KR101236542B1

KR101236542B1 - 자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법

Info

Publication number: KR101236542B1
Application number: KR1020120061259A
Authority: KR
Inventors: 박호성; 박정환; 윤인상; 주재규
Original assignee: 삼보이엔씨 주식회사
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2013-02-22

Abstract

자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법이 개시되며, 상기 자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법은 (a) 선상에 크레인이 배치되고 일측에 자켓 프레임이 설치된 메인 바지선이 파일 설치 예정 지점에 상기 자켓 프레임이 대응되도록 배치되는 단계; (b) 핀파일을 통해 상기 자켓 프레임을 고정한 다음 상기 자켓 프레임을 상기 메인 바지선으로부터 분리하는 단계; (c) 상기 자켓 프레임 상에 하나 이상의 케이싱가이드가 배치되는 단계; (d) 상기 케이싱가이드를 통해 임시케이싱이 설치되는 단계; (e) 상기 임시케이싱에 굴착기가 삽입되어 지면을 굴착해 굴착공을 형성하는 단계; 및 (f) 상기 굴착공에 파일을 설치하는 단계를 포함하되, 상기 (a) 단계 내지 상기 (d) 단계는 상기 메인 바지선에 의해 수행되고, 상기 자켓 프레임은 연결구조체에 의해 상기 메인 바지선에 설치된다.

Description

자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법{METHOD FOR PILING WORKS USING SELF JIG JACKET PILEFRAME}

본원은 자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법에 관한 것이다.

최근의 눈부신 산업 성장에 힘입어 국가 기간시설의 확충이 요구되면서 항만, 컨테이너 하역장, 교량, 해상송유관 등의 수상구조물이 활발히 건설되는 추세에 있다.

특히, 해상송유관은 해상에서 유조선과 제티(Jetty)를 잇는 구조물인 바, 쿠웨이트와 같은 중동 지역에서는 생산된 원유를 유조선을 이용하여 각국으로 수출하는데, 유조선의 규모가 큰 경우, 유조선 선체의 크기, 흘수 등을 고려하면, 유조선이 제티에 접안할 수 없는 경우가 있다. 이에 따라, 해상에 유조선이 정박할 수 있는 버스(Berth)를 건설하고, 버스에 정박하는 유조선과 제티를 연결하는 트레슬(Trestle)을 건설한 후 트레슬 상에 해상송유관을 설치하여 버스에 정박한 유조선에 원유를 공급한다.

이와 같은 트레슬을 비롯한 수상구조물을 설치하기 위해 파일기초 시공이 이루어지는데, 이러한 파일기초의 시공을 안정적으로 수행하기 위해 자켓 프레임(가이드프레임)이 설치된다. 종래의 자켓 프레임 설치 방법은 크게 다음의 두 가지 방법으로 나눌 수 있다.

우선, 수상에서 핀파일 다수개를 항타하여 해저면에 고정시키고 그 핀파일과 핀파일 사이를 H빔(H Beam)으로 연결하여 자켓 프레임을 현장 제작할 수 있다. 이러한 방법은 수상에서 자켓 프레임을 직접 제작 설치하므로 작업이 용이하지 않고 공사 기간 및 공사비를 많이 소요하게 되며, 공사 완료 후 자켓 프레임의 철거 또한 쉽지 않아 시공효율이 떨어진다는 문제점이 있었다.

또한, 육상에서 자켓 프레임을 미리 제작한 후 기제작된 자켓 프레임을 수상으로 운반하여 설치하는 방법이 있다. 이 방법은 자켓 프레임을 운반 및 설치하기 위해 다수의 선박(예를 들면 자켓 프레임을 싣고 파일 설치 예정 지점으로 운반하는 선박, 운반된 자켓 프레임을 수상으로부터 부양시키기 위해 크레인을 구비한 선박, 부양된 자켓 프레임을 핀파일을 이용하여 고정시키는 작업을 위한 선박 등)이 필요하기 때문에 공사 기간 및 공사비가 많이 소요되는 문제점이 있었다. 아울러, 상하좌우로의 불규칙적인 흔들림이 심한 수상에서 다수의 선박 간의 유기적인 조율이 정확하게 이루어지기 어려웠다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 최소의 선박만으로 작업을 수행할 수 있도록 하여, 파일 설치를 위한 사전 작업을 수행하기 위해 다수의 선박이 필요하던 종래의 수상 파일기초 시공 방식에 비해 공사 기간을 크게 단축하고, 인력 및 장비의 소요를 줄임으로써 비용 절감을 통한 경제성을 증대시킬 수 있으며, 해상 기후 변화에 용이하게 대처할 수 있는 자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1 측면에 따른 자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법은, (a) 선상에 크레인이 배치되고 일측에 자켓 프레임이 설치된 메인 바지선이 파일 설치 예정 지점에 상기 자켓 프레임이 대응되도록 배치되는 단계; (b) 핀파일을 통해 상기 자켓 프레임을 고정한 다음 상기 자켓 프레임을 상기 메인 바지선으로부터 분리하는 단계; (c) 상기 자켓 프레임 상에 하나 이상의 케이싱가이드가 배치되는 단계; (d) 상기 케이싱가이드를 통해 임시케이싱이 설치되는 단계; (e) 상기 임시케이싱에 굴착기가 삽입되어 지면을 굴착해 굴착공을 형성하는 단계; 및 (f) 상기 굴착공에 파일을 설치하는 단계를 포함하되, 상기 (a) 단계 내지 상기 (d) 단계는 상기 메인 바지선에 의해 수행되고, 상기 자켓 프레임은 연결구조체에 의해 상기 메인 바지선에 설치될 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 크레인이 구비되어 파일 설치를 위한 사전 작업을 수행하는 메인 바지선의 일측에 자켓 프레임을 설치하여 파일 설치 예정 지점으로 이동하고, 핀파일에 대하여 자켓 프레임을 고정 설치함으로써, 자켓 프레임을 설치하기 위해 다수의 선박이 아니라 메인 바지선만을 이용할 수 있어, 공사 기간이 단축되고 인력 및 비용 소요가 크게 절감될 수 있다.

특히, 메인 바지선과 자켓 프레임은 연결구조체를 통해 결합되기 때문에, 자켓 프레임을 메인 바지선에 고정시킨 후 핀파일을 설치할 수 있어서, 상하좌우로의 불규칙적인 흔들림이 심한 수상에서 자켓 프레임의 설치가 용이하다.

