KR100875617B1 - 수중 구조물의 보수방법. - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중 구조물의 세굴, 침하, 공동발생에 대한 보수방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수중 구조물의 공동부분을 포대를 거푸집으로 활용하여 보수함으로써, 구조물의 수직침하, 변형 등을 방지할 수 있도록 한 것이다.

본 발명의 수중 구조물의 보수방법은, 수중 구조물의 공동부분에 개구부를 갖는 포대를 설치하는 단계와, 상기 포대의 개구부로 굵은 골재를 채우는 단계와, 상기 공동부분의 외측면에 지지대를 설치하는 단계와, 상기 굵은 골재가 채워진 포대에 수중용 모르타르를 주입하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

포대, 지지대, 수중용 모르타르, 수중 보수

Description

수중 구조물의 보수방법.{Repair method for underwater structure}

본 발명은 수중 구조물의 세굴, 침하, 공동발생에 대한 보수방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수중 구조물의 공동부분을 포대를 거푸집으로 활용하여 보수함으로써, 구조물의 수직침하, 변형 등을 방지할 수 있도록 한 것이다.

대표적인 수중 구조물로는 안벽, 파일 등이 있는 데, 상기 안벽과 파일은 하중을 받는 주요 구조부재이다. 이러한 수중 구조물은 구조물의 신설 당시 정확하게 시공하더라도, 강한 해류, 지반의 침하, 선박 접안 시의 충격 등에 의해 수중 블록이나 수중 파일의 배열이 흐트러지거나 손상되어 공동(空洞)부분이 발생하게 된다.

그리고 상기 안벽 구조물의 경우 공동부분이 발생되면, 해수의 흐름에 따라 뒷채움재가 서서히 빠져나가게 되어 구조물 전체에 심각한 손상을 초래할 수 있다. 즉, 이들 구조물의 공동부분은 구조물의 하중을 제대로 지지하지 못하여 안정성을 위협하거나, 침하로 인해 지지하고 있는 상부 구조물에 균열을 발생시킨다.

따라서 상기와 같이 수중 구조물에 공동부분이 발생되면, 이를 보수, 보강하여야 하는 데, 종래 수중 구조물의 보수방법으로는 모래 내지는 몰탈 등의 주머니를 지주의 파손부위에 채우고, 그 위에 수중 콘크리트 등을 타설하는 방법이 있었 다.

이때 콘크리트를 타설하기 위해서는 수중 구조물의 공동부분에 거푸집을 앵커볼트로 고정시키고, 거푸집에 여러 개의 콘크리트 주입구를 설치하여 아래에서부터 순차적으로 콘크리트를 주입하여야 하는 바, 수중블록의 경우 순차적으로 콘크리트를 주입하더라도 블록 사이로 콘크리트가 새어나가며, 거푸집으로 인해 주입되는 콘크리트를 눈으로 확인할 수 없는 문제점이 있었다.

또한 거푸집을 수중 구조물에 완전하게 밀착시켜 설치할 수 없으므로 콘크리트의 흘러내림을 방지할 수 없을 뿐만 아니라, 보수 후에 콘크리트의 강도가 저하되고 접착력이 낮아져 단시간 내에 재보수를 해야하는 문제점이 있었다.

그리고 비교적 물살이 거센 곳은 보수공사를 실시한 구조물의 표면부가 이탈하기 시작하면, 걷잡을 수 없이 재질의 이탈이 가속화되어 결국에는 보수이전의 상태로 복귀되는 경우가 종종 발생하게 됨에 따라 계속적인 보수공사를 실시하여야 하며, 이에 소요되는 보수비용도 증가할 뿐만 아니라, 더욱 위험하게는 보수공사를 실시할 적절한 시기를 놓칠 경우에는 수중 구조물의 붕괴 위험성을 내포하게 된다.

