KR20140130804A - 워터 제트를 적용한 석션 파일의 추가 관입 방법 - Google Patents

워터 제트를 적용한 석션 파일의 추가 관입 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140130804A
KR20140130804A KR1020130049213A KR20130049213A KR20140130804A KR 20140130804 A KR20140130804 A KR 20140130804A KR 1020130049213 A KR1020130049213 A KR 1020130049213A KR 20130049213 A KR20130049213 A KR 20130049213A KR 20140130804 A KR20140130804 A KR 20140130804A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
suction
file
water
pile
end portion
Prior art date
Application number
KR1020130049213A
Other languages
English (en)
Inventor
권오순
장인성
오명학
Original Assignee
한국해양과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국해양과학기술원 filed Critical 한국해양과학기술원
Priority to KR1020130049213A priority Critical patent/KR20140130804A/ko
Publication of KR20140130804A publication Critical patent/KR20140130804A/ko

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/24Placing by using fluid jets
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00Foundations as substructures
    • E02D27/32Foundations for special purposes
    • E02D27/52Submerged foundations, i.e. submerged in open water
    • E02D27/525Submerged foundations, i.e. submerged in open water using elements penetrating the underwater ground
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2200/00Geometrical or physical properties
    • E02D2200/16Shapes
    • E02D2200/1607Shapes round, e.g. circle
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2250/00Production methods
    • E02D2250/0053Production methods using suction or vacuum techniques

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

본 발명은 석션 파일의 관입시 토사의 히빙현상을 극복하고 설계 깊이까지 추가적인 관입이 가능하도록 하기 위한 워터 제트를 적용한 석션 파일의 추가 관입 방법 및 그 석션 파일에 관한 것이다. 본 발명은, 상단부가 밀폐되고 하단부는 개방된 중공의 내부를 가지면서 상단부에는 배수구가 형성되어 있고, 상기 배수구는 중공의 내부에 대해 석션이 가능한 석션 펌프와 연결되며, 상단부로부터 중공의 내부 상측을 향해 워터 제트를 분사하는 돌출관이 설치되어 있고, 이 돌출관에는 워터 제트를 분사하기 위한 물을 공급하는 수압 펌프가 연결되는 석션 파일을 의해 구현된다.

Description

워터 제트를 적용한 석션 파일의 추가 관입 방법 및 그 석션 파일 {Additional penetration method for suction pile using water-jet and the same suction pile}
본 발명은 해상에 구축되는 구조물의 기초를 이루는 석션 파일에 관한 것으로서, 특히 석션 파일의 관입시 토사의 히빙현상을 극복하고 설계 깊이까지 추가적인 관입이 가능하도록 하기 위한 워터 제트를 적용한 석션 파일의 추가 관입 방법 및 그 석션 파일에 관한 것이다.
일반적으로 석션 파일(suction pile)은 파일 내부의 물이나 공기와 같은 유체를 외부로 석션하였을 때 발생하는 석션 파일 내부와 외부의 압력차에 의하여 지반에 설치되는 파일을 말한다. 석션 파일은, 정수압 이하의 수압(석션)을 이용하여 해저 지반뿐만 아니라 석션을 발생시킬 수 있는 수면 하의 지반에도 적용이 가능하며, 지반 표층에 자중에 의한 침설 또는 관입시킨 기초 내측의 물을 펌프로 강제 배수시킴으로써 석션을 발생시킨다. 이러한 석션 파일은 버켓 파일(bucket pile)이라고도 한다.
석션 파일의 형상은 저판이 없는 원통형(반드시 원통형에 한정되지는 않음)과 같은 중공의 케이슨으로서, 석션을 가하기 용이하게 상단부는 밀폐되어 있다. 이러한 석션 파일을 이용한 시공방법은 다음과 같은 과정을 통해 이루어진다.
