KR20230107748A - 풍력 발전 싱글 파일 기초 및 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 풍력 발전 싱글 파일(single pile) 기초 및 시공방법을 공개하며, 싱글 파일을 포함하고, 싱글 파일의 내부에는 미리 제조된 부재세트가 설치되고, 미리 제조된 부재세트는 트러스(truss), 스틸 축, 보호관(Protective tube)과 차단판 어셈블리를 포함하고, 트러스와 차단판 어셈블리는 각각 싱글 파일 내부의 상하 양측에 고정하고, 스틸 축은 트러스와 차단판 어셈블리 중심을 관통해 지나 고정되고, 보호관은 스틸 축의 상부 구간에 씌워 설치하고, 보호관의 하단은 잭(jack)이 고정되고, 스틸 축과 보호관 사이는 원주방향을 따라 다수 개의 스틸 파이프가 간격을 두고 설치되고, 스틸 파이프의 중부 구간은 잭의 꼭대기판과 연결하고, 시공할 경우, 차단판 어셈블리는 항타과정 중의 폐색효과(soil plug effect)를 증강하며, 항타가 끝난 후, 잭은 스틸 파이프를 구동해 동작하도록 하고, 스틸 파이프의 하부 구간을 구동하여 차단판 어셈블리의 슬라이드 홈을 따라 슬라이딩해 구조 홀을 관통해 지나 싱글 파일 주변 토양체(soil body)에 진입하고, 이음매 없는 스틸 파이프를 통해 파일(pile) 주변 토양체에 대한 그라우팅 보강을 진행하여 싱글 파일 기초의 수직방향, 수평 및 비틀림 방지 지지력의 전면적인 향상을 실현한다. 본 발명은 풍력발전기세트 제조용 싱글 파일의 상향 방지, 뒤집힘 방지 및 비틀림 방지 지지력을 대폭 향상한다.
Description
본 발명은 풍력발전장치 및 시공방법에 관한 것으로, 상세하게, 풍력 발전 싱글 파일(single pile) 기초 및 시공방법에 관한 것이다.
현재 에너지의 청정과 지속적인 발전은 세계의 각 국가가 보편적으로 주목하는 문제이며, 청정 친환경 에너지가 점차 종래의 화석 에너지를 대체하는 것은 필연적인 추세로 될 것이다. 따라서, 해상 풍력 발전을 중국에 건설하는 것은 매우 우수한 자원 잠재력과 응용 전망을 갖고 있을 것이다.
해상 풍력 발전소를 건설하는 과정에서, 원가 통제든지 아니면 안정 신뢰성이든지를 막론하고 풍력 발전의 기초는 예산 합리와 송풍기 정상 작동을 보장하는 키포인트 요소이다. BOEM 회사의 통계에 의하면, 통상적인 해상 풍력 발전 프로젝트의 원가에서, 송풍기가 가장 큰 비율을 차지하여 약 총 원가의 33%를 차지하며; 다음은 풍력 발전 기초로서, 약 19% 차지한다. 따라서, 합리적인 기초 선별 및 설계는 해상 풍력 발전이 원가를 절약하고 공사기간을 단축시키는 중요한 일환이다. 현재 건설되었거나 건설 중인 풍력 발전 프로젝트는 기본적으로 천해 해역에 집중되었고, 여기에서, 대직경 싱글 파일(single pile) 기초가 주도적인 기초 형식으로 되었다.
현단계의 해상 풍력 발전은 대직경 싱글 파일 기초의 설계 사상은 매우 보수적이고, 대직경 싱글 파일 기초는 시공의 어려움이 크고 환경이 복잡한 등 문제가 있다. 시공의 어려움과 공사기간을 증가하지 않는 기초상에서 풍력발전기세트 제조용 싱글 파일의 상향 방지, 뒤집힘 방지 및 비틀림 방지 지지력을 대폭 향상하고, 파일(pile) 길이를 단축하고, 공사비를 뚜렷하게 낮추는 것은 현재 업계가 시급히 해결해야 하는 어려움이다.
