KR101950358B1

KR101950358B1 - 우물통 기초 주면 마찰력 저감 공법 및 이에 사용되는 우물통 본체

Info

Publication number: KR101950358B1
Application number: KR1020180079931A
Authority: KR
Inventors: 신동훈
Original assignee: 신동훈
Priority date: 2018-07-10
Filing date: 2018-07-10
Publication date: 2019-02-20

Abstract

우물통 기초 주면 마찰력 저감 공법 및 이에 사용되는 우물통 본체가 개시된다. 본 발명은, 우물통 본체의 내부 하측에 폭발력 전달판을 설치하고, 우물통 본체를 침하시키고, 우물통 본체의 내부에서 폭발체를 수중 발파시키며, 폭발력 전달판을 통해 폭발체의 폭발력을 우물통 본체에 전달함으로써, 우물통 본체를 진동시키는 과정을 통해 구현된다. 본 발명에 따르면, 폭발체의 수중 발파에 따른 폭발력을 폭발력 전달판을 통해 우물통 본체의 하부에 전달함에 따라, 우물통 본체의 외벽에서의 주면 마찰력을 감소시킬 수 있게 된다. 아울러, 본 발명에 따르면, 우물통 본체의 외벽에서의 주면 마찰력을 감소시킬 수 있게 됨에 따라 우물통 기초 시공 과정에서의 적재 하중이 필요하지 않게 되거나 적재 하중의 크기를 줄일 수 있게 된다.

Description

우물통 기초 주면 마찰력 저감 공법 및 이에 사용되는 우물통 본체{Method for Constructing Foundation Using Open Caisson, and Open Caisson Used Therein}

본 발명은 우물통 기초 주면 마찰력 저감 공법 및 이에 사용되는 우물통 본체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폭발체의 수중 발파에 따른 폭발력을 폭발력 전달판을 통해 우물통 본체의 하부에 전달함에 따라, 우물통 본체의 외벽에서의 주면 마찰력을 감소시킴으로써, 우물통 기초 시공 과정에서의 적재 하중이 필요하지 않게 되거나 적재 하중의 크기를 줄일 수 있도록 하는 우물통 기초 주면 마찰력 저감 공법 및 이에 사용되는 우물통 본체에 관한 것이다.

우물통 기초 공법은 강이나 바다 등의 수중에 교각 등 구조물의 기초를 시공하는데 널리 사용되고 있으며, 오픈 케이슨 기초 공법이라고도 한다.

이와 같은 오픈 케이슨 기초 공법은 수상이나 육상에서 제작한 속이 빈 콘크리트 구조물, 즉 케이슨(caisson)을 시공 장소로 옮기거나, 현장에서 직접 콘크리트를 타설한 후, 내부의 흙을 배출시키면서 자중이나 적재 하중에 의하여 지지층까지 케이슨을 침하시킨 후, 모래, 자갈 또는 콘크리트 등으로 속채움하는 기초 공법을 말한다.

한편, 우물통이 수중 바닥에서 침하되기 위해서는 우물통의 자중과 적재 하중의 합이 우물통 외벽에 작용하는 주면 마찰력과 우물통 선단의 선단 지지력을 합한 값보다 커야 한다.