먼저, 하부는 개방되고 상부는 밀폐된 석션 파일에 수중 펌프를 설치하는데, 이 수중 펌프는 석션 파일의 상부에 설치된다. 그리고 수상에는 바지선 혹은 일반 선박을 이용해 작업대가 마련되는데, 이 작업대에는 석션 파일의 설치를 위한 크레인과 수중의 위치를 측정하기 위한 위치측정장비 등이 마련된다. 크레인을 이용해 석션 파일을 수중의 적당한 위치에 위치시킨 다음에, 수중 펌프를 작동시켜 파일 내부의 물을 밖으로 배출시키면, 수중과 석션 파일 내부 간에 압력차가 발생하게 되고, 이 압력차에 의해 석션 파일은 해저 지반에 박히게 된다. 이와 같은 석션 파일의 시공 원리는 하기 선행기술문헌의 등록특허 제10-0768823호에서와 같이 이미 공지된 기술이다.
한편, 석션 파일을 해저 지반에 관입하는 과정에서 불가피하게도 석션 파일의 내부에 토사의 히빙현상(heaving)이 발생하고, 이 때문에 최종 설치 완료된 석션 파일의 상부가 해저 지반 위로 노출이 된다. 따라서, 석션 파일이 설계 깊이까지 관입이 되지 않음은 물론, 주변 지반의 유속 증가시 석션 파일의 주위에 세굴현상이 발생하게 된다. 또, 기존의 통상적인 석션 파일 관입 방법에 의해 석션 파일을 관입할 때는, 토사의 히빙현상이 발생하지 않더라도, 토사의 히빙현상이 발생한 경우보다는 덜 하지만 석션 파일의 상부가 해저 지반의 표면과 일치하지 않고 지반 위로 노출이 됨으로 인해 구조역학적으로 불리하게 된다.
[특허문헌 1] 대한민국 등록특허 제10-0768823호(명칭 : 석션파일 관입장치, 특허권자 : 한국해양연구원)
위의 설명과 같이 종래의 통상적인 방법에 따라 석션 파일을 해저 지반에 관입할 때는, 석션 파일의 내부에 토사의 히빙현상이 발생하게 되고, 이로 인해 최종 설치 완료된 석션 파일의 상부가 지반 위로 노출이 되어 석션 파일이 설계 깊이까지 관입이 되지 않을 뿐만 아니라, 주변 지반의 유속 증가시 석션 파일의 주위에 세굴현상이 발생하는 문제가 있다. 또한, 토사의 히빙현상이 발생하든 안하든, 기존의 석션 파일 관입 방법에 따르면 석션 파일의 상부가 지반 표면과 일치하지 않고 지반 위로 노출이 됨으로 인해 구조역학적으로 불리하게 되는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 개선하기 위해 개발된 것으로서, 그 목적은, 석션 파일의 관입 과정에서 석션 파일 내부의 토사를 외부로 토출함으로써 설계 깊이까지 석션 파일의 추가적인 관입이 가능하게 함과 아울러 이에 따라 석션 파일의 구조역학적 특성을 향상시키게 되는 워터 제트를 적용한 석션 파일의 추가 관입 방법 및 그 석션 파일을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 추가적인 목적으로는, 석션 파일의 관입시 석션 파일 주변의 지반을 다지는 효과를 부여함으로써 석션 파일의 견고한 설치를 가능하게 하는 워터 제트를 적용한 석션 파일의 추가 관입 방법 및 그 석션 파일을 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 워터 제트를 적용한 석션 파일의 추가 관입 방법은, (a) 석션 파일을 해저 지반에 안착시켜 석션 파일의 자중에 의해 석션 파일의 하단부를 해저 지반에 관입하는 단계와, (b) 상기 석션 파일의 외부 측에서 석션 파일의 내부와 연통하는 벤츄리관으로 공급수를 통과시켜 이 공급수가 벤츄리관을 빠른 속도로 통과하면서 압력이 낮아짐에 따라 석션 파일의 내부에 작용하는 석션압에 의해 석션 파일을 해저 지반에 더 깊이 관입하는 단계와, (c) 상기 석션 파일의 내부에 계속해서 석션압이 작용하는 상태에서 석션 파일의 내부 상측에 히빙된(heaved) 토사의 측방향으로 워터 제트를 분사시키는 단계와, (d) 상기 석션 파일의 내부에 계속해서 석션압이 작용하는 상태에서 상기 (c)단계에서의 워터 제트에 의해 현탁액화한 토사를 석션압에 의해 석션 파일의 내부로부터 외부로 배수되는 해수와 함께 벤츄리관을 통해 석션 파일의 외부로 토출시키는 단계와. (e) 상기 석션 파일의 내부에 계속해서 작용하는 석션압에 의해 석션 파일을 상기 해저 지반에 추가적으로 관입하는 단계를 포함하여 이루어진다.
