KR20010096389A - Construction Method of Direct Foundation for using Caisson - Google Patents
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Abstract
Description
본발명은 교각의 기초구조를 직접 하상(河床)에 구축하는 우물통 기초 시공방법에 관한 것으로, 가물막이용으로 사용된 케이슨 조립체를 다음 구조체의 시공에 재활용함으로써 공사비용을 대폭 절감시켜 줄 뿐만 아니라, 공사기간도 단축시켜 주며, 또한 기초 구조부가 직접 하상에 설치됨으로 인하여 유속의 저해가 없어 강물이 신속하고 원활한 흐름이 가능하며, 또한 교각 하부구조가 연성구조의 형태로 내진에 유연성을 가짐은 물론, 그 단면형태 및 크기도 최적설계로 구축이 가능한 강재 가물막이를 이용한 직접기초 시공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a well construction method for constructing a foundation of a piers directly on a lower bed, and not only significantly reduces construction costs by recycling the caisson assembly used for clogging in the construction of the next structure. In addition, the construction period is shortened, and since the foundation structure is directly installed on the riverbed, there is no impediment to the flow rate, so that the river can flow quickly and smoothly, and the bridge substructure has flexibility in earthquake resistance in the form of a flexible structure. In addition, the present invention relates to a direct foundation construction method using steel cladding, which can be constructed with optimum design.
교량의 교각 또는 안벽등의 기초 구조부로 구축하게 되는 강재 우물통 기초 시공방법은 지지력과 수평저항력이 큰 기초 형식으로 깊은 기초에 사용되는 공법으로서, 여러 개로 분리되어 운반되어진 강재 케이슨들을 현장에서 제작 조립하여 케이슨 조립체로 건조시켜, 이 건조된 케이슨 조립체를 교각 설치위치로 운반하여 침하시켜 케이슨 조립체 내측 저면의 토사를 굴착함과 동시에 케이슨의 자중 또는 적재하중에 의하여 소정의 깊이까지 침설하여 강재 케이슨 조립체를 암반상에 정착시키고, 상기 케이슨 조립체 내부에 채움콘크리트를 충진시킴으로써 기초 구조물을 구축하는 공법이다.The steel well bucket foundation construction method, which is constructed as a foundation structure such as a bridge pier or a quay wall, is a method used for deep foundations with a large bearing capacity and horizontal resistance. The dried caisson assembly is transported to the pier installation position and settled to excavate the soil on the inner bottom of the caisson assembly, and at the same time, the steel caisson assembly is settled to a predetermined depth by the weight or loading load of the caisson assembly. It is a method to build a base structure by fixing on the rock and filling the filled concrete inside the caisson assembly.
이 우물통 기초 시공시 사용되는 케이슨은 교각(橋脚)에는 원형 또는 타원형의 단면형태가, 안벽(岸壁)에는 장방형의 단면형태로 제작되어지며, 주로 많이 사용되는 케이슨은 강재로 제작되어진 원통형의 철구조물로서, 그 직경이 12m∼15m이고, 높이는 3m, 4m, 5m의 크기인 단위체들을 연결 조립하여 제작한 케이슨을 사용하게 된다.The caissons used in the foundation of the wells are made of round or oval cross-sections on the bridges and rectangular cross-sections on the inner walls, and the most commonly used caissons are cylindrical irons made of steel. As a structure, a caisson manufactured by connecting and assembling units having a diameter of 12 m to 15 m and a height of 3 m, 4 m, and 5 m is used.
이 강재 케이슨은 수중 속에 설치되는 관계로 내외측 강판사이에 1∼2m의 간격을 두고 공간부를 형성하면서 수압을 지지하도록 트러스 구조체가 일체로 용접되어져 있으며, 한편, 최하단용으로 설치되는 강재 케이슨에는 내외측 강판이 하단부에서 일체로 연결되어 그 사이에 공간부를 형성하여 물속에서 부력을 받게 되며, 침설시 단부를 보호하기 위한 커브슈가 덧대어져 있다.Since the steel caisson is installed in water, the truss structure is welded integrally to support the water pressure while forming a space part between the inner and outer steel plates at intervals of 1 to 2 m, while the lowermost steel caisson is installed inside the steel caisson. The outer steel sheet is integrally connected at the lower end to form a space therebetween to receive buoyancy in the water, and a curve shoe is padded to protect the end portion during settlement.
이와 같은 원통형의 강재 케이슨은 대략 12∼15m의 높이로 한꺼번에 육상에서 연결 조립하여 건조시켜 교각의 설치위치로 운반되어져 설치하게 된다.Such a cylindrical steel caisson is about 12 to 15m in height at a time by connecting and assembling and drying the land at once to be transported to the installation position of the piers are installed.
상기와 같은 강재 케이슨 조립체에 의하여 시공되는 종래의 '우물통 기초공법'은 강재 케이슨 조립체(A)를 지상에서 한꺼번에 제작하여 교각의 기초 설치위치로 운반하여, 도1a에서 도시하는 바와 같이, 이 강재 케이슨의 내외측 강판사이의 공간부에 콘크리트(1)를 채워 침하시켜 하상(河床)(a)에 거치시킨 다음, 도1b에서 도시하는 바와 같이, 수면위로 노출된 강재 케이슨의 상단부에서 일정높이로 철근조립체 및 거푸집을 설치하여 콘크리트를 타설함으로써 강재 케이슨 조립체(A)와 콘크리트벽체(C1)를 일체로 성형시킨다.Conventional 'water well foundation method' constructed by the steel caisson assembly as described above is to produce the steel caisson assembly (A) all at once on the ground and transported to the foundation installation position of the piers, as shown in Figure 1a, this steel Fill the concrete (1) in the space between the inner and outer steel plates of the caisson and settle to the bottom (a), and then, as shown in Figure 1b, to a certain height at the upper end of the steel caisson exposed on the water surface The steel caisson assembly (A) and the concrete wall (C 1 ) are integrally formed by placing concrete by installing reinforcing bar assemblies and formwork.
