KR20010076800A - 교량기초 보수공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량기초 보수공법에 관한 것으로서, 특히 시트파일에 주입관을 장착하여 교량의 기초둘레에 설치한 다음 모래를 채워넣고 방수콘크리트를 타설하는 제1단계와; 상기 단계에서 방수콘크리트가 양생되면 그 둘레를 따라 1차코어링을 형성하되 사이의 간격은 지름보다 작도록 하고 1차코어링의 중앙에 철근을 넣고 콘크리트를 타설하여 1차철근·콘크리트파일을 형성하는 제2단계와; 상기 단계에서 형성된 철근·콘크리트파일사이에 2차코어링하고 그 사이로 철근을 넣고 콘크리트를 타설하여 2차철근·콘크리트파일을 형성하는 제3단계와; 그리고 상기 2차철근·콘크리트파일이 형성되면 시트파일을 제거한 후 마무리작업을 하는 제4단계;로 이루어진 것을 특징으로하여, 첫째로 기초를 더욱 견고히 하며 둘째로 공사를 용이하게 하며 셋째로 공사비를 크게 절약할 수 있는 효과를 가지고 있다.

Description

교량기초 보수공법{A method of repair on the base of a bridge}

본 발명은 교량기초 보수공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부식에 의해 침식되어 약해진 교량의 기초를 방수콘크리트로 충진시킨후 기초의 둘레를 철근·콘크리트 파일을 설치함으로써 더욱 견고히 함과 아울러 보수공사를 용이하게할 수 있도록 하는 교량기초 보수공법에 관한 것이다.

일반적으로, 교량은 상부구조와 하부구조로 구성되는데, 상기 상부구조는 차량하중을 직접 지지하는 부분으로 상판, 바닥물 및 주형으로 구성되며, 하부구조는 상부구조를 지지하고 상부구조로부터의 하중을 지반으로 전달하는 역할을 하며, 교대, 교각 및 기초로 이루어져 있다.

따라서, 상기 교량중에 항상 수중에 있어 물과 접촉되는 부분은 교량의 기초인 데, 물과 오랜시간동안 접촉하다보면 물과 콘크리트가 일련의 화학적인 작용을 하여 콘크리트의 응집력이 약화되고, 아울러 수중의 물이 콘크리트에 형성된 미세공간으로 침투하여 반복해서 얼거나 녹으면서 콘크리트에 크랙을 발생시키며, 아울러 물결과 계속적으로 충돌하면서 콘크리트구조물이 분리된다.

이렇게 콘크리트가 떨어져나가면 철근이 공기와 수분에 노출되고 이 철근에부식이 일어나게 되면 자체강도는 현격히 떨어진다.

그러므로, 교량의 기초는 교량에 작용하는 압축력 인장력 또는 휨 등의 응력으로부터 충분한 강도를 갖고 있지 않으며,이로써 교량의 기초는 점차 제기능을 잃어가고 결국 교량의 무게를 견디지 못하게 되어 외부로의 조그만한 충격에도 쉽게 무너질 수 있게 된다.

이 교량의 기초를 보수하는 공법에 관하여 종래의 기술은, 외부로 드러난 철근을 고결 응축 시멘트로 코팅을 시킨 다음 기초주위에 우물통을 설치하고 그 내부를 건조시킨 후 콘크리트를 타설시킨다.

상기한 종래의 보수공법은, 어느정도 교량의 기초를 보강시킬 수 있다는 점은 인정되나, 첫째로 교량을 설계할 때에 기초의 단면에 대한 계산치가 있으므로 그 단면을 늘린다 하더라도 크게 보강된다고 볼 수 없으며, 둘째로 이미 오래전에 양생된 기존의 콘크리트구조물은 보수를 위해 막 타설된 콘크리트과 일체되지 않은 상태이므로 보수를 위해 타설된 콘크리트구조물이 오랜시간이 흐르면 다시 본래의 구조물로부터 떨어져 나가게 되는 등의 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 부식에 의해 침식되어 콘크리트가 떨어져 나간 기초에 방수콘크리트로 충진시킨후 기초 둘레에 철근·콘크리트 파일을 설치함으로써 첫째로 기초의 보수공사를 용이하게하며 둘째로, 공사후 기초가 더욱 견고하게 유지되는 교량기초 보수공법을제공하는 데에 있다.

