KR101069382B1 - 바지선을 이용한 흙구조체 형성용 튜브 및 이의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해안의 연안지역에서의 흙구조체 형성용 튜브를 설치할 때, 바지선을 이동시키면서 흙구조체 형성용 튜브의 시공위치에 맞게 고정시킨 후, 관체 형상의 토목섬유튜브의 개구부가 개방되도록 바지선에 고정시킨 상태에서 개구부를 통해 토사의 충진재를 토목섬유튜브 내부로 신속하면서도 양호하게 충진하여 흙구조체 형성용 튜브를 제작할 수 있으므로 시공과정이 용이하면서 안정성을 확보함과 아울러 공기를 단축시켜 경제성을 향상시킬 뿐만 아니라 간조시에 기초지반이 드러나는 경우와 드러나지 않은 경우를 차별화하여 흙구조체 형성용 튜브를 기초지반에 설치하므로 시공성을 향상시킬 수 있는 바지선을 이용한 흙구조체 형성용 튜브 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

Description

바지선을 이용한 흙구조체 형성용 튜브 및 이의 시공방법{Geotextile tube system and its construction method thereof by using barges}

본 발명은 바지선을 이용한 흙구조체 형성용 튜브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연안지역에서 흙구조체 형성용 튜브를 설치할 때, 바지선을 이동시키면서 흙구조체 형성용 튜브의 시공위치에 맞게 고정시킨 후, 관체 형상의 토목섬유튜브의 개구부가 개방되도록 바지선에 고정시킨 상태에서 개구부를 통해 토사의 충진재를 토목섬유튜브 내부로 신속하면서도 양호하게 충진하여 흙구조체 형성용 튜브를 제작할 수 있는 바지선을 이용한 흙구조체 형성용 튜브 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 토목섬유튜브(geotextile tubes)는 폴리에틸렌(PET)이나 폴리프로필렌(PP) 등의 고분자 합성섬유로 직조한 거대한 포대이며, 이 내부에 물과 함께 모래를 펌핑하여 충진함으로써, 수중제방, 호안 보호 및 연약지반 등을 보강하는 건설공사에 많이 사용되고 있는 실정이다.

그러나 상기 토목섬유튜브는, 양단부가 봉합된 튜브의 개구부를 통해 모래를 투입하였으나, 다량의 물과 소량의 모래를 함께 펌핑하여 주입하므로 모래의 투입시간이 길고, 투입 후, 토사에서 물이 빠져나가 구조물이 안정화되는데 많은 시간이 소요되므로 시공기간이 늘어나는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위해 본 건 출원인은 특허 제0933073호로 흙구조체 형성용 튜브 및 이의 설치방법을 등록받은 바 있다.

선 등록된 특허는, 양단부가 봉합된 관체의 개구부에 접합부를 설치한 후, 관체를 가지지부로 수용하여 변형을 방지하는 구성으로 육상에서의 제작은 용이하나, 해안의 연안지역에는 설치 및 과정이 어려운 문제점 즉, 육상작업과는 달리 해상 또는 갯벌에서는 접근성이 떨어지고 지반이 불량하여 장비선택, 자재운반, 공법 등에 많은 제약이 따르는 문제점이 있었다.

이에 상술한 바와 같은 종래의 제반 결함을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 해안의 연안지역에서 대향하는 바지선에 토목섬유튜브의 단부를 각각 설치하고, 설치된 토목섬유튜브에 충진재를 용이하게 충진하여 시공할 수 있으므로 공기를 단축시킬 수 있는 바지선을 이용한 흙구조체 형성용 튜브 및 이의 시공방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 해안의 연안지역에 하나 또는 한 쌍의 바지선과 프레임을 이용하여 연안지역에 흙구조체를 용이하게 시공할 수 있도록 하는 흙구조체 형성용 튜브 및 이의 시공방법을 제공함에 있다.

