KR101386626B1 - 소파구조물의 케이슨 및 이를 이용한 안벽, 방파제, 호안 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항만 기술분야 중 파랑 에너지의 소산이 효율적으로 이루어지면서도 내구성이 향상된 구조를 갖는 소파구조물의 케이슨에 관한 것으로, 기초층의 상부에 설치되는 소파 구조물의 케이슨으로서, 전방으로 볼록한 기둥 형상의 몸체 상기 몸체의 내부를 가로지르는 전방측 격벽과 후방측 격벽 사이에 형성되는 중앙 격실 및 상기 몸체의 전방 외벽과 전방측 격벽을 연결하는 전방 격벽에 의해 양측으로 구획되고, 각각 외부와 연통되는 전방 제1격실과 전방 제2격실을 포함하는 소파 구조물의 케이슨을 제공한다. 따라서, 케이슨의 외항측이 파랑의 에너지를 효과적으로 저감할 수 있는 형상을 가지고, 전방 내부의 공간에서 충격을 최소화하여 내구성이 보장되는 이점이 있다.

Description

소파구조물의 케이슨 및 이를 이용한 안벽, 방파제, 호안{CAISSON AND QUAY WALL, BREAKWATER, SEAWALL USING THE SAME}

본 발명은 항만 기술분야 중 소파구조물의 케이슨에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 파랑 에너지의 소산이 효율적으로 이루어지면서도 내구성이 향상된 구조를 갖는 소파구조물의 케이슨 및 이를 이용한 안벽, 방파제, 호안에 관한 것이다.

소파(消波)구조물이란, 파랑의 에너지를 소산(消散)시켜 해변 구조물을 보호하기 위한 호안(護岸), 배의 접안을 안정적으로 이루어지도록 하기 위한 안벽(岸壁), 외항의 파랑으로부터 내항을 보호하기 위한 방파제(防波堤) 등을 포함하는 통칭이다.

일반적으로 방파제 및 호안의 축조는 해저면의 상태, 파랑의 세기 및 조수간만의 차이 등을 감안하여 이루어지는데, 배치되는 구조물이나 설치 형상에 따라 직립제(直立堤), 경사제(傾斜堤) 또는 혼성제(混成堤)로 구분될 수 있다.

직립제는 직립한 콘크리트재질로 이루어진 장방형상의 케이슨(Caisson)을 결합하는 내파 구조이고, 경사제는 해저면에서 해수면 상부까지 사면을 형성하도록 적정량의 사석(捨石) 또는 테트라포드(tetrapod)를 해적층시킨 것이다. 상기 직립제는 대규모 축조에 어려움이 있고, 경사제는 비경제적인 단점이 있어 두 개의 장점을 혼용한 혼성제가 사용되기도 한다.

도 1은 종래의 방파제 중 경사제를 나타내는 도면이다.

도면의 방파제 좌측은 내항을 나타내고, 우측은 외항을 나타낸다. 해저면의 기초층(1)에 경사면을 갖도록 매설 및 축조되면, 전후 경사면에서 유실을 방지하기 위한 피복석(2)이 형성된다. 또한, 외항측에는 소파를 위하여 복수의 소파블록(3)이 배치된다.

이러한 경사제의 경우, 소파블록(3)의 피복 높이가 상치 구조물(10)의 마루 높이에 인근하여 이루어져야하기 때문에, 수심이 깊거나 연약지반이 깊게 형성된 지역에서의 공사비가 크게 증가하는 문제가 있다.

도 2는 종래의 방파제 중 직립제를 나타내는 도면이다.

직립제는 파랑을 프리캐스트 박스로 반사하는 것을 목적으로 하기 때문에 반사식 방파제라고도 불리며, 케이슨(20)이나 콘크리트 블록 등의 입식 구조물을 사용하여 해저면에서부터 해수면 상부까지 거의 수직으로 배치한다.

일반적으로 기초사석(1)을 일정 높이까지 축조하고, 그 표면에 피복석(2)이 배치된다. 그 위에 케이슨(20)을 설치한 후 케이슨(20) 내부에 모래(4) 등을 채움으로써 안정성을 확보하도록 한다. 이 경우에도, 케이슨(20) 상단에 상치 구조물(10)이 배치되는데, 상치 구조물(10)은 해수면 상에 배치되고, 월파 방지를 위하여 파라펫(11)이 배치되기도 한다.

상기와 같이 케이슨(20)은 일종의 벽체로서, 파압에 대해 저항력을 가지므로 선박의 접안을 용이하게 하면서도, 수심이 깊은 경우 경사제를 시공하는 데 소요되는 자재를 절약할 수 있기 때문에 널리 사용된다.

도 3은 종래의 케이슨을 도시한 사시도이다.

종래의 케이슨(20)은 일반적으로 대략 중공의 사각 기둥 형상으로 이루어지고, 내부가 격벽(23)에 의해 구획되어 다수의 셀(24)이 형성된다.

그런데, 이와 같은 종래의 케이슨은 다양한 방향으로 접근하는 높은 압력의 파랑에 대항하여야 하는데, 구조적인 한계가 있기 때문에 원하는 사양에 맞게 제작하기 위해서는 다량의 재료가 소요되었다.

또한, 케이슨 내부 공간으로 파랑 에너지가 유입되는 경우 내부에서의 높은 충격에 효율적으로 저항할 수 없어, 작동 신뢰성 및 내구성의 문제도 있었다.

