KR102181917B1

KR102181917B1 - 가시설 물막이 구조 및 이를 이용한 가시설 시공방법

Info

Publication number: KR102181917B1
Application number: KR1020200040088A
Authority: KR
Inventors: 전종근
Original assignee: 주식회사 유창이엔씨
Priority date: 2020-04-02
Filing date: 2020-04-02
Publication date: 2020-11-23
Anticipated expiration: 2040-04-02

Abstract

본 발명은 가시설 물막이 구조에 관한 것으로서, 일정 간격으로 설치되며, 하부가 지반에 근입되는 복수의 H형 파일; 상기 복수의 H형 파일의 사이에 배치되는 복수의 강판; 및 상기 복수의 강판과 반대쪽으로 상기 복수의 H형 파일에 설치되며, 인접한 양 측단이 서로 끼움 연결되는 복수의 시트 파일;을 포함하며, 상기 H형 파일의 제1플랜지는 시트 파일의 중앙부에 용접으로 고정되고, 상기 H형 파일의 웨브의 양 측면에는 안내판이 설치되어 상기 H형 파일의 제2플랜지와 상기 안내판 사이에는 결합홈이 형성되며, 상기 강판은 상기 결합홈에 끼워져 고정되며, 상기 복수의 강판과 상기 복수의 시트 파일 사이의 공간에는 토사가 채워진다.

Description

가시설 물막이 구조 및 이를 이용한 가시설 시공방법{Cofferdam structure and construction method of temporary facility using the same}

본 발명은 차수성이 우수한 가시설 물막이 구조 및 이를 이용한 가시설의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 하천 구조물 또는 해상 구조물의 시공을 할 경우 구조물의 주변에 물의 유입을 방지하기 위한 가시설 물막이를 시공하게 된다.

이러한 가시설 물막이는 주로 시트 파일(sheet pile) 또는 케이슨(caisson)을 이용하여 시공할 수 있다.

시트 파일(강널 말뚝)을 이용하여 강, 호수, 바다 등에서 차수를 위한 가시설 물막이를 설치시, 별도의 가교나 가축도를 설치하거나 아니면 별도의 작업용 바지선을 타고 가시설물을 구축할 필요가 있다.

이를 위해 다양한 기술들이 개발되어 사용되고 있다.

예를 들면, 한국 등록특허 제10-1118737호는 '전면이 개방된 소정의 내부공간을 갖는 본체와, 상기 내부공간에 설치되며 상기 본체가 수중에 가라앉거나 소정 깊이로 수장된 상태를 유지할 수 있도록 부력을 조절할 수 있게 물을 수용할 수 있는 저수공간이 마련되어 있고, 일측과 타측에 각각 상기 저수공간으로 물이 유입 및 배출될 수 있도록 제1, 제2 관통홀이 형성된 부력조절탱크와, 상기 제1, 제2 관통홀을 개폐하도록 상기 부력조절탱크에 설치되는 제1, 제2 개폐밸브를 포함하는 단위물막이와, 상기 단위물막이를 인접하는 단위 물막이들과 측방과 상하방향으로 상호 결합시키는 결합수단을 구비하여, 수중에 잠수하지 않고도 조립 및 설치가 가능하여 시공시간을 단축할 수 있으며, 작업 안전성을 높일 수 있는 이점이 있다.'는 것을 개시하고 있다.

이 기술은 가물막이를 수면 위에서 조립하여 가물막이 시공에 제공되게 함으로써 수중 작업에 따른 위험과 작업의 어려움을 최소화할 수 있으나, 조립에 따른 인력 및 시간이 낭비되는 문제가 있고, 특히 조립된 가물막이를 수중으로 이동함에는 많은 중장비가 투입되어 이 또한 공사비 증가의 주 요인이 되게 하고 있다.

