KR100921991B1 - 편심 방지를 위하여 케이싱캡을 구비한 케이싱 장치와 케이싱의 좌대 구조 및 좌대에 안착되고 역류를 방지하는 천공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중에 교각 기초를 세우기 위해 케이싱을 설치하여 교각을 시공함에 있어서, 케이싱 항타시 발생하는 편심을 방지하기 위하여 케이싱캡을 구비한 케이싱과, 작업 장비 등을 올려놓고 교각 시공 작업을 진행할 수 있도록 케이싱에 설치되는 좌대 구조 및 상기 좌대에 올려져 굴착작업을 수행하는 천공장치로서, 로드 상에 체크 밸브를 구비하여 굴착된 토사 및 물의 역류를 방지하는 천공장치에 관한 것이다.

본 발명의 케이싱은 상부에 케이싱캡을 구비한 관 형상의 케이싱으로서, 상판이 구비된 관 형상으로 이루어지며, 상기 상판의 상면에는 강재로 이루어진 편심 방지용 빔이 설치되고, 상기 편심 방지용 빔 및 상기 상판을 통하여 케이싱에 가해지는 진동 및 하중을 분산시킴으로써 케이싱의 편심을 방지하는 케이싱캡을 구비하는 것을 특징으로 한다.

케이싱, 편심 방지용 빔, 케이싱캡, 좌대, 천공장치

Description

편심 방지를 위하여 케이싱캡을 구비한 케이싱 장치와 케이싱의 좌대 구조 및 좌대에 안착되고 역류를 방지하는 천공장치 {Casing Apparatus with Casing Cap, Pedestal for Preventing the Eccentricity, and Boring Machine for Preventing Flow Backward on Pedestal}

본 발명은 수중에 교각 기초를 세우기 위해 케이싱을 설치하여 교각을 시공함에 있어서, 케이싱 항타시 발생하는 편심을 방지하기 위하여 케이싱캡을 구비한 케이싱 장치와, 작업 장비 등을 올려놓고 교각 시공 작업을 진행할 수 있도록 케이싱에 설치되는 좌대 구조물 및 상기 좌대에 올려져 굴착작업을 수행하는 천공장치로서, 로드 상에 체크 밸브를 구비하여 굴착된 토사 및 물의 역류를 방지하는 천공장치에 관한 것이다.

일반적으로 수심이 깊은 강이나 바다에서 구조물을 구축하기 위하여 우물통(케이싱) 기초를 사용한다. 우물통 기초는, 먼저 수중 바지선 위에서 크레인을 이용하여 기초 설치 위치까지 상·하가 개방되고 속이 빈 원통 또는 각통 형태의 케이싱을 예인하고, 기초 구조물을 설치할 위치에서 풍화암층과 같은 지중 암반 상에 케이싱을 안착시켜 시공한다. 케이싱을 안착시킨 후에는, 케이싱 내부를 오거(Auger drill)나 해머 비트(Hammer bit 또는 Hammer grap) 등을 이용하여 천공하며, 케이싱 내부에 콘크리트를 타설하여 기초를 완성한다.

종래에는 도 1에 도시된 바와 같이, 수중 기초를 설치할 위치에서 케이싱(10)을 풍화암층(1)에 안착시키기 위하여, 진동 압축기를 이용해 단순히 케이싱의 한 부분을 잡아 상하로 흔들면서 지중으로 삽입하였다.

그러나, 이와 같이 케이싱 일측에 진동 압축기를 설치하여 진동을 가할 경우, 케이싱에 편심이 발생하여, 케이싱 상부에 설치되는 구조물과 케이싱의 중심이 어긋나게 되므로, 구조물의 안정성을 확보하기 어렵다는 문제가 있다. 예를 들어, 앞에서 언급한 바와 같이, 케이싱은 강고한 지중 암반층까지 진입시켜야만 구조적인 안정성을 확보할 수 있는데, 지중 암반까지 진입시키기 위해서는 지표의 토사층과 사석층을 통과하여야 하기 때문에 토사층의 토압과 사석층의 자갈 및 모래 등으로 인해 케이싱이 비뚤어지기 쉬운 한편, 단순 진동에 의해서는 토사층과 사석층을 통과하는데 많은 시간이 소요될 수밖에 없다.

