KR20180099247A

KR20180099247A - 쟈켓레그캔, 이를 구비한 쟈켓구조물 및 그 시공방법

Info

Publication number: KR20180099247A
Application number: KR1020170026412A
Authority: KR
Inventors: 정연주; 유영준; 박민수
Original assignee: 한국건설기술연구원
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2018-09-05
Also published as: KR101932432B1

Abstract

연약지반에 안정적으로 고정단을 형성시킬 수 있으며, 압밀효과를 이용하여 안전하게 시공할 수 있으며 쟈켓레그를 보호할 수 있는 쟈켓레그캔을 구비한 쟈켓구조물 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 상기 쟈켓레그캔을 구비한 쟈켓구조물은 상부 내측으로 쟈켓레그의 하단부를 수용하는 중공관; 중공관의 내측면에 형성된 플레이트부재로 중공관을 상부공간(S1)과 하부공간(S2)으로 구획하는 것으로서 중앙부에 핀파일홀이 형성되어 쟈켓레그의 하단부가 내측중간격벽의 상면에 고정 결합되는 내측격벽; 및 내측중간격벽의 상부공간(S1)에 충전되어 내측중간격벽의 상면에 고정된 쟈켓레그가 매립되어 구속되도록 형성시킨 구속콘크리트;를 포함하게 된다.

Description

쟈켓레그캔, 이를 구비한 쟈켓구조물 및 그 시공방법{JACKET LEG-CAN, JACKET STRUCTURE THEREWITH AT SOFT SOIL SEABED DURING OFFSHORE CONSTRUCTION AND CONSTRUCTION METHOD THEREFOR}

본 발명은 쟈켓레그캔, 이를 구비한 쟈켓구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 연약지반에 안정적으로 고정단을 형성시킬 수 있으며, 압밀효과를 이용하여 안전하게 시공할 수 있으며 쟈켓레그를 보호할 수 있는 쟈켓레그캔, 이를 구비한 쟈켓구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 바람을 이용하여 발전을 하는 풍력발전기는 발전기의 회전축에 프로펠러(또는 블레이드)를 설치하여, 바람에 의해 프로펠러가 회전함에 따라 발생되는 회전력을 이용하여 발전을 할 수 있도록 구성된다.

이러한 풍력발전기는 바람의 에너지를 전기에너지로 바꿔주는 장치로서, 통상적으로 프로펠러, 변속장치 및 발전기로 구성되며, 풍력발전기의 프로펠러를 회전시키고, 이때 발생한 프로펠러의 회전력으로 전기를 생산한다.

이러한 풍력발전 시스템은 구조나 설치 등이 간단하여 운영 및 관리가 용이하고 무인화 및 자동화 운전이 가능하기 때문에 최근에 도입이 비약적으로 증가하고 있는 실정이다.

과거에는 풍력발전 구조물들이 주로 육상에서 이루어졌으나, 풍력 자원량, 미관, 장소의 제약 등의 문제로 인해 최근에는 해상에 대규모의 풍력단지를 건설하는 추세이다.

그러나 해상에 안전하게 풍력발전 구조물을 건설하기 위해서 높은 위치에 설치될 블레이드 및 타워 구조물과 수중에 설치되는 기초구조물에 대한 안전한 설치 공법이 요구되고 있다.

한편, 해상풍력발전 구조물은 크게 터빈(Turbine)과 기초(Foundation)로 구분되며, 이러한 기초(Foundation)의 대표적인 3가지 시공 타입을 살펴보면,

첫째, 콘크리트 케이슨 타입(Concrete caisson type)은 제작 및 설치가 용이하여 비교적 얕은 6~10m의 수심에서 사용가능하며, 자중과 해저지반의 마찰력으로 위치를 유지하는 방식이라 할 수 있다.

둘째, 모노파일 타입(Mono-pile type)은 현재 가장 많이 쓰이고 있는 해상풍력발전단지 기초 방식으로서, 25~30m의 수심에 설치가 가능하다.

셋째, 쟈켓 타입(Jacket type)은 현재 해상풍력 발전단지 보유국에서 많은 관심을 보이고 실증 중에 있는 타입으로 수심 20~80m에 설치가 가능하다. 이러한 쟈켓 타입은 쟈켓구조물을 파일(Pile)로 해저에 고정하는 방식이 소개되어 있다.

