KR102078797B1 - 교각기초 구축을 위한 수중 지반 굴착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교각 설치 대상지점에 투하되어 지면의 암석 및 저수된 해수 등을 효율적으로 제거함으로써 교량의 교각기초를 신속하고 안정적으로 구축할 수 있도록 한 교각기초 구축을 위한 수중 지반 굴착장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 바지선에 장치되고 구동력을 제공하여 회전시키기 위한 구동유닛에 회전 가능하게 수직 설치되는 연결대(110)와, 상기 연결대(110)의 외주연에 둘레방향을 따라 일정간격을 두고 일측이 고정 결합되는 다수의 수직지지대(120)로 구성된 연결지지부(100); 상기 연결대(110)의 하부에 구비되고 상기 수직지지대(120)의 타측이 상측 가장자리에 각각 고정 결합되며 상·하부가 개구되어 형성되는 원통형의 소구경케이싱(200); 상기 소구경케이싱(200)의 하부와 중심 축이 일치되도록 연통되게 결합되고 수평 균형을 유지하기 위해 하부 외주연의 둘레방향을 따라 그 단면이 '<' 또는 '>' 형상으로 형성되어 설치된 돌기부(310)를 포함하며 상기 소구경케이싱(200)과 결합된 부위와 하부가 개구되어 형성되는 원통형의 대구경케이싱(300); 상기 대구경케이싱(300)의 외주연을 다수 권회하며 나사산 형태로 형성된 굴착가이드(400); 및 상기 대구경케이싱(300)의 하단 내주연에 일정간격을 두고 다수 설치되어 일측방향 또는 타측방향 중 어느 하나의 방향으로 회전함과 동시에 지면이나 암반을 절삭하도록 형성되는 쟁기형 굴착날(500);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

교각기초 구축을 위한 수중 지반 굴착장치{Underwater ground excavator for underwater pier foundation}

본 발명은 교각기초 구축을 위한 수중 지반 굴착장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교각 설치 대상지점에 투하되어 지면의 암석 및 저수된 해수 등을 효율적으로 제거함으로써 교량의 교각기초를 신속하고 안정적으로 구축할 수 있도록 한 교각기초 구축을 위한 수중 지반 굴착장치에 관한 것이다.

일반적으로 수중구조물은 교량 거더를 지지하고 교량 거더로부터 하중을 하방 지반으로 전달하는 교각 등과 같은 구조물을 수중 암반지대에 견고하게 지지시키기 위해 시공되는 기초이며, 이러한 수중구조물을 시공하는 방법 중에 하나로서, 역순환 굴착(RCD: reverse circulation drill)공법을 일례로 들 수 있다.

역순환 굴착공법은 소음은 크게 줄이면서 대구경 지반 굴착이 가능한 것으로, 어스드릴(earth drill)공법과 함께 대표적인 대구경 현장 타설 콘크리트 말뚝 시공법의 하나이다.

상기한 역순환 굴착공법에 따르면, 물속에 잠겨있는 드릴 스트링(drill string) 및 드릴 로드 파이프(drill rod pipe)를 통하여 최하부의 드릴 비트까지 압축공기를 공급하고, 그 압축공기가 파이프를 통하여 부양될 때 발생하는 부력을 이용하여 굴착된 토사나 파쇄된 암석 조각들을 배출하는 것이다.

이러한 일련의 작업을 통해 수중 암반을 굴착하여 암반에 철근 콘크리트 기둥과 같은 기초를 시공할 수 있도록 하는 장비를 'RCD machine' 또는 'RCD rig' 라 한다.

부연하자면, 상기 역순환 굴착공법은 상기 RCD 장비를 이용해 정수압으로 공벽을 보호하며 드릴 로드 파이프 끝 부분에 장착된 특수한 드릴 비트를 회전시켜 지반에 굴착공을 천공한 후, 미리 조립된 철근망을 삽입하고, 콘크리트를 타설하여 수중암반에 콘크리트 말뚝. 즉, 수중구조물을 시공하는 방식이다.