본 발명의 목적은, 풍력 발전 싱글 파일(single pile) 기초를 제공하여, 종래의 싱글 파일 기초가 시공의 어려움과 공사기간을 증가하지 않는 기초상에서 풍력발전기세트 제조용 싱글 파일의 상향 방지, 뒤집힘 방지 및 비틀림 방지 지지력을 대폭 향상시킬 수 없고, 파일(pile) 길이를 단축시킬 수 없고, 유효 파일 지름을 확대할 수 없고, 파일 주변 토양체(soil body)를 보강할 수 없는 문제를 해결하는 데 있다.
본 발명의 다른 하나의 목적은 상기 풍력 발전 싱글 파일 기초의 시공방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 기재된 풍력 발전 싱글 파일(single pile) 기초는 싱글 파일을 포함하고, 상기 싱글 파일의 내부에는 미리 제조된 부재세트가 설치되고, 상기 미리 제조된 부재세트는 트러스(truss), 스틸 축, 보호관(Protective tube)과 차단판 어셈블리를 포함하고, 상기 트러스와 차단판 어셈블리는 각각 싱글 파일 내부의 상하 양측에 고정하고, 상기 스틸 축은 트러스와 차단판 어셈블리 중심을 관통해 지나 고정되고, 상기 보호관은 스틸 축의 상부 구간에 씌워 설치하고, 상기 보호관의 하단은 잭(jack)이 고정되고, 상기 스틸 축과 보호관 사이는 원주방향을 따라 다수 개의 스틸 파이프가 간격을 두고 설치되고, 상기 스틸 파이프는 플렉서블 인터페이스를 통해 연결한 스틸 파이프 상부 구간, 스틸 파이프 중부 구간과 스틸 파이프 하부 구간을 포함하고, 상기 스틸 파이프의 중부 구간은 상기 잭의 꼭대기판과 연결하고, 상기 스틸 파이프의 하부 구간은 차단판 어셈블리의 표면을 따라 연장해 뻗어나가 차단판 어셈블리를 따라 슬라이딩할 수 있고, 상기 싱글 파일에는 스틸 파이프가 관통해 지나가도록 하는 구조 홀이 설치되고, 상기 잭은 스틸 파이프를 구동해 동작하도록 하고, 스틸 파이프의 하부 구간을 구동하여 차단판 어셈블리의 슬라이드 홈을 따라 슬라이딩해 구조 홀을 관통해 지나 싱글 파일 주변 토양체(soil body)에 진입한다.
보호관을 고정하는 데 편리하도록 상기 보호관의 상단의 튜브 벽은 상기 스틸 트러스와 용접해 고정한다.
여기에서, 상기 차단판 어셈블리는 상부 차단판과 하부 차단판을 포함하고, 상기 상부 차단판과 하부 차단판의 중심에는 스틸 축과 매칭된 스루홀이 설치되고, 상기 상부 차단판의 표면에는 스틸 파이프의 하부 구간과 매칭된 슬라이드 홈이 개설되고, 상기 상부 차단판과 하부 차단판은 중심의 원주방향을 따라 부채꼴 스페이스와 부채꼴 스틸 플레이트가 교차되게 분포된다.
상부 차단판과 하부 차단판이 폐쇄된 후에도 해수를 배출하는 데 편리하도록 수직방향에 여전히 공극을 구비하며, 상기 상부 차단판의 부채꼴 스틸 플레이트 표면의 법선(normal line)과 스틸 축의 축선이 이룬 협각은 상기 하부 차단판의 부채꼴 스틸 플레이트 표면의 법선과 스틸 축의 축선이 이룬 협각보다 크다.
