KR101646027B1

KR101646027B1 - 수중에서의 파일 캡 형성을 위한 피씨 하우스 시공방법 및 피씨 하우스 설치구조

Info

Publication number: KR101646027B1
Application number: KR1020160059040A
Authority: KR
Inventors: 박태균; 문종훈; 박대용; 김성호
Original assignee: 대림산업 주식회사; (주)이디시엠; 주식회사 티엠이앤씨
Priority date: 2016-05-13
Filing date: 2016-05-13
Publication date: 2016-08-05

Abstract

본 발명은 행어 조립체를 이용하여 피씨 하우스의 파일에 매다는 형태로 임시 배치한 후, 피씨 하우스 내부공간의 배수, 피씨 하우스와 파일의 일체화 작업을 수행하여 파일의 두부에 안정적으로 설치함으로써, 종래 기술에서 피씨 하우스의 지지를 위하여 필수적으로 수반되었던 브래킷의 수중 설치 작업을 전혀 수행하지 않고서도, 파일 캡 형성용 피씨 하우스를 수면 아래의 위치에서도 용이하고 신속하게 그리고 경제적으로 설치 시공할 수 있는 방법 및 피씨 하우스의 설치구조에 관한 것이다.

Description

수중에서의 파일 캡 형성을 위한 피씨 하우스 시공방법 및 피씨 하우스 설치구조{Installation Method and Structure of PC House for Pile-Cap}

본 발명은 파일(Pile/말뚝)의 두부(頭部)에 교량의 기초 등과 같은 구조체인 파일 캡(Pile-Cap)을 형성하기 위하여 사용되는 프리캐스트 콘크리트 영구거푸집 즉, 피씨 하우스(PC House)를 설치하는 기술에 관한 것으로서, 구체적으로는 행어 조립체를 이용하여 피씨 하우스의 파일에 매다는 형태로 임시 배치한 후, 피씨 하우스 내부공간의 배수, 피씨 하우스와 파일의 일체화 작업을 수행하여 파일의 두부에 안정적으로 설치함으로써, 종래 기술에서 피씨 하우스의 지지를 위하여 필수적으로 수반되었던 브래킷의 수중 설치 작업을 전혀 수행하지 않고서도, 파일 캡 형성용 피씨 하우스를 수면 아래의 위치에서도 용이하고 신속하게 그리고 경제적으로 설치 시공할 수 있는 방법 및 피씨 하우스의 설치구조에 관한 것이다.

지중에 파일을 관입 설치한 후에는, 파일의 두부에 콘크리트 구조체로 이루어진 파일 캡을 일체로 결합 시공하게 된다. 예를 들어, 교량을 시공하는 경우, 복수개의 두부에, 파일 캡을 일체로 설치하여 교량의 기초를 형성하게 되는 것이다.

파일 캡을 시공하기 위해서는, 콘크리트의 타설을 위한 프리캐스트 콘크리트 영구거푸집 즉, 상자형 구조물인 피씨 하우스를 파일의 두부에 설치하게 되는데, 이 때 종래 기술에서는 피씨 하우스가 파일 두부의 설계된 위치에 안정적으로 설치되도록 하기 위하여, 파일의 원주를 감싸면서 수평하게 배치되어 피씨 하우스를 지지하게 되는 하부 브래킷 장치를 파일의 두부에 조립 설치하였다. 대한민국 등록특허 제10-0531147호에는 "교량 기초의 피씨 하우스 거치용 브래킷 장치"라는 발명의 명칭으로 하여, 피씨 하우스의 거치를 위한 하부 브래킷 장치를 파일의 두부에 설치하는 종래 기술의 일예가 개시되어 있다.

하천이나 해상에 설치되는 교량의 기초처럼 파일 캡의 저면이 수중에 잠겨서 설치되는 경우, 파일 캡의 구축을 위한 피씨 하우스 역시 수면 아래에 위치하게 되는데, 하부 브래킷 장치를 이용한 종래 기술의 경우, 하부 브래킷 장치 역시 수중에 위치할 수밖에 없으므로, 반드시 잠수부가 수중에 들어가서 하부 브래킷 장치의 설치를 위한 용접이나 볼팅 작업을 수행하여야 한다. 또한 피씨 하우스가 수면 아래에 위치하게 될 경우, 피씨 하우스에 부력(浮力)이 작용하게 되고 이로 인하여 피씨 하우스가 부상하게 될 수 있으므로, 이를 방지하기 위해서는 피씨 하우스의 하부에서 지지하는 하부 브래킷 장치 이외에, 피씨 하우스의 바닥판 상면에서 피씨 하우스를 아래로 지지하는 부력방지용 상부 브래킷 장치도 더 설치해야 한다. 그런데 이러한 부력방지용 상부 브래킷 장치는 부력이 작용하기 전에 즉, 피씨 하우스의 내부공간이 배수되기 전에 설치되어야 하므로, 결국 물이 채워져 있는 피씨 하우스의 내부공간으로 잠수부가 투입되어 수중에서의 용접 또는 볼트작업을 통해서 부력방지용 상부 브래킷 장치를 설치할 수밖에는 없다.

