KR101546231B1

KR101546231B1 - 자천공 해상친환경 말뚝 시공 방법

Info

Publication number: KR101546231B1
Application number: KR1020150029355A
Authority: KR
Inventors: 이봉운
Original assignee: (주)덕천개발
Priority date: 2015-03-02
Filing date: 2015-03-02
Publication date: 2015-08-20
Anticipated expiration: 2035-03-02

Abstract

본 발명은 지반을 원통형으로 굴진하는 회전식 천공 방식과 더블 비트 소우를 적용하여 진동과 소음을 최소화하고 굴진속도를 향상시키며 코어회수를 용이하게 할 수 있고, 대구경의 강관 말뚝의 거치 및 연결을 용이하게 할 수 있도록 한 자천공 해상친환경 말뚝 시공 방법을 제공한다.
본 발명의 적절한 일 실시 형태에 따른 자천공 해상친환경 말뚝 시공 방법은, 해상에 잭업 바지선을 지형 특성에 따라 바지선 다리의 위치 및 개수를 조정하여 설치하는 단계와; 코어튜브의 선단에 원주방향으로 일정 간격마다 배열되어 각기 내경부와 외경부로 돌출 위치되는 내,외측 굴착비트를 갖는 원통형의 더블 비트 소우를 접합시켜 놓는 단계와; 상기 코어튜브를 상기 잭업 바지선에 탑재된 보링 굴착장비측 드라이버에 연결시켜 놓은 후, 드라이버의 회전 관입을 통해 해저의 계획심도로부터 상부 1~2m까지 굴착하는 단계와; 상기 코어튜브를 해상으로 인양한 후 내부에 인입된 암석 코어를 회수하는 단계와; 강관 말뚝의 선단에 상기 더블 비트 소우와 동일한 구조를 갖는 듀얼 소우를 접합시켜 놓는 단계와; 상기 보링 굴착장비에 연결된 코어튜브를 제거한 후 상기 강관 말뚝을 드라이버에 드라이빙 헤드 조립체를 매개로 연결하여 회전 관입을 통해 해저의 계획심도까지 굴착하는 단계; 및 상기 드라이버를 상기 강관 말뚝으로부터 분리시킨 후 강관 말뚝의 내부로 몰탈을 주입하는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.

Description

자천공 해상친환경 말뚝 시공 방법{Selfboring sea eco-friendly pile construction method}

본 발명은 말뚝 시공 방법에 관한 것으로, 특히 지반을 원통형으로 굴진하는 회전식 천공 방식과 더블 비트 소우를 적용하여 진동과 소음이 최소화되고 굴진속도가 향상되며 코어회수를 용이하게 할 수 있고, 대구경의 강관 말뚝의 거치 및 연결을 용이하게 할 수 있도록 한 자천공 해상친환경 말뚝 시공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 파일시공법은 말뚝머리를 해머로 직접 타격하여 지지층에 말뚝을 설치하는 직타공법과 조밀한 중간층이 분포하여 지지층까지 관입이 어렵거나 소음 및 진동으로 인하여 직타공법이 불가능할 경우에 지지층까지 선천공하여 말뚝을 매입하여 설치하는 매입공법으로 대분된다.

예로, 직타 공법(유압해머공법)은 말뚝머리를 해머로 직접 타격하여 말뚝을 지지층에 관입하는 공법으로, 지지력 확보가 쉽고, 시공성이 양호하고 경제성이 좋은 반면, 조밀한 중간층(자갈층, 전석층 및 풍화대층)이 분포하면 관입이 어렵고, 무리한 타격을 가하면 말뚝의 선단부 및 두부에 파손이 발생되고, 소음 및 진동이 발생하여 민원발생의 소지가 있는 단점을 가진다.

한편, 매입공법으로는 SIP, T4, SDA, PRD공법이 알려져 있다.

SIP 공법(Soil-cement Injected Precasting Pile)은, 어스오거를 사용하며 스크류로 지반을 천공하여 굴착액 및 고정액인 시멘트 밀크를 주입하고 말뚝을 삽입하고 해머를 사용하여 최종 경타를 실시하여 마무리하는 공법으로, 저소음, 저진동이 장점인데 반해,- 조밀한 자갈층, 전석층 및 연암층에서 천공이 어렵고, 모래층, 자갈층 및 전석층에서 공벽보호가 불가능한 단점을 갖는다.