항타과정에서 폐색이 형성되도록 보장할 뿐만 아니라, 차단판구조의 파괴도 피하도록 보장하기 위하여, 상기 상부 차단판의 판 두께는 중심에서부터 가장자리를 향해 선형으로 감소되고, 상기 하부 차단판의 벽 두께는 가장자리에서부터 중심을 향해 선형으로 감소된다.
균일한 그라우팅을 보장하기 위하여, 상기 스틸 파이프의 하부 구간 표면에는 홀이 설치되고, 토양체로 연장해 뻗어나간 일단은 팁 구조이다.
구조의 국부적인 파괴를 피하도록 상기 구조 홀의 주변에 보강 리브를 용접한다.
상기 플렉서블 인터페이스는 플렉서블 밀폐 파이프이다.
상기 풍력 발전 싱글 파일 기초의 시공방법은 아래의 단계를 포함한다.
(1) 미리 제조된 부재세트를 싱글 파일의 지정 위치에 용접하며;
(2) 항타 전에 상부 차단판과 하부 차단판을 겹쳐 합치고, 이 경우, 상부 차단판의 부채꼴 스페이스와 하부 차단판의 부채꼴 스페이스를 정렬하며;
(3) 싱글 파일의 관입 헤머링 수가 뚜렷하게 높아지고 관입 심도가 하부 차단판이 위치한 심도를 초과할 경우, 항타를 잠시 정지하고, 스틸 축을 시계 반대 방향으로 회전시켜 상부 차단판의 부채꼴 스틸 플레이트가 하부 차단판의 부채꼴 스페이스를 커버하도록 하며, 이 경우, 스틸 파이프 하부 구간의 팁 구조는 구조 홀과 일일이 대응되고, 스틸 축은 스틸 트러스와 용접해 고정하며;
(4) 싱글 파일의 관입 심도가 설계된 매립 심도에 도달할 경우, 항타를 정지하고, 잭을 작동하고, 잭은 스틸 파이프 하부 구간을 구동해 토양체에 완전히 압입하며;
(5) 그라우팅설비를 작동해 스틸 파이프에 대한 그라우팅을 진행하고, 스틸 파이프를 통해 토양체에 시멘트 슬러리를 주입하며;
(6) 그라우팅을 정지한 후, 이음매 없는 스틸 파이프에 있어서, 토양체에서 멀어지는 일단과 캐핑(capping)을 일체형으로 주조한다.
본 발명의 싱글 파일(single pile) 기초는 스틸 파이프 내부의 설계된 심도 지점에 차단판 어셈블리를 이용하여 폐색효과(soil plug effect)를 증강시키고, 차단판 지점은 파일(pile) 벽의 외부를 향해 스틸 파이프가 뻗어나가고, 스틸 파이프를 통해 그라우팅법을 이용하여 파일 주변 토양체(soil body)를 보강하여, 해상 풍력 발전의 대직경 싱글 파일 기초에 있어서, 수직방향, 수평 및 비틀림 방지 지지력을 전면적으로 향상한다. 본 발명은 풍력발전기세트 제조용 싱글 파일의 상향 방지, 뒤집힘 방지 및 비틀림 방지 지지력을 대폭 향상하며, 파일(pile) 길이를 단축하고, 유효 파일 지름을 확대하고, 파일 주변 토양체를 보강하고, 공사비를 효과적으로 낮춘다.
도 1은 본 발명에 따른 신형 싱글 파일(single pile) 기초의 전체 설명도이고;
도 2는 본 발명에 있어서, 항타 전 부재세트의 구조에 대한 단면도이고;
도 3은 본 발명에 따른 스틸 트러스(truss)의 배치에 대한 조감도이고;
도 4는 본 발명에 따른 스틸 보호관(Protective tube), 이음매 없는 스틸 파이프와 스틸 축의 배치에 대한 조감도이고;
도 5는 본 발명에 따른 이음매 없는 스틸 파이프의 연결에 대한 설명도이고;
도 6은 본 발명에 따른 상부 차단판의 조감도이고;
도 7은 본 발명에 따른 하부 차단판의 조감도이고;
도 8은 본 발명에 있어서, 스틸파이프 파일(pile)에 개설된 구조 홀 및 보강 리브의 설명도이고;
도 9는 본 발명에 있어서, 그라우팅 전 부재세트의 단면도이고;
도 10은 상부 차단판 회전 후 및 그라우팅 전의 조감도이고;
도 11은 이음매 없는 스틸 파이프의 하부 구간의 구조에 대한 설명도이고;
도 12는 그라우팅 후의 슬러리 분포에 대한 설명도이다.