또한 종래의 방법은 수중에서 작업이 이루어지기 때문에 작업시간이 많이 소요되고 자재의 운반과 거푸집 설치 작업 등이 어려웠다. 또한 여러 개의 콘크리트 주입구를 만들어 순차적으로 타설함으로써, 작업자의 수중 작업시간이 길어지고 콘크리트 재료의 특성으로 인해 주입호스의 막힘현상으로 정확한 작업 예정시간을 준수할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은, 상기한 종래의 수중 보수방법이 갖는 제반 문제점을 해소하기 위한 것으로, 수중 구조물의 공동부분에 거푸집으로서 포대를 설치하고, 상기 포대의 개구부에 굵은 골재 및 수중용 모르타르를 채워 수중 구조물을 보수함으로써, 거푸집 역할을 하는 포대가 수중에서 자유자재로 형태가 변화하여 손상된 구조물의 형상과 일치하게 되는 기능이 부여되어, 수중 구조물의 공동부분의 형태와 관계없이 간단한 작업만으로 수중 구조물을 보수할 수 있도록 하는 수중 구조물의 보수방법을 제공함에 있다.

또한 포대를 거푸집으로 사용함으로써, 수중용 모르타르의 손실없이 수중 구조물의 공동부분을 완벽하게 보수할 수 있으며, 별도의 거푸집을 설치하는 수중작업을 배제할 수 있어 작업시간을 단축시키고 작업효율을 향상시킬 수 있도록 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수중 구조물의 보수방법은, 수중 구조물의 공동부분에 개구부를 갖는 포대를 설치하는 단계와, 상기 포대의 개구부로 굵은 골재를 채우는 단계와, 상기 공동부분의 외측면에 지지대를 설치하는 단계와, 상기 굵은 골재가 채워진 포대에 수중용 모르타르를 주입하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 포대의 개구부에는 지퍼가 설치된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 포대의 개구부로 굵은 골재를 채우는 단계는, 상기 포대의 개구부 일측을 개방하여 골재 채움관을 설치하고, 상기 골재 채움관을 통해 굵은 골재를 채운 후, 상기 골재 채움관을 제거하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 공동부분의 외측면에 설치되는 지지대는, 메시(mesh)와 앵글로 이루어져, 상기 공동부분의 외측면을 메시로 막고, 상기 메시를 앵글로 지지한 후 앵커볼트로 고정하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 메시는 와이어 메시(wire mesh) 또는 유리섬유보강플라스틱 메시(FRP mesh)로 되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 굵은 골재가 채워진 포대에 수중용 모르타르를 주입하는 단계는,

상기 포대의 개구부 일측을 개방하여 모르타르 주입관을 설치하고, 상기 모르타르 주입관을 통해 수중용 모르타르를 주입하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 굵은 골재가 채워진 포대에 수중용 모르타르를 주입하는 단계 시,

상기 모르타르 주입관의 끝단에는 측면에 다수개의 관통공이 형성된 노즐관을 설치하여 수중용 모르타르가 굵은 골재 사이로 쉽게 침투되고, 수중에서 수중용 모르타르가 흐트러지지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 굵은 골재가 채워진 포대에 수중용 모르타르를 주입하는 단계 후, 상기 지지대를 해체하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 수중 구조물의 공동부분에 거푸집으로서 포대를 설치하고, 상기 포대의 개구부에 굵은 골재 및 수중용 모르타르를 채워하여 수중 구조물을 보수함으로써, 거푸집 역할을 하는 포대가 수중에서 자유자재로 형태가 변화하여 손상된 구조물의 형상과 일치하게 되는 기능이 부여되어, 수중 구조물의 공동부분의 형태와 관계없이 간단한 작업만으로 수중 구조물을 밀실하게 보수할 수 있도록 하는 유용한 효과를 제공한다.

또한 포대를 거푸집으로 사용함으로써, 모르타르의 손실없이 수중 구조물의 공동부분을 완벽하게 보수할 수 있으며, 별도의 거푸집을 설치하는 수중작업을 배제할 수 있어 수중작업의 한계성을 극복하고 작업시간을 단축하며 작업효율을 향상시킬 수 있도록 하는 유용한 효과를 제공한다.

또한 거푸집으로 사용되는 포대에 지퍼가 구비됨으로써, 골재 채움관 및 모르타르 주입관을 손쉽게 설치 및 제거할 수 있어 작업의 효율성을 향상시키는 효과를 제공한다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 5를 참고로 하여, 수중 구조물(C)의 보수 방법에 대해 설명하도록 한다.

먼저, 도 1과 같이, 수중 구조물(C)의 공동부분(S)에 개구부(11)를 갖는 포대(包袋)(10)를 설치한다. 이때 상기 포대(10)는 바닷물에 잘 분해되지 않고 인성 이 높은 나일론 등의 재질로 되는 것이 바람직하나, 그 재질을 반드시 제한하는 것은 아니다.