또한, 콘크리트 타설이나 천공작업을 위한 장비가 바지선 등에 고정되지 않고, 상기 바지선 역시 강이나 바다에서 위치가 고정된 상태가 아니기 때문에 파고에 의한 영향 등에 취약하여 타설작업이나 천공작업을 제대로 할 수가 없게 되므로 시공 안정성을 확보할 수 없다는 문제가 있다.

한편, 케이싱을 풍화암층(1)에 안착시킨 후에는 케이싱 내부의 토사나 암석을 준설하면서 케이싱을 지중 암반까지 침하시킨다. 케이싱을 침하시킬 때에는, 통상적으로 비트를 구비한 천공 장치 등, 별도의 장치를 사용한다. 앞에서 설명한 바와 같이, 천공 장치와 같은 별도의 장비를 바지선 위에 실어 작업하는 경우에는 천공의 수직도를 유지하기 어렵고 구조물을 정확한 위치에 시설하기도 어렵게 된다. 이를 방지하기 위해, 통상적인 R.C.D(Reverse Circulation Drill) 공법에서와 같이, 대형의 가시설(假施設) 구조물을 미리 구축하고, 구축된 가시설 구조물에 장비를 올려놓고 시공할 수는 있으나, 이때에는 대형의 가시설 구조물을 구축하기 위한 비용이 지나치게 많이 증가하고 공시 기간이 지연되는 문제가 있다.
또한, 굴착 비트의 구동을 위하여 고압의 공기 주입을 위한 분사공이 형성되어 있다.　 그러나, 굴착된 토사가 역류하여 분사공을 폐쇄할 우려가 있으며, 이 경우, 분사공의 기능이 저하되므로, 원활한 굴착 작업을 할 수 없는 문제가 있다.
예를 들어, 일반적인 천공 작업에 있어서는 케이싱 내부의 굴착토에 의해 이른바 '슬라임(slime)'이 발생하게 되는데, 이러한 슬라임이 천공을 위해 주입되는 고압의 공기나 수압에 의해 굴착 비트의 분사공(노즐)으로 들어가 로드 내부의 고압 유체 주입 통로로 역류하게 되어 시공에 큰 문제를 일으킨다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 케이싱 침하시 편심이 발생하지 않도록 케이싱캡을 구비하고 암반까지 용이하게 진입시킬 수 있는 케이싱 장치 및 케이싱 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명에서는 콘크리트의 압송 길이를 줄여 콘크리트 타설을 용이하게 하고, 케이싱 내부에 일측으로 콘크리트가 편향되어 타설되지 않도록 하여 케이싱에 편심이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 천공의 수직도를 유지할 수 있도록 하는 간단한 구조의 케이싱 설치용 좌대 구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명에서는 굴착된 토사 및 물이 분사공으로 역류하는 것을 방지하는 천공장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 수중 기초용 케이싱 장치로서, 내부가 비어있고 축방향 양쪽 단부가 개구되어 있으며 하단면이 지반에 직접 마주하여 삽입되는 관 형상의 케이싱과, 상기 케이싱의 상면에 설치되는 케이싱캡을 포함하고; 상기 케이싱캡은, 상부를 막는 상판과, 상판의 둘레로부터 하향 연장되고 하단면이 상기 케이싱의 상단면에 마주보고 면대면으로 직접 접촉하여 용접접합되는 측판을 포함하며; 상기 케이싱 캡의 상판의 상면에는, 케이싱 캡의 상판을 직접 타격하거나 진동시킴이 없이 케이싱캡에 진동 및 하중을 가하고, 가해진 진동 및 하중이 케이싱캡의 상판과 측판을 통하여 분산되어 케이싱에 전달되도록 매개하는 편심 방지용 빔이 더 설치되며; 상기 케이싱의 외주면에는, 케이싱과 나란한 방향으로 복수의 분사관이 둘레 방향으로 등간격을 유지하여 설치되고, 상기 분사관의 하단부에는, 분사관에 주입된 고압의 유체를 분사하여 케이싱 아래의 토사나 사석을 세굴하기 위한 분사 노즐이 구비되는 것을 특징으로 하는 수중 기초용 케이싱 장치를 제공한다.

