 단부로부터 상향으로 구비되도록 제작하며;

   상기 돌기결합부(11a, 11a', 11b, 11b')에는 서로 물려 기계적인 결합을 이루도록 각각 대응되는 형태의 돌기(11c, 11c')가 형성되어 있어, 이웃하는 패널 유닛과 수직한 방향으로 기계적 착탈 방식에 의하여 서로 결합하여 복합소재 패널을 제작하는 것을 특징으로 하는 수중 기초구조물의 시공방법.

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