또한, 한국 등록특허 제10-1983964호는 '소정 길이와 직경을 갖는 양단이 개방된 중공부를 이루며 지반의 토사층 내로 고정하면서 상기 중공부를 통해 암반층을 관통하는 천공홀들을 설치할 수 있게 하는 케이싱과, 상기 케이싱의 전길이에 걸쳐 소정 간격을 이루며 설치된 절단부와, 상기 케이싱에 상응하는 길이를 이루며 양측단부 전 길이에 걸쳐서 인터 록킹부들이 설치되고, 상기 천공홀 마다 상기 케이싱의 중공부를 통해 상기 천공홀 내부로 입설되게 고정하되 상기 인터 록킹부들 상호간의 연결을 위하여 상기 케이싱의 절단부와 일치되는 방향으로 위치 시키는 시트파일들과, 상기 케이싱의 내측에서 상기 절단부 전체를 보호하게 막는 걸림부와 판체부로 이루어져, 상기 절단부를 통하여 연결되는 상기 시트파일의 인터록킹부에 상기 걸림부에 의해 분리가능하게 결합되어 암반 천공시 상기 절단부 측으로 노출되는 상기 인터록킹부의 손상을 방지할 수 있게 한 보호철판을 포함하여, 상기 시트파일들을 원형, 타원형 혹은 다각형 폐곡선 중 어느 하나의 형태의 가물막이를 형성하게 할 수 있어, 가물막이 작업 공수의 최소화로 가물막이 작업의 공기 단축 효과와 아울러 채움재 불사용과 인건비, 작업시간등의 절감으로 제반 공사비용을 대폭적으로 절감할 수 있는 효과가 있다.'는 것을 개시하고 있다.

그러나 이러한 가시설 물막이 기술은 한 겹의 시트 파일들만으로 차수벽을 형성하기 때문에 시트 파일의 연결부로 물이 침입할 수 있으며 지지할 수 있는 수압이 낮게 된다는 문제점이 있다.

따라서, 높은 수압을 지지할 수 있고, 물이 내부로 유입되는 것을 확실하게 막을 수 있으며, 동시에 공사의 공기 단축 및 제반 공사 경비를 줄일 수 있는 가시설 물막이 구조 및 이의 시공방법이 요구된다.

본 발명은 물의 유입을 확실하게 차단할 수 있으며 공기 단축 및 공사 비용을 줄일 수 있는 가시설 물막이 구조와 이의 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 목적은

일정 간격으로 설치되며, 하부가 지반에 근입되는 복수의 H형 파일;

상기 복수의 H형 파일의 사이에 배치되는 복수의 강판; 및

상기 복수의 강판과 반대쪽으로 상기 복수의 H형 파일에 설치되며, 인접한 양 측단이 서로 끼움 연결되는 복수의 시트 파일;을 포함하며,

상기 H형 파일의 제1플랜지는 시트 파일의 중앙부에 용접으로 고정되고,

상기 H형 파일의 웨브의 양 측면에는 안내판이 설치되어 상기 H형 파일의 제2플랜지와 상기 안내판 사이에는 결합홈이 형성되며, 상기 강판은 상기 결합홈에 끼워져 고정되며,

상기 복수의 강판과 상기 복수의 시트 파일 사이의 공간에는 토사가 채워지는 것을 특징을 하는 가시설 물막이 구조를 제공함으로써 달성될 수 있다.

이때, 상기 제2플랜지를 마주하는 상기 안내판의 일면에는 적어도 한 개의 수용홈이 형성되며, 상기 적어도 한 개의 수용홈에는 수팽창성 지수재가 수용될 수 있다.

또한, 상기와 같은 본 발명의 목적은,

H형 파일의 제1플랜지에 고정된 시트 파일과 상기 H형 파일의 제2플랜지와 안내판 사이에 형성된 결합홈을 포함하는 차수용 합성파일을 제작하는 단계;

수상에서 가시설 물막이 구조로 둘러쌀 차수 영역에 대응하는 물의 바닥면에 복수의 기초 말뚝을 박는 단계;

상기 차수 영역의 가장자리에 일정 간격으로 복수의 차수용 합성파일을 박는 단계;

상기 복수의 차수용 합성파일 사이에 복수의 시트 파일을 박아서 인접한 2개의 차수용 합성파일의 시트 파일과 연결되도록 하는 단계;

상기 복수의 차수용 합성파일의 결합홈 사이에 복수의 강판을 박는 단계;

수면의 위로 돌출된 복수의 차수용 합성파일의 상부에 복수의 지보재를 설치하는 단계;

상기 복수의 시트 파일과 상기 복수의 강판으로 둘러싸인 공간에 토사를 채우는 단계;

상기 복수의 시트 파일로 둘러싸인 상기 차수 영역의 물을 단계적으로 양수하고, 복수의 지보재를 설치하는 단계;

상기 차수 영역의 원지반 터파기를 하고, 지반 위로 돌출된 상기 복수의 기초 말뚝의 두부를 정리하는 단계; 및

터파기가 완료된 상기 차수 영역의 지반에 구조물을 시공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가시설 시공방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.