T4 공법은, 어스오거를 사용하며 스크류 하단에 T4해머를 장착하여 고압의 압축공기로 피스톤을 왕복 운동시켜 함마 비트를 타격하여 천공하는 공법으로서, 자갈층, 전석층 및 연암층에서 천공이 쉽고, 높은 공기압으로 인한 슬라임의 배출이 쉬운데 반해, 모래층, 자갈층 및 전석층에서 공벽보호가 불가능하고, 천공시 비산먼지 및 소음이 발생되고, 연약한 점성토층에서 작업의 효율이 저하되는 단점이 있다.

SDA 공법(Seperation Doughnet Auger)은, 외측 오거에는 케이싱을, 내측 오거에는 스크류를 장착하여 상호 역회전하며 지반을 천공하는 공법으로서, 모래층, 자갈층 및 전석층에서 공벽보호가 가능하고, 주변 지반의 이완방지 및 지지층 확인이 가능하고, 저소음, 저진동인데 반해, 조밀한 자갈층 및 전석층에서 천공이 어려운 단점을 갖는다.

PRD 공법(Percussion Rotary Drill)은, 외측 오거에는 케이싱을 내측오거에는 스크류의 선단에는 T4해머를 장착하여 함머 비트로 천공하는 공법으로서, 모든 지층조건(자갈층, 전석층 및 연/경암층)에서 천공이 쉽고, 모래층, 자갈층 및 전석층에서 공벽보호가 가능하고, 높은 공기압으로 인한 슬라임의 배출이 쉬운데 반해, 천공시 비산먼지 및 소음이 발생하고, 연약한 점성토층에서 작업의 효율이 저하되는 단점이 있다.

이를 정리하여 아래 비교 표에 나타냈다.

구 분		직타공법	매 입 공 법
구 분		직타공법	SIP공법	T4공법	SDA공법	PRD공법
천공능률	연약한점성토	●	●	△	●	△
	토사	●	●	●	●	●
	자갈층전석층	×	×	●	×	●
공벽유지		-	×	×	●	●
소음/진동		×	●	×	●	×
슬라임		-	△	●	△	●
비산먼지		없슴	없음	발생	없음	발생

● : 양호, △ : 보통, × : 불량

한편, 우리나라의 제주도는 화산섬으로서 신생대에 수차례의 화산작용으로 형성된 섬이다. 따라서 제주도의 구성암석은 화산암류로서 다공질 현무암 및 치밀한 조면암으로 구성되어 있다. 일반적으로 화산암류 기반암은 형성시기가 짧아서 풍화대가 거의 발달하지 않고 표토층 1m 이내에서 연암/경암상태로 분포하며 기반암 내에는 화산 분출 횟수에 따라서 수매의 클링커층 및 화산쇄설층(모래 및 자갈층)이 발달한다. 암석의 일축압축강도는 600~1,500kg/cm²정도이나 다공질로서 회전에 의한 천공이 쉬운 편이다. 또한 지표면은 용암 내지 화산쇄설층이 퇴적되어 형성됨으로서 매우 불규칙하고 요철이 매우 심하다.

해상에 설치되는 구조물은 등대, 잔교식 부두 및 상가시설 등 다양하지만 대부분 수직하중보다는 수평하중이 설계의 변수가 된다. 이러한 특성을 고려하면 말뚝은 지지층의 근입깊이가 5m 이상이어야 하고 보다 큰 수평지지력을 확보하기 위하여 정밀한 시공이 필요하다. 구조물이 설치되는 해상구역은 항만 내 또는 근해로서 어장이 형성되고 관광지로서 청정해역을 유지하여 한다.