또한, 연결구조체의 체결 해제를 통해 메인 바지선과 자켓 프레임의 결합이 해제될 수 있어서 자켓 프레임이 메인 바지선과는 별개로 단독적인 독립 구조체로 자립할 수 있고, 이에 따라, 해상 기후 조건에 변화가 발생할 때, 자켓 프레임만 남겨두고 메인 바지선은 육상, 물양장 등으로 피항할 수 있어 파일기초 시공에 있어서 해상 기후 변화에 용이하게 대처할 수 있다.

또한, 파일기초 시공이 완료된 후 자켓 프레임이 연결구조체에 의해 메인 바지선에 다시 설치될 수 있어, 자켓 프레임의 해체가 용이하며, 메인 바지선에 자켓 프레임을 다시 설치한 후 다른 파일 설치 예정 지점으로의 이동이 용이할 수 있다.

파일 설치 예정 지점에서 설정된 위치에 대하여 자켓 프레임 상에 케이싱가이드가 배치되기 때문에 파일이 관입되는 임시케이싱 및 케이싱가이드의 위치 변화가 필요한 시공 상의 변화에 용이하게 대처할 수 있어 시공의 자유도를 높일 수 있다.

도 1내지 도 8은 본원의 일 실시예에 따른 자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법을 단계적으로 나타낸 개략적인 개념도이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 콘크리트를 타설하는 단계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 본원의 일 실시예에 따른 자켓 프레임을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 11은 본원의 일 실시예에 따른 케이싱가이드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 12는 자켓 프레임 상에 케이싱가이드, 임시케이싱 및 파일이 배치되는 것을 설명하기 위한 개념도이다.
도 13은 연결구조체를 나타낸 입체도이다.
도 14는 본원의 일 실시예에 따른 자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법의 순서도이다.
도 15는 본원의 일 실시예에 따른 자켓 프레임을 핀파일에 고정하는 단계의 순서도이다.
도 16은 본원의 다른 실시예에 따른 자켓 프레임을 핀파일에 고정하는 단계의 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 “이들의 조합”의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.

참고로, 본원의 실시예에 관한 설명 중 방향이나 위치와 관련된 용어(상측, 하측 등)는 도면에 나타나 있는 각 구성의 배치 상태를 기준으로 설정한 것이다. 예를 들어 도 2 를 보았을 때 전반적으로 위쪽이 상측, 아래쪽이 하측 등이 될 수 있다.

본원은 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법에 관한 것이다.

우선, 본원의 일 실시예에 따른 자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법(이하 '본 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법'라 함)에 대해 설명한다.

도 1 및 도 14를 참조하면, 본 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법은 선상에 크레인(110)이 배치되고 일측에 자켓 프레임(200)이 설치된 메인 바지선(100)이 파일 설치 예정 지점에 자켓 프레임(200)이 대응되도록 배치되는 단계(S100)를 포함한다.

파일 설치 예정 지점은 시공 계획에 의해 결정되고, GPS(Global Positioning System)를 이용하여 메인 바지선(100)을 파일 설치 예정 지점에 배치할 수 있다.

메인 바지선(100)은 셋팅바지선일 수 있다. 따라서, 조류의 흐름에도 메인 바지선(100)이 흔들리지 않고 위치가 고정될 수 있도록, 도 1에 나타난 바와 같이, 메인 바지선(100)의 사방에 앵커(103)와 체인(101)을 구비하여 앵커(103)가 지면(10)에 고정되도록 함으로써, 메인 바지선(100)을 인장 결속시켜 메인 바지선(100)이 수상에서 고정될 수 있다. 셋팅바지선 이외에도 잭업바지선 등이 메인 바지선(100)으로 사용될 수 있다.

또한, 메인 바지선(100) 선체는 철제로 제작된 사각형 형태의 선박일 수 있으며, 상부 갑판은 평탄한(flat) 구조일 수 있다. 상부 갑판에 크레인(110)이 배치될 수 있는데, 크레인(110)은 상부 갑판에서 소정의 이동을 할 수 있게 하여, 크레인(110)이 수행하는 작업이 용이하게 할 수 있다.

크레인(110) 외에도 메인 바지선(100)의 선상에는 핀파일(250), 보조부재(270), 케이싱가이드(300), 임시케이싱(400) 등이 적재되어 자켓 프레임(200)을 설치하고, 케이싱가이드(300)를 배치하며, 임시케이싱(400)을 설치하는데 있어서, 메인 바지선(100) 한 대로 수행할 수 있다.

그리고, 자켓 프레임(200)은 도 10에 나타난 바와 같이, 다수 개의 핀파일가이드(210)와 핀파일가이드(210)를 상호 연결하는 연결프레임(220)으로 구성될 수 있다. 뿐만 아니라, 도 3에 나타난 바와 같이, 작업의 편의를 위해 연결프레임(220)의 외측을 따라 그레이팅부재(225)를 포함할 수 있다.

이러한 자켓 프레임(200)은 연결구조체(130)에 의해 메인 바지선(100)에 설치된다.

예시적으로 도 13을 참조하면, 연결구조체(130)는 메인 바지선(100)의 일측에 구비되는 제1 핀결합부(131), 자켓 프레임(200)의 일측에 구비되고 제1 핀결합부(131)와 맞물리는 제2 핀결합부(133) 및 제2 핀결합부(133)가 제1 핀결합부(131)에 대해 횡 방향을 축으로 회전 가능하도록 힌지 결합되는 핀부재(135)를 포함할하는 힌지구조체로 형성될 수 있다.

이렇게 연결구조체(130)가 힌지구조체로 형성됨으로써, 해상의 파도 등으로 인한 부분적인 높이 변화에 대응하여 소정의 각도만큼 회전될 수 있어 변형이나 파손이 방지될 수 있으며, 이와 동시에 자켓 프레임(200)을 바지선(100)에 평면 방향에 대해 일정 범위 이내로 고정해둘 수 있다.

한편, 연결구조체(130)는 고정핀(135)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 핀결합부(131) 및 제2 핀결합부(133)에는 제1 핀결합부(131)와 제2 핀결합부(133)가 맞물렸을 때, 고정핀(135)이 관통할 수 있는 관통 홀이 각각 형성될 수 있다.

제1 핀결합부(131)에 제2 핀결합부(133)가 맞물리고, 제1 핀결합부(131)의 관통 홀과 제2 핀결합부(133)의 관통 홀을 고정핀(135)이 관통함으로써, 제2 핀결합부(133)는 제1 핀결합부(131)에 대해 횡 방향을 축으로 회전하지 않고 제1 핀결합부(131)에 고정될 수 있다. 또한, 고정핀(135)이 관통 홀 내에서 헛도는 것을 방지하기 위해 도 13에 나타난 바와 같이, 고정부재(137)가 구비될 수 있다. 이에 따라 제2 핀결합부(133)가 구비된 자켓 프레임(200)은 메인 바지선(100)의 일측에 설치될 수 있다.