이후, 도1c에서 도시하는 바와 같이, 케이슨 조립체 내측의 하상 저면을 굴착하여 콘크리트 강재 케이슨 조립체(A)를 침하시킨 다음, 도1d에서 도시하는 바와 같이, 이 콘크리트벽체(C1)의 상측에 다시 콘크리트벽체(C2)를 연결시공하고 내측 하상 저면의 토사층(S)과 연암층(R)을 굴착하는 작업을 단계별로 반복 실시하여 콘크리트 강재 케이슨 조립체(A)를 소요 정착깊이까지 침설하여 암반상에 정착시킨 후, 정착된 콘크리트 강재 케이슨 조립체(A)의 내부 하측에 수중콘크리트(2)를 타설하여 밀폐시키고 그 위에 수용된 물을 외부로 빼낸다.Subsequently, as shown in FIG. 1C, the bottom surface of the inner side of the caisson assembly is excavated to sink the concrete steel caisson assembly A, and then, as shown in FIG. 1D, again on the upper side of the concrete wall C 1 . Connect the concrete wall (C 2 ) and repeatedly excavate the earth and sand layer (S) and soft rock layer (R) on the bottom of the inner bottom, stepping the concrete steel caisson assembly (A) to the required settlement depth and rock bed. After fixing to the concrete concrete caisson assembly (A), the water-based concrete 2 is poured into and sealed, and the water contained thereon is drained out.
이후, 도1e에서 도시하는 바와 같이, 물을 빼낸 케이슨 조립체(A)의 내부 공간부에 모래, 자갈 또는 채움콘크리트(3)로 속채움하여 콘크리트 강재 우물통 기초구조를 구축한 후, 이 콘크리트 강재 우물통 기초의 상단에서 교각의 캡콘크리트 (4)와 일체로 시공하여 기초콘크리트부(F)를 형성하고, 그 위에 교각의 기둥콘크리트부(P)를 시공하는 방법으로 이루어지는 것이 통상적인 방법이었다.Then, as shown in Fig. 1e, after filling the internal space of the caisson assembly (A) drained with sand, gravel or filling concrete (3) to build a concrete steel well foundation structure, this concrete steel The conventional method consists of a method of constructing the foundation concrete portion F by integrally constructing the cap concrete 4 of the piers at the upper end of the well base and constructing the pillar concrete portion P of the piers thereon.
상기와 같은 종래의 기술은 교각의 기초콘크리트부(F)를 형성함에 있어, 지상에서 한꺼번에 제작되어진 케이슨 조립체(A)가 영구적인 구조물로서 구축되어지기 때문에 케이슨 조립체를 재활용할 수 없을 뿐만 아니라, 교각 구조물 설치에 소요되는 강재 케이슨도 상당히 많이 소요되어 그에 따른 제작비용도 많이 드는 비경제적인 문제점들을 갖고 있었다.In the prior art as described above, in forming the foundation concrete portion (F) of the piers, not only can not recycle the caisson assembly, but also because the caisson assembly (A) made at once on the ground is built as a permanent structure Steel caisson required for the installation of the structure was also very expensive, resulting in a high cost of manufacturing costly problems.
또한, 케이슨 제작을 위하여 부수되는 작업들, 즉 소요량만큼 케이슨 조립체들을 제작장소까지 운반하여야 하고, 그 케이슨들을 소정의 단면형태로 제작 조립하여야 하므로 제작기간이 장기간 소요될 뿐만 아니라, 조립된 케이슨 조립체(A)를 육상으로부터 교각 설치위치까지 운반하는 작업이 반복되어야 하므로 공사기간의 장기화 및 공사비의 증가 등 시공작업상 비효율적인 문제점들이 많았다.In addition, the caisson assembly is to be carried to the production site, that is, to carry the caisson assemblies to the production site as required, and the caissons must be manufactured and assembled in a predetermined cross-sectional shape so that the manufacturing period takes a long time, and the assembled caisson assembly (A ) Has to be repeated from the land to the pier installation location, so there were many inefficient problems in construction work such as lengthening the construction period and increasing the construction cost.
한편, 도1e에서 도시한 바와 같이, 교각의 구조적 측면에서 볼 때, 기초콘크리트부(F)의 단면구조에 있어 기초콘크리트부(F)가 하저 바닥면으로부터 수면 위까지 그 단면폭(w)과 높이(h1)가 크게 형성되는 강성구조의 형태로 구축됨에 따라, 상시 수위를 크게 점유하게 되므로, 즉 강물이 교각의 기초 구조부에 접하는 면적이 크게 되므로 유수 저해가 발생되어 물의 흐름에 지장을 주게 되며, 특히 홍수시 등에 체류시간이 길어져서 통수가 신속하고 원활하게 이루어지지 않아 강물이 제방을 넘쳐 피해를 주는 요인이 되는 문제점도 많이 발생하였다.On the other hand, as shown in Fig. 1e, in view of the structural aspect of the piers, in the cross-sectional structure of the foundation concrete portion (F), the cross-sectional width (w) and height of the foundation concrete portion (F) from the bottom bottom surface to the water surface As (h 1 ) is formed in the form of a rigid structure that is largely formed, it occupies a large level of water at all times, that is, the area in which the river is in contact with the foundation structure of the pier becomes large, and the flow of water is inhibited, which affects the flow of water. In particular, there has been a lot of problems that the river water overflows and damages the dam due to the long residence time, especially during flooding.