한편, 본 발명의 석션 파일은, 상단부가 밀폐되고 하단부는 개방된 중공의 내부를 가지면서 상기 상단부에는 배수구가 형성되어 있고, 이 배수구는 중공의 내부에 대해 석션이 가능한 석션 펌프와 연결되며, 상기 상단부로부터 중공의 내부 상측의 측방향을 향해 워터 제트를 분사하는 돌출관이 설치되어 있고, 이 돌출관에는 워터 제트를 분사하기 위한 물을 공급하는 수압 펌프가 연결되는 구성을 포함하여 이루어진다.
상기 구성에 있어서, 상기 돌출관은 복수 개가 환상(環狀)으로 구비될 수 있다.
특히, 상기 돌출관은 측방향으로 물을 분사하는 복수 개의 분사구들이 하부 측에 측방향으로 형성된 구조로 이루어질 수 있으며, 상기 돌출관은 하단부가 라운딩형으로 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 구성에 있어서, 상기 상단부 상에는 수평방향으로 폭이 확장된 플랜지부가 구비될 수 있으며, 이 플랜지부와 상기 상단부의 외주면 사이에는 보강 리브가 구비될 수도 있다.
위와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 석션 파일의 관입 과정에서 석션 파일의 내부에 히빙된 토사를 외부로 토출함으로써 설계 깊이까지 석션 파일의 추가적인 관입이 가능하게 되며, 구조역학적으로 석션 파일의 안정적인 시공이 이루어지는 효과가 있다.
또한, 본 발명에서 석션 파일의 상단부에 수평방향으로 폭이 확장된 플랜지부가 구비됨에 따라, 석션 파일의 상단부가 해저 지반 위로 노출이 되지 않고 완전한 관입이 이루어질 때 상기 플랜지부가 주변의 지반을 눌러서 다져주게 됨으로써, 석션 파일의 견고한 설치가 가능하게 되는 효과가 기대된다.
도 1은 본 발명에 따른 석션 파일의 추가 관입 방법에 대한 각 단계별 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 석션 파일의 실시예를 나타낸 외관 사시도이다.
도 3은 도 2의 실시예에 대한 저면부 외관 사시도이다.
도 4는 도 2의 실시예에 대한 내부 투시 상태의 저면부 사시도이다.
도 5는 도 2의 실시예에 대한 단면도 및 부분 확대도이다.
도 6a∼도 6e는 본 발명에 따라 석션 파일이 관입되는 과정을 순서대로 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 본 발명에 따른 워터 제트를 적용한 석션 파일의 추가 관입 방법에 대한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 석션 파일의 추가 관입 방법에 대한 각 단계별 순서도로서, 본 발명에 따라 석션 파일이 관입되는 과정을 순서대로 나타낸 도면인 도 6a∼도 6e과 함께 참조하면서 설명하기로 한다.
첫 번째인 (a)단계로서, 도 6a와 같이 석션 파일(10)을 해저 지반(G)에 안착시켜 석션 파일(10)의 자중에 의해 석션 파일(10)의 하단부를 해저 지반(G)에 관입한다(S1). 여기서, 상기 석션 파일(10)은 상단부(10a)가 밀폐되고 하단부(10b)는 개방된 중공의 내부(10c)를 가지면서 상단부(10a)에는 배수구(11)가 형성된 구조로 이루어져 있으며, 상기 배수구(11)는 중공의 내부(10c)에 대해 석션이 가능한 석션 펌프(P1)와 연결되어 있다. 상기 석션 펌프(P1)는 석션 파일(10)의 배수구(11) 측에 직접 설치되는 수중 펌프일 수도 있고, 호스를 통해 석션 파일(10)의 배수구(11)와 연결하여 해상의 바지선 등에 설치될 수도 있다.
