KR20120022532A - 철근 콘크리트 단위 블록을 이용한 방파제의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해저의 사석기초단 상면 중앙에 거치되는 바닥부, 상기 바닥부에서 상향 연장하는 측벽부, 상기 측벽부중 외해에 접하는 측벽부 및 내해에 접하는 측벽부에 형성되는 개구 및 상기 측벽 개구에 끼워져 이를 수밀적으로 폐색하기 위한 측벽마개를 구비하며, 부양운반하여 방파제를 시공하는데 이용되는 철근 콘크리트 단위 블록에 관한 것으로서, 본 단위 블록은 독내에서 대형으로 제작이 가능하고 시공장소로 용이하게 운반하여 간편하게 시공할 수 있어서, 방파제를 종래에 비해 훨씬 단축된 공사기간 및 훨씬 경제적인 비용으로 해저바닥에 견고하게 시공할 수 있고, 내해와 외해 간에 원활한 조류 소통이 이루어져 해양오염을 효과적으로 방지할 수 있는 등의 효과가 있다.

Description

철근 콘크리트 단위 블록을 이용한 방파제의 시공방법{Method for constructing a breakwater using breakwater block unit}

본 출원은 "방파제용 부양운반식 철근 콘크리트 단위블록, 이를 이용한 방파제의 시공방법"이라는 발명의 명칭으로 2010년 08월 04일자로 출원된 대한민국 특허출원 제10-2010-0075366호의 분할출원으로 상기 출원의 전체내용은 참조를 위해 본원에 통합된다.

본 발명은 방파제용 단위블복을 이용한 방파제의 시공방법에 관한 것으로, 특히 설치장소로 부양운반하여 설치할 수 있도록 된 철근 콘크리트 단위 블록을 이용한 방파제의 시공방법에 관한 것이다.

방파제는 외해의 파랑으로부터 내항을 보호하기 위해 설치하는 항만의 외곽 구조물로서, 방파제의 역사는 길며 지중해에서 처음으로 이용되었는데, 현재 로마시대의 하드리아누스제 때의 것이 남아 있다. 지중해 주변에는 무게 5t 정도의 석재가 많아 이 석재를 이용한 사석방파제(捨石防波堤)가 많이 이용되었다.

이것은 처음에 사석방파제 앞면의 법면(法面；경사면) 기울기는 1:3이 유지되도록 구축되었으나, 저기압?계절풍으로 말미암아 파고가 5m를 넘는 경우가 많았기 때문에 법면이 허물어져 1:8 이상까지 되었으며, 석재도 흩어져 계속해서 보수를 해야만 했다.

이런 상태가 18세기까지 계속되었는데, 이 무렵부터 영국?프랑스?네덜란드의 북해그룹이 당시 진보된 시멘트콘크리트 기술로 사석부의 윗부분에 콘크리트블록층을 쌓거나, 콘크리트케이슨벽체를 설치하고 사석부의 윗면을 해면 아래로 내림으로써 오늘날 혼성방파제로 발전하는 기술을 전개해 왔다.

프랑스?이탈리아 등의 지중해그룹은 사석방파제의 약점이 파고에 대한 석재의 무게가 부족한 데 있다고 판단하여, 1개당 30?50t인 콘크리트블록을 덮어 씌우는 방법을 이용했다. 이런 흐름은 더욱 심화되고 콘크리트블록의 이형성(異形性)과 맞물리게 되었으며, 공극률이 적당하다는 관점에서 1940년대 이후 이형소파(異形消波)블록을 개발하게 되었다.

현대에는 부체(浮體)를 해면 근방에서 이용하는 부양소파제(浮揚消波堤), 소음효과가 있는 흡음판 기능을 응용한 다공벽 또는 슬릿벽 케이슨방파제, 또는 강관널말뚝식방파제 등 종래에 있던 것과는 다른 새로운 이론에 의거한 방파제가 축조되고 있다.

이러한 용도로 사용되는 방파제는 주로 항만 주위를 둑을 쌓아 막아주는 구조로 구성되어 있는바, 일반적으로 조류의 흐름을 완전히 차단하도록 하고 단지 파도가 육지로 밀려드는 것을 방지하기 위한 목적으로만 설치되는 것이었다.