이와 같이, 피씨 하우스가 수면 아래에 위치하게 될 경우, 종래 기술에서는 피씨 하우스를 안정적으로 파일 상부에 설치하기 위해서는 잠수부에 의한 수중작업이 필수적이며, 그만큼 작업 위험성도 높아지고 비용과 시간도 많이 소요되는 문제점이 발생하게 된다. 만일 수중작업을 피하고 수상과 같이 물이 없는 작업공간에서 상,하부 브래킷 장치를 설치하기 위해서는, 피씨 하우스를 설치하기 전에 파일의 주변을 감싸는 챔버를 설치하고, 챔버의 내부를 배수한 후, 상,하부 브래킷 장치를 설치하고, 다시 챔버를 제거하는데, 이러한 챔버의 설치 등의 작업에도 막대한 비용과 시간이 소요될 수밖에 없다는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0531147호(2005. 11. 29. 공고).

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 파일 캡의 구축을 위한 피씨 하우스가 수면 아래에 위치하도록 시공되는 경우에도, 피씨 하우스를 지지하여 고정하기 위한 상,하부 브래킷 장치의 설치를 배제한 상태로 피씨 하우스를 파일의 두부에 안정적으로 설치할 수 있도록 함으로써, 상,하부 브래킷 장치의 설치를 위한 고비용 및 고위험의 수중작업이나, 추가적인 챔버의 설치작업을 수행하지 않도록 하여, 피씨 하우스의 설치에 소요되는 비용을 절감하고 시공효율성을 향상시킴은 물론이고 공기를 단축시킬 수 있게 되는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 저면이 물에 잠기게 되는 파일 캡의 시공을 위한 피씨 하우스를 파일의 두부에 설치 시공하는 방법으로서, 파일의 두부 상면에 놓여 걸쳐지는 걸침부재와, 상단부는 걸침부재에 결합되고 하단부는 피씨 하우스의 바닥판에 결합된 상태로 연직 배치되어 인장력과 부력에 의한 압축력을 지지하는 연직 지지부재로 이루어진 행어 조립체를, 피씨 하우스의 바닥판에 형성된 관통공의 위쪽에 설치하는 단계; 지중에 관입 설치된 파일이 피씨 하우스의 관통공에 끼워져 관통하도록 하고 행어 조립체의 걸침부재는 파일의 두부 상면에 놓이도록 하여, 피씨 하우스를 행어 조립체에 의해 파일에 매달린 상태로 파일의 두부에 위치시키는 단계; 관통공과 파일의 외면 사이를 차수(遮水)하고, 피씨 하우스 내부공간을 배수하되, 피씨 하우스의 내부공간의 배수 시작 이전에 또는 배수하는 과정에서, 행어 조립체와 파일을 임시로 결합하는 단계; 피씨 하우스의 내부공간이 배수된 후, 피씨 하우스와 파일을 영구적으로 일체 결합하는 단계; 및 행어 조립체를 철거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피씨 하우스의 설치 시공방법이 제공된다.

또한 본 발명에서는 상기한 목적을 달성하기 위하여, 저면이 물에 잠기게 되는 파일 캡의 시공을 위한 피씨 하우스를 파일의 두부에 설치하는 구조로서, 파일의 두부 상면에 놓여 걸쳐지는 걸침부재와, 상단부는 걸침부재에 결합되고 하단부는 피씨 하우스의 바닥판에 결합된 상태로 연직 배치되어 인장력과 부력에 의한 압축력을 지지하는 연직 지지부재로 이루어진 행어 조립체가, 피씨 하우스의 바닥판에 형성된 관통공의 위쪽에 설치되어 있는 상태에서; 지중에 관입 설치된 파일이 피씨 하우스의 관통공에 끼워져 관통되고 행어 조립체의 걸침부재가 파일의 두부 상면에 놓여서, 피씨 하우스가 행어 조립체에 의해 파일에 매달린 상태로 파일의 두부에 위치되어 있으며; 수면 위의 위치에서 행어 조립체와 파일을 임시로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 피씨 하우스의 설치구조가 제공된다.

이와 같은 본 발명의 시공방법 및 구조에 있어서, 연직 지지부재는, 위에서부터 아래로 가면서, 인장력을 지지하는 인장재와, 인장력과 압축력을 모두 지지할 수 있는 압축인장재로 이루어지고, 행어 조립체와 파일을 임시로 결합할 때에는 연직 지지부재의 압축인장재 구간에서 연직 지지부재와 파일을 결합하는 구성을 가질 수도 있다. 또한 본 발명의 시공방법 및 구조에서, 관통공의 내측면과 관통공 가장자리의 상,하면은 ㄷ자 형태의 단면을 가지는 링형상의 관통공 내측부재로 덮여 있으며; 관통공 내측부재에는 상부로 연장된 연장부가 구비되어 있고; 피씨 하우스의 내부공간이 배수된 후 피씨 하우스와 파일을 일체로 결합함에 있어서는, 연장부의 내면과 파일 외면 사이에 결합연결재가 배치되어 결합연결재가 각각 연장부와 파일에 일체로 결합되도록 할 수 있다. 더 나아가, 본 발명에서 행어 조립체를 철거할 때에는, 철거된 행어 조립체를 재활용할 수 있도록, 연직 지지부재의 하단부와 바닥판의 결합 상태 및 행어 조립체와 파일 사이의 임시 결합을 모두 해제한 후, 인양 장치를 이용하여 행어 조립체만을 파일의 상단부로부터 뽑아낼 수 있다.

본 발명에 의하면, 파일 캡의 시공을 위한 피씨 하우스를 파일의 두부에 설치함에 있어서, 행어 조립체를 이용하여 피씨 하우스를 파일에 매달린 상태로 설계된 위치에 거치시키게 되며, 그에 따라 피씨 하우스의 바닥판이 항상 수중에 잠기거나 대부분의 시간 동안에 수중에 잠겨 있어 수상 작업시간의 확보가 어려운 경우에도, 고위험 및 고비용의 수중작업이 필요한 브래킷 장치를 전혀 설치하지 않고서도, 피씨 하우스를 파일의 두부에 안정적으로 설치할 수 있게 된다.