두 번째인 (b)단계로서, 도 6b와 같이 석션 파일(10)의 외부 측에서 석션 파일(10)의 내부(10c)와 연통하는 벤츄리관(13)으로 공급수를 통과시켜 이 공급수가 벤츄리관(13)을 빠른 속도로 통과하면서 압력이 낮아짐에 따라 석션 파일(10)의 내부(10c)에 작용하는 석션압에 의해 석션 파일(10)을 해저 지반(G)에 더 깊이 관입한다(S2). 즉, 후술하는 본 발명의 석션 파일에 대한 실시예에 따르면 석션 파일(10)의 외부에 석션 파일(10)의 내부(10c)와 배수구(11)를 통해 연통하는 벤츄리관(13)이 설치되어 있는데, 상기 석션 펌프(P1)를 이용하여 석션 펌프(P1)로부터 벤츄리관(13)으로 공급수를 통과시키면 공급수가 벤츄리관(13)의 좁은 중앙부를 지나면서 빠른 속도로 흘러감과 아울러 압력이 낮아지게 되고, 이에 따라 석션 파일(10) 내부(10c)에 있던 해수가 배수구(11)를 통해 벤츄리관(13)으로 빨려 올라가 석션 파일(10)의 외부로 토출이 됨으로써 석션 파일(10)의 내부(10c)와 외부의 압력차에 의하여 발생하는 석션압으로 인해 석션 파일(10)이 해저 지반(G)에 깊이 관입이 이루어지게 된다. 한편, 이때 석션 파일(10)의 내부(10c) 상측에는 해저 지반(G)의 토사가 솟은 형태로 히빙(heaving)이 된다.
세 번째인 (c)단계로서, 도 6c와 같이 석션 펌프(P1)의 계속적인 작동에 따라 석션 파일(10)의 내부(10c)에 계속해서 석션압이 작용하여 석션압이 유지되는 상태에서, 석션 파일(10)의 내부(10c) 상측에 히빙된 토사의 측방향으로 워터 제트(water-jet)를 분사한다(S3). 즉, 예컨대 석션 파일(10)의 상단부(10a)에는 중공의 내부(10c) 상측에 히빙된 토사에 관입이 됨과 아울러 히빙된 토사의 측방향을 향해 워터 제트를 분사하기 위한 분사구(12a) 또는 노즐팁이 측방향으로 형성된 돌출관(12)이 설치되어 있고, 이 돌출관(12)에는 워터 제트를 분사하기 위한 물을 공급하는 수압 펌프(P2)가 연결되어 있다. 이에 따라, 수압 펌프(P2)에 의해 돌출관(12)에 일시적으로 고압의 물이 공급되면 돌출관(12)의 측방향 분사구(12a) 또는 노즐팁으로부터 석션 파일(10)의 중공의 내부(10c) 상측에 히빙된 토사의 측방향을 향해 예컨대 9bar 이상의 압력으로 워터 제트가 분사된다. 따라서, 상기 (b)단계에서 석션 파일(10)의 내부(10c) 상측에 히빙(누적)되어 있던 토사가 워터 제트에 의해 파쇄 및 교란되어 현탁액화하게 된다.
네 번째인 (d)단계로서, 도 6d와 같이 석션 펌프(P1)의 계속적인 작동에 따라 석션 파일(10)의 내부(10c)에 계속해서 석션압이 작용하여 석션압이 유지되는 상태에서, 상기 (c)단계에서 현택액화한 토사를 상기 석션압에 의해 석션 파일(10)의 내부(10c)로부터 외부로 배수되는 해수와 함께 벤츄리관(13)을 통해 석션 파일(10)의 외부로 토출시킨다(S4). 즉, 앞서 언급한 바와 같이, 석션 펌프(P1)로부터 벤츄리관(13)을 통과하도록 공급되는 공급수가 벤츄리관(13)의 좁은 중앙부를 지나면서 빠른 속도로 흘러감과 아울러 압력이 낮아짐에 따라 석션 파일(10)의 내부(10c)에 있던 해수가 빨려 올라가 벤츄리관(13)을 통해 석션 파일(10)의 외부로 배출이 됨으로써 석션 파일(10)의 내부에는 석션압이 작용하게 된다. 그리고, 석션 파일(10) 내부(10c)의 현탁액화한 토사 역시 석션 파일(10)의 내부(10c)에 있던 해수와 함께 이 석션압에 의해 배수구(11)를 통해 벤츄리관(13)을 경유하여 석션 파일(10)의 외부로 동시에 토출이 된다. 이렇게 (d)단계의 완료 후에는 석션 파일(10)의 내부(10c) 상측에 히빙되었다가 현탁액화한 토사가 석션 파일(10)의 외부로 완전히 토출이 됨으로써, 석션 파일(10)의 내부(10c) 상측에는 빈 공간이 형성된다.
