KR20050109181A

KR20050109181A - 해양 구조물을 보수 내지 보강하는 인케이스먼트 공법 및그에 사용되는 보수ㆍ보강 부재

Info

Publication number: KR20050109181A
Application number: KR1020040034237A
Authority: KR
Inventors: 김경수; 백훈성
Original assignee: 주식회사 시디에스코리아
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2005-11-17
Also published as: KR100686964B1

Abstract

본 발명은 담수 또는 해수에 설치된 강관파일, 콘크리트 파일, 목재 파일 등의 해양 구조물을 보수 내지 보강하는 인케이스먼트 공법에 있어서, 상기 해양 구조물의 손상 부분을 확인하고 보수 내지 보강을 필요로 하는 손상 부분을 표시하는 단계; FRP 자켓을 유리 강화 섬유 플라스틱(FRP)으로 제작하고, 상기 FRP 자켓의 길이 방향으로 적당한 간격으로 다수의 에폭시 그라우트 주입구를 형성하는 단계; 상기 FRP 자켓을 상기 보수 내지 보강을 필요로 하는 손상 부분에 설치하는 단계; 주입용 밸브를 상기 다수의 에폭시 그라우트 주입구 중 최하부에 위치한 최하부 주입구로부터 최상부에 위치한 최상부 주입구까지 순차적으로 연결하여, 수중용 에폭시 그라우트를 FRP 자켓과 해양 구조물 사이의 그라우트 충진 공간에 단계적으로 충진하는 단계; 및 상기 그라우트 충진 공간의 충진이 완료되면, 충분한 시간 동안 양생시킨 뒤 주입용 밸브를 분리하고, 최종적으로 마감처리를 하는 단계를 포함하도록 구성된 것을 특징으로 하는 해양 구조물을 보수 내지 보강하는 인케이스트먼트 공법을 제공한다.

본 발명에 따른 해양 구조물의 인케이스먼트 공법에 의하면, 수중에 설치되어 있는 콘크리트 파일, 강관 파일, 목재 파일 등과 같은 구조물이 부식, 박리, 박락, 손상, 침식, 열화 등으로 손상을 입었을 경우, 시공성이 우수한 보수ㆍ보강 부재를 이용하여 그 해양 구조물의 손상 부분을 비교적 저렴한 비용으로 견고하게 보수 내지 보강할 수 있다.

Description

해양 구조물을 보수 내지 보강하는 인케이스먼트 공법 및 그에 사용되는 보수ㆍ보강 부재{ENCASEMENT METHOD FOR REPAIRING OR REINFORCING STRUCTURES IN THE WATER AND A REPAIRING OR REINFORCING MEMBER USED THEREIN}

본 발명은 해양 구조물을 보수 내지 보강하는 인케이스먼트 공법 및 그 공법에 사용되는 보수ㆍ보강 부재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수중에 설치된 콘크리트 파일, 강관 파일, 목재 파일 등이 박리, 박락, 탈락 등의 결함에 의해 손상된 경우, 유리 강화 섬유 플라스틱(Fiberglass Reinforced Plastic:이하 FRP라 함)으로 제조된 반투명성 FRP 자켓을 구조물의 손상 부분에 설치하고, 주입용 밸브를 FRP 자켓의 최하부에 위치한 주입구로부터 최상부에 위치한 주입구까지 순차적으로 연결하여, 주입용 에폭시 그라우트를 FRP 자켓의 하부로부터 상부까지 단계적으로 충진시킴으로써, 해양 구조물의 손상 부분을 효과적으로 견고하게 보수 내지 보강할 수 있는 인케이스먼트 공법 및 그러한 공법에 사용되는 보수ㆍ보강 부재에 관한 것이다.