또한, 이러한 역순환 굴착공법은 로터리식 타공(boring)공법에서의 물의 순환과는 반대로 드릴 로드 파이프로 순환수와 굴착토를 함께 흡입하여 지상으로 배출하고, 배출된 순환수는 침전지를 거쳐 다시 굴착공으로 보내어지는 순환과정을 반복한다.

그러나 상기한 바와 같은 역순환 굴착공법에 의하면, RCD 장비의 상부 마스트(mast)에 집중화된 복잡한 구조체로 인해 장치 전체가 고중량이고, 이로 인해 해상으로의 이동 및 설치가 용이하지 못하며, 특히 수중 암반에 천공되는 굴착공의 직경이 통상적으로 최대 3,000mm를 넘지 못하여 고중량을 갖는 구조물을 견고하게 지지시키지 못하는 문제점을 갖는다.

따라서, 위와 같은 문제점을 개선하기 위한 기술로서, 한국 공개특허 제10-2016-0022535호에 '해저 드릴링 시스템' 이 제안된 바 있다.

위 기술은, 시추공에 설치되는 분출방지장치(BOP); 상기 분출방지장치에 설치되는 드릴파이프 지지체; 상기 드릴파이프 지지체에 의해 지지되고, 상기 분출방지장치를 통해 시추공으로 연장되는 단위 드릴파이프; 상기 분출방지장치의 일측에 설치되고, 상기 분출방지장치로 머드를 공급하고 다시 분출방지장치로부터 제공받아 순환시키기 위한 머드 순환 설비; 상기 드릴파이프 지지체에 구비되고, 상기 드릴파이프를 회전 구동시키기 위한 드릴파이프 회전 유닛; 및 해저에 설치되고, 시추 플랫폼으로부터 상기 단위 드릴파이프를 운반하고 그 운반된 단위 드릴파이프를 지지하기 위한 캐리어 설비;를 포함하는 것으로, 플랫폼의 설비 부담을 경감시키고 시추공의 직경을 넓히도록 하는데에 목적이 있는 기술이다.

그런데 이 같은 기술은 험한 지역이나 수중암반이 다량 분포된 지역에서는 시추능력이 매우 저하되고, 작업 도중 수류의 영향을 계속 받게 될 시 구조의 특성상 수평 유지도 불리하며 무엇보다 시추 작업에 있어서 상당한 에너지가 소모되어 소요공기가 길어지는 등의 문제점이 있었다.

한국 공개특허 제10-2016-0022535호(2016.03.02. 공개) 한국 등록특허 제10-0589131호(2006.06.05. 등록) 한국 등록특허 제10-1401981호(2014.05.26. 등록)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 수중에서의 다양한 조건의 지형에 교각 설치를 위해 지반을 굴착하는 경우 수중에서 수평 상태를 계속적으로 유지하며 지반으로 용이하게 압입되도록 하여 시공 정밀성과 편의성을 증대시키고, 회전과 동시에 수중의 지면이나 암반을 원통형으로 절삭함으로서 효율적인 시공을 가능토록 하는 교각기초 구축을 위한 수중 지반 굴착장치를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 바지선에 장치되고 구동력을 제공하여 회전시키기 위한 구동유닛에 회전 가능하게 수직 설치되는 연결대(110)와, 상기 연결대(110)의 외주연에 둘레방향을 따라 일정간격을 두고 일측이 고정 결합되는 다수의 수직지지대(120)로 구성된 연결지지부(100); 상기 연결대(110)의 하부에 구비되고 상기 수직지지대(120)의 타측이 상측 가장자리에 각각 고정 결합되며 상·하부가 개구되어 형성되는 원통형의 소구경케이싱(200); 상기 소구경케이싱(200)의 하부와 중심 축이 일치되도록 연통되게 결합되고 수평 균형을 유지하기 위해 하부 외주연의 둘레방향을 따라 그 단면이 '<' 또는 '>' 형상으로 형성되어 설치된 돌기부(310)를 포함하며 상기 소구경케이싱(200)과 결합된 부위와 하부가 개구되어 형성되는 원통형의 대구경케이싱(300); 상기 대구경케이싱(300)의 외주연을 다수 권회하며 나사산 형태로 형성된 굴착가이드(400); 및 상기 대구경케이싱(300)의 하단 내주연에 일정간격을 두고 다수 설치되어 일측방향 또는 타측방향 중 어느 하나의 방향으로 회전함과 동시에 지면이나 암반을 절삭하도록 형성되는 쟁기형 굴착날(500);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소구경케이싱(200)의 상부 일측에서부터 상기 대구경케이싱(300)의 하부 일측에 이르는 지점에는 굴착장비의 출입이 가능하도록 수직통로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 굴착가이드(400)의 일측에는 감지센서가 설치되고, 상기 감지센서의 감지신호를 전달받아 상기 연결대(110)의 회전수를 제어할 수 있도록 하는 제어부가 구비될 수 있으며, 상기 굴착가이드(400)는 연결대(110)의 회전방향과 동일한 방향으로 상기 대구경케이싱(300)의 외주연을 다수 권회하며 형성되는 것이 바람직하고, 상기 바지선에 장착된 권취수단에 감겨 있으며 타측이 상기 수직지지대(120)에 연결되어 상·하측 방향으로 신축 가능한 와이어가 형성될 수 있다.

