KR100768823B1 - 석션파일 관입장치 - Google Patents

Abstract

해상구조물의 기초가 되는 석션파일을 해저지반 내로 관입하기 위한 석션파일 관입장치가 개시된다. 본 석션파일 관입장치는 해상구조물의 기초가 되는 석션파일을 설치장소로 이동하기 위한 바지선과 바지선에 설치되고, 상기 석션파일을 해저지반 내로 이동시키기 위한 윈치가 구비된 프레임과 상기 윈치와 와이어로 연결되어 해저지반 내에 관입되는 석션파일과 상기 석션파일의 상단에 설치되고, 상기 석션파일의 내부와 외부의 압력차가 발생하도록 상기 석션파일의 내부공간에 채워지는 해수를 배출하는 펌프와 상기 윈치와 상기 석션파일 사이에 위치되어 상기 석션파일이 해저지반 내로 관입시 상기 석션파일의 수평상태를 유지시키기 위한 조금구와 상기 석션파일의 관입 속도를 미세하게 조정할 수 있도록 상기 윈치에 구비되는 제어부재를 포함한다. 이러한 석션파일 관입장치를 이용하여 석션파일을 관입하게 되면 해저지반 내에 관입시 석션파일의 관입속도를 미세하게 조절하여 석션파일이 기울어지는 것을 방지할 수 있고, 이에 따른 석션파일의 관입시간을 단축할 수 있으며 우수한 시공품질의 확보가 가능하다.

석션파일, 윈치, 관입

Description

석션파일 관입장치{APPARATUS FOR DRIVING SUCTION PILE}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 석션파일 관입장치를 구비한 바지를 개략적으로 나타낸 도면;

도 2는 본 발명에 따른 석션파일 관입장치를 이용하여 석션파일을 해저지반으로 안내하는 과정을 나타낸 도면;

도 3은 본 발명에 따른 석션파일 관입장치를 이용하여 석션파일을 해저지반 내로 관입하는 과정을 나타낸 도면이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 >

10 : 바지선 12 : 설치공

20 : 프레임 22 : 도르래

30 : 윈치 40 : 석션파일

50 : 펌프 60 : 조금구

70 : 유압브레이크

본 발명은 석션파일 관입 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해상구조물 의 기초가 되는 석션파일 관입시 관입 속도를 미세하게 조절하여 석션파일이 기울어지는 것을 방지할 수 있는 석션파일 관입장치에 관한 것이다.

일반적으로 해상에서 어떠한 구조물을 구축하기 위해 기초 파일을 시공하는 방법으로는 물막이 공사를 통해 바닷물을 막은 상태에서 일반적인 육지에서의 시공 과정과 동일하게 기초 파일을 시공하는 방법을 사용한다. 이러한 시공방법은 수심이 그리 깊지 않은 바다에서는 시공하는데 곤란함이 없지만, 수심이 깊은 바다에서는 이 시공방법을 사용하는 것이 극히 곤란하고, 또한 이러한 시공방법은 시공시간과 비용이 과다하게 소요된다는 단점이 있다.

이러한 종래의 시공방법을 개선하기 위한 기술로 제안된 것이 석션파일을 이용한 시공방법이다.

석션파일을 이용한 시공방법은 다음과 같은 과정을 통해 이루어진다.

먼저, 하부는 개방되고 상부는 밀폐된 석션파일에 수중 펌프를 설치하는데, 상기 수중 펌프는 석션파일의 상부에 설치된다. 그리고, 수상에는 바지선 혹은 일반 선박을 이용해 작업대가 마련되는데, 상기 작업대에는 석션파일의 설치를 위한 크레인과 수중의 위치를 측정하기 위한 위치측정장비 등이 마련된다. 크레인을 이용해 석션파일을 수중의 적당한 위치에 위치시킨 다음에, 수중 펌프를 작동시켜 파일 내부의 물을 밖으로 배출시키면, 수중과 석션파일 내부 간에 압력차가 발생하게 되고, 이 압력차에 의해 파일은 지면에 박히게 된다. 이와 같은 석션파일의 시공원리는 이미 공지된 기술이다.

상기와 같은 종래의 석션파일 시공장치는 석션파일의 석션압이 증가하면 크 레인을 조작하여 지면에 관입시키게 되는데, 이때 크레인을 미세하게 조작하지 않으면 석션파일이 급격히 기울어지게 된다.

