KR20140057049A

KR20140057049A - 조립식 케이슨 블록과 이를 이용한 방파제 및 안벽

Info

Publication number: KR20140057049A
Application number: KR1020120123681A
Authority: KR
Inventors: 나창용; 김명성; 조준제
Original assignee: 주식회사 혜인이엔씨
Priority date: 2012-11-02
Filing date: 2012-11-02
Publication date: 2014-05-12
Also published as: KR101448092B1

Abstract

본 발명은 조립식 케이슨 블록 및 이를 이용한 방파제 및 안벽에 관한 것으로, 다수개의 단위격벽에 의하여 횡단면의 형상이 사각형인 다수개의 단위격실을 구비하도록 제작되어 소파구조물을 형성하는 조립식 케이슨 블록에 있어서, 상기 단위격벽은 다수개의 내부격벽과 외부격벽으로 구성되어지되, 각각의 단위격실을 이루는 4면 중 1면 내지 4면이 내부격벽으로 이루어지고, 상기 내부격벽을 경계로 하여 양측에는 단위격실이 각각 형성되어지되, 상기 단위격실의 4면 중 내부격벽을 제외한 나머지 면을 외부격벽이 상기 내부격벽과 평행하게 애워싸여져 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

조립식 케이슨 블록과 이를 이용한 방파제 및 안벽{PREFABRICATED CAISSON BLOCKS AND BREAKWATER, SEAWALL USING IT}

본 발명은 항만에 설치되는 조립식 케이슨 블록 및 이를 이용한 방파제 및 안벽에 관한 것으로서 특히, 규격화된 소형의 프리캐스트 케이슨 블록을 대량 제작한 후 공사현장에서 조립형으로 거치하여 안벽 및 방파제와 같은 소파구조물을 형성할 수 있도록 한 것이다.

항만은 선박의 출입, 사람의 승. 하선, 화물의 하역. 보관 및 처리 등을 위한 시설이 구비된 것을 말하며, 이 같은 기능을 원활히 수행하기 위해서는 항내의 정온도를 확보해야 한다. 상기 정온도를 확보하기 위해 방파제 시설이 필요하며, 화물의 하역과 사람의 승,하선을 위해 선박 접안용 안벽 시설이 필요한 것으로 상기 구조물을 통칭하여 소파구조물이라 한다.

도 1은 종래의 방파제를 도시화한 것으로, 상세하게는 해저면에 사석을 축조하고 그 사석 경사면을 피복석이나 기타 소파블럭으로 피복한 형태의 경사식 방파제이다. 종래의 방파제는 파력을 제체가 직접 받아 파를 외해 쪽으로 반사시키는 것을 목적으로 하여 파력이 크면 쉽게 파손되는 문제점이 있었다.

한편, 도 2a 및 도 2b는 종래의 안벽용 케이슨 및 이를 이용한 안벽을 도시한 것으로, 상세하게는 기초지반 위에 사석 등에 의한 기초층을 형성하고, 그 위에 다수의 케이슨을 설치한 후, 케이슨의 내부에 모래 등을 채움으로써 벽체의 안정을 이루도록 한 것이다. 상기한 케이슨 구조는 토압에 대한 저항력을 크게 함으로써 선박의 접안을 용이하게 하는 한편, 수심이 깊은 경우 안벽 구조물의 형성을 위해 사석의 양이 지나치게 많이 소요되는 것을 방지하기 위한 것이다.

그러나, 종래 케이슨으로 방파제를 쌓는 방법은 케이슨의 자중을 확보하기 위해서 케이슨 자체의 크기를 크게 하여야 하며, 이에 따라 운반상의 제약과 거치나 배열을 하기 위한 제작장의 확보가 문제점이었다. 또한, 계획시설의 규모나 단면형상에 맞는 개별적인 케이슨의 설계가 요구되었다.

한편, 해상크레인으로 인양하거나 슬립형 운반로 등을 조성해야 하는바, 시간적 경제적 손실이 클 뿐만 아니라 특히 슬립형 운반로의 경우 사후 원상복귀에 따른 폐기물 발생의 문제점도 있었다. 또한, 거치작업시 시방서에 정해진 위치에 들도록 거치를 하기가 어렵고 허용범위를 벗어난 경우에는 케이슨 내부에 있는 해수를 배수하여 부상시킨 후 다시 거치를 하여야 하는 등의 시간 및 비용이 많이 드는 비효율이 있었으며, 안벽에 사용될 경우에는 케이슨 간의 틈새로 토사가 유출되어 구조적으로 불안정하게 되는 문제점도 있었다.