상기의 구성으로 이루어진 본 발명의 교각기초 구축을 위한 수중 지반 굴착장치는, 수중에서의 다양한 조건의 지형에 교각 설치를 위해 지반을 굴착하는 경우 수중에서 수평상태를 계속적으로 유지하며 지반으로 용이하게 압입되도록 하여 시공 정밀성과 편의성을 증대시키고, 회전과 동시에 수중의 지면이나 암반을 원통형으로 절삭함으로서 효율적인 시공은 물론 소요공기를 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 교각기초 구축을 위한 수중 지반 굴착장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 1의 수중 지반 굴착장치를 나타낸 평면사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 1의 수중 지반 굴착장치를 나타낸 저면사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 1의 수중 지반 굴착장치를 나타낸 측면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 1의 수중 지반 굴착장치의 사용예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 교각기초 구축을 위한 수중 지반 굴착장치를 상세하게 설명한다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 교각기초 구축을 위한 수중 지반 굴착장치는,

바지선에 장치되고 구동력을 제공하여 회전시키기 위한 구동유닛에 회전 가능하게 수직 설치되는 연결대(110)와, 상기 연결대(110)의 외주연에 둘레방향을 따라 일정간격을 두고 일측이 고정 결합되는 다수의 수직지지대(120)로 구성된 연결지지부(100);

상기 연결대(110)의 하부에 구비되고 상기 수직지지대(120)의 타측이 상측 가장자리에 각각 고정 결합되며 상·하부가 개구되어 형성되는 원통형의 소구경케이싱(200);

상기 소구경케이싱(200)의 하부와 중심 축이 일치되도록 연통되게 결합되고 수평 균형을 유지하기 위해 하부 외주연의 둘레방향을 따라 그 단면이 '<' 또는 '>' 형상으로 형성되어 설치된 돌기부(310)를 포함하며 상기 소구경케이싱(200)과 결합된 부위와 하부가 개구되어 형성되는 원통형의 대구경케이싱(300);

상기 대구경케이싱(300)의 외주연을 다수 권회하며 나사산 형태로 형성된 굴착가이드(400); 및

상기 대구경케이싱(300)의 하단 내주연에 일정간격을 두고 다수 설치되어 일측방향 또는 타측방향 중 어느 하나의 방향으로 회전함과 동시에 지면이나 암반을 절삭하도록 형성되는 쟁기형 굴착날(500);을 포함하여 구성되는 것으로, 수중에서의 다양한 조건의 지형에 교각 설치를 위해 지반을 굴착하는 경우 수중에서 수평상태를 계속적으로 유지하며 지반으로 용이하게 압입되도록 하여 시공 정밀성과 편의성을 증대시키고, 회전과 동시에 수중의 지면이나 암반을 원통형으로 절삭함으로서 효율적인 시공을 가능토록 하는 기술이다.