또한, 교각 전체 높이에 비해 기초콘크리트부(F)의 높이가 높아지는 경우, 기초콘크리트부의 단면구조가 강성이 크게 되는 구조이어서 최적설계를 할 수 없어 경제적이지 못할 뿐만 아니라, 교각구조가 지진력이 크게 전달 작용되는 강성구조의 형태이어서 내진에도 불리한 문제점이 있었다.In addition, when the height of the foundation concrete portion F is higher than the height of the entire piers, the cross-sectional structure of the foundation concrete portion is rigid, so that it is not economically possible to design optimally, and the pier structure transmits large seismic force. Since there is a rigid structure in action, there was a disadvantage in seismic.
이와 관련된 또다른 종래의 기술로서는 대한민국 공개특허공보 공개번호 제1999-42532호가 있는데, 이를 살펴 보면 다음과 같다.Another related art related thereto is Korean Patent Laid-Open Publication No. 1999-42532, which is as follows.
이 기술은 '교량의 우물통 설치 건식공법'으로서, 수중의 토사층에 우물통케이슨을 설치하고 상기 우물통 케이슨 내측의 토사를 채취한 후 상기 우물통 케이슨이 연암층에 도달하면 상기 연암층을 수중발파하여 연암층 내측에 우물통 케이슨을 설치하는 우물통 케이슨 설치단계와; 상기 우물통 케이슨의 주위에 차수매트를 설치하고 우물통 케이슨의 내측에 존재하는 물을 양수펌프를 사용하여 양수하는 차수매트 설치 및 양수단계; 상기 우물통 케이슨의 내측에 존재하는 물이 양수되면 내측에 물막이 장비를 설치하는 물막이설치단계; 및 상기 우물통 케이슨의 내측에 철근을 배근하고 물막이 장비를 해체한 후 콘크리트를 타설하는 교량기초 완성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기술이 알려져 있다.This technique is a 'dry bridge installation method of bridges', where a well caisson is installed in an underwater soil layer and the soil is collected inside the well caisson, and when the well caisson reaches the soft rock layer, the soft rock layer is underwater. A well caisson installation step of blasting and installing a well caisson inside the soft rock layer; A degree mat installation and pumping step of installing a degree mat around the well caisson and pumping water existing inside the well caisson using a pumping pump; When the water present in the inside of the well caisson is pumped water barrier installation step of installing a water barrier equipment inside; And a bridge foundation completion step of placing concrete after reinforcing the reinforcing bar in the well caisson and dismantling the water barrier equipment is known.
이 종래의 기술은 육상에서 한꺼번에 제작한 케이슨 조립체를 시공위치로 운반하여 침하시키고, 우물통 케이슨 내측 바닥면의 토사층의 굴착 및 연암층을 발파시켜 케이슨 조립체를 침설시켜 암반층에 정착시킨 다음, 우물통 케이슨의 주변 하저 토사층내에 차수매트를 설치하고 우물통 내측에 수용된 물을 양수하고 그 최하부에 별도의 물막이 장비를 설치하여 건식 상태에서 교량의 기초공사를 하도록 하는데 특징을 둔 기술이다.This prior art transports the caisson assembly manufactured on land at the same time to the construction site and sinks, digs the excavation and soft rock layers of the bottom surface of the inner caisson of the well pit, settles the caisson assembly to settle in the rock bed, and then It is a technology that installs the order mat in the bottom soil layer of the caisson, pumps the water contained inside the well, and installs a separate water barrier equipment at the bottom to perform the foundation work of the bridge in the dry state.
이 종래의 기술도 역시 상기 도1a 내지 도1e에 도시된 종래의 기술과 같이, 우물통 케이슨 조립체 전체가 영구적인 구조물로서 설치되는 구조이기 때문에 케이슨 조립체들을 재활용할 수 없을 뿐만 아니라, 기초 구조부의 상단 위치가 수면상에 위치되어 상시 수위를 크게 점유하게 되므로 유속의 저해가 커서 강물의 흐름이 원활하지 못하며, 또한 지진력이 크게 전달 작용되는 강성이 큰 기초구조의 단면형태로 내진에 불리한 문제점들을 그대로 갖고 있다.This prior art also cannot recycle caisson assemblies as well as the top of the base structure, as the prior art shown in FIGS. 1A-1E is a structure in which the entire well caisson assembly is installed as a permanent structure. Since the position is located on the surface of the water and occupies a large level of water at all times, the flow velocity is so large that the flow of the river is not smooth and the seismic force is largely stiffened in the cross-sectional shape of the basic structure. have.
따라서, 이러한 종래 기술상의 문제점들을 해결하고자 본 발명자는 우물통기초를 직접 하상에 구축하는 시공방법을 제공함으로써 기초구축시 가물막이용으로 사용되어진 강재 케이슨 조립체를 다음 구조체의 시공에 재활용할 수 있도록 함으로써, 시공효율을 높혀 전체적인 공사비의 절감과, 공사기간의 단축을 기하고, 또한 교량의 교각 구조를 지진력이 작게 전달 작용되는 연성구조의 형태, 즉 지진력에 대하여 유연성을 갖는 내진구조의 형태로 구축함과 동시에, 유속의 저해를 최소화하는 최적설계의 교각단면 구축으로 구조적 안정성 측면에서 대단히 우수한 강재 가물막이를 이용한 직접기초 시공방법을 제안하게 되었다.Therefore, in order to solve these problems in the prior art, the present inventors provide a construction method for directly constructing a well base on a lower side, so that the steel caisson assembly used for the temporary membrane can be recycled in the construction of the following structure. In order to reduce the overall construction cost and shorten the construction period by increasing the construction efficiency, and to construct the bridge pier structure in the form of a flexible structure in which seismic force is transmitted small, that is, in the form of a seismic structure with flexibility against seismic force, At the same time, the direct foundation construction method using the steel cladding, which is very excellent in terms of structural stability, was proposed by constructing the bridge section of the optimal design that minimizes the inhibition of the flow velocity.