일반적으로, 해양 구조물은 물이라는 매체에 그 몸체의 전부 혹은 일부가 항상 침잠되어 있어서, 물의 흐름에 의한 접촉마찰이나 파도 등에 의한 부딪힘, 그리고 수압 등에 의해 끊임없이 외부적으로 외력을 받고 있다. 따라서, 해양 구조물에 있어서, 물에 의해 가장 집중적으로 외력을 받는 부위나 구조상 가장 취약한 부분은 서서히 열화되어 점차 박리 내지 파단 현상이 발생하게 된다. 해양 구조물에서 이와 같은 박리 내지 파단 현상을 조기에 발견하여 그에 대한 적절한 조치를 취하지 않을 경우, 해양 구조물의 강도는 급격히 저하되고, 마침내 붕괴라는 최악의 사태에 이르게 된다. 그럼에도 불구하고, 해양 구조물은 수중에 설치되어 있다는 그 상황적 특수성 때문에 유지 및 보수 내지 보강이 결코 용이하지 않다. 즉, 물이라는 방해물을 극복하고, 원하는 보수 내지 보강 작업을 수행해야 하므로 기술적으로 비용적으로 많은 어려움이 수반되고, 또한 무엇보다도 안전사고까지 각별히 고려해야 하기 때문에 작업에 있어서 더욱 신중을 요하고 있다.

종래의 해양 구조물의 파일 보수 내지 보강 공법은 대부분 PE 필름 테이프를 구조물의 외부면에 부착하거나 또는 그 외부면을 코팅하는 방법을 사용하였다. 그러나, 이러한 종래의 공법에서는 보수 내지 보강재(이하, 보강재라 함)로 사용한 PE 필름 등이 부착면과의 접착력 약화 및 외부적인 충격 등에 의해 쉽사리 박리 내지 박락되어, PE 필름 등과 같은 보수 내지 보강재가 실질적으로 제 역할을 하지 못하게 되는 문제점이 있었다.

또 다른 종래의 보수 내지 보강 공법은 손상된 구조물의 외부면에 자켓을 설치하고, 시멘트 기반 재료(보강재)를 상부로부터 주입하여 구조물을 보수 내지 보강하는 공법(중량 타설)을 사용하였다. 그러나, 종래에 보강재로 자켓 내부에 주입하는 시멘트 기반 재료는 구성 성분간의 비조밀성 및 상이한 물리적 성질 등에 기인하여, 구조물의 손상 부분과의 접착 강도를 저하시키는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 보강재는 박리 내지 박락되어 결과적으로 구조물의 균열을 초래하게 된다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 근래에는 보강재로서 무수축 콘크리트, 에폭시 몰타르 등을 사용하려는 시도가 있지만, 그 상용화에 있어서 손상 부분과의 강도 저하 및 몰타르 등의 혼합물의 중성화 현상을 방지해야 하는 등 물리적 특성의 제약을 받고 있다. 또한, 종래의 보수 내지 보강하는 공법에 있어서는 시멘트 기반 재료 등과 같은 보강재를 자켓의 상부로부터 주입하는 중량 타설의 방법을 사용하였기 때문에, 보강재가 자켓 내부의 담수 또는 해수를 통하여 주입될 때, 보강재와 함께 공기 또는 물이 추가적으로 유입될 수 있고, 그러한 공기 또는 물은 추후의 어떠한 공정중에서도 효과적으로 배기 내지 배수할 수 없었다. 따라서, 자켓 내부에 잔존하게 되는 물 또는 공기는 손상된 구조물과 보강재간의 접착력을 약화시키고, 충진물 내부에 생성된 기포 및 미세한 공극은 크랙(crack)으로 발전할 수 있어, 점차적으로 해양 구조물의 강도를 저하시키는 결과를 초래하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 담수 또는 해수에 설치된 콘크리트 파일, 강관 파일, 목재 파일 등의 해양 구조물이 손상을 입었을 경우, 유리 강화 섬유 플라스틱(FRP)으로 제조된 FRP 자켓을 그 해양 구조물의 손상 부분에 설치한 후, 수중용 에폭시 그라우트를 FRP 자켓의 최하부 주입구로부터 단계적으로 충진시킴으로써, 해양 구조물의 손상 부위를 효과적으로 견고하게 보수 내지 보강할 수 있는 해양 구조물의 인케이스먼트 공법 및 그에 사용되는 보수ㆍ보강 부재를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 담수 또는 해수에 설치된 콘크리트 파일, 강관 파일, 목재 파일 등의 해양 구조물을 보수 내지 보강하는 인케이스먼트 공법에 있어서, 상기 해양 구조물의 손상 부분을 확인하고 보수 내지 보강을 필요로 하는 손상 부분을 표시하는 단계; FRP 자켓을 유리 강화 섬유 플라스틱(FRP)으로 제작하고, 상기 FRP 자켓의 길이 방향으로 적당한 간격으로 다수의 에폭시 그라우트 주입구를 형성하는 단계; 상기 FRP 자켓을 상기 보수 내지 보강을 필요로 하는 손상 부분에 설치하는 단계; 주입용 밸브를 상기 다수의 에폭시 그라우트 주입구 중 최하부에 위치한 최하부 주입구로부터 최상부에 위치한 최상부 주입구까지 순차적으로 연결하여, 수중용 에폭시 그라우트를 FRP 자켓과 해양 구조물 사이의 그라우트 충진 공간에 단계적으로 충진하는 단계; 및 상기 그라우트 충진 공간의 충진이 완료되면, 충분한 시간동안 양생시킨 뒤 주입용 밸브를 분리하고, 최종적으로 마감처리를 하는 단계를 포함하도록 구성된 것을 특징으로 하는 해양 구조물을 보수 내지 보강하는 인케이스먼트 공법을 제공한다.