도 2는 본 발명에 있어서, 항타 전 부재세트의 구조에 대한 단면도이고;
도 3은 본 발명에 따른 스틸 트러스(truss)의 배치에 대한 조감도이고;
도 4는 본 발명에 따른 스틸 보호관(Protective tube), 이음매 없는 스틸 파이프와 스틸 축의 배치에 대한 조감도이고;
도 5는 본 발명에 따른 이음매 없는 스틸 파이프의 연결에 대한 설명도이고;
도 6은 본 발명에 따른 상부 차단판의 조감도이고;
도 7은 본 발명에 따른 하부 차단판의 조감도이고;
도 8은 본 발명에 있어서, 스틸파이프 파일(pile)에 개설된 구조 홀 및 보강 리브의 설명도이고;
도 9는 본 발명에 있어서, 그라우팅 전 부재세트의 단면도이고;
도 10은 상부 차단판 회전 후 및 그라우팅 전의 조감도이고;
도 11은 이음매 없는 스틸 파이프의 하부 구간의 구조에 대한 설명도이고;
도 12는 그라우팅 후의 슬러리 분포에 대한 설명도이다.
이하, 도면을 결합해 본 발명을 더 설명한다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명이 공개한 풍력 발전 싱글 파일(single pile) 기초는 싱글 파일(2)을 포함하고, 싱글 파일(2)의 상단에는 풍력 발전기세트 및 캐핑(capping)(1)이 고정해 연결되고, 싱글 파일(2)의 내부에는 미리 제조된 부재세트(3)가 설치되며, 부재세트는 스틸 트러스(truss)(31), 스틸 보호관(Protective tube)(32), 다수 개의 이음매 없는 스틸 파이프(33), 잭(jack)(34), 스틸 축(35), 상부 차단판(36) 및 하부 차단판(37)을 포함하며, 본 실시예에서, 이음매 없는 스틸 파이프는 8개이다. 부재세트(3)의 총 길이는 폐색효과(soil plug effect) 및 수직방향 지지력의 향상 요구에 근거해 조정할 수 있고, 본 실시예에서 이용하는 길이는 싱글 파일(2)이 토양체(soil body)에 진입하는 심도의 1/3보다 약간 짧고, 싱글 파일(2)의 개구 지점과 스틸 트러스(31)의 거리는 2 m이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 스틸 보호관(32)의 상단 튜브 벽은 스틸 트러스(31)의 상표면과 용접해 고정시키고, 스틸 보호관(32)은 스틸 축(35)과 동축을 이루면서 씌워 설치되어 스틸 트러스(31)의 중심을 관통해 지나며, 스틸 보호관(32)과 스틸 축(35) 사이의 공극은 8개의 이음매 없는 스틸 파이프의 상부 구간(331)을 축심을 따라 축방향으로 간격을 두고 분포하며, 이음매 없는 스틸 파이프의 상부 구간(331)과 중부 구간(332)은 플렉서블 인터페이스(335)를 이용해 연결하고, 잭(jack)(34)의 꼭대기판은 이음매 없는 스틸 파이프의 상부 구간(331) 및 중부 구간(332)의 플렉서블 인터페이스(335)와 연결하며, 플렉서블 인터페이스(335) 소재는 고리형 그라우팅 파이프 등 플렉서블 밀폐 파이프를 이용할 수 있고, 상기 플렉서블 인터페이스는 힌지 연결 형식을 제공하며, 힘만 전달하고 변형과 토크는 전달하지 않는다. 