KR20150007012A - 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선행 굴착에 의해 해저 암반에 설치되는 다중그라우트 앵커와 이 다중그라우트 앵커 상에 설치되는 앵커 블럭으로 대형의 앵커체로 구성함으로써, 해상 구조물을 고정 구속하는 지지력을 증대시키는 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커 및 그 시공방법에 관한 것이다. 본 발명은 그라우트를 공급하는 그라우트 호스가 내부에 삽입된 로드에 수용된 상태에서 상기 로드가 해저의 암반에 굴착됨에 따라 상기 암반에 매입되되 상기 암반에 매입된 상태에서 일부분은 수중으로 연장되면서 해상 구조물 측에 연결되는 복수 개의 강선들을 구비함과 아울러 상기 암반에 매입된 강선의 하단부에서 상기 그라우트 호스로부터 공급된 그라우트에 의해 형성되는 정착부를 구비한 다중그라우트 앵커와, 상기 다중그라우트 앵커의 수직 상방에서 암반 위에 침하되되 상기 강선의 일부분이 관통하여 수중으로 연장되는 복수 개의 관통공들이 구비된 앵커 블럭을 포함하여 이루어지는 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커에 의해 구현된다.

Description

선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커 및 그 시공방법{Block anchor with pre-bored multi-grout and method for constructing thereof}

본 발명은 해저 암반에 설치되어 해상 구조물을 해상에 부유 상태로 지지하는 앵커에 관한 것으로서, 특히 선행 굴착에 의해 해저 암반에 설치되는 다중그라우트 앵커와 이 다중그라우트 앵커 상에 설치되는 앵커 블럭으로 대형의 앵커체로 구성함으로써, 해상 구조물을 고정 구속하는 지지력을 증대시키는 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커 및 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 석유시추 시설이나 풍력발전 시설 등과 같이 해상에 설치되는 해상 구조물을 해상에 부유 상태로 지지하거나 해상 구조물의 움직임을 구속하고 제한하기 위해서는 해저 암반에 앵커를 시공하게 된다.

특히 해저에 지지력이 큰 매립 형태의 앵커를 시공하기 위해서는 해저면을 굴착한 다음 앵커를 위치시킨 후에 복토를 수행하여 앵커를 설치하게 된다. 그러나, 이러한 방법은 굴착 및 복토로 인하여 환경오염이 발생하는 문제점이 있다.

또, 다른 방법으로는, 바지선에서 파일을 해저면까지 내리고 파일의 하단에 앵커를 설치하되, 파일을 회전시켜 앵커를 해저면에 박는 방법이 있다. 하지만, 파일을 이용한 앵커의 설치 방법은 수심이 깊은 지역에서는 시공이 불가능하다는 문제점이 있다.

한편, 하기 선행기술문헌의 특허문헌 1에서는 석션파일의 하단에 유압잭을 고정 설치하고, 석션 파일의 상단은 해상의 크레인에 연결하며, 유압잭에 의해 앵커가 석션 파일과 결합되도록 하되, 앵커는 해저면으로부터 소정 깊이로 박힌 상태에서 유압잭의 동작에 의해 석션 파일이 분리되어 설치되도록 하는 석션 파일 앵커가 알려져 있다. 이 석션 파일 앵커는 굴착이나 복토가 불필요하기 때문에 환경오염 발생의 문제점을 해소할 수는 있으나, 대용량의 앵커를 구성하기가 곤란하기 때문에 해상 구조물을 고정 구속할 수 있는 지지력(즉, 앵커 용량)에 한계가 있다.

이외에도 특허문헌 2에는 석션 파일 앵커가 필요한 깊이로 해저 지반에 관입된 후에 석션 앵커로부터 후크 부재가 석션 파일 앵커의 측면으로 돌출하여 지반에 관입됨으로써 석션 파일 앵커의 인발 저항력을 증가시킨 후크 돌출형 석션 파일 앵커가 나타나 있으나, 이도 해저 암반 지역에는 설치가 불가능하다.

[특허문헌 1] 대한민국 등록특허 제10-0459985호(명칭 : 석션 파일 앵커, 특허권자 : (주)대우건설/방상철) [특허문헌 2] 대한민국 등록특허 제10-1220056호(명칭 : 후크 돌출형 석션 파일 앵커 및 그 시공방법, 특허권자 : 현대건설주식회사)

종래의 일반적인 앵커는 대용량의 앵커를 구성하기가 곤란하고 해저 암반 지역에 설치하기가 곤란하기 때문에 해상 구조물을 고정 구속할 수 있는 지지력(즉, 앵커 용량)에 한계가 따르는 문제가 있다.

종래의 앵커 중에 파일을 이용하여 설치하는 앵커의 경우에는 수심이 깊은 지역에서는 시공이 불가능한 문제점이 있다.