다섯 번째인 (e)단계에서는 도 6e와 같이 석션 펌프(P1)의 계속적인 작동에 따라 석션 파일(10)의 내부(10c)에 계속해서 작용하여 유지되는 석션압에 의해 석션 파일(10)을 해저 지반(G)에 추가적으로 관입한다(S5). 즉, 상기 석션 펌프(P1)를 계속해서 작동시키면, 마찬가지로 석션 펌프(P1)로부터 벤츄리관(13)을 통과하도록 공급되는 공급수가 벤츄리관(13)의 좁은 중앙부를 지나면서 빠른 속도로 흘러감과 아울러 압력이 낮아짐에 따라 석션 파일(10)의 내부(10c)에 있던 해수가 빨려 올라가 벤츄리관(13)을 통해 석션 파일(10)의 외부로 배출이 됨으로써 석션 파일(10)의 내부에는 석션압이 작용하게 된다. 따라서, 석션 파일(10)의 배수구(11)를 통해 석션 파일(10)의 내부(10c) 상측에 형성된 빈 공간에 대한 석션이 이루어져 석션 파일(10)의 내부(10c)와 외부의 압력차에 의해 석션압이 발생하게 되고, 이 석션압에 의해 석션 파일(10)이 해저 지반(G)에 추가적으로 관입이 되며, 석션 파일(10)의 상단부가 해저 지반(G) 위로 노출이 되지 않고 완전한 관입이 이루어짐으로써, 석션 파일(10)이 구조역학적으로 안정성을 유지할 수 있게 된다.
다음에서는, 본 발명에 따른 석션 파일의 실시예에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 석션 파일의 실시예를 나타낸 외관 사시도이고, 도 3은 도 2의 실시예에 대한 저면부 외관 사시도이며, 도 4는 도 2의 실시예에 대한 내부 투시 상태의 저면부 사시도이고, 도 5는 도 2의 실시예에 대한 단면도 및 부분 확대도이다.
도 2∼도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예로 예시된 석션 파일(10)은 상단부(10a)가 밀폐되고 하단부(10b)는 완전히 개방된 중공의 내부(10c)를 갖는 콘크리트 또는 강재의 파일로서, 본 실시예에서는 단면이 원형인 원통형의 버켓(bucket) 구조로 예시되었으나, 반드시 원통형으로 한정되는 것은 아니며 사각 단면의 구조체 등으로 다양하게 실시될 수 있다.
석션 파일(10)의 상단부(10a)에는 배수구(11)가 형성되어 있으며, 이 배수구(11)는 석션 펌프(P1)와 연결되어 있다. 석션 펌프(P1)는 석션 파일(10)의 배수구(11) 측에 직접 설치되는 수중 펌프일 수도 있고, 호스를 통해 석션 파일(10)의 배수구(11)와 연결되어 해상의 바지선 등에 설치될 수도 있다.
석션 펌프(P1)와 배수구(11)와의 사이에는 벤츄리관(13)이 설치되어 있는데, 석션 펌프(P1)로부터 벤츄리관(13)으로 공급수가 공급되면 이 공급수가 벤츄리관(13)을 통과하면서 토출된다. 이때 공급수는 벤츄리관(13)의 좁은 중앙부를 지나면서 빠른 속도로 흘러감과 아울러 압력이 낮아짐으로써, 석션 파일(10)의 내부(10c)에 있는 해수와 현탁액화한 토사가 빨려 올라가 배수구(11)를 경유하여 벤츄리관(13)의 외부로 토출될 수 있게 된다.