하지만 이와 같은 방파제의 건설로 인해 내해 쪽으로 원활한 조류의 소통이 이루어지지 않아 내해 쪽에 각종 쓰레기나 부유물질 등 오염물질이 분산되지 않고 모여있게 됨으로써 심각한 해양오염을 유발하게 되었다.

이로 인해 갯벌이나 해저에 서식하던 해양 동식물은 생존이 불가능하게 되어 근처 어민들에게 상당한 피해가 발생 됨과 아울러 환경적으로도 문제를 일으키는 등 여러 가지 문제점이 발생 되고 있는 실정이다.

이러한 문제를 해소하기 시도로서 한국특허등록 제10-521903호에는 케이슨 방파제의 해수교환 시설의 구조를 구축함에 있어서, 사석기초단 상면 중앙에 거치되는 케이슨 내부공간에 등간격으로 2개의 수직격벽 중간부를 직각으로 지나는 수직 횡격벽을 입설하며 케이슨의 전면벽과 수직격벽 상단부에 각각 다수개의 해수통수구를 동일 위치에 수평적으로 천설하고 수직격벽에는 케이슨의 전면벽과 수직격벽에 천설한 해수통수구 하단부 높이 위치에 상단부 위치가 일치되는 통수구를 천설하며 케이슨의 배면벽에도 동일한 크기의 해수통수구를 천설하여 이 수직격벽의 해수통수구와 케이슨 배면벽 사이에 케이슨 상측 공간으로부터 하방으로 수평적으로 삽입개재되는 해수통수관을 삽입하고, 케이슨의 전면벽과 수직격벽 사이의 공간에는 사석을 채움하여 사석 상면에 해수통수공 하단부 위치와 일치하도록 사석피복블록을 포설하며 수직격벽사이 공간에도 사석을 채움하되 사석 상면에 수직격벽에 천설된 통수구 하단부 위치와 일치하도록 사석피복블록을 포설하며 수직격벽과 케이슨 배면벽 사이의 해수통수관을 제외한 상하 내부공간에도 사석을 채움하며 해수통수관 저면과 사석 상면 사이에도 사석피복블록을 피복하며 이러한 구조의 케이슨 최상단에 캡콘크리트를 타설 양생한 케이슨 방파제의 해수교환 시설이 제안되어 있다.

본 발명은 해수교환이 가능한 방파제를 보다 단축된 시간과 보다 경제적인 비용으로 시공할 수 있도록 하는 철근 콘크리트 단위 블록을 이용한 방파제의 시공방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성한 본 발명에 의하면 사석기초단에 거치되는 방파제용 단위 블록에 있어서,

갑문의 개폐에 의해 조류가 들어오는 저수지와 물의 흐름이 연결 및 차단되는 독(dock) 내에서 제조되며;

사석기초단 상면 중앙에 거치되는 바닥부, 상기 바닥부에서 상향 연장하는 측벽부, 상기 측벽부중 외해에 접하는 측벽부 및 내해에 접하는 측벽부에 형성되는 개구 및 상기 측벽 개구에 끼워져 이를 수밀적으로 폐색하기 위한 측벽마개를 구비하며,

상기 단위 블록은 상기 측벽마개가 상기 측벽개구에 끼워진 상태에서 부양운반할 수 있는 정도의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 방파제용 부양운반식 철근 콘크리트 단위 블록이 제공된다.

또한 본 발명에 의하면 상기 내부공간을 수직으로 분할하는 격벽부가 입설되고, 상기 개구가 형성된 두 측벽부 사이에 위치하는 격벽부에 개구가 형성된 것을 특징으로 하는 방파제용 부양운반식 철근 콘크리트 단위 블록이 제공된다.

또한 본 발명에 의하면 상기 측벽 개구에 이로부터 측벽마개의 분리를 용이하게 하기 위한 프레임이 결합되는 것을 특징으로 하는 방파제용 부양운반식 철근 콘크리트 단위 블록이 제공된다.

또한 본 발명에 의하면 상기 측벽 개구가 내향 테이퍼진 것을 특징으로 하는 방파제용 부양운반식 철근 콘크리트 단위 블록이 제공된다.

또한 본 발명에 의하면 상기 측벽 개구 프레임이 합성수지, 금속 또는 목재로 되는 것을 방파제용 부양운반식 철근 콘크리트 단위 블록이 제공된다.