따라서 본 발명에 의하면, 피씨 하우스를 지지하여 고정하는 과정에서, 종래 기술에서 이용하였던 상,하부 브래킷 장치의 설치를 배제할 수 있게 되며, 그에 따라 상,하부 브래킷 장치의 설치를 위한 고비용 및 고위험의 수중작업이나, 추가적인 챔버의 설치작업을 수행하지 않게 되어, 피씨 하우스의 설치에 소요되는 비용을 절감하고 시공효율성을 향상시킴은 물론이고 공기를 단축시킬 수 있게 되는 장점을 가진다.

더 나아가, 본 발명에 의하면, 행어 조립체를 철거하여 재활용할 수 있게 되며 그만큼 비용을 절감할 수 있게 되는 효과도 발휘된다.

도 1은 본 발명에 따라 행어 조립체에 의해 피씨 하우스가 설치된 다양한 형태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따라 피씨 하우스를 강관말뚝으로 이루어진 파일의 두부에 설치하는 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 상태에 후속하여 피씨 하우스가 파일의 두부에 설치된 후의 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 4는 도 3의 원 A부분에 대한 개략적인 확대도이다.
도 5는 도 4의 선 B-B에 따른 관통공 주변에 대한 개략적인 확대 단면도이다.
도 6은 도 3의 원 C부분에 대한 개략적인 확대도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. 특히, 본 명세서에서 "상자형상" 또는 "상자형"이라는 용어는 직육면체나 정육면체만을 의미하는 것이 아니라, 속이 비어 있는 원기둥 형상, 다각 기둥형상 등과 같이 콘크리트가 채워질 수 있도록 비어 있는 내부공간을 가지는 형상을 포함하는 의미로 이해되어야 한다.

도 1에는 본 발명에 따라 행어 조립체에 의해 피씨 하우스가 설치된 다양한 형태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 피씨 하우스는 측벽과 바닥판을 구비하고 있는 상자형 구조물인데, 규모가 작을 경우에는 도 1의 (a)에 도시된 것처럼 바닥판(4)와 4개의 측벽(5)을 모두 가지고 있어서 그 자체로 완전한 상자형상을 이룰 수 있지만, 그 규모가 클 경우에는 도 1의 (b)에 도시된 것처럼 3개의 측벽(5)와 바닥판(4)을 가지는 2개의 외측 유닛(101)을 서로 마주보도록 결합하여 상자형상을 이루게 하거나, 또는 도 1의 (c)에 도시된 것처럼 3개의 측벽과 바닥판을 가지는 2개의 외측 유닛(101) 사이에 2개의 측벽과 바닥판을 가지는 중간 유닛(102)을 필요한 개수로 배치한 후 외측 유닛(101)과 중간 유닛(102)을 일체로 결합하여 상자형상을 이루게 할 수도 있다. 따라서 본 발명을 설명함에 있어서 <피씨 하우스>라는 용어에는 위에서 예시한 3가지 경우 즉, 도 1의 (a)에 도시된 4개의 측벽과 바닥판을 가지고 있어서 그 하나로서 완전한 상자형 구조물을 이루는 것, 도 1의 (b)에 도시된 것처럼 3개의 측벽과 바닥판을 가지고 있어서, 이웃하는 것과 결합되어 상자형 구조물을 이루게 되는 외측 유닛, 그리고 도 1의 (c)에 도시된 것처럼 바닥판과 2개의 측벽만을 가지고 있어서 다른 것과 결합되어 상자형 구조물을 이루게 되는 내측 유닛이 모두 포함되어 있는 것으로 이해되어야 한다. 다만, 편의상 아래에서는 바닥판과 2개의 측벽만을 가지고 있어서 다른 것과 결합되어 상자형 구조물을 이루게 되는 내측 유닛을 <피씨 하우스>로 예시하여 본 발명을 설명한다.

도 2에는 본 발명의 피씨 하우스 시공방법에 따라, 피씨 하우스(1)를 강관말뚝으로 이루어진 파일(3)의 두부에 설치되기 전의 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도면에 예시된 것처럼, 하단이 지중에 관입되어 연직하게 설치된 파일(3)의 두부에는 피씨 하우스(1)가 설치되는데, 피씨 하우스(1)는 측벽(5)와 바닥판(4)을 구비한 부재로서 바닥판(4)에는 파일(3)의 두부가 관통할 수 있는 관통공(40)이 형성되어 있다.

이와 같이 파일(3)의 두부에 피씨 하우스(1)를 설치함에 있어서, 파일(3)에 브래킷 장치를 설치하고 피씨 하우스의 바닥판이 브래킷 장치 위에 놓여 브래킷 장치에 의해 피씨 하우스가 지지되는 종래 기술과 달리, 본 발명에서는 피씨 하우스(1)가 행어 조립체(2)에 의해 파일(3)의 두부에 매달린 형태로 임시 설치 상태에서, 피씨 하우스(1)의 내부공간에 대한 배수작업, 파일 두부의 정리작업, 피씨 하우스 내부공간의 콘크리트 타설 작업 등 후속 작업이 진행된다.