본발명의 목적은 교각의 기초구조를 하상(河床)에 직접 구축하는 강재 가물막이를 이용한 직접기초 시공방법을 제공함으로써, 가물막이용으로 사용되어진 케이슨 조립체를 다음 구조체의 시공에 재활용하도록 하여 공사비용의 절감과 공사기간을 단축시켜 주도록 하는데 있다.The purpose of the present invention is to provide a direct foundation construction method using steel cladding that directly constructs the foundation structure of bridge piers in the riverbed, thereby reusing the caisson assembly used for the cladding to construct the next structure. It is to reduce the cost and shorten the construction period.
본발명의 다른 목적은 기초 구조부를 직접 하상(河床)에 구축함으로써, 하상으로부터 기둥구조물의 설치가 가능하여 상시수위를 크게 점유하지 않게 되므로 유속의 저해가 없어 강물이 신속하고 원활하게 통수가 가능하도록 하는데 있다.Another object of the present invention is to directly install the foundation structure on the riverbed, it is possible to install the columnar structure from the riverbed, so that it does not occupy much of the constant water level, so that the river water can be quickly and smoothly passed without any inhibition of the flow rate. It is.
본발명의 또다른 목적은 교각 하부구조를 지진력이 작게 전달 작용되는 연성구조의 형태로 유연성을 갖게 구축함은 물론, 그 단면형태 및 크기도 최적설계로구축이 가능하여 그에 따른 공사비도 크게 절감시켜 주도록 하는데 있다.Another object of the present invention is to construct a bridge substructure with flexibility in the form of a flexible structure in which seismic force is transmitted small, as well as its cross-sectional shape and size can be constructed with an optimal design to significantly reduce construction costs It is.
도1a 내지 도1e는 종래의 강재 우물통 기초 시공방법에 대한 단계별 시공순서를 나타내는 도면으로서,1a to 1e is a view showing the step-by-step construction sequence for the conventional steel well base construction method,
도1a는 강재 케이슨을 하상에 거치시킨 상태의 도면Figure 1a is a view of the steel caisson mounted on the bottom
도1b는 강재 케이슨 상측에서 콘크리트 벽체를 연결 시공하는 도면Figure 1b is a view connecting the concrete wall on the steel caisson upper side
도1c는 콘크리트 벽체로 연결된 케이슨의 침설단계를 나타내는 도면Figure 1c is a view showing the settlement step of the caisson connected to the concrete wall
도1d는 정착된 콘크리트 우물통내의 하측에 수중콘크리트를 타설후 물을 빼내는 상태의 도면1d is a view showing a state in which water is drained after pouring underwater concrete in a fixed concrete well bucket
도1e는 콘크리트 우물통 내부를 채워 교각 기초 구조부를 완성시킨 상태의 도면Figure 1e is a state filled with the concrete foundation to fill the bridge foundation structure
도2a 내지 도2h는 본발명의 강재 가물막이를 이용한 직접기초의 단계별 시공순서도로,2a to 2h is a step-by-step construction sequence of the direct foundation using the steel cladding of the present invention,
도2a는 단위 케이슨을 연결 조립한 상태의 도면Figure 2a is a view of the unit caisson assembled
도2b는 복수의 케이슨을 단계별로 연결하고 침하시켜 하상에 착저시킨 상태Figure 2b is connected to a plurality of caissons step by step and settled on the bed
도2c는 케이슨 조립체 내측 저면을 굴착하여 케이슨 조립체를 침설시켜 암반에 정착시킨 상태Figure 2c is a state in which the bottom surface of the caisson assembly excavated to immerse the caisson assembly to be fixed to the rock
도2d는 정착된 케이슨 조립체 하측부에 수중콘크리트를 타설한 상태Figure 2d is a state in which submerged concrete in the lower caisson assembly
도2e는 케이슨 조립체내의 물을 양수하여 외부로 빼내는 상태2E is a state in which water in the caisson assembly is pumped out
도2f는 수중콘크리트상에 기초콘크리트부를 시공한 상태Figure 2f is a state in which the base concrete portion is constructed on the underwater concrete
도2g는 기초콘크리트부상에 기둥콘크리트부를 시공한 상태Figure 2g is a state in which the pillar concrete portion construction on the foundation concrete portion
도2h는 완성된 교량의 하부구조를 나타내는 도면Figure 2h shows the undercarriage of the completed bridge
도3은 도2d의 확대도Figure 3 is an enlarged view of Figure 2d
도4는 가물막이로 사용된 케이슨 조립체를 분리시켜 다음 단계의 교각시공에 활용되는 상태를 나타내는 도면4 is a view showing a state used in the construction of the next step pier to separate the caisson assembly used as a temporary barrier
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1:콘크리트 2:수중콘크리트 3:채움콘크리트1: concrete 2: underwater concrete 3: filled concrete
4:캡콘크리트 10:케이슨 조립체 11:내측강판4: cap concrete 10: caisson assembly 11: inner steel sheet
12:외측강판 13:트러스지지부 14:공간부12: Outer Steel Sheet 13: Truss Support 14: Space
20,21:수중콘크리트 A:케이슨 조립체, S:토사층20, 21: underwater concrete A: caisson assembly, S: soil layer
R:암반층 C1,C2,C3,C4:콘크리트벽체 F:기초콘크리트부R: Rock layer C 1 , C 2 , C 3 , C 4 : Concrete wall F: Foundation concrete part
P:기둥콘크리트부 a:하상(河床) w:기초구조부의 단면폭P: Column concrete part a: Lower bed w: Cross section width of base structure part
h1,h2:하상으로부터의 기초높이 W1,W2,..:단위케이슨h 1 , h 2 : Foundation height from bed W 1 , W 2 , ..: Unit caisson