석션 파일(10)의 상단부(10a)로부터 중공의 내부(10c) 상측을 향해서는 워터 제트를 분사하는 돌출관(12)이 석션 파일(10)의 상단부(10a)에 매입된 형태로 설치되어 있다. 그리고, 상기 돌출관(12)에는 워터 제트를 분사하기 위한 물을 공급하는 수압 펌프(P2)가 연결되어 있는데, 수압 펌프(P2)는 해상의 바지선 등에 설치될 수 있다.
상기 돌출관(12)은 석션 파일(10)의 내부(10c) 상측에 균일하게 워터 제트를 분사할 수 있도록 복수 개가 동심원을 그리는 환상(環狀)으로 구비되는 것이 바람직하며, 이때 각각의 돌출관(12)은 호스(17)를 통해 수압 펌프(P2)와 연결이 된다. 또한, 석션 파일(10)의 내부(10c) 상측에 히빙된 토사 중 돌출관(12) 하측의 지반은 교란하지 않고 돌출관(12) 위치의 측면과 상측의 토사만을 원활하게 교란하여 현탁액화할 수 있도록, 돌출관(12)에 구비되는 분사구(12a)는 돌출관(12)의 하부 측에 측방향으로 복수 개가 천공된 형태로 형성되는 것이 바람직하며, 측방향으로 분사구가 구비된 별도의 노즐팁(도시되지 않음)을 돌출관(12)의 하부에 측방향으로 장착하는 구조로 실시할 수도 있다. 또, 석션 파일(10)이 해저 지반(G)에 관입될 때 돌출관(12) 부분도 지반(G) 안으로 용이하게 삽입될 수 있도록 돌출관(12)의 하단부는 반구형과 같이 라운딩형으로 이루어지는 것이 바람직한데 이에 한정되는 것은 아니다.
또, 상기 돌출관(12)은 석션 파일(10)의 내부 상단으로부터 하방을 향해 0.5∼1.0m의 길이로 연장되면서 직경은 석션 파일(10)의 내경의 1/10 또는 10cm 이상의 지름으로 이루어진 강관으로 제작될 수 있는데, 석션 파일(10)이 해저 지반(G)에 관입될 때 돌출관(12) 역시 지반(G)의 히빙된 토사 안으로 관입이 됨으로써 석션 파일(10)과 지반(G)의 결합력을 증가시킴과 아울러 지반(G)의 초기 침하를 억제하는 기능도 하게 된다.
한편, 석션 파일(10)의 상단부(10a) 상에는 수평방향으로 폭이 확장된 플랜지부(15)가 구비될 수 있는데, 이 플랜지부(15)에는 상기 돌출관(12)이 매입되는 부분이 천공됨으로써 돌출관(12)이 플랜지부(15)에 매입된 상태로 수압 펌프(P2)와 호스(17)를 통해 연결이 될 수 있게 된다. 그리고, 도 6e의 그림과 같이 석션 파일(10)이 해저 지반(G)에 추가 관입됨에 따라 석션 파일(10)의 상단부(10a)가 해저 지반(G) 위로 노출이 되지 않고 완전한 관입이 이루어질 때 상기 플랜지부(15)가 주변의 지반을 눌러서 다져주는 효과를 발휘하게 된다. 또, 상기 플랜지부(15)와 석션 파일(10)의 상단부(10a)의 외주면 사이에는 금속판재 등을 이용한 다수의 보강 리브(16)를 용접이나 볼팅에 의해 설치함으로써, 플랜지부(15)를 석션 파일(10)에 견고하게 부착되도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예로 예시된 석션 파일의 작동에 대해서는, 앞서 서술한 본 발명에 따른 워터 제트를 적용한 석션 파일의 추가 관입 방법에 대한 실시예의 설명으로 갈음한다.