그리고 고정핀(135)을 관통 홀에서 제거하면 제2 핀결합부(133)는 제1 핀결합부(131)와 이격될 수 있고, 이에 따라, 연결구조체(130)는 결합이 해제될 수 있다.

또한, 도 2 및 도 14를 참조하면, 본 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법은 핀파일(250) 통해 자켓 프레임(200)을 고정한 다음 자켓 프레임(200)을 메인 바지선(100)으로부터 분리하는 단계(S200)를 포함한다.

구체적으로, S200 단계는 도 15를 참조하면, 핀파일(250)이 크레인(110)에 의해 자켓 프레임(200)의 핀파일가이드(210)에 삽입되는 단계(S220), 핀파일가이드(210)에 삽입된 핀파일(250)이 지면(10)에 고정되는 단계(S240), 핀파일가이드(210)에 핀파일(250)이 고정되는 단계(S260) 및 연결구조체(130)의 결합 해제를 통해 메인 바지선(100)으로부터 자켓 프레임(200)이 분리되는 단계(S250)를 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 자켓 프레임(200)은 수면(4)의 상측으로 이격되어 메인 바지선(100)의 일측에 설치되어 있을 수 있다. 도 1 및 도 13을 참조하면, 전술한 바와 같이, 제1 핀결합부(131), 제2 핀결합부(133) 및 제1 핀결합부(131)의 관통 홀과 제2 핀결합부(133)의 관통 홀을 관통하는 고정핀(135)에 의해 자켓 프레임(200)은 메인 바지선(100)의 일측에 설치되는데, 제2 핀결합부(133)가 제1 핀결합부(131)에 맞물려 고정됨으로써, 자켓 프레임(200)은 수평방향 및 상하방향에 대해 고정될 수 있다.

이때 도 1 및 도 13을 참조하면, 자켓 프레임(200)은 연결구조체(130)를 통해 핀 고정된 상태로 메인 바지선(100)의 일측 면과 맞닿아 지지됨으로써, 안정적으로 지지 고정될 수 있다.

이에 따라, 자켓 프레임(200)의 수평방향 및 상하방향이 메인 바지선(100)에 의해 고정되어 있는데, 수평방향 및 상하방향이 고정되어 있는 자켓 프레임(200)의 핀파일가이드(210)에 핀파일(250)을 삽입하고 고정함으로써, 조류로 인하여 상하좌우로의 불규칙적인 흔들림이 심한 수상에서도 용이하게 핀파일(250)이 핀파일가이드(210)에 삽입될 수 있다

핀파일(250)을 지면(10)에 고정시키는 단계(S240)에서는, 크레인(110)에 진동 해머(Vibratory Hammer)를 구비하여 고정시킬 수 있다. 이에 따라, 도 2에 나타난 바와 같이, 핀파일(250)은 샌드(sand)층(2)에 고정될 수도 있지만, 암석(Rock)층(3)에 관입되어 고정될 수도 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 연결구조체(130)에서 고정핀(135)을 관통 홀에서 제거함으로써, 연결구조체(130)를 결합 해제하여 자켓 프레임(200)을 메인 바지선(100)으로부터 분리하는 단계(S280)를 수행할 수 있다.

그리고 핀파일(250)을 핀파일가이드(210)에 삽입하는 단계(S220), 삽입된 핀파일(250)이 지면(10)에 고정되는 단계(S240)는 모두 메인 바지선(100)의 선상에 배치된 크레인(110)에 의해 단계적으로 이루어질 수 있고, 이러한 과정을 통하여 메인 바지선(100) 한 대 만으로 자켓 프레임(200)을 수상에 설치할 수 있다.

또는, S200 단계는 도 16을 참조하면, 자켓 프레임(200)이 수평방향에 대해서 고정된 후 상하방향에 대해 핀파일(250)에 고정 설치되는 것일 수 있다.

이에 따라, S200 단계는 다음 단계를 포함할 수도 있다. 도 16을 참조하면, 핀파일(250)이 크레인(110)에 의해 자켓 프레임(200)의 핀파일가이드(210)에 삽입되는 단계(S210), 핀파일가이드(210)에 삽입된 핀파일(250)이 지면(10)에 고정되는 단계(S230), 연결구조체(130)의 결합 해제를 통해 메인 바지선(100)으로부터 자켓 프레임(200)이 분리되는 단계(S250), 자켓 프레임(200)이 크레인(110)에 의해 핀파일가이드(210)에 삽입된 핀파일(250)을 따라 수면(4)의 상측으로 부양되는 단계(S270), 자켓 프레임(200)이 부양된 상태에서 핀파일가이드(210)에 핀파일(250)이 고정되는 단계(S290)를 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 자켓 프레임(200)은, 메인 바지선(100)에 수평방향 및 상하방향으로 고정된 자켓 프레임(200)에 핀파일(250)을 고정함으로써 설치될 수 있다. 하지만, 조수간만의 차 등으로 인해 해수면의 높이에 변화가 있을 때, 메인 바지선(100)의 일측에 설치된 자켓 프레임(200)에 핀파일(250)을 삽입한 후, 자켓 프레임(200)과 메인 바지선(100)의 결합을 연결구조체(130)의 결합해제를 통해 분리시키고, 크레인(110)을 이용하여 자켓 프레임(200)을 상하방향으로 이동시킨 후, 핀파일(250)을 고정함으로써, 해수면의 높이 변화에 용이하게 대처할 수 있다.

이때, 자켓 프레임(200)의 수평방향 위치는 연결구조체(130)에 의해 메인 바지선(100)에 고정되어 있고, 자켓 프레임(200)이 메인 바지선(100)과 분리된 후에는 핀파일가이드(210)에 삽입된 핀파일(250)에 의해 수평방향이 고정되고, 상하방향은 크레인(110)에 의해 고정되기 때문에, 조류로 인한 상하좌우로의 불규칙적인 흔들림이 심한 수상에서도 핀파일(250)이 핀파일가이드(210)에 안정적으로 삽입될 수 있다.