상기 연결지지부(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 바지선에 장치되고 구동력을 제공하여 회전시키기 위한 구동유닛에 회전 가능하게 수직 설치되는 연결대(110)와, 상기 연결대(110)의 외주연 둘레방향을 따라 일정간격을 두고 일측이 고정 결합되는 다수의 수직지지대(120)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 구동유닛이 장치되는 장비는 바지선에 한정하지 않고, 소형 크레인선 또는 소형 자주승강식 바지 등 본 발명의 기술사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 장비를 적용할 수 있다.

상기 연결대(110)는 수중 지반 굴착시, 그 연결대(110)와 유기적으로 결합된 수직지지대(120)와 동시에 수직이 유지되도록 안내하는 역할을 하고, 상기 연결대(110)의 심부에 형성된 체결공은 바지선에 장치되고 회전동력을 제공하는 구동유닛, 예를 들면 회전모터와의 결합을 도모한다.

이때, 상기 회전모터는 강한 토크를 발생시키고, 회전속도의 조절과 정지 그리고 역회전 등이 용이한 유압식모터로 이루어지는게 바람직하나, 이에 한정하지 않고 본 발명에서 달성하고자 하는 목적에 부합되는 수단이라면 어떠한 것이든 본 발명에 적용 가능하다.

상기 수직지지대(120)는 측면상 'ㄱ' 형상으로, 일측은 상기 연결대(110)와 고정 결합되고, 타측은 후술될 소구경케이싱(200)의 상측 가장자리에 각각 고정 결합되어 상기 연결대(110)의 회전동작이 하부에 구비된 대구경케이싱(300)까지 동시에 이루어지도록 함과 동시에 상기 연결대(110)와 소구경케이싱(200)을 긴밀하게 결합 및 지지하는 기능을 수행한다.

이때, 상기 수직지지대(120)는 수평 및 균형 유지를 용이하게 하기 위해, 3개 내지 5개로 일정간격을 두고 구성하며, 상기 연결대(110)의 심부의 등심원을 따라 균형 배치되는게 바람직하다.

상기 소구경케이싱(200)은 상기 연결대(110)의 하부에 구비되고 전술한 수직지지대(120)의 타측이 상기 소구경케이싱(200)의 상측 가장자리에 각각 고정 결합된다.

한편, 상기 소구경케이싱(200)은 상부와 하부가 개구된 형태로서, 연결대(110)의 회전력을 상기 대구경케이싱(300)에 전달하며, 개구되어 형성된 홀로는 소형 굴착기 등의 굴착장비의 출입이 가능토록 한다.

상기 대구경케이싱(300)은 상기 소구경케이싱(200)의 하부와 중심 축이 일치되도록 연통되게 결합되고 수평 균형을 유지하기 위해, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 하부 외주연의 둘레방향을 따라 그 단면이 '<' 또는 '>' 형상으로 형성되어 설치된 돌기부(310)를 포함하여 이루어진다.

상기 소구경케이싱(200)과 대구경케이싱(300)의 결합방식은, 공지된 다양한 방식 중 어느 하나의 방식에 한정하지 않으나, 상기 소구경케이싱(200)과 대구경케이싱(300)이 결합되어 맞닿는 부위에 플랜지 등을 매개로 하여 결합하는게 바람직하다. 이는 상기 소구경케이싱(200)과 대구경케이싱(300) 간의 결합력을 더욱 증진시킬 수 있기 때문이다.

상기 대구경케이싱(300)은 앞서 설명한 소구경케이싱(200)과 마찬가지로 상기 소구경케이싱(200)과 연통되게 결합되는 부위와, 대구경케이싱(300)의 하부가 개구된 형태로서, 개구되어 형성된 홀로는 소형 굴착기 등의 출입이 가능토록 한다.