또한, 본 발명에서는 관 형상의 케이싱을 거치하고, 상기 케이싱의 상단에는 상판이 구비된 관 형상으로 이루어지고, 상기 상판의 상면에는 강재로 이루어진 편심 방지용 빔이 구비된 케이싱캡을 고정·설치한 후, 상기 케이싱캡의 편심 방지용 빔에 진동을 가함으로써, 상기 상판 및 편심 방지용 빔을 통하여 케이싱에 가해지 는 전체 진동 및 하중을 분산시키고, 상기 케이싱의 몸체를 가이드부재로 고정시켜 상기 케이싱의 안착 위치를 고정함으로써, 케이싱의 편심을 방지하는 케이싱 시공방법을 제공한다.

또한, 상기 케이싱의 외주면에는 길이방향으로 분사관이 설치되고, 상기 분사관의 하단부에는 분사 노즐이 구비되어, 고압의 액체 또는 기체를 분사함으로써 토사, 모래, 자갈 및 사석층과 풍화암층을 세굴하는 것을 특징으로 하는 케이싱을 제공한다.

또한, 본 발명에서는 케이싱의 외주면에 고정·설치되는 좌대로서, 일정 두께를 가지는 다양한 판 형상으로 이루어지며, 중앙에는 케이싱이 삽입되도록 중공이 형성되어 있고, 상기 좌대 하부와 케이싱 사이를 연결하는 연결장치에 의하여 케이싱의 외주면에 고정되는 것을 특징으로 하는 케이싱의 좌대 구조를 제공한다.

이외에도, 본 발명에서는 상기 좌대는 자중을 줄이기 위하여 복공판으로 제작되며, 상기 복공판 내부에 브레이싱을 설치하여 강도를 보강하는 것을 특징으로 하는 케이싱의 좌대 구조를 제공한다.

또한, 본 발명에서는 연암층 또는 암석층을 굴착하는 천공장치로서, 회전 모터와 로드 및 해머 비트로 이루어지며, 상기 회전 모터에 연결된 상기 로드의 하단에 상기 해머 비트가 구비되고, 상기 로드의 하단에는 굴착된 토사 및 암석 부스러기를 분산시키기 위하여 고압의 액체 또는 기체를 분사하는 노즐이 설치되며, 상기 로드의 중간에는 굴착된 토사 및 암석 부스러기의 역류를 방지하는 체크 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 천공장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 케이싱캡에 의하여 케이싱으로 전달되는 진동 및 하중이 케이싱 전체에 균일하게 분산되므로, 케이싱에 편심이 발생하지 않으며, 케이싱 외주에 설치된 고압 분사 장치에 의해 토사, 모래 및 자갈 등을 밀어내므로 케이싱의 침하 공정이 원활해진다.

또한, 케이싱 외주면에 고정·설치된 좌대에 별도의 장비를 올려놓고 콘크리트를 타설하므로, 콘크리트의 압송 길이를 줄일 수 있고, 소형 장비의 배치를 자유롭게 조절할 수 있어, 케이싱 내부에서 콘크리트의 타설 위치가 편향되지 않도록 할 수 있다.

특히, 좌대에 천공 장비를 올려놓고 케이싱 내부를 천공하는 경우, 천공 장비가 안정적으로 고정되므로 천공의 수직도를 정밀하게 유지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에서는 굴착 비트 설비의 로드 중간에 체크 밸브를 설치함으로써, 굴착된 토사 및 물이 노즐로 들어와 역류하는 것을 방지할 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 케이싱 장치, 좌대 구조물 및 천공장치의 구체적인 구성과 효과에 대하여 설명한다.

도 2a 및 도 2b에는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이싱 장치에서 케이싱(10)에 케이싱캡(20)이 설치되는 과정 및 케이싱캡(20)이 설치된 상태의 케이싱(10)을 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 또한, 도 2c 및 도 2d는 각각 도 2b의 A-A선과 B-B선에 따른 도면으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 케이싱캡(20)이 설치된 케이싱(10)의 개략적인 측단면도가 도시되어 있고, 도 2e에는 본 발명의 케이싱(10)이 삽입되는 모습을 보여주는 개략적인 측면도가 도시되어 있다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 케이싱(10)은 내부가 비어있고 축방향(길이방향) 양측 단부가 개구(開口)되어 있는 통(筒) 형상의 강관(鋼管)으로 이루어지며, 강관의 외주면에는 길이방향으로 케이싱(10)의 하부까지 연결되는 분사관(12)이 설치된다. 또한, 상기 케이싱(10)이 풍화암층에 안착되면, 상기 케이싱(10)의 상단부를 덮도록 상기 케이싱(10)의 상단부에는 케이싱캡(20)이 설치된다.