이 경우, 상기 FRP 자켓은 반투명성인 것이 바람직하다. 그리고, 상기 FRP 자켓을 구조물의 손상 부분에 설치함에 있어서, FRP 자켓 하부에 마련된 캐스킷 삽입부에 개스킷 부재를 삽입하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 해양 구조물을 보수 내지 보강하는 인케이스먼트 공법에 사용되는 보수ㆍ보강 부재에 있어서, 에폭시 그라우트의 주입 상태를 육안으로 확인할 수 있도록 반투명으로 제작된 FRP 자켓; 주입용 밸브와 연결되어 수중용 에폭시 그라우트의 FRP 자켓내로의 충진을 가능하게 하는 다수의 수중용 에폭시 그라우트 주입구; 밀봉을 위한 개스킷을 허용할 수 있도록 FRP 자켓 하부에 형성한 개스킷 삽입부; 및 FRP 자켓의 내면과 해양 구조물의 사이에, 수중용 에폭시 그라우트가 주입될 수 있는 그라우트 충진 공간을 확보할 수 있도록, FRP 자켓 내측면에 설치된 다수의 돌출부를 포함하도록 구성된 것을 특징으로 하는 보수ㆍ보강 부재를 제공한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 따라 해양 구조물을 보수 내지 보강하는 공법에 사용되는 보수ㆍ보강 부재의 측면도이다. 도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 보수ㆍ보강 부재는 FRP 자켓(10) 및 에폭시 그라우트를 주입하는 다수의 주입구(20)로 구성된다. FRP 자켓(10)은 수중용 에폭시 그라우트의 주입 상태를 육안으로 확인할 수 있도록 반투명으로 제작하는 것이 바람직하고, 그 두께는 보수 내지 보강을 필요로 하는 해양 구조물의 손상 정도, 및 보수 내지 보강을 위해 주입되는 그라우트의 충진량에 기인하는 압력 등을 고려하여 변경할 수 있으나, 적어도 4mm 정도는 유지하여야 한다. 또한, FRP 자켓(10)은 특수한 해양 환경하에서 충분한 안전성을 확보할 수 있을 정도로, 우수한 내구성, 고접착성, 내마모성, 내충격성, 내부식성을 가진 재질로 제작하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 다수의 주입구(20)는 보수ㆍ보강 부재의 길이에 비례하여 적정 개수를 정하여 설치할 수 있다. 또한, 상기 FRP 자켓(10)을 해양 구조물의 손상 부분에 설치한 후, 수중용 접착제 등을 이용하여 접합할 수 있는데, 접합부(30)는 FRP 자켓(10)을 상호 접합한 후 측면에서 볼 때 나타나는 접합면을 지시하는 것이다. 한편, 보수ㆍ보강 부재의 하부에는 밀봉을 위한 개스킷을 삽입할 수 있는 정도의 캐스킷 삽입부(12)를 마련해 둘 수 있다.

도2는 상기 도1에 도시된 본 발명에 따른 보수ㆍ보강 부재의 평면도이다. 도2에 도시된 바와 같이, 주입구(20)는 FRP 자켓(10)이 접합되는 접합부(30)로부터 90 도 방향이 될 수 있도록 형성된다. FRP 자켓(10)의 내측면과 구조물의 손상 부분 사이에, 수중용 에폭시 그라우트가 주입될 수 있는 공간을 확보할 수 있도록, FRP 자켓 내측면에 다수의 돌출부(22)를 형성한다. 그러한 돌출부(22)는 가공된 폴리머 소재로 제작하는 것이 바람직하고, 대상 구조물의 손상 정도에 따라 그 크기를 달리할 수 있으나, 통상 1cm 정도로 하는 것이 적당하다. 또한, 돌출부(22)는 손상된 구조물의 지름에 따라 그 설치 개수를 달리할 수 있지만, 각각의 돌출부(22) 사이의 간격은 50 cm를 넘어서는 안된다.