본 발명에서의 포대(10)는 일정한 형태를 갖는 거푸집이 아니기 때문에, 수중 구조물(C)의 공동부분(S)에 임의의 모양으로 설치, 즉 넣을 수 있고, 공동부분(S)의 형태와 관계없이 거푸집으로서 역할을 할 수 있는 것이다. 이때 상기 포대(10)의 개구부(11)에는 1개 이상의 슬라이더(12a)가 구비된 지퍼(12)가 설치됨으로써, 후작업인 굵은 골재(K)의 채움, 모르타르의 주입 작업이 용이하게 이루어지는 바, 상기 포대(10)의 지퍼(12)를 열거나 닫아 골재 채움관(13)과 모르타르 주입관(14)을 손쉽게 설치, 제거할 수 있게 된다.

상기 포대(10)의 개구부(11)는 수중 구조물(C)의 공동부분(S)에 상, 하 방향으로 위치되도록 설치하는 것이 바람직한 바, 이는 후공정인 굵은 골재(K)의 채움 및 수중용 모르타르의 주입을 용이하게 하기 위한 것이다.

상기 수중 구조물(C)의 공동부위에 포대(10)가 설치되면, 상기 포대(10)의 개구부(11)로 굵은 골재(K)를 채워 넣는다. 상기 포대(10)에는 지퍼(12)가 설치되어 있으므로, 도 2에서와 같이, 상기 포대(10) 개구부(11) 일측, 즉 지퍼(12)의 일부분 열고, 상기 개구된 지퍼(12)에 골재 채움관(13)을 설치한 후 굵은 골재(K)를 채우는 것이다.

이때 상기 지퍼(12)에 설치되는 슬라이더(12a)의 개수는 제한하지 않는 데, 만약 1개의 슬라이더(12a)가 구비된 지퍼(12)를 사용한다면, 상기 지퍼(12)가 닫힌 상태에서 슬라이더(12a)가 상방향을 향해있도록 하여, 즉 개방 시 개구부(11)의 상측을 개방할 수 있도록 하여 굵은 골재(K)의 채움이 상방향에서 이루어지도록 하고, 2개의 슬라이더(12a)가 구비된 지퍼(12)를 사용하더라도 지퍼(12)의 상측을 개방하여 굵은 골재(K)를 채워 넣는다.

그리고 상기 골재 채움관(13)은 고무나 플라스틱재질로 될 수 있는 바, 그 재질을 한정하는 것은 아니다.

또한 상기 굵은 골재(K)는 포대(10)를 수중 구조물(C)의 공동부위(S)에 설치하기 전에, 상기 포대(10) 내에 굵은 골재(K)를 채운 후, 이를 수중 구조물(C)의 공동부분(S)에 설치할 수도 있는 바, 그 방법을 제한하지 않는다.

그리고 상기 굵은 골재(K)를 채운 후, 설치된 골재 채움관(13)을 제거 또는 절단한다.

상기와 같은 방법으로 굵은 골재(K)의 채움이 완료되면, 상기 포대(10)가 설치된 공동부분(S)의 외측면에 지지대(20)를 설치하는 데, 상기 지지대(20)는 모르타르의 주입 시 상기 포대(10)의 형태를 유지시키기 위한 것이다.

이때 상기 지지대(20)로는 도 3에서와 같이, 메시(mesh)(21)와 앵글(22)을 사용하는 것이 바람직한 데, 상기 공동부분(S)의 외측면을 메시(21)로 막고, 상기 메시(21) 위에 적당한 간격으로 앵글(22)을 배치한 후, 이를 앵커볼트(23)로 고정하는 것이다. 이때 상기 메시(21)는 수중용 모르타르의 주입 시 포대(10)의 형태를 유지, 즉 구조물(C)의 외측으로 수중용 모르타르가 주입된 포대(10)가 노출되는 것 을 방지할 수 있다면, 그 재질이나 형태를 제한하지 않으나, 인장강도가 높은 강재를 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들면 상기 메시(21)로는 와이어 메시 또는 FRP 메시 등을 이용할 수 있다.

상기 공동부분(S)의 외측에 지지대(20)가 설치되면, 상기 굵은 골재(K)가 채워진 포대(10)에 수중용 모르타르를 주입한다. 상기 수중용 모르타르의 주입방법은, 도 4에서와 같이, 상기 포대(10)의 지퍼(12)의 일측을 개방하여 모르타르 주입관(14)을 설치하고, 상기 모르타르 주입관(14)을 통해 수중용 모르타르를 주입하는 것이다.