즉, 도 1a와 같이, 쟈켓(Jacket) 타입의 기초(쟈켓구조물)의 상단부에 플랫폼(10)이 설치되고, 상단 플랫폼(10)에 쟈켓구조물의 하단부까지 경사를 이루는 쟈켓레그(Jacket Leg,17)로 이루어진다.

또한, 쟈켓구조물을 해저지반에 고정시키기 위하여 쟈켓레그(Jacket Leg, 중공관 타입) 내측으로 삽입 설치되어 수중 지반 하부의 암반 등 견질층까지 시공되는 핀파일(Pin Pile,16)을 시공하기도 한다.

이에 쟈켓구조물은 육상에서 제작이 완료된 후, 해상 크레인 등에 의해 바닷속으로 침강시켜 레벨링을 맞추면서 핀파일(Pin Pile,16)을 쟈켓레그(170)를 통해 관입시킨 후, 해저지반에 고정시켜 쟈켓구조물을 완성시키게 된다.

하지만 도 1a와 같이 쟈켓구조물 하부의 해저 지형상태에 따라 쟈켓구조물의 시공위치가 초기 설계된 위치와 다를 경우 등에 있어서 쟈켓구조물의 수평도를 맞추는 작업 즉, 레벨링(Leveling) 작업이 매우 어렵게 된다. 특히 연약지반에서는 해저면에서 쟈켓구조물의 침하와 활동(슬라이딩)이 발생하는 등 설치를 위한 고정단 형성이 어려워 시공시 많은 어려움이 발생하게 된다.

이에 종래 해상풍력발전 구조물 등에 있어 쟈켓구조물을 설치할 위치의 해저지반에 먼저 머드매트(Mud mat)를 시공하고 머드매트 상에 쟈켓구조물의 수평을 맞추는 레벨링을 실시하면서 적절한 지지력을 확보하기도 한다.

이러한 머드매트(Mud mat)는 일정한 두께를 가진 수형판 형태로서 쟈켓레그에 일체로 형성시키는 방식으로 형성시키게 된다.

도 1b는 이러한 종래 쟈켓레그(17), 머드매트(Mud mat,18)의 시공도를 도시한 것이다.

즉, 쟈켓구조물을 구성하는 쟈켓레그(17) 개략 하단 주위에 수형판 형태의 머트매트(18)를 일체로 형성시키고 있으며,

이에 쟈켓레그(17)가 해저지반에 관입되도록 시공하고, 이때 머드매트(18)는 해저지반 지표면 근처에서 쟈켓레그(17) 하단 주위에 일종의 지지판 형태로 레벨링이 가능하도록 하면서 지지력을 충분히 확보할 수 있도록 하는 기능을 가지고 있음을 알 수 있다. 즉, 종래 머드매트(18)는 연약지반에서 쟈켓구조물 설치시 쟈켓구조물의 침하나 활동(슬라이딩)을 방지하는 역할을 담당하여 고정단을 형성하는 역할을 담당하고 있음을 알 수 있다.

도 1c는 종래 쟈켓레그(17) 주위의 세굴보호공(5)의 시공예시도를 도시한 것이다. 즉, 해저지반상에 쟈켓레그(17)를 핀파일(16)을 이용하여 시공함에 있어서 쟈켓레그(17)는 수중에 위치하게 되므로 주위 지반은 세굴이 발생하게 되고 이에 따라 쟈켓레그(17) 하단은 손상등에 의하여 유지관리 필요성이 있게 된다.

이에 쟈켓레그(17) 하단은 사석등을 이용하여 세굴보호공(5)을 경사지게 시공하고 있음을 알 수 있는데 사실상 이러한 세굴보호공(5)은 시공 및 공기와 경제성 측면에서 매우 비효율적이라는 문제점이 있었다.

또한 암반지역에서는 머드매트(5)와 유사한 PAD 콘크리트(30)를 사용하여 쟈켓레그(17)를 핀파일(16)을 이용하여 레벨링 작업을 하기도 한다.