본 발명의 상기와 같은 종래 앵커의 문제점을 해소하기 위해 개발된 것으로서, 그 주된 목적은, 대용량의 앵커를 구성할 수 있게 됨으로써 해상 구조물을 고정 구속할 수 있는 지지력을 크게 향상시키게 되는 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커 및 그 시공방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 수심이 얕은 지역 또는 수심이 깊은 지역에 시공할 수 있는 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커 및 그 시공방법을 제공하는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 그라우트를 공급하는 그라우트 호스가 내부에 삽입된 로드에 수용된 상태에서 상기 로드가 해저의 암반에 굴착됨에 따라 상기 암반에 매입되되 상기 암반에 매입된 상태에서 일부분은 수중으로 연장되면서 해상 구조물 측에 연결되는 복수 개의 강선들을 구비함과 아울러 상기 암반에 매입된 강선의 하단부에서 상기 그라우트 호스로부터 공급된 그라우트에 의해 형성되는 정착부를 구비한 다중그라우트 앵커와, 상기 다중그라우트 앵커의 수직 상방에서 암반 위에 침하되며 상기 강선의 일부분이 관통하여 수중으로 연장되는 복수 개의 관통공들이 구비된 앵커 블럭을 포함하여 이루어지는 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커를 제공한다.

상기 구성에 있어서, 일측은 상기 앵커 블럭의 관통공을 통해 수중으로 연장된 상기 강선의 일부분에 연결되고 타측은 해상 구조물에 연결되는 연결체를 더 포함할 수 있다.

또, 상기 구성에 있어서, 상기 앵커 블럭은 내부가 중공인 구조로 이루어지면서 상기 내부로의 급수를 위한 급수구를 구비함과 아울러 상기 로드 및 강선이 관통할 수 있는 관통관을 구비하여, 해상에 부유된 상태에서 로드의 삽입과 강선의 매입 및 그라우트 공급에 의한 정착부의 형성 작업이 이루어지는 작업장으로 사용되고, 암반 위에 침하될 때는 상기 급수구를 통해 내부로 급수가 이루어져 다중그라우트 앵커의 수직 상방에서 암반 위에 침하되도록 구성할 수도 있다.

또한, 상기 구성에 있어서, 상기 앵커 블럭에는, 상기 강선들의 수중으로 연장된 일부분의 말단을 한 지점으로 모아서 해상 구조물 측에 연결하고자 할 때, 강선들이 한 지점으로 원활하게 꺾이도록 하기 위한 풀리들이 구비될 수도 있다.

한편, 본 발명은, (a) 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커를 시공할 해상의 고정된 위치에 작업장을 구성하는 단계와, (b) 그라우트 공급용 그라우트 호스가 내부에 삽입된 로드에 강선을 수용한 상태에서 천공기를 이용하여 상기 로드를 해저의 암반에 삽입하는 단계와, (c) 상기 로드가 삽입됨에 따라 상기 강선이 일부분은 수중으로 연장되는 상태로 암반에 매입되도록 한 후, 상기 그라우트 호스를 통해 그라우트를 공급하여 상기 강선의 하단부에 정착부를 형성함으로써 다중그라우트 앵커를 완성하는 단계와, (d) 상기 그라우트 호스가 삽입된 상기 로드를 인출하는 단계와, (e) 복수 개의 관통공들이 구비된 앵커 블럭을 육상에서 제작하여 상기 수중으로 연장된 강선의 일부분을 상기 관통공으로 관통시키면서 상기 다중그라우트 앵커의 수직 상방에서 암반 위에 침하시키는 단계와, (f) 상기 앵커 블럭의 관통공을 관통한 강선의 일부분을 해상 구조물 측에 연결하는 단계를 포함하여 이루어지는 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커의 시공방법을 제공한다.

상기 시공방법에 있어서, 상기 (f)단계에서는, 해상 구조물 측에 일측이 고정된 연결체를 구비하여 이 연결체의 타측에 상기 강선의 일부분을 한 지점으로 모아서 고정함으로써 강선의 일부분이 해상 구조물 측에 연결되도록 할 수도 있다.