또한, 최근에는 인공의 소파구조물들이 연안지역에 다수 설치되는데, 수중 동식물들의 식생 공간에 대한 고려 없이 소파 효율성에만 치우쳐 설계된 측면이 있었다.

또한, 이와 같은 케이슨을 이용하는 소파구조물의 경우, 해수면 위로 노출되어 해안 인접지역에서 조망을 저해하는 미관상의 문제도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 작은 크기로도 내파 및 소파기능이 우수하여 재료를 절감할 수 있고, 미관상으로도 우수하면서도, 수중 동식물의 식생공간을 제공함으로써 친환경적인 소파구조물의 케이슨 및 이를 이용한 안벽, 방파제 및 호안을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 소파 구조물의 케이슨은, 기초층의 상부에 설치되는 소파 구조물의 케이슨으로서, 전방으로 볼록한 기둥 형상의 몸체 상기 몸체의 내부를 가로지르는 전방측 격벽과 후방측 격벽 사이에 형성되는 중앙 격실 및 상기 몸체의 전방 외벽과 전방측 격벽을 연결하는 전방 격벽에 의해 양측으로 구획되고, 각각 외부와 연통되는 전방 제1격실과 전방 제2격실을 포함하는 소파 구조물의 케이슨을 제공한다. 따라서, 케이슨의 외항측이 파랑의 에너지를 효과적으로 저감할 수 있는 형상을 가지고, 전방 내부의 공간에서 충격을 최소화하여 내구성이 보장되는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 소파 구조물의 케이슨은, 상기 전방 제1격실과 전방 제2격실은 상호 연통되는 소파 구조물의 케이슨을 제공한다. 따라서, 케이슨 전방 내부 공간에서의 파랑 에너지의 저감이 효율적으로 이루어진다.

또한, 본 발명에 따른 소파 구조물의 케이슨은, 상기 몸체가 호 형상의 전방 외벽과 후방 외벽 및 상기 전방 외벽과 후방 외벽의 가장자리를 측면에서 연결하는 한 쌍의 측벽으로 이루어지는 소파 구조물의 케이슨을 제공한다. 따라서, 케이슨 상호간의 배열이 효율적으로 이루어지고, 파랑의 에너지를 효과적으로 분산할 수 있으면서도 미관적으로 우수하다.

또한, 본 발명에 따른 소파 구조물의 케이슨은, 상기 몸체의 후방 외벽과 후방측 격벽을 연결하는 후방 격벽에 의해 구획되고, 각각 외부와 연통되는 후방 제1격실과 후방 제2격실을 더 포함한다. 따라서, 내항측의 파랑 에너지를 효과적으로 저감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 소파 구조물의 케이슨은, 상기 중앙 격실이 전방측 격벽과 후방측 격벽을 연결하는 중앙 격벽에 의해 구획되는 중앙 제1격실 및 중앙 제2격실로 이루어지고, 상기 전방 격벽, 중앙 격벽 및 후방 격벽은 일직선상으로 배치된다. 따라서, 외항측 전방에서 전달되는 파랑 에너지에 효과적으로 저항할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 소파 구조물의 케이슨은, 상기 전방 제1격실의 내외부를 연통하는 전방 제1슬릿, 상기 전방 제2격실의 내외부를 연통하는 전방 제2슬릿 및 상기 전방 격벽에 형성되고, 상기 전방 제1격실과 전방 제2격실을 연통하는 전방 연통슬릿을 더 포함한다. 따라서, 전방의 공간들이 외항측의 해수를 내부로 유동하도록 하면서도 파랑 에너지를 효율적으로 저감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 소파 구조물의 케이슨은, 상기 전방 제1슬릿 및 전방 제2슬릿이 횡방향으로 형성된 복수의 슬릿이 높이방향으로 배열된다. 따라서, 전방 내부의 공간으로 종방향으로 진동하는 파랑 에너지가 필터링되어 입력되므로 파랑 에너지가 내부로 전달되면서 저감된다.

또한, 본 발명에 따른 소파 구조물의 케이슨은, 상기 전방 연통슬릿이 종방향으로 형성된 복수의 슬릿이 전후방으로 배열된다. 따라서, 전방 슬릿들과 대칭적인 형상과 배열로 이루어지므로, 에너지의 충돌에 따른 충격이 최소화되고, 효율적으로 소파할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 소파 구조물의 케이슨은, 상기 후방 제1격실의 내외부를 연통하는 후방 제1슬릿, 상기 후방 제2격실의 내외부를 연통하는 후방 제2슬릿 및 상기 후방 격벽에 형성되고, 상기 후방 제1격실과 후방 제2격실을 연통하는 후방 연통슬릿을 더 포함한다. 따라서, 케이슨의 후방측에서도 파랑 에너지의 저감이 효과적으로 이루어질 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 소파 구조물의 케이슨은, 상기 후방 외벽을 벽면의 일부로 하여 후방측에 형성되고, 수중 동식물의 식생 공간을 이루는 식생홈을 더 포함한다. 따라서, 추가적인 비용을 들이지 않고도 식생 공간을 형성할 수 있고, 환경 친화적인 이점이 있다.