도 2a 내지 도 2d를 참조하여 상기 케이싱캡(20)의 일 실시예에 대한 구체적인 구성을 살펴보면, 상기 케이싱캡(20)은 케이싱(10)의 상부를 덮을 수 있는 상판(23)과, 상판(23)으로부터 하향 연장되는 측판(24)을 구비하여 상부와 둘레가 막히고 측판(24)의 하단면이 케이싱(10)의 상단면에 마주보고 면대면(面對面)으로 직접 접촉하는 뚜껑 형상으로 이루어지며, 외주면에는 인양고리(22)가 구비되어 있고, 상단면에 편심 방지용 빔(21)이 설치되어 있다. 도면에서와 같이 케이싱캡(20)의 측판(24)이 하단면이 케이싱(10)의 상단면에 면대면으로 직접 접촉하는 구조에 의하면, 케이싱캡(20)에 가해진 항타나 진동력이 케이싱(10)에 대부분 손실없이 전달되면서도 케이싱(10)의 원주 전체에 걸쳐 균일하게 전달됨으로써 케이싱(10)이 비뚤어지지 않고 곧바로 삽입되게 된다.

이와 같이, 상판(23)을 구비하여 상부가 막혀있고, 측판(24)을 통해 케이싱(10)의 상단면 전체에 접촉하도록 한 구성의 케이싱캡(20)을 이용할 경우, 진동 및 하중을 상기 케이싱캡(20)의 상판(23)과 측판(24)을 통해 케이싱(10)의 둘레 전체에 고르게 분산시킬 수 있으므로, 케이싱(10)이 기울어지는 것을 방지할 수 있다. 이때, 상기한 편심 방지용 빔(21)이 케이싱캡(20)의 상판(23)에 더 설치되는 경우, 상판(23) 대신에 편심 방지용 빔(21)을 이용하여 항타 장비나 진동 장비를 쉽게 고정할 수 있고 편심 방지용 빔(21)을 직접 항타하거나 진동을 가할 수 있으므로 케이싱캡(20) 및 케이싱(10)에 항타나 진동을 가하기가 용이해져서 케이싱(10)의 침하 공정을 한층 쉽게 수행할 수 있으며, 항타나 진동이 케이싱 캡(20) 및 케이싱(10)에 직접 가해지지 않아 케이싱캡(20) 및 케이싱(10)의 직접적인 손상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 진동 방지용 빔(21)에 가해진 진동과 하중은 케이싱캡(20)의 상판(23)과 측판(24)을 통해 분산되어 케이싱(10)의 둘레 전체에 균일하게 전달되므로 케이싱(10)의 편심을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.

도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 케이싱캡(20)의 외주면에는 인양고리(22)가 설치되어 있다. 상기 인양고리(22)에 크레인 등의 장비를 걸어 케이싱캡(20)을 들어 옮길 수 있으므로 케이싱(10)의 상단에 거치하기 용이하다.
한편, 도 2b 내지 도 2d에서는 상기 케이싱캡(20)의 측판(24) 하단면과 케이싱(10)의 상단면을 용접으로 결합시킨 형태로 도시하였으나, 이에 한정되지 아니하며 다양한 방법에 의하여 상기 케이싱캡(20)을 상기 케이싱(10)에 고정 할 수 있다. 도면에서와 같이, 케이싱캡(20)의 측판(24) 하단면과 케이싱(10)의 상단면을 용접으로 결합하는 경우에는, 항타나 진동을 가할 시 케이싱(10)으로부터 반발멱이 작용하더라도 케이싱캡(20)이 이탈되거나 들썩거리는 현상을 방지할 수 있고, 그에 따라 항타나 진동의 전달이 완벽하게 이루어지며 케이싱(10)의 삽입 작업을 쉽고 신속하게 수행할 수 있다.

