KR20110072197A - 조립식 케이슨 및 이를 이용한 구조물 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항만시설이나 댐, 교량시설의 기존벽체에 구조물을 시공하는 케이슨에 있어서, 일측이 개방된 수밀케이슨과; 상기 수밀케이슨의 개방된 양단부에 회전가능하게 결합되어 기존벽체에 고정되는 변형케이슨과; 상기 수밀케이슨과 변형케이슨에 결합되어 수밀케이슨과 변형케이슨을 차수콘크리트에 압착·고정시키는 고정부를 포함하여 구성되는 조립식 케이슨 및 이를 이용한 구조물 시공방법에 관한 것이다.

본 발명 조립식 케이슨 및 이를 이용한 구조물 시공방법에 의하면, 지반에 근입된 수밀케이슨의 하단부에 차수콘크리트를 충진시킴과 동시에 변형케이슨을 기존벽체에 고정앵커로 고정시키므로 외부충격에도 변형이나 위치이동이 없이 안정된 수밀성을 유지할 수 있고, 구조물의 형태나 위치에 따라 변형케이슨을 회전시켜 고정시키므로 구조물을 연속적으로 반복하여 시공할 수 있어 시공성이 향상될 뿐만 아니라 공사비용을 절감할 수 있는 것이다.

수밀케이슨, 변형케이슨, 수밀, 회전, 연속시공, 독립시공

Description

조립식 케이슨 및 이를 이용한 구조물 시공방법{caisson and construction method of underwater structure using it}

본 발명은 조립식 케이슨 및 이를 이용한 구조물 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수밀케이슨에 결합된 변형케이슨을 회전시켜 변경시키므로 기존벽체에 연결구조물을 시공하거나 이 연결구조물을 연속적으로 시공할 수 있는 조립식 케이슨 및 이를 이용한 구조물 시공방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 해상이나 내수면의 기존벽체에 선박접안, 유도시설 및 운하의 갑문시설, 방파제 등의 연속구조물을 설치하거나 취수답, 방유구, 잔교, 잔교, 교량기초 등의 독립구조물을 축조할 경우 또는, 이러한 구조물을 보수보강할 경우에 수밀케이슨을 이용하여 작업을 수행하게 된다.

상기와 같이 구조물을 설치하거나 보수함에 있어, 특허출원 제2002-0008210호로 출원되어 제68317호로 등록받은 "수중벽체의 보수 보강공법"이 개시된 바 있다.

상기 선등록 발명은 수중벽체에 코팅재를 부착하거나 또는 콘크리트를 타설하여 보수 보강하는 공지의 것에 있어서, 수중벽체에 지지용 고리를 설치하는 공정과, 가장자리에 수밀튜브가 형성된 케이슨을 상기 지지용 고리에 체결시키는 공정과, 수밀튜브를 팽창시키고 케이슨과 벽체 사이의 물을 배출시키는 공정과, 벽체에 코팅재를 부착하거나 또는 철근을 배설하고 콘크리트를 타설하는 공정과, 수밀튜브를 수축시키고 케이슨을 철거하는 공정으로 이루어진다.

그러나 상기 선등록 발명은 수중벽체에 밀착되는 수밀튜브가 공기나 물의 주입으로 팽창되는 구조이므로 수밀튜브의 파손될 경우 수밀기능이 상실될 뿐만 아니라 케이슨이 턴버클에 의해서만 수중벽체에 고정되어 있어 수평파압이나 외부충격이 가해질 경우 케이슨이 변형될 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 특허출원 2004-69045호로 출원하여 제627628호로 등록받은 "케이슨을 이용한 심해 항만의 연속구조물 시공법"이 개시된 바 있다.