또한 본 발명에 의하면 상기 측벽개구 또는 상기 측벽개구와 상기 격벽개구에 외해의 바닷물과 내해의 바닷물을 교환하기 위한 통수관이 설치되는 것을 특징으로 하는 방파제용 부양운반식 철근 콘크리트 단위 블록이 제공된다.

또한 본 발명에 의하면 상기 외해에 접하는 측벽부의 개구와 상기 내해에 접하는 측벽부의 개구가 동일 높이 또는 서로 다른 높이에 형성되는 것을 특징으로 하는 방파제용 부양운반식 철근 콘크리트 단위 블록이 제공된다.

또한 본 발명에 의하면 외해에 접하는 측벽부 및 내해에 접하는 측벽부의 외측으로 상기 바닥부에서 연장하는 날개부를 구비하는 것을 특징으로 하는 방파제용 부양운반식 철근 콘크리트 단위 블록이 제공된다.

또한 본 발명에 의하면 상기 측벽부의 상단 또는 상기 측벽부와 상기 격벽부의 상단에서 상향연장하는 수직근을 구비하는 것을 특징으로 하는 방파제용 부양운반식 철근 콘크리트 단위 블록이 제공된다.

또한 본 발명에 의하면 방파제 축조시 서로 접촉하는 두 측벽부중 하나의 측벽부에는 요부(凹部)가 형성되고, 다른 하나의 측벽부에는 상기 요부에 결합되는 철부(凸部)가 형성되는 것을 특징으로 하는 방파제용 부양운반식 철근 콘크리트 단위 블록이 제공된다.

또한 본 발명에 의하면 상기 방파제용 부양운반식 철근 콘크리트 단위 블록을 이용한 방파제의 시공방법이 제공된다.

또한 본 발명에 의하면 갑문의 개폐에 의해 조류가 들어오는 저수지와 물의 흐름이 연결 및 차단되는 독내에서 상기 블록을 제조하는 단계,

방파제 시공되는 해저에 사석을 깔아 기초단을 형성하는 단계,

독내에서 제조된 상기 블록을 사석기초단 위로 부양운반한 후 측벽마개를 제거하여 사석기초단 위로 침하시키고 이 과정을 반복하면서 상기 블록들을 연결하는 단계,

사석기초단 위에 거치된 상기 블록의 외해에 접하는 측벽개구와 내해에 접하는 측벽개구를 통수관으로 연통시키는 단계,

통수관이 연결된 블록을 소정 높이로 높이기 위하여 철근콘크리트를 타설 양생하고, 내부 공간에 사석을 충전한 후 최상단에 캡콘크리트를 타설 양생하는 단계를 포함하는 방파제용 부양운반식 철근 콘크리트 단위 블록을 이용한 방파제의 시공방법이 제공된다.

본 발명에 따르는 방파제용 철근 콘크리트 단위 블록은 독내에서 대형으로 제작이 가능하고 시공장소로 용이하게 운반하여 간편하게 시공할 수 있어서, 방파제를 종래에 비해 훨씬 단축된 공사기간 및 훨씬 경제적인 비용으로 해저바닥에 견고하게 시공할 수 있고, 내해와 외해 간에 원활한 조류 소통이 이루어져 해양오염을 효과적으로 방지할 수 있는 등의 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따르는 단위블록이 제조되는 독을 설명하기 위한 개략도
도 2는 본 발명에 따르는 단위블록에서 부양되는 상태를 설명하기 위한 개략도
도 3 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시구현에 따르는 단위블록을 이용하여 방파제를 시공하는 과정을 설명하기 도면들로서, 도 3은 단위블록을 사석기초단에 침하시키는 과정, 도 4는 단위블록의 조립상태, 도 5는 통수관의 설치과정, 도 6은 블록의 높이 증설과정, 도 7은 블록내 사석충전과정, 도 8은 캡콘크리트 형성과정을 각각 나타낸 것이다.
도 9는 도 3 내지 도 8에 예시된 방법으로 시공된 방파제의 사시도
도 10은 도 9의 부분확대 사시도
도 11은 본 발명의 다른 실시구현에 따르는 단위블록의 구조도

이하, 본 발명의 바람직한 실시구현을 예시한 첨부도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에 따르는 방파제용 단위 블록(1)은 방파제가 설치될 장소에 사석을 깔아 기초단을 형성한 사석기초단에 거치되는 것으로서,

본 발명의 단위 블록(1)은 사석기초단 상면 중앙에 거치되는 바닥부(11), 상기 바닥부(11)에서 상향 연장하는 측벽부(12), 상기 측벽부(12)중 외해에 접하는 측벽부 및 내해에 접하는 측벽부에 형성되는 측벽개구(13) 및 상기 측벽개구(13)에 끼워져 이를 수밀적으로 폐색하기 위한 측벽마개(18)를 구비한다.