더 나아가, 기존의 소파구조물은 케이슨 측면의 인터록킹에 의한 결속으로, 파랑의 에너지가 대단히 큰 경우와 항내로 파랑이 경사지게 진입하여 연파에 의한 파고 증폭이 발생하는 경우 등에는 효과적으로 해안 구조물을 보호할 수 없는 한계가 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해서 도출된 것으로, 규격화된 소형의 프리캐스트 케이슨 블록을 대량 제작한 후 공사현장에서 조립형으로 거치하여, 신속한 대량생산이 가능한 가운데, 거치나 배열이 유리하여 제작장의 확보가 용이함과 동시에 케이슨 블록간의 완벽한 인터록킹을 구현할 수 있도록 한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 다수개의 단위격벽(10)에 의하여 횡단면의 형상이 사각형인 다수개의 단위격실(20)을 구비하도록 제작되어 소파구조물을 형성하는 조립식 케이슨 블록(B)에 있어서, 상기 단위격벽(10)은 다수개의 내부격벽(11)과 외부격벽(12)으로 구성되어지되, 각각의 단위격실(20)을 이루는 4면 중 1면 내지 4면이 내부격벽(11)으로 이루어지고, 상기 내부격벽(11)을 경계로 하여 양측에는 단위격실(20)이 각각 형성되어지되, 상기 단위격실(20)의 4면 중 내부격벽(11)을 제외한 나머지 면을 외부격벽(12)이 상기 내부격벽(11)과 평행하게 애워싸여져 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단위격실(20) 중 일부가 높이방향으로 돌출되거나 함몰되어, 인접하는 조립식 케이슨 블록(B)과의 인터록킹에 의하여 일체 거동할 수 있도록 조립되어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 적어도 한 개 이상의 단위격실(20)은 상기 단위격실(20)을 이루는 4면 중 3면이 외부격벽(12)으로 이루어져, 인접하는 조립식 케이슨 블록(B)과의 인터록킹에 의하여 일체 거동할 수 있도록 조립되어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 적어도 한 개 이상의 단위격실(20)의 외부격벽(12)은 다수개의 외부슬릿(12a)이 형성되어지되, 상기 외부슬릿(12a)이 형성되어진 단위격실(20)의 내부격벽(11)에도 다수개의 내부슬릿(11a)이 형성되어져 인접한 단위격실(20) 사이에 유수가 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.

그리고, 단위격실(20)의 하부에는 저판(21)이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 형태로서, 방파제는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 조립식 케이슨 블록을 이용하여 인접하는 조립식 케이슨 블록(B)과의 인터록킹에 의하여 일체 거동할 수 있도록 조립하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시 형태로서, 안벽은 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 조립식 케이슨 블록을 이용하여 인접하는 조립식 케이슨 블록(B)과의 인터록킹에 의하여 일체 거동할 수 있도록 조립하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 규격화된 소형의 프리케스트 케이슨 블록을 생산함에 따라 품질시험이 용이하며, 지속적인 성능개선이 가능하고, 하자발생을 사전에 차단할 수 있는 효과가 있으며, 신속한 대량생산이 가능하여, 경제성을 제고할 수 있고 공기가 단축되는 이점이 있다.

또한, 요철형 단위격실을 이용하여 케이슨 블록간의 완벽한 인터록킹을 구현할 수 있는바, 케이슨 블록간의 일체거동으로 인한 안정성 증대 및 케이슨 블록 접속부의 토석유출 문제를 해소할 수 있는 효과가 있다.

이로써, 케이슨 블록의 거치나 배열이 용이한바 제작장 확보가 용이하며, 계획시설의 규모나 단면형상에 구애받지 않고 동일한 규격화된 케이슨 블록을 적용할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 따른 프리케스트 케이슨 블록은 규격이 소형인바, 육상크레인을 이용한 작업 및 2단 거치가 가능하여 부지 활용성이 증대되며, 소형 해상크레인의 작업 및 바지운송도 가능한 이점이 있어 해상크레인에 대한 인양조건의 고려가 불필요하다.

도 1은 종래의 방파제를 도시화한 단면도.
도 2a는 종래의 안벽용 케이슨을 도시화한 사시도.
도 2b는 종래의 케이슨을 이용한 안벽을 도시화한 평면도.
도 3 내지 도 9는 본 발명에 따른 서로 다른 실시예의 조립식 케이슨 블록 및 이를 이용한 소파구조물을 도시화한 사시도.

본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도 3 내지 도 9에 도시된 바와 같이 다수개의 단위격벽(10)에 의하여 횡단면의 형상이 사각형인 다수개의 단위격실(20)을 구비하도록 제작되어 소파구조물을 형성하는 조립식 케이슨 블록(B) 및 이를 이용한 방파제 및 안벽에 관한 것이다.