상기 선등록 발명은 내부에 부력탱크를 구비하고 다수의 케이싱 관통로를 구비하여 하부에 패킹수단을 구비한 케이슨을 이용하여 심해 항만의 연속구조물을 시공하기 위한 공지의 것에 있어서, 상부가 개방되고 하부에 케이슨의 케이싱 관통로와 연통되는 다수의 말뚝관통구를 구비한 기성콘크리트 상자를 턴버클을 이용하여 상기 케이슨의 하부에 결합시키는 공정과, 케이슨의 부력탱크를 채우고 케이슨과 상기 기성콘크리트상자의 결합재를 지지층에 침설하는 공정과, 침설된 케이슨의 케이싱관통로애 케이싱을 설치하고 기성콘크리트상자의 말뚝관통구에 기초말뚝을 시공하는 공정과, 시공된 기초말뚝의 상부와 말뚝관통구 사이의 공간에 콘크리트를 타설하는 공정과, 상기 케이슨과 기성콘크리트상자 내부의 물을 배수하는 공정과, 상기 기성콘크리트상자 내부에 콘크리트를 타설하여 연속확대기초를 설치하는 공정과, 상기 연속확대기초의 상부에 벽체를 형성하는 공정과, 상기 벽체 내부를 토사 등을 이용하여 메우는 공정과, 상기 벽체의 상부에 벽체와 일체되도록 슬라브를 설치하여 완성하는 공정과, 상기 케이슨을 기성콘크리트와 분리하여 케이슨을 부상하는 공정으로 이루어진다.

그러나 선등록된 발명은, 케이슨을 설치한 상태에서 지지층에 기초말뚝을 시공해야 하므로 작업이 번거로울 뿐만 아니라 케이슨과 기성콘크리트상자가 턴버클로 체결되는 구조이므로 수평압이 발생할 경우 케이슨과 기성콘크리트 사이에 틈이 발생하게 되어 수밀성이 저하되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은, 상술한 바와 같은 제반결함을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 지반에 근입된 수밀케이슨의 하단부에 차수콘크리트를 충진시킴과 동시에 항만시설이나 댐, 교량시설의 기존벽체에 변형케이슨을 고정앵커로 고정시키므로 외부충격에도 변형이나 위치이동이 없이 안정된 수밀성을 유지하면서 구조물을 시공할 수 있는 조립식 케이슨 및 이를 이용한 구조물 시공방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 구조물의 형태나 위치에 따라 변형케이슨을 회전시켜 해당구조물에 고정시키므로 구조물을 연속적으로 반복하여 시공할 수 있 고, 기존벽체를 차수면으로 활용하여 조립식 케이슨을 설치한 후 독립구조물 및 돌출된 구조물을 편리하게 시공하므로 시공성이 향상될 뿐만 아니라 공사비용을 절감하여 경제적인 조립식 케이슨 및 이를 이용한 구조물 시공방법을 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

항만시설이나 댐, 교량시설의 기존벽체에 구조물을 시공하는 케이슨에 있어서,

일측이 개방된 수밀케이슨과;

상기 수밀케이슨의 개방된 양단부에 회전가능하게 결합되어 기존벽체에 고정되는 변형케이슨과;

상기 수밀케이슨과 변형케이슨에 결합되어 수밀케이슨과 변형케이슨을 차수콘크리트에 압착·고정시키는 고정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명은, 조립식 케이슨을 이용한 구조물 시공방법에 있어서,

수밀케이슨과 변형케이슨이 설치될 위치의 수중 지반을 정돈하는 공정과;

정돈된 지반에 고정부가 결합된 수밀케이슨과 변형케이슨을 침설하는 공정과;

수밀케이슨과 변형케이슨의 하단부에 차수콘크리트를 타설하여 양생시키는 공정과;

고정앵커와 고정부를 조작하여 수밀케이슨과 변형케이슨을 차수콘크리트와 기존벽체에 압착·고정하는 공정과;

수밀케이슨과 변형케이슨 내부의 물을 배수하는 공정과;

건식상태에서 지반을 굴착한 후 기존벽체의 일측면에 구조물을 시공하는 공정과;

고정부와 고정앵커를 조작하여 수밀케이슨과 변형케이슨을 차수콘크리트와 기존벽체로부터 이탈시켜 철거하는 공정과;

차수콘크리트 주변의 지반을 정돈하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한 본 발명은, 조립식 케이슨을 이용한 구조물 시공방법에 있어서,

수밀케이슨과 변형케이슨이 'ㄱ'자 형태가 되도록 변형케이슨을 회전시키는 공정과;

수밀케이슨과 변형케이슨이 설치될 위치의 지반을 정돈하는 공정과;

정돈된 지반에 고정부가 결합된 수밀케이슨과 변형케이슨을 침설하는 공정과;

수밀케이슨과 변형케이슨의 하단부에 차수콘크리트를 타설하여 양생시키는 공정과;

고정부와 고정앵커를 조작하여 수밀케이슨과 변형케이슨을 차수콘크리트와 기존벽체에 압착·고정하는 공정과;