또한 본 발명은, (g) 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커를 시공할 해상의 고정된 위치에 내부가 중공이면서 상하로 관통관이 구비된 앵커 블럭을 부유 상태로 배치하는 단계와, (h) 상기 앵커 블럭 상에서, 그라우트 공급용 그라우트 호스가 내부에 삽입된 로드에 강선을 수용한 상태에서 천공기를 이용하여 상기 로드를 상기 관통관을 통해 해저의 암반에 삽입하는 단계와, (i) 상기 로드가 삽입됨에 따라 상기 강선이 일부분은 수중으로 연장되는 상태로 암반에 매입되도록 한 후, 상기 그라우트 호스를 통해 그라우트를 공급하여 상기 강선의 하단부에 정착부를 형성함으로써 다중그라우트 앵커를 완성하는 단계와, (j) 상기 그라우트 호스가 삽입된 로드를 인출하는 단계와, (k) 상기 앵커 블럭의 내부에 급수를 하는 단계와, (l) 내부에 급수된 상기 앵커 블럭의 자중에 의해 앵커 블럭이 강선을 따라 다중그라우트 앵커의 수직 상방에서 상기 암반 위에 침하되도록 하는 단계와, (m) 상기 앵커 블럭의 관통관을 관통한 상기 강선의 일부분을 해상 구조물 측에 연결하는 단계를 포함하여 이루어진 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커의 시공방법을 제공한다.

상기 시공방법에 있어서, 상기 (m)단계에서는, 해상 구조물 측에 일측이 고정된 연결체를 구비하여 이 연결체의 타측에 상기 강선의 일부분을 한 지점으로 모아서 고정함으로써 강선의 일부분이 해상 구조물 측에 연결되도록 할 수도 있다.

위와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 다중그라우트 앵커와 앵커 블럭으로 대용량의 앵커를 구성할 수 있게 됨으로써 해상 구조물을 고정 구속할 수 있는 지지력을 크게 향상시키게 되는 효과가 있으며, 실시예에 따라 수심이 얕은 지역 또는 수심이 깊은 지역에 시공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에서 다중그라우트 앵커의 구축에 사용되는 천공기 로드의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 시공방법에 대한 제1실시예에서 다중그라우트 앵커의 구축 모습을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 시공방법에 대한 제1실시예에 의해 해상 구조물이 계류된 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 시공방법에 대한 제2실시예에서 다중그라우트 앵커의 구축 모습을 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 시공방법에 대한 제2실시예에서 앵커 블럭의 설치 모습을 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 시공방법에 대한 제2실시예에 의해 해상 구조물이 계류된 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 시공방법에 대한 제1실시예의 공정 순서도이다.
도 8은 본 발명의 시공방법에 대한 제2실시예의 공정 순서도이다.
도 9는 본 발명에 따라 시공된 블럭 앵커에 대한 해상 구조물의 계류 방법을 예시한 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 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커의 구성에 대한 실시예들을 설명한다.

도 1은 본 발명에서 다중그라우트 앵커의 구축에 사용되는 천공기 로드의 단면도이고, 본 발명의 시공방법을 예시한 도 2와 도 3에는 본 발명의 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커에 대한 구성의 실시예가 나타나 있다.

이들 도면에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커에 대한 제1실시예는 다중그라우트 앵커(10)와 앵커 블럭(20)으로 이루어져 있으며, 그 세부적인 구성은 다음과 같다.

상기 다중그라우트 앵커(10)는, 해저의 암반(R)에 매입되면서 상측 일부분은 수중으로 연장되어 해상 구조물(S) 측에 연결되는 복수 개의 강선(11)들과, 암반(R)에 매입된 강선(11)들의 하단부에서 시멘트 밀크 또는 모르타르 등의 재료로 구성된 그라우트에 의해 형성되는 정착부(12)로 이루어져 있다.

특히, 다중그라우트 앵커(10)를 구축하기 위해서는 도 1에 도시된 것과 같은 천공기에 장착되는 수단을 사용하는데, 이 수단은 최외측의 로드(30)와 이 로드(30)의 내주면에 구비되어 그라우트를 공급하게 되는 그라우트 호스(40)로 이루어져 있으며, 상기 강선(11)도 그라우트 호스(40)와 별도로 로드(30)에 수용이 된다. 따라서, 강선(11)은 그라우트 호스(40)가 내부에 삽입된 로드(30)에 수용된 상태에서, 로드(30)가 해저의 암반(R)에 굴착됨에 따라 암반(R)에 함께 매입이 된다. 그리고, 그라우트 호스(40)를 통해 그라우트를 강선(11)의 하단부 측으로 압축공기와 함께 공급하고 양생을 완료하면 강선(11)의 하단부에는 구체(球體)와 같은 형태의 정착부(12)가 형성이 된다. 이후에 로드(30)를 해저 암반(R)으로부터 인출하면 로드(30)의 내주면에 고정된 그라우트 호스(40)도 함께 인출되는 반면, 강선(11)은 그 하단부의 정착부(12)에 의해 암반(R)에 정착된 상태로 유지된다. 이러한 방식으로 강선(11)과 그라우트 호스(40)가 내부에 각각 삽입된 로드(30)들을 이용하여 복수 개의 강선(11)과 정착부(12)를 암반(R)에 설치함으로써 다중그라우트 앵커(10)를 구축하게 된다.