플렉서블 인터페이스(335)에 있어서, 이음매 없는 스틸 파이프의 상부 구간에 가까운 일단은 잭(34)의 리프팅단에 용접해 고정되고, 잭(34)은 베이스 플레이트를 고정해 스틸 보호관(32)의 하단과 용접해 고정시키며, 잭(34)의 중공 지점은 스틸 축(35)과 이음매 없는 스틸 파이프(33)를 동축으로 관통해 지나간다. 이음매 없는 스틸 파이프의 상부 구간(331)과 스틸 축(35)의 일단은 스틸 보호관(32)의 외부로 뻗어나가고, 시공과정에서 이음매 없는 스틸 파이프의 상부 구간(331)의 안정을 보장하기 위하여, 철사로 감아 이를 스틸 축(35)에 잠시 고정시킬 수 있고, 스틸 트러스(31)와 스틸 보호관(32)은 잭에 반력(counter force)을 제공하고, 잭(34)은 중심이 관통된 홀을 구비하고, 홀은 모든 이음매 없는 스틸 파이프와 스틸 축이 관통해지나가도록 할 수 있고, 수직으로 하향하는 추진력을 제공할 수 있다. 잭(34)은 단일방향 또는 양방향 중공 잭을 이용할 수 있다.
도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 차단판 어셈블리는 상부 차단판(36)과 하부 차단판(37)을 포함하며, 해수 배출에 편리하고 항타과정의 원활한 진행을 보장하기 위하여, 상부 차단판(36)과 하부 차단판(37)의 중심에 홀을 미리 남기고, 중심의 원주방향을 따라 8개의 부채꼴 스페이스와 부채꼴 스틸 플레이트를 등간격으로 교차되게 분포하며, 상부 차단판(36)의 판 두께는 중심에서부터 가장자리를 향해 선형으로 감소하고, 이의 중심의 판 두께는 가장자리의 판 두께의 2배이고, 이의 가장자리의 판 두께는 싱글 파일(2)의 벽 두께와 같으며, 하부 차단판(37)의 벽 두께는 가장자리에서부터 중심을 향해 선형으로 감소하고, 이의 가장자리 지점의 판 두께는 중심 지점의 판 두께의 2배이고, 이의 중심 지점의 판 두께는 싱글 파일(2)의 벽 두께와 같다. 상부 차단판(36)은 중심이 스틸 축과 동축으로 용접해 고정되고, 다른 일단은 자유롭고, 이의 직경은 하부 차단판(37)보다 약간 작으며; 하부 차단판(37)은 외부 가장자리가 싱글 파일(2)과 용접해 고정되고, 다른 일단은 동축으로 스틸 축(35)의 말단에 씌워 설치된다. 항타 초기 단계에서, 해수 배출에 편리하고 항타과정의 원활한 진행을 보장하기 위하여, 상부 차단판(36)은 하부 차단판(37)을 마주 보도록 구성되고, 부재세트의 바닥단은 8개의 부채꼴 스페이스가 중심을 따라 대칭되도록 등간격으로 교차되게 분포되는 형식으로 형성된다. 상부 차단판(36)의 각각의 부채꼴 스틸 플레이트가 위치한 평면의 법선(normal line)과 스틸 축의 축선이 이룬 협각은 모두 하부 차단판에 대응되는 협각보다 커야 한다. 본 실시예에서, 상부 차단판(36)의 8개의 스틸 플레이트가 위치한 평면의 법선과 스틸 축의 축선이 이룬 협각은 모두 10°이고, 하부 차단판의 8개의 스틸 플레이트가 위치한 평면의 법선과 스틸 축의 축선이 이룬 협각은 모두 5°이다. 