KR101255961B1 - 케이슨 구조물 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이슨 구조물 시공 방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 여러 개의 케이슨 방파제에 둘러싸인 내부 공간을 활용할 수 있도록 차수 성능이 개선된 케이슨 구조물 시공 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 케이슨 구조물 시공방법에 있어서, 상기 케이슨 구조물의 내측에 배치되는 벽의 면적이 외측에 배치되는 벽의 면적보다 큰 제1케이슨과 내측에 배치되는 벽의 면적이 외측에 배치되는 벽의 면적보다 작은 제2케이슨을 제작하는 케이슨 제작단계; 상기 케이슨 구조물의 형상에 따라 제1케이슨과 제2케이슨을 번갈아가며 배치하며 이때 케이슨들 사이의 공간에는 탄성 변형이 가능한 차수재를 설치하는 케이슨 배치단계; 상기 케이슨 배치단계가 완료된 이후에 상기 케이슨 구조물 내부의 물을 퍼내는 펌핑 단계; 를 포함하여, 상기 펌핑 단계에서 케이슨 구조물의 외측에 배치되는 벽의 면적이 넓은 케이슨이 상대적으로 높은 수압에 의해 케이슨 구조물의 내측으로 이동하면서 상기 차수재를 탄성 변형시켜 수밀성을 확보하는 것을 특징으로 하는 케이슨 구조물 시공방법을 제공한다.
본 발명에 의하면 케이슨 구조물을 형성하기 위하여 배치되는 케이슨 사이의 틈에 차수재를 설치함으로써, 케이슨 사이를 통하여 케이슨 구조물의 내부로 물이 스며드는 것을 방지하여 케이슨으로 둘러싸인 내부 공간을 육지처럼 활용할 수 있는 케이슨 시공방법을 제공할 수 있다.

Description

케이슨 구조물 시공 방법{Caison Breakwater Construction Method}

본 발명은 케이슨 구조물 시공 방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 여러 개의 케이슨 방파제에 둘러싸인 내부 공간을 활용할 수 있도록 차수 성능이 개선된 케이슨 구조물 시공 방법에 관한 것이다.

케이슨은 철근 콘크리트 상자 모형으로 제작되며, 내부 공간은 비워서 물에 뜰 수 있도록 제조된다. 부양식 독(dock)이나 육상의 독에서 제작되고 예항선 또는 크레인 선에 매달려 현장으로 운반되어 방파제 또는 중력식 구조의 본체로서 설치된다.

도 1은 케이슨의 한 예를 간단하게 도시한 것이다. 케이슨은 일반적으로 철근 콘크리트 재질로 이루어진다. 도 1에 도시된 케이슨(1)은 상부가 개방되어 있는 형태지만, 설치된 후에 상부를 막을 수도 있으며, 일반적으로 내부공간(2)에는 사석을 채워 바닷속으로 가라앉도록 한다.

도 2는 케이슨을 이용해 만든 방파제의 하나의 예를 도시한 평면도이다. 여러 개의 케이슨(1)이 사용된다. 도 3에는 케이슨 방파제의 측면도가 도시되어 있는데 설치된 케이슨(1)의 내부에는 도시되지는 않았지만 전술한 바와 같이 사석이 채워져 있다.

이러한 케이슨(1)은 설치될 때 약 10cm 정도씩 떨어지게 설치된다. 설치 과정에서 케이슨(1) 사이에서 발생할 수 있는 충돌을 방지하기 위하여 케이슨(1) 사이를 적당한 간격으로 이격시키는 것이다. 이처럼 케이슨(1) 사이에는 약 10cm정도의 이격된 부분이 있어서 설치된 케이슨(1)의 사이의 틈으로 해수의 이동을 기본적으로 허용한다. 따라서 케이슨(1)에 의해 형성되는 내부 공간(도 2에 도면부호 3으로 표시)에는 물이 채워지게 된다.

이러한 특징으로 인해 케이슨(1)의 내측 공간에는 해수가 차 있게 되고 케이슨(1)의 내측 공간을 활용하고 싶어도 제대로 활용할 수 없는 문제가 있었다.

본 발명은 배경기술의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 케이슨에 의해 둘러싸인 내부 공간을 적절히 활용할 수 있도록 차수 성능이 우수한 케이슨 구조물의 시공방법을 제공하는 것이다.