또한, 도 2a, 도 2b 및 도 2d에 도시된 바와 같이, 전술한 분사관(12)들은 케이싱(10)의 외주에 등간격을 유지하여 배치되면서 케이싱(10)과 나란한 방향으로 설치되어 있다. 그리고 분사관(12)의 하단부에는 분사노즐(13)이 설치되어 있는데, 상기 분사노즐(13)을 통하여 고압의 유체(물 또는 공기)가 분사되면, 케이싱(10)의 아래쪽에 있는 토사, 모래, 자갈, 사석층, 풍화암층 등(이하의 설명 및 청구범위에서는 이들을 '토사'라고 통칭한다)을 세굴(洗掘)하기 때문에 케이싱(10)을 더욱 용이하게 침하시킬 수 있다. 또한 상기 분사관(12) 및 분사노즐(13)은 케이싱(10)의 원주 둘레에 동일한 간격을 유지하여 배치되므로 케이싱(10)의 하부를 균일하게 세굴할 수 있어 케이싱(10)의 편심을 방지할 수 있다.
도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 분사노즐(13)을 통해 분사관(12) 안으로 물이나 토사가 역류하는 것을 방지하기 위하여, 상기 분사노즐(13) 상단에는 체크 밸브(14)를 설치하는 것이 바람직하다. 한편, 케이싱(10)이 연암층에 더욱 용이하게 침하되도록, 상기 케이싱(10) 하단부를 뾰족한 첨단부(11) 형상으로 할 수도 있다.

도 2e에는 본 발명의 케이싱(10)이 관입되는 모습을 보여주는 개략적인 측면도가 도시되어 있는데, 상기 편심 방지용 빔(21)에 크레인을 연결하여 케이싱(10) 전체에 진동을 가하게 된다. 이때, 상기 케이싱(10) 몸체가 고정되지 않으면, 케이싱(10)이 수직을 유지할 수 없으므로, 도시된 바와 같이, 크레인의 고정대(4)에 연결된 가이드 부재(5)를 케이싱(10)의 몸체에 걸어 고정하고 진동을 가하는 것이 바람직하다.

도 3a는 케이싱(10)을 설치하고 굴착 등의 작업을 하기 위한 본 발명의 좌대 구조물(30)이 설치된 상태의 개략적인 사시도이고, 도 3b는 본 발명의 좌대 구조물(30)을 보여주는 개략적인 사시도이다. 도 3c 및 도 3d는 각각 본 발명의 좌대 구조물(30)이 케이싱(10)의 외주면에 설치된 구조를 보여주는 개략적인 사시도 및 저면도이며, 도 3e는 본 발명의 좌대 구조물(30)이 사용되는 모습을 보여주는 개략적인 측단면도이다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 좌대 구조물(30)은 케이싱(10)의 외주 주위에 설치된다. 본 발명의 좌대 구조물(30)은 상기 케이싱(10)의 상단부 외주면에 배치되어 수중 지반에 고정된다. 도 3e에서 보듯이 상기 좌대 구조물(30) 위에 항타, 천공, 콘크리트 타설 등을 위한 시공 장비를 올려놓고, 케이싱(10)의 침하 작업으로부터 콘크리트 타설 및 천공 작업 등을 할 수 있다. 이처럼, 본 발명의 좌대 구조물(30)에 의하면, 종래의 기술과는 달리, 케이싱(10)의 외주 주위에 적절한 작업 공간을 확보할 수 있고, 확보된 작업 공간에 시공 장비를 배치시킬 수 있으므로, 케이싱(10)의 편심을 더욱 완벽하게 방지하면서 시공을 수행할 수 있고, 항타, 천공 및 콘크리트 타설 등의 작업을 매우 쉽게 수행할 수 있으며, 더 나아가서는 가시설의 설치 비용이나 기간을 감축할 수 있게 된다.

이와 같은 좌대 구조물(30)은 도 3a 내지 도 3d에서 보듯이 일정 두께를 가지는 판(板) 모양의 데크(deck)(30a)를 다각형이나 원형 등의 형상으로 제작한 형태로 이루어질 수 있으며, 데크(30a)의 중앙에는 케이싱(10)이 삽입되도록 케이싱(10)의 외주면에 대응하는 크기의 중공(31)이 형성된다. 또한, 좌대 구조물(30)의 데크(30a)에는 보강파일(34)이 삽입ㆍ설치될 수 있도록 삽입공(33)을 형성할 수 있는데, 상기 삽입공(33)에는 데크(30a)를 제작할 때에 미리 슬리브(sleeve)를 삽입해 두면 보강파일(34)의 설치를 더욱 용이하게 할 수 있다. 보강파일(34)은 데크(30a)를 균일하게 지지하기 위하여 데크(30a)의 가장자리 즉, 모서리 부분이나 꼭지점 부분에 배치하는 것이 바람직하다. 상기 데크(30a)에 형성된 삽입공(33)을 통해 보강파일(34)을 삽입하여 지중에 직접 박거나 또는 지중에 박은 앵커와 텐션 레그를 걸어 고정한 다음, 상기 보강파일(34)과 상기 삽입공(33) 사이의 공간을 용접 처리하여 일체화할 수 있다. 이와 같이, 상기 보강파일(34)을 설치하여 상기 데크(30a)를 지지하게 되면, 상기 데크(30a) 위에 중량이 큰 장비를 올리더라도 데크(30a)의 편심이나 기울어짐을 방지할 수 있어, 더욱 안정적인 작업이 가능하다.