상부 차단판의 8개의 스틸 플레이트의 표면은 모두 이음매 없는 스틸 파이프와 상호 매칭된 슬라이드 홈(361)이 개설되고, 8개의 이음매 없는 스틸 파이프의 중부 구간과 하부 구간은 슬라이드 홈 지점에서 플렉서블 인터페이스를 이용해 밀폐해 연결하며, 균일한 그라우팅을 보장하기 위하여, 이음매 없는 스틸 파이프의 하부 구간(334)의 표면은 미세한 홀이 밀집하게 분포되고, 토양체(soil body)로 연장해 뻗어나간 일단은 팁 구조이고, 이음매 없는 스틸 파이프의 하부 구간(334)은 슬라이드 홈을 따라 슬라이딩할 수 있으며, 이음매 없는 스틸 파이프의 상부 구간, 중부 구간, 하부 구간이 상호 연결되어 완전한 그라우팅 통로를 형성하도록 보장하기 위하여, 연결 지점은 플렉서블 인터페이스로 연결되며, 플렉서블 인터페이스 소재는 고리형 그라우팅 파이프 등 플렉서블 밀폐 파이프 소재를 이용할 수 있고, 이의 길이는 이음매 없는 스틸 파이프의 직경(D)의 대략 2배이고, 플렉서블 인터페이스는 힌지 연결 형식으로 힘만 전달하고 변형과 토크는 전달하지 않는다.
도 8에 도시된 바와 같이, 잭(jack)(34)은 베이스가 스틸 보호관(32)의 하단과 용접해 고정되고, 다른 일단은 이음매 없는 스틸 파이프 중부 구간을 하향으로 밀어 움직이고 8개의 이음매 없는 스틸 파이프의 하부 구간을 연동시켜 대응되는 슬라이드 홈을 따라 슬라이딩하고 구조 홀을 관통해 지나 싱글 파일(2) 주변의 토양체(soil body)에 밀어넣어지도록 하며, 이음매 없는 스틸 파이프의 하부 구간(333)이 토양체에 완전히 진입할 경우, 이음매 없는 스틸 파이프의 중부 구간과 스틸 축의 축선이 이룬 협각은 모두 30°이고, 이음매 없는 스틸 파이프의 하부 구간(333)의 길이는 싱글 파일(2)의 반경과 같으며, 싱글 파일(2)은 상부 차단판의 근처에 이음매 없는 스틸 파이프의 하부 구간과 상호 매칭되는 구조 홀을 개설하고, 구조 홀의 주변은 보강 리브(21)를 용접해 싱글 파일의 국부적 구조가 파괴되는 것을 방지한다.
도 9 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 싱글 파일의 관입 헤머링 수가 뚜렷하게 높아지고 관입 심도가 설계된 매립 심도의 2/3를 초과할 경우, 스틸 축을 시계 반대 방향으로 22.5°회전시켜 상부 차단판(36)이 하부 차단판(37)의 스페이스를 커버하도록 하며, 8개의 이음매 없는 스틸 파이프의 하부 구간과 중부 구간은 모두 상부 차단판을 따라서 회전이 발생하고, 8개의 이음매 없는 스틸 파이프의 하부 구간의 팁 구조는 구조 홀과 일일이 대응되고, 8개의 이음매 없는 스틸 파이프의 중부 구간이 약간 회전할 경우, 잭이 중부 구간과 하부 구간에 가하는 연동작용에 영향을 미치지 않는다. 상부 차단판(36)은 하부 차단판(37)을 커버해 항타과정에서 싱글 파일 내부에 토양체가 용승(upwelling)하는 것을 제지하고 폐색효과(soil plug effect)를 증강해 싱글 파일의 지지력을 향상한다. 상부 차단판(36)과 하부 차단판(37)의 표면이 경사진 각도가 다르므로, 2개의 판은 수직방향으로 일정한 간극을 남겨두어, 항타과정에서 파일 내부 토양체의 과잉 공극 수압이 소실되도록 하여 시공의 원활한 진행을 보장한다. 본 실시예에서, 스틸 보호관의 직경은 싱글 파일 직경의 1/6 내지 1/4이고, 벽 두께와 싱글 파일 벽 두께의 1/8 내지 1/6이며, 싱글 파일에 근거해 실제 사이즈를 조절할 수 있다.