이때, 상기 복수의 시트 파일은 상기 차수 영역을 마주하도록 설치되며, 상기 복수의 시트 파일의 끼움부에는 지수재가 도포될 수 있다.

또한, 상기 차수용 합성파일의 H형 파일의 길이는 상기 시트 파일의 길이보다 짧으며, 상기 H형 파일은 상기 차수 영역의 원지반에 약 1m 내지 약 2m 근입될 수 있으며, 상기 시트 파일은 설계 근입 길이로 차수 영역의 지반에 근입되도록 형성될 수 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 가시설 물막이 구조 및 가시설 시공방법에 의하면, 차수 영역의 둘레를 복수의 시트 파일, 토사, 및 복수의 강판으로 구성된 3 중벽으로 차단할 수 있으므로, 물이 차수 영역으로 유입되는 것을 확실하게 막을 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 가시설 물막이 구조 및 가시설 시공방법에 의하면, 복수의 시트 파일을 복수의 H형 파일과 복수의 강판으로 지지하므로 높은 수압을 지지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 가시설 물막이 구조 및 가시설 시공방법에 의하면, 차수용 합성파일을 별도의 공장에서 제작한 후, 현장으로 운반하여 항타하여 설치하므로, 공사 기간이 길고 비용이 많이 드는 수중 작업을 최소한으로 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 가시설 물막이 구조는 공기를 단축할 수 있고, 제반 공사 경비를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 가시설 물막이 구조를 나타내는 부분 사시도;
도 2는 도 1의 가시설 물막이 구조의 평면도;
도 3은 도 1의 가시설 물막이 구조에 사용되는 시트 파일을 나타내는 부분 사시도;
도 4는 도 1의 가시설 물막이 구조에 사용되는 차수용 합성파일을 나타내는 평면도;
도 5는 도 1의 가시설 물막이 구조에 사용되는 차수용 합성파일을 나타내는 측면도;
도 6 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 가시설 시공방법을 설명하기 위한 도면;이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 가시설 물막이 구조 및 이를 이용한 가시설 시공방법의 실시예들에 대해 상세하게 설명한다.

이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들과 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 가시설 물막이 구조를 나타내는 부분 사시도이고, 도 2는 도 1의 가시설 물막이 구조의 평면도이다. 도 3은 도 1의 가시설 물막이 구조에 사용되는 시트 파일을 나타내는 부분 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 가시설 물막이 구조(1)는 복수의 H형 파일(10), 복수의 시트 파일(20), 및 복수의 강판(30)을 포함할 수 있다.

복수의 H형 파일(10)은 일정 간격으로 설치되며, 하부가 원지반에 매립된다.

H형 파일(10)의 하부는 가시설 물막이 구조(1)에 의해 차수되는 강바닥이나 해저 바닥의 원지반에 일정 깊이로 근입된다. 예를 들면, H형 파일(10)은 지반에 약 1m 내지 2m 근입될 수 있다.

또한, H형 파일(10)의 상부는 수면 위로 일정 길이 돌출되도록 설치된다.

따라서, H형 파일(10)의 길이는 상부 여유 길이, 수심, 및 지반 근입 길이의 합으로 정해질 수 있다(도 4 참조).

복수의 시트 파일(20)은 물을 차단하도록 복수의 H형 파일(10)의 한쪽 플랜지(11)에 설치될 수 있다. 즉, H형 파일(10)의 일측 플랜지(11)에는 시트 파일(20)이 설치되고, 인접한 2개의 H형 파일(10) 사이에는 복수의 시트 파일(20)이 서로 연결되도록 설치될 수 있다.

복수의 시트 파일(20)은 인접한 2개의 시트 파일(20)의 양 측단이 서로 끼움 연결될 수 있도록 형성된다. 이를 위해 시트 파일(20)의 양 측단에는 끼움부(23)가 마련된다.