상기한 목적을 달성하기위하여 본 발명은, 시트파일에 주입관을 장착하여 교량의 기초둘레에 설치한 다음 모래를 채워넣고 방수콘크리트를 타설하는 제1단계와; 상기 단계에서 방수콘크리트가 양생되면 그 둘레를 따라 1차코어링하되 그 간격은 지름보다 작도록 하고 1차코어링의 중앙에 철근을 넣고 콘크리트를 타설하여 1차철근·콘크리트파일을 형성하는 제2단계와; 상기 단계에서 형성된 철근·콘크리트파일사이에 2차코어링하고 그 사이로 철근을 넣고 콘크리트를 타설하여 2차철근·콘크리트파일을 형성하는 제3단계와; 그리고 상기 2차철근·콘크리트파일이 형성되면 시트파일을 제거한 후 마무리작업을 하는 제4단계;로 이루어진 것을 특징으로하는 교량기초 보수공법이다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 교량기초 보수공법을 수행하기위한 단계를 도시한 도면이고,

도2는 도1에서 도시된 제1단계를 도시한 도면으로, 도2a는 시트패널과 주입관의 관계를 설명하기위하여 도시한 것이고, 도2b는 교량기초에 시트패널이 설치된 것을 도시한 것이며, 도2c는 방수콘크리트가 타설된 상태를 도시한 것이고,

도3은 도1에서 도시된 제2단계를 도시한 도면으로, 도3a는 방수콘크리트가 양생된 교량기초주위로 1차코어링이 형성된 것을 도시한 것이고, 도3b는 코어링에 콘크리트가 타설된 상태를 도시한 것이며,

도4는 도1에서 도시된 제3단계를 도시한 도면으로, 도4a는 코어링이 형성된 것을 도시한 것이며, 도4b는 이 2차코어링에 콘크리트가 타설된 상태를 도시한 것이며,

도5는 도1에서 도시된 제4단계를 도시한 도면이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

110 : 시트패널 120 : 주입관

210,212,213,214,… : 1차코어링 220 : 철근

250,251,252,254,… : 1차철근·콘크리트파일

310,312,313,314,… : 2차코어링 320 : 철근

350,351,352,354,… : 2차철근·콘크리트파일

이하, 본 발명에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하기위하여 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 더욱 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 교량기초 보수공법을 수행하기위한 단계를 도시한 도면이다.

본 발명의 교량기초 보수공법은, 교량의 기초주위로 방수콘크리트를 타설하는 제1단계(100)와, 이 단계에서 타설된 방수콘크리트에 코어드릴링한 후 1차철근·콘크리트파일을 설치하는 제2단계(200)와, 이 단계(200)에서 철근·콘크리트파일사이에 코어드릴링한 후 2차철근·콘크리트파일을 설치하는 제3단계(300), 이 단계에서 시트파일을 제거하는 제4단계(400)로 이루어진다.

도2는 도1에서 도시된 제1단계(100)를 도시한 도면으로, 도2a는 시트패널 (110)과 주입관(120)의 관계를 설명하기위하여 도시한 것이고, 도2b는 교량기초에 시트패널(110)이 설치된 것을 도시한 것이며, 도2c는 방수콘크리트가 타설된 상태를 도시한 것이다.

도2a에서 도시된 시트패널(110)은 교량의 기초와 동일한 곡률을 가지며 하측부분에 주입관(120)을 고정시킬 수 있는 고정부재(112)를 형성한다. 상기 주입관 (120)은 끝이 뽀족하고 중간에 배출구멍(123)을 형성하고 있어서 끝부분이 상기 고정부재(112)에 고정된다.