구체적으로 도 2에 도시된 것처럼 피씨 하우스(1)를 파일(3)의 두부에 설치하기 전에, 피씨 하우스(1)의 바닥판(4)에서 관통공(40)의 위쪽으로는 행어(hanger) 조립체(2)가 설치된다. 행어 조립체(2)는, 파일(3)의 두부(頭部)의 상면(파일의 최상단 상면/"파일의 두부 상면")에 놓여 걸쳐지는 걸침부재(20)와, 상단부는 걸침부재(20)에 결합되고 하단부는 바닥판(4)에 결합된 상태로 연직 배치되어 피씨 하우스(1)의 자중에 의한 인장력과 부력에 의한 압축력을 지지하는 연직 지지부재(21)를 포함하여 구성된다. 도면에 예시된 실시예의 경우, 걸침부재(20)가 복수개의 빔이 폐합되도록 서로 연결된 형태의 부재로 구성되어 파일(3)의 두부에 놓여 있지만, 걸침부재(20)를 이루는 복수개의 빔이 반드시 폐합된 형태로 연결될 필요는 없다. 한편, 연직 지지부재(21)는 연직방향으로 연장된 부재로서, 피씨 하우스(1)를 파일(3)의 두부에 설치하는 과정 및 피씨 하우스(1)가 파일(3)의 두부에 설치된 상태에서는 피씨 하우스(1)의 자중을 걸침부재(20)를 통해 파일(3)로 전달하게 되며, 피씨 하우스(1)의 내부공간에 채워진 물이 배수된 상태에서는 피씨 하우스(1)에 작용하는 부력(浮力)을 지지하게 된다.

도 3에는 도 2에 도시된 상태에 후속하여 피씨 하우스(1)가 파일(3)의 두부에 설치된 후의 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 피씨 하우스(1)의 바닥판(4) 상면에, 위에서 설명한 바와 같이 행어 조립체(2)를 설치한 후, 지중에 관입 설치된 파일(3) 위로 피씨 하우스(1)를 이송하여 하강시켜서, 파일(3)이 관통공(40)에 끼워져 관통되도록 함으로써, 도 3에 도시된 것처럼 파일(3)의 두부는 바닥판(4) 위로 돌출되도록 하고, 행어 조립체(2)의 걸침부재(20)는 파일(3)의 두부 상면 즉, 파일(3)의 최상단 상면에 놓이게 한다. 따라서 피씨 하우스(1)는 행어 조립체(2)에 의해 파일(3)에 매달린 상태로 설계된 위치에 놓이게 된다.

앞서 언급한 것처럼, 피씨 하우스(1)가 도 1의 (a)에 도시된 것처럼 완전한 상자형 구조물을 이루는 것이라면, 위와 같은 <피씨 하우스의 하강에 의한 파일의 관통 및 피씨 하우스의 매달림 거치 작업>을 한 번 수행하면 충분하지만, 피씨 하우스(1)가 도 1의 (b)에 도시된 것처럼 외측 유닛의 조립으로 이루어지는 경우에는, <외측 유닛의 하강에 의한 파일의 관통 및 외측 유닛의 매달림 거치 작업>을 2회 수행한 후, 양측 외측 유닛을 조립하는 작업을 수행하게 된다. 그리고 피씨 하우스(1)가 도 1의 (c)에 도시된 내측 유닛과 양측 외측 유닛으로 이루어지는 경우에는 각각의 내측 유닛 및 외측 유닛에 대해 상기한 과정에 따라 <내,외측 유닛의 하강에 의한 파일의 관통 및 내,외측 유닛의 매달림 거치 작업>을 수행하고, 내측 유닛과 외측 유닛을 조립 결합함으로써, 내부공간을 가지는 피씨 하우스(1)를 형성한다.

파일(3)이 관통공(40)에 용이하게 관통 삽입되도록 하기 위해서 일반적으로 관통공(40)의 직경은 파일(3)의 외경 보다 더 크므로, 관통공(40)과 파일(3)의 외면 사이에는 간격이 존재한다. 피씨 하우스(1)의 바닥판이 놓이게 되는 설계위치가 수면 아래 즉, 수중인 경우, 위와 같이 피씨 하우스(1)를 행어 조립체(2)에 의해 파일(3)에 의지하여 설치한 상태에서는, 관통공(40)과 파일(3)의 외면 사이 간격을 통해서 물이 유입되어 피씨 하우스(1)의 내부공간에는 물이 채워지게 된다.

따라서 우선 관통공(40)과 파일(3)의 외면 사이 간격에 무수축 모르타르를 타설하거나 또는 수밀재를 채우는 등의 방법을 통해서, 관통공(40)과 파일(3)의 외면 사이를 차수(遮水)한 후, 양수기 등을 이용하여 피씨 하우스(1)의 내부공간에 존재하는 물을 외부로 배수하는 작업을 수행한다.

도 4에는 도 3의 원 A부분에 대한 개략적인 확대도가 도시되어 있고, 도 5에는 도 4의 선 B-B에 따른 관통공(40) 주변에 대한 개략적인 확대 단면도가 도시되어 있다. 도면에 예시된 실시예의 경우, 관통공(40)과 파일(3)의 외면 사이의 간격에 팽창가능한 튜브부재(41)를 배치하고, 튜브부재(41)에 채움재(42)를 주입하여 튜브부재(41)를 팽창시켜서 관통공(40)과 파일(3)의 외면 사이를 일차적으로 차수한 후, 관통공(40)과 파일(3)의 외면 사이의 간격에서 튜브부재(41) 위쪽으로 무수축 모르타르 등의 그라우트재를 방수재(43)로서 채워 넣어서 차수가 이루어지는 구조를 가지고 있다. 이 때, 튜브부재(41)에 채움재(42)를 주입하기 위한 주입관(44)을 관통공(40)의 주변에서 바닥판(4)에 관통 배치할 수 있다. 위에서 예시한 튜브부재(41)와 방수재(43)를 이용한 차수구조는 본 발명의 바람직한 일예에 해당하며 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 기타 다양한 형태의 차수구조 및 방법에 의해 관통공(40)과 파일(3)의 외면 사이 간격을 차수할 수 있다. 예를 들어 위에서 설명한 튜브부재(41) 만으로도 차수를 이룰 수 있으며, 기타 공지의 수밀부재를 설치함으로써 차수를 이룰 수도 있는 것이다.