다시 말해서, 상기 소구경케이싱(200)의 상부 일측에서부터 상기 대구경케이싱(300)의 하부 일측에 이르는 지점에 수직통로를 형성하여 이 수직통로로 소형 굴착기 등의 굴착장비의 출입을 가능토록 하고, 상기와 같이 형성된 수직통로로 인해 준설작업을 용이하게 할 수 있는 것이다. 다만, 상기 수직통로를 통해 굴착장비가 투입될 경우에는 지상에서 굴착장비를 용이하게 투입시킬 수 있도록 하기 위해 소구경케이싱이 수면위로 돌출되게 하는게 바람직하다.

한편, 상기 돌기부(310)는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 대구경케이싱(300)의 하부의 외주연 둘레방향을 따라 마치 띠가 둘러진 것처럼 그 단면이 '<' 또는 '>' 형상으로 형성된다.

상기와 같이 '<' 또는 '>' 형상으로 형성된 돌기부(310)는, 상기 연결대(110)가 동력유닛으로부터 동력을 전달받아 본 발명에 따른 굴착장치를 일측방향을 회전시킬 때, 수류 등의 외력에 의해서도 상기 굴착장치가 회전하면서 수평 상태를 계속 유지할 수 있도록 하는 기능을 부여한다. 이는 상기 돌기부(310)가 굴착장치의 회전시, 그 회전과 동시에 하측으로 강한 모멘트를 발생시켜 수평 상태를 유지할 수 있도록 하기 때문이다. 이를테면, 팽이가 빠른 속도로 회전할 때, 수평을 유지하는 원리와 유사한 개념이다.

상기 굴착가이드(400)는 상기 대구경케이싱(300)의 외주연을 다수 권회하며 나사산 형태로 형성된다.

이때, 나사산 형태로 형성된 굴착가이드(400)는 굴착장치가 회전할 때, 와류 현상을 발생시키며 그 와류 현상에 의해 발생하는 압력 등으로 인해 굴착장치에서 하측으로 가해지는 모멘트가 강하게 부여되어 지반을 파고들며 압입되는 힘이 더욱 배가될 수 있다.

아울러, 상기 굴착가이드(400)는 연결대(110)의 회전방향. 즉, 굴착장치의 회전방향과 동일한 방향으로 상기 대구경케이싱(300)의 외주연을 다수 권회하며 형성하는게 바람직하다. 이는 상기 굴착가이드(400)가 굴착장치의 회전방향과 동일 방향으로 형성됨으로써, 와류 현상을 더욱 증폭시키고 그에 따라 지반에 용이하게 삽입될 수 있기 때문이다.

여기서, 상기 굴착가이드(400)는 대구경케이싱(300)의 외주연의 일부 영역에만 형성되거나 또는 상기 대구경케이싱(300)의 외주연 전체에 걸쳐 형성될 수 있다.

상기 쟁기형 굴착날(500)은 상기 대구경케이싱(300)의 하단 내주연에 일정간격을 두고 다수 설치되어 회전함과 동시에 지면 또는/및 암반을 절삭한다.

이때, 상기 쟁기형 굴착날(500)의 두께는 토양의 성질, 예컨대 암반, 진흙, 모래 등에 따라서 적절히 조절이 가능할 수 있다. 또한, 상기 쟁기형 굴착날(500)은 암석을 용이하게 절단할 수 있을 정도의 매우 강한 경도를 가진 것으로 이루어지는 것이 바람직하다.

일 구현예로서, 상기 쟁기형 굴착날(500)은 그 단면 형상이 외측 방향을 향해 라운드지게 형성될 수 있다. 이는 상기 쟁기형 굴착날(500)이 기하학적으로 방사상 외측 방향을 향해 라운드지게 형성됨으로써, 방사상의 원심력만이 발생토록 하여 극히 빠른 회전 속도에 적합하며 그때 발생하는 원심력에 적합하기 때문이다. 즉, 회전시 모멘트가 작아져 회전력을 증대시킬 수 있고, 그에 따라 암석 등의 절삭을 안정적이고 용이하게 할 수 있는 것이다.

상기 쟁기형 굴착날(500)이 전술한 바와 같은 형상으로 형성됨으로서, 절삭된 잔재물들을 지면의 일측방향으로 떨구어 모으게 하여 작업상 효율을 높일 수 있도록 하는 이점이 발생한다.