상기 고정부재(112)는 상기 주입관(120)을 고정시키도록 여러형태로 형성될 수 있으나 본 실시에는 바람직하게 상기 시트패널(110)상에서 상측으로 절개부를 형성하여 상측에서 벌어지도록 절곡시키도록 하여, 이 부분에 상기 주입관(120)을 고정시게 하였다.

그러므로, 도2b에서 도시된 바와 같이, 상기 시트패널(112)은 교량의 기초(102)로부터 일정한 간격을 가지고 둘레를 따라 다수가 설치되는 데, 하측이 강바닥(103)에 깊숙히 매설되어 고정되도록 하며 그 깊이는 바람직하게 상기 고정부재(112)가 강바닥에 묻히고 상기 주입관(12)의 배출구(123)가 수중의 토사층 위에 위치할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 시트패널(112)을 설치한 후 시트패널(112)이 반대쪽으로 넘어지지 않도록 약 10kg용량의 마대자루(105)에 모래를 반정도 채운 다음 시트파일의 외부에 쌓아 올려 안정되게 하고 시트패널(112)내의 물을 양수펌프등으로 모두 빼낸다.

도2c는 상기 시트패널(112)이 설치된 기초(102)의 둘레에 모래(130)를 채우고 상기 설치된 각 시트패널(110)에 고정된 각각의 주입관(120)을 통해 방수콘크리트를 주입시켜 타설한다.

따라서, 상기 기초(102)에서 부식되어 콘크리트가 떨어져 나가거나 침식된 부분이 있다면 그 부분에 모래가 채워지고 그 사이로 방수콘크리트가 충진되어 철근을 보호해줌과 아울러 구조를 더욱 견고히한다.

이 방수콘크리트의 타설 공법은 특허 제180959호의 ‘건축구조물의 방수공법’에서 응용한 것으로, 물을 이용하여 모세관의 인력과 장력을 유발시키고 시멘트입자 및 충전재의 침전 및 압밀을 이룬다.

이 방수콘크리트는 포틀랜드시멘트와 물 그리고 수용성 방수제 등을 약 8:10:6의 비율로 배합한 것으로, 건국대학교의 연구보고서‘모세관인력과 장력을 이용한 보수공법의 성능에 관한 연구(1999년9월)’에 따르면 강도 및 접착성능 그리고 방수성능이 우수한 것으로 판명되었다.

도3은 도1에서 도시된 제2단계(200)를 도시한 도면으로, 도3a는 방수콘크리트(132)가 양생된 교량기초주위로 1차코어링(210,212,213,214,…)이 형성된 것을 도시한 것이고, 도3b는 1차코어링(210,212,213,214,…)에 콘크리트가 타설된 상태를 도시한 것이다.

도3a에서 도시된 바와 같이, 1차코어링(210,212,213,214,…)은 교각(107)을 지지하는 기초(102)를 따라 형성되는 데, 양생된 방수콘크리트(132)와 기초(102)를 함께 코어 드릴링한 것이고 서로 일정한 간격을 형성한다.

이 1차코어링(210,212,213,214,…)은 강바닥을 깊숙히 들어가 암반위치까지 천공되는 것이 바람직하고 또한 방수콘크리트(132)의 두께가 지름(L1)의 반을 차지하고 기초(102)가 지름(L1)의 나머지 반을 차지하도록 하고 또 그 사이의 간격(L2)이 지름(L1)의 반이 되도록 하는 것이 좋다.

따라서, 상기 제1단계(100)에서 시트패널(110)을 기초(102)주위에 설치할 때에 계획된 1차코어링의 반지름에 해당되는 간격을 고려하는 것이 좋다.