한편, 본 발명에 따른 소파 구조물의 케이슨은, 기초층의 상부에 설치되는 기둥 형상의 몸체를 갖는 소파 구조물의 케이슨으로서, 상기 몸체의 전방 및 후방의 외관을 이루는 호 형상의 전방 외벽 및 후방 외벽, 상기 몸체의 측면 외관을 이루는 한 쌍의 측벽, 상기 몸체의 내부를 양측으로 가로지르는 전방측 격벽 및 후방측 격벽, 상기 전방 외벽과 전방측 격벽을 연결하는 전방 격벽, 상기 후방 외벽과 후방측 격벽을 연결하는 후방 격벽 및 상기 전방 격벽에 의해 구획된 양측 공간을 상호 연통하도록 형성되는 전방 연통슬릿을 포함한다. 따라서, 케이슨이 견고하고 적은 부피로도 요구되는 강도를 가질 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 소파 구조물의 케이슨은, 상기 전방 격벽에 의해 구획되는 양측 공간의 내외부를 연통하도록 전방 외벽에 형성되는 전방 제1슬릿 및 전방 제2슬릿을 더 포함한다. 따라서, 파랑 에너지를 전방측의 공간에서 효율적으로 저감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 소파 구조물의 케이슨은, 상기 전방 제1슬릿 및 전방 제2슬릿은, 횡방향으로 형성된 복수의 슬릿이 높이방향으로 배열된다. 따라서, 파도의 진동 성분을 효과적으로 필터링하여 내부로 유입되도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 소파 구조물의 케이슨은, 상기 전방 연통슬릿이 종방향으로 형성된 복수의 슬릿이 전후방으로 배열된다. 따라서, 내부에서 충돌하는 파랑의 에너지가 효과적으로 저감될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 소파 구조물의 케이슨은, 상기 후방 격벽에 의해 구획된 양측 공간을 상호 연통하도록 형성되는 후방 연통슬릿을 포함한다. 따라서, 후방측의 파쇄효과가 향상된다.

또한, 본 발명에 따른 소파 구조물의 케이슨은, 상기 후방 격벽에 의해 구획되는 양측 공간의 내외부를 연통하도록 후방 외벽에 형성되는 후방 제1슬릿 및 후방 제2슬릿을 포함한다. 따라서, 후방측 공간에 파랑을 유입하여 에너지를 효과적으로 저감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 소파 구조물의 케이슨은, 상기 후방 외벽을 벽면의 일부로 하여 후방측에 형성되고, 수중 동식물의 식생 공간을 이루는 식생홈을 더 포함하므로, 환경친화적인 이점이 있다.

한편, 본 발명에 따른 소파 구조물의 케이슨을 이용하는 안벽, 잠제, 이안제, 방파제 또는 호안은, 상기 기초층의 상부에 양측으로 열지어 배열되는 상기된 복수의 케이슨으로 이루어진다.

본 발명에 따른 소파구조물의 케이슨 및 이를 이용한 안벽, 방파제, 호안은, 케이슨의 파랑의 에너지를 효과적으로 저감할 수 있는 형상으로 이루어지고, 내부의 공간에서 충격을 최소화할 수 있는 구조를 가지므로, 내구성과 작동 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 케이슨 상호간의 배열이 효율적으로 이루어지고, 파랑의 에너지를 효과적으로 분산할 수 있으면서도 미관적으로 우수한 효과가 있

도 1은 종래의 방파제 중 경사제를 나타내는 측단면도.
도 2는 종래의 방파제 중 직립제를 나타내는 측단면도.
도 3은 종래기술의 케이슨을 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 소파구조물의 케이슨을 나타내는 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 소파구조물의 케이슨을 나타내는 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 소파구조물의 케이슨을 전방측에서 바라본 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 소파구조물의 케이슨을 후방측에서 바라본 사시도.

이하, 본 발명의 개념에 따른 소파 구조물의 케이슨 및 이를 이용한 안벽, 방파제, 호안을 도면을 기초로 더욱 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 소파 구조물의 케이슨을 나타내는 평면도이다.

이하에서 소파 구조물의 배치상태를 기준으로, 외항 측으로 배치되는 부위를 전방, 내항 측으로 배치되는 부위를 후방으로 정의하여 사용하도록 한다.

본 발명의 개념에 따른 케이슨(1000)은 기초층(도 1 및 도 2의 1)의 상부에 설치된다. 몸체는 케이슨(1000)의 외형을 의미하는 것으로, 기본적으로 전방에 배치되는 전방 외벽(1111), 후방의 후방 외벽(1112) 및 상기 전방 외벽(1111)과 후방 외벽(1112)을 연결하며 측면에 배치되는 양측의 측벽(1113)으로 이루어진다.

상기 몸체는 대략 기둥형상으로 이루어지고, 몸체의 상단부는 해수면에 인접하여 배치되는 것이 일반적이다.

종래기술의 케이슨의 경우에는 사각형의 셀이 배치되는데, 이러한 경우 수압 또는 파압에 의해 수상 견인 중에 가장자리 부위에서 응력의 집중이 일어나 파손이 일어날 가능성이 높은 데 반해, 본원발명의 경우 전방 및/또는 후방의 몸체의 형상이 외측으로 볼록한 호 형상으로 이루어지기 때문에 파손의 우려가 적은 이점이 있다.

따라서, 본원발명의 개념에 따라 몸체는 전방으로 볼록한 형상으로 이루어진다. 더욱 정확하게는 전방 외벽(1111)은 외측으로 볼록한 호 형상으로 이루어지는데, 이 경우 파랑에 효과적으로 대응하면서 압력을 분산시킬 수 있다.