해양 구조물을 보수 내지 보강하는 공법에 있어서, 상기 도1 및 도2에 도시된 바와 같은 보수ㆍ보강 부재를 사용함으로써, 해양 구조물의 보수 내지 보강 공기를 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 보수 내지 보강 비용까지도 대폭적으로 절감할 수 있다.

도3은 FRP 자켓의 접합부(30)를 확대한 확대 단면도이다. 도3에 도시된 바와 같이, FRP 자켓의 접합면(34)을 수중용 접착제를 사용하여 접착하고, 물 또는 공기가 상기 접합면(34)을 통해 FRP 자켓(10)내부로 유입되지 않도록 하기 위하여 상기 스테인레스강 재질의 리벳 또는 볼트(32)를 사용하여 보다 견고하게 밀봉할 수 있다.

도4는 수중용 에폭시 그라우트를 주입하기 위한 주입구(20) 및 그 주입구에 연결되는 주입용 밸브(24)를 확대한 확대 단면도이다. 도4에 도시된 바와 같이, 주입구(20)는 주입용 밸브(24)와 연결되어 수중용 에폭시 그라우트를 FRP 자켓(10)내로 충진할 수 있도록, FRP 자켓에 고정된다. 이 경우 주입구(1B)의 크기는 구조물의 손상 부분을 보수 내지 보강하기 위하여 충진을 요하는 보강재의 물량 또는 보수 내지 보강을 필요로 하는 면적 등을 고려하여 결정할 수 있다.

도5는 상기 도4의 주입용 밸브(24)가 주입구(20)에 연결된 상태를 도시하는 도면이다. 주입용 밸브(24)는 PVC 재질로 제작하는 것이 바람직하고, 주입구(20)와 완벽하게 나사 결합될 수 있는 것이어야 한다.

도6은 본 발명에 따라 해양 구조물의 손상 부분에 FRP 자켓을 설치하고 주입구를 통하여 수중용 에폭시 그라우트를 주입하는 공정을 도시하는 도면이다.

도6a는 해양 구조물이 손상된 상태를 도시한다. 구조물의 손상 부분을 본 발명에 따른 보수 내지 보강 공법에 의해 시공하기 이전에, 먼저 해양 구조물의 표면 전처리 과정이 선행되어야 한다. 표면 전처리 과정은 두 단계로 이루어진다. 즉, 고압 세척기나 유압용 공구를 사용하여 구조물의 손상 부분에 존재하는 오일, 그리스, 녹, 콘크리트 파면 등을 제거하는 단계와 구조물의 손상 부분에 서식하는 수중 미생물 등 에폭시 그라우트의 부착력을 약화시킬 수 있는 물질을 제거하는 단계이다. 두번째 단계는 구조물의 손상 부분을 세척하는 등 상기 첫번째 단계를 완료한 후 7일 이내에 시행하는 것이 바람직하고, 상기 두번째 단계를 완료한 이후 2일 이내에 FRP 자켓을 설치하는 것이 또한 바람직하다.

도6b는 본 발명에 따른 FRP 자켓(10)이 구조물의 손상 부분을 둘러싸도록 설치하는 공정을 도시한다. 본 공정을 시공하기 이전에 FRP 자켓(10) 내부의 상태를 확인함과 아울러, 에폭시 그라우트 충진을 위한 공간 확보용 돌출부(2A)의 상태까지도 확인하는 것이 바람직하다. 상기 FRP 자켓(10)을 구조물의 손상 부분을 둘러싸도록 설치함에 있어서 미리 FRP 자켓(10)에 형성해 둔 접합면(30)이 중첩되어 접합될 수 있도록, 수직 또는 수평 방향으로 뒤틀림이 없도록 해야 한다. FRP 자켓(10)을 임시적으로 고정하기 위하여 스테인레스강으로 제조된 클램프 또는 밴딩류의 결합용 부재를 사용할 수 있다. 즉, FRP 자켓이 보수 내지 보강이 필요한 구조물의 손상 부분에 위치하게 되면, 클램프 등으로 FRP 자켓을 구조물에 고정시킨다. 이와 같이, FRP 자켓(10)이 구조물에 고정되면, 그 다음으로 수중용 접합제를 사용하여 접합면(30)을 접합시킨다.