한편, 본 발명의 좌대 구조물(30)에 있어서, 데크(30a)는 자중을 줄이기 위하여 상판과 하판 사이가 비어있는 복공판 형식으로 제작될 수도 있는데, 이 경우에는 도 3b에 나타낸 바와 같이 복공판 내부에 브레이스(brace)(32)를 설치하여 강도를 보강하는 것이 바람직하다.

이러한 좌대 구조물(30)은 수축장치 등의 다양한 연결장치 및 연결방법에 의해 케이싱(10)을 구속하여 고정할 수 있다. 도 3c 내지 도 3e에는 케이싱(10)을 구속하여 고정하기 위한 연결장치(40a)의 일례로서, 데크(30a)의 하부에 유압 실린더(40)를 설치한 실시예가 도시되어 있다.
구체적으로, 좌대 구조물(30)을 아래에서 위로 올려다본 도 3c 및 도 3d를 참조하면, 데크(30a)의 하면에 유압 실린더(40)를 설치하고 해당 유압 실린더(40)를 케이싱(10)을 향해 작동시켜 케이싱(10)의 외주를 압력을 가해 누르면, 유압 실린더(40)를 매개하여 케이싱(10)이 좌대 구조물(30)에 견고하게 고정된다. 이 때, 상기 케이싱(10)의 외주면에 접촉하는 유압 실린더(40)의 단부에 완충부재(41)를 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 유압 실린더(40)의 설치를 용이하게 하기 위하여 상기 데크(30a)에 브라켓(42)을 설치하여 유압 실린더(40)를 고정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 상기 브라켓(42)은 유압 실린더(40)를 지지하는 역할 이외에도, 케이싱(10)의 외주면과 직접 연결하여, 케이싱(10)이 데크(30a)에 직접 고정되도록 할 수도 있다.
도 3e에 도시된 바와 같이, 케이싱(10)의 고정이 끝나면, 데크(30a) 위에 천공 장치(60)를 올려 케이싱(10) 내부를 굴착할 수 있으므로, 시설 규모가 크고 복잡한 가시설 없이도 작업을 용이하게 수행할 수 있다. 좌대 구조물(30) 위에는 도 3e에 예시한 천공 장치(60)뿐만 아니라, 항타 장비나 콘크리트 타설 장비 등도 올려 놓고 작업할 수 있는 것은 당연하다.

다음으로, 도 4a에는 케이싱(10)의 내부를 천공하는 천공장치(60)의 개략도가 도시되어 있고, 도 4b에는 상기 천공장치(60)의 로드(62) 중간에 체크 밸브(64)가 설치된 상태를 보여주는 도면이 도시되어 있다.

케이싱(10)을 연암층에 안착시킨 후에는 천공장치(60)를 이용하여 케이싱(10) 내부의 암반층을 원하는 심도까지 굴착한다. 도 4a에는 상기 케이싱(10) 상단에 지지대(50)를 설치하고, 그 위에 천공장치(60)를 올려놓은 상태의 측면도가 도시되어 있다. 상기 천공장치(60)는 도 3e에 도시된 것과 같이 좌대(30)에 올려져 천공 작업을 수행할 수도 있다.