상기 앵커 블럭(20)은 예컨대 육상에서 콘크리트로 제작되어 바지선을 이용하여 앵커 시공 현장으로 이송되는데, 상기 다중그라우트 앵커(10)의 수직 상방에서 암반(R) 위에 침하되어 앵커로서 기능하게 된다. 이 앵커 블럭(20)은 도 3의 확대도에 나타난 것처럼 다중그라우트 앵커(10)의 강선(11)들의 수중으로 연장된 상측 일부분이 관통하는 복수 개의 관통공(21)들을 구비하고 있다.

따라서, 다중그라우트 앵커(10)가 암반(R)에 매입된 상태에서 강선(11)들의 수중으로 연장된 상측 일부분을 앵커 블럭(20)의 관통공(21)으로 관통시키면서 앵커 블럭(20)을 다중그라우트 앵커(10)의 수직 상방으로부터 암반(R) 위에 침하시킨 뒤에, 상기 관통공(21)들을 관통한 강선(11)들의 상측 일부분의 말단을 한 지점으로 모아서 해상 구조물(S) 측에 연결하면, 다중그라우트 앵커(10)와 앵커 블럭(20)이 함께 해상 구조물(S)을 고정 구속하는 지지력이 크게 증대된 대형의 앵커체로 작용하게 된다. 한편, 이 과정에서 잠수부의 투입이 필요할 수 있을 것이다.

강선(11)들의 상측 일부분의 말단을 해상 구조물(S) 측에 연결할 때는, 도 3의 그림과 같이 해상 구조물(S)에 일측이 고정된 대형의 체인이나 케이블과 같은 연결체(50)를 준비하여 강선(11)들의 상측 일부분의 말단을 연결체(50)의 타측으로 모아서 연결할 수도 있고, 도 9의 우측에 도시된 것처럼 강선(11)들의 상측 일부분의 말단을 한 지점으로 모아서 해상 구조물(S)에 직접 연결할 수도 있다. 한편, 다중그라우트 앵커의 수와 다중그라우트 앵커의 종횡비를 조절하면 앵커의 계류하중과 작용방향에 유연하게 대처할 수 있다.

한편, 앵커 블럭(20)에는, 강선(11)들의 수중으로 연장된 일부분의 말단을 한 지점으로 모아서 해상 구조물(S) 측에 연결하고자 할 때, 강선(11)들이 상기 한 지점으로 원활하게 꺾이도록 하기 위한 풀리(22)들이 구비될 수도 있다.

이상에서 설명한 제1실시예의 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커는 얕은 수심에서 해상 구조물(S)을 계류하는 데에 적합하다.

다음으로, 도 4와 도 5 및 도 6에는 본 발명에 따른 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커의 제2실시예가 도시되어 있다.

이 제2실시예의 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커 역시 전술한 제1실시예와 마찬가지로 다중그라우트 앵커(110)와 앵커 블럭(120)으로 이루어져 있는데, 그 세부적인 구성은 다음과 같다.

먼저, 다중그라우트 앵커(110)는, 해저의 암반(R)에 매입되면서 상측 일부분은 수중으로 연장되어 해상 구조물(S) 측에 연결되는 복수 개의 강선(111)들과, 암반(R)에 매입된 강선(111)들의 하단부에서 시멘트 밀크 또는 모르타르 등의 재료로 구성된 그라우트에 의해 형성되는 정착부(112)로 이루어져 있는데, 이는 전술한 제1실시예의 다중그라우트 앵커(10)와 동일하다.

또한, 다중그라우트 앵커(110)를 구축하기 위한 천공기에 장착되는 수단 역시 제1실시예와 동일하게 최외측의 로드(30)와 이 로드(30)의 내주면에 구비되어 그라우트를 공급하게 되는 그라우트 호스(40)로 이루어져 있으며, 상기 강선(111)도 그라우트 호스(40)와 별도로 로드(30)에 수용이 된다(도 1 참조). 따라서, 제1실시예와 마찬가지로 강선(111)은 그라우트 호스(40)가 내부에 삽입된 로드(30)에 수용된 상태에서, 로드(30)가 해저의 암반(R)에 굴착됨에 따라 암반(R)에 함께 매입이 된다. 그리고, 그라우트 호스(40)를 통해 그라우트를 강선(111)의 하단부 측으로 압축공기와 함께 공급하고 양생을 완료하면 강선(11)의 하단부에는 구체와 같은 형태의 정착부(112)가 형성이 된다. 이후에 로드(30)를 해저 암반(R)으로부터 인출하면 로드(30)의 내주면에 고정된 그라우트 호스(40)도 함께 인출되는 반면, 강선(111)은 그 하단부의 정착부(112)에 의해 암반(R)에 정착된 상태로 유지된다. 이러한 방식으로 강선(111)과 그라우트 호스(40)가 내부에 각각 삽입된 로드(30)들을 이용하여 복수 개의 강선(111)과 정착부(112)를 암반(R)에 설치함으로써 다중그라우트 앵커(110)를 구축하게 된다.