도6c는 FRP 자켓(10)의 하부에 마련된 개스킷 삽입부(12)에 개스킷(14)을 끼워 삽입한 상태를 도시한다. 도6c에 도시된 바와 같이, 개스킷(14)을 FRP 자켓의 하부에 마련되어 있는 캐스킷 삽입부(12)에 삽입한 후 수중용 접착제를 이용하여 접착함으로써, 해양 구조물과 FRP 자켓 사이에 공극이 발생하지 않도록 한다. 이 때, 사용되는 개스킷(14)은 내부식성 및 내구성이 뛰어난 재질을 사용하여 제작하는 것이 바람직하다. 개스킷(14)이 완전히 접착되기까지 소요되는 경화시간은 실제 사용하는 수중용 접착제의 종류에 따라 달라질 수 있으나, 대략적으로 4시간 정도 경화시키는 것이 적당하다. 상기 공정이 완료되면, 수중용 에폭시 그라우트의 주입에 필요한 모든 사전 준비는 완료된 것이다.

도6d는 주입용 밸브(24)를 FRP 자켓(10)의 최하단부에 마련된 주입구(20a)에 연결시킨 상태를 도시한다. 즉, 다이버 등과 같은 수중 작업자로 하여금 주입용 밸브(24)를 FRP 자켓(10)의 최하부에 위치한 주입구(20a)에 연결하게 한 후, 수중용 에폭시 그라우트를 FRP 자켓(10)과 해양 구조물 사이의 그라우트 충진 공간에 주입하여 충진한다. 이 때, FRP 자켓(10)내의 공기 또는 물이 원활하게 배기 내지 배출될 수 있도록, 주입 속도 등을 적절히 조절하는 것이 바람직하다. 나아가, FRP 자켓(10)을 반투명성을 가진 재질로 제작함으로써, 수중 작업자가 육안으로 수중용 에폭시 그라우트의 충진 상태를 지속적으로 확인할 수 있도록 한다. 수중용 에폭시 그라우트가 최하단 주입구로부터 그 다음의 하단 주입구까지 충진 완료되면, 주입용 호스가 연결된 주입용 밸브를 닫는다. 그 다음, 도6E에 도시된 바와 같이, 주입용 호스를 최하단 주입구로부터 분리하여 그 다음의 하단 주입구에 연결시키고, 다시 수중용 에폭시 그라우트의 주입을 재개한다. 이상과 같은 방식으로 에폭시 그라우트를 FRP 자켓(10) 최상부까지 충진한다.

도6f는 FRP 자켓(10)의 최상부까지 에폭시 그라우트를 충진한 상태를 도시하는 도면이다. 도6f에 도시된 바와 같이, 수중용 에폭시 그라우트의 주입이 완료되면, 페이스트(42) 등과 같은 수중용 접착제를 이용하여 FRP 자켓의 최상부면과 해양 구조물의 상부면을 견고하게 밀봉한다. 이 때, FRP 자켓을 구조물에 고정하기 위하여 임시적으로 사용했던 클램프 등의 결합 부재는 수중용 에폭시 그라우트가 경화되는 시점에 제거하거나 또는 필요에 따라 고정된 상태 그대로 유지할 수 있다. 그런 다음, 충분한 시간 동안 양생시킨 뒤 주입용 호스를 분리하고 최종적으로 표면 마감 처리를 함으로써 해양 구조물의 보수 내지 보강 공정이 완료된다.

도7은 상기 도6의 순차 공정도에 대응하여 자켓 내부의 충진 상태를 도시하고 있는 도면이다. 특히, 도7c, 7d, 및 7e에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인케이스먼트 공법에 있어서는, 주입용 밸브를 다수의 주입구(20a, 20b, 20c) 중 FRP 자켓(10)의 최하부에 위치한 주입구(20a)로부터 최상부에 위치한 주입구(20c)까지 순차적으로 연결하여, 수중용 에폭시 그라우트(40)를 FRP 자켓(10)과 해양 구조물 사이의 그라우트 충진 공간에 단계적으로 충진한다.