도 1d는 암반지역에서 이와 같은 종래 PAD 콘크리트(30)를 사용하여 쟈켓레그(17)를 핀파일(16)을 이용하여 시공하는 순서도를 도시한 것이다.

즉, 암반지역의 해저지반에 PAD 콘크리트(30)를 시공하고, 쟈켓레그(17)를 거치하고, 쟈켓 레그 보호공(40) 타설의 순서로 이루어지고 있음을 알 수 있다.

이때 해저지반에 시공되는 상기 PAD 콘크리트(30)는 해저지반 평탄화(레벨링)를 위한 사전작업인 동시에, 쟈켓레그(17)의 해저지반 거치 및 핀파일(16) 항타 시에 쟈켓구조물의 움직임을 고정시키고 수직도 확보를 위한 고정단 역할을 담당하게 된다.

이때 쟈켓구조물의 쟈켓 레그 저면에는 지지플레이트가 부착되어 PAD 콘크리트 상부에 거치되도록 하게 되는데, 통상 쟈켓 레그 단부 예컨대 4 개소의 Pad 콘크리트 높이가 일치하지 않아 한 쪽 쟈켓 레그만 Pad 콘크리트에 거치 시킨 후 잭업바지에 쟈켓구조물을 고정시켜 수직도가 확보된 상태에서 핀 파일을 관입하여 고정시키는 공법이 적용되고 있다.

하지만 대한민국 서해 또는 남해와 같이 해저지반이 연약지반인 경우 특성상 PAD 콘크리트 자체 침하와 활동(슬라이딩)이 발생하여 쟈켓레그 거치 시 및 핀 파일 항타시에 쟈켓구조물의 움직임을 고정시키는 고정단의 역할을 수행할 수 없어 연약지반에서는 쟈켓 레그의 해저지반 고정이 어려워 머드매트가 사용되거나 해상 설치작업에 상당히 오랜 기간이 소요되고,

또한, 해상풍력발전 구조물 상부에서 전달되는 진동에 의해 쟈켓 레그 하단부의 Pad 크리트 및 보호 콘크리트에 균열, 탈락 등의 손상이 빈번하게 발생한다는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허번호 제10-1645362호(출원일: 2014년 2월 27일), 발명의 명칭: "PC하우스와 석션파일을 이용한 해상풍력 쟈켓지지구조물 및 그 시공방법" 대한민국 공개특허번호 제2014-107049호(공개일: 2014년 9월 4일), 발명의 명칭: "해상풍력 구조물의 시공 방법" 대한민국 등록특허번호 제10-0968341호(출원일: 2008년 06월 10일), 발명의 명칭: "알시디 확공비트를 이용한 산업시설용 쟈켓구조물의설치방법"

이에 본 발명은 연약지반에서 쟈켓구조물의 시공시, PAD 콘크리트를 시공하지 않고서도 쟈켓구조물의 쟈켓레그에 고정단을 형성시킬 수 있도록 하여 쟈켓구조물의 안정적인 시공이 가능하여 공사비 및 공사기간을 획기적으로 줄일 수 있는 쟈켓레그캔, 이를 구비한 쟈켓구조물 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