상기 몸체의 내부는 측방의 압력에 효과적으로 대응하기 위하여 복수의 격실들로 구획되고, 이에 따라 상기 몸체의 내부를 가로지르는 전방측 격벽(1114)과 후방측 격벽(1115)이 배치되고, 그 사이의 공간에는 중앙 격실(1123)이 형성된다.

상기 전방측 격벽(1114)은 상기 몸체의 내부를 가로지르도록 배치되는 일종의 벽체로서 전방 외벽(1111)에 인접하여 배치된다.

후방측 격벽(1115)은 후방 외벽(1112)에 인접하여 배치되고, 몸체의 내부를 가로지르도록 배치되며, 바람직하게는 상기 전방측 격벽(1114)와 평행하게 배치된다.

상기 전방측 격벽(1114) 및 후방측 격벽(1115)에 의하여 몸체의 내부는 전방으로부터 전방 격실(1121a, 1121b), 중앙 격실(1123) 및 후방 격실(1122a, 1122b)로 구획된다.

상기 중앙 격실(1123)은 모래 등과 같은 채움재(도 2의 4)가 채워짐으로써 요구되는 중량 및 강성을 확보할 수도 있고, 후술할 바와 같이 중앙 격벽(1116)과 같은 추가적인 격벽이 배치될 수도 있음은 물론이다.

상기 몸체는 도면에 도시된 바와 같이, 호 형상의 전방 외벽(1111)과 후방 외벽(1112) 및 상기 전방 외벽(1111)과 후방 외벽(1112)의 가장자리를 측면에서 연결하는 한 쌍의 측벽(1113)으로 이루어지는데, 바람직하게는 상기 측벽(1113)은 인접하는 케이슨(1000)과의 효과적인 배치를 위하여 평판 형상으로 이루어질 수 있다.

다수의 유닛 케이슨(1000)들은 기초층 위에 상호 연결 또는 배열되어 파랑의 에너지를 저감하고 반사하는 역할을 하게 되는데, 본 발명의 개념에서는 하나의 유닛을 케이슨(1000)으로 설명함에 유의하여야 한다. 즉, 하나의 케이슨(1000)은 해저면에 배치되기 위하여 견인되는 하나의 단위로서, 도 4에서는 두개의 유닛(1100, 1200)이 하나의 케이슨(1000)을 이루는 예가 도시된다.

다만, 하나의 케이슨(1000)은 제1유닛(1100) 하나로만 이루어질 수도 있고, 3개 이상의 유닛이 상호 일체로 형성되어 이루어질 수도 있음은 물론이다.

예를 들어, 도 4 이하와 같이 두 개의 유닛이 하나의 케이슨(1000)을 이루는 경우에는 두 개의 유닛이 상호 접하는 측벽(1113)을 공유하도록 형성될 수 있다.

상기 전방 외벽(1111)은 파압에 직접적으로 저항해야 하는 부분으로서, 바람직하게는 전방 격실(1121a, 1121b)의 공간이 외부와 연통되도록 이루어질 수 있다. 이 경우, 전방측 격벽(1114)의 외측은 높은 압력을 견뎌야 한다.

그런데, 예를 들어 전방 외벽(1111)의 양쪽에 각각 외부와 연통되는 슬릿이 형성되는 경우, 해수는 전방 외벽(1111)의 양측에서 유입될 수 있고, 양측에서 유입되는 파압이 전방측 격벽(1114)의 외측 중심 부근에서 집중적으로 형성되어 높은 응력을 받을 수 있다. 이때, 높은 에너지로 인하여 전방측 격벽(1114)가 변형되거나 파손의 우려가 있다.

따라서, 파압을 효과적으로 분산하기 위하여 본 발명의 개념에서는 케이슨(1000)이 전방 외벽(1111)과 전방측 격벽(1114)을 연결하는 전방 격벽(1117)을 포함한다.

상기 전방 격벽(1117)은 바람직하게는 전방 외벽(1111)의 중심부와 전방측 격벽(1114)의 중심부를 연결하며 몸체의 내부에서 횡단면상 직선 형상으로 이루어질 수 있다.

전방 격벽(1117)에 의하여 전방 외벽(1111)과 전방측 격벽(1114) 사이에 형성되는 공간은, 전방 제1격실(1121a)과 전방 제2격실(1121b)로 구획될 수 있다.

상기 전방 제1격실(1121a)과 전방 제2격실(1121b)은 각각 횡단면이 부채꼴 형상으로 이루어지고, 외부와 연통될 수 있다.

따라서, 상기 전방 외벽(1111)은 외항측 즉, 전방의 해수를 전방 제1격실(1121a)에 유입될 수 있도록 전방 제1슬릿(1131a)을 구비하고, 전방 제2격실(1121b)을 외부와 연통되도록 전방 제2슬릿(1131b)을 구비할 수 있다.

상기 전방 슬릿(1131a, 1131b)은 바람직하게는 전방 외벽(1111)에 형성되는 일종의 개구로서, 횡방향으로 길게 형성된 호 형상으로 이루어지고, 복수의 슬릿들이 종방향으로 이격 배열되어 각각 이루어진다.

따라서, 상기 전방 슬릿(1131a, 1131b)은 외부의 파도의 에너지를 효과적으로 저감하면서 전방 격실(1121a, 1121b) 내부로 유입되도록 하고, 이렇게 유입된 파도의 에너지는 전방측 격벽(1114)의 외벽에 부딪혀 다시 외항측으로 반사될 수 있는 것이다.