본발명은 교각이 시공되는 위치로 운반되어진 케이슨들을 연결 조립하여 케이슨의 내외측 강판사이의 공간부에 물을 주입하면서 케이슨 조립체를 하상 착저시까지 단계적으로 침하시키는 케이슨 조립체의 조립 및 침하단계와;The present invention comprises the assembling and sinking step of the caisson assembly for immersing the caisson assembly in step by step landing while pouring water into the space between the inner and outer steel plate of the caisson to assemble the caissons carried to the position where the piers are constructed;
하상에 착저된 케이슨 조립체 내측의 바닥면을 소정깊이로 굴착하여 케이슨 조립체를 소정깊이로 침설시키는 침설단계와;An immersion step of digging the bottom surface of the inner side of the caisson assembly settled to a predetermined depth to submerge the caisson assembly to a predetermined depth;
침설된 케이슨 조립체의 내측과 내외측 강판 사이의 공간부내에 일정높이로 수중콘크리트를 타설하여 암반상에 케이슨 조립체를 정착시키기 위한 정착단계와;A fixing step for placing the underwater concrete at a predetermined height in the space between the inner and outer steel plates of the submerged caisson assembly to fix the caisson assembly on the rock;
타설된 수중콘크리트 위의 케이슨 조립체 내부에 남아 있는 물을 빼내는 양수단계와;A pumping step of extracting water remaining in the caisson assembly on the poured concrete;
이후 수중콘크리트 상면에 기초배근체를 조립한 다음 콘크리트를 타설하여 성형되는 기초콘크리트부의 시공단계와;After assembling the base reinforcement body on the upper surface of the concrete, and then the construction step of the foundation concrete portion is formed by pouring concrete;
기초콘크리트부의 외부로 노출된 기초배근체에 기둥배근체를 연결하여 거푸집을 설치한 다음 소정 높이까지 단계별로 콘크리트를 타설하여 성형되는 기둥콘크리트부의 시공단계와;A step of constructing the pillar concrete portion formed by connecting pillar reinforcement to the foundation reinforcement body exposed to the outside of the foundation concrete portion and installing the formwork and then pouring concrete step by step to a predetermined height;
기둥콘크리트부의 시공후, 가물막이용으로 사용된 케이슨 조립체를 해체 분리시키는 케이슨 조립체의 분리단계;로 이루어져 구축됨을 본발명의 기술사상으로 하고 있다.After the construction of the pillar concrete portion, the separation step of the caisson assembly for dismantling and separating the caisson assembly used for the temporary film; the construction is made of the technical idea of the present invention.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본발명은 하저의 유속이 느린 지형적인 여건을 갖는 도심의 대하천 횡단교량에 적합한 공법으로, 특히 교각이 설치되는 지형적인 여건이 암반이 비교적 빨리 나타나는 암반 심도가 깊지 않은 곳, 즉 기초 시공시 암반이 금방 노출되는 지형적인 여건에 적합하게 적용시킬 수 있는 시공방법으로서, 케이슨 전체가 수중하에서 영구적인 구조물로서 매설되어지는 종래기술과는 달리, 임시 구조물로서 물막이용의 기능으로만 사용된 강재 케이슨을 교각공사 완료후 분리시켜, 이 분리된 강재 케이슨을 인접한 다음 단계의 교각 기초공사에 재활용함으로써 공사기간의 단축과 공사비용을 대폭적으로 절감시켜 주는 특징을 갖고 있다.The present invention composed of the above-described configuration is a suitable method for cross-section of large rivers in the city, which has a geographical condition with low velocity at the bottom of the sea, especially where the pier is not located in a deep rock depth where the rock appears relatively quickly. That is, as a construction method that can be suitably applied to the topographical conditions where the rock is immediately exposed during the foundation construction, unlike the prior art in which the entire caisson is buried as a permanent structure under water, it functions as a temporary structure. The used steel caisson is separated after the completion of the pier construction, and the separated steel caisson is recycled to the adjacent next pier foundation to reduce the construction period and significantly reduce the construction cost.
또한, 교각의 기초 구조부가 직접 하상에 위치되고, 그 위에 기둥구조물이 구축됨으로써, 상시 수위를 크게 점유하지 않게 되므로 강물의 흐름에 지장을 주지 않아 원활한 통수가 기대될 뿐만 아니라, 교각의 기초 구조부를 지진력에 유연하게 적응하는 연성구조의 형태로 구축할 수 있으며, 그에 따라 교각의 단면 크기도 최적설계에 의하여 구축이 가능하여 공사비용의 대폭적인 절감도 기대할 수 있는 특징을 갖고 있다.In addition, since the foundation structure of the bridge is directly located on the lower side, and the column structure is built thereon, it does not occupy a large level of water at all times, so that smooth flow is expected without disturbing the flow of the river, and the foundation structure of the bridge is not expected. It can be constructed in the form of a flexible structure that flexibly adapts to seismic forces, and accordingly, the cross-sectional size of the bridge can be constructed by an optimal design, and thus, a significant reduction in construction cost can be expected.
기타 케이슨 조립체내에 드라이 워크 상태의 작업조건을 제공하게 됨으로써 육상에서와 같은 작업조건으로 시공이 가능하여 시공 및 품질관리가 우수한 특징을 갖고 있다.By providing the working conditions of the dry work in the other caisson assembly, it is possible to be installed in the same working conditions as on land, and has excellent characteristics of construction and quality control.