따라서 제주도에서 말뚝공사는 이러한 지반특성, 구조물 특성 및 환경적 특성을 고려하면 기존 매입말뚝공법(T4공법, PRD공법)으로 시공하면 다음과 같은 많은 문제점이 있다. 즉, 천공시 소음 및 진동이 발생되고, 비산먼지 및 슬라임에 의한 탁수가 발생되고, 함마 비트의 타격에 의해 굴착하므로서 주변 지반의 이완과 손상이 발생되고, 천공구경이 확대되어 수평지지력의 확보가 어렵고, 해저의 지표면은 불규칙하고 급경사지가 많아 잭업(Jack-up) 바지선의 설치가 견고하고 균등하게 되지 않아 응력집중시 미끄러짐 및 좌굴이 발생하여 바지선의 안정성 확보가 어렵다.

따라서 이러한 문제점을 보완하기 위한 기술적 방법이 요구된다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 제10-1245609호로서, 선단지반의 발파 굴착에 의한 대구경 강관말뚝의 시공방법이 제안되어 있다. 이는 지중의 암반을 발파에 의하여 수직하게 굴착하여 대구경 강관말뚝의 하단부가 설치될 수 있는 공간을 확보함으로써, 대구경의 강관말뚝의 하단부가 지중의 암반에 관입되어 고정되어 있는 상태로 용이하게 설치할 수 있도록 한 것이다. 그러나 이 기술은 발파에 따른 소음 및 진동이 발생되어 민원의 소지가 크고, 발파력에 의해 굴착하므로서 주변 지반의 이완과 손상이 심해지는 문제가 있다.

본 발명의 배경이 되는 다른 기술로는 한국 특허공보 공고번호 특1982-0002209호로서, 암반 항타공법이 알려져 있다. 이는 말뚝의 선단을 진동항타기에 의하여 암반을 파쇄하면서 관입시키고, 파쇄된 암석을 도수관으로부터의 분사수로서 배제하는 것에 의하여 암반중에 말뚝을 설치하는 것이다. 그러나 이 기술은 진동항타 방식으로서 전자의 배경 기술과 동일한 문제를 야기한다.

한국 등록특허 제10-1245609호(선단지반의 발파 굴착에 의한 대구경 강관말뚝의 시공방법) 한국 특허공보 공고번호 특1982-0002209호(암반 항타공법)

본 발명은 지반을 원통형으로 굴진하는 회전식 천공 방식과 더블 비트 소우를 적용하여 진동과 소음을 최소화하고 굴진속도를 향상시키며 코어회수를 용이하게 할 수 있고, 대구경의 강관 말뚝의 거치 및 연결을 용이하게 할 수 있도록 한 자천공 해상친환경 말뚝 시공 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 적절한 일 실시 형태에 따른 자천공 해상친환경 말뚝 시공 방법은,

해상에 잭업 바지선을 지형 특성에 따라 바지선 다리의 위치 및 개수를 조정하여 설치하는 단계와;

코어튜브의 선단에 원주방향으로 일정 간격마다 배열되어 각기 내경부와 외경부로 돌출 위치되는 내,외측 굴착비트를 갖는 원통형의 더블 비트 소우를 접합시켜 놓는 단계와;

상기 코어튜브를 상기 잭업 바지선에 탑재된 보링 굴착장비측 드라이버에 연결시켜 놓은 후, 드라이버의 회전 관입을 통해 해저의 계획심도로부터 상부 1~2m까지 굴착하는 단계와;

상기 코어튜브를 해상으로 인양한 후 내부에 인입된 암석 코어를 회수하는 단계와;

강관 말뚝의 선단에 상기 더블 비트 소우와 동일한 구조를 갖는 듀얼 소우를 접합시켜 놓는 단계와;

상기 보링 굴착장비에 연결된 코어튜브를 제거한 후 상기 강관 말뚝을 드라이버에 드라이빙 헤드 조립체를 매개로 연결하여 회전 관입을 통해 해저의 계획심도까지 굴착하는 단계; 및

상기 드라이버를 상기 강관 말뚝으로부터 분리시킨 후 강관 말뚝의 내부로 몰탈을 주입하는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 드라이빙 헤드 조립체는,

삭제

헤드 케이싱, 상기 헤드 케이싱의 상면에 정착된 헤드플랜지, 상기 헤드 케이싱의 내면에 원주 방향으로 배치되어 있는 분할 클램퍼, 상기 헤드 케이싱의 외주면에 나사 결합되어 상기 분할 클램퍼를 반경 방향으로 이동 조작시키는 다수의 클램퍼 락 볼트, 헤드 플랜지 상면에 대향되게 입설시킨 인상로프 걸이용 브라켓으로 이루어진 드라이빙 헤드와;