도8a는 도7(f)에 있어서 FRP 자켓(10)의 상부측을 확대한 단면도이고, 도8b는 도7(f)에 있어서 FRP 자켓의 하부에 개스킷이 삽입된 상태를 확대한 단면도이다. 도8a에 도시된 바와 같이, 수중용 에폭시 그라우트(40)의 충진이 완료되면, FRP 자켓(10)의 최상부면과 해양 구조물의 상부면을 페이스트(42) 등과 같은 수중용 접착제를 사용하여 밀봉할 수 있다. 또한, FRP 자켓(10)의 하부에는 도8b에 도시된 바와 같이 개스킷(14)이 해양 구조물과 FRP 자켓(10)사이에 밀봉가능하도록 삽입되어 있다. 상기 개스킷(14)에 의해 FRP 자켓(10)의 하부측으로부터의 물 또는 공기의 지속적인 유입을 완전히 차단할 수 있다.

도9는 본 발명에 따른 보수 내지 보강 공법을 이용하여 해양 구조물의 손상부분을 보수 내지 보강하는 또 다른 응용 실시예를 도시하고 있다. 이는 교량, 항만, 방파제, 댐 등의 해양 구조물이 담수 또는 해수와의 지속적인 마찰, 또는 파도의 부딪힘 등으로 손상된 경우, 손상된 구조물을 본 발명에 따라 보수 내지 보강하는 공법을 도시한다. 도9에 도시된 바와 같이, 다수의 주입구(20a, 20b, 20c)를 포함하는 FRP 자켓(10)을 체결부재(28)를 이용하여 손상된 해양 구조물에 고정시킨다. 그리고, 주입용 밸브(24)를 상기 다수의 주입구 중 최하부에 위치한 주입구(20a)로부터 최상부에 위치한 주입구(20c)까지 순차적으로 연결하여, 수중용 에폭시 그라우트를 FRP 자켓(10)과 해양 구조물 사이의 그라우트 충진 공간(16)에 단계적으로 충진함으로써, 해양 구조물의 손상 부분을 견고하게 보수 내지 보강할 수 있다. 특히, 상기 주입용 밸브(24)를 FRP 자켓(10)의 최상부에 위치한 주입구(20c)에 연결하여 수중용 에폭시 그라우트를 주입할 때에 있어서, FRP 자켓(10)과 해양 구조물 사이에 잔류하고 있는 공기 또는 물이 원활히 배출될 수 있도록 FRP 자켓(10)의 최상부측에 특정 크기의 배출구(18)를 마련해 두는 것이 바람직하다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형, 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 따라서, 하기 특허청구범위의 등가적인 의미나 범위에 속하는 모든 변화들은 전부 본 발명의 권리범위에 속함을 밝혀둔다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 해양 구조물의 보수 내지 보강 공법에 의하면, 콘크리트 파일, 강관 파일, 목재 파일 등과 같은 해양 구조물이 부식, 박리, 박락, 손상, 침식, 열화 등으로 손상을 입었을 경우, 시공성이 우수한 보수ㆍ보강 부재를 이용하여 그 해양 구조물의 손상 부분을 비교적 저렴한 비용으로 견고하게 보수 내지 보강할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, FRP 자켓의 최하단에 위치한 주입구로부터 그라우트 주입을 개시하여 최종적으로 최상부 주입구에서 그라우트의 주입을 완료하므로, 종래의 공법에 비하여 자켓 내부에 공기 또는 물이 잔존할 수 있는 가능성을 줄일 수 있다. 그 결과, 시공후에 기포 또는 공극에 기인한 크랙의 발생을 감소시킬 수 있어, 해양 구조물의 수명을 현저하게 연장시킬 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 해양 구조물을 보수 내지 보강하는 인케이스먼트 공법에 사용되는 보수ㆍ보강 부재의 측면도,

도2는 상기 도1에 도시된 보수ㆍ보강 부재의 평면도,

도3은 본 발명에 따른 FRP 자켓의 접합부를 확대한 확대 단면도,

도4는 수중용 에폭시 그라우트를 주입하기 위한 주입구 및 그 주입구에 연결되는 주입용 밸브를 확대한 확대 단면도,

도5는 상기 도4의 주입용 밸브가 주입구에 연결된 상태를 도시하는 도면,

도6은 본 발명에 따라 인케이스먼트 공법을 시공하는 구체적 공정을 순차적으로 도시하는 공정도.