본발명의 실시예에 따른 시공순서에 대하여 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.The construction sequence according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 기초공사에 앞서 선시공 공정으로서 교각이 설치되는 위치의 하상(=하저 바닥면)을 케이슨 착저시 평탄하게 놓이도록 잠수부에 의하여 평탄작업을 실시하여 미리 평탄면을 확보해 둔다.Prior to the basic construction of the present invention, a flat surface is secured in advance by a diver so that the bottom (= bottom bottom) of the position where the pier is installed as a pre-installation process is laid flat upon caisson landing.
이후, 육상에서 제작되어진 케이슨을 선단연결부의 고리 또는 중간부분에 와이어로 묶어 크레인선 또는 예인선에 의하여 운반하게 되는데, 첫 번째 단위케이슨 (1로드)은 본체 대부분을 수중에 두고 일부만이 수면상에 노출된 상태에서 예인하여 잔교내에 계류시키고, 이후 두번째 단위케이슨(2로드)부터는 단위케이슨별 또는 일부 케이슨 조립체를 바지선에 적재하여 교각 설치현장으로 운반하여 조립시키게 된다.Thereafter, the caisson manufactured on land is bundled with wires in the hook or middle part of the front end connection and transported by a crane ship or a tugboat. The first unit caisson (1 rod) has most of the body in the water and only a part of it is exposed to the surface of the water. In the state of towing and mooring in the pier, after the second unit caisson (2 rods) from the unit caisson or some caisson assembly is loaded on the barge and transported to the pier installation site to be assembled.
먼저, 도2a에서 도시하는 바와 같이, 운반되어진 첫 번째 단위케이슨(W1)을 본체의 상단부가 수면상 대략 1m정도의 높이 위치에 놓이도록 셋팅시키고, 그 위에 두 번째 단위케이슨(W2)을 연결 조립한다.First, as shown in Figure 2a, the first unit caisson (W 1 ) to be transported is set so that the upper end of the main body at a height position of approximately 1m above the water surface, and the second unit caisson (W 2 ) thereon Assemble the connection.
이때, 구체적으로 도시하지는 않았으나 하측 단위케이슨의 상단 플랜지부에 고무밀폐링을 얹어 놓어 케이슨 연결시 수밀성을 확보하게 되며, 하측 단위케이슨의 상부로 돌출되어 내측으로 오무려진 가이드부재에 의하여 상측 단위케이슨을 유도시켜 접근시킨 후, 내외측 연결 플랜지부의 볼트구멍들에 볼트들로 고정시킴으로써 케이슨을 서로 연결시킨다. 이 볼트구멍은 3㎜의 여유공간을 확보하기 때문에케이슨간에 작용하는 수압등의 외력에 의한 변위를 흡수할 수 있다.At this time, although not specifically illustrated, the rubber sealing ring is placed on the upper flange of the lower unit caisson to secure watertightness when connecting the caissons, and the upper unit caisson is formed by a guide member which protrudes to the upper part of the lower unit caisson and is impregnated inward. After guided approach, the caissons are connected to each other by fixing them with bolts in the bolt holes in the inner and outer connecting flanges. Since the bolt hole has a clearance of 3 mm, displacement by external forces such as water pressure acting between caissons can be absorbed.
이후, 도2b에서 도시하는 바와 같이, 케이슨 조립체(10)의 자중과 케이슨의 내외측 강판사이의 물을 공간부내로 주입하면서 케이슨 조립체(10)를 상단 소정높이를 남겨두고 침하시키는 케이슨 조립체의 조립 작업 및 침하를 단계적으로 반복하여 케이슨 조립체를 하상(a)에 착저시킨다.Then, as shown in Figure 2b, the assembly of the caisson assembly to sink the caisson assembly 10 leaving the predetermined height at the top while injecting water between the self-weight of the caisson assembly 10 and the inner and outer steel sheet of the caisson into the space portion The caisson assembly is landed on the lower bed (a) by repeating the operation and sinking step by step.
이때, 공간부내의 물주입은 케이슨 조립체(10)의 수면상으로 돌출되는 높이를 고려하여 부력을 받도록 물주입을 조절한다.At this time, the water injection in the space portion adjusts the water injection to receive buoyancy in consideration of the height protruding onto the water surface of the caisson assembly 10.
이후, 도2c에서 도시하는 바와 같이, 하상(a)에 착저된 케이슨 조립체 내측의 바닥면을 소정깊이로 암반지지면까지 굴착하게 되는데, 크램셀 또는 커트멜 등의 장비로 수중굴착 또는 수중발파로 굴착되어진 토사 및 파쇄암석을 퍼올려 바지선등 운반선에 의하여 제거시키고 케이슨 조립체(10)를 소정깊이로 침설시킨다.Then, as shown in Figure 2c, to excavate the bottom surface of the inside of the caisson assembly on the lower bed (a) to the rock ring surface to a predetermined depth, underwater drilling or underwater blast furnace with equipment such as cram cells or cutmelt The excavated soil and crushed rock are lifted up and removed by barges such as barges, and the caisson assembly 10 is settled to a predetermined depth.
이때, 내측의 굴착작업과 케이슨 조립체의 부력을 고려하여 케이슨 조립체 (10)가 경사져 전도되지 않도록 물주입에 있어 유의하여야 한다.At this time, in consideration of the excavation work and the buoyancy of the inner caisson assembly, care must be taken in the water injection so that the caisson assembly 10 is not inclined to fall.