상기 헤드플랜지에 다수의 볼트 결합을 통해 착탈 가능하게 연결되는 컨넥터 플랜지, 컨넥터 플랜지에 일체로 입설된 다각 단면의 드라이빙 샤프트로 이루어진 드라이빙 헤드 컨넥터;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 드라이버는 강관 말뚝의 리프팅 거치를 용이하게 하기 위해 보링 굴착장비의 드라이버 틸팅실린더에 의해 기울임이 가능하도록 조작되어 시공되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 강관 말뚝의 관입 깊이가 깊어질수록 중간에 굴착을 중단하고 새로운 강관 말뚝을 접합 이음시키는 단계가 더 포함되어 시공되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 자천공 해상친환경 말뚝 시공 방법에 따르면, 지반을 원통형으로 굴진하는 회전식 천공 방식과 더블 비트 소우를 적용하여 굴진속도가 향상되고 코어회수를 용이하게 할 수 있으며, 천공시 저소음 및 저진동으로 민원을 억제하고, 비산먼지 및 슬라임에 의한 탁수가 발생되지 않아 해상의 친환경 시공작업이 가능하다.

또한, 회전 굴착으로 주변 지반의 이완이 없고 굴착구경을 확보할 수 있어 말뚝과 공벽의 유격이 적어 수평지지력의 확보가 쉽고 별도의 충진재가 필요 없다.

또한, 정밀한 위치에 파일 설치가 쉽고, 하중을 분산하여 작업바지선의 안정성 확보가 가능한 이점을 제공한다.

또한, 천공장비측 드라이버의 회전 조작이 가능하고 드라이빙 헤드 조립체를 통해 강관 말뚝의 거치 연결 작업이 수월하여 작업성이 향상된다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 자천공 해상친환경 말뚝 시공을 위한 잭업 바지선의 설치상태도.
도 2는 본 발명에 따른 자천공 해상친환경 말뚝 시공에 적용되는 코어 튜브, 강관 말뚝 및 더블비트 소우를 도시한 도면.
도 3은 도 1의 잭업 바지선에 코어튜브를 설치한 상태도.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 자천공 해상친환경 말뚝 시공 상태를 순서대로 도시한 것으로, 도 4a는 코어 튜브의 천공상태도, 도 4b는 코어튜브의 인양상태도. 도 4c는 강관튜브의 천공상태도, 도 4d는 강관 말뚝내 몰탈의 주입상태도.
도 5a는 본 발명에 따른 자천공 해상친환경 말뚝 시공에 적용되는 드라이빙 헤드 조립체의 사시도.
도 5b는 도 5a의 분해사시도.
도 5c는 도 5a의 단면도.
도 6a는 본 발명에 따른 자천공 해상친환경 말뚝 시공에 적용되는 천공장비측 드라이버의 틸팅장치의 사시도.
도 6b는 도 6a에서 드라이버의 기울임을 나타내는 사시도.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

잭업 바지선 설치

먼저, 강관 말뚝이 시공될 위치 측량과 함께 해저면의 지형 조사가 이루어진 후, 도 1과 같이 해상에 잭업 바지선(12)을 지형 특성에 따라 바지선 다리(121)의 위치 및 개수를 조정하여 안정되게 설치한다.

이때 잭업 바지선(12)에는 보링 굴착장비(14)가 탑재되어 설치되고, 보링 굴착장비(14)에 구비된 드라이버(142)는 도 2의 코어튜브(20) 또는 강관 말뚝(30)의 리프팅 거치를 용이하게 하기 위해 회전 조작 가능하도록 설치되어 구동된다.

여기서, 보링 굴착장비(14)는 주탑(141)에 상하로 이동가능하게 설치되어 출력축을 회전 구동시키는 드라이버(142) 이외에, 드라이버(142)를 상하로 작동시키는 액튜에이터, 코어튜브(20) 및 강관 말뚝(30)을 와이어로프로 인상 거치하기 위한 윈치 등을 더 포함한다.