이 과정에서 전방 격벽(1117)은 전방 양측으로 유입되는 파랑 에너지의 직접적인 충돌을 방지하여, 두 개의 공간에서 파랑의 에너지가 효과적으로 저감될 수 있도록 하는 이점을 가짐에 유의하여야 한다.

바람직하게는, 상기 전방 제1격실(1121a)과 전방 제2격실(1121b)은 상호 연통되록 이루어질 수 있다.

해수가 전방 제1격실(1121a)과 전방 제2격실(1121b)에서 상호 차단되어 양측으로 각각 반사되는 경우에는 전방 격벽(1117)의 부하가 증가할 우려가 있고, 이를 해소하기 위하여 전방 격벽(1117)은 좌우 해수의 연통구인 전방 연통슬릿(1133)을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 전방 연통슬릿(1133)은 전방 제1격실(1121a)과 전방 제2격실(1121b)은 상호 연통하기 위한 구성으로서, 전방의 공간에서 충돌하는 파압을 효과적으로 저감할 수 있는 역할을 한다. 따라서, 상기 전방 연통슬릿(1133)은 높이방향으로 길게 이루어진 슬릿으로 전후방향으로 상호 이격되어 복수로 배치되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 배치에 의하여 파도 에너지의 전달을 설명하면, 전방 제1슬릿(1131a)과 전방 제2슬릿(1131b)은 횡방향으로 길게 형성되기 때문에 파도의 성분 중 종방향으로 진동되는 성분이 주로 통과하여 전방 격실(1121a, 1121b)로 각각 입력되고, 상기 성분들은 다시 종방향으로 이루어진 슬릿으로 인하여 다시 횡방향 성분이 주로 통과하여 충돌하게 되므로, 파압을 효과적으로 저감할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 전방 제1슬릿(1131a) 및 전방 제2슬릿(1131b)이 종방향으로 길게 이루어지고, 전방 연통슬릿(1133)이 횡방향으로 길게 형성될 수도 있음은 물론이다.

상기 전방 제1슬릿(1131a), 전방 제2슬릿(1131b) 및 전방 연통슬릿(1133)은 각각 개별 슬릿들이 등간격으로 배열되는 것이 바람직하다.

또한, 후방 외벽(1112)과 후방측 격벽(1115) 사이에도 완충 공간인 후방 격실(1122a, 1122b)이 형성되는데, 상기 후방 격실(1122a, 1122b)은 내항 또는 내륙 측으로 배치되기 때문에 상대적으로 적은 에너지를 받게 되지만, 전방 격실(1121a, 1121b)과 같이 후방 격벽(1118)에 의하여 구획되는 것이 전체적인 강도 면에서 유리할 수 있다.

이와 같은 개념에 따라, 후방 외벽(1112)과 후방측 격벽(1115)을 연결하는 후방 격벽(1118)을 더 포함할 수 있고, 상기 후방측 격벽(1115)에 의하여 후방 격실(1122a, 1122b)은 후방 제1격실(1122a)과 후방 제2격실(1122b)로 구획될 수 있다.

따라서, 후방 제1격실(1122a)과 후방 제2격실(1122b)은 각각 외부와 연통될 수 있는 구조를 가질 수 있다. 즉, 후방 제1격실(1122a)는 후방 제1슬릿(1132a)에 의하여 외부와 연통되고, 후방 제2격실(1122b)는 후방 제2슬릿(1132b)에 의하여 외부와 연통된다.

이 경우, 전방측과 마찬가지로 후방 제1슬릿(1132a)과 후방 제2슬릿(1132b)을 통과한 에너지가 후방 격벽(1118)에 높은 부하로 작용할 우려가 있기 때문에, 후방 격벽(1118)에는 좌우의 공간을 연통할 수 있는 후방 연통슬릿(1134)이 더 구비되는 것이 바람직하다.

상기 후방 제1슬릿(1132a)과 후방 제2슬릿(1132b)은 후방 외벽(1112)을 따라 좌우로 긴 개구형상으로 이루어져 종방향으로 배열될 수 있다. 전방 제1슬릿(1131a) 및 전방 제2슬릿(1131b)과 마찬가지로 상기 후방 제1슬릿(1132a)과 후방 제2슬릿(1132b)은 호 형상의 개구로서, 파도의 에너지를 저감하여 내부 공간인 후방 제1격실(1122a)과 후방 제2격실(1122b)로 유입되도록 한다.

또한, 후방 제1슬릿(1132a) 및 후방 제2슬릿(1132b)의 형상 및 배열과 대칭되도록 후방 격벽(1118)에는 종방향으로 형성되는 후방 연통슬릿(1134)이 배열될 수 있다.

후방 격벽(1118), 전방 제1슬릿(1131a), 전방 제2슬릿(1131b) 및 후방 연통슬릿(1134)의 형상, 배열 및 기능과 관련하여 전방측에서 설명되는 부분과 중복되는 부분은 생략하기로 한다.

다만, 상기한 바와 같이 후방측의 공간은 내항측에 배치되는 부위로서, 상대적으로 적은 에너지를 받기 때문에, 상기 전방 제1슬릿(1131a)과 전방 제2슬릿(1131b) 및/또는 후방 연통슬릿(1134)은 생략될 수도 있음은 물론이다.