복수의 시트 파일(20)은 H형 파일(10)이 지반에 근입된 깊이보다 더 깊게 근입될 수 있다.

한 개의 H형 파일(10)과 한 개의 시트 파일(20)은 차수용 합성파일(8)을 형성할 수 있다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 차수용 합성파일(8)에 대해 상세하게 설명한다.

도 4는 도 1의 가시설 물막이 구조에 사용되는 차수용 합성파일을 나타내는 평면도이다. 도 5는 도 1의 가시설 물막이 구조에 사용되는 차수용 합성파일을 나타내는 측면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 차수용 합성파일(8)은 H형 파일(10), 시트 파일(20), 안내판(40)을 포함할 수 있다.

H형 파일(10)은 철강과 같은 금속재료로 형성된다. H형 파일(10)은 웨브(13)와 웨브(13)의 양단에 평행하게 설치되는 플랜지(11,12), 즉 제1플랜지(11)와 제2플랜지(12)를 포함한다.

H형 파일(10)의 제1플랜지(11)에는 시트 파일(20)이 고정된다. 시트 파일(20)은 H형 파일(10)의 제1플랜지(11)에 용접으로 결합될 수 있다.

시트 파일(20)은 철판과 같은 금속재료를 절곡하여 형성된다. 시트 파일(20)은 대략 'ㄷ'자 형상으로 형성되며, 중앙부(21)와 중앙부(21)의 양 측단에서 연장되는 한 쌍의 경사부(22)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 경사부(22)는 중앙부(21)의 양측으로부터 외측을 향하여 경사지게 절곡된다. 시트 파일(20)의 중앙부(21)와 경사부(22)는 둔각을 이루도록 형성될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이 시트 파일(20)의 중앙부(21)는 H형 파일(10)의 제1플랜지(11)의 폭보다 큰 폭을 갖도록 형성될 수 있다.

시트 파일(20)의 중앙부(21)에는 H형 파일(10)의 제1플랜지(11)가 용접으로 부착될 수 있다. 구체적으로, 제1플랜지(11)의 양 측단과 시트 파일(20)의 중앙부(21)의 후면 사이를 용접하여 시트 파일(20)에 H형 파일(10)을 결합할 수 있다.

경사부(22)는 중앙부(21)와 둔각을 이루도록 형성되며, 경사부(22)의 선단에는 끼움부(23)가 마련된다. 끼움부(23)는 경사부(22)의 일단을 원호 형상으로 절곡하여 후크(hook) 형상으로 형성할 수 있다.

끼움부(23)는 2개의 시트 파일(20)을 연결하기 위해 사용될 수 있다. 즉, 한 개의 시트 파일(20)의 경사부(22)의 끼움부(23)에 다른 시트 파일(20)의 한쪽 경사부(22)의 끼움부(23)를 결합하면, 2개의 시트 파일(20)을 연결할 수 있다.

시트 파일(20)은 도 5에 도시된 바와 같이 H형 파일(10)의 길이보다 긴 길이를 갖는다.

시트 파일(20)은 H형 파일(10)과 동일하게 수면(H) 위로 일정 길이 돌출되도록 형성된다.

시트 파일(20)의 하부는 가시설 물막이(1)에 의해 차수되는 강바닥이나 해저 바닥의 원지반(2)에 설계 깊이로 근입되도록 설치된다. 예를 들면, 시트 파일(20)의 하부는 원지반(2)에 수압을 지지할 수 있도록 결정되는 설계 근입 깊이로 근입될 수 있다.

따라서, 시트 파일(20)의 길이는 상부 여유 길이, 수심, 및 설계 근입 길이의 합으로 정해질 수 있다.

안내판(40)은 H형 파일(10)의 웨브(13)의 양 측면에 설치될 수 있다. 안내판(40)은 철강과 같은 금속재료로 띠 형상으로 형성될 수 있다. 안내판(40)은 웨브(13)의 양 측면에 용접으로 고정될 수 있다.

안내판(40)은 제2플랜지(12)에 인접하게 설치된다. 따라서, 안내판(40)과 제2플랜지(12) 사이에는 결합홈(15)이 형성된다. 결합홈(15)은 강판(30)이 삽입될 수 있도록 형성된다.