즉, S200 단계에서 핀파일(250)을 통해 자켓 프레임(200)을 고정한다는 것은, 메인 바지선(100)에 의해 수평방향 및 상하방향이 고정되어 있는 자켓 프레임(200)의 핀파일가이드(210)에 용접 등을 통해 핀파일(250)을 고정하는 것을 의미할 수도 있고(도 15 참조), 메인 바지선(100)에 의해 수평방향으로 고정되어 있는 자켓 프레임(200)의 핀파일가이드(210)에 핀파일(250)을 삽입한 후 자켓 프레임(200)과 메인 바지선(100)을 분리시켰을 때, 자켓 프레임(200)이 핀파일(250)에 의해 수평방향으로 고정된 상태에서, 크레인(110)을 이용하여 핀파일(250)을 따라 상하방향으로 이동시킨 후 용접 등을 통해 핀파일(250)에 고정하는 것을 의미할 수도 있다(도 16 참조).

S230 단계도 S240단계와 마찬가지로, 핀파일(250)이 지면(10)에 고정될 때, 크레인(110)에 진동 해머(Vibratory Hammer)가 구비되어 고정될 수 있다. 또한, 도 2에 나타난 바와 같이, 핀파일(250)은 샌드(sand)층(2)에 고정될 수도 있지만, 암석(Rock)층(3)에 관입되어 고정될 수도 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 연결구조체(130)에서 고정핀(135)을 관통 홀에서 제거함으로써, 연결구조체(130)를 결합 해제하여 자켓 프레임(200)을 메인 바지선(100)으로부터 분리하는 단계(S250)를 수행할 수 있다.

그리고 핀파일(250)을 핀파일가이드(210)에 삽입하는 단계(S210), 삽입된 핀파일(250)이 지면(10)에 고정되는 단계(S230) 및 자켓 프레임(200)을 수면(4)의 상측으로 부양시키는 단계(S270)는 모두 메인 바지선(100)의 선상에 배치된 크레인(110)에 의해 단계적으로 이루어질 수 있고, 이러한 과정을 통하여 메인 바지선(100) 한 대 만으로 자켓 프레임(200)을 수상에 설치할 수 있다.

전술한 바와 같이, 종래의 자켓 프레임 설치 방법은, 수상에서 자켓 프레임을 직접 제작 설치하거나, 다수의 선박(예를 들면 자켓 프레임을 싣고 파일 설치 예정 지점으로 운반하는 선박, 운반된 자켓 프레임을 수상으로부터 부양시키기 위해 크레인을 구비한 선박, 부양된 자켓 프레임을 핀파일을 이용하여 고정시키는 작업을 위한 선박 등)을 이용하여 육상에서 기제작된 자켓 프레임을 파일 설치 예정 지점으로 옮겨 설치하는 것이 었다.

그런데, 수상에서 자켓 프레임을 직접 제작 설치하는 방법의 경우는 공사 기간 및 공사비를 많이 소요하며, 공사 완료 후 자켓 프레임의 철거가 쉽지 않아 시공효율이 떨어졌으며, 다수의 선박을 이용하여 기제작된 자켓 프레임을 파일 설치 예정 지점으로 옮겨 설치하는 방법의 경우에는 다수의 선박과 다수의 크레인이 필요함으로써, 공사 기간 및 공사비가 많이 소요된다는 문제점이 있었다.

그러나 본 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법에 의하면, 선상에 크레인(110)이 배치되고, 핀파일(250), 케이싱가이드(300), 보조부재(270) 등이 적재된 메인 바지선(100) 한 대의 일측에 자켓 프레임(200)을 설치하여 파일 설치 예정 지점으로 이동함으로써, 한 대의 크레인(110)과 한 대의 메인 바지선(100)만으로 자켓 프레임(200)을 설치함으로써, 공사 기간 및 공사비의 낭비를 줄일 수 있어, 경제적 및 시간적으로 효율성을 높여서 파일(500)을 설치할 수 있다.

그리고, 메인 바지선(100)과 자켓 프레임(200)은 연결구조체(130)를 통해 결합되어 있기 때문에, 고정된 자켓 프레임(200)에 핀파일(250)을 설치할 수 있어 상하좌우로의 불규칙적인 흔들림이 심한 수상에서 자켓 프레임(200)의 설치가 용이하다. 나아가, 도 16을 참조하면, 핀파일(250)을 통해 자켓 프레임(200)을 수평 방향에 대하여 고정한 상태에서 연결구조체(130)를 결합 해제함으로써, 자켓 프레임(200)을 메인 바지선(100)으로부터 분리하여 수평 방향에 대해서는 고정된 상태로 안정적으로 수직 방향으로 이동시킬 수 있어, 해수면의 높이 변화에 용이하게 대처하면서 자켓 프레임(200)을 보다 용이하게 설치할 수 있다.

또한, 설치된 자켓 프레임(200)이 연결구조체(130)의 결합 해제를 통해 용이하게 메인 바지선(100)으로부터 분리될 수 있어서, 자켓 프레임(200)이 메인 바지선(100)과는 별개로 독립구조체로 자립할 수 있어 본 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법의 자켓 프레임(200)은 자립형 지그 자켓 프레임(Self Jig Jacket Pileframe: SJP)이라 할 수 있다.

구체적으로, 도 2를 참조하면, 자켓 프레임(200)이 파일 설치 예정 지점에 설치될 때는 메인 바지선(100)의 일측에 자켓 프레임(200)이 설치되어 있지만, 자켓 프레임(200)이 설치된 후에는, 도 4를 참조하면, 메인 바지선(100)으로부터 자켓 프레임(200)이 분리되어 메인 바지선(100)과 자켓 프레임(200)이 이격되어 있을 수 있고, 독립구조체로 자리잡은 자켓 프레임(200) 상에서 파일기초 시공이 이루어질 수 있다.

이와 같이, 본 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법에 의하면, 선박의 일측에 설치된 자켓프레임(200)을 파일 설치 예정 지점에 배치한 후 핀파일(250)을 통해 고정시키고 연결구조체(130)의 결합 해제를 통해 메인 바지선(100)으로부터 분리시킴으로써, 독립구조체로 자립할 수 있다. 이를 통해 파일기초 시공 중에 풍랑, 스콜 등이 발생할 경우 메인 바지선(100)은 육상, 물양장 등으로 피항할 수 있어 해상 기후 조건 변화에 능동적으로 대처할 수 있다.

또한, 파일기초 시공이 완료된 후 자켓 프레임(200)이 연결구조체(130)에 의해 메인 바지선(100)에 다시 설치될 수 있어, 자켓 프레임(200)의 해체가 용이하며, 메인 바지선(100)에 자켓 프레임(200)을 다시 설치한 후 다른 파일(500) 설치 예정 지점으로의 이동이 용이할 수 있다.