그러나, 우물통의 외벽에 작용하는 주면 마찰력이 너무 커서 우물통의 자중에 의한 침하가 어려울 때에는 적재 하중이 커질 수 밖에 없고, 시공자는 단계별로 반복 작업을 수행함에 있어서 높은 적재 하중을 우물통 상단에 올렸다가 우물통 본체 콘크리트를 타설하기 위해 다시 내리는 등의 작업을 반복해야 하는 등 작업상의 어려움이 있게 되며, 그로 인해 우물통의 침하 작업이 순조롭게 진행되지 않는다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 폭발체의 수중 발파에 따른 폭발력을 폭발력 전달판을 통해 우물통 본체의 하부에 전달함에 따라, 우물통 본체의 외벽에서의 주면 마찰력을 감소시킴으로써, 우물통 기초 시공 과정에서의 적재 하중이 필요하지 않게 되거나 적재 하중의 크기를 줄일 수 있도록 하는 우물통 기초 주면 마찰력 저감 공법 및 이에 사용되는 우물통 본체를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 우물통 기초 주면 마찰력 저감 공법은, (a) 우물통 본체의 내부 하측에 폭발력 전달판을 설치하는 단계; (b) 상기 우물통 본체를 침하시키는 단계; (c) 상기 우물통 본체의 내부에서 폭발체를 수중 발파시키는 단계; 및 (d) 상기 폭발력 전달판을 통해 상기 폭발체의 폭발력을 상기 우물통 본체에 전달함으로써, 상기 우물통 본체를 진동시키는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 우물통 본체의 진동에 따라 상기 우물통 본체의 외벽에 작용하는 주면 마찰력이 감소되어, 상기 우물통 본체의 침하가 진행되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 우물통 본체는, 상기 우물통 본체의 내부에서 폭발체의 수중 발파에 따른 폭발력을 우물통 본체에 전달하는 폭발력 전달판이 내부 하측에 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 폭발체의 수중 발파에 따른 폭발력을 폭발력 전달판을 통해 우물통 본체의 하부에 전달함에 따라, 우물통 본체의 외벽에서의 주면 마찰력을 감소시킬 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에 따르면, 우물통 본체의 외벽에서의 주면 마찰력을 감소시킬 수 있게 됨에 따라 우물통 기초 시공 과정에서의 적재 하중이 필요하지 않게 되거나 적재 하중의 크기를 줄일 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에 따르면, 우물통 기초 시공 과정에서의 적재 하중이 필요하지 않게 되거나 적재 하중의 크기를 줄일 수 있게 됨에 따라 우물통 기초 공법의 시공성을 대폭 개선할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 우물통 기초 주면 마찰력 저감 공법의 시공 과정을 설명하는 절차 흐름도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 우물통 기초 주면 마찰력 저감 공법의 시공 과정을 설명하는 도면,
도 3은 도 2에서의 폭발력 전달판의 기본 구조 및 변형 구조를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폭발력 전달판의 구조를 나타낸 도면, 및
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폭발력 전달판의 구조를 나타낸 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 우물통 기초 주면 마찰력 저감 공법의 시공 과정을 설명하는 절차 흐름도이다. 이하에서는 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 우물통 기초 주면 마찰력 저감 공법의 시공 과정을 설명하기로 한다.

먼저, 시공자는 우물통 본체(100)의 내벽 하측에 도 2에서와 같이 폭발력 전달판(200)을 설치한다(S110).

폭발력 전달판(200)은 우물통 본체(100)의 내벽에 수직 방향으로 설치되는 패널형 부재로서, 폭발력 전달판(200)은 우물통 본체(100)의 원통형 내주면의 원주 방향을 따라 소정의 간격을 두며 복수개가 이격 설치된다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 폭발력 전달판(200)은 우물통 본체(100)의 원통형 내주면의 원주 방향을 따라 연속적으로 설치될 수도 있을 것이다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 폭발력 전달판(200)에는 우물통 본체(100)의 중심축과 직교되는 방향(수평 방향)으로 돌출 형성된 일자형 패널인 돌출부(250)가 도 3의 (a)에서와 같이 수직 방향으로 소정의 간격을 두며 복수개가 이격 형성되도록 함이 바람직할 것이다.

시공자는 이와 같이 폭발력 전달판(200)이 설치된 우물통 본체(100)를 시공 장소로 옮기거나, 현장에서 직접 콘크리트를 타설한 후, 우물통 본체(100) 내부의 흙을 배출시키면서 우물통 본체(100)의 자중에 의하여 우물통 본체(100)의 침하를 진행시키는 과정을 반복한다(S120).