본 발명 흙구조체 형성용 튜브는,

양단부가 봉합되면서 중앙에 길이방향으로 개구부가 형성된 토목섬유튜브와;

상기 토목섬유튜브의 변형을 방지하도록 '∩' 형상으로 적어도 하나 이상 연결되는 강성의 프레임과;

상기 각 프레임을 대각선으로 연결하여 변형을 방지하는 강재와;

상기 개구부를 통해 토목섬유튜브 내부에 준설토, 토사, 암석, 흙 및 시멘트에 고화재가 혼합되어 충진되는 충진재와;
상기 강성의 프레임에 설치되어 수중에서 프레임의 무게를 감소시키도록 부력을 발휘하는 폰툰을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명 흙구조체 형성용 튜브의 시공방법은,

포크레인과 같은 작업장비 및 토사가 쌓인 바지선을 흙구조체 형성용 튜브가 설치된 지점으로 이동하는 단계와;

흙구조체 형성용 튜브의 토목섬유튜브를 강재가 대각선으로 연결된 강성의 프레임 내부에 설치하는 단계와;
상기 강성의 프레임 측부에 수중에서 부력을 발휘하는 폰툰을 설치하는 단계와;

상기 토목섬유튜브가 설치된 강성의 프레임을 흙구조체 형성용 튜브가 설치된 지점의 해안에 투입하는 단계와;

해안에 투입된 토목섬유튜브에 충진재를 충진한 후, 개구부를 봉합하여 흙구조체 형성용 튜브를 형성하는 단계와;

상기 토목섬유튜브를 감싼 강성의 프레임을 인발하는 단계와;

상기 강성의 프레임이 인발되면서 흙구조체 형성용 튜브가 기초지반에 설치되는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 바지선에 대량의 토사의 충진재 및 인발,토공장비를 위치시킨 상태에서 바지선을 해안의 연안지역 즉, 흙구조체 형성용 튜브의 시공위치로 이동시킨 후, 토목섬유튜브에 충진재를 충진시켜 흙구조체 형성용 튜브를 설치하므로, 시공과정이 용이하면서 안정성을 확보함과 아울러 공기를 단축시켜 경제성을 향상시킬 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

또한 본 발명에 의하면, 해안의 연안지역에 하나 또는 한 쌍의 바지선을 이용하여 기초지반이 드러나는 경우와 드러나지 않은 경우를 차별화하여 흙구조체 형성용 튜브를 기초지반에 설치하므로 시공성을 향상시킬 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 사시도
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 시공과정도
도 3a 내지 도 3c는 도 2의 흙구조체 형성용 튜브에 흙구조체 형성용 튜브를 적층하는 시공과정도
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 다른 실시예의 시공과정도
도 5a 내지 도 5d는 도 4의 흙구조체 형성용 튜브에 흙구조체 형성용 튜브를 적층하는 시공과정도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 사시도이다.

본 발명 흙구조체 형성용 튜브(100)는, 양단부가 봉합되면서 중앙에 길이방향으로 개구부(111)가 형성된 토목섬유튜브(110)가 구성되고, 상기 토목섬유튜브(110)의 변형을 방지하도록 '∩' 형상으로 적어도 하나 이상 연결되는 강성의 프레임(120)이 구성되며, 상기 각 프레임(120)을 대각선으로 연결하여 변형을 방지하는 강재(130)가 구성되고, 상기 개구부(111)를 통해 토목섬유튜브(110) 내부에 준설토, 토사, 암석, 흙 및 시멘트에 고화재가 혼합되어 충진되는 충진재(140)가 구성되며, 상기 강성의 프레임(120)에 설치되어 수중에서 프레임(120)의 무게를 감소시키도록 부력을 발휘하는 폰툰(150)을 포함하여 구성된다.

삭제

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 시공과정을 설명한다.