또한, 전방측 격벽(1114) 및 후방측 격벽(1115) 사이에 형성되는 공간인 중앙 격실(1123) 내부에는 내구성 및 강도를 고려하여 양측의 공간을 구획하는 중앙 격벽(1116)이 더 배치되는 것이 바람직하다.

상기 중앙 격벽(1116)은 전후방향으로 길게 배치되는 일종의 벽체로서, 중앙 격실(1123)을 양측으로 중앙 제1격실(1123a)과 중앙 제2격실(1123b)로 구획한다.

상기 중앙 제1격실(1123a)과 중앙 제2격실(1123b) 내부에는 추가적인 격벽이 더 부가될 수 있고, 추가적인 격벽은 선택에 따라 횡방향 또는 종방향으로 배치될 수 있음은 물론이다. 또한, 중앙 제1격실(1123a)과 중앙 제2격실(1123b) 내부를 대각선으로 가로지르도록 배치될 수 있음은 물론이다.

외항측에서 높은 압력은 전방 외벽(1111)에 집중되는데, 상기 전방 외벽(1111)이 호 형상을 이루기 때문에 압력이 1차적으로 효과적으로 분산될 수 있음은 상기한 바와 같다. 이렇게 분산된 압력은 케이슨(1000)을 이루는 몸체 전체로서 지탱되는데, 따라서, 몸체부의 내부는 이러한 저항력을 가질 수 있도록 격벽 및 공간들로서 보강될 수 있는 것이다. 이러한 개념에 따라, 상기 전방 격벽(1117), 중앙 격벽(1116) 및 후방 격벽(1118)은 일직선상으로 배치되는 것이 더욱 바람직하다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소파 구조물의 케이슨을 도시한 평면도이다.

도 4에 도시된 경우와 마찬가지로, 몸체는 전방 외벽(1111), 후방 외벽(1112) 및 측벽(1113)에 의하여 형성되고, 내부의 공간은 전방측 격벽(1114), 후방측 격벽(1115), 중앙 격벽(1116), 전방 격벽(1117) 및 후방 격벽(1118)에 의하여 전방 제1격실(1121a), 전방 제2격실(1121b), 중앙 제1격실(1123a), 중앙 제2격실(1123b), 후방 제1격실(1122a) 및 후방 제2격실(1122b)로 구획될 수 있다.

종래기술과 관련하여, 케이슨과 같은 인공 구조물은 비교적 넓은 영역에 걸쳐 해양에 배치되는 것으로, 환경적인 측면에 대한 고려는 미미하였음을 지적한 바 있다.

즉, 해수의 자연스러운 흐름을 차단하고, 그 공간에 인공 구조물을 형성하기 때문에, 연안 지역의 수중 동식물들의 생육을 저해할 우려가 있는 것이다.

따라서, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 케이슨(1000)은 후방측에 소정 공간을 형성하여 수중 동식물들이 생육할 수 있도록 할 수 있다.

따라서, 후방 외벽(1112)에 의해 형성되는 모서리 공간에 소정 홈을 구비하고 내부에 자갈과 같은 물체들을 채움으로써 수중 동식물들을 위한 공간이 마련될 수 있다.

상기와 같은 식생홈(1140)은 후방 외벽(1112)과 연결되는 소정의 벽체로 이루어지는 홈 형상으로 이루어지고, 케이슨(1000) 유닛들 간의 연결을 위하여 측면 및 후방측의 벽체는 직교하도록 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 한 개의 케이슨(1000)이 도면에 도시된 바와 같이 두 개의 유닛들로 이루어지는 경우에 상호 연결되는 부위에는 양 후방 외벽(1112)을 직선으로 연결함으로써 자연스럽게 내부에 만곡진 공간인, 중앙 식생홈(1141)이 형성될 수 있다.

상기 식생홈(1140) 및 중앙 식생홈(1141)은 케이슨(1000)의 몸체의 전후방이 호 형상으로 이루어지기 때문에 남는 공간을 활용하여 형성될 수 있는 것으로, 수중 생육공간 제공을 위하여 추가적인 비용을 요하지 않으면서도 자연친화적인 소파 구조물을 제공할 수 있는 이점을 가짐에 유의하여야 한다.

한편, 상기 식생홈(1140)은 후방 외벽(1112)과 연결되지 않고 별도로 구성될 수도 있고, 외항측의 파랑 에너지가 높지 않은 지역에 배치되는 케이슨(1000)의 경우에는 전방측에 배치될 수 있음은 물론이다.

도 6은 상기한 본 발명의 개념에 따른 케이슨을 전방측에서 바라본 사시도이고, 도 7은 후방측에서 바라본 사시도이다.

상술한 바와 같이, 케이슨(1000)은 기초층(도 1및 도 2의 1)의 상부에 설치되고, 전방 및 후방의 외관을 이루는 호 형상의 전방 외벽(1111) 및 후방 외벽(1112), 측면 외관을 이루는 한 쌍의 측벽(1113)에 의하여 외형이 이루어진다.

상기 몸체는 기초층 위에 안착되는 베이스(1150)의 상측에 배치되고, 바람직하게는 상기 베이스(1150)와 일체로 지상에서 제작되어 수중 배치될 수 있다.