안내판(40)의 일면, 즉 제2플랜지(12)를 마주하는 안내판(40)의 일면에는 적어도 한 개의 수용홈(41)이 형성될 수 있다. 적어도 한 개의 수용홈(41)에는 수팽창성 지수재가 수용된다.

도 4에 도시된 실시예의 경우에는 안내판(40)의 일면에 2개의 수용홈(41)이 안내판(40)의 길이 방향으로 형성되어 있다. 2개의 수용홈(41)에는 지수재가 채워져 있다.

수팽창성 지수재는 강물, 해수 등과 같은 물에 의해 체적 팽창하여 안내판(40)과 강판(30) 사이의 틈을 충진하게 된다. 이렇게 안내판(40)과 강판(30) 사이의 틈에 충진된 수팽창성 지수재는 경화되면서 강판(30)과 안내판(40)을 결속시키며, 동시에 안내판(40)과 강판(30) 사이의 틈을 메워서 차수 기능을 향상시킬 수 있다.

수팽창성 지수재는 물과 접촉시 반응에 의해 체적이 대략 4~15배로 팽창할 수 있다. 이러한 수팽창성 지수재는 고상 또는 액상일 수 있으며, 일 예로서는 벤토나이트 조성물이나 수팽창성 고무 조성물을 사용할 수 있다.

특히, 상기 벤토나이트 조성물은 천연 벤토나이트를 단독으로 사용하거나, 벤토나이트 100 중량부, 폴리아크릴산 1~50 중량부 및 카르복시메틸셀룰로오스 1~50 중량부를 혼합한 것을 사용할 수 있다. 상기 폴리아크릴산과 카르복시메틸셀룰로오스는 점토질이나 소금기를 머금은 해수에 대한 벤토나이트의 수화팽윤성을 향상시켜, 바다의 가시설 물막이 구조에 사용될 경우에도 적합하도록 하는 효과가 있다.

복수의 강판(30)은 복수의 시트 파일(20)과 반대쪽으로, 즉 복수의 H형 파일(10)의 제2플랜지(12)에 근접하여 설치된다. 복수의 강판(30)으로는 열연 강판을 사용할 수 있다.

강판(30)은 H형 파일(10)과 동일한 길이로 형성될 수 있다. 즉, 강판(30)의 길이는 상부 여유 길이, 수심, 및 지반 근입 길이의 합으로 정해질 수 있다. 따라서, 강판(30)의 상단부는 수면(H) 위로 일정 길이 돌출되며, 강판(30)의 하단부는 일정 깊이로 지반(2)에 매설된다.

한 개의 강판(30)은 인접한 2개의 H형 파일(10)의 사이에 배치되어 물을 차단하도록 설치된다.

구체적으로, 강판(30)의 일측단을 H형 파일(10)의 제2플랜지(12)와 안내판(40)으로 형성된 결합홈(15)에 삽입하면, 강판(30)이 H형 파일(10)에 고정된다.

상기와 같은 2개의 H형 파일(10)과 2개의 H형 파일(10) 사이에 결합된 한 개의 강판(30), 및 2개의 H형 파일(10)에 고정된 2개의 시트 파일(20)을 연결하는 복수의 시트 파일(20)에 의해 공간이 형성된다. 이 공간에는 토사(50)가 채워질 수 있다.

따라서, H형 파일(10), 강판(30), 및 복수의 시트 파일(20)로 둘러싸인 토사(50)가 가시설 물막이 구조(1)를 형성한다.

이하, 도 6 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 가시설 물막이 구조(1)를 사용하여 가시설 물막이를 시공하는 가시설 시공방법에 대해 상세하게 설명한다.

도 6 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 가시설 시공방법을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 차수용 합성파일(8)을 제작한다.

차수용 합성파일(8)은 H형 파일(10), 시트 파일(20), 및 한 쌍의 안내판(40)으로 형성된다. 구체적으로, 시트 파일(20)의 중간부(21)에 H형 파일(10)의 제1플랜지(11)가 고정되며, 한 쌍의 안내판(40)은 H형 파일(10)의 웨브(13)의 양 측면에 설치된다. 따라서, H형 파일(10)의 제2플랜지(12)와 한 쌍의 안내판(40) 사이에는 강판(30)이 삽입되는 한 쌍의 결합홈(15)이 형성된다. 한 쌍의 안내판(40)에는 지수제가 수용되는 적어도 한 개의 수용홈(41)이 마련될 수 있다.