한편, 이후 우물통 본체(100)의 외벽에 작용하는 주면 마찰력(70)과 우물통 본체(100)의 선단(150)에서의 선단 지지력을 합한 값이 우물통 본체(100)의 자중보다 커짐으로써 우물통 본체(100)의 자중에 의한 침하가 더 이상 진행되지 않는 경우에, 시공자는 도 2에서와 같이 우물통 내부의 수중에서 폭발체(300)를 비접촉 발파시킨다(S130).

이와 같은 폭발체(300)의 비접촉 발파에 따른 폭발력은 우물통 본체(100)의 내벽에 설치되어 있는 전달판(200)을 통해 우물통 본체(100)에 전달되게 된다(S140).

폭발력 전달판(200)을 통해 폭발체(300)의 폭발력을 전달받은 우물통 본체(100)의 하부는 수평 방향 또는 수직 방향으로 진동하게 되며, 우물통 본체(100)의 진동에 따라 우물통 본체(100)의 외벽에 작용하는 주면 마찰력(70)은 급격히 저감된다(S150).

한편, 폭발력 전달판(200)에서의 우물통 본체(100)의 내벽에 접하여 설치되는 부분인 수직 설치 부재는 폭발체(300)의 수평 방향으로의 폭발력을 우물통 본체(100)에 수평 방향으로 전달함으로써 우물통 본체(100)의 수평 방향으로의 진동을 유발시키는 한편, 폭발력 전달판(200)에서의 수평 설치 부재인 돌출부(250)는 폭발체(300)의 수직 방향으로의 폭발력을 우물통 본체(100)에 수직 방향으로 전달함으로써 우물통 본체(100)의 수직 방향으로의 진동을 유발시키게 된다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 폭발력 전달판(200)에 의해 우물통 본체(100)의 하부가 수평 방향으로 진동됨과 동시에 수직 방향으로의 진동됨으로써 우물통 본체(100)의 외벽에서의 주면 마찰력(70)이 보다 효과적으로 저감될 수 있게 된다.

아울러, 본 발명을 실시함에 있어서는, 도 3의 (b)에서와 같이 폭발력 전달판(200)에서의 수평 설치 부재인 돌출부(250)를 단부가 수직 방향으로 절곡된 'ㄱ'자 모양으로 형성함으로써 돌출부(250)를 통해 폭발체(300)의 폭발력이 우물통 본체(100)에 수직 방향 뿐만 아니라 수평 방향으로도 전달되도록 할 수도 있을 것이다.

또한, 도 3의 (b)에서의 돌출부(250)의 수직 절곡 단부는 폭발체(300)의 수평 방향으로의 폭발력을 보다 가까운 거리에서 흡수하고, 흡수한 폭발력을 돌출부(250)를 통해 우물통 본체(100)로 전달하는 기능을 수행한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폭발력 전달판(200)의 구조를 나타낸 도면이다. 본 발명을 실시함에 있어서는, 도 4에서와 같이 폭발력 전달판(200)이 우물통 본체(100)의 내벽으로부터 돌출될 수 있도록, 내부에 격자형 공간이 형성되어 있으며 소정의 두께(d)를 가지는 패널 구조체의 형태로 폭발력 전달판(200)을 구현할 수도 있을 것이다.

이러한 경우에 폭발력 전달판(200)은 폭발체(300)의 폭발력을 보다 가까운 거리에서 흡수할 수 있게 되며, 흡수한 폭발력을 내부의 격자형 공간을 통해 우물통 본체(100)로 전달함으로써 우물통 본체(100)의 하단에서의 진동의 효과를 더욱 배가시킬 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폭발력 전달판(200)의 구조를 나타낸 도면이다. 본 발명을 실시함에 있어서는, 도 5에서와 같이 폭발력 전달판(200)을 우물통 본체(100)의 원통형 내주면에 원주를 따라 설치되는 링형 구조체로 제작하고, 이와 같은 링형 폭발력 전달판(200)을 우물통 본체(100)의 원통면 내주면의 하측에 수직 방향으로 소정의 간격에 따라 복수개를 설치할 수 있을 것이다.