전술한 과제의 해결 수단으로서 본 발명은,

케이슨 구조물 시공방법에 있어서,

상기 케이슨 구조물의 내측에 배치되는 벽의 면적이 외측에 배치되는 벽의 면적보다 큰 제1케이슨과 내측에 배치되는 벽의 면적이 외측에 배치되는 벽의 면적보다 작은 제2케이슨을 제작하는 케이슨 제작단계;

상기 케이슨 구조물의 형상에 따라 제1케이슨과 제2케이슨을 번갈아가며 배치하며 이때 케이슨들 사이의 공간에는 탄성 변형이 가능한 차수재를 설치하는 케이슨 배치단계;

상기 케이슨 배치단계가 완료된 이후에 상기 케이슨 구조물 내부의 물을 퍼내는 펌핑 단계; 를 포함하여,

상기 펌핑 단계에서 케이슨 구조물의 외측에 배치되는 벽의 면적이 넓은 케이슨이 상대적으로 높은 수압에 의해 케이슨 구조물의 내측으로 이동하면서 상기 차수재를 탄성 변형시켜 수밀성을 확보하는 것을 특징으로 하는 케이슨 구조물 시공방법을 제공한다.

상기 제1케이슨과 제2케이슨은 서로 동일한 사다리꼴 형태의 평면형상을 가지는 것이 바람직하다.

상기 펌핑 단계 이전에 상기 제1케이슨의 내부공간에 사석을 채우는 채움 단계; 를 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 의하면 케이슨 구조물을 형성하기 위하여 배치되는 케이슨 사이의 틈에 차수재를 설치함으로써, 케이슨 사이를 통하여 케이슨 구조물의 내부로 물이 스며드는 것을 방지하여 케이슨으로 둘러싸인 내부 공간을 육지처럼 활용할 수 있는 케이슨 시공방법을 제공할 수 있다.

도 1은 케이슨의 한 예를 도시한 도면.
도 2는 케이슨 방파제의 한 예를 도시한 도면.
도 3은 케이슨 방파제의 측면도.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 케이슨 시공방법의 케이슨 배치도.
도 5는 도 4에 도시된 제1케이슨, 제2케이슨 및 차수재의 배치를 설명하기 위한 도면.
도 6은 도 4에 도시된 케이슨이 수압에 의해 이동한 상태를 과장해서 도시한 도면.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하나의 케이스 시공방법에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하기로 한다.

도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 케이슨 시공방법의 케이슨 배치도이고, 도 5는 도 4에 도시된 제1케이슨, 제2케이슨 및 차수재의 배치를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 4에 도시된 케이슨이 수압에 의해 이동한 상태를 과장해서 도시한 도면이다.

본 실시예에 따른 케이슨 구조물 시공방법은 케이슨 제작단계, 케이슨 배치단계, 채움 단계 및 펌핑 단계로 이루어진다.

상기 케이슨 제작단계는 제1케이슨(10)과 제2케이슨(20)을 제작하는 단계이다.

상기 제1케이슨(10)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 케이슨 구조물의 내측(100)에 배치되는 벽(11)의 면적이 케이슨 구조물의 외측에 배치되는 벽(12)의 면적에 비하여 크도록 사다리꼴의 평면형상을 가진 케이슨이다.

상기 제2케이슨(20)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 케이슨 구조물의 내측(100)에 배치되는 벽(21)의 면적이 케이슨 구조물의 외측에 배치되는 벽(22)의 면적에 비하여 작도록 사다리꼴의 평면형상을 가진 케이슨이다.

상기 제1케이슨(10)과 제2케이슨(20)의 내부에는 도 5에 도시된 바와 같이 각각 빈 곳인 제1공동부(13)와 제2공동부(23)가 마련되어 있다.

상기 제1케이슨(10)과 제2케이슨(20)은 실제로 같은 형상을 가진 구조물로서 그 배치되는 방식에 따라 제1케이슨(10)과 제2케이슨(20)으로 구분될 수 있는데, 상대적으로 면적이 큰 벽이 케이슨 구조물의 내측으로 배치되면 제1케이슨(10)이 되고, 상대적으로 면적이 큰 벽이 케이슨 구조물의 외측으로 배치되면 제2케이슨(20)이 된다.

상기 케이슨 배치단계는 케이슨 구조물의 형상에 따라 제1케이슨(10)과 제2케이슨(20)을 적절히 배치하는 단계이다. 이때 제1케이슨(10)과 제2케이슨(20)의 사이에는 탄성 변형이 가능한 차수재(30)를 배치한다. 도 5에는 한 세트의 제1케이슨(10), 제2케이슨(20) 및 탄성재(30)의 배치가 도시되어 있는데, 모든 케이슨들(10, 20)의 사이에는 차수재(30)가 배치된다.