상기 몸체의 내부를 양측으로 가로지르는 전방측 격벽(1114) 및 후방측 격벽(1115)에 의하여 내부 공간이 전방, 중앙 및 후방측으로 구획될 수 있고, 상기 전방 외벽(1111)과 전방측 격벽(1114)을 연결하는 전방 격벽(1117)에 의하여 전방 제1격실(1121a)과 전방 제2격실(1121b)이 구획된다.

상기 후방 외벽(1112)과 후방측 격벽(1115)을 연결하는 후방 격벽(1118)은 후방 제1격실(1122a)과 후방 제2격실(1122b)를 구획한다. 상기 전방 제1격실(1121a)과 전방 제2격실(1121b) 및/또는 후방 제1격실(1122a)과 후방 제2격실(1122b)은 외부와 연통될 수 있고, 상호간에 연통될 수 있는 구조를 가짐으로써 파랑의 에너지를 효과적으로 저감하면서도 내구성이 보장될 수 있도록 한다.

한편, 케이슨은 그 일부가 해안 위로 노출되기 때문에, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 케이슨의 내항측이 해안지역에서 조망되어 미관을 저해한다.

그런데, 본 발명과 같이 외항 및 내항측이 모두 외측으로 볼록한 호 형상으로 이루어지고, 이러한 형상을 따라 슬릿들이 형성되기 때문에 케이슨이 해안을 따라 일렬로 배열되는 경우 형상이 수려하여 미관적으로도 우수한 이점이 있다.

본 발명은 기본적으로 외항과 내항을 구분하면서 외항의 파랑에너지가 내항측으로 전달되지 않도록 역할하는 방파제에 적용되는 예로 설명되었다. 다만, 본 발명의 개념에 따른 케이슨은 안벽, 잠제, 이안제, 호안 등의 소파를 위한 구조물이라면 모두 적용될 수 있으며, 상기한 효과를 모두 가질 수 있음에 유의하여야 한다.

이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

1000...케이슨 1100...제1유닛
1111...전방 외벽 1112...후방 외벽
1113...측벽 1114...전방측 격벽
1115...후방측 격벽 1116...중앙 격벽
1117...전방 격벽 1118...후방 격벽
1121a...전방 제1격실 1121b...전방 제2격실
1122a...후방 제1격실 1122b...후방 제2격실
1123...중앙 격실 1123a...중앙 제1격실
1123b...중앙 제2격실 1131a...전방 제1슬릿
1131b...전방 제2슬릿 1132a...후방 제1슬릿
1132b...후방 제2슬릿 1133...전방 연통슬릿
1134...후방 연통슬릿 1140...식생홈
1141...중앙 식생홈 1150...베이스

Claims (20)

1. 기초층(1)의 상부에 설치되는 소파 구조물의 케이슨(1000)으로서,
   전방으로 볼록한 기둥 형상의 몸체;
   상기 몸체의 내부를 가로지르는 전방측 격벽(1114)과 후방측 격벽(1115) 사이에 형성되는 중앙 격실(1123);
   상기 몸체의 전방 외벽(1111)과 전방측 격벽(1114)을 연결하는 전방 격벽(1117)에 의해 양측으로 구획되고, 각각 외부와 연통되는 전방 제1격실(1121a)과 전방 제2격실(1121b);
   상기 전방 제1격실(1121a)의 내외부를 연통하는 복수의 전방 제1슬릿(1131a);
   상기 전방 제2격실(1121b)의 내외부를 연통하는 복수의 전방 제2슬릿(1131b); 및
   상기 전방 격벽(1117)에 형성되고, 상기 전방 제1격실(1121a)과 전방 제2격실(1121b)을 연통하는 복수의 전방 연통슬릿(1133);을 포함하되,
   상기 전방 제1슬릿(1131a) 및 전방 제2슬릿(1131b)의 길이방향은 횡방향으로 형성되고, 상기 전방 연통슬릿(1133)의 길이방향은 종방향으로 형성되며,
   상기 몸체는, 호 형상의 전방 외벽(1111)과 후방 외벽(1112) 및 상기 전방 외벽(1111)과 후방 외벽(1112)의 가장자리를 측면에서 연결하는 한 쌍의 측벽(1113)으로 이루어지며,
   상기 몸체의 후방 외벽(1112)과 후방측 격벽(1115)을 연결하는 후방 격벽(1118)에 의해 구획되고, 각각 외부와 연통되는 후방 제1격실(1122a)과 후방 제2격실(1122b);을 더 포함하며,
   상기 중앙 격실(1123)은, 전방측 격벽(1114)과 후방측 격벽(1115)을 연결하는 중앙 격벽(1116)에 의해 구획되는 중앙 제1격실(1123a) 및 중앙 제2격실(1123b)로 이루어지고,
   상기 전방 격벽(1117), 중앙 격벽(1116) 및 후방 격벽(1118)은 일직선상으로 배치되며,
   상기 후방 제1격실(1122a)의 내외부를 연통하는 후방 제1슬릿(1132a);
   상기 후방 제2격실(1122b)의 내외부를 연통하는 후방 제2슬릿(1132b); 및
   상기 후방 격벽(1118)에 형성되고, 상기 후방 제1격실(1122a)과 후방 제2격실(1122b)을 연통하는 후방 연통슬릿(1134);을 더 포함하며,
   상기 후방 외벽(1112)을 벽면의 일부로 하여 후방측에 형성되고, 수중 동식물의 식생 공간을 이루는 식생홈(1140);을 더 포함하는 소파 구조물의 케이슨(1000).
   