수밀케이슨과 변형케이슨 내부의 물을 배수하는 공정과;

건식상태에서 지반을 굴착한 후 구조물의 일측면에 연장되도록 다른 구조물을 시공하는 공정과;

고정앵커와 고정부를 조작하여 수밀케이슨과 변형케이슨을 차수콘크리트와 구조물로부터 이탈시켜 철거하는 공정과;

차수콘크리트 주변의 지반을 정돈하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은, 지반에 근입된 수밀케이슨의 하단부에 차수콘크리트를 충진시킴과 동시에 항만시설이나 댐, 교량시설의 기존벽체에 변형케이슨을 고정앵커로 고정시키므로 외부충격에도 변형이나 위치이동이 없이 안정된 수밀성을 유지할 수 있는 이점이 있는 것이다.

또한, 본 발명은, 구조물의 형태나 위치에 따라 변형케이슨을 회전시켜 해당구조물에 고정시키므로 구조물을 연속적으로 반복시공할 수 있을 뿐만 아니라 기존벽체를 차수면으로 활용하여 조립식 케이슨을 설치한 후 독립구조물 및 돌출된 구조물을 편리하게 시공하므로 시공성이 향상될 뿐만 아니라 공사비용을 절감하여 경제적인 이점이 있는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 정면구성도이고, 도 2는 본 발명의 평면구성도이며, 도 3은 본 발명의 요부확대 평단면도이고, 도 4는 본 발명의 요부확대 측단면도이다.

본 발명은, 항만시설이나 댐, 교량시설의 기존벽체(10)에 구조물을 시공하는 케이슨에 있어서, 일측이 개방된 수밀케이슨(100)이 구성되고, 상기 수밀케이슨(100)의 개방된 양단부에 회전가능하게 결합되어 기존벽체(10)에 고정되는 변형케이슨(200)이 구성되며, 상기 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)에 결합되어 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)을 차수콘크리트(2)에 압착·고정시키는 고정부(300)를 포함하여 구성되는 것으로, 이를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 수밀케이슨(100)의 하단부 외측에 고정되어 수밀케이슨(100)의 자중을 지지하는 근입체(110)를 포함하여 구비된다.

성기 근입체(110)의 내측면에 차수콘크리트(2)가 타설되도록 코너홈(120)이 구비된다.

상기 변형케이슨(200)은, 상기 수밀케이슨(100)과 기존벽체(10) 사이에 위치하는 몸체(210)가 구비되고, 상기 몸체(210)와 수밀케이슨(100)에 결합되어 몸체(210)를 회전시키는 경첩(220)이 구비되며, 상기 몸체(210)와 수밀케이슨(100)이 접촉되는 접촉면에 부착되는 수밀재(230)가 구비되고, 상기 몸체(210)와 수밀케이슨(100)의 벽면에 연결되어 수밀케이슨(100)와 변형케이슨(200)을 조이거나 조임을 해제하는 연결부(240)가 구비되며, 상기 기존벽체(10)과 접하는 몸체(210)의 수직 면에 고정되어 몸체(210)를 기존벽체(10)에 고정시키는 고정앵커(250)를 포함하여 구비된다.

상기 연결부(240)는, 상기 몸체(210)와 수밀케이슨(100)의 벽면에 각각 복수개로 결합되는 돌출판(241)(241')이 구비되고, 상기 돌출판(241)과 돌출판(241')에 연결되어 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)을 조이거나 조임을 해제하는 연결부재(242)가 구비된다.

상기 연결부재(242)는 턴버클, 스크류잭, 유압잭 중 어느 하나로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 고정앵커(250)는, 상기 변형케이슨(200)의 수직면에 고정되어 고정공(251a)이 형성되는 고정대(251)가 구비되고, 상기 기존벽체(10)에 매설되는 너트(252)가 구비되며, 상기 고정대(251)에 결합되어 너트(252)에 고정되는 볼트(253)가 구비된다.

상기 고정부(300)는, 상기 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)의 하부벽면에 고정되어 고정안내공(311)이 형성되는 고정브라켓(310)이 구비되고, 상기 차수콘크리트(2)에 매설되어 철근(321)이 배근된 고정너트(320)가 구비되며, 상기 고정브라켓(310)에 결합되어 고정너트(320)에 체결되는 고정볼트(330)가 구비된다.

상기 고정안내공(311)은 고정브라켓(310)의 일측으로 개방되는 것이 바람직하다.