도7은 상기 도6에 따른 순차 공정도에 대응하여 자켓 내부의 충진 상태를 구체적으로 도시하고 있는 도면,

도8은 FRP 자켓의 상부 및 하부측의 처리 상태를 나타내기 위한 확대 단면도,

도9은 본 발명에 따른 보수 내지 보강 공법의 다른 응용 실시예를 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : FRP 자켓 12 : 개스킷 삽입부

14 : 개스킷 16 : 그라우트 충진 공간

18 : 배출구 20 : 수중용 그라우트 주입구

22 : 돌출부(spacer) 24 : 주입용 밸브

30 : 접합부 32 : 볼트 또는 리벳

34 : 접합면 40 : 수중용 에폭시 그라우트

42 : 수중용 접착제

Claims

담수 또는 해수에 설치된 강관파일, 콘크리트 파일, 목재 파일 등의 해양 구조물을 보수 내지 보강하는 인케이스먼트 공법에 있어서,

상기 해양 구조물의 손상 부분을 확인하고 보수 내지 보강을 필요로 하는 손상 부분을 표시하는 단계 Ⅰ;

FRP 자켓을 유리 강화 섬유 플라스틱(FRP)으로 제작하고, 상기 FRP 자켓의 길이 방향으로 적당한 간격으로 다수의 에폭시 그라우트 주입구를 형성하는 단계 Ⅱ;

상기 FRP 자켓을 상기 보수 내지 보강을 필요로 하는 손상 부분에 설치하는 단계 Ⅲ;

주입용 밸브를 상기 다수의 에폭시 그라우트 주입구 중 최하부에 위치한 최하부 주입구로부터 최상부에 위치한 최상부 주입구까지 순차적으로 연결하여, 수중용 에폭시 그라우트를 FRP 자켓과 해양 구조물 사이의 그라우트 충진 공간에 단계적으로 충진하는 단계 Ⅳ; 및

상기 그라우트 충진 공간의 충진이 완료되면, 충분한 시간동안 양생시킨 뒤 주입용 밸브를 분리하고, 최종적으로 마감처리를 하는 단계 Ⅴ를 포함하도록 구성된 것을 특징으로 하는 해양 구조물을 보수 내지 보강하는 인케이스먼트 공법.
제 1 항에 있어서, 단계 Ⅰ 다음에, 해양 구조물의 손상 부분을 사전 표면처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물을 보수 내지 보강하는 인케이스먼트 공법.
제 2 항에 있어서, 상기 사전 표면처리하는 단계는 고압 세척기 또는 유압용 공구를 사용하여 구조물의 손상 부분에 존재하는 오일, 그리스, 녹, 콘크리트 파면을 제거하는 단계 및 구조물의 손상 부분에 서식하는 수중 미생물을 제거하는 단계중 적어도 하나의 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 해양 구조물을 보수 내지 보강하는 인케이스먼트 공법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 FRP 자켓은 반투명성인 것을 특징으로 하는 해양 구조물을 보수 내지 보강하는 인케이스먼트 공법.
제 1 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 FRP 자켓을 구조물의 손상 부분에 설치함에 있어서, FRP 자켓 하부에 마련된 개스킷 삽입부에 개스킷 부재를 삽입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 구조물을 보수 내지 보강하는 인케이스먼트 공법.
해양 구조물을 보수 내지 보강하는 인케이스먼트 공법에 사용되는 보수ㆍ보강 부재에 있어서,

에폭시 그라우트의 주입 상태를 육안으로 확인할 수 있도록 반투명으로 제작된 FRP 자켓;

주입용 밸브와 연결되어 수중용 에폭시 그라우트의 FRP 자켓내로의 충진을 가능하게 하는 다수의 수중용 에폭시 그라우트 주입구;

밀봉을 위한 개스킷을 허용할 수 있도록 FRP 자켓 하부에 형성한 개스킷 삽입부; 및

FRP 자켓의 내면과 해양 구조물의 사이에, 수중용 에폭시 그라우트가 주입될 수 있는 그라우트 충진 공간을 확보할 수 있도록, FRP 자켓 내측면에 설치된 다수의 돌출부를 포함하도록 구성된 것을 특징으로 하는 보수ㆍ보강 부재.