그런데, 앵커 블럭(120)은 제1실시예의 앵커 블럭(20)과 달리 내부가 중공(中空)인 구조로 이루어져 있고, 중공의 내부로 해수 등을 급수하기 위한 급수구(121)를 구비하고 있다. 또, 로드(30) 및 강선(111)들이 관통할 수 있는 관통관(122)들이 앵커 블럭(120)의 상하방향으로 구비되어 있다. 따라서, 이 앵커 블럭(120)은 해상에 부유된 상태에서 다중그라우트 앵커(110)를 구축하기 위한 로드(30)의 매입과 강선(111)의 매입 및 그라우트 공급에 의한 정착부(112)의 형성 작업 등이 이루어지는 작업장으로도 사용된다. 또한, 다중그라우트 앵커(110)의 구축이 완료된 다음에는, 상기 급수구(121)를 통해 내부로 급수가 이루어져 다중그라우트 앵커(110)의 수직 상방에서 암반(R) 위에 침하됨으로써 다중그라우트 앵커(110)와 더불어 앵커로 기능하게 된다.

즉, 다중그라우트 앵커(110)가 암반(R)에 구축된 상태에서 급수구(121)를 통해 앵커 블럭(120)의 내부에 급수를 하면 앵커 블럭(120)이 자중에 의해 수중으로 침하하게 되는데, 이때 앵커 블럭(120)의 관통관(122)을 관통하는 강선(111)을 따라 앵커 블럭(120)이 다중그라우트 앵커(110)의 수직 상방으로부터 암반(R) 위에 침하된다. 이후, 관통관(122)들을 관통한 강선(111)들의 상측 일부분의 말단을 한 지점으로 모아서 해상 구조물(S) 측에 연결하면, 다중그라우트 앵커(110)와 앵커 블럭(120)이 함께 해상 구조물(S)을 고정 구속하는 지지력이 크게 증대된 대형의 앵커체로 작용하게 된다. 강선(11)들의 상측 일부분의 말단을 해상 구조물(S) 측에 연결하는 방법은 제1실시예와 동일한데, 도 6에는 해상 구조물(S)에 일측이 고정된 대형의 체인이나 케이블과 같은 연결체(50)를 준비하여 강선(111)들의 상측 일부분의 말단을 연결체(50)의 타측으로 모아서 연결한 모습이 예시되어 있다.

제2실시예에서도 앵커 블럭(120)에는, 강선(111)들의 수중으로 연장된 일부분의 말단을 한 지점으로 모아서 해상 구조물(S) 측에 연결하고자 할 때, 강선(111)들이 상기 한 지점으로 원활하게 꺾이도록 하기 위한 풀리(123)들이 구비될 수도 있다.

다음에서는 본 발명에 따른 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커의 시공방법에 대한 실시예들을 설명한다.

도 7은 본 발명의 시공방법에 대한 제1실시예의 공정 순서도로서, 도 2 및 도 3을 함께 참조하면서 설명하기로 한다.

본 발명의 시공방법에 대한 제1실시예의 첫 번째 단계인 (a)단계에서는, 본 발명의 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커를 시공할 해상의 고정된 위치에 작업장(W)을 구성한다(S1). 이 작업장(예를들어, 잭업바지)은 해저 암반(R)에 지지대(W1)로 고정이 됨과 아울러 천공기(M) 등의 장비를 재치하게 된다.

두 번째 단계인 (b)단계에서는, 본 발명에서 시공하고자 하는 다중그라우트 앵커(10)를 구성하는 강선(11)들을 암반(R)에 매입하기 위한 로드(30)를 암반(R)에 삽입한다(S2). 상기 로드(30)의 내부에는 그라우트 공급하기 위한 그라우트 호스(40)가 삽입되어 있음과 아울러 상기 강선(11)을 수용하고 있으며, 로드(30)의 삽입은 작업장(W)에 재치된 천공기(M)를 이용한 굴착에 의해 이루어지게 된다.

세 번째 단계인 (c)단계에서는 상기 로드(30)가 암반(R)에 삽입됨에 따라 강선(11)이 일부분은 수중으로 연장되는 상태로 암반(R)에 함께 매입된다(S3-1). 그리고 나서 로드(30)의 내부에 삽입된 그라우트 호스(40)를 통해 그라우트(예를 들면, 시멘트 밀크 또는 모르타르)를 공급하여 강선(11)의 하단부에 구체(球體)와 같은 형태의 정착부(12)를 형성함으로써 다중그라우트 앵커(10)를 완성한다(S3-2). 그라우트 호스(40)를 통해 그라우트를 공급할 때는 압력 그라우팅 공법을 적용할 수 있는데, 이 공법에 의하면 시멘트 밀크 또는 모르타르와 같은 그라우트에 압축공기를 공급하면서 강선(11)의 하단부에 그라우트를 충전시키고, 공급된 압축공기를 배출시킨 뒤, 일정 시간 동안의 양생을 거침으로써 정착부(12)를 형성하게 된다.