소파구조물이란, 파랑의 에너지를 소산시켜 해변 구조물을 보호하기 위한 호안, 외항의 파랑으로부터 내항을 보호하기 위한 방파제, 배의 접안을 안정적으로 이루어지도록 하기 위한 안벽 등을 포함하는 통칭이다.

상기 방파제는 바닥면에 사석을 축조하고 그 사석 경사면을 피복석이나 기타 소파블럭으로 피복한 형태의 경사식 방파제와 바닥면에 사석 마운드를 형성하고 그 상면에 직립식 케이슨을 설치하는 직립식 그리고 경사식과 직립식을 혼성한 혼성 방파제 등이 있으며, 선박의 접안시설로 이용되는 안벽은 직립식으로 계획되어야 하기 때문에 블록을 적층하여 형성한 블럭식 안벽과 케이슨을 사용하여 형성한 케이슨식 안벽이 대표적이다.

즉, 본 발명은 상기 소파구조물 중에서도 조립식 케이슨 블록(B)을 이용한 직립식 소파구조물에 관한 것으로, 규격화된 소형의 프리캐스트 케이슨 블록을 대량 제작한 후 공사현장에서 조립형으로 거치하여 안벽 및 방파제와 같은 소파구조물을 형성할 수 있도록 한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 조립식 케이슨 블록(B)에 따르면, 다수개의 단위격벽(10)에 의하여 횡단면의 형상이 사각형인 다수개의 단위격실(20)을 구비하도록 제작한다.

상기 단위격실(20)의 형상과 규모는 가로가 5m, 세로가 5m, 높이는 5m의 배수의 규모를 가지도록 하여 인접한 조립식 케이슨 블록(B)과 인터록킹이 가능하도록 함이 바람직하다. 다만, 상기 수치는 일 실시예에 따른 수치값으로, 설계조건에 따라 얼마든지 가변적으로 설정이 가능하며, 횡단면의 형상은 정사각형은 물론, 직사각형으로 구성될 수도 있다.

다수개의 단위격실(20)을 형성하도록 하는 것은 상기 단위격실(20)을 이루는 다수개의 단위격벽(10)을 통하여, 파랑의 에너지를 효과적으로 분산할 수 있기 때문이다.

특히, 도 3 내지 도 9에 도시된 바와 같이 단위격벽(10)이 만나는 코너부에는 보강부(13)를 형성하여, 파랑 에너지에 의하여 코너부가 파괴되지 않고 하중을 전달할 수 있도록 보강할 수 있다.

또한, 단위격실(20)에 사석을 채워 중량을 증가시켜 파랑 에너지에 효과적으로 대응할 수 있을 뿐 아니라, 비워둘 경우에도 후술할 슬릿을 통하여 소파구조물의 반사파를 저감시키는 효과를 얻을 수 있다.

상기 단위격벽(10)은 다수개의 내부격벽(11)과 외부격벽(12)으로 구성되어지되, 각각의 단위격실(20)을 이루는 4면 중 1면 내지 4면이 내부격벽(11)으로 이루어지고, 상기 내부격벽(11)을 경계로 하여 양측에는 단위격실(20)이 각각 형성되어지되, 상기 단위격실(20)의 4면 중 내부격벽(11)을 제외한 나머지 면을 외부격벽(12)이 상기 내부격벽(11)과 평행하게 애워싸여져 형성되도록 한다.

상기한 구성에 의해 형성된 조립식 케이슨 블록(B)은 다수개의 단위격실(20)의 조합에 따라 어떠한 입체적 형상으로도 제작이 가능하다. 따라서, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 단일한 형상의 조립식 케이슨 블록(B)의 조합으로 소파구조물을 형성할 수도 있지만, 도 3 내지 도 6 및 도 9에 도시된 바와 같이 상이한 다수개의 조립식 케이슨 블록(B)의 조합으로도 소파구조물을 형성할 수 있다.

특히, 안벽으로 사용될 경우에 인접한 조립식 케이슨 블록(B)의 인터록킹으로, 결합력이 증대되어 육측의 배면토사유출 문제를 완벽하게 해소할 수 있으며, 수평력 증대의 효과도 꾀할 수 있다. 또한, 도 3 내지 도 9는 2단 거치 방식에 대한 실시예만 도시되어 있으나, 1단 거치도 가능함은 물론이다.

상기한 조립식 케이슨 블록(B)은 규격화된 소형의 프리케스트 케이슨 블록을 공장형으로 생산함에 따라 품질시험이 용이하며, 지속적인 성능개선이 가능하고, 하자발생을 사전에 차단할 수 있는 효과가 있으며, 신속한 대량생산이 가능하여, 경제성을 제고할 수 있고 공기가 단축되는 이점이 있다.