도3b는 기초(102)주위로 강바닥(103)의 깊숙히 형성된 1차코어링 (210,212,213,214,…)에 각각 철근(220)을 박아서 고정시킨 것을 볼 수 있다.

이 철근(220)은 끝이 뽀족한 정모양을 하고 그 윗쪽에 고정홈(223)을 형성하여 이 고정홈(223)에 배출구(230)이 형성된 별도의 주입관(225)을 절곡하여 크램핑시킨다.

이렇게 철근(220)이 배근시킨 1차코어링(210,212,213,214,…)에 수중콘크리트를 타설하는 데, 이때 타설되는 수중콘크리트는 시멘트:모래:자갈의 비율을 2:2:4로 하고 물을 30%로 하여 잘 반죽한 것이다.

상기 수중콘크리트가 완전히 굳은 다음에 상기 주입관(225)으로 물을 주입하여 수중콘크리트의 균열여부를 확인한다. 즉, 수중콘크리트에 균열이 생길 경우 주입관(225)의 물은 상기 배출구(230)을 통해 빠져나와 수중콘크리트의 균열사이로퍼질 것이고 작업자는 줄어드는 물의 양으로 균열을 판단하게 된다.

상기에서 콘크리트의 균열이 확인될 경우 특허 제180959호의 구조물 방수공법을 이용하여 1∼2kg/cm²의 압력으로 방수액과 시멘트를 혼합한 방수재를 압송한다. 콘크리트의 균열이 많을 경우에는 외부로 방수액이 통과하여 새어나오지만 시간이 경과하면 투과량이 적어지고 간극을 응고시키게 된다.

따라서, 방수가 완전히 되고 견고한 1차철근·콘크리트파일가 교량의 둘레를 따라 설치된다.

도4는 도1에서 도시된 제3단계(300)를 도시한 도면으로, 도4a는 1차철근·콘크리트파일(250,251,252,253,…)이 형성된 사이로 이차적으로 2차코어링(310,312, 313,314,…)이 형성된 것을 도시한 것이며, 도4b는 이 2차코어링(310,312,313,314,…)에 콘크리트가 타설된 상태를 도시한 것이다.

도4a에서 볼 수 있듯이 제2단계(200)에서 형성된 1차철근·콘크리트파일 (250,251,252,253,…)사이로 별도의 2차코어링(310,312,313,314,…)을 제2단계 (200)와 같은 방식으로 암반층까지 깊숙히 형성시킨다.

즉, 각 코어(310,312,313,314,…)사이의 간격(L')은 코어의 지름(L)에 약 반에 해당되는 것이다. 따라서, 2차코어링(310,312,313,314,…)은 양편의 1차철근·콘크리트파일(250,251,252,253,…)사이에서 중앙점을 잡고 코어 드릴링하게 되면 방수콘크리트를 포함해서 양편의 1차철근·콘크리트파일(250,251,252,253,…)와 어느정도 겹치게 되는 데, 이때 겹치는 부분은 지름의 약 1/4에 해당된다.

그러므로, 상기 1차철근·콘크리트파일(250,251,252,253,…)는 양쪽으로 지름의 1/4씩 코어링되고 중앙에서 철근을 포함하여 지름의 2/4가 남게 된다.

도4b는 1차철근·콘크리트파일을 형성하는 것과 동일한 방식으로 2차철근·콘크리트파일을 형성시키는 것이다.

각 2차코어링(310,312,313,314,…)에 박아지는 각각의 철근(320)은 고정홈 (322)에 주입관(323)을 고정시키게 된다. 그리고, 이 철근(320)이 박아진 각 2차코어링(310,312,313,314,…)에 수중콘크리트가 타설되는 데, 이때의 수중콘크리트는 제2단계(200)에서와 같이 시멘트:모래:자갈의 비율을 2:2:4로하고 물의 비율을 30%로 하여 배합한 것이다.