또한, 사용시에는 쟈켓레그의 하단부의 구속효과에 의하여 쟈켓구조물로부터 전달되는 하중에 의한 진동 저항성을 향상시킬 수 있도록 하고 세굴보호공으로도 함께 이용할 수 있어 안전성을 확보할 수 있는 쟈켓레그캔, 이를 구비한 쟈켓구조물 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 쟈켓레그캔은 상부 내측으로 쟈켓레그의 하단부를 수용하는 중공관; 중공관의 내측면에 형성된 플레이트부재로 중공관을 상부공간(S1)과 하부공간(S2)으로 구획하는 것으로서 중앙부에 핀파일홀이 형성되어 쟈켓레그의 하단부가 내측중간격벽의 상면에 고정 결합되는 내측격벽; 및 중공관의 상부공간(S1)에 충전되어 내측중간격벽의 상면에 고정된 쟈켓레그가 매립되어 구속되도록 형성시킨 구속콘크리트;을 포함하여 쟈켓구조물의 쟈켓레그의 하단부를 감싸도록 형성되며, 상기 중공관의 하부공간(S1)에는 쟈켓구조물이 해저지반(G)에 관입되면서 해저지반이 충전되면서 압밀효과에 의하여 시공시 쟈켓레그캔이 쟈켓구조물의 쟈켓레그의 고정단으로 형성되도록 하게 된다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 쟈켓레그캔을 구비한 쟈켓구조물은 쟈켓레그의 하단부를 감싸도록 쟈켓레크캔이 형성된 쟈켓구조물로서, 상기 쟈켓레크캔은 상부 내측으로 쟈켓레그의 하단부를 수용하는 중공관; 중공관의 내측면에 형성된 플레이트부재로 중공관을 상부공간(S1)과 하부공간(S2)으로 구획하는 것으로서 중앙부에 핀파일홀이 형성되어 쟈켓레그의 하단부가 내측중간격벽의 상면에 고정 결합되는 내측격벽; 및 중공관의 상부공간(S1)에 충전되어 내측중간격벽의 상면에 고정된 쟈켓레그가 매립되어 구속되도록 형성시킨 구속콘크리트;를 포함하게 된다.

또한 본 발명에 따른 쟈켓레그캔을 구비한 쟈켓구조물 시공방법은

(a) 상부 내측으로 쟈켓레그(210)의 하단부를 수용하는 중공관; 및 중공관의 내측면에 형성된 플레이트부재로 중공관을 상부공간(S1)과 하부공간(S2)으로 구획하는 것으로서 중앙부에 핀파일홀이 형성되어 쟈켓레그의 하단부가 내측중간격벽의 상면에 고정 결합되는 내측격벽;을 포함하는 쟈켓레그캔을 쟈켓구조물의 쟈켓레그의 하단부를 감싸도록 육상에서 제작한 후, 해상작업선에 탑재하는 단계; (b) 상기 쟈켓레그캔이 쟈켓레그의 하단부에 일체로 형성된 쟈켓구조물을 인양한 후, 쟈켓레그의 쟈켓레그캔이 해저지반(G)에 관입되도록 하여 쟈켓레그캔의 하부공간(S1)으로 해저지반이 충전되면서 압밀효과에 의한 고정단이 형성되도록 세팅하는 단계; 및 (c) 상기 관입된 쟈켓레그캔의 상부공간(S2)에 구속콘크리트를 타설하여 충전하는 단계;를 포함하도록 하게 된다.

본 발명에 의한 쟈켓레그캔을 구비한 쟈켓구조물 및 그 시공방법에 의하여 연약지반과 같이 적정 지지력이 확보되지 않는 해저지반에 있어서도 침하와 활동(슬라이딩)에 대한 적정 지지력 확보가 가능하므로 고정단을 확보하여 쟈켓구조물을 안정적으로 시공할 수 있으면서도, 별도의 종래 PAD 콘크리트와 세굴보호공을 시공하지 않아도 되기 때문에 시공후 균열등에 의한 하자가 발생하지 않도록 할 수 있어 안전하면서도, 신속한 시공이 가능하여 공사비용을 크게 절감할 수 있게 된다.

또한 사용중에는 쟈켓구조물로부터 전달되는 하중에 의한 진동저항력을 확보할 수 있어 내구성 및 유지관리에 있어 매우 효과적인 쟈켓레그캔을 구비한 쟈켓구조물 및 그 시공방법 제공이 가능하게 된다.

도 1a는 종래 쟈켓구조물의 시공단면도 및 레벨링 모식도,
도 1b는 종래 쟈켓레그, 머드매트(Mud mat)를 이용한 쟈켓구조물의 시공도,
도 1c는 종래 쟈켓레그, 핀파일, 세굴보호공을 이용한 쟈켓구조물의 시공도,
도 1d는 종래 암반지역에서 PAD 콘크리트를 사용한 하여 쟈켓구조물의 시공순서도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 쟈켓레그캔의 구성사시도 및 쟈켓레그캔을 구비한 쟈켓구조물의 구성사시도,
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 쟈켓레그캔을 구비한 쟈켓구조물 시공방법 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

[ 쟈켓레그캔(100) 및 쟈켓레그캔(100)을 구비한 쟈켓구조물(200) ]

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 쟈켓레그캔(100)의 구성사시도 및 쟈켓레그캔(100)을 구비한 쟈켓구조물(200)의 구성사시도를 도시한 것이다.