이후, 도2d 및 도3에서 도시하는 바와 같이, 암반지지면까지 침설된 케이슨 조립체(10)의 내측과, 내외측강판(11)(12)과 트러스지지부(13) 사이의 공간부(14)내에 일정높이로 유동성이 좋은 수중콘크리트(20)(21)를 타설하여 케이슨 조립체 (10)를 암반층(R)에 정착시킨다.2D and 3, the space 14 between the inner and outer steel plates 11 and 12 and the truss support 13 and the inner side of the caisson assembly 10 submerged to the rock ring surface. Underwater concrete 20 and 21 having good fluidity is poured into the container to fix the caisson assembly 10 to the rock layer R.
이때, 케이슨 조립체(10)의 암반정착시 하측부 단위케이슨(W1)에 수중콘크리트(21)를 타설함으로써 강재 단위케이슨과 함께 영구 구조물로 일체로 고정설치되어진다.At this time, when the rock-mounting of the caisson assembly 10 by placing the underwater concrete 21 in the lower unit caisson (W 1 ) is integrally fixed to the permanent structure together with the steel unit caisson.
한편, 수중콘크리트를 타설하여 암반상에 영구 구조물로 고정 설치되는 하측부 단위케이슨은 암반의 심도등 하저의 지형여건에 따라 1개 또는 복수개로 고정설치할 수 있는 것임을 밝혀 둔다.On the other hand, the lower unit caisson that is installed as a permanent structure on the rock by pouring underwater concrete, it is revealed that one or more can be fixed depending on the topographic conditions of the bottom, such as the depth of the rock.
이후, 도2e에서 도시하는 바와 같이, 케이슨 조립체(10) 내측에 타설되어 성형된 수중콘크리트(20) 위의 케이슨 조립체 내부에 남아 있는 물을 양수하여 케이슨 조립체(10)의 외부로 빼내 케이슨 조립체 내부를 드라이 워크(건식)상태로 한 후, 사다리등 동바리 가설구조물을 설치하게 된다.Thereafter, as shown in FIG. 2E, water remaining in the caisson assembly on the submerged concrete 20 which is poured and molded inside the caisson assembly 10 is pumped to the outside of the caisson assembly 10 to be drained to the outside of the caisson assembly 10. After the dry work (dry) state, the installation of temporary structures, such as ladders.
이후, 도2f에서 도시하는 바와 같이, 수중콘크리트(20)의 상면에 기초배근체를 조립 설치하고 콘크리트를 타설함으로써, 대부분의 기초배근체는 기초콘크리트부(F)로 매입되고, 일부는 추후 시공되는 기둥콘크리트부의 기둥배근체에 연결조립되도록 기초콘크리트부 외부로 노출시킴으로써 기초콘크리트부의 시공을 완료한다.After that, as shown in Figure 2f, by installing the basic reinforcement body on the upper surface of the underwater concrete 20 and placing the concrete, most of the basic reinforcement body is embedded in the foundation concrete portion (F), some of the construction later The construction of the foundation concrete portion is completed by exposing to the outside of the foundation concrete portion so as to be assembled to the pillar reinforcement of the pillar concrete portion.
이때, 케이슨 조립체(10)의 일부 단위케이슨은 수중콘크리트(20)와 기초콘크리트부(F)가 일체로 되어 암반층(R)에 정착되는 고정구조물로서의 기능을 가지며, 그 이외의 케이슨들은 케이슨 조립체의 내외부를 구획하는 물막이용으로서의 기능을 하게 된다.At this time, some unit caisson of the caisson assembly 10 has a function as a fixed structure in which the submerged concrete 20 and the base concrete portion (F) is integrally fixed to the rock layer (R), other caissons of the caisson assembly It functions as a water barrier for partitioning the inside and the outside.
이후, 도2g에서 도시하는 바와 같이, 기초콘크리트부(F)의 외부로 노출된 기초배근체에 기둥배근체를 연결하여 거푸집을 설치한 다음 소정 높이까지 단계별로 콘크리트를 타설하여 기둥콘크리트부(P)를 성형시키고, 케이슨 조립체(10)의 내부에 있는 거푸집 및 동바리 가설구조물들을 제거하여 기둥콘크리트부(P)의 시공을 완료한다.Then, as shown in Figure 2g, to install the formwork by connecting the pillar reinforcement to the foundation reinforcement body exposed to the outside of the foundation concrete portion (F), and then cast concrete step by step to a predetermined height column concrete portion (P) ) And completes the construction of the pillar concrete portion (P) by removing the formwork and grouping temporary structures in the interior of the caisson assembly (10).
이렇게 시공완료된 교각 하부구조의 형태는 하상으로부터 기초콘크리트부(F)의 높이(h2)가 낮게 구축되어지고, 이 기초콘크리트부(F)의 상측으로 작은 단면폭을 갖는 기둥콘크리트부(P)가 일체로 시공됨으로써 연성구조의 형태를 갖게 된다.The construction of the pier undercarriage completed in this way has a low height (h 2 ) of the foundation concrete portion (F) from the lower bed, the column concrete portion (P) having a small cross-sectional width to the upper side of the foundation concrete portion (F) Constructed integrally, it has a form of flexible structure.
한편, 상기 기둥콘크리트부의 시공후, 도2h에서 도시하는 바와 같이, 수중콘크리트(20) 및 기초콘크리트부(F)와 함께 일체로 암반상에 고정구조물로 정착된 케이슨을 제외한 나머지의 케이슨 조립체, 즉 가물막이용으로 사용된 케이슨들을 해체 분리시킨다.On the other hand, after the construction of the pillar concrete portion, as shown in Figure 2h, the remaining caisson assembly, except for the caissons fixed together on the rock with the submerged concrete 20 and the foundation concrete portion (F), that is, Disassemble and separate the caissons used for clogging.