또한, 상기 쟁기형 굴착날(500)의 폭과 길이는 수평상 원주방향으로 모두 동일하게 형성되는게 바람직하나, 현장여건 등에 따라 일측 굴착날 에서부터 타측 굴착날 까지 일주하며 순차적으로 길이는 짧아지고 폭은 넓어지거나, 또는 순차적으로 길이는 길어지고 폭은 좁아지게 형성할 수 있다. 이는 지반의 굴착을 용이하게 함은 물론 상기 대구경케이싱(300)의 내측으로 절삭된 암반, 진흙, 모래 따위 들이 집적되게 하여 작업을 보다 편리하게 하기 위함이다.

한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 굴착가이드(400)의 일측에는 지반의 특성, 성상 등을 파악하도록 하는 감지센서가 설치될 수 있고, 상기 감지센서의 감지신호를 전달받아 상기 연결대(110)의 회전수를 제어할 수 있도록 하는 제어부가 구비될 수 있다.

가령, 상기 감지센서에서 측정한 지반의 특성이 단단할 경우에는 그 측정정보를 제어부로 보내고, 상기 제어부는 회전수를 일반적인 속도보다 높일 수 있고, 반대로 상기 감지센서에서 측정한 지반의 특성이 연악할 경우에는 그 측정정보를 제어부로 보내고, 상기 제어부는 회전수를 일반적인 속도보다 낮출 수 있는 것이다.

또한, 상기 굴착장치가 지반을 굴착하며 압입될 경우, 높이 조절을 위해서 상기 바지선에 장착된 권취수단에 감겨져 있으며 타측은 상기 수직지지대(120)에 연결되어 상측 또는 하측 방향으로 신축 가능한 와이어가 형성될 수도 있다.

다만, 이때에는 상기 굴착장치의 최상부에 자체적으로 동력을 발생시킬 수 있는 회전모터를 장착하고, 도 5에 나타낸 도면에서 보는 바와 같이, 바지선 등에 견인되는 방식으로 운용되는게 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수중 지반 굴착장치를 이용하여 교각기초를 구축하는 공법에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 교각을 설치하기 위해 굴착하고자 하는 지점에 바지선을 정박시키고 사방을 대략 4개 이상의 닻으로 고정시킨 다음, 바지선 상에 교각 설치를 위한 콘크리트 타설 장비를 설치한다.

이후, 상기 바지선 상에 본 발명에 따른 굴착장치를 설치한다. 이때, 상기 굴착장치의 대구경케이싱(300)의 외주연에 나사산 형태로 형성된 굴착가이드(400)를 형성하되, '<' 또는 '>' 형상의 돌기부(310) 보다는 높은 지점에 위치하도록 형성하는게 바람직하다. 또한, 쟁기형 굴착날(500)은 대구경케이싱(300)의 하단 내주연에 일정간격을 두고 다수개 설치한다.

다음으로, 상기 대구경케이싱(300)의 상부에 소구경케이싱(200)을 결합시키되, 소구경케이싱(200)의 중심 축과 동일한 위치에서 동일한 지름의 홀을 형성하여 그 중심부에 소구경케이싱(200)과 중심점이 일치하도록 하여 결합한다. 상기 대구경케이싱(300)은 회전력을 이용하여 하부에 설치된 쟁기형 굴착날(500)에 회전력이 전해지며, 그 힘으로 지반을 파고 둘고, 상기 대구경케이싱(300) 등의 자체 무게와 압력 등으로 인해, 상기 지반을 파고들수록 가라앉아 해수의 유입을 차단하는 기능을 한다.

상기 소구경케이싱(200)과 대구경케이싱(300)이 상호 결합되면, 상기 소구경케이싱(200)의 상부를 바지선의 피이프 회전용 모터와 긴밀히 연결시킨다.

한편, 전술한 방법으로 형성된 굴착장치는 회전하며 일정 깊이로 지반의 토양에 파고들며 해저에 안착되도록 한다. 다만, 해수가 스며들지 않는 깊이로 안착되도록 하는게 바람직하다.