2. 기초층(1)의 상부에 설치되는 소파 구조물의 케이슨(1000)으로서,
   전방으로 볼록한 기둥 형상의 몸체;
   상기 몸체의 내부를 가로지르는 전방측 격벽(1114)과 후방측 격벽(1115) 사이에 형성되는 중앙 격실(1123);
   상기 몸체의 전방 외벽(1111)과 전방측 격벽(1114)을 연결하는 전방 격벽(1117)에 의해 양측으로 구획되고, 각각 외부와 연통되는 전방 제1격실(1121a)과 전방 제2격실(1121b);
   상기 전방 제1격실(1121a)의 내외부를 연통하는 전방 제1슬릿(1131a);
   상기 전방 제2격실(1121b)의 내외부를 연통하는 전방 제2슬릿(1131b); 및
   상기 전방 격벽(1117)에 형성되고, 상기 전방 제1격실(1121a)과 전방 제2격실(1121b)을 연통하는 전방 연통슬릿(1133);을 포함하되,
   상기 전방 제1슬릿(1131a) 및 전방 제2슬릿(1131b)의 길이방향은 종방향으로 형성되고, 상기 전방 연통슬릿(1133)의 길이방향은 횡방향으로 형성되며,
   상기 몸체의 후방 외벽(1112)과 후방측 격벽(1115)을 연결하는 후방 격벽(1118)에 의해 구획되고, 각각 외부와 연통되는 후방 제1격실(1122a)과 후방 제2격실(1122b);을 더 포함하며,
   상기 중앙 격실(1123)은, 전방측 격벽(1114)과 후방측 격벽(1115)을 연결하는 중앙 격벽(1116)에 의해 구획되는 중앙 제1격실(1123a) 및 중앙 제2격실(1123b)로 이루어지고,
   상기 전방 격벽(1117), 중앙 격벽(1116) 및 후방 격벽(1118)은 일직선상으로 배치되며,
   상기 후방 제1격실(1122a)의 내외부를 연통하는 후방 제1슬릿(1132a);
   상기 후방 제2격실(1122b)의 내외부를 연통하는 후방 제2슬릿(1132b); 및
   상기 후방 격벽(1118)에 형성되고, 상기 후방 제1격실(1122a)과 후방 제2격실(1122b)을 연통하는 후방 연통슬릿(1134);을 더 포함하며,
   상기 후방 외벽(1112)을 벽면의 일부로 하여 후방측에 형성되고, 수중 동식물의 식생 공간을 이루는 식생홈(1140);을 더 포함하는 소파 구조물의 케이슨(1000).
   
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11. 기초층(1)의 상부에 설치되는 기둥 형상의 몸체를 갖는 소파 구조물의 케이슨(1000)으로서,
    상기 몸체의 전방 및 후방의 외관을 이루는 호 형상의 전방 외벽(1111) 및 후방 외벽(1112);
    상기 몸체의 측면 외관을 이루는 한 쌍의 측벽(1113);
    상기 몸체의 내부를 양측으로 가로지르는 전방측 격벽(1114) 및 후방측 격벽(1115);
    상기 전방 외벽(1111)과 전방측 격벽(1114)을 연결하는 전방 격벽(1117);
    상기 후방 외벽(1112)과 후방측 격벽(1115)을 연결하는 후방 격벽(1118); 및
    상기 전방 격벽(1117)에 의해 구획된 양측 공간을 상호 연통하도록 형성되는 전방 연통슬릿(1133); 및
    상기 전방 격벽(1117)에 의해 구획되는 양측 공간의 내외부를 연통하도록 전방 외벽(1111)에 형성되는 전방 제1슬릿(1131a) 및 전방 제2슬릿(1131b);을 포함하되,
    상기 전방 제1슬릿(1131a) 및 전방 제2슬릿(1131b)은, 횡방향으로 형성된 복수의 슬릿이 높이방향으로 배열되며,
    상기 전방 연통슬릿(1133)은, 종방향으로 형성된 복수의 슬릿이 전후방으로 배열되며,
    상기 후방 격벽(1118)에 의해 구획된 양측 공간을 상호 연통하도록 형성되는 후방 연통슬릿(1134);을 더 포함하며,
    상기 후방 격벽(1118)에 의해 구획되는 양측 공간의 내외부를 연통하도록 후방 외벽(1112)에 형성되는 후방 제1슬릿(1132a) 및 후방 제2슬릿(1132b);을 더 포함하며,
    상기 후방 외벽(1112)을 벽면의 일부로 하여 후방측에 형성되고, 수중 동식물의 식생 공간을 이루는 식생홈(1140);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소파 구조물의 케이슨(1000).
    
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15. 제1항 또는 제2항의 케이슨(1000)을 이용한 안벽으로서,
    상기 기초층(1); 및
    상기 기초층(1)의 상부에 양측으로 열지어 배열되는 복수의 케이슨(1000);을 포함하는 안벽.
    
16. 제1항 또는 2항의 케이슨(1000)을 이용한 방파제로서,
    상기 기초층(1); 및
    상기 기초층(1)의 상부에 양측으로 열지어 배열되는 복수의 케이슨(1000);을 포함하는 방파제.
    
17. 제1항 또는 제2항의 케이슨(1000)을 이용한 호안으로서,
    상기 기초층(1); 및
    상기 기초층(1)의 상부에 양측으로 열지어 배열되는 복수의 케이슨(1000);을 포함하는 호안.
    
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