이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10 : 석션 파일 10a : 석션 파일의 상단부
10b : 석션 파일의 하단부 10c : 석션 파일의 내부
11 : 배수구 12 : 돌출관
12a : 분사구 13 : 벤츄리관
15 : 플랜지부 16 : 보강 리브
17 : 호스 P1 : 석션 펌프
P2 : 수압 펌프

Claims (7)

  1. (a) 석션 파일을 해저 지반에 안착시켜 상기 석션 파일의 자중에 의해 석션 파일의 하단부를 해저 지반에 관입하는 단계;
    (b) 상기 석션 파일의 외부 측에서 상기 석션 파일의 내부와 연통하는 벤츄리관으로 공급수를 통과시켜 상기 공급수가 상기 벤츄리관을 빠른 속도로 통과하면서 압력이 낮아짐에 따라 상기 석션 파일의 내부에 작용하는 석션압에 의해 상기 석션 파일을 상기 해저 지반에 더 깊이 관입하는 단계;
    (c) 상기 석션 파일의 내부에 계속해서 상기 석션압이 작용하는 상태에서 상기 석션 파일의 내부 상측에 히빙된(heaved) 토사의 측방향으로 워터 제트를 분사시키는 단계;
    (d) 상기 석션 파일의 내부에 계속해서 상기 석션압이 작용하는 상태에서 상기 (c)단계에서의 워터 제트에 의해 현탁액화한 토사를 상기 석션압에 의해 상기 석션 파일의 내부로부터 외부로 배수되는 해수와 함께 상기 벤츄리관을 통해 상기 석션 파일의 외부로 토출시키는 단계;
    (e) 상기 석션 파일의 내부에 계속해서 작용하는 상기 석션압에 의해 상기 석션 파일을 상기 해저 지반에 추가적으로 관입하는 단계를 포함하여 이루어진 워터 제트를 적용한 석션 파일의 추가 관입 방법.
  2. 상단부(10a)가 밀폐되고 하단부(10b)는 개방된 중공의 내부(10c)를 가지면서 상기 상단부(10a)에는 배수구(11)가 형성되어 있고,
    상기 배수구(11)는 상기 중공의 내부(10c)에 대해 석션이 가능한 석션 펌프(P1)와 연결되며,
    상기 상단부(10a)로부터 상기 중공의 내부(10c) 상측의 측방향을 향해 워터 제트를 분사하는 돌출관(12)이 설치되어 있고,
    상기 돌출관(12)에는 상기 워터 제트를 분사하기 위한 물을 공급하는 수압 펌프(P2)가 연결되는 석션 파일.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 돌출관(12)은 복수 개가 환상(環狀)으로 구비된 것을 특징으로 하는 석션 파일.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 돌출관(12)은 측방향으로 물을 분사하는 복수 개의 분사구(12a)들이 하부 측에 측방향으로 형성된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 석션 파일.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 돌출관(12)은 하단부가 라운딩형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 석션 파일.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 상단부(10a) 상에는 수평방향으로 폭이 확장된 플랜지부(15)가 구비된 것을 특징으로 하는 석션 파일.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 플랜지부(15)와 상기 상단부(10a)의 외주면 사이에는 보강 리브(16)가 구비된 것을 특징으로 하는 석션 파일.
KR1020130049213A 2013-05-02 2013-05-02 워터 제트를 적용한 석션 파일의 추가 관입 방법 KR20140130804A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130049213A KR20140130804A (ko) 2013-05-02 2013-05-02 워터 제트를 적용한 석션 파일의 추가 관입 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130049213A KR20140130804A (ko) 2013-05-02 2013-05-02 워터 제트를 적용한 석션 파일의 추가 관입 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140130804A true KR20140130804A (ko) 2014-11-12

Family

ID=52452447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130049213A KR20140130804A (ko) 2013-05-02 2013-05-02 워터 제트를 적용한 석션 파일의 추가 관입 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20140130804A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101675287B1 (ko) * 2015-05-29 2016-11-22 두산중공업 주식회사 연약지반에 대한 잭업바지 다리 설치 및 해체 시스템
CN112323798A (zh) * 2020-09-24 2021-02-05 安徽省建筑科学研究设计院 一种集定位封桩为一体的预制管桩静压施工装置及方法