상기 케이슨 배치단계에서 배치되는 케이슨(10, 20)들 사이의 공간에는 차수재(30)만이 배치되며 이는 케이슨들(10, 20) 사이에 공간을 차수재(30)가 채운다는 의미이다.

상기 채움 단계는 상기 제1케이슨(10)의 내부공간인 제1공동부(13)에 사석(40)을 채우는 단계이다.

상기 펌핑 단계는 상기 케이슨 배치단계와 채움 단계가 완료된 이후에 케이슨 구조물의 내부(100)의 해수를 외부로 퍼내는 단계이다.

상기 펌핑 단계에서 케이슨 구조물 내부(100)의 물을 외부로 퍼내게 되면 제1케이슨(10)과 제2케이슨(20)이 수압에 의해 구조물 내부(100) 쪽으로 하중을 받게 된다. 이때 상대적으로 케이슨 구조물의 외부 쪽에 배치되는 면적이 큰 제2케이슨(20)이 제1케이슨(10)에 비하여 큰 힘을 받게 된다. 도 6에 화살표가 케이슨들에 작용하는 하중의 방향을 의미하는데, 제2케이슨(20)에 작용하는 힘이 크다는 의미로 제2케이슨(20)을 가리키는 화살표의 수가 많다.

이때 제1케이슨(10)에는 사석(40)이 채워져 있어 상대적으로 제2케이슨(20)에 비하여 무겁다. 따라서 이러한 무게 차이에 의해서도 제2케이슨(20)이 이동하는 거리가 더 길어지게 된다. 도 6에는 제2케이슨(20)이 이동한 상태가 도시되어 있는데 설명상의 편의를 위하여 이동한 거리를 다소 과장되게 도시하였다.

제2케이슨(20)이 이동하는 과정에서 차수재(30)를 탄성 변형시키게 되고 이로 인해 케이슨들(10, 20) 사이의 공간이 더욱 조밀해지면서 케이슨들(10, 20) 사이의 수밀성이 확보되어 펌핑에 의해 케이슨 구조물의 내부 공간의 물을 모두 퍼내어 그 내부의 공간을 육지처럼 사용할 수 이는 장점이 있다.

한편, 파고가 높은 경우 케이슨(10, 20)의 상부를 통하여 바닷물이 케이슨 구조물의 내부(100)로 유입될 수도 있는데 이러한 물을 제거하기 위하여 펌핑 단계에서 설치된 펌프 등을 철거하지 않고 나중에 사용할 수도 있다.

이러한 제2케이슨(20)의 이동에 의하여 차수재(30)가 압밀되면서 케이슨(10, 20)들 사이의 공간이 좁아져 수밀효과가 상승하게 된다.

상기 제2케이슨(20)의 이동이 완료된 후에는 제2케이슨(20)의 제2공동구(23)에 사석을 채움할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 제공하기 위하여 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본원 발명의 기술적 사상이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본원 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 형태의 케이슨 시공방법으로 구체화될 수 있다.

10 : 제1케이슨 20 : 제2케이슨
30 : 차수재 40 : 사석

Claims (3)

1. 케이슨 구조물 시공방법에 있어서,
   상기 케이슨 구조물의 내측에 배치되는 벽의 면적이 외측에 배치되는 벽의 면적보다 큰 사다리꼴 형태의 평면형상을 가지는 제1케이슨과,
   케이슨 구조물의 내측에 배치되는 벽의 면적이 외측에 배치되는 벽의 면적보다 작은 사다리꼴 형태의 평면형상을 가지는 제2케이슨을 제작하는 케이슨 제작단계;
   상기 케이슨 구조물의 형상에 따라 제1케이슨과 제2케이슨을 번갈아가며 배치하며 이때 케이슨들 사이의 공간에는 탄성 변형이 가능한 차수재를 설치하는 케이슨 배치단계;
   상기 케이슨 배치단계가 완료된 이후에 상기 케이슨 구조물 내부의 물을 퍼내는 펌핑 단계; 를 포함하여,
   상기 펌핑 단계에서 케이슨 구조물의 외측에 배치되는 벽의 면적이 넓은 케이슨이 상대적으로 높은 수압에 의해 케이슨 구조물의 내측으로 이동하면서 상기 차수재를 탄성 변형시켜 수밀성을 확보하는 것을 특징으로 하는 케이슨 구조물 시공방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1케이슨과 제2케이슨은 서로 동일한 사다리꼴 형태의 평면형상을 가지는 것을 특징으로 하는 케이슨 구조물 시공방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 펌핑 단계 이전에 상기 제1케이슨의 내부공간에 사석을 채우는 채움 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이슨 구조물 시공방법.
   

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