또한, 도 14를 참조하면, 본 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법은 자켓 프레임(200) 상에 하나 이상의 케이싱가이드(300)가 배치되는 단계(S300)를 포함한다.

구체적으로, 케이싱가이드(300)가 설정된 위치(310)에 설치될 수 있도록 자켓 프레임(200) 상에 복수 개의 보조부재(270)를 배치하고, 보조부재(270)에 의해 지지되도록 케이싱가이드(300)를 설치할 수 있다.

보조부재(270)는 에이치빔(H Beam)이 이용될 수 있는데, 도 3의 (b) 및 도 3의 (c)에 나타난 바와 같이, 케이싱가이드(300)가 설치될 때, 보조부재(270)에 의해 케이싱가이드(300)가 지지되도록, 케이싱가이드(300)가 설치될 설정된 위치 (310)에 대하여 자켓 프레임(200)의 연결프레임(220) 사이를 가로지르면서 연결프레임(220)상에 배치될 수 있다.

여기서, 설정된 위치라 함은 파일(500)이 시공 계획 시 설정해 둔 위치에 시공될 수 있도록 케이싱가이드(300)가 이에 대응하게 설치되는 위치를 의미할 수 있다.

도 11의 (a)를 참조하면, 케이싱가이드(300)는 후술할 임시케이싱(400)이 삽입되는 홀(321)이 형성된 가이드몸체(320) 및 가이드몸체(320)의 외주에 구비되는 지지부재(330)를 포함하며, 지지부재(330)는 보조부재(270) 상에 얹힐 수 있다.

즉, 지지부재(330)가 보조부재(270) 상에 얹힘으로써, 보조부재(270)가 배치된 자켓 프레임(200)의 최상층에 케이싱가이드(300)가 배치될 수 있고, 이에 따라, 도 12에 나타난 바와 같이, 자켓 프레임(200) 상에 케이싱가이드(300)가 배치되고, 케이싱가이드(300)를 관통하여 임시케이싱(400)이 설치되며, 임시케이싱(400)을 통해 파일(500)이 설치될 수 있다.

도 11의 (b)에 나타난 바와 같이, 가이드몸체(320)의 종단면은 소정의 각을 가지고 기울어진 형태일 수 있으며, 지지부재(330)는 이러한 가이드몸체(320)의 외주에 구비되되, 가이드몸체(320)의 상부 및 하부에 구비될 수 있으며, 기울어진 형태인 가이드몸체(320)의 기울어진 방향에 대하여 역방향으로 가이드몸체(320)를 지탱하는 부속부재(335)를 더 구비할 수 있다.

또한, 가이드몸체(320)가 갖는 소정의 각을 통해 파일(500)도 소정의 각을 가지도록 설치될 수 있는데, 파일(500) 및 파일(500) 상에 설치되는 구조물의 내진 설계를 위해 이 소정의 각을 이용할 수 있다.

또한, 도 3의 (a)를 참조하면, 사전 작업(S100 및 S200)을 마친 후, 자켓 프레임(200) 내에는 복수 개의 설정된 위치(310)가 있을 수 있다. 이때, 복수 개의 설정된 위치(310)를 둘 이상으로 그루핑하여 각 그룹에 대하여 개별적으로 파일 설치 작업(S300 내지 S600)이 수행되게 할 수 있다.

여기서, 설정된 위치(310)라 함은 시공 계획 시에 파일(500)이 시공될 위치로 미리 정해둔 위치를 의미할 수 있다.

도 3의 (b) 및 도 3의 (c)를 참조하면, 제1 설정된 위치(311) 및 제3 설정된 위치(313)를 제1 그룹으로, 제2 설정된 위치(312) 및 제4 설정된 위치(314)를 제2 그룹으로 묶어서, 제1 그룹에 대해 파일 설치 작업(S300 내지 S600)을 개별적으로 먼저 수행한 후 제2 그룹에 대하여 파일 설치 작업(S300 내지 S600)을 개별적으로 수행할 수 있다.

예를 들면, 도 3의 (b)에 나타난 바와 같이, 제1 설정된 위치(311) 및 제3 설정된 위치(313)에 대해 케이싱가이드(300)를 먼저 배치하고, 제1 설정된 위치(311) 및 제3 설정된 위치(313)에서 파일 설치 작업(S300 내지S600)을 개별적으로 수행할 수 있다. 제1 그룹에 대한 파일 설치 작업(S300 내지 S600)이 완료되면 도 3의 (c)에 나타난 바와 같이, 제2 그룹에 대해 케이싱가이드(300)를 배치하고 파일 설치 작업(S300 내지 S600)을 수행할 수 있다.

여기에서 말하는 개별적으로 수행된다는 것은 다음과 같을 수 있다. 예를 들어 도 3의 (b)를 참조하면, 제1 그룹 내에서 제1 설정된 위치(311) 및 제3 설정된 위치(313)에 대해 케이싱가이드(300)를 배치한 후, 제1 설정된 위치(311) 및 제 3 설정된 위치(313) 각각에 대하여 파일 설치 작업(S300 내지 S600)이 수행될 수 있다. 예시적으로, 제1 설정된 위치(311)에서 케이싱가이드(300)가 배치된 이후의 파일 설치 작업(S300 내지 S600)이 완료되고 난 다음에 제3 설정된 위치(313)에서의 파일 설치 작업(S300 내지 S600)이 완료되는 방식으로 케이싱가이드(300) 배치 이후의 공정은 제1 설정된 위치(311) 및 제3 설정된 위치(313) 각각에 대해 순차적으로 진행될 수 있다.

다른 예로는, 제1 설정된 위치(311)에서는 굴착공(30)에 파일이 설치되는 단계(S600)가 수행될 때, 제3 설정된 위치(313)에서는 케이싱가이드(300)를 통해 임시케이싱(400)이 설치되는 단계(S400)가 수행되고 있을 수 있다. 또는, 제1 설정된 위치(311)에서 임시케이싱(400)에 굴착기(410)가 삽입되어 지면을 굴착해 굴착공을 형성하는 단계(S500)가 수행될 때, 제3 설정된 위치(313)에 대해 케이싱가이드(300)가 배치되는 단계(S300)가 수행되는 것을 의미할 수도 있다.

이러한 방법을 통해 파일 설치 작업(S300 내지 S600)이 수행되고 있는 설정된 위치(310)에 대해 인접한 설정된 위치(310)에서 수행되고 있는 파일 설치 작업(S300 내지 S600)의 간섭을 최소화 할 수 있다.