상기 고정볼트(330)의 일측은 나사산이 형성되며 타측은 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)이 승.하강할 수 있도록 걸림턱(330a)이 구비된다.

또한, 본 발명은, 조립식 케이슨을 이용한 구조물 시공방법에 있어서, 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)이 설치될 위치의 수중 지반(1)을 정돈하는 공정과; 정돈된 지반(1)에 고정부(300)가 결합된 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)을 침설하는 공정과; 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)의 하단부에 차수콘크리트(2)를 타설하여 양생시키는 공정과; 고정앵커(250)와 고정부(300)를 조작하여 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)을 차수콘크리트(2)와 기존벽체(10)에 압착·고정하는 공정과; 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200) 내부의 물을 배수하는 공정과; 건식상태에서 지반(1)을 굴착한 후 기존벽체(10)의 일측면에 구조물을 시공하는 공정과; 고정부(300)와 고정앵커(250)를 조작하여 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)을 차수콘크리트(2)와 기존벽체(10)로부터 이탈시켜 철거하는 공정과; 차수콘크리트(2) 주변의 지반(1)을 정돈하는 공정으로 이루어지는 것이다.

또한, 본 발명은, 조립식 케이슨을 이용한 구조물 시공방법에 있어서, 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)이 'ㄱ'자 형태가 되도록 변형케이슨(200)을 회전시키는 공정과; 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)이 설치될 위치의 지반(1)을 정돈하는 공정과; 정돈된 지반(1)에 고정부(300)가 결합된 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)을 침설하는 공정과; 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)의 하단부에 차수콘크리트(2)를 타설하여 양생시키는 공정과; 고정부(300)와 고정앵커(250)를 조작하여 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)을 차수콘크리트(2)와 구조물에 압착·고정하는 공정과; 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200) 내부의 물을 배수하는 공정과; 건식상태에서 지반(1)을 굴착한 후 구조물의 일측면에 연장되도록 다른 구조물을 시공하는 공정과; 고정부(300)를 조작하여 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)을 차수콘크리트(2)와 구조물로부터 이탈시켜 철거하는 공정과; 차수콘크리트(2) 주변의 지반(1)을 정돈하는 공정으로 이루어지는 것이다.

다음은 상기와 같이 구성된 기존벽체(10)에 조립식 케이슨을 이용하여 연결구조물(20) 또는 독립구조물(40) 등의 구조물 시공방법을 상세하게 설명한다.

다음은 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명한다.

먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)이 설치될 위치의 수중 지반(1)을 굴착수단(미도시)을 이용하여 굴착 및 평탄하게 정돈하고, 항만시설이나 교량시설과 같은 기존벽체(10)의 벽체면을 깨끗하게 청소를 실시한다.

상기와 같이 지반(1)이 정돈된 상태에서, 일측이 개방된 상태로 조립되어 일체화된 수밀케이슨(100)의 하단부에 근입체(110)를 고정시킨다.

상기 수밀케이슨(100)은 기존벽체(10)의 벽면을 차수면으로 활용하도록 3면이 'ㄷ'형으로 조립되어 일체화될 수도 있으며, 'U'형으로 조립되어 일체화될 수도 있는 것이다.

상기 수밀케이슨(100)의 개방된 양단부에 변형케이슨(200)의 몸체(210)를 위치시켜 경첩(220)으로 회전가능하게 결합시킨 후, 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)의 하부벽면에 고정부(300)를 결합시킨다.

이때, 상기 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)은 동일선상에 위치하도록 하고 돌출판(241)(241')에 연결된 연결부재(242)를 조여 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)이 동일선상을 이루도록 견고하게 고정시킨다.

상기 수밀케이슨(100)에 형성된 돌출판(241')은 변형케이슨(200)에 형성된 돌출판(241)보다 낮게 형성되어 변형케이슨(200)을 회전시켰을 때 서로 면접촉되어 포개지는 것이 바람직하다.

상기 연결부재(242)는 턴버클, 스크류잭, 유압잭 중 어느 하나로 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 고정부(300)가 결합된 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)을 기중기와 같은 인양장비(미도시)를 이용하여 지반에 침설한다.

또한, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)의 하단부에 근입체(110) 내측면으로 형성된 코너홈(120)에 차수콘크리트(2)를 타설하여 양생시킨다.