먼저 본 발명의 쟈켓레그캔(100, 청구항 1 관련)은 쟈켓구조물(200)을 구성하는 쟈켓레그(210)의 하단부를 감싸 보강 및 구속하는 하우징부재라 할 수 있다.

이에 도 2a에서는 원형강관 형태로 형성되어 있으나 다양한 단면으로 형성될 수 있으며 본 발명에서는 원형강관 단면 형태로 형성된 것을 기준을 살펴본다.

이러한 쟈켓레그캔(100)은 도 2a와 같이, 중공관(110), 내측중간격벽(120) 및 구속콘크리트(130)를 포함하여 구성된다.

상기 중공관(110)은 중공관부재로서 일정한 높이를 가지도록 형성된 것임을 알 수 있고, 상부 내측으로 쟈켓구조물(200)의 쟈켓레그(210)의 하단부를 수용하게 된다. 이에 쟈켓레그(210)의 직경보다는 큰 직경을 가진 강재 중공관을 이용할 수 있을 것이다.

상기 내측중간격벽(120)은 중공관(110)의 개략 중앙 내측면에 수평으로 형성된 플레이트부재로서 중앙부에 핀파일홀(121)이 형성되도록 한 것이며, 이에 상기 쟈켓레그(210)의 하단부는 내측중간격벽(120)의 상면에 고정되어 결합시키게 된다.

이로서 쟈켓레그(210)는 쟈켓레그캔(100)이 하단부에 일체로 결합되어 있으며 이를 위해 쟈켓레그(210)의 저면에는 거셋플레이트와 같은 연결판(미도시)을 형성시키고 연결판을 내측중간격벽(120) 상면에 볼트결합으로 간단하게 고정되도록 하게 된다.

이때 쟈켓레그(210) 내부로 삽입되는 핀파일(300)이 내측중간격벽(120)의 핀파일홀(121)을 관통하여 쟈켓레그캔(100) 하방으로 연장될 수 있도록 쟈켓레그(210)를 세팅하게 된다.

상기 구속콘크리트(130)는 쟈켓레그(210)가 쟈켓레그캔(100)의 하단부에 일체로 결합된 상태에서 내측중간격벽(120)의 상부공간(S1)에 충전되어 쟈켓레그(210)가 매립되어 구속되도록 형성시킨 것으로서, 쟈켓레그(210)의 하단부를 콘크리트와 강재로 형성된 중공관(110)에 의한 강합성 구조로 형성되어 쟈켓레그(210)로 전달되는 진동하중을 저항하는 역할을 하게 된다.

이러한 진동저항성 확보를 통해 쟈켓레그캔(100)은 쟈켓레그(210)의 손상을 방지할 수 있게 되어 쟈켓구조물의 안전한 사용이 가능하게 됨을 알 수 있다.

이에 상기 쟈켓레그캔(100)은 쟈켓구조물(200)의 자중과 필요시 석션에 의하여 연약지반과 같은 해저지반(G)에 함께 관입되어 시공시 고정단을 안정적으로 형성시킬 수 있게 된다.

이에 도 2b와 같이 쟈켓레그(210)의 하단부에 쟈켓레그캔(100)이 형성된 쟈켓구조물(200)을 살펴보면,

쟈켓레그캔(100)이 쟈켓레그(210)의 하단부를 감싸 해저지반(G)에 관입 시공됨에 따라 종래와 달리 PAD 콘크리트 또는 머드매트를 시공하지 않고서 해저지반 지반에 쟈켓레그캔(100)이 쟈켓레그(210)의 고정단 역할을 하고 있음을 알 수 있다.

즉, 해저지반(G)이 연약지반인 경우에 쟈켓레그캔(100)의 내측중간격벽(120) 하부공간(S1)은 연약지반에 박혀지도록(관입) 시공되어 침하가 발생하더라도 하부공간(S2)내의 연약지반을 감싸 구속하면서 압밀효과에 의하여 연약지반의 지지력 확보가 가능하여 침하와 활동에 저항하는 효과적인 고정단 역할을 할 수 있게 되며, 이는 연약지반을 감싸지 않고 수평판 형태로 단순 지지판으로 형성되는 종래 머드매트(180)와 대비하여 큰 차이점이라 할 수 있다.