특히, 드라이버(142)는 도 6a 및 도 6b와 같이 주탑(141)에 상하로 이동가능하게 설치된 슬라이더(143)에 피봇 결합되어 드라이버 틸팅실린더(144)에 의해 회전 기울임이 가능하게 설치되어 있다.

코어튜브 선단에 더블 비트 소우 접합

다음, 도 2와 같이 코어튜브(20)의 선단에 더블 비트 소우(22)를 접합시키는 작업이 이루어진다.

더블 비트 소우(22)는 원주방향으로 일정 간격마다 배열되어 각기 코어튜브(20)의 내경부와 외경부로 돌출 위치되는 내,외측 굴착비트(22a,22b)를 갖는다. 이같이 더블 비트 소우(22)는 내,외측 굴착비트(22a,22b)를 갖기 때문에 굴진 속도를 향상시킨다. 또한 코어튜브(20)의 회전 굴착시 외측 굴착 비트(22b)는 해저면 암반(2)에 관입이 원활해지도록 유도하고, 내측 굴착비트(22a)는 도4b와 같이 절단된 암석 코어(2a)가 코어튜브(20)의 내부로 쉽게 인입될 수 있도록 유도한다.

계획심도 상부 1~2m까지 굴착

그 다음, 도 3과 같이 코어튜브(20)를 잭업 바지선(12)에 탑재된 보링 굴착장비(14)에 연결시켜 놓은 후, 드라이버(142)의 회전 관입을 통해 도 4a와 같이 해저의 계획심도로부터 상부 1~2m까지 굴착 작업이 이루어진다.

여기서 드라이버(142)는 보링 굴착장비(14)에서 도 6b와 같이 틸팅실린더(144)의 작동로드를 신장시켜 기울여지게 됨으로써 코어튜브(20)를 인양하여 드라이버(142)에 결합을 용이하게 할 수 있다.

코어튜브(20)가 해저의 암반(2)을 굴착 하게 되면, 더블 비트 소우(22)측에 이중배열되어 있는 내,외측 굴착비트(22a,22b)에 의해 코어튜브(20)의 두께에 해당하는 폭을 가지고 원형 절단과 함께 굴진이 원활하게 일어나므로, 저소음 및 저진동으로 천공이 이루어진다. 또한 저진동 천공으로 인해 비산먼지 및 슬라임이 발생이 저감되어 탁수가 발생되지 않는다. 또한 저진동 회전 굴착으로 주변 지반의 이완 없이 굴착 구경을 확보할 수 있게 된다.

이같이 계획심도로부터 상부 1~2m까지 굴착 작업이 이루어지면, 더블 비트 소우(22)에 의해 절단 분할된 암석 코어(2a)가 코어튜브(20)의 내부로 쉽게 인입된다.

코어튜브의 인양 및 코어 회수

그 다음, 도 4b와 같이 굴착 장비(14)를 이용하여 코어튜브(20)를 해상으로부터 인양한 후 작업바지선(12)에서 코어튜브(20)의 내부로 인입된 암석 코어(2a)를 회수 처리한다.

이때 코어튜브(20)의 인상시 마찰력에 의해 암석 코어(2a)는 코어튜브(20)와 함께 인상되며, 그 마찰 인상력에 의해 암석 코어(2a)의 하단은 자유 단면으로 절단된다.

강관 말뚝에 듀얼 소우 및 드라이빙 헤드 조립체 설치

그 다음, 상기 보링 굴착장비(14)에 연결된 코어튜브(20)를 제거한 후 도 2와 같이 강관 말뚝(30)의 선단에 상기 더블 비트 소우(22)와 동일한 구조를 갖는 듀얼 소우(22')를 접합시켜 놓고, 강관 말뚝(30)의 상단(두부)측에 드라이빙 헤드 조립체(40)를 설치한다.

도 5a 내지 도 5c와 같이 드라이빙 헤드 조립체(40)는 드라이빙 헤드(42)와, 드라이빙 헤드(42)에 볼트 결합되는 드라이빙 헤드 컨넥터(44)로 구성된다.