이때, 차수콘크리트(2)에는 고정부(300)의 고정브라켓(310)에 고정볼트(330)와 사전 체결된 고정너트(320)가 매설되도록 하며, 고정너트(320)에는 철근(321)이 배근되어 차수콘크리트(2)의 압착력을 더욱 증대시키게 된다.

상기 차수콘크리트(2)는 높은 압착력으로 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200) 외측의 외수유입을 차단하는 역할을 한다.

또한, 도 5c에 도시된 비와 같이, 수밀케이슨(100)은 차수콘크리트(2)에 고정시키고, 변형케이슨(200)은 기존벽체(10)를 차수면으로 활용하도록 기존벽체(10) 에 고정시키되 수밀케이슨(100)은 고정브라켓(310)에 고정볼트(330)를 끼워 결합하고, 고정볼트(330)를 회전시켜 고정너트(320)에 체결하여 고정하게 된다.

상기 고정볼트(330)는 고정안내공(311)이 고정브라켓(310)의 일측으로 개방되어 있어 결합이 가능한 구조이다.

또한, 고정볼트(330)의 걸림턱(330a)은 고정브라켓(310)을 수용하도록 형성되어 있어 고정볼트(330)를 차수콘크리트(2)에 매설된 고정너트(320)에서 이탈시키게 되면 이탈된 높이만큼 승강할 수 있게 되어 있다.

한편, 상기 변형케이슨(200)의 고정앵커(250) 설치는, 기존벽체(10)에 너트(252)를 박아 설치한 후, 변형케이슨(200)과 기존벽체(10) 사이에 탄성고무로 된 차수재(3)를 삽입한 상태에서 고정대(251)에 볼트(253)를 결합하여 회전시키게 되면 볼트(253)가 너트(252)에 체결고정되며, 변형케이슨(200)은 기존벽체(10)의 피수압면에 수밀상태를 유지하면서 압착·고정되고, 변형케이슨(200)과 수밀케이슨(100)은 고무재로 형성된 수밀재(230)에 의해 수밀상태를 유지하게 되는 것이다.

상기와 같이 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)의 설치가 완료되면, 도 5d에 도시된 바와 같이, 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200) 내부의 물을 양수기와 같은 배수장치(미도시)를 이용하여 외부로 배수시킨다.

수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200) 내부가 건식상태가 되면, 도 5e에 도시된 바와 같이, 작업자는 내부로 들어가 작업을 할 수 있는 상태가 되며, 연결구조물(20)이 설치될 위치의 지반(1)을 굴착장비를 이용하여 굴착한다.

지반(1)이 굴착되면 기존벽체(10)의 일측에 연결구조물(20)에 해당하는 철근 을 배근하고, 배근된 철근의 내.외측에 거푸집을 설치하여 콘크리트를 타설하게 되며, 콘크리트가 양생되면 거푸집을 철거하여 기존벽체(10)의 일측으로 연장된 구조물 즉, 연결구조물(20)의 시공이 완료되는 것이다.

상기와 같이 연결구조물(20)의 시공이 완료되면, 도 5f에 도시된 바와 같이, 고정부(300)의 고정볼트(330)를 풀고 변형케이슨(200)의 볼트(253)를 풀어 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)을 차수콘크리트(2)와 기존벽체(10)로부터 이탈시킨 후, 변형케이슨(200)이 결합된 수밀케이슨(100)을 수면 외부로 부상시킨다.

상기 수밀케이슨(100)이 철거되면, 도 5g에 도시된 바와 같이, 차수콘크리트(2) 주변의 지반(1)을 정돈하여 공사를 완료하게 된다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 기존벽체(10)에 수밀케이슨(100) 및 변형케이슨(200)이 결합되어 내부 건식상태에서, 기존벽체(10)에 연장 시공된 연결구조물(20) 이외에 기존벽체(10)와 분리된 취수답, 방유구, 잔교, 교각 등의 독립구조물(40) 및 돌출구조물을 시공할 수도 있는 것이다.

상세하게 설명하면 연결구조물(20)을 시공하기 위한 동일한 방법으로 조립식 케이슨을 기존벽체(10)에 설치하고, 기존벽체(10)에 인접한 위치에 독립구조물(40)을 설치한 후 조립식 케이슨을 해체하면, 전면을 차수하는 공지의 방법에 비해 설치비용을 절감하고 공기의 단축 등의 장점이 있는 것이다.