또한 쟈켓레그캔(100) 자체가 쟈켓레그(210)의 하단부의 세굴보호공으로 작용하게 되어 쟈켓레그(210)를 보호, 보강 할 수 있어 안전하고 유지관리에 유리한 쟈켓구조물(200) 시공이 가능하게 된다.

또한, 내측중간격벽(120) 상부공간(S1)은 앞서 살펴본 구속콘크리트(130)가 충전되어 양생된 상태이므로 사용중 쟈켓레그(210)로부터 전달되는 진동에 대한 저항이 가능하여 안전한 쟈켓구조물 사용이 가능하게 된다.

또한 상기 쟈켓레그캔(100)은 수중에서 설치하는 것이 아니라, 쟈켓레그(210)의 하단부에 미리 현장 등에서 고정 설치하게 되므로 레벨링을 위한 지지 고정단 역할도 하게 되어 획기적으로 쟈켓구조물의 공사기간 및 공사비를 절감할 수 있게 된다.

[ 쟈켓레그캔(100)을 구비한 쟈켓구조물(200) 시공방법 ]

도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 쟈켓레그캔(100)을 구비한 쟈켓구조물(200) 시공방법 순서도를 도시한 것이다.

먼저, 도 3a와 같이, 쟈켓구조물(200)은 플랫폼 하단에 경사지게 연장 형성된 쟈켓레그(210)를 포함하도록 미리 제작된 상태이며 육상에서 제작하여 해상작업선에 탑재되어 해상으로 운반된다.

이때 상기 쟈켓레그(210)의 하단부에 앞서 살펴본 쟈켓레그캔(100)을 조립 설치하게 된다. 이러한 조립 설치는 육상 또는 해상작업선에서 쟈켓레그(210)의 내측중간격벽(120) 상면에 쟈켓레그캔(100)의 하단부를 미도시한 연결판등을 이용하여 볼트와 너트에 의한 체결구롤 조립 설치하는 것이 신속한 작업을 위하여 바람직하다.

이에 쟈켓레그(210)가 조립 설치된 쟈켓구조물(200)은 해상작업선에 탑재되어 설치되어야 할 위치까지 이동시키게 된다.

다음으로는 도 3b와 같이, 설치되어야 할 위치까지 이동된 해상작업선에 구비된 양중장치를 이용하여 쟈켓구조물(200)을 인양한 후, 쟈켓레그(210)가 해저지반(G)에 접할 수 있도록 거치시키게 된다.

쟈켓레그(210)의 쟈켓레그캔(100)이 해저지반(G)에 관입되도록 하게 되는데 이는 쟈켓구조물(200) 자체의 자중과 필요시 석션을 이용하게 되며 이에 쟈켓레그캔(100)의 하부공간(S1)으로 해저지반 토사등가 밀려들어 오면서(충전이라고 함) 압밀효과에 의해 침하와 활동에 저항하는 고정단이 형성되도록 세팅시키게 된다.

이때 밀려들어온 토사등은 연약지반에 있어 압밀효과가 발생하여 적정 지지력 확보가 가능하게 되는데 이때 하부공간(S2)은 셕션작업이 이루어져 진공상태에 의한 압력에 의하여 보다 효과적으로 토사 등이 효과적으로 밀려들어올 수 있도록 할 수 있고 고정단의 침하와 활동에 대한 저항성도 향상시킬 수 있게 된다.

이에 쟈켓구조물(200)은 쟈켓레그캔(100)의 해저지반(G)에 관입되어 쟈켓레그캔(100)의 하부공간(S1)으로 해저지반 토사등이 밀려들어 오면서 고정단으로 작용하게 되면 자연스럽게 상부는 해상 상부로 노출되어 안정적인 쟈켓구조물(200) 시공이 가능하게 된다.