피씨 하우스(1)의 내부공간이 배수되는 과정에서 피씨 하우스(1)에는 상향의 부력이 작용하게 되는데, 이러한 부력의 작용으로 인하여 행어 조립체(2)와 피씨 하우스(1)가 위로 들어 올려져서 피씨 하우스(1)의 설치위치가 변화될 수 있다. 이를 방지하기 위하여 피씨 하우스(1) 내부공간을 배수하기 이전에 또는 배수하는 과정에서, 행어 조립체(2)와 파일(3)을 임시로 결합하는 작업을 수행한다. 행어 조립체(2)와 파일(3)이 임시로 결합되면, 피씨 하우스(1)에 가해지는 부력은 행어 조립체(2)의 연직 지지부재(21)를 통해서 파일(3)로 전달되어 지지되므로, 피씨 하우스(1)는 부력의 작용에도 불구하고 애초에 설치된 위치를 안정적으로 유지할 수 있게 된다.

행어 조립체(2)와 파일(3)을 임시로 결합하는 위치 및 방식은 현장 여건에 맞추어서 다양하게 선택할 수 있는데, 도면에 도시된 실시예의 경우, 연직 지지부재(21)를 파일(3)과 임시로 일체 결합하는 구성을 가지고 있다. 도 6에는 도 3의 원 C부분에 대한 개략적인 확대도가 도시되어 있는데, 도면에 도시된 실시예의 경우, 연직 지지부재(21)와 파일(3) 사이에 임시결합재(6)을 설치하고 용접 등의 다양한 결합방법에 의해 임시결합재(6)를 각각 연직 지지부재(21) 및 파일(3)과 일체화시킴으로써, 연직 지지부재(21)와 파일(3)이 임시로 결합되어 있는 구성을 가지고 있다. 연직 지지부재(21)와 파일(3)이 결합되는 위치(도면의 실시예의 경우는 임시결합재(6)의 설치 위치)는, 결합작업의 용이성을 고려하여 수상 위치인 것이 바람직하다. 위에서 설명한 연직 지지부재(21)와 파일(3)을 임시 결합하는 작업은 피씨 하우스의 배수가 시작되기 전에 수면 위쪽의 위치에서 수행할 수 있지만, 배수가 시작되고 피씨 하우스(1) 내부공간의 수위가 점차 저하되면, 낮아진 수위에서 수면 위쪽의 적절한 위치를 선정하여 수행할 수도 있다.

파일(3)이 강관말뚝으로 이루어진 경우, 또는 콘크리트 말뚝으로 이루어지되 외면에 강재 판이 설치된 경우에는 위에서 설명한 것처럼 임시결합재(6)를 용접에 의해 결합 설치할 수 있지만, 파일(3)이 콘크리트 말뚝으로 이루어져서 콘크리트 외면을 가지는 경우에는, 임시결합재(6)로서 볼트부재 등의 막대형 부재를 이용하여 콘크리트 외면에 막대형 부재를 관입 고정하고 막대형 부재를 연직 지지부재(21)와 결합하는 구조를 이용할 수도 있다. 물론 상기한 실시예 이외에 다양한 방식으로 연직 지지부재(21)와 파일(3)으로 임시 결합할 수도 있다.

부력이 작용하는 과정에서 행어 조립체(2)와 파일(3)을 임시로 결합하여 피씨 하우스(1)를 임시로 지지함에 있어서, 위와 같이 연직 지지부재(21)와 파일(3)을 결합하는 구성에 의하면, 인장력을 주로 지지하는 인장재(210)와, 인장력과 압축력을 모두 지지할 수 있는 압축인장재(211)의 조합으로 연직 지지부재(21)를 구성할 수 있게 되어 연직 지지부재(21)를 구비하는데 소요되는 비용을 크게 절감할 수 있고, 더 나아가 행어 조립체(2)의 무게도 줄여서 피씨 하우스(1)의 이송 등에 있어서 비용 절감 및 효율 향상의 잇점을 가질 수 있게 된다.

앞서 언급한 것처럼, 피씨 하우스(1)를 설치하는 과정, 그리고 피씨 하우스 내부공간의 배수가 이루어지지 않은 상태에서는, 연직 지지부재(21)에 피씨 하우스(1)의 자중에 의한 인장력이 작용하지만, 피씨 하우스(1)가 파일(3)의 두부에 설치되고 피씨 하우스(1)의 내부공간이 배수되는 동안 및 배수가 완료된 상태에서는 부력으로 인한 압축력이 연직 지지부재(21)에 작용하게 된다.