먼저, 간조시, 기초지반이 드러나지 않는 해안의 연안지역에 흙구조체 형성용 튜브(100)를 설치하려면, 도 2a 내지 도 2e에 도시된 바와 같이, 하나 이상 강성의 프레임(120)에 대각선으로 강재(130)로 연결함과 아울러 상기 프레임(120)에 폰툰(150)(pontoon)을 설치한 후, 상기 강성의 프레임(120) 내부에 양단부가 봉합되면서 개구부(111)가 개구된 관체 형상의 토목섬유튜브(110)를 설치한다.

여기서 상기 토목섬유튜브(110)는 강성의 프레임(120)에서 이탈되지 않으면서 관체 형상을 유지할 수 있도록 별도의 끈과 같은 고정부재(미도시)로 고정되는 것이 바람직하다.

상기 고정부재(미도시)에 의해 토목섬유튜브(110)가 프레임(120) 내부에 고정되면, 상기 프레임(120)을 인양장비의 작동으로 토사의 충진재(140)가 적재된 바지선(200)에 이동하여 안착시킨 후, 상기 바지선(200)을 흙구조체 형성용 튜브(100)가 설치될 지점으로 이동한다.

상기 바지선(200)은 바닷물의 만조시에 이동하는 것이 바람직하나, 간조시에도 수심의 영향을 받지 않으면, 이동이 가능하며, 흙구조체 형성용 튜브(100)는 간조시에 설치하는 것이 바람직하다.

상기 바닷물의 간조시, 바지선(200)에 안착된 프레임(120)을 인양장비의 작동으로 인양시킨 후, 바닷물에 투입하는데, 상기 프레임(120)과 강재(130)의 무게에 의해 프레임(120)이 연약의 기초지반에 발생하는 침하문제는, 수중에서 부력을 발휘하는 폰툰(150)을 프레임(120)에 설치하여 프레임(120)과 강재(130)의 무게 감소를 유도하므로 연약의 기초지반에 침하되는 문제를 해결할 수 있는 것이다.

또한, 상기 프레임(120)의 상단부 및 토목섬유튜브(110)의 개구부(111)는 바닷물 수위보다 높게 위치하는 것이 바람직하다.

상기 프레임(120)이 폰툰(150)에 의해 기초지반의 상면으로 안착되면서 바닷물 수위보다 높은 위치로 상기 프레임(120)의 상단부 및 토목섬유튜브(110)의 개구부(111)가 위치하면, 상기 개구부(111)를 통해 바지선(200)에 적재된 토사의 충진재(140)를 충진한 후, 개구부(111)를 봉합하면서 흙구조체 형성용 튜브(100)의 제작을 완료하게 된다.

상기의 과정으로 흙구조체 형성용 튜브(100)가 형성되면, 인양장비를 이용하여 프레임(120)을 상부로 이동시키는데, 상기 프레임(120)이 흙구조체 형성용 튜브(100)로부터 이탈됨과 동시에 상기 흙구조체 형성용 튜브(100)의 양단부가 퍼지도록 변형되면서 연약의 기초지반에 설치된다.

또한, 상기 흙구조체 형성용 튜브(100)가 설치되면, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 흙구조체 형성용 튜브(100) 상면에 토목섬유튜브(110)가 고정부재(미도시)로 고정된 프레임(120)을 안착시킨 상태에서, 상기 토목섬유튜브(110)의 개구부(111)를 통해 토사의 충진재(140)를 충진하고 봉합하여 흙구조체 형성용 튜브(100')를 제작한다.

상기 흙구조체 형성용 튜브(100')의 제작 후, 인양장비를 통해 프레임(120)을 인양하면, 흙구조체 형성용 튜브(100')의 양단부가 퍼지도록 변형되면서 흙구조체 형성용 튜브(100) 상면에 설치되며, 이의 과정을 반복하여 다수의 흙구조체 형성용 튜브를 적층하여 설치할 수 있는 것이다.

또한, 간조시, 기초지반이 드러나는 해안의 연안지역에 흙구조체 형성용 튜브(100)를 설치하려면, 도 4a 내지 도 4d에 도시된 바와 같이, 포크레인과 같은 장비의 작동으로 토사의 충진재(140)를 바지선(200a)(200b)에 적재시킨 상태에서 만조시에, 상기 바지선(200a)(200b)을 흙구조체 형성용 튜브(100)가 설치될 지점으로 이동한다.