네 번째 단계인 (d)단계에서는 암반(R)에 삽입되어 있던 로드(30)를 외부로 인출한다(S4). 이때, 로드(30)의 내부에 고정되어 삽입되어 있는 그라우트 호스(40) 역시 로드(30)와 함께 인출이 되며, 강선(11)은 그 하단부의 정착부(12)에 의해 암반(R)에 정착된 상태로 유지된다. 상기 (b) 내지 (d)단계를 반복하여 복수 개의 정착부(12)를 형성한다.

다섯 번째 단계인 (e)단계에서는 (c)단계에서 완성된 다중그라우트 앵커(10)의 수직 상방에서 암반(R) 위에 앵커 블럭(20)을 침하시킨다(S5). 이 앵커 블럭(20)은 육상에서 사전 제작되어 바지선 등을 이용하여 시공 위치로 운반이 되며, 앵커 블럭(20)에는 복수 개의 관통공(21)들이 형성되어 있어서 앵커 블럭(20)이 다중그라우트 앵커(10)의 수직 상방에서 암반(R) 위에 침하될 때 다중그라우트 앵커(10)의 강선(11)들의 수중으로 연장된 상측 일부분이 관통하여 나오게 된다.

여섯 번째 단계인 (f)단계에서는 앵커 블럭(20)의 관통공(21)을 관통한 강선(11)의 일부분을 해상 구조물(S) 측에 연결한다(S6). 이때, 도 3이나 도 9의 좌측에 도시된 것처럼 대형의 체인이나 케이블과 같은 별도의 연결체(50)를 구비하여, 이 연결체(50)의 일측을 해상 구조물(S)에 고정하고, 연결체(50)의 타측에는 강선(11)의 일부분을 한 지점으로 모아서 고정하는 방법을 사용할 수 있다. 또는 도 9의 우측에 도시된 것처럼 강선(11)들의 상측 일부분의 말단을 한 지점으로 모아서 해상 구조물(S)에 직접 연결할 수도 있다.

한편, 앵커 블럭(20)에 강선(11)의 수만큼 풀리(22)들을 설치함으로써, 강선(11)들의 수중으로 연장된 일부분의 말단을 한 지점으로 모아서 해상 구조물(S) 측에 연결하고자 할 때 강선(11)들이 상기 한 지점으로 원활하게 꺾이도록 할 수도 있다.

이상에서 설명한 시공방법은 얕은 수심에서 해상 구조물(S)을 계류하는 데에 적합하다.

다음으로, 도 8은 본 발명의 시공방법에 대한 제2실시예의 공정 순서도로서, 도 4와 도 5 및 도 6을 함께 참조하면서 설명하기로 한다.

본 발명의 시공방법에 대한 제2실시예의 첫 번째 단계인 (g)단계에서는, 내부가 중공(中空)이면서 상하 방향으로 관통관(122)들이 구비된 앵커 블럭(120)을 육상에서 제작하고, 이 앵커 블럭(120)을 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커를 시공할 해상의 고정된 위치로 이송하여 부유 상태로 배치한다(S10). 이때, 앵커 블럭(120)이 해상에서 임의로 움직이지 않도록 케이블(C) 등을 이용하여 이웃한 다른 앵커나 해상의 고정물에 고정시키는 것이 바람직하다. 이렇게 고정 위치에 부유 상태로 배치된 앵커 블럭(120)은 중공의 내부로 해수 등을 급수하기 위한 급수구(121)를 구비하고 있으며, 해상에 부유된 상태에서 다중그라우트 앵커(110)를 구축하기 위해 천공기를 이용한 로드(30)의 삽입과 강선(111)의 매입 및 그라우트 공급에 의한 정착부(112)의 형성 작업 등이 이루어지는 작업장으로도 사용된다.

두 번째 단계인 (h)단계에서는 앵커 블럭(120) 상에서, 본 발명에 의해 시공하고자 하는 다중그라우트 앵커(110)를 구성하는 강선(111)들을 해저의 암반(R)에 매입하기 위한 로드(30)를 앵커 블럭(120)의 관통관(122)을 통해 해저의 암반(R)에 천공기를 이용하여 삽입한다(S20). 로드(30)에는 그라우트 공급용 그라우트 호스(40)가 내부에 삽입되어 있음과 아울러 다중그라우트 앵커(110)를 구성할 강선(111)이 수용되어 있다. 로드(30)를 암반(R)에 삽입하는 데에는 앵커 블럭(120) 상에 재치된 천공기(M)를 이용한다.