이후, 토양준설용 장비 등을 이용하여 대구경케이싱(300)의 내부 중, 최외곽을 파낸다. 상기 대구경케이싱(300)의 내부에 쌓인 토양은 상기 소구경케이싱(200)과 대구경케이싱(300)의 내부에 형성된 수직통로를 통해 투입된 토양준설용 중장비 등을 이용하여 해상으로 지속적으로 처리할 수 있다.

다음으로, 설계된 깊이로 해저에 안착되면, 비계를 설치하여 하부 교각 콘크리트를 타설하고, 타설이 완료된 후에는 상부에 구조물(상부 교각)을 얹음으로써, 본 발명에 따른 교각 기초를 구축할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 수중에서의 다양한 조건의 지형에 교각 설치를 위해 지반을 굴착하는 경우 수중에서 수평상태를 계속적으로 유지하며 지반으로 용이하게 압입되도록 하여 시공 정밀성과 편의성을 증대시키고, 회전과 동시에 수중의 지면이나 암반을 원통형으로 절삭함으로서 효율적인 시공은 물론 소요공기를 단축시킬 수 있는 매우 유용한 발명이다.

100 : 연결지지부 300 : 대구경케이싱
110 : 연결대 310 : 돌기부
120 : 수직지지대 400 : 굴착가이드
200 : 소구경케이싱 500 : 쟁기형 굴착날

Claims (5)

1. 바지선에 장치되고 구동력을 제공하여 회전시키기 위한 구동유닛에 회전 가능하게 수직 설치되는 연결대(110)와, 상기 연결대(110)의 외주연에 둘레방향을 따라 일정간격을 두고 일측이 고정 결합되는 다수의 수직지지대(120)로 구성된 연결지지부(100);
   상기 연결대(110)의 하부에 구비되고 상기 수직지지대(120)의 타측이 상측 가장자리에 각각 고정 결합되며 상·하부가 개구되어 형성되는 원통형의 소구경케이싱(200);
   상기 소구경케이싱(200)의 하부와 중심 축이 일치되도록 연통되게 결합되고 수평 균형을 유지하기 위해 하부 외주연의 둘레방향을 따라 그 단면이 '<' 또는 '>' 형상으로 형성되어 설치된 돌기부(310)를 포함하며 상기 소구경케이싱(200)과 결합된 부위와 하부가 개구되어 형성되는 원통형의 대구경케이싱(300);
   상기 대구경케이싱(300)의 외주연을 다수 권회하며 나사산 형태로 형성된 굴착가이드(400); 및
   상기 대구경케이싱(300)의 하단 내주연에 일정간격을 두고 다수 설치되어 일측방향 또는 타측방향 중 어느 하나의 방향으로 회전함과 동시에 지면이나 암반을 절삭하도록 형성되는 쟁기형 굴착날(500);을 포함하여 구성되고,
   상기 굴착가이드(400)의 일측에는 감지센서가 설치되고, 상기 감지센서의 감지신호를 전달받아 상기 연결대(110)의 회전수를 제어할 수 있도록 하는 제어부가 구비되는 것을 특징으로 하는 교각기초 구축을 위한 수중 지반 굴착장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 소구경케이싱(200)의 상부 일측에서부터 상기 대구경케이싱(300)의 하부 일측에 이르는 지점에는 굴착장비의 출입이 가능하도록 수직통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 교각기초 구축을 위한 수중 지반 굴착장치.
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,
   상기 굴착가이드(400)는 연결대(110)의 회전방향과 동일한 방향으로 상기 대구경케이싱(300)의 외주연을 다수 권회하며 형성되는 것을 특징으로 하는 교각기초 구축을 위한 수중 지반 굴착장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 바지선에 장착된 권취수단에 감겨 있으며 타측이 상기 수직지지대(120)에 연결되어 상·하측 방향으로 신축 가능한 와이어가 형성되는 것을 특징으로 하는 교각기초 구축을 위한 수중 지반 굴착장치.

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