행어 조립체(2)와 파일(3)을 임시로 결합함에 있어서, 걸침부재(20)를 파일(3)의 두부에 일체화시킬 수도 있지만, 이 경우에는 연직 지지부재(21)를 그 연직길이 전체에 대해 인장력과 압축력을 모두 지지할 수 있는 압축인장재로 제작하여야 한다. 그러나 위에서 예시한 것처럼 연직 지지부재(21)와 파일(3)을 결합하였을 경우, 그 결합 위치 위쪽에서는 연직 지지부재(21)에 더 이상 압축력이 작용하지 않게 되며, 결합 위치 아래쪽에서만 연직 지지부재(21)에 압축력이 작용하게 된다. 따라서 이 경우에는, 연직 지지부재(21)와 파일(3)이 결합된 위치의 위쪽은 상대적으로 부재의 강도 및 가격이 저렴한 인장재(210)로 제작하고, 아래쪽은 인장력과 압축력을 모두 지지할 수 있는 압축인장재(211)로 구성할 수 있게 된다. 즉, 연직 지지부재(21)와 파일(3)을 결합함으로써 행어 조립체(2)와 파일(3)을 임시로 일체화 시키게 되면, 연직 지지부재(21)의 연직길이 전체를 압축인장재로 구성하지 않고, 연직 지지부재(21)가 위에서부터 아래로 가면서, 인장력을 지지하는 인장재(210)와, 인장력과 압축력을 모두 지지할 수 있는 압축인장재(211)로 구성되도록 하며, 연직 지지부재(21)와 파일(3)이 결합되는 위치는 압축인장재(211)에서 선택할 수 있는 것이다. 다시 말하면, 연직 지지부재(21)은 위에서 아래로 가면서 단순히 인장력만 지지하는 인장재 구간과, 인장력뿐만 아니라 압축력을 모두 지지하는 압축인장재 구간으로 구분될 수 있는 것이고, 연직 지지부재(21)와 파일(3)이 결합되는 위치는 압축인장재 구간에 존재하게 하는 것이다. 이와 같은 구성에 의하면, 연직 지지부재(21)와 파일(3)이 결합된 위치의 아래쪽 부분만을 압축인장재(211)로 제작하면 되므로, 그 만큼 연직 지지부재(21)에 소요되는 비용을 크게 절감할 수 있게 되어, 시공경제성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다. 또한 이와 같이 연직 지지부재(21)를 인장재(210)와 압축인장재(211)의 조합으로 구성하게 되면, 연직 지지부재(21)의 전체를 압축인장재로 구성할 때보다 연직 지지부재(21)의 중량을 줄일 수 있게 되고 그에 따라 행어 조립체(2)의 중량도 감소되어, 피씨 하우스(1)을 이송하고 인양하는 작업의 효율성이 향상되며 그에 소요되는 비용도 절감할 수 있게 되는 장점이 있다.

이와 같이, 관통공(40)과 파일(3) 외면 사이의 차수가 이루어지고, 행어 조립체(2)와 파일(3)을 임시로 결합하여 부력에 대한 대비를 해둔 상태로 피씨 하우스(1)의 내부공간이 배수된 후에는, 행어 조립체(2)의 철거를 대비하여, 피씨 하우스(1)와 파일(3)을 일체로 견고하게 결합하는 작업을 수행하게 된다. 도면에 도시된 실시예의 경우, 결합연결재(7)를 이용하여 피씨 하우스(1)의 바닥판(4)을 파일(3)과 일체로 결합시키는 구성을 가지고 있다.

구체적으로 도면에 도시된 실시예에서는, ㄷ자 형태의 단면을 가지는 링형상의 관통공 내측부재(45)를 이용하여 관통공(40)이 바닥판(4)에 형성되어 있다. 즉, 도 4 및 도 5에 예시된 것처럼, 관통공(40)의 내측면과 관통공(40) 가장자리의 상,하면은 ㄷ자 형태의 단면을 가지는 링형상의 관통공 내측부재(45)로 덮여 있는 것이다. 그리고 도면에 도시된 실시예의 경우. 관통공 내측부재(45)에는 상부로 연장된 연장부(450)가 구비되어 있다. 결합연결재(7)는 연장부(450)의 내면과 파일(3) 외면 사이에 배치되어 각각 연장부(450)와 파일(3)에 용접 등의 방법에 의해 일체로 결합되어 있다. 즉, 도면에 도시된 실시예에서는 결합연결재(7)에 의해 피씨 하우스(1)와 파일(3)이 영구적으로 일체로 견고하게 결합되어 있는 것이다. 이러한 결합연결재(7)는 도면에 예시된 것처럼 판부재로 이루어져서 파일(3)의 원주를 따라 복수개가 구비될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 특히, 파일(3)이 강관말뚝으로 이루어진 경우, 결합연결재(7)를 강재판으로 구성하여 파일(3)의 외면과 연장부(450)에 각각 용접에 의해 용이하게 결합 설치할 수 있지만, 파일(3)이 콘크리트 말뚝으로 이루어진 경우에는 결합연결재(7)가 볼트부재로 이루어져서 연장부(450)를 관통하여 그 단부가 콘크리트 말뚝에 관입 고정되는 형태로 설치될 수도 있다. 또한 연장부(450)가 구비된 관통공 내측부재(45)를 준비할 때, 미리 연장부(450)에 결합연결재(7)를 결합 구비해두고, 추후 피씨 하우스(1)의 내부공간이 배수된 후 피씨 하우스(1)와 파일(3)을 일체로 결합할 때, 결합연결재(7)를 파일(3)과 결합할 수도 있다. 그리고 링형상의 관통공 내측부재(45)를 이용하여 바닥판(4)에 관통공(40)을 형성함에 있어서, 관통공 내측부재(45)의 단면 형상은 반드시 ㄷ자 형상에 한정되는 것은 아니며, 관통공(40)의 내측면과 관통공(40) 가장자리의 상면만을 덮도록 ㄱ자 형상의 단면을 가질 수도 있다.