세 번째 단계인 (i)단계에서는 상기 로드(30)가 암반(R)에 삽입됨에 따라 강선(111)이 일부분은 수중으로 연장되는 상태로 암반(R)에 함께 매입된다(S30-1). 그리고 나서 로드(30)의 내부에 삽입된 그라우트 호스(40)를 통해 그라우트(예를 들면, 시멘트 밀크 또는 모르타르)를 공급하여 강선(111)의 하단부에 구체(球體)와 같은 형태의 정착부(112)를 형성함으로써 다중그라우트 앵커(110)를 완성한다(S30-2). 그라우트 호스(40)를 통해 그라우트를 공급할 때는 앞에서 언급한 것과 같은 압력 그라우팅 공법을 적용할 수 있다.

네 번째 단계인 (j)단계에서는 암반(R)에 삽입되어 있던 로드(30)를 암반(R)으로부터 인출한다(S40). 이때 로드(30) 내에 고정되어 삽입되어 있는 그라우트 호스(40) 또한 로드(30)와 함께 인출이 되며, 강선(111)은 그 하단부의 정착부(112)에 의해 암반(R)에 정착된 상태로 유지된다. 상기 (h) 내지 (j)단계를 반복하여 복수 개의 정착부(112)를 형성한다.

다섯 번째 단계인 (k)단계에서는 앵커 블럭(120)에 구비된 급수구(121)를 통해 중공의 앵커 블럭(120)의 내부로 급수한다(S50). 이때 급수는 앵커 블럭(120) 주변의 해수를 이용하는 것이 바람직하다.

여섯 번째 단계인 (l)단계에서는 앵커 블럭(120)의 내부에 급수가 이루어짐에 따라 증가하는 자중에 의해 앵커 블럭(120)이 다중그라우트 앵커(110)의 수직 상방에서 암반(R) 위에 침하하도록 한다(S60). 이때, 앵커 블럭(120)에 구비되어 있는 각각의 관통관(122)에 강선(111)이 관통하고 있으므로, 앵커 블럭(120)은 이 강선(111)들을 따라 침하하게 된다. 또, 앵커 블럭(120)이 자중에 의해 침하하기 전에 앵커 블럭(120)이 해상에서 임의로 움직이지 않도록 이웃한 다른 앵커나 해상의 고정물에 고정하고 있는 케이블(C) 등을 제거하도록 한다.

일곱 번째 단계인 (m)단계에서는 앵커 블럭(120)의 관통관(122)을 관통한 강선(111)의 수중으로 연장된 일부분을 해상 구조물(S) 측에 연결한다(S70). 이때 도 6이나 도 9의 좌측에 도시된 것처럼 대형의 체인이나 케이블과 같은 별도의 연결체(50)를 구비하여, 이 연결체(50)의 일측을 해상 구조물(S)에 고정하고, 연결체(50)의 타측에는 강선(111)의 일부분을 한 지점으로 모아서 고정하는 방법을 사용할 수 있다. 또는 도 9의 우측에 도시된 것처럼 강선(111)들의 상측 일부분의 말단을 한 지점으로 모아서 해상 구조물(S)에 직접 연결할 수도 있다.

한편, 앵커 블럭(120)에 강선(111)의 수만큼 풀리(123)들을 설치함으로써, 강선(111)들의 수중으로 연장된 일부분의 말단을 한 지점으로 모아서 해상 구조물(S) 측에 연결하고자 할 때 강선(111)들이 상기 한 지점으로 원활하게 꺾이도록 할 수도 있다.

이상에서 설명한 시공방법은 깊은 수심에서 해상 구조물(S)을 계류하는 데에 적합하다.

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, 110 : 다중그라우트 앵커 11,111 : 강선
12,112 : 정착부 20,120 : 앵커 블럭
21 : 관통공 30 : 로드
40 : 그라우트 호스 50 : 연결체
22,123 : 풀리 121 : 급수구
122 : 관통관 C : 케이블
M : 천공기 R : 암반
S : 해상 구조물 W : 작업장
W1 : 지지대

Claims (8)

1. 그라우트를 공급하는 그라우트 호스가 내부에 삽입된 로드에 수용된 상태에서 상기 로드가 해저의 암반에 굴착됨에 따라 상기 암반에 매입되되 상기 암반에 매입된 상태에서 일부분은 수중으로 연장되면서 해상 구조물 측에 연결되는 복수 개의 강선들과, 상기 암반에 매입된 강선의 하단부에서 상기 그라우트 호스로부터 공급된 그라우트에 의해 형성되는 정착부로 구성된 다중그라우트 앵커;
   상기 다중그라우트 앵커의 수직 상방에서 상기 암반 위에 침하되며, 상기 강선의 일부분이 관통하여 수중으로 연장되는 복수 개의 관통공들이 구비된 앵커 블럭을 포함하여 이루어지는 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커.
   