따라서, 기울어진 석션파일을 다시 똑바로 세우기 위한 노력이 필요하며 계속 이와 같은 작업이 반복되면 설치시간이 극히 짧다는 석션파일의 최대 장점이 사라질 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 기술적 과제는 석션파일을 해저지반 내로 관입시 석션파일이 기울어지는 것을 방지할 수 있는 석션파일 관입장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해소하기 위한 본 발명은,

해상구조물의 기초가 되는 석션파일을 설치장소로 이동하기 위한 바지선; 및
상기 바지선에 형성된 설치공을 통하여 상기 석션파일을 해저지반 내로 관입하기 위한 석션파일 관입수단을 포함하고,
상기 석션파일 관입 수단은,
상기 바지선에 설치되고, 상기 석션파일을 해저지반 내로 이동시키기 위한 윈치가 구비된 프레임;
상기 윈치와 와이어로 연결되어 해저지반 내에 관입되는 석션파일;
상기 석션파일의 상단에 설치되고, 상기 석션파일의 내부와 외부의 압력차가 발생하도록 상기 석션파일의 내부공간에 채워지는 해수를 배출하는 펌프;
상기 윈치와 상기 석션파일 사이에 위치되어 상기 석션파일이 해저지반 내로 관입시 상기 석션파일의 수평상태를 유지시키기 위한 조금구;
상기 석션파일의 관입 속도를 미세하게 조정할 수 있도록 상기 윈치에 구비되는 제어부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 석션파일 관입장치를 제공한다.

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또한, 상기 제어부재는 유압브레이크로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의한 석션파일 관입장치는 석션파일을 해저지반 내에 관입시 제어부재를 미세하게 조정하여 석션파일이 기울어지는 것을 방지할 수 있고, 이에 따른 석션파일의 관입 시간을 단축할 수 있으며 우수한 시공품질의 확보가 가능하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 석션파일 관입장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 석션파일 관입장치를 구비한 바지를 개략적으로 나타낸 정면도가 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 석션파일 관입장치는 해상구조물의 기초가 되는 석션파일(40)을 설치장소로 이동하기 위한 바지선(10) 및 바지선(10)에 형성된 설치공(12)을 통하여 석션파일(40)을 해저지반 내로 관입하기 위한 석션파일(40) 관입수단을 포함한다.

이를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 바지선(10)은 석션파일(40)을 설치장소로 이동하기 위한 것으로, 그 중앙영역에는 설치공(12)이 형성된다.

석션파일 관입수단은 석션파일(40)의 자중 및 석션파일(40)의 내부압력과 외부압력의 차에 의해 석션파일(40)을 해저지반 내로 관입하기 위한 것으로, 이를 위해서 바지선(10)에 설치되고, 석션파일(40)을 해저지반 내로 이동시키기 위한 윈치(30)가 구비된 프레임(20), 윈치(30)와 와이어(32)로 연결되어 해저지반 내에 관입되는 석션파일(40), 석션파일(40)의 상단에 설치되고, 상기 석션파일(40)의 내부와 외부의 압력차가 발생하도록 석션파일(40)의 내부공간에 채워지는 해수를 배출하는 펌프(50), 윈치(30)와 석션파일(40) 사이에 위치되어 석션파일(40)이 해저지반 내로 관입시 석션파일(40)의 수평상태를 유지시키기 위한 조금구(60), 석션파일(40)의 관입 속도를 미세하게 조정할 수 있도록 윈치(30)에 구비되는 제어부재를 포함한다.

프레임(20)은 바지선(10)의 상부 면에 설치되고, 프레임(20)에는 바지선(10)의 설치공(12)을 통하여 석션파일(40)을 해저지반 내로 이동시키기 위한 윈치(30)가 구비된다. 바지선(10)의 설치공(12)과 대응되는 위치의 프레임(20) 상부에는 도르래(22)가 구비된다.

석션파일(40)은 해저지반 내에 관입 되어 해상구조물의 기초가 되는 것으로, 컵을 엎어놓은 형상으로 형성된다.

펌프(50)는 석션파일(40)의 내부공간에 채워지는 해수를 배출하기 위한 것으로, 석션파일(40) 상단에 설치된다.

조금구(60)는 석션파일(40)을 해저지반 내에 관입시 석션파일(40)의 수평상태를 유지하기 위한 것으로, 윈치(30)와 석션파일(40) 사이에 위치되고, 석션파일(40)과 소정의 간격이 유지되도록 석션파일(40) 상단부와 조금구(60)의 하단부가 와이어(32)로 연결된다. 그리고 조금구(60)의 상단부와 윈치(30)는 와이어(32)에 의해 연결된다.

제어부재는 석션파일(40)을 해저지반 내에 관입시 석션파일(40)의 관입 속도를 미세하게 조정하기 위한 것으로, 윈치(30)의 회전축에 일정한 저항력을 발휘할 수 있도록 하는 유압브레이크(70)로 이루어진다.