구체적으로, 복수 개의 설정된 위치(310) 상에 일괄적으로 케이싱가이드(300)를 배치한다면, 제1 설정된 위치(311) 상에 배치되는 보조부재(270)와 제2 설정된 위치(312) 상에 배치되는 보조부재(270)의 배치 영역이 중첩되고, 제1 설정된 위치(311) 상에서 수행되는 작업과 제2 설정된 위치(312) 상에서 수행되는 작업이 서로 불필요한 영향을 주고 받을 수 있는데, 본 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법은 설정된 위치(310)에 한하여 시공자의 임의대로 케이싱가이드(300)를 배치할 수 있다.

종래의 자켓 프레임 설치 방법 중 수상에서 자켓 프레임을 직접 제작 설치하는 방법은 설치되는 파일에 대한 작업 간의 간섭을 최소화할 수 있고, 시공의 자유도가 높긴 하지만, 공사 완료 후 자켓 프레임의 철거가 쉽지 않아 시공효율이 떨어졌으며, 육상에서 기제작된 자켓 프레임을 옮겨 설치하는 방법은 자켓 프레임이 미리 제작되어 있기 때문에, 파일기초 시공에 있어서, 다소간의 오차가 있는 경우 파일이 관입되는 삽입공간의 변경이 어려워 시공의 자유도가 떨어졌다.

그러나 본 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법에 의하면, 전술한 바와 같이, 공사 기간을 단축시키고 공사비를 절약할 수 있으며, 조류로 인한 상하좌우로의 불규칙적인 흔들림이 심한 수상에서 자켓 프레임(200)의 설치가 용이하게 이루어질 수 있으며, 자켓 프레임(200)의 해체도 용이할 수 있었다. 뿐만 아니라, 파일 설치 예정 지점에서 설정된 위치(310)에 대하여 자켓 프레임(200) 상에 케이싱가이드(300)가 배치되기 때문에 파일(500)이 관입되는 임시케이싱(400) 및 케이싱가이드(300)의 위치 변화가 필요한 시공 상의 변화에 용이하게 대처할 수 있어 시공의 자유도를 높일 수 있다.

또한, 도 4 및 도 14를 참조하면, 본 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법은 케이싱가이드(300)를 통해 임시케이싱(400)이 설치되는 단계(S400)를 포함한다.

케이싱가이드(300)를 관통한 임시케이싱(400)은 지면(10)에 관입할 수 있다. 이때, 임시케이싱(400)은 암석층(3) 내부로 관입할 수 있다.

그리고 이 작업을 수행하면서 크레인(110)을 이용하여 임시케이싱(400)을 부양시켜 케이싱가이드(300)에 관통시킨 후, 크레인(110)에 진동 해머를 구비하여 임시케이싱(400)를 항타함으로써, 지면(10)에 관입시킬 수 있다.

즉, 본 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법에 의하면, 자켓 프레임(200)을 설치하는 단계(S100 및 S200), 자켓 프레임(200) 상에 하나 이상의 케이싱가이드(300)를 배치하는 단계(S300) 및 케이싱가이드(300)를 통해 임시케이싱(400)을 설치하는 단계(S400)를 모두 메인 바지선(100) 한 대에 의해 수행할 수 있다.

또한, 도 5 및 도 14를 참조하면, 본 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법은 임시케이싱(400)에 굴착기(410)가 삽입되어 지면(10)을 굴착해 굴착공(30)을 형성하는 단계(S500)를 포함한다.

이때, 굴착기(410)는 RCD 공법을 수행하는 역순환 굴착 장치일수 있다.

굴착기(410)가 역순환 굴착 장치라면, 구체적으로, 도 5에 나타난 바와 같이, 굴착기(410)를 임시케이싱(400) 상단에 배치하고, 굴착기(410)의 드릴파이프(413) 말단에 구비된 로터리테이블(411)을 임시케이싱(400) 내부에 관입시켜 지면(10)을 굴착할 수 있다. 이 때, 로터리테이블(411)이 지면(10)의 굴착되는 부분까지 근접할 수 있도록 드릴파이프(413)는 연직 방향으로 복수 개 연결되어 구비될 수 있고, 이를 통하여 굴착기(410)의 전체 길이를 늘릴 수 있다.

또한, 로터리테이블(411)로 지면(10)을 굴착하는 과정에서 굴착된 굴착토가 물과 섞인 상태인 슬라임을 배출할 수 있는 배출통로가 드릴파이프(413)의 중심축을 따라 형성되어 있어 굴착된 슬라임이 외부로 배출될 수 있다.

그리고, 드릴파이프(413)의 외주에 복수 개의 스태빌라이저(415)가 상호 이격되도록 구비될 수 있다. 스태빌라이저(415)는 굴착기(410)가 굴착할 때, 임시케이싱(400)의 내주 또는 굴착되는 부분의 측면에 접하여 굴착기(410)를 안정적으로 클램핑(지지)하는 역할을 한다.

굴착기(410)로 지면(10)을 굴착한 후, 마저 제거되지 못하고 남은 슬러리를 제거하여 굴착공(30)을 형성할 수 있고, 굴착공(30)을 형성한 후 굴착공의 지름, 깊이, 형태 등을 파악하여 후술할 파일(500)이 설치되기에 적합한지 테스트할 수 있다.

또한, 도 6 및 도 14를 참조하면, 본 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법은 굴착공(30)에 파일(500)을 설치하는 단계(S600)를 포함한다.

이때, 설치되는 파일(500)은 강관파일일 수 있다. 강관파일은 재질의 강성이 좋기 때문에 어떤 방향에서 하중을 가해도 높은 지지력을 보인다. 또한, 종류 및 사이즈가 많아 설계에 편리하며 현장 용접이 용이하기 때문에 사용 능률이 높다.

또한, 파일(500)은 부식이 방지되도록 외주에 코팅부를 포함할 수 있다.

예를 들어, 해상에서 파일(500)이 설치된다면, 파일(500)은 해저의 지면(10)에 고정되어 상부의 구조물을 지지하도록 설치되기 때문에 산화분위기 또는 부식성 분위기에 노출될 수 있다. 이 때, 파일(500)의 외주에 해수에 의해 잠기는 영역에 코팅부를 포함함으로써, 파일(500)의 수명을 연장시킬 수 있다.

구체적으로, 도 6에 나타난 바와 같이, 굴착공(30)에 파일(500)을 삽입할 수 있다. 그 후, 도 7에 나타난 바와 같이, 콘크리트 배치 플랜트(510)를 통해 파일(500)의 외주와 굴착공(30)의 내주 사이에 콘크리트(600)를 타설하고, 임시케이싱(400)을 제거한 후, 콘크리트 배치 플랜트를 통해 파일(500)의 내부에 콘크리트(600)가 충진되도록 콘크리트(600)를 타설할 수 있다.