상기 천공장치(60)에는 주로, 모터(61)에 의해 회전하는 로드(62)의 단부에 비트(또는 해머 비트)(63)가 구비되는데, 상기 비트(63)의 원활한 작동을 위해서는 굴착 과정에서 발생하는 토사 및 돌가루 등의 슬라임을 제거해야 한다. 상기 토사 등의 슬라임을 제거하기 위해서 비트(63)가 설치된 로드(62) 하단에는 비트(63) 아래 방향으로 고압의 공기나 액체와 같은 유체를 분사할 수 있는 노즐(분사공)이 형성된다. 본 발명에서는 비트(63)에 의해 굴착된 토사나 물 등이 노즐을 통하여 역류해 들어오는 것을 방지하기 위하여, 도 4b에서 보듯이 상기 로드(62)의 고압 유체 주입 통로(65)의 중간에 체크 밸브(64)를 설치한다. 상기 체크 밸브(64)는 유체의 흐름을 한 방향으로만 유도하는 것으로, 공급된 고압 유체의 압력이 낮으면 닫혀 고압 유체 주입 통로(65)를 폐쇄하므로 토사나 물이 역류해 들어오는 것을 방지할 수 있다. 또한, 도 4b에서 보듯이 체크 밸브(64)를 여러 개소에 간격을 두고 설치해 두면 역류를 몇 단계에 걸쳐 더욱 확실하게 차단할 수 있고, 더 나아가서는 체크 밸브(64)와 체크 밸브(64) 사이의 누설 여부도 쉽게 확인할 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 의해 케이싱을 침하시키는 모습을 보여주는 개략적인 단면도이다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이싱캡이 설치된 케이싱을 보여주는 개략적인 사시도이다.

도 2c 및 도 2d는 각각 도 2b의 A-A선과 B-B선에 따른 도면으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 케이싱캡이 설치된 케이싱의 개략적인 측단면도이다.

도 2e는 본 발명의 케이싱 장치가 설치되는 모습을 보여주는 개략적인 측면도이다.

도 3a는 케이싱에 본 발명의 좌대 구조물이 설치된 상태의 개략적인 사시도이다.

도 3b는 본 발명의 좌대 구조물을 보여주는 개략적인 사시도이다.

도 3c 및 도 3d는 각각 본 발명의 좌대 구조물이 케이싱 외주면에 설치되는 구조를 보여주는 개략적인 사시도 및 저면도이다.

도 3e는 본 발명의 좌대 구조물이 사용되는 모습을 보여주는 개략적인 측단면도이다.

도 4a는 케이싱의 내부를 천공하는 천공장치의 개략도이다.

도 4b는 로드 중간에 체크 밸브가 설치된 상태를 개략적으로 보여주는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 케이싱 12: 분사관 13 : 분사 노즐
20: 케이싱캡 21: 편심 방지용 빔 22: 견인 고리
23 : 상판 24: 측판

30: 좌대 구조물 30a: 데크 31: 중공
32: 브레이스 33: 삽입공 34: 보강파일
40a: 연결장치 40: 유압 실린더 41: 완충부재
42: 브라켓
60: 천공장치 61: 회전 모터 62: 로드
63: 비트 64: 체크 밸브
65: 고압 유체 주입 통로

Claims (6)

1. 수중 기초용 케이싱 장치로서,

   내부가 비어있고 축방향 양쪽 단부가 개구되어 있으며 하단면이 지반에 직접 마주하여 삽입되는 관 형상의 케이싱(10)과,

   상기 케이싱(10)의 상면에 설치되는 케이싱캡(20)을 포함하고;

   상기 케이싱캡(20)은,

   상부를 막는 상판(23)과, 상판(23)의 둘레로부터 하향 연장되고 하단면이 상기 케이싱(10)의 상단면에 마주보고 면대면(面對面)으로 직접 접촉하여 용접접합되는 측판(24)을 포함하며;

   상기 케이싱 캡(20)의 상판(23)의 상면에는, 케이싱 캡(20)의 상판(23)을 직접 타격하거나 진동시킴이 없이 케이싱캡(23)에 진동 및 하중을 가하고, 가해진 진동 및 하중이 케이싱캡(20)의 상판(23)과 측판(24)을 통하여 분산되어 케이싱(10)에 전달되도록 매개하는 편심 방지용 빔(21)이 더 설치되며;

   상기 케이싱(10)의 외주면에는, 케이싱(10)과 나란한 방향으로 복수의 분사관(12)이 둘레 방향으로 등간격을 유지하여 설치되고,

   상기 분사관(12)의 하단부에는, 분사관(12)에 주입된 고압의 유체를 분사하여 케이싱(10) 아래쪽의 토사를 세굴하기 위한 분사 노즐(13)이 구비되는 것을 특징으로 하는 수중 기초용 케이싱 장치.
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