또한, 통상적으로 케이슨은 해상크레인으로 인양하거나 슬립형 운반로 등을 조성해야 하는바, 시간적 경제적 손실이 컸으며, 특히 슬립형 운반로의 경우 사후 원상복귀에 따른 폐기물 발생의 문제점이 발생하였다. 하지만, 본 발명에 따른 프리케스트 케이슨 블록은 규격이 소형인바, 육상크레인을 이용한 작업 및 2단 거치가 가능하여 부지 활용성이 증가되며, 소형 해상크레인의 작업 및 바지운송도 가능한 이점이 있어 해상크레인에 대한 인양조건의 고려가 불필요한 장점이 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 3, 도 5 및 도 9에 도시된 바와 같이 단위격실(20) 중 일부가 높이방향으로 돌출되거나 함몰되어, 인접하는 조립식 케이슨 블록(B)과의 인터록킹에 의하여 일체 거동할 수 있도록 조립되어질 수 있다.

즉, 종래의 케이슨은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 측면의 인터록킹에 의해서만 결속되어 파랑의 에너지가 대단히 큰 경우와 항내로 파랑이 경사지게 진입하여 연파에 의한 파고 증폭이 발생하는 경우 등에는 효과적으로 해안 구조물을 보호할 수 없는 한계가 있었다.

하지만, 본 발명은 상기 단위격실(20)의 형상에 의하여 측면뿐만 아니라, 높이방향으로의 인터록킹에 의해서도 결속되어지는바 단순히 결합강도만 향상될 뿐만 아니라, 양압력에 대해서도 보다 효과적으로 대응할 수 있다.

이로써, 강력한 인터록킹이 확보되어, 케이슨의 자중을 확보하기 위해서 케이슨 자체의 크기를 크게 하여야 할 필요가 없으며, 종래 케이슨이 가지던 운반상의 제약과 거치나 배열을 하기 위한 제작장의 확보에 대한 부담을 해소할 수 있다.

또한, 단위 케이슨의 규격이 작으므로 계획시설의 규모나 단면형상에 맞는 개별적인 케이슨의 설계가 없이도, 유연하게 대응이 가능한 이점이 있다.

한편, 본 발명에 따른 조립식 케이슨 블록(B)은 적어도 한 개 이상의 단위격실(20)은 상기 단위격실(20)을 이루는 4면 중 3면이 외부격벽(12)으로 이루어져, 인접하는 조립식 케이슨 블록(B)과의 인터록킹에 의하여 일체 거동할 수 있도록 조립되어질 수 있다.

단위격실(20)을 이루는 4면 중 3면이 외부격벽(12)으로 이루어질 경우, 외관상 요철부를 지니게 되며, 요철형 단위격실(20)을 이용하여 케이슨 블록(B)간의 완벽한 인터록킹을 구현할 수 있는바, 케이슨 블록간의 일체거동으로 인한 안정성 증대 및 케이슨 블록 접속부의 토석유출 문제를 해소할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 적어도 한 개 이상의 단위격실(20)의 외부격벽(12)은 다수개의 외부슬릿(12a)이 형성되어지되, 상기 외부슬릿(12a)이 형성되어진 단위격실(20)의 내부격벽(11)에도 다수개의 내부슬릿(11a)이 형성되어져 인접한 단위격실(20) 사이에 유수가 가능하도록 할 수 있다.

상기 외부격벽(12)에 형성된 다수개의 외부슬릿(12a)은 일차적으로 외해로 반사되는 반사파를 저감시키는 효과가 있으며, 이차적으로는 내해로 전달되는 전달파가 발생하지만, 내부슬릿(11a)이 함께 형성될 경우에는 유수가 가능하게 되는바, 물의 흐름을 유도할 수 있어 보다 친환경적인 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 내부슬릿(11a)에 의하여 단위격실(20)의 유수가 가능해지면, 파랑 에너지를 소산하는 효과가 더욱 증대되는바, 반사파 및 전달파를 감소시킬 수 있다.

상기 내부슬릿(11a) 및 외부슬릿(12a)의 갯수와 형상은 다양한 형태로 실시가 가능하지만, 단위격벽(10)의 형상이 폭이 좁은 장방형의 형상을 취함에 따라 효과적인 소파를 위해서는 장방형의 형상으로 제작하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 단위격실(20)의 하부에는 저판(21)이 형성될 수 있다. 상기 조립식 케이슨 블록(B)을 설치하기 이전에는 바닥면을 평탄화하기 위해서, 통상적으로 기초층을 형성하게 되는바, 상기 기초층의 상부에 놓여지는 조립식 케이슨 블록(B)은 저판(21)이 형성될 경우, 채움식 사석의 주입시, 사석의 유출을 방지할 수 있을 뿐 아니라, 단순히 유수실을 형성하는 경우에도 하중을 효과적으로 기초부에 전달할 수 있게 된다.