드라이빙 헤드(42)는 강관 말뚝(30)의 외경을 수용할 수 있는 내구경을 갖는 헤드 케이싱(421), 헤드 케이싱(421)의 상면에 정착된 헤드플랜지(422), 헤드 케이싱(421)의 내면측 클램프 포켓(421a)에 삽입 위치하여 원주 방향으로 배치되어 강관 말뚝(30)의 외경을 파지하는 분할 클램퍼(423), 헤드 케이싱(421)의 외주면에 나사 결합되어 분할 클램퍼(423)를 반경 방향으로 이동 조작시켜 강관 말뚝(30)을 드라이빙 헤드(42)에 고정시키는 다수의 클램퍼 락 볼트(424), 헤드 플랜지(422) 상면에 대향되게 입설시킨 인상로프 걸이용 브라켓(425)으로 이루어져 있다.

드라이빙 헤드 컨넥터(44)는 헤드플랜지(422)에 다수의 볼트 결합을 통해 착탈 가능하게 연결되는 컨넥터 플랜지(441), 컨넥터 플랜지(441)에 일체로 입설된 다각 단면의 드라이빙 샤프트(442)로 이루어져 있다.

따라서 드라이빙 헤드(42)를 강관 말뚝(30)에 연결한 후 클램퍼 락 볼트(424)를 조임 잠금하여 분할 클램퍼(423)가 강관 말뚝(30)을 고정함으로써 드라이빙 헤드 조립체(40)는 강관 말뚝(30)의 두부에 고정 설치된다.

강관 말뚝으로 계획심도까지 굴착

그 다음, 도 4c와 같이 강관 말뚝(30)을 보링 굴착장비(14)의 드라이버(142)측에 드라이빙 헤드 조립체(40)를 매개로 연결한 후 회전 관입을 통해 해저의 계획심도까지 굴착 시공한다.

강관 말뚝(30)을 보링 굴착장비(14)의 드라이버(142)측에 거치시 도 6b와 같이 드라이버(142)는 드라이버 틸팅실린더(141)의 동작에 의해 전술한 바와 같이 기울임을 조작할 수 있어 강관 말뚝(30)의 설치 작업을 용이하게 할 수 있다.

이때 계획 심도의 깊이에 따라 필요시 추가적으로 강관 말뚝이 설치됨에 따라 강관 말뚝의 이음 작업이 병행하여 이루어질 수 있다.

여기서, 강관 말뚝(30)을 추가하여 이음하기 전에 드라이빙 헤드 조립체(40)의 클램퍼 락 볼트(424)를 풀어 강관 말뚝(30)을 강하게 부여잡고 있는 분할 클램퍼(423)의 고정력을 해제시킴으로써 해당 강관 말뚝(30)으로부터 쉽게 드라이버()를 분리시킬 수 있다.

몰탈 주입

그 다음, 드라이버(142)를 강관 말뚝(30)으로부터 분리시킨 후 드라이빙 헤드 조립체(40)를 제거한 후 두부 정리를 시행한다. 두부 정리란 말뚝의 상단을 요구되는 레벨에서 절단하거나 기타 보강하는 모든 작업을 일컫는다.

두부 정리가 완료되면, 도 4d와 같이 강관 말뚝(30)의 내부로 몰탈(100)을 주입하여 양생시킨다. 이때 몰탈(100)은 코어튜브(20)를 사용하여 암석 코어가 제거된 부분에서부터 정리된 강관 말뚝(30)의 상단까지 충진된다.

이같이 시공되는 강관 말뚝은 천공된 공벽간의 유격이 적어 수평지지력의 확보가 쉽고 별도의 주입재가 필요없는 장점을 갖게 된다. 또한, 코어튜브(20)에 부착시킨 더블 비트 소우(22)에 의해 천공이 이루어져 정밀한 위치에 말뚝의 설치가 쉽게 이루어진다. 또한, 하중을 분산하여 잭업바지선(12)의 안정성이 확보된다.

한편, 본 발명의 말뚝 시공 방법에서 현장 특성 예로, 굴착 계획심도가 5m 이내인 경우 코아튜브(20)를 사용하지 않고 강관 말뚝을 시공할 수도 있다.