여기에서, 유압브레이크(70)를 이용하여 윈치(30)의 회전속도를 제어하는 것은 공지된 기술적 사상이라 이에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 바람직한 실시 예에 따른 석션파일의 관입과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 석션파일 관입장치를 이용하여 해저지반 내로 석션파일(40)을 관입하는 경우, 석션파일(40)을 설치할 위치의 지반조사를 통하여 석션파일(40)의 크기를 결정하고 육상에서 제작한다. 제작된 석션파일(40)을 설치 전용 바지선(10)에 싣고 설치지점으로 이동한다. 설치지점으로 이동된 석션파일(40)은 석션파일의 상단부와 조금구(60)의 하단부가 소정의 간격이 유지되도록 와이어를 이용하여 고정한다. 그리고, 윈치(30)에 감겨진 와이어(32)를 프레임(20) 상부에 설치된 도르래(22)에 걸친 후 조금구(60)의 상단부에 고정한다.

이와 같이 연결된 석션파일(40)은 윈치(30)가 작동하여 와이어(32)가 윈치 (30)에 감기면서 석션파일(40)이 들어 올려지게 되면, 바지선(10)의 설치공(12), 석션파일(40), 조금구(60) 및 도르래(22)는 일직선상에 위치하게 되고, 윈치(30)를 작동하게 되면 도 2에 도시된 바와 같이, 석션파일(40)의 자중에 의해 윈치(30)에 감겨진 와이어(32)가 풀리면서 석션파일(40)이 설치공(12)을 통하여 이동하여 해저지반에 안착 된다. 이때, 윈치(30)에 유압브레이크(70)를 작동시켜 석션파일(40)의 낙하속도를 미세하게 조절하여 석션파일(40)이 기울어지지 않고, 똑바로 해저지반상에 안착 되도록 한다. 유압에 의한 브레이크력은 석션파일(40)을 포함한 기타 장치들의 자중을 초과하지 않는 범위 내에서 컴퓨터를 이용하여 조절한다.

해저지반에 석션파일(40)이 안착 되면, 도 3에 도시된 바와 같이 펌프(50)를 작동시켜 석션파일(40)의 내부공간에 채워진 해수를 배출한다. 석션파일(40)의 내부공간에 채위진 해수가 배출되면서 석션파일(40)의 내부압력과 외부압력의 차에 의해 석션파일(40)은 해저지반 내로 관입된다. 이때, 윈치(30)에 유압브레이크(70)를 작동시켜 석션파일(40)의 관입 속도를 미세하게 조절하여 석션파일(40)이 기울어지지 않고, 똑바로 해저지반 내로 관입 되게 한다. 유압에 의한 브레이크력은 석션파일(40) 관입력을 초과하지 않는 범위 내에서 컴퓨터를 이용하여 조절한다.

이와 같이 석션파일(40)이 올바르게 일정 위치까지 관입 되면, 지반과 구조물의 마찰력이 커져 자중으로만 관입시키는 것이 어려우므로 펌프(50)에 의한 석션압을 이용하여 목표지점까지 관입시킨다. 목표한 지점까지 관입이 끝나면, 조금구(60)와 펌프(50)를 해체하고 펌프(50)가 설치되었던 구멍을 막아 마무리한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 석션파일 관입장치는 해저지반 내로 관입시 석션파일의 관입 속도를 미세하게 조정함으로써, 석션파일이 기울어지는 것을 방지하여 석션파일의 관입 시간을 단축할 수 있고, 우수한 시공품질을 확보할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 각 실시 예에서 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 해상구조물의 기초가 되는 석션파일을 설치장소로 이동하기 위한 바지선; 및

   상기 바지선에 형성된 설치공을 통하여 상기 석션파일을 해저지반 내로 관입하기 위한 석션파일 관입수단을 포함하고,

   상기 석션파일 관입 수단은,

   상기 바지선에 설치되고, 상기 석션파일을 해저지반 내로 이동시키기 위한 윈치가 구비된 프레임;

   상기 윈치와 와이어로 연결되어 해저지반 내에 관입되는 석션파일;

   상기 석션파일의 상단에 설치되고, 상기 석션파일의 내부와 외부의 압력차가 발생하도록 상기 석션파일의 내부공간에 채워지는 해수를 배출하는 펌프;

   상기 윈치와 상기 석션파일 사이에 위치되어 상기 석션파일이 해저지반 내로 관입시 상기 석션파일의 수평상태를 유지시키기 위한 조금구;

   상기 석션파일의 관입 속도를 미세하게 조정할 수 있도록 상기 윈치에 구비되는 제어부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 석션파일 관입장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 제어부재는 유압브레이크로 이루어지는 것을 특징으로 하는 석션파일 관입장치.

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