본 단위 블록(1)은 측벽마개(18)가 측벽개구(13)에 끼워진 상태에서 부양운반할 수 있는 정도의 크기로 갑문(D-1)의 개폐에 의해 조류가 들어오는 저수지와 물의 흐름이 연결 및 차단되는 독(D)내에서 제조된다. 제조된 단위블록(1)은 갑문(D-1)을 열어 독내에서 부양한 후 견인선으로 견인하여 저수지를 통해 설치장소로 부양운반할 수 있도록 설계된다. 단위블록(1)의 크기는 예를 들어 폭을 시공하고자 하는 규모의 방파제 폭으로 하고, 길이와 높이를 단위블록(1)의 부양 및 견인이 가능한 정도로 설계하면 된다.

본 단위블록(1)에서 측벽개구(13)는 본 단위블록(1)을 부양견일할 때 침하하지 않도록 측벽마개(18)로 수밀적으로 폐색되며, 본 단위블록(1)을 설치위치로 부양견인한 후에는 측벽마개(18)를 열어 측벽개구(13)로 물이 들어오게 하여 설치위치로 침하하도록 한다. 따라서, 측벽개구(13)는 본 단위블록(1)을 부양견일할 때의 흘수선 보다 낮은 높이에 형성시키는 것이 바람직하다.

바닥부(11)와 측벽부(12)에 의해 결정되는 단위블록(1)의 내부공간은 이를 수직으로 분할하는 격벽부(14)를 입설하여, 본 단위블록(1)에 의해 축조되는 방파제의 내하중성을 강화하는 것이 바람직하다. 측벽개구(13)가 형성된 두 측벽부(12) 사이에 격벽부(14)를 입설하는 경우에는 격벽부(14)에서 상기 측벽개구(13)에도 개구를 형성하여 통수관(19)을 끼워 연통할 수 있도록 하는 것이 필요하다.

측벽 개구(13)는 도 12에 예시되는 바와 같이 이로부터 측벽마개(18)의 분리가 용이하게 되도록 하기 위하여 측벽개구(13)가 내향 테이퍼지게 할 수도 있고, 측벽개구의 테두리에 프레임(13-1)을 결합할 수도 있다. 본 발명의 단위블록(1)은 바람직하게 거푸집을 사용하여 철근콘크리트로 제조되므로, 측벽마개(18)도 콘크리트로 제조하는 것이 간편하다.

측벽마개(18)를 콘크리트로 제조하는 경우 상기 측벽개구 프레임(13-1)을 콘크리트와 잘 분리되는 아크릴수지, 폴리우레탄 수지 등과 같은 합성수지, 금속 또는 목재로 하는 것이 바람직하며, 또한 이러한 분리를 보다 원활하게 하기 위해서는 측벽개구(13)와 측벽마개(18) 사이의 계면에 이형처리를 할 수도 있다. 또한 측벽마개(18)에는 도 12에 예시되는 바와 같이 견인고리(18-1)를 부착하여 측벽개구(13)로부터 측벽마개(18)가 용이하게 분리되도록 하는 것이 바람직하며, 또한 측벽개구(13) 내측에 측벽개구의 폭보다 긴 마개보호판(18-3)을 배치하고 이 마개보호판(18)과 측벽마개(18)를 해제가능한 체결수단(18-2)으로 체결하여 본 단위블록(1)의 부양운반중에 측벽마개(18)의 분리를 효과적으로 방지하고, 시공위치에서 체결수단(18-2)을 해제하여 측벽마개(18)를 제거할 때 본 단위블록(1)이 침하하도록 하는 것이 바람직하다.