상기와 같이 독립구조물의 시공이 완료되면, 기존벽체(10)에 고정되었던 고정앵커(250)의 볼트(253)를 풀고, 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)의 하부벽면에 고정부(300)의 고정볼트(330)를 풀어 차수콘트리트(2)와 기존벽체(10)로부터 이 탈시킨 후, 변형케이슨(200)이 결합된 수밀케이슨(100)을 수면 외부로 부상시킨다.

상기 수밀케이슨(100)이 철거된 상태에서, 차수콘크리트(2) 주변의 지반(1)을 정돈하여 공사를 완료하게 된다.

또한, 상기와 같이 설치된 연결구조물(20)의 일측면으로 연장되는 연속구조물(30)을 반복적으로 시공할 경우, 먼저, 도 7a에 도시된 바와 같이, 기존벽체(10)과 차수콘크리트(2)에 고정된 변형케이슨(200)과 수밀케이슨(100)을 이탈시키고, 변형케이슨(200)의 돌출판(241)에 연결된 연결부재(242)의 조임을 해제하여 돌출판(241)에서 연결부재(242)를 탈거시킨 후, 변형케이슨(200)의 몸체(210)를 경첩(220)을 중심으로 회전시키되 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)이 'ㄱ'자 형태가 되도록 회전시킨다.

변형케이슨(200)이 회전된 상태에서, 변형케이슨(200)과 수밀케이슨(100)에 돌출된 돌출판(241)과 돌출판(241')에 연결부재(242)를 결합하여 연결시킨 후 견고하게 조여준다.

여기서, 상기 수밀케이슨(100)측의 돌출판(241')과 변형케이슨(200) 측의 돌출판(241)은 서로 포개지도록 그 높이가 서로 다르게 형성되어 있으며, 연결부재(242)로 결합되지 않고 단순히 겹쳐지는 돌출판(241)(241')은 볼트로 체결하여 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)이 변형되지 않도록 견고하게 한다.

연속구조물(30)을 시공하기 위해 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)이 설치될 위치의 수중 지반(1)을 굴착수단(미도시)을 이용하여 굴착 및 평탄하게 정돈하고, 연결구조물(20)의 벽체면을 깨끗하게 청소를 실시한다.

상기와 같이 지반(1)이 정돈된 상태에서, 하부벽면에 고정부(300)가 결합된 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)을 기중기와 같은 인양장비를 이용하여 이동시켜 지반(1)에 침설한다.

상기 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)의 하단부에 근입체(110) 내측면으로 형성된 코너홈(120)에 차수콘크리트(2)를 타설하여 양생시킨다.

이때, 차수콘크리트(2)에는 고정브라켓(310)에 고정볼트(330)와 사전 체결된 고정너트(320)가 매설되도록 하며, 고정너트(320)에는 철근(321)이 배근되어 차수콘크리트(2)의 압착력을 더욱 증대시키게 된다.

상기 차수콘크리트(2)는 높은 압착력으로 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200) 외측의 외수유입을 차단하는 역할을 한다.

또한, 도 7b에 도시된 바와 같이, 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)을 차수콘크리트(2)와 이전에 시공된 연결구조물(20)에 고정시키되, 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)의 고정브라켓(310)에 고정볼트(330)를 회전시켜 차수콘크리트(2)에 매설된 고정너트(320)에 고정브라켓(310)에 고정볼트(330)를 끼워 결합하고, 고정볼트(330)를 회전시켜 고정너트(320)에 체결하여 고정하게 된다.

상기 고정볼트(330)는 고정안내공(311)이 고정브라켓(310)의 일측으로 개방되어 있어 결합이 가능한 구조이다.

또한, 고정볼트(330)의 걸림턱(330a)은 고정브라켓(310)을 수용하도록 형성되어 있어 고정볼트(330)를 차수콘크리트(2)에 매설된 고정너트(320)에서 이탈시키게 되면 이탈된 높이만큼 승강할 수 있게 되어 있다.

한편, 상기 변형케이슨(200)의 고정앵커(250) 설치는, 이전에 시공된 연결구조물(20)의 벽체에 너트(252)를 박아 설치한 후, 변형케이슨(200)과 연결구조물(20) 사이에 탄성고무로 된 차수재(3)를 삽입한 상태에서 고정대(251)에 볼트(253)를 결합하여 회전시키게 되면 볼트(253)가 너트(252)에 체결고정되면서 변형케이슨(200)과 연결구조물(20)이 수밀상태를 유지하면서 압착·고정되며, 변형케이슨(200)과 수밀케이슨(100)은 고무재로 형성된 수밀재(230)에 의해 수밀상태를 유지하게 되는 것이다.