상기한 실시예의 조립식 케이슨 블록(B)을 이용하여 인접하는 조립식 케이슨 블록(B)과의 인터록킹에 의하여 일체 거동할 수 있도록 조립하여 방파제를 형성할 수 있다.

뿐만 아니라, 상기한 실시예의 조립식 케이슨 블록(B)을 이용하여 인접하는 조립식 케이슨 블록(B)과의 인터록킹에 의하여 일체 거동할 수 있도록 조립하여 안벽을 형성할 수 있다.

다만, 상기 방파제와 안벽은 조립에 의하여 다양한 형상으로 형성할 수 있지만, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 요철부가 형성될 경우에는 상기 외부슬릿(12a)의 기능과 같이 파랑 에너지의 저감효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 조립식 케이슨 블록(B)을 이용한 소파구조물의 시공방법은 우선, 공사현장인 연안의 바닥면에 기초부를 형성하여 바닥을 평탄하게 형성한다. 그 후, 공사현장 인근의 제작장에서 제작한 조립식 케이슨 블록(B)을 육상크레인이나 소형의 해상크레인으로 바지선에 인양한다. 바지선에 실어진 상기 조립식 케이슨 블록(B)은 소형 해상크레인으로 기초부의 상부에 거치되어지고, 그 이후에 요철부에 맞게 조립되어지도록 조립식 케이슨 블록(B)을 거치하여, 상기 소파구조물이 완성되어진다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

B:조립식 케이슨 블록 10:단위격벽
11:내부격벽 11a:내부슬릿
12:외부격벽 12a:외부슬릿
13:보강부 20:단위격실
21:저판

Claims

다수개의 단위격벽(10)에 의하여 횡단면의 형상이 사각형인 다수개의 단위격실(20)을 구비하도록 제작되어 소파구조물을 형성하는 조립식 케이슨 블록(B)에 있어서,
상기 단위격벽(10)은 다수개의 내부격벽(11)과 외부격벽(12)으로 구성되어지되, 각각의 단위격실(20)을 이루는 4면 중 1면 내지 4면이 내부격벽(11)으로 이루어지고, 상기 내부격벽(11)을 경계로 하여 양측에는 단위격실(20)이 각각 형성되어지되, 상기 단위격실(20)의 4면 중 내부격벽(11)을 제외한 나머지 면을 외부격벽(12)이 상기 내부격벽(11)과 평행하게 애워싸여져 형성되는 것을 특징으로 하는 조립식 케이슨 블록.
제1항에 있어서,
상기 단위격실(20) 중 일부가 높이방향으로 돌출되거나 함몰되어, 인접하는 조립식 케이슨 블록(B)과의 인터록킹에 의하여 일체 거동할 수 있도록 조립되어지는 것을 특징으로 하는 조립식 케이슨 블록.
제1항에 있어서,
적어도 한 개 이상의 단위격실(20)은 상기 단위격실(20)을 이루는 4면 중 3면이 외부격벽(12)으로 이루어져, 인접하는 조립식 케이슨 블록(B)과의 인터록킹에 의하여 일체 거동할 수 있도록 조립되어지는 것을 특징으로 하는 조립식 케이슨 블록.
제1항에 있어서,
적어도 한 개 이상의 단위격실(20)의 외부격벽(12)은 다수개의 외부슬릿(12a)이 형성되어지되, 상기 외부슬릿(12a)이 형성되어진 단위격실(20)의 내부격벽(11)에도 다수개의 내부슬릿(11a)이 형성되어져 인접한 단위격실(20) 사이에 유수가 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 조립식 케이슨 블록.
제1항에 있어서,
상기 단위격실(20)의 하부에는 저판(21)이 형성된 것을 특징으로 하는 조립식 케이슨 블록.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 조립식 케이슨 블록을 이용하여 인접하는 조립식 케이슨 블록(B)과의 인터록킹에 의하여 일체 거동할 수 있도록 조립하여 형성되는 것을 특징으로 하는 방파제.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 조립식 케이슨 블록을 이용하여 인접하는 조립식 케이슨 블록(B)과의 인터록킹에 의하여 일체 거동할 수 있도록 조립하여 형성되는 것을 특징으로 하는 안벽.