한편, 위와 같이 결합연결재(7)가 구비되고 연장부(450)가 존재하는 경우에는 도면에 예시된 것처럼, 연직 지지부재(21)의 하단부를 연장부(450)에 결합할 수 있다. 이 경우, 추후 행어 조립체(2)의 철거가 용이하도록 연직 지지부재(21)의 하단부와 연장부(450)를 분해 조립이 가능한 형태로 결합하는 것이 바람직하다. 그러나 연직 지지부재(21)의 하단부를 피씨 하우스(1)의 바닥판(4)에 결합하는 방법은 이에 한정되지 아니하며, 연직 지지부재(21)의 하단부가 바닥판(4)의 콘크리트에 매립되도록 할 수도 있으며, 바닥판(4)에 연결철물을 설치한 후, 연직 지지부재(21)의 하단부를 연결철물과 분해조립이 가능한 형태로 결합할 수도 있다. 물론 위에서 예시한 것 이외에 다양한 방식으로 연직 지지부재(21)의 하단부를 피씨 하우스(1)의 바닥판(4)에 결합할 수도 있다.

앞서 설명한 것처럼, 튜브부재(41)와 방수재(43)를 이용하여 관통공(40)과 파일(3)의 외면 사이를 차수함에 있어서, 튜브부재(41)와 방수재(43)는 바닥판(4)의 두께 전체에 채워질 수 있다. 이 경우, 파일(3)과 바닥판(4)을 연결하기 위하여 결합연결재(7)를 관통공(40) 내면과 파일(3)의 외면 사이에 배치할 수 없다. 그러나 위에서 예시한 것처럼 연장부(450)가 구비된 관통공 내측부재(45)가 관통공(40)에 구비된 경우에는, 튜브부재(41)와 방수재(43)가 채워진 곳보다 더 위쪽에서 연장부(450)와 파일(3) 외면 사이에 결합연결재(7)를 배치하여 용접 등에 의해 용이하게 일체화시킬 수 있게 되므로, 관통공(40)과 파일(3) 사이의 차수 구조와 무관하게 피씨 하우스(1)와 파일(3)의 일체 결합 작업을 용이하게 수행할 수 있게 되는 장점이 있다. 특히, 바닥판(4)의 두께 전체에 걸쳐 관통공(40)과 파일(3) 사이에 차수를 위한 부재가 채워져 있는 경우에도, 연장부(450)가 존재하게 되면 용접 등의 방법에 의해 결합연결재(7)를 용이하게 설치하여 견고하게 파일(3)가 바닥판(4) 즉, 파일(3)과 피씨 하우스(1)를 견고하게 일체화시킬 수 있게 되는 것이다. 다만 위 내용은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 피씨 하우스(1)와 파일(3)을 영구적으로 일체 결합하는 구조는 이에 한정되지 않는다. 따라서 다양한 방식을 이용하여 피씨 하우스(1)와 파일(3)의 일체 결합할 수 있는 것이다.

위와 같이 피씨 하우스(1)의 내부공간이 배수되고 피씨 하우스(1)와 파일(3)이 일체 결합되어 피씨 하우스(1)의 위치가 안정적으로 고정된 후에는, 행어 조립체(2)를 제거한다. 구체적으로는 연직 지지부재(21)의 하단부를 절단하거나 연직 지지부재(21)의 하단부를 연장부(450)로부터 분리시키는 등의 방법을 통해서 연직 지지부재(21)의 하단부와 바닥판(4)의 결합 상태를 해제하고, 행어 조립체(2)와 파일(3) 사이의 임시 결합 상태도 해제한 후, 인양 장치를 이용하여 행어 조립체(2)만을 파일(3)의 상단부로부터 뽑아내는 것이다. 이렇게 제거된 행어 조립체(2)는 또다른 피씨 하우스의 시공에 재활용될 수 있다.

행어 조립체(2)가 제거되면, 피씨 하우스(1)의 바닥판(4) 위쪽으로 돌출되어 있는 파일(3)의 돌출부분을 절단하는 등의 파일 두부 정리작업을 수행하고, 피씨 하우스 내부공간에 콘크리트를 타설하는 등의 필요한 후속 작업을 수행하게 된다.

위에서 설명한 것처럼, 본 발명에서는 파일(3)이 피씨 하우스(1)의 바닥판(4)에 형성된 관통공(4)을 관통하도록, 피씨 하우스(1)를 파일(3)의 두부에 설치함에 있어서, 피씨 하우스(1)의 바닥판(4)의 상면에 행어 조립체(2)를 설치하여, 피씨 하우스(1)를 행어 조립체(2)에 의해 파일(3)에 매달린 상태로 설계된 위치에 거치시키게 된다. 즉, 본 발명에 의하면, 피씨 하우스(1)의 바닥판(4)이 항상 수중에 잠기거나 대부분의 시간이 잠겨 있어 수상 작업시간의 확보가 어려운 경우에도, 고위험 및 고비용의 수중작업이 필요한 브래킷 장치를 전혀 설치하지 않고서도, 피씨 하우스(1)를 파일(3)의 두부에 안정적으로 설치할 수 있게 되는 것이다. 따라서 본 발명에 의하면, 고위험 및 고비용의 수중작업을 회피할 수 있으며, 그에 따라 시공비용의 절감 및 시공효율성의 향상, 그리고 공기 단축의 효과가 발휘된다. 더 나아가, 본 발명에서 행어 조립체(2)는 철거 후 재활용이 가능하게 되며, 그만큼 비용을 절감할 수 있게 되는 장점도 가진다.