상기와 같이 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200)의 설치가 완료되면, 수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200) 내부의 물을 양수기와 같은 배수장치(미도시)를 이용하여 외부로 배수시킨다.

수밀케이슨(100)과 변형케이슨(200) 내부가 건식상태가 되면, 도 7c에 도시된 바와 같이, 작업자는 내부로 들어가 작업을 할 수 있는 상태가 되며, 연속구조물(30)이 설치될 위치의 지반(1)을 굴착장비를 이용하여 굴착한다.

지반(1)이 굴착되면 연결구조물(20)의 일측에 연장되도록 다른 구조물 즉, 연속구조물(30)에 해당하는 철근을 배근하고, 배근된 철근의 내.외측에 거푸집을 설치하여 콘크리트를 타설하게 되며, 콘크리트가 양생되면 거푸집을 철거하여 연속구조물(30)의 시공이 완료된다.

상기와 같이 선박접안 및 유도시설, 운하의 갑문시설, 방파재 등에 시공되는 연속구조물(30)의 시공이 완료되면, 도 7d에 도시된 바와 같이, 연결구조물(20)에 고정되었던 수밀케이슨(100) 하부벽면의 고정볼트(330)를 풀고, 변형케이슨(200)의 볼트(253)를 풀어 차수콘크리트(2)와 연결구조물(20)로부터 이탈시킨 후, 변형케이슨(200)이 결합된 수밀케이슨(100)을 수면 외부로 부상시킨다.

상기 수밀케이슨(100)이 철거된 상태에서, 차수콘크리트(2) 주변의 지반(1)을 정돈하여 공사를 완료하게 되며, 연속구조물(30)의 길이를 더 연장시키려면, 변형케이슨(200)의 볼트(253)를 폴고, 수밀케이슨(100) 및 변형케이슨(200)에 결합된 고정부(300)의 고정볼트(330)를 풀어 차수콘크리트(2)와 연속구조물(30)로부터 이탈시킨 후, 상기의 과정을 반복적으로 수행하면서 연속구조물(30)을 시공하게 된다.

상기와 같이 본 발명을 이용하여 기존벽체(10)에 연결구조물(20), 연속구조물(30), 독립구조물(40)과 같은 구조물을 탁월한 수밀성을 유지하면서 연속시공하거나 독립적으로 시공할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명은, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 정면구성도

도 2는 본 발명의 평면구성도

도 3은 본 발명의 요부확대 평단면도

도 4는 본 발명의 요부확대 측단면도

도 5a 내지 도 5g는 본 발명에 의해 연결구조물이 시공되는 상태도

도 6은 본 발명에 의해 시공된 독립구조물의 평단면도

도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 의해 연속구조물이 시공되는 상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 수밀케이슨 110: 근입체

200: 변형케이슨 210: 몸체

220: 경첩 230: 수밀재

240: 연결부 241,241': 돌출판

242: 연결부재 250: 고정앵커

251: 고정대 251a: 고정공

252: 너트 253: 볼트

300: 고정부 310: 고정브라켓

311: 고정안내공 320: 고정너트

330: 고정볼트 330a: 걸림턱

Claims (12)

1. 항만시설이나 댐, 교량시설의 기존벽체에 구조물을 시공하는 케이슨에 있어서,

   일측이 개방된 수밀케이슨과;

   상기 수밀케이슨의 개방된 양단부에 회전가능하게 결합되어 기존벽체에 고정되는 변형케이슨과;

   상기 수밀케이슨과 변형케이슨에 결합되어 수밀케이슨과 변형케이슨을 차수콘크리트에 압착·고정시키는 고정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 조립식 케이슨.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 수밀케이슨의 하단부 외측에 고정되어 수밀케이슨의 자중을 지지하는 근입체를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 조립식 케이슨.
3. 청구항 2에 있어서,

   성기 근입체의 내측면에 차수콘크리트가 타설되도록 코너홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 조립식 케이슨.
4. 청구항 1에 있어서, 변형케이슨은,

   상기 수밀케이슨과 기존벽체 사이에 위치하는 몸체와;