다음으로는 도 3c와 같이, 쟈켓구조물(200)의 쟈켓레그(210) 내부로 핀파일(300)을 삽입하여 핀파일(300)이 쟈켓레그캔(100)의 핀파일홀(121)을 관통하여 쟈켓레그캔(100) 하방으로 연장될 수 있도록 핀파일(300)에 의하여 쟈켓구조물(200)을 해저지반에 최종 고정 설치하게 된다. 이때 쟈켓구조물(200)의 수직도를 함께 조정하여 레벨링 작업을 함께 수행하게 된다.

이러한 핀파일(300)은 해저지반 하부의 암반까지 연장되도록 하여 쟈켓레그캔(100)이 암반층에 연장된 핀파일(300)에 의하여 최종 지지되도록 하게 되며, 쟈켓레그캔(100)의 상부는 수중에 노출되도록 하게 된다.

이에 핀 파일 시공이 완료되면 쟈켓레그캔의 상부공간(S2)에 구속콘크리트(130)를 타설한다.

상부공간(S2)에 구속콘크리트(130)가 타설되어 합성된 쟈켓레그캔(100)은 중공관의 구속효과에 의하여 콘크리트의 하중 저항성을 향상시킨다.

이에 따라 쟈켓구조물(200) 사용시 쟈켓레그(210)의 진동 저항성을 향상시켜 균열, 탈락과 같은 쟈켓레그의 손상을 방지함과 동시에, 쟈켓레그 주변의 세굴방지 장치로도 활용 가능하여 해상풍력 시스템의 유지관리에 보다 효과적이게 된다.

이에 쟈켓구조물(200)은 해상풍력발전 구조물의 기초(Foundation)로 시공될 수 있음을 알 수 있지만 해저지반에 시공되는 기초구조물로도 활용이 가능함은 당연하다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 쟈켓레그캔
110: 중공관
120: 내측격벽
121: 핀파일홀
130: 구속콘크리트200: 쟈켓구조물
210: 쟈켓레그
300: 핀파일
S1: 쟈켓레그캔의 상부공간
S2: 쟈켓레그캔의 하부공간
G: 해저지반