이때 만약 상기 포대(10)에 1개의 슬라이더(12a)가 구비된 지퍼(12)를 사용하였다면, 상기 지퍼(12)가 닫힌 상태에서 슬라이더(12a)가 상방향을 향해있도록 하여, 즉 개방 시 개구부(11)의 상측을 개방할 수 있도록 한다. 그 이유는 수중용 모르타르의 주입 시 물 등이 상측의 개구부(11)를 통해 배출되도록 하기 위함은 물론, 모르타르가 주입되는 것을 육안으로 관찰하기 쉽고 작업의 편리성을 도모하기 위함이다. 즉, 수중용 모르타르가 포대(10) 안에 완전히 충전되어 상방향 개구부(11)로부터 수중용 모르타르가 흘러나오는 것을 확인한 후, 포대(10)에 설치된 모르타르 주입관(14)을 제거하고, 지퍼(12)를 닫아 모르타르의 유출없이 수중에서 양생이 가능하도록 하는 것이다.

그리고 2개의 슬라이더(12a)가 구비된 지퍼(12)를 사용할 경우는, 지퍼(12)의 상, 하측을 모두 개방하여, 하측의 개구부(11)에 모르타르 주입관(14)을 설치하 고, 수중용 모르타르가 하측에서 상측으로 채워지도록 하며, 상측의 개구부(11)로는 물 등이 흘러나올 수 있도록 한다.

이때 필요에 따라서는 도 5와 같이, 상기 모르타르 주입관(14)의 끝단에 측면에 다수개의 관통공(15a)이 형성된 노즐관(15)을 설치할 수도 있는 데, 이는 수중용 모르타르의 주입방향뿐 아니라 직각방향으로도 수중용 모르타르가 주입될 수 있어 수중용 모르타르가 굵은 골재(K) 사이에 고르게 침투될 수 있도록 하기 위함이다. 상기 모르타르 주입관(14)과 노즐관(15)은 모르타르의 주입이 완료되면 제거한다.

그리고 상기 모르타르 주입관(14)과 노즐관(15)은 그 재질을 제한하는 것은 아니나, 모르타르 주입관(14)은 고무나 플라스틱 재질로 이루어지는 것이 바람직하고, 노즐관(15)은 스테인레스 재질로 되는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 상기 포대(10)로 인하여 주입되는 수중용 모르타르가 수중 구조물(S)의 블록 사이의 이격부위로 유출되어 낭비되는 것을 원천적으로 방지할 수 있으며, 상기 포대(10)의 개구부(11)에 지퍼(12)가 설치됨으로써 모르타르 주입관(14) 및 노즐관(15)을 손쉽게 설치 및 제거할 수 있는 것이다.

또한 종래의 수중 보수방법에서는 굵은 골재(K)와 수중용 모르타르를 별도로 주입하지 아니하고, 콘크리트를 그대로 주입함으로써 주입관의 막힘 현상이 발생되었는 데, 본 발명에서는 굵은 골재(K)와 모르타르를 별도로 주입함으로써, 주입관의 막힘현상을 대폭 완화하는 것은 물론, 점도가 낮고 워커빌러티가 좋으며 물속에 서도 양생이 가능한 수중용 모르타르가 상대적으로 비중이 낮은 물을 밀어내며 굵은 골재(K) 사이로 침투하여 밀실한 현장타설 콘크리트를 제조할 수 있게 되는 것이다.

그리고 상기 모르타르의 주입이 완료되면, 상기 메시(21)와 앵글(22)로 되는 지지대(20)를 해체할 수도 있으며, 필요에 따라 도 6과 같이, 그대로 둘 수도 있게 된다.

따라서 상기와 같은 수중 구조물(C)의 보수방법은, 거푸집 역할을 하는 포대(10)와, 상기 포대(10)를 지지하는 지지대(20)로 인하여, 수중 구조물(C)의 공동부분(S)을 모르타르의 손실 없이 밀실하게 주입할 수 있고, 손상된 구조물의 형상과 일치하여 일종의 쐐기역할로 수중 구조물(C)의 침하, 이동 등을 방지하는 것이다.