상기 흙구조체 형성용 튜브(100)가 설치될 지점으로 바지선(200a)(200b)이 이동하면, 상기 바지선(200a)(200b)은 수심이 감소하는 동안 흙구조체 형성용 튜브(100)가 설치되는 시공위치에 대향하게 위치시킨 상태에서 윈치와 닻을 이용하여 위치를 고정시킨다.

상기 시공위치에 대향하게 위치한 바지선(200a)(200b) 사이에 양단부가 봉합되면서 개구부(111)가 개구된 관체 형상의 토목섬유튜브(110)를 설치하고, 상기 토목섬유튜브(110)의 개구부(111)를 통해 바지선(200a)(200b)에 적재된 토사의 충진재(140)를 충진한 후, 개구부(111)를 봉합하면서 흙구조체 형성용 튜브(100)의 제작을 완료하게 된다.

상기의 과정으로 흙구조체 형성용 튜브(100)가 형성되면, 만조시에 부유되는 바지선(200a)(200b)을 흙구조체 형성용 튜브(100)로부터 이탈시킨다. 이때, 상기 바지선(200a)(200b)이 이탈됨과 동시에 흙구조체 형성용 튜브(100)의 양단부가 퍼지도록 변형되면서 연약한 기초지반 위에 설치된다.

상기 연약한 기초지반 위에 설치된 흙구조체 형성용 튜브(100)에 흙구조체 형성용 튜브(100')를 적층하려면, 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 흙구조체 형성용 튜브(100)의 상면에 흙구조체 형성용 튜브(100')의 하부 및 측부프레임(220)을 지지하는 하부프레임(210)을 설치하는데, 상기 하부프레임(210)은 상기 흙구조체 형성용 튜브(100) 단부에 안착부재(211)가 안착되면서 수평판(212)을 보강부재(213)로 보강한다.

상기 하부프레임(210)에 측부프레임(220)을 안착시켜 고정시키는데, 상기 측부프레임(220)은 상기 하부프레임(210)의 수평판(212)에 사재(222)가 보강하는 수직판(221)을 고정시킨 후, 상기 측부프레임(220)의 수직판(221) 및 흙구조체 형성용 튜브(100) 상면으로 흙구조체 형성용 튜브(100')의 토목섬유튜브(110)를 밀착시킨 상태에서 상기 토목섬유튜브(100)의 개구부(111)를 통해 토사의 충진재(140)를 충진하고 봉합하여 흙구조체 형성용 튜브(100')를 제작한다.

상기 흙구조체 형성용 튜브(100')의 제작 후, 흙구조체 형성용 튜브(100')를 지지하는 측부프레임(220)과 하부프레임(210)을 해체하면, 흙구조체 형성용 튜브(100')의 양단부가 퍼지도록 변형되면서 흙구조체 형성용 튜브(100) 상면에 설치되며, 이의 과정을 반복하여 다수의 흙구조체 형성용 튜브를 적층하여 설치할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명은, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100: 흙구조체 형성용 튜브 110: 토목섬유튜브
120: 강성의 프레임 130: 강재
140: 충진재 150: 폰툰
200: 바지선 210: 하부프레임
220: 측부프레임

Claims (7)

1. 양단부가 봉합되면서 중앙에 길이방향으로 개구부가 형성된 토목섬유튜브와;
   상기 토목섬유튜브의 변형을 방지하도록 '∩' 형상으로 적어도 하나 이상 연결되는 강성의 프레임과;
   상기 각 프레임을 대각선으로 연결하여 변형을 방지하는 강재와;
   상기 개구부를 통해 토목섬유튜브 내부에 준설토, 토사, 암석, 흙 및 시멘트에 고화재가 혼합되어 충진되는 충진재와;
   상기 강성의 프레임에 설치되어 수중에서 프레임의 무게를 감소시키도록 부력을 발휘하는 폰툰을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 흙구조체 형성용 튜브.
   