Claims

상부 내측으로 쟈켓레그(210)의 하단부를 수용하는 중공관(110);
중공관(110)의 내측면에 형성된 플레이트부재로 중공관을 상부공간(S1)과 하부공간(S2)으로 구획하는 것으로서 중앙부에 핀파일홀(121)이 형성되어 쟈켓레그(210)의 하단부가 내측중간격벽(120)의 상면에 고정 결합되는 내측격벽(120); 및
중공관(110)의 상부공간(S1)에 충전되어 내측중간격벽(120)의 상면에 고정된 쟈켓레그(210)가 매립되어 구속되도록 형성시킨 구속콘크리트(130);을 포함하여 쟈켓구조물(200)의 쟈켓레그(210)의 하단부를 감싸도록 형성되며, 상기 중공관(110)의 하부공간(S1)에는 쟈켓구조물(200)이 해저지반(G)에 관입되면서 해저지반이 충전되면서 압밀효과에 의하여 시공시 쟈켓레그캔이 쟈켓구조물의 쟈켓레그의 고정단으로 형성되도록 하는 쟈켓레크캔.
쟈켓레그(210)의 하단부를 감싸도록 쟈켓레크캔(100)이 형성된 쟈켓구조물(200)로서, 상기 쟈켓레크캔(100)은
상부 내측으로 쟈켓레그(210)의 하단부를 수용하는 중공관(110);
중공관(110)의 내측면에 형성된 플레이트부재로 중공관을 상부공간(S1)과 하부공간(S2)으로 구획하는 것으로서 중앙부에 핀파일홀(121)이 형성되어 쟈켓레그(210)의 하단부가 내측중간격벽(120)의 상면에 고정 결합되는 내측격벽(120); 및
중공관(110)의 상부공간(S1)에 충전되어 내측중간격벽(120)의 상면에 고정된 쟈켓레그(210)가 매립되어 구속되도록 형성시킨 구속콘크리트(130);을 포함하는 쟈켓레그캔을 구비한 쟈켓구조물.
제 2항에 있어서,
상기 중공관(110)의 하부공간(S1)에는 쟈켓구조물(200)이 해저지반(G)에 관입되면서 해저지반이 충전되면서 압밀효과에 의하여 시공시 쟈켓레그캔이 쟈켓구조물의 쟈켓레그의 고정단으로 형성되도록 하는 쟈켓레그캔을 구비한 쟈켓구조물.
제 2항에 있어서,
상기 중공관(110)은 원형단면을 포함하는 중공관으로서 쟈켓레그의 하단부에 미리 형성되도록 하는 쟈켓레그캔을 구비한 쟈켓구조물.
제 2항에 있어서,
상기 쟈켓레그(210) 내부로 삽입되는 핀파일(300)이 내측중간격벽(120)의 핀파일홀(121)을 관통하여 쟈켓레그캔(100) 하방으로 연장되어 암반층을 포함하는 견질층까지 시공되도록 하는 쟈켓레그캔을 구비한 쟈켓구조물.
제 2항에 있어서,
상기 구속콘크리트(130)는 콘크리트로 충전되도록 하며, 쟈켓구조물은 터빈, 기초(Foundation)로 구분되는 해상풍력발전 구조물의 기초(Foundation)로서 형성되도록 하는 쟈켓레그캔을 구비한 쟈켓구조물.
제 2항에 있어서,
상기 쟈켓레그(210)의 내측중간격벽(120) 상면에 쟈켓레그캔(100)의 하단부를 연결판을 이용하여 볼트와 너트에 의한 체결구롤 조립 설치하여 쟈켓레그(210)의 하단부가 내측중간격벽(120)의 상면에 고정 결합되도록 하는 쟈켓레그캔을 구비한 쟈켓구조물.
(a) 상부 내측으로 쟈켓레그(210)의 하단부를 수용하는 중공관(110); 및 중공관(110)의 내측면에 형성된 플레이트부재로 중공관을 상부공간(S1)과 하부공간(S2)으로 구획하는 것으로서 중앙부에 핀파일홀(121)이 형성되어 쟈켓레그(210)의 하단부가 내측중간격벽(120)의 상면에 고정 결합되는 내측격벽(120);을 포함하는 쟈켓레그캔(100)을 쟈켓구조물의 쟈켓레그의 하단부를 감싸도록 육상에서 제작한 후, 해상작업선에 탑재하는 단계;
(b) 상기 쟈켓레그캔(100)이 쟈켓레그의 하단부에 일체로 형성된 쟈켓구조물(200)을 인양한 후, 쟈켓레그(210)의 쟈켓레그캔(100)이 해저지반(G)에 관입되도록 하여 쟈켓레그캔(100)의 하부공간(S1)으로 해저지반이 충전되면서 압밀효과에 의한 고정단이 형성되도록 세팅하는 단계; 및
(c) 상기 관입된 쟈켓레그캔의 상부공간(S2)에 구속콘크리트(130)를 타설하여 충전하는 단계;를 포함하는 쟈켓레그캔을 구비한 쟈켓구조물 시공방법.
제 8항에 있어서,
상기 (b) 단계와 (c) 단계 사이에
상기 쟈켓레그(210) 내부로 삽입되는 핀파일(300)이 내측중간격벽(120)의 핀파일홀(121)을 관통하여 쟈켓레그캔(100) 하방으로 연장되어 암반층을 포함하는 견질층까지 시공되도록 하는 단계를 더 포함하는 쟈켓레그캔을 구비한 쟈켓구조물 시공방법.
제 8항에 있어서,
상기 (a) 단계에 있어서,
쟈켓레그(210)의 내측중간격벽(120) 상면에 쟈켓레그캔(100)의 하단부를 연결판을 이용하여 볼트와 너트에 의한 체결구롤 조립 설치하여 쟈켓레그(210)의 하단부가 내측중간격벽(120)의 상면에 고정 결합되도록 하는 쟈켓레그캔을 구비한 쟈켓구조물 시공방법.
제 8항에 있어서,
상기 쟈켓레그캔을 구비한 쟈켓구조물은 터빈, 기초(Foundation)로 구분되는 해상풍력발전 구조물의 기초(Foundation)로서 형성되도록 하는 쟈켓레그캔을 구비한 쟈켓구조물 시공방법.