   상기 몸체와 수밀케이슨에 결합되어 몸체를 회전시키는 경첩과;

   상기 몸체와 수밀케이슨이 접촉되는 접촉면에 부착되는 수밀재와;

   상기 몸체와 수밀케이슨의 벽면에 연결되어 수밀케이슨와 변형케이슨을 조이거나 조임을 해제하는 연결부와;

   상기 기존벽체와 접하는 몸체의 수직면에 고정되어 몸체를 기존벽체에 고정시키는 고정앵커를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 조립식 케이슨.
5. 청구항 4에 있어서, 연결부는,

   상기 몸체와 수밀케이슨의 벽면에 각각 복수개로 결합되는 돌출판과;

   상기 돌출판과 돌출판에 연결되어 수밀케이슨과 변형케이슨을 조이거나 조임을 해제하는 연결부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 조립식 케이슨.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 연결부재는 턴버클, 스크류잭, 유압잭 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 조립식 케이슨.
7. 청구항 4에 있어서, 고정앵커는,

   상기 변형케이슨의 수직면에 고정되어 고정공이 형성되는 고정대와;

   상기 기존벽체에 매설되는 너트와;

   상기 고정대에 결합되어 너트에 고정되는 볼트가 구비되는 것을 특징으로 하는 조립식 케이슨.
8. 청구항 1에 있어서, 고정부는,

   상기 수밀케이슨 하부에 고정되어 고정안내공이 형성되는 고정브라켓과;

   상기 차수콘크리트에 매설되는 고정너트와;

   상기 고정브라켓에 결합되어 고정너트에 체결되는 고정볼트가 구비되는 것을 특징으로 하는 조립식 케이슨.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 고정안내공은 고정브라켓의 일측으로 개방되는 것을 특징으로 하는 조립식 케이슨.
10. 청구항 8에 있어서,

    상기 고정볼트의 일측은 나사산이 형성되며 타측은 수밀케이슨과 변형케이슨이 승.하강할 수 있도록 걸림턱이 구비되는 것을 특징으로 하는 조립식 케이슨.
11. 조립식 케이슨을 이용한 구조물 시공방법에 있어서,

    수밀케이슨과 변형케이슨이 설치될 위치의 수중 지반을 정돈하는 공정과;

    정돈된 지반에 고정부가 결합된 수밀케이슨과 변형케이슨을 침설하는 공정과;

    수밀케이슨과 변형케이슨의 하단부에 차수콘크리트를 타설하여 양생시키는 공정과;

    고정앵커와 고정부를 조작하여 수밀케이슨과 변형케이슨을 차수콘크리트와 기존벽체에 압착·고정하는 공정과;

    수밀케이슨과 변형케이슨 내부의 물을 배수하는 공정과;

    건식상태에서 지반을 굴착한 후 기존벽체의 일측면에 구조물을 시공하는 공정과;

    고정부와 고정앵커를 조작하여 수밀케이슨과 변형케이슨을 차수콘크리트와 기존벽체로부터 이탈시켜 철거하는 공정과;

    차수콘크리트 주변의 지반을 정돈하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조립식 케이슨을 이용한 구조물 시공방법.
12. 조립식 케이슨을 이용한 구조물 시공방법에 있어서,

    수밀케이슨과 변형케이슨이 'ㄱ'자 형태가 되도록 변형케이슨을 회전시키는 공정과;

    수밀케이슨과 변형케이슨이 설치될 위치의 지반을 정돈하는 공정과;

    정돈된 지반에 고정부가 결합된 수밀케이슨과 변형케이슨을 침설하는 공정과;

    수밀케이슨과 변형케이슨의 하단부에 차수콘크리트를 타설하여 양생시키는 공정과;

    고정앵커와 고정부를 조작하여 수밀케이슨과 변형케이슨을 차수콘크리트와 구조물에 압착·고정하는 공정과;

    수밀케이슨과 변형케이슨 내부의 물을 배수하는 공정과;

    건식상태에서 지반을 굴착한 후 구조물의 일측면에 연장되도록 다른 구조물을 시공하는 공정과;

    고정부와 고정앵커를 조작하여 수밀케이슨과 변형케이슨을 차수콘크리트와 구조물로부터 이탈시켜 철거하는 공정과;

    차수콘크리트 주변의 지반을 정돈하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하 는 조립식 케이슨을 이용한 구조물 시공방법.

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