차수용 합성파일(8)은 별도의 공장에서 제작되어 가시설 물막이 구조(1)를 설치할 현장으로 운반될 수 있다.

다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이 수면(H)에서 가시설 물막이 구조(1)로 둘러쌀 차수 영역에 대응하는 물의 바닥면, 즉 원지반(2)에 복수의 기초 말뚝(60)을 박는다. 복수의 기초 말뚝(60)은 수저의 토사층(3)을 관통하여 암반층(4)에 일정 깊이 근입되도록 박는다.

복수의 기초 말뚝(60)을 박는 작업은 작업용 바지선(100)에 실린 일반적인 항타기(110)와 햄머를 사용하여 수행할 수 있다. 후술하는 가시설 시공방법은 모두 작업용 바지선(100)을 이용하여 수행될 수 있다.

이어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 차수 영역의 가장자리에 일정 간격으로 복수의 차수용 합성파일(8)을 박는다. 복수의 차수용 합성파일(8)은 원지반(2)에 설치된 복수의 기초 말뚝(60)에서 일정 거리 이격되도록 설치될 수 있다. 이때, 차수용 합성파일(8)은 시트 파일(20)이 차수 영역, 즉 기초 말뚝(60)을 마주하도록 설치될 수 있다. 또한, 차수용 합성파일(8)은 일반적인 항타기(110)와 햄머를 사용하여 박을 수 있다.

차수용 합성파일(8)의 시트 파일(20)은 토사층(3)의 거의 끝까지 즉, 암반층(4)에 인접하는 깊이까지 근입하고, H형 파일(10)은 원지반(2)에서 약 1m 내지 2m 깊이로 근입되도록 박는다.

도 8은 일정 간격으로 원지반(2)에 박힌 복수의 차수용 합성파일(8)을 나타내는 부분 평면도이다.

다음으로, 복수의 차수용 합성파일(8) 사이에 복수의 시트 파일(20)을 박아서 인접한 2개의 차수용 합성파일(8)의 시트 파일(20)과 연결되도록 한다.

구체적으로, 도 8에 도시된 바와 같이 일정 간격으로 설치된 제1 차수용 합성파일(8-1)의 시트 파일(20-1)의 일측에 다른 시트 파일(20)을 설치한다. 이때, 차수용 합성파일(8-1)의 시트 파일(20-1)의 끼움부(23-1)에 다른 시트 파일(20)의 끼움부(23)가 삽입되도록 다른 시트 파일(20)을 항타하여 박는다.

2개의 시트 파일(20)의 끼움부(23)가 서로 결합되도록 복수의 시트 파일(20)을 연속해서 설치하여, 마지막 시트 파일(20)의 끼움부(23)가 제2 차수용 합성파일(8-2)의 시트 파일(20-2)의 끼움부(23-2)와 결합되도록 시트 파일(20)을 박는다. 그러면, 도 9와 같은 상태가 된다.

참고로, 도 9는 인접한 2개의 차수용 합성파일(8-1,8-2)의 시트 파일(20-1,20-2)의 사이에 3개의 시트 파일(20)이 결합된 상태를 나타낸다. 이때, 복수의 시트 파일(20)은 복수의 기초 말뚝(60)이 박힌 차수 영역을 마주할 수 있다.

일 예로서, 도 9에서는 인접한 2개의 차수용 합성파일(8-1,8-2)의 시트 파일(20-1,20-2) 사이에 3개의 시트 파일(20)이 설치되어 있으나, 2개의 차수용 합성파일(8-1,8-2) 사이에 설치되는 시트 파일(20)의 개수는 이에 한정되지 않는다. 인접한 2개의 차수용 합성파일(8-1,8-2)의 사이에 설치되는 시트 파일(20)의 개수는 차수용 합성파일(8) 사이의 거리에 따라 적절하게 정해질 수 있다.