본 발명의 시공은 아래의 단계를 포함한다.
(1) 부재세트를 싱글 파일의 지정 위치에 용접하고, 싱글 파일과 조립한 후, 지정 지점으로 운송해 시공하며;
(2) 항타 전에 상부 차단판과 하부 차단판을 겹쳐 합치고, 이 경우, 상부 차단판의 8개의 스페이스와 하부 차단판의 8개의 스페이스를 정렬하며;
(3) 싱글 파일의 관입 헤머링 수가 뚜렷하게 높아지고 관입 심도가 설계된 매립 심도의 2/3를 초과할 경우, 항타를 잠시 정지하고, 스틸 축을 시계 반대 방향으로 회전시켜 상부 차단판의 8개의 스틸 플레이트가 하부 차단판의 8개의 스페이스를 커버하도록 하며, 이 경우, 8개의 이음매 없는 스틸 파이프의 하부 구간의 팁 구조는 구조 홀과 일일이 대응되고, 스틸 축은 스틸 트러스와 용접해 단단히 고정하며;
(4) 싱글 파일의 관입 심도가 설계된 매립 심도에 도달할 경우, 항타를 정지하고, 잭을 작동해 8개의 이음매 없는 스틸 파이프의 하부 구간을 토양체에 완전히 압입하며;
(5) 그라우팅설비를 작동해 8개의 이음매 없는 스틸 파이프에 대한 그라우팅을 진행하고, 토양체(soil body)에 시멘트 슬러리를 주입하며;
(6) 그라우팅을 정지한 후, 8개의 이음매 없는 스틸 파이프에 있어서, 송풍기에서 가까운 일단과 캐핑(capping)을 함께 일체형으로 주조한다.
Claims (9)
- 풍력 발전 싱글 파일 기초에 있어서,
싱글 파일(2)을 포함하고,
상기 싱글 파일(2)의 내부에는 미리 제조된 부재세트(3)가 설치되고, 상기 미리 제조된 부재세트는 트러스(truss)(31), 스틸 축(35), 보호관(Protective tube)(32)과 차단판 어셈블리를 포함하고, 상기 트러스(31)와 차단판 어셈블리는 각각 싱글 파일(2) 내부의 상하 양측에 고정하고, 상기 스틸 축(35)은 트러스(31)와 차단판 어셈블리 중심을 관통해 지나 고정되고, 상기 보호관(32)은 스틸 축(35)의 상부 구간에 씌워 설치하고, 상기 보호관(32)의 하단은 잭(jack)(34)이 고정되고, 상기 스틸 축(35)과 보호관(32) 사이는 원주방향을 따라 다수 개의 스틸 파이프(33)가 간격을 두고 설치되고, 상기 스틸 파이프는 플렉서블 인터페이스를 통해 연결한 스틸 파이프 상부 구간(331), 스틸 파이프 중부 구간(332)과 스틸 파이프 하부 구간(333)을 포함하고, 상기 스틸 파이프의 중부 구간(332)은 상기 잭(34)의 꼭대기판과 연결하고, 상기 스틸 파이프의 하부 구간(333)은 차단판 어셈블리의 표면을 따라 연장해 뻗어나가 차단판 어셈블리를 따라 슬라이딩할 수 있고, 상기 싱글 파일(2)에는 스틸 파이프(33)가 관통해 지나가도록 하는 구조 홀(22)이 설치되고, 상기 잭(34)은 스틸 파이프 하부 구간(333)을 구동하여 차단판 어셈블리의 슬라이드 홈을 따라 슬라이딩해 구조 홀을 관통해 지나 싱글 파일(2) 주변 토양체(soil body)에 진입하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 싱글 파일 기초. - 제1항에 있어서,
상기 보호관(32)의 상단의 튜브 벽은 상기 스틸 트러스(31)와 용접해 고정하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 싱글 파일 기초. - 제1항에 있어서,