이렇게 타설된 수중콘크리트가 양생중에 균열이 생겼는가 여부를 제2단계 (200)에서와 같은 방식으로 한다. 즉, 수중콘크리트가 균열이 생겼을 경우에는 먼저 물을 주입관(323)에 넣고 가압하면 물이 각 균열사이로 퍼져 나가므로 작업자는 물이 줄어든 상태로 균열을 감지하여 각 주입관(323)에 방수재를 넣고 가압하여 각 균열에 방수재를 충진시킨다.

도5는 도1에서 도시된 제4단계(400)를 도시한 도면으로, 상기 단계(300)에서 2차철근·콘크리트파일(350,351,352,353,…)가 설치된 기초(102)에서 시트패널 (110)을 제거하고 면을 정리하는 등의 마무리작업을 한 것이다.

이 기초(102)주위로 1차철근·콘크리트파일(250,251,252,253,…)과 2차철근·콘크리트파일(350,351,352,353,…)은 서로 맞물리면서 설치되고 또한 설치된 후에 각 기초(102)의 표면과도 물리적으로 결합되면서 그 기초(102)와의 결합력이 향상되면서 오랜기간동안 보수상태를 유지하고 또한 수중에서도 물이 기초(102)에 직접 미치지 않도록 하고 외부에서 강한 충격이 가해지더라도 충격을 받은 철근·콘크리트파일만 손상을 일을 뿐 다른 부분으로 전파되지 않도록 하여 기초(102)를 더욱 견고히 지지해 준다.

그러므로, 교량의 교각밑에서 지지하는 기초가 부식되어 침식되었을 때에 본 발명에 의하면 기초주위로 시트패널을 설치하고, 모래와 방수콘크리트를 충진시켜 콘크리트가 떨어져 나간 부분에 방수콘크리트가 채워져 지지할 수 있도록 하고, 그 둘레에 1차철근·콘크리트파일과 2차철근·콘크리트파일을 설치하여 기초와의 결합력을 높인 다음, 시트패널을 제거한다.

이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 콘크리트가 떨어져 나간 기초부위에 모래와 방수콘크리트를 충진시켜 양생하고 기초의 둘레에 1차철근·콘크리트파일과 2차철근·콘크리트파일을 서로 결합시킴으로써, 첫째로 기초가 더욱 견고히 교량을 지지할 수 있도록 하며 둘째로 공사를 더욱 용이하게 하며 셋째로 공사비를 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.

이상에서 서술된 것은 모든 점에서 단순한 예시에 불과한 것이기 때문에, 이를 바탕으로 본 발명을 한정적으로 해석해서는 안될 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 기술적 사상 및 범위 내에 존재하는 변형예 및 균등한 실시예는 모두 본 발명의 청구 범위에 속하는 것이다.

Claims (2)

1. 시트파일에 주입관을 장착하여 교량의 기초둘레에 설치한 다음 모래를 채워넣고 방수콘크리트를 타설하는 제1단계와;

   상기 단계에서 방수콘크리트가 양생되면 그 둘레를 따라 1차코어링하되 그 간격은 지름보다 작도록 하고 1차코어링의 중앙에 철근을 넣고 콘크리트를 타설하여 1차철근·콘크리트파일을 형성하는 제2단계와;

   상기 단계에서 형성된 철근·콘크리트파일사이에 2차코어링하고 그 사이로 철근을 넣고 콘크리트를 타설하여 2차철근·콘크리트파일을 형성하는 제3단계와;

   그리고 상기 2차철근·콘크리트파일이 형성되면 시트파일을 제거한 후 마무리작업을 하는 제4단계;

   로 이루어진 것을 특징으로하는 교량기초 보수공법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2단계와 제3단계는 1차철근·콘크리트파일과 2차철근·콘크리트파일을 설치한 후 균열여부를 확인하고 균열이 확인되면 방수제를 압송하여 균열에 충진시키는 것을 특징으로 하는 교량기초 보수공법.