이와 같이 우물통 본체(100)의 내벽에 수직 방향으로 연속 설치된 링형 폭발력 전달판(200)은 폭발체(300)의 폭발력을 각 설치 위치에서 우물통 본체(100)에 수평 방향으로 전달함으로써 우물통 본체(100)의 수평 방향으로의 진동을 통해 우물통 본체(100)의 외부면에서의 주면 마찰력(70)의 저감을 유도하게 된다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 상술한 바와 같은 폭발력 전달판(200)을 통해 발생되는 우물통 본체(100) 하부에서의 수평 및 수직 방향으로의 진동에 의해 우물통 본체(100)의 외부면에서의 주면 마찰력(70)이 저감됨에 따라 우물통 본체(100)의 자중에 의한 침하가 계속하여 진행될 수 있게 된다(S160).

한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 시공자는 전술한 S130 단계에서 폭발체(300)의 수중 발파를 진행함에 있어서 단발 뇌관을 사용할 수도 있을 것이나, 토질 조건과 주변 환경을 고려하여 발파력에 의한 충격을 줄이면서 진동시간을 늘리기 위해 지발 뇌관을 사용할 수도 있을 것이다.

구체적으로, 시공자는 지발 뇌관을 사용하여 폭발체(300)의 발파력을 제어함으로써 우물통 본체(100)의 진동 시간을 연장시킴에 따라, 우물통 본체(100)의 자중에 의한 침하가 진행되는 시간을 연장시킬 수도 있을 것이다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

10: 원지반, 20: 축조 토사면,
30: 외수면, 40: 내수면,
50: 굴착면, 70: 주면 마찰력,
100: 우물통 본체, 150: 선단,
200: 폭발력 전달판, 250: 돌출부,
300: 폭발체.

Claims

(a) 우물통 본체(100)의 내부 하측에 폭발력 전달판(200)을 설치하는 단계;
(b) 상기 우물통 본체(100)를 침하시키는 단계;
(c) 상기 우물통 본체(100)의 내부에서 폭발체(300)를 수중 발파시키는 단계; 및
(d) 상기 폭발력 전달판(200)을 통해 상기 폭발체(300)의 폭발력을 상기 우물통 본체(100)에 전달함으로써, 상기 우물통 본체(100)를 진동시키는 단계
를 포함하며,
상기 폭발력 전달판(200)에는 수평 방향으로 돌출 형성된 패널형 부재인 복수개의 돌출부(250)가 수직 방향으로 소정의 간격을 두며 이격 형성되고,
상기 돌출부(250)는 상기 폭발체(300)의 수직 방향으로의 폭발력을 상기 우물통 본체(100)에 수직 방향으로 전달하며,
상기 폭발력 전달판(200)에 의해 상기 우물통 본체(100)의 하부가 수평 방향으로 진동됨과 동시에 수직 방향으로 진동되는 것인 우물통 기초 주면 마찰력 저감 공법.
제1항에 있어서,
상기 우물통 본체(100)의 진동에 따라 상기 우물통 본체(100)의 외벽에 작용하는 주면 마찰력(70)이 감소되어, 상기 우물통 본체(100)의 침하가 진행되는 것인 우물통 기초 주면 마찰력 저감 공법.
우물통 본체에 있어서,
상기 우물통 본체(100)의 내부에서 폭발체(300)의 수중 발파에 따른 폭발력을 상기 우물통 본체(100)에 전달함으로써 상기 우물통 본체(100)를 진동시키는 폭발력 전달판(200)이 내부 하측에 설치되며,
상기 폭발력 전달판(200)에는 수평 방향으로 돌출 형성된 패널형 부재인 복수개의 돌출부(250)가 수직 방향으로 소정의 간격을 두며 이격 형성되고,
상기 돌출부(250)는 상기 폭발체(300)의 수직 방향으로의 폭발력을 상기 우물통 본체(100)에 수직 방향으로 전달하며,
상기 폭발력 전달판(200)에 의해 상기 우물통 본체(100)의 하부가 수평 방향으로 진동됨과 동시에 수직 방향으로 진동되는 것인 우물통 본체.