또한, 2개의 시트 파일(20)이 결합되는 끼움부(23)에는 수팽창성 지수재를 도포하여, 2개의 시트 파일(20)이 결합되는 끼움부(23) 사이로 물이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

다음으로, 인접한 2개의 차수용 합성파일(8-1,8-2)의 H형 파일(10) 사이에 강판(30)을 설치한다. 구체적으로, 강판(30)의 일 측단이 H형 파일(10)의 결합홈(15)에 삽입되도록 강판(30)을 항타하여 박는다.

차수용 합성파일(8)의 결합홈(15)에 강판(30)을 박으면, 안내판(40)의 수용홈(41)에 수용된 수팽창성 지수재에 의해 안내판(40)과 강판(30) 사이의 틈이 채워지므로 물이 유입되는 것을 차단할 수 있다.

이와 같이 인접한 2개의 차수용 합성파일(8-1,8-2)의 결합홈(15)에 강판(30)을 항타하여 박으면, 도 10에 도시된 바와 같은 상태가 된다. 즉, 도 10에 도시된 바와 같이, H형 파일(10)의 제1플랜지(11) 쪽에는 복수의 시트 파일(20)이 연속해서 설치되고, H형 파일(10)의 제2플랜지(12) 쪽에는 복수의 강판(30)이 설치된다. 따라서, 복수의 시트 파일(20)과 강판(30)은 이격되어 있어, 그 사이에 공간(S)이 형성된다.

다음으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 수면(H)의 위로 돌출된 복수의 차수용 합성파일(8)의 상부에 복수의 지보재(70)를 설치한다. 구체적으로, 서로 마주하는 2개의 차수용 합성파일(8)의 상단에 지보재(70)를 설치하여 가시설 물막이 구조(1)를 보강한다.

이어서, 도 12에 도시된 바와 같이, 복수의 시트 파일(20), 복수의 강판(30), 및 복수의 H형 파일(10)로 둘러싸인 공간(S)에 토사(50)를 채운다. 구체적으로, 일측벽은 복수의 시트 파일(20)로 형성되고, 타측벽은 복수의 강판(30)으로 형성되며, 복수의 H형 파일(10)로 지지되는 2개의 벽체 사이에 토사(50)를 채워 넣는다. 이를 위해, 먼저 2개의 벽체 사이에 수용되어 있는 물을 양수하여 제거한 다음, 2개의 벽체 사이의 공간(S)에 토사(50)를 채워 넣는다.

그러면, 복수의 시트 파일(20), 토사(50), 및 복수의 강판(30)이 3 중벽을 형성하게 되므로, 수압을 안정적으로 지지할 수 있으며, 물이 차수 영역으로 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

다음으로, 도 13에 도시된 바와 같이, 복수의 시트 파일(20)로 둘러싸인 차수 영역의 물을 단계적으로 양수하고, 복수의 지보재(70)를 순차적으로 설치한다. 구체적으로, 3 중벽, 즉, 복수의 시트 파일(20), 토사(50), 및 복수의 강판(30)으로 둘러싸인 차수 영역의 물을 2번째 지보재(70)를 설치할 정도의 깊이까지 양수한 후, 2번째 지보재(70)를 설치한다. 이때, 지보재(70)는 차수 영역에 띄운 작업용 배(120)를 이용하여 설치할 수 있다.

2번째 지보재(70)의 설치가 완료되면, 3번째 지보재(70)를 설치할 정도의 깊이까지 양수한 후, 3번째 지보재(70)를 설치한다. 차수 영역의 원지반(2)이 노출될 때까지 양수작업과 지보재 설치작업을 반복한다.

다음으로, 도 14에 도시된 바와 같이, 차수 영역의 원지반(2)의 터파기를 하고, 지반(5) 위로 돌출된 복수의 기초 말뚝(60)의 두부를 정리한다. 구체적으로, 양수가 완료되어 노출된 차수 영역의 원지반(2)에 구조물을 설치하기 위한 터파기 작업을 수행한다. 터파기 작업은 포크레인(130)과 같은 일반적인 터파기 장비를 이용하여 수행할 수 있다.

이때, 터파기 작업에 의해 노출되는 복수의 기초 말뚝(60)의 두부를 절단하여 제거하거나, 기초 말뚝(60)을 추가로 항타하여 기초 말뚝(60)의 상단이 터파기 작업이 완료된 지반(5)과 동일하거나 유사한 높이에 위치하도록 한다.