2. 삭제
3. 포크레인과 같은 작업장비 및 토사가 쌓인 바지선을 흙구조체 형성용 튜브가 설치된 지점으로 이동하는 단계와;
   흙구조체 형성용 튜브의 토목섬유튜브를 강재가 대각선으로 연결된 강성의 프레임 내부에 설치하는 단계와;
   상기 강성의 프레임 측부에 수중에서 부력을 발휘하는 폰툰을 설치하는 단계와;
   상기 토목섬유튜브가 설치된 강성의 프레임을 흙구조체 형성용 튜브가 설치된 지점의 해안에 투입하는 단계와;
   해안에 투입된 토목섬유튜브에 충진재를 충진한 후, 개구부를 봉합하여 흙구조체 형성용 튜브를 형성하는 단계와;
   상기 토목섬유튜브를 감싼 강성의 프레임을 인발하는 단계와;
   상기 강성의 프레임이 인발되면서 흙구조체 형성용 튜브가 기초지반에 설치되는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 흙구조체 형성용 튜브의 시공방법.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 기초지반에 설치된 흙구조체 형성용 튜브 상면에 적층되는 토목섬유튜브가 설치된 강성의 프레임을 투입하여 안착시키는 단계와;
   상기 흙구조체 형성용 튜브 상면에 안착된 토목섬유튜브 내부로 충진재를 충진한 후, 개구부를 봉합하여 적층되는 흙구조체 형성용 튜브를 형성하는 단계와;
   상기 토목섬유튜브를 감싼 강성의 프레임을 인발하는 단계와;
   상기 강성의 프레임이 인발되면서 흙구조체 형성용 튜브가 기초지반에 설치된 흙구조체 형성용 튜브에 적층되는 단계를 포함하며,
   상기의 단계를 반복하여 흙구조체 형성용 튜브를 적층하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 흙구조체 형성용 튜브의 시공방법.
   
5. 삭제
6. 포크레인과 같은 작업장비 및 토사 쌓인 하나 이상의 바지선을 만조시에 흙구조체 형성용 튜브가 설치될 지점으로 이동하는 단계와;
   이동된 하나 이상의 바지선을 흙구조체 형성용 튜브 간격으로 이격되게 설치하는 단계와;
   간조시에 대향하는 한 쌍의 바지선 사이에 양단부가 봉합되면서 개구부가 개방된 토목섬유튜브를 관체 형상으로 설치하는 단계와;
   설치된 토목섬유튜브 내부에 충진재를 충전한 후, 개구부를 봉합하여 흙구조체 형성용 튜브를 형성하는 단계와;
   만조시에 상기 흙구조체 형성용 튜브에서 대향하는 바지선을 분리하는 단계와;
   상기 바지선이 분리되면서 흙구조체 형성용 튜브가 기초지반에 설치되는 단계와;
   상기 기초지반에 설치된 흙구조체 형성용 튜브 상면에 적층되는 흙구조체 형성용 튜브의 하부를 지지하는 하부프레임을 설치하는 단계와;
   상기 하부프레임 양단에 적층되는 흙구조체 형성용 튜브의 측부를 지지하는 측부프레임을 설치하는 단계와;
   상기 측부프레임에 관체 형상의 토목섬유튜브를 설치하는 단계와;
   설치된 토목섬유튜브 내부에 충진재를 충진한 후, 개구부를 봉하여 적층되는 흙구조체 형성용 튜브를 형성하는 단계와;
   상기 흙구조체 형성용 튜브에 적층되는 흙구조체 형성용 튜브가 형성되면, 측부프레임 및 하부프레임을 해체하는 단계를 포함하며,
   상기의 단계를 반복하여 흙구조체 형성용 튜브를 적층하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 흙구조체 형성용 튜브의 시공방법.
   
   
7. 삭제

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