이 케이슨 조립체를 분리시키는 방법은 영구 구조물로 고정되어진 케이슨과의 연결부에서 한번에 분리시키는 방법 또는 상측에서 축차적으로 단위케이슨을 분리시키는 방법등 단위 케이슨별 또는 복수개의 케이슨별로 분리시키는 것이 가능함을 밝혀 둔다.This method of separating the caisson assembly is found that it is possible to separate by unit caisson or by a plurality of caissons, such as by separating at once from the connection with the caisson fixed to the permanent structure or by separating the unit caisson from the top side.
한편, 케이슨을 분리하기 전에 케이슨 조립체(10)의 내부로 물을 주입하여 케이슨 조립체의 내외부 양측에서 수압에 대한 평형을 유지하여 응력을 해제시킨 상태에서 잠수부에 의하여 연결 플랜지부의 볼트들을 풀어 해체시킨 후, 케이슨 조립체를 크레인으로 들어 올려, 다음 단계의 구조체 시공에 재활용되도록 운반하게 된다.Meanwhile, before the caisson is separated, water is injected into the caisson assembly 10 to maintain the equilibrium against water pressure on both sides of the caisson assembly, thereby releasing and dismantling the bolts of the connecting flange part by the diver in the state of releasing the stress. Then, the caisson assembly is lifted by a crane, and transported to be recycled in the next construction of the structure.
따라서, 가물막이용으로 사용되어 분리 해체된 케이슨 조립체(10)는 도4에서 도시하는 바와 같이, 인접한 다음 단계의 교각 공사의 구조체 시공에 재활용함으로써 시공효율을 높혀 전체적인 공사비용의 절감과 공사기간의 단축을 기대할 수 있어, 종래 케이슨이 수중속에 영구구조물로써 고정구축되어 재활용을 할 수 없었던 것과는 큰 차이를 나타낸다.Therefore, the caisson assembly 10, which is used for the temporary film separation and dismantling, is recycled to the structure construction of the adjacent next pier construction as shown in FIG. 4 to increase the construction efficiency, thereby reducing the overall construction cost and the construction period. It can be expected to shorten, showing a great difference from the conventional caisson was fixed and constructed as a permanent structure in the water was not able to recycle.
이와 같이 시공됨으로써 종래 교각의 전체 높이에 비하여 하상으로부터 수면 위까지 기초콘크리트부의 높이(h1)가 비교적 높고 단면폭(w)이 큰 강성구조의 교각 하부구조 형태와 달리, 본발명은 교각 하부구조 형태가 기초콘크리트부(F)의 높이 (h2)는 낮게 구축되고, 이 기초콘크리트부(F)의 상측으로 작은 단면폭을 갖는 기둥콘크리트부(P)가 일체로 시공되는 연성구조의 형태로 구축됨으로써, 지진력이 작게 전달 작용되는 내진구조로 지진발생시 유연성있게 적응 가능할 뿐만 아니라, 상시 수위를 크게 점유하지 않게 되므로, 유수 저해가 적어 강물의 통수가 신속하고 원활하게 이루어지게 된다.As a result of the construction, unlike the pier substructure of the rigid structure having a relatively high height (h 1 ) and a large cross-sectional width (w) from the lower floor to the surface of the water compared to the overall height of the conventional pier, the present invention is a pier substructure. The height h 2 of the basic concrete portion F is set low, and is constructed in the form of a flexible structure in which the pillar concrete portion P having a small cross-sectional width is constructed integrally above the basic concrete portion F. In addition, the seismic structure that transmits small seismic force is not only flexible and adaptable to earthquake occurrence, but also does not occupy a large level of water at all times.
또한, 기둥콘크리트부(P)의 단면크기도 작은 단면폭을 갖는 최적설계로 구축이 가능함으로써 소요되는 콘크리트등을 크게 절약할 수 있어 공사비용을 크게 절감시킬 수 있게 된다.In addition, since the cross-sectional size of the pillar concrete portion (P) can be constructed in an optimal design having a small cross-sectional width, it is possible to greatly save the required concrete, thereby greatly reducing the construction cost.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 가물막이용으로 사용되어진 케이슨 조립체를 분리하여 인접한 다음 단계의 기초공사에 활용이 가능케 됨으로써 공사비용을 대폭 절감시켜 줄 뿐만 아니라, 공사기간을 크게 단축시켜 주는 효과가 있다.The present invention constituted as described above can be utilized for the foundation work of the next step by separating the caisson assembly used for the temporary curtain, thereby significantly reducing the construction cost and greatly reducing the construction period. .
또한, 기초 구조부의 위치가 직접 하저 바닥면에 설치됨으로 인하여 상시수위를 크게 점유하지 않게 되므로 유속의 흐름에 저해를 주지 않게 되어 강물이 신속하고 원활하게 통수되는 효과가 있다.In addition, since the position of the foundation structure is directly installed on the bottom of the bottom, it does not occupy the water level significantly, so that the flow of the river flows quickly and smoothly without impeding the flow of the flow rate.
또, 교각의 기초구조를 연성구조의 형태로 구축함으로써 구조적으로 지진력이 작게 전달 작용되어 내진에 유연성을 갖게 하여 줌은 물론, 교각의 단면형태 및 크기도 최적설계로 구축이 가능하여 그에 따른 공사비용도 대폭적으로 절감시켜 주게 되는 효과가 있다.In addition, by constructing the foundation structure of the bridge in the form of a flexible structure, structurally small seismic force is transmitted, which gives flexibility to earthquake, as well as the optimum design of the cross-sectional shape and size of the bridge. There is also an effect that can be significantly reduced.
기타 지상에서의 작업여건과 같은 건식(드라이 워크)상태의 작업여건을 케이슨내에 제공함으로써 시공 및 품질관리가 우수한 유용한 발명이다.It is a useful invention with excellent construction and quality control by providing a dry working condition such as working conditions on the ground in the caisson.
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