도 9의 (a)에 나타난 바와 같이, 굴착공(30)에 파일(500)을 삽입한 후, 파일(500)이 굴착공(30) 및 임시케이싱(400)의 중심 축에서 벗어나지 않도록, 센트럴라이저(590)를 구비할 수 있다. 센트럴라이저(590)는 파일(500)의 외주와 임시케이싱(400)의 내주 사이에 구비되어 파일(500)이 임시케이싱(400) 내부에서 움직이는 것을 막거나, 중심 축에 고정되도록 할 수 있다.

도 9의 (a)에 나타난 바와 같이, 파일(500)의 외주와 굴착공(30)의 내주 사이에 콘크리트(600)를 타설할 때, 콘크리트 배치 플랜트(510)의 콘크리트호스(511)와 연결된 콘크리트파이프(513)를 파일(500)의 외주와 굴착공(30)의 내주 사이에 삽입하여 콘크리트(600)를 타설함으로써, 콘크리트호스(511) 및 콘크리트파이프(513)를 이용할 수 있다.

이 때, 파일(500)의 외주와 굴착공(30)의 내주 사이에 타설되는 콘크리트(600)는 굴착공(30)의 깊이에 대응될 수 있는데, 여기서 말하는 굴착공(30)의 깊이에 대응되는 콘크리트(600)의 타설이라 함은, 암석층의 표면(11)에 대응되는 부분까지 콘크리트(600)를 타설하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 암석층의 표면(11)에 대응된다는 것은 파일(500)의 외주와 굴착공(30)의 내주 사이에 콘크리트(600)를 타설할 때, 암석층의 표면(11)보다 여유치를 두어 약간 더 높은 수준으로 콘크리트(600)를 타설하는 것을 의미할 수 있다.

또한, 파일(500)의 외주와 굴착공(30)의 내주 사이에 콘크리트(600)를 타설한 후 파일(500)이 타설된 콘크리트(600)와 밀착될 수 있도록 크레인(110)에 진동 해머를 구비하여 파일(500)을 일정 수준으로 항타할 수 있다.

그 후 도 9의 (b)에 나타난 바와 같이, 임시케이싱(400)을 제거하고, 콘크리트 배치 플랜트를 통해 파일(500)의 내부에 콘크리트(600)를 타설할 수 있는데, 전술한 바와 같이, 이때도, 콘크리트 배치 플랜트(510)의 콘크리트호스(511)와 연결된 콘크리트파이프(513)를 파일(500)의 내부에 삽입하여 콘크리트(600)를 타설할 수 있다.

콘크리트(600)를 타설할 때, 파일(500)의 외주와 굴착공(30)의 내주 사이에 콘크리트(600)를 타설하는 콘크리트 배치 플랜트(510)와 파일(500)의 내부에 콘크리트(600)를 타설하는 콘크리트 배치 플랜트는 같은 콘크리트 배치 플랜트일 수도 있고, 다른 콘크리트 배치 플랜트일 수도 있다.

또한, 콘크리트(600)를 타설할 때, 일괄적으로 타설하면 파일(500)의 외주와 굴착공(30)의 내주 사이 및 파일(500)의 내부에 타설된 콘크리트(600)가 경화되지 않을 수 있고 소정의 수화열 발생으로 인한 강도 저하가 생길 수도 있기 때문에, 단계적으로, 콘크리트(600)를 나누어 타설하고 양생하는 것이 바람직하다.

또한, 콘크리트(600)의 타설이 완료되면 파일(500)의 두부를 정리하는 작업을 할 수 있다. 파일(500)의 설치가 완료되면, 파일(500) 상에 구조물이 설치되는데, 이 때, 구조물 하부에 설치된 복수 개의 파일(500) 간의 높이를 균일하게 하기 위해 파일(500)을 커팅하거나, 파일(500)의 내부에 타설된 콘크리트(600)를 커팅할 수 있다.

파일(500)의 외주와 굴착공(30)의 내주 사이에 콘크리트(600)를 타설할 때, 콘크리트(600)의 타설을 용이하게 하기 위해 도 6에 및 도 7에 나타난 바와 같이, 파일(500)을 굴착공(30)에 삽입한 후, 임시플랫폼(700)을 임시케이싱(400) 상단에 설치할 수 있다. 임시플랫폼(700)은 임시케이싱(400)이 제거될 때 함께 제거될 수 있다.

또한, 케이싱가이드(300)는 파일(500)을 설치하는 단계(S600)에서 임시케이싱(400)이 제거될 때 함께 제거되거나 파일(500)의 내부에 콘크리트(600)가 충진된 이후에 제거될 수 있다.

본 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법은 자켓 프레임(200)의 범위 내에서 파일(500)의 설치가 완료되면, 자켓 프레임(200) 및 핀파일(250)을 해체하는 단계(S700)를 더 포함할 수 있다.

이때, 연결구조체(130)를 이용하여 자켓 프레임(200)을 메인 바지선(100)의 일측에 설치하고, 핀파일(250)을 제거함으로써, 자켓 프레임(200) 및 핀파일(250)을 해체(S700)할 수 있다.

자켓 프레임(200)의 범위 내에서 파일(500)의 설치가 완료되고, 자켓 프레임(200) 및 핀파일(250)을 해체(S700)함으로써, 메인 바지선(100)이 배치되었던 파일 설치 예정 지점에서의 파일기초 시공(S100 내지 S700)이 완료되면, 다른 파일 설치 예정 지점으로 이동하여 파일기초 시공(S100 내지 S700)을 반복할 수 있다.