2. 제1항에 있어서,
   일측은 해상 구조물에 연결되고, 타측은 상기 앵커 블럭의 관통공을 통해 수중으로 연장된 상기 강선의 일부분에 연결되는 연결체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 앵커 블럭은 내부가 중공인 구조로 이루어지면서 상기 내부로의 급수를 위한 급수구를 구비함과 아울러 상기 로드 및 강선이 관통할 수 있는 관통관을 구비하여, 해상에 부유된 상태에서 상기 로드의 삽입과 상기 강선의 매입 및 상기 그라우트 공급에 의한 정착부의 형성 작업이 이루어지는 작업장으로 사용되고, 상기 암반 위에 침하될 때는 상기 급수구를 통해 상기 내부로 급수가 이루어져 상기 다중그라우트 앵커의 수직 상방에서 상기 암반 위에 침하되는 것을 특징으로 하는 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 앵커 블럭에는, 상기 강선들의 수중으로 연장된 일부분의 말단을 한 지점으로 모아서 상기 해상 구조물 측에 연결하고자 할 때, 상기 강선들이 상기 한 지점으로 원활하게 꺾이도록 하기 위한 풀리들이 구비된 것을 특징으로 하는 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커.
   
5. (a) 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커를 시공할 해상의 고정된 위치에 작업장을 구성하는 단계;
   (b) 그라우트 공급용 그라우트 호스가 내부에 삽입된 로드에 강선을 수용한 상태에서 천공기를 이용하여 상기 로드를 해저의 암반에 삽입하는 단계;
   (c) 상기 로드가 삽입됨에 따라 상기 강선이 일부분은 수중으로 연장되는 상태로 암반에 매입되도록 한 후, 상기 그라우트 호스를 통해 그라우트를 공급하여 상기 강선의 하단부에 정착부를 형성함으로써 다중그라우트 앵커를 완성하는 단계;
   (d) 상기 그라우트 호스가 삽입된 상기 로드를 인출하는 단계;
   (e) 복수 개의 관통공들이 구비된 앵커 블럭을 육상에서 제작하여 상기 수중으로 연장된 강선의 일부분을 상기 관통공으로 관통시키면서 상기 다중그라우트 앵커의 수직 상방에서 상기 암반 위에 침하시키는 단계;
   (f) 상기 앵커 블럭의 관통공을 관통한 상기 강선의 일부분을 해상 구조물 측에 연결하는 단계를 포함하여 이루어지는 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커의 시공방법.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 (f)단계에서는, 상기 해상 구조물 측에 일측이 고정된 연결체를 구비하여 이 연결체의 타측에 상기 강선의 일부분을 한 지점으로 모아서 고정함으로써 상기 강선의 일부분이 해상 구조물 측에 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커의 시공방법.
   
7. (g) 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커를 시공할 해상의 고정된 위치에 내부가 중공이면서 상하로 관통관이 구비된 앵커 블럭을 부유 상태로 배치하는 단계;
   (h) 상기 앵커 블럭 상에서, 그라우트 공급용 그라우트 호스가 내부에 삽입된 로드에 강선을 수용한 상태에서 천공기를 이용하여 상기 로드를 상기 관통관을 통해 해저의 암반에 삽입하는 단계;
   (i) 상기 로드가 삽입됨에 따라 상기 강선이 일부분은 수중으로 연장되는 상태로 암반에 매입되도록 한 후, 상기 그라우트 호스를 통해 그라우트를 공급하여 상기 강선의 하단부에 정착부를 형성함으로써 다중그라우트 앵커를 완성하는 단계;
   (j) 상기 그라우트 호스가 삽입된 상기 로드를 인출하는 단계;
   (k) 상기 앵커 블럭의 내부에 급수를 하는 단계;
   (l) 내부에 급수된 상기 앵커 블럭의 자중에 의해 상기 앵커 블럭이 상기 강선을 따라 상기 다중그라우트 앵커의 수직 상방에서 상기 암반 위에 침하되도록 하는 단계;
   (m) 상기 앵커 블럭의 관통관을 관통한 상기 강선의 일부분을 해상 구조물 측에 연결하는 단계를 포함하여 이루어진 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커의 시공방법.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 (m)단계에서는, 상기 해상 구조물 측에 일측이 고정된 연결체를 구비하여 이 연결체의 타측에 상기 강선의 일부분을 한 지점으로 모아서 고정함으로써 상기 강선의 일부분이 해상 구조물 측에 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 선행 굴착 다중그라우트 블럭 앵커의 시공방법.

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