또한 본 발명에 따른 수중 구조물(C)의 보수방법은 도 7a와 도 7b에서와 같이, 블록형태가 아닌 수중 파일(C)의 끊어진 부분에도 적용이 가능한 것이다.

즉, 상기한 설명에서와 같이 수중 파일(C)의 끊어진 부분, 즉 공동부분(S)에 포대(10)를 설치한 후, 이에 굵은 골재(K)를 채우고, 상기 수중 파일(C)의 외측면을 따라 메시(21)를 절곡하여 앵글(22)로 지지하고, 이에 수중용 모르타르를 주입하는 것이다.

상기 메시(21)와 앵글(22)은 포대의 지지대(20)로서 굵은 골재(K) 및 수중용 모르타르의 그라우팅 작업에도 포대(10)가 수직방향으로 처지거나 부풀어 오르지 않고 수중 파일(C)의 원래 형상대로 되는 것이다.

상기 수중 파일(C)의 경우에도 상기 지지대(20)를 필요에 따라 해체 또는 유지할 수 있음은 물론이다.

이상에서와 같이 본 발명은 상기한 실시예에 한하여 설명되었지만 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 수중 구조물에 포대가 설치되는 상태를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 따른 포대에 굵은 골재 채움관이 설치된 상태를 나타낸 도면.

도 3은 본 발명에 따른 지지대가 설치된 상태를 나타낸 도면

도 4는 본 발명에 따른 포대의 내부에 모르타르 채움관이 설치된 상태를 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 따른 모르타르 채움관과 노즐관을 나타낸 도면.

도 6은 본 발명에 따른 수중 구조물의 보수가 완료된 상태를 나타낸 도면.

도 7a 도 7b는 본 발명에 따른 수중 파일의 보수 전, 후를 나타낸 도면.

*도면의 주요 부호에 대한 설명*

10: 포대 11: 개구부 12:지퍼

12a: 슬라이더 13: 골재 채움관 14: 모르타르 주입관

15: 노즐관 15a: 관통공

20: 지지대 21: 메시 22: 앵글

23: 앵커볼트

Claims (8)

1. 수중 구조물(C)의 보수방법에 있어서,

   수중 구조물(C)의 공동부분(S)에 개구부(11)를 갖는 포대(10)를 설치하는 단계와,

   상기 포대(10)의 개구부(11)로 굵은 골재(K)를 채우는 단계와,

   상기 공동부분(S)의 외측면에 지지대(20)를 설치하는 단계와,

   상기 굵은 골재(K)가 채워진 포대(10)에 수중용 모르타르를 주입하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 보수방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 포대(10)의 개구부(11)에는 지퍼(12)가 설치된 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 보수방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 포대(10)의 개구부(11)로 굵은 골재(K)를 채우는 단계는, 상기 포대(10)의 개구부(11) 일측을 개방하여 골재 채움관(13)을 설치하고, 상기 골재 채움관(13)을 통해 굵은 골재(K)를 채운 후, 상기 골재 채움관(13)을 제거하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 보수방법.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 공동부분(S)의 외측면에 설치되는 지지대(20)는, 메시(21)와 앵글(22)로 이루어져, 상기 공동부분(S)의 외측면을 메시(21)로 막고, 상기 메시(21)를 앵글(22)로 지지한 후 앵커볼트(23)로 고정하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 보수방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 메시(21)는 와이어메시 또는 유리섬유보강플라스틱메시으로 되는 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 보수방법.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 굵은 골재(K)가 채워진 포대(10)에 수중용 모르타르를 주입하는 단계는,

   상기 포대(10)의 개구부(11) 일측을 개방하여 모르타르 주입관(14)을 설치하고, 상기 모르타르 주입관(14)을 통해 수중용 모르타르를 주입하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 보수방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 굵은 골재(K)가 채워진 포대(10)에 수중용 모르타르를 주입하는 단계 시,

   상기 모르타르 주입관(14)의 끝단에는 측면에 다수개의 관통공(15a)이 형성된 노즐관(15)을 설치하여 수중용 모르타르가 굵은 골재(K) 사이로 쉽게 침투되고, 수중에서 수중용 모르타르가 흐트러지지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 보수방법.
8. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 굵은 골재(K)가 채워진 포대(10)에 수중용 모르타르를 주입하는 단계 후, 상기 지지대(20)를 해체하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물의 보수방법.

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