또한, 본 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법은 전술한 바와 같이 파일기초 시공(S100 내지 S700)을 완료한 후 설치된 파일(500) 상에 벤트가 설치되는 단계(S800)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 벤트는 파일(500)의 두부를 크로스 빔(cross beam)으로 이어 맞춘 구조체로서, 벤트의 상단에는 해상송유관의 배치를 위한 구조물이 시공될 수 있다.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 메인 바지선 110: 크레인
130: 연결구조체 131: 제1 핀결합부
133: 제2 핀결합부 135: 고정핀
200: 자켓 프레임 210: 핀파일가이드
250: 핀파일 270: 보조부재
300: 케이싱가이드 310: 설정된 위치
311: 제1 설정된 위치 312: 제2 설정된 위치
313: 제3 설정된 위치 314: 제4 설정된 위치
320: 가이드몸체 321: 홀
330: 지지부재 335: 부속부재
400: 임시케이싱 410: 굴착기
415: 스태빌라이저 500: 파일
510: 콘크리트 배치 플랜트 511: 콘크리트호스
513: 콘크리트파이프 590: 센트럴라이저
600: 콘크리트 700: 임시플랫폼
1: 실트층 2: 샌드층
3: 암석 층 10: 지면
4: 수면 11: 암석층의 표면
30: 굴착공 220: 연결프레임

Claims

자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법에 있어서,
(a) 선상에 크레인이 배치되고 일측에 자켓 프레임이 설치된 메인 바지선이 파일 설치 예정 지점에 상기 자켓 프레임이 대응되도록 배치되는 단계;
(b) 핀파일을 통해 상기 자켓 프레임을 고정한 다음 상기 자켓 프레임을 상기 메인 바지선으로부터 분리하는 단계;
(c) 상기 자켓 프레임 상에 하나 이상의 케이싱가이드가 배치되는 단계;
(d) 상기 케이싱가이드를 통해 임시케이싱이 설치되는 단계;
(e) 상기 임시케이싱에 굴착기가 삽입되어 지면을 굴착해 굴착공을 형성하는 단계; 및
(f) 상기 굴착공에 파일을 설치하는 단계를 포함하되,
상기 (a) 단계 내지 상기 (d) 단계는 상기 메인 바지선에 의해 수행되고,
상기 자켓 프레임은 연결연결구조체에 의해 상기 메인 바지선에 설치되며,
상기 연결구조체는
상기 메인 바지선의 일측에 구비되는 제1 핀결합부;
상기 자켓 프레임의 일측에 구비되고 상기 제1 핀결합부와 맞물리는 제2 핀결합부; 및
상기 제2 핀결합부가 상기 제1 핀결합부에 대해 횡 방향을 축으로 회전 가능하도록 힌지 결합되는 핀부재를 포함하는 것인 자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법.
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제1항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
(b1) 상기 핀파일이 상기 크레인에 의해 상기 자켓 프레임의 핀파일가이드에 삽입되는 단계;
(b2) 상기 핀파일가이드에 삽입된 상기 핀파일이 지면에 고정되는 단계;
(b3) 상기 핀파일가이드에 상기 핀파일을 고정하는 단계; 및
(b4) 상기 연결구조체의 결합 해제를 통해 상기 메인 바지선으로부터 상기 자켓 프레임을 분리하는 단계를 포함하는 것인 자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법.
제1항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
상기 자켓 프레임을 수평 방향에 대해서 고정한 다음 상하방향에 대해 상기 핀파일에 고정 설치하는 것이고,
(b1) 상기 핀파일이 상기 크레인에 의해 상기 자켓 프레임의 핀파일가이드에 삽입되는 단계;
(b2) 상기 핀파일가이드에 삽입된 상기 핀파일이 지면에 고정되는 단계;
(b3) 상기 연결구조체의 결합 해제를 통해 상기 메인 바지선으로부터 상기 자켓 프레임을 분리하는 단계;
(b4) 상기 자켓 프레임이 상기 크레인에 의해 상기 핀파일가이드에 삽입된 상기 핀파일을 따라 수면의 상측으로 부양되는 단계; 및
(b4) 상기 자켓 프레임이 부양된 상태에서 상기 핀파일가이드에 상기 핀파일을 고정하는 단계를 포함하는 것인 자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법.
제1항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
(c1) 상기 케이싱가이드가 설정된 위치에 설치될 수 있도록 상기 자켓 프레임 상에 복수 개의 보조부재를 배치하는 단계; 및
(c2) 상기 보조부재에 의해 지지되도록 상기 케이싱가이드를 설치하는 단계를 포함하는 것인 자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법.
제5항에 있어서,
상기 케이싱가이드는 상기 임시케이싱이 삽입되는 홀이 형성된 가이드몸체 및 상기 가이드몸체의 외주에 구비되는 지지부재를 포함하되,
상기 지지부재가 상기 보조부재 상에 얹히는 것인 자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법.
제1항에 있어서,
상기 (d) 단계에서,
상기 임시케이싱은 상기 케이싱가이드를 관통해 지면에 관입하는 것인 자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법.
제1항에 있어서,
상기 (e) 단계에서,
상기 굴착기는 역순환 굴착 장치인 것인 자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법.
제1항에 있어서,
상기 (f) 단계는,
(f1) 상기 굴착공에 상기 파일을 삽입하는 단계;
(f2) 콘크리트 배치 플랜트를 통해 상기 파일의 외주와 상기 굴착공의 내주 사이에 콘크리트를 타설하는 제1차 콘크리팅 단계;
(f3) 상기 임시케이싱을 제거하는 단계; 및
(f4) 콘크리트 배치 플랜트를 통해 상기 파일의 내부에 콘크리트가 충진되도록 콘크리트를 타설하는 제2차 콘크리팅 단계를 포함하는 것인 자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 구조물 시공 방법.
제9항에 있어서
상기 케이싱가이드는 상기 (f3) 단계에서 상기 임시케이싱과 함께 제거되거나 상기 (f4)단계 이후에 제거되는 것인 자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 구조물 시공 방법.
제9항에 있어서,
상기 (f2) 단계는,
상기 굴착공의 깊이에 대응되도록 콘크리트를 타설하는 것인 자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 구조물 시공 방법.
제1항에 있어서,
상기 파일은 부식이 방지되도록 외주에 코팅부를 포함하는 것인 자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 구조물 시공 방법.
제1항에 있어서,
상기 파일 설치 예정 지점에 설치될 파일이 복수 개인 경우,
상기 (c) 단계 내지 상기 (f) 단계는 상기 복수 개의 파일이 설치될 설정된 위치를 둘 이상으로 그루핑하여 각 그룹에 대하여 개별적으로 수행되는 것인 자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법.
제1항에 있어서,
상기 자켓 프레임의 범위 내에서 상기 파일의 설치가 완료된 후,
(g) 상기 자켓 프레임 및 상기 핀파일을 해체하는 단계를 더 포함하는 것인 자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 파일기초 시공 방법.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계에서,
상기 메인 바지선은 셋팅바지선이고,
상기 파일 설치 예정 지점에서 파일기초 시공이 완료되면, 다른 파일 설치 예정 지점으로 이동하여 상기 (a) 단계 내지 (f) 단계를 반복하는 것인 자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 구조물 시공 방법.
제1항에 있어서,
(h) 상기 파일 상에 벤트가 설치되는 단계를 더 포함하는 자립형 지그 자켓 프레임을 이용한 수상 구조물 시공 방법.