도 5에 예시되는 바와 같이 상기 측벽개구(13) 또는 상기 측벽개구(13)와 상기 격벽개구(14-1)에는 통수관(19)을 끼워 외해의 바닷물과 내해의 바닷물이 교환될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 외해에 접하는 측벽부의 측벽개구(13)와 상기 내해에 접하는 측벽부의 측벽개구(13)는 도 5의 실시예와 같이 동일 높이에 형성할 수도 있고, 도 11에 나타낸 실시예와 같이 서로 다른 높이에 형성할 수도 있다. 후자의 경우에는 외해에 접하는 측벽부의 측벽개구를 높게 하여 해수면이 낮은 경우에는 내해의 바닷물이 빠져나가지 않도록 하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 단위블록(1)은 외해에 접하는 측벽부(12) 및 내해에 접하는 측벽부(12)의 외측으로 상기 바닥부(11)에서 연장하는 날개부(11-1)를 형성시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 본 단위블록(1)이 사석기초단에 접촉하는 면적을 증대되어 방파제의 보다 견고한 시공이 가능하게 되는 장점이 있다.

또한 본 발명의 단위블록(1)은 측벽부(12)의 상단 또는 상기 측벽부(12)와 상기 격벽부(14)의 상단에서 수직근(17)이 상향연장하도록 하여, 방파제의 시공시에 그 위에 철근콘크리트의 타설이 용이하도록 하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 단위블록(1)은 방파제 축조시 서로 접촉하는 두 측벽부(12)중 하나의 측벽부에는 요부(15)를 형성하고 다른 하나의 측벽부에는 상기 요부에 결합되는 철부(16)가 형성하여 인접하는 단위블록(1)간 결합력을 강화시키는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 단위 블록(1)을 이용하여 방파제를 시공하는 방법에 대해서 설명하기로 한다.

본 발명의 단위블록을 이용한 방파제는 도 1에 예시되는 바와 같이 갑문(D-1)의 개폐에 의해 조류가 들어오는 저수지와 물의 흐름이 연결 및 차단되는 독(D)내에서 단위블록(1)을 제조하고, 이와는 별도로 방파제 시공되는 해저에 사석을 깔아 기초단을 형성하여 시공을 준비한다.

독내에서 제조된 단위블록(1)은 갑문을 열어 부양하고 견인선에 연결하여 사석기초단 위로 부양운반한 후 측벽마개(18)를 제거하여 사석기초단 위로 침하시키고 이 과정을 반복하면서 단위블록(1)들을 연결한다.

이와 같이 사석기초단 위에 단위블록(1)들을 연결하여 거치한 후에는 도 5에 나타낸 바와 같이 외해에 접하는 측벽개구(13)와 내해에 접하는 측벽개구(13)를 통수관(19)으로 연통시키고 통수관(19)이 연결된 블록을 소정 높이로 높이기 위하여 도 6에 나타낸 바와 같이 철근콘크리트를 타설하고 양생한다. 물론, 블록의 높이 증대작업과 통수관 연결작업은 순서를 반대로 할 수도 있다.

다음, 도 7에 나타낸 바와 같이 블록의 내부 공간에 사석(P)을 충전한 후, 도 8에 나타낸 바와 같이 최상단에 캡콘크리트(C)를 타설 양생하여 방파제를 시공을 완료할 수 있다. 바람직하게 캡콘크리트(C)에는 도로와 측면계단이 형성된다.

1: 단위블록
11: 바닥부 11-1: 날개부
12: 측벽부 13: 측벽개구
14: 격벽부 15: 요부
16: 철부 17: 수직근
18: 측벽마개 19: 통수관
D: 독 D-1: 갑문
P: 사석 C: 캡콘크리트

Claims (1)

1. 갑문의 개폐에 의해 조류가 들어오는 저수지와 물의 흐름이 연결 및 차단되는 독내에서 상기 블록을 제조하는 단계;
   방파제 시공되는 해저에 사석을 깔아 기초단을 형성하는 단계;
   독내에서 제조된 상기 블록을 사석기초단 위로 부양운반한 후 측벽마개를 제거하여 사석기초단 위로 침하시키고 이 과정을 반복하면서 상기 블록들을 연결하는 단계;
   사석기초단 위에 거치된 상기 블록의 외해에 접하는 측벽개구와 내해에 접하는 측벽개구를 통수관으로 연통시키는 단계;
   통수관이 연결된 블록을 소정 높이로 높이기 위하여 철근콘크리트를 타설 양생하고, 내부 공간에 사석을 충전한 후 최상단에 캡콘크리트를 타설 양생하는 단계;를 포함하는 방파제용 부양운반식 철근 콘크리트 단위 블록을 이용한 방파제의 시공방법.

Images