따라서, 위 시공 단계에서 코어튜브 선단에 더블 비트 소우 접합, 계획심도 상부 1~2m까지 굴착, 코어튜브의 인양 및 코어 회수의 단계가 생략될 수도 있다.

즉, 코아튜브(20)를 사용하지 않고 강관 말뚝을 시공하는 경우 잭업 바지선 설치 → 강관 말뚝에 듀얼 소우 및 드라이빙 헤드 조립체 설치 → 강관 말뚝으로 계획심도까지 굴착 → 몰탈 주입 작업의 순으로 이루어질 수도 있는 것이다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

12: 잭업 바지선
22: 더블 비트 소우
14: 보링 굴착장비
20: 코어 튜브
30: 강관 말뚝
40: 드라이빙 헤드조립체
100: 몰탈

Claims

해상에 잭업 바지선(12)을 지형 특성에 따라 바지선 다리의 위치 및 개수를 조정하여 설치하는 단계와;
코어튜브(20)의 선단에 원주방향으로 일정 간격마다 배열되어 각기 내경부와 외경부로 돌출 위치되는 내,외측 굴착비트(22a,22b)를 갖는 원통형의 더블 비트 소우(22)를 접합시켜 놓는 단계와;
상기 코어튜브(20)를 상기 잭업 바지선(12)에 탑재된 보링 굴착장비(14)측 드라이버(142)에 연결시켜 놓은 후, 드라이버(142)의 회전 관입을 통해 해저의 계획심도로부터 상부 1~2m까지 굴착하는 단계와;
상기 코어튜브(20)를 해상으로 인양한 후 내부에 인입된 암석 코어(2a)을 회수하는 단계와;
강관 말뚝(30)의 선단에 상기 더블 비트 소우(22)와 동일한 구조를 갖는 듀얼 소우(22')를 접합시켜 놓는 단계와;
상기 보링 굴착장비(14)에 연결된 코어튜브(20)를 제거한 후 상기 강관 말뚝(30)을 드라이버(142)에 드라이빙 헤드 조립체(40)를 매개로 연결하여 회전 관입을 통해 해저의 계획심도까지 굴착하는 단계; 및
상기 드라이버(142)를 상기 강관 말뚝(30)으로부터 분리시킨 후 강관 말뚝(30)의 내부로 몰탈(100)을 주입하는 단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 하는 자천공 해상친환경 말뚝 시공 방법.
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제 1항에 있어서,
상기 드라이빙 헤드 조립체(40)는,
헤드 케이싱(421), 상기 헤드 케이싱(421)의 상면에 정착된 헤드플랜지(422), 상기 헤드 케이싱(421)의 내면에 원주 방향으로 배치되어 있는 분할 클램퍼(423), 상기 헤드 케이싱(421)의 외주면에 나사 결합되어 상기 분할 클램퍼(423)를 반경 방향으로 이동 조작시키는 다수의 클램퍼 락 볼트(424), 헤드 플랜지(422) 상면에 대향되게 입설시킨 인상로프 걸이용 브라켓(425)으로 이루어진 드라이빙 헤드(42)와;
상기 헤드플랜지(422)에 다수의 볼트 결합을 통해 착탈 가능하게 연결되는 컨넥터 플랜지(441), 컨넥터 플랜지(441)에 일체로 입설된 다각 단면의 드라이빙 샤프트(442)로 이루어진 드라이빙 헤드 컨넥터(44);로 구성된 것을 특징으로 하는 자천공 해상친환경 말뚝 시공 방법.
제 1항에 있어서,
상기 드라이버(142)는 강관 말뚝(30)의 리프팅 거치를 용이하게 하기 위해 보링 굴착장비(14)의 드라이버 틸팅실린더(141)에 의해 기울임이 가능하도록 조작되어 시공되는 것을 특징으로 하는 자천공 해상친환경 말뚝 시공 방법.
제 1항에 있어서,
상기 강관 말뚝(30)의 관입 깊이가 깊어질 수록 중간에 굴착을 중단하고 새로운 강관 말뚝을 접합 이음시키는 단계가 더 포함되어 시공되는 것을 특징으로 하는 자천공 해상친환경 말뚝 시공 방법.