CN113212655A (zh) * 2021-06-11 2021-08-06 西北工业大学 一种无人水下航行器海底驻留的吸力锚装置及其控制方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4432671A (en) * 1981-04-02 1984-02-21 Shell Oil Company Suction anchor and method of installing a suction anchor
US4830541A (en) * 1986-05-30 1989-05-16 Shell Offshore Inc. Suction-type ocean-floor wellhead
JP2003094023A (ja) * 2001-09-27 2003-04-02 Yoshihiko Maeno 汚染地盤の固化処理工法
JP2004308199A (ja) * 2003-04-04 2004-11-04 Yoshihiko Maeno 水底汚染地盤の安定化処理工法及び水底汚染地盤処理工法
KR100458632B1 (ko) * 2002-02-15 2004-12-03 (주)대우건설 석션 파일의 시공방법
KR100719300B1 (ko) * 2006-04-12 2007-05-18 한국해양연구원 버킷파일의 기초 시공구조물 및 그 시공방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4432671A (en) * 1981-04-02 1984-02-21 Shell Oil Company Suction anchor and method of installing a suction anchor
US4830541A (en) * 1986-05-30 1989-05-16 Shell Offshore Inc. Suction-type ocean-floor wellhead
JP2003094023A (ja) * 2001-09-27 2003-04-02 Yoshihiko Maeno 汚染地盤の固化処理工法
KR100458632B1 (ko) * 2002-02-15 2004-12-03 (주)대우건설 석션 파일의 시공방법
JP2004308199A (ja) * 2003-04-04 2004-11-04 Yoshihiko Maeno 水底汚染地盤の安定化処理工法及び水底汚染地盤処理工法
KR100719300B1 (ko) * 2006-04-12 2007-05-18 한국해양연구원 버킷파일의 기초 시공구조물 및 그 시공방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101675287B1 (ko) * 2015-05-29 2016-11-22 두산중공업 주식회사 연약지반에 대한 잭업바지 다리 설치 및 해체 시스템
CN112323798A (zh) * 2020-09-24 2021-02-05 安徽省建筑科学研究设计院 一种集定位封桩为一体的预制管桩静压施工装置及方法
CN112323798B (zh) * 2020-09-24 2022-02-18 安徽省建筑科学研究设计院 一种集定位封桩为一体的预制管桩静压施工装置及方法
CN113212655A (zh) * 2021-06-11 2021-08-06 西北工业大学 一种无人水下航行器海底驻留的吸力锚装置及其控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10858802B2 (en) Hydraulic excavation around a pipeline buried under shallow water
TW201943953A (zh) 用於結構的基礎
JP2017223006A (ja) サクション構造体
KR20140130804A (ko) 워터 제트를 적용한 석션 파일의 추가 관입 방법
JP5502538B2 (ja) 杭施工方法および杭施工装置
CN109083177B (zh) 一体式定向真空井点管的降水工艺
EP1881113A2 (en) Suction arrangement for an anchorage in the seabed and method of operation
JP2015229860A (ja) 掘削孔内での地下水移動の制御方法、グラウトの充填方法、貯水手段
JP4834569B2 (ja) 地盤改良方法および地盤改良装置
KR101453737B1 (ko) 선단 분사식 해저 지반 관입 케이싱
JP5631371B2 (ja) 埋設杭の引き抜き装置
JP4314440B2 (ja) 曲がりボーリング工法
KR101059754B1 (ko) 다중관 구조의 그라우트 주입장치를 이용한 그라우팅 공법
JP6306184B2 (ja) 沖合領域及び北極沖合領域におけるパイプライン埋設
JP2013189853A (ja) 地中固結体造成工法
KR20150105083A (ko) 다층 지반의 관입을 위한 석션파일
JP5693520B2 (ja) 鋼管矢板の継手内部における土砂の排出方法
CN214033712U (zh) 一种用于水冲拔桩的拔桩工具
KR101462095B1 (ko) 얕은 수심에서의 석션 파일의 관입 방법
JP6586503B1 (ja) ファインバブル水置換工法、及びファインバブル水置換装置
JP3046549B2 (ja) 土砂採取用サンドポンプの吸込み口構造
JP2009263860A (ja) 中空杭内面の付着物除去装置およびその装置を用いた中空杭内面の付着物除去方法
KR101365184B1 (ko) 수중굴착 및 해저선 매설장치
JP2003020888A (ja) 管内掘削装置
JP2009185579A (ja) 鋼管矢板の継手内部における土砂の排出方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application