1: 피씨 하우스
2: 행어 조립체
3: 파일
4: 바닥판
5: 측벽
6: 임시결합재
7: 결합연결재
20: 걸침부재
21: 연직 지지부재
40: 관통공
41: 튜브부재
42: 채움재
43: 방수재
44: 주입관
45: 관통공 내측부재
450: 연장부

Claims

저면이 물에 잠기게 되는 파일 캡의 시공을 위한 피씨 하우스(1)를 파일(3)의 두부에 설치 시공하는 방법으로서,
파일(3)의 두부에 걸쳐서 매달리는 행어 조립체(2)를, 피씨 하우스(1)의 바닥판(4)에 형성된 관통공(40)의 위쪽에 설치하는 단계;
지중에 관입 설치된 파일(3)이 피씨 하우스(1)의 관통공(40)에 끼워져 관통하도록 하고 행어 조립체(2)의 걸침부재(20)는 파일(3)의 두부 상면에 놓이도록 하여, 피씨 하우스(1)를 행어 조립체(2)에 의해 파일(3)에 매달린 상태로 파일(3)의 두부에 위치시키는 단계;
관통공(40)과 파일(3)의 외면 사이를 차수(遮水)하고, 피씨 하우스(1) 내부공간을 배수하되, 피씨 하우스(1)의 내부공간의 배수 시작 이전에 또는 배수하는 과정에서, 행어 조립체(2)와 파일(3)을 임시로 결합하는 단계;
피씨 하우스(1)의 내부공간이 배수된 후, 피씨 하우스(1)와 파일(3)을 일체로 결합하는 단계; 및
행어 조립체(2)를 철거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피씨 하우스의 설치 시공방법.
제1항에 있어서,
행어 조립체(2)는, 파일(3)의 두부 상면에 놓여 걸쳐지는 걸침부재(20)와, 상단부는 걸침부재(20)에 결합되고 하단부는 피씨 하우스(1)의 바닥판(4)에 결합된 상태로 연직 배치되어 인장력과 부력에 의한 압축력을 지지하는 연직 지지부재(21)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 피씨 하우스의 설치 시공방법.
제2항에 있어서,
연직 지지부재(21)는, 위에서부터 아래로 가면서, 인장력을 지지하는 인장재(210)와, 인장력과 압축력을 모두 지지할 수 있는 압축인장재(211)로 이루어져 있으며,
행어 조립체(2)와 파일(3)을 임시로 결합하는 단계에서는, 연직 지지부재(21)의 압축인장재(211) 구간에서 연직 지지부재(21)와 파일(3)을 결합하게 되는 것을 특징으로 하는 피씨 하우스의 설치 시공방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
관통공(40)의 내측면과 관통공(40)의 가장자리는 링형상의 관통공 내측부재(45)로 덮여 있으며;
관통공 내측부재(45)에는 상부로 연장된 연장부(450)가 구비되어 있고;
피씨 하우스(1)의 내부공간이 배수된 후 피씨 하우스(1)와 파일(3)을 일체로 결합함에 있어서는, 연장부(450)의 내면과 파일(3) 외면 사이에 결합연결재(7)가 배치되어 결합연결재(7)가 각각 연장부(450)와 파일(3)에 일체로 결합되도록 하는 것을 특징으로 하는 피씨 하우스의 설치 시공방법.
제2항 또는 제3항에 있어서,
행어 조립체(2)를 철거하는 단계에서는, 철거된 행어 조립체(2)를 재활용할 수 있도록, 연직 지지부재(21)의 하단부와 바닥판(4)의 결합 상태 및 행어 조립체(2)와 파일(3) 사이의 임시 결합을 해제한 후, 인양 장치를 이용하여 행어 조립체(2)만을 파일(3)의 상단부로부터 뽑아내는 것을 특징으로 하는 피씨 하우스의 설치 시공방법.
저면이 물에 잠기게 되는 파일 캡의 시공을 위한 피씨 하우스(1)를 파일(3)의 두부에 설치하는 구조로서,
파일(3)의 두부 걸쳐서 매달리는 행어 조립체(2)가, 피씨 하우스(1)의 바닥판(4)에 형성된 관통공(40)의 위쪽에 설치되어 있는 상태에서;
지중에 관입 설치된 파일(3)이 피씨 하우스(1)의 관통공(40)에 끼워져 관통되고 행어 조립체(2)의 걸침부재(20)가 파일(3)의 두부 상면에 놓여서, 피씨 하우스(1)가 행어 조립체(2)에 의해 파일(3)에 매달린 상태로 파일(3)의 두부에 위치되어 있으며;
수면 위의 위치에서 행어 조립체(2)와 파일(3)이 임시로 결합되어 있되, 행어 조립체(2)는, 파일(3)의 두부 상면에 놓여 걸쳐지는 걸침부재(20)와, 상단부는 걸침부재(20)에 결합되고 하단부는 피씨 하우스(1)의 바닥판(4)에 결합된 상태로 연직 배치되어 인장력과 부력에 의한 압축력을 지지하는 연직 지지부재(21)를 포함하며, 연직 지지부재(21)는 위에서부터 아래로 가면서, 인장력을 지지하는 인장재(210)와, 인장력과 압축력을 모두 지지할 수 있는 압축인장재(211)로 이루어져 있고, 연직 지지부재(21)의 압축인장재(211) 구간에서 연직 지지부재(21)와 파일(3)이 임시로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 피씨 하우스의 설치구조.
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