상기 차단판 어셈블리는 상부 차단판(36)과 하부 차단판(37)을 포함하고, 상기 상부 차단판(36)과 하부 차단판(37)의 중심에는 스틸 축(35)과 매칭된 스루홀이 설치되고, 상기 상부 차단판(36)의 표면에는 스틸 파이프의 하부 구간과 매칭된 슬라이드 홈(361)이 개설되고, 상기 상부 차단판(36)과 하부 차단판(37)은 중심의 원주방향을 따라 부채꼴 스페이스와 부채꼴 스틸 플레이트가 교차되게 분포되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 싱글 파일 기초. - 제3항에 있어서,
상기 상부 차단판(36)의 부채꼴 스틸 플레이트 표면의 법선(normal line)과 스틸 축의 축선이 이룬 협각은 상기 하부 차단판(37)의 부채꼴 스틸 플레이트 표면의 법선과 스틸 축의 축선이 이룬 협각보다 큰 것을 특징으로 하는 풍력 발전 싱글 파일 기초. - 제1항에 있어서,
상기 상부 차단판(36)의 판 두께는 중심에서부터 가장자리를 향해 선형으로 감소되고, 상기 하부 차단판(37)의 벽 두께는 가장자리에서부터 중심을 향해 선형으로 감소되는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 싱글 파일 기초. - 제1항에 있어서,
상기 스틸 파이프의 하부 구간(334) 표면에는 홀이 설치되고, 토양체로 연장해 뻗어나간 일단은 팁 구조인 것을 특징으로 하는 풍력 발전 싱글 파일 기초. - 제1항에 있어서,
상기 구조 홀(22)의 주변에 보강 리브(21)를 용접하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전 싱글 파일 기초. - 제1항에 있어서,
상기 플렉서블 인터페이스는 플렉서블 밀폐 파이프인 것을 특징으로 하는 풍력 발전 싱글 파일 기초. - 제1항에 따른 풍력 발전 싱글 파일 기초의 시공방법에 있어서,
이하의 단계,
(1) 미리 제조된 부재세트를 싱글 파일의 지정 위치에 용접하는 단계;
(2) 항타 전에 상부 차단판과 하부 차단판을 겹쳐 합치고, 이 경우, 상부 차단판의 부채꼴 스페이스와 하부 차단판의 부채꼴 스페이스를 정렬하는 단계;
(3) 싱글 파일의 관입 헤머링 수가 뚜렷하게 높아지고 관입 심도가 하부 차단판이 위치한 심도를 초과할 경우, 항타를 잠시 정지하고, 스틸 축을 시계 반대 방향으로 회전시켜 상부 차단판의 부채꼴 스틸 플레이트가 하부 차단판의 부채꼴 스페이스를 커버하도록 하며, 이 경우, 스틸 파이프 하부 구간의 팁 구조는 구조 홀과 일일이 대응되고, 스틸 축은 스틸 트러스와 용접해 고정하는 단계;
(4) 싱글 파일의 관입 심도가 설계된 매립 심도에 도달할 경우, 항타를 정지하고, 잭을 작동하고, 잭은 스틸 파이프 하부 구간을 구동해 토양체에 완전히 압입하는 단계;
(5) 그라우팅설비를 작동해 스틸 파이프에 대한 그라우팅을 진행하고, 스틸 파이프를 통해 토양체에 시멘트 슬러리를 주입하는 단계;
(6) 그라우팅을 정지한 후, 이음매 없는 스틸 파이프에 있어서, 토양체에서 멀어지는 일단과 캐핑(capping)을 일체형으로 주조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시공방법.
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