끝으로, 도 15에 도시된 바와 같이, 터파기가 완료된 차수 영역의 지반(5)에 구조물(80)을 시공한다. 구조물(80)은 교량, 댐, 방조제, 조력 발전소, 항만 등과 같은 다양한 수중 및 수변 구조물을 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 가시설 물막이 구조 및 이를 이용한 가시설 시공방법에 의하면, 차수 영역의 둘레를 복수의 시트 파일, 토사, 및 복수의 강판으로 구성된 3 중벽으로 차단할 수 있으므로, 물이 차수 영역으로 유입되는 것을 확실하게 막을 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 가시설 물막이 구조는 복수의 시트 파일을 복수의 H형 파일과 복수의 강판으로 지지하므로 높은 수압을 지지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 가시설 물막이 구조는 차수용 합성파일을 별도의 공장에서 제작한 후, 현장으로 운반하여 항타하여 설치하므로, 공사 기간이 길고 비용이 많이 드는 수중 작업을 최소한으로 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 가시설 물막이 구조는 공기를 단축할 수 있고, 제반 공사 경비를 줄일 수 있다.

상기에서 본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명은 다양하게 수정되거나 변형될 수 있다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.

1; 가시설 물막이 구조 2; 원지반
8; 차수용 합성파일 10; H형 파일
11,12; 플랜지 20; 시트 파일
21; 중앙부 23; 끼움부
30; 강판 40; 안내판
50; 토사 60; 기초 말뚝

Claims

하부가 지반에 근입되도록 일정 간격으로 설치되며, H형 파일과 상기 H형 파일의 제1플랜지에 용접으로 결합된 시트 파일로 구성되는 복수의 차수용 합성파일;
상기 복수의 차수용 합성파일의 사이에 상기 H형 파일의 제2플랜지에 인접하도록 배치되며, 상기 H형 파일의 상단과 동일한 높이로 설치되는 복수의 강판; 및
상기 복수의 강판과 반대쪽으로 상기 복수의 차수용 합성파일의 시트 파일의 사이에 설치되며, 상기 강판과 이격되는 복수의 시트 파일;을 포함하며,
상기 복수의 차수용 합성파일의 H형 파일의 웨브의 양 측면에는 안내판이 설치되어 상기 H형 파일의 제2플랜지와 상기 안내판 사이에는 결합홈이 형성되며, 상기 강판은 상기 결합홈에 끼워져 고정되며,
상기 복수의 차수용 합성파일의 시트 파일과 상기 복수의 시트 파일 각각은 양 측단에 끼움부가 마련되며, 인접한 2개의 시트 파일의 양 측단은 상기 끼움부에 의해 서로 끼움 연결되며,
상기 복수의 차수용 합성파일, 상기 복수의 강판, 및 상기 복수의 시트 파일 로 형성되는 복수의 공간에는 상기 강판의 상단까지 토사가 채워지며,
상기 복수의 강판, 상기 토사, 및 상기 복수의 시트 파일이 3중벽을 형성하는 것을 특징으로 하는 가시설 물막이 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 제2플랜지를 마주하는 상기 안내판의 일면에는 적어도 한 개의 수용홈이 형성되며,
상기 적어도 한 개의 수용홈에는 수팽창성 지수재가 수용되는 것을 특징으로 하는 가시설 물막이 구조.
H형 파일의 제1플랜지에 고정된 시트 파일과 상기 H형 파일의 제2플랜지와 안내판 사이에 형성된 결합홈을 포함하는 차수용 합성파일을 제작하는 단계;
수상에서 가시설 물막이 구조로 둘러쌀 차수 영역에 대응하는 물의 바닥면에 복수의 기초 말뚝을 박는 단계;
상기 차수 영역의 가장자리에 일정 간격으로 복수의 차수용 합성파일을 박는 단계;
상기 복수의 차수용 합성파일 사이에 복수의 시트 파일을 박아서 인접한 2개의 차수용 합성파일의 시트 파일과 연결되도록 하는 단계;
상기 복수의 차수용 합성파일의 결합홈 사이에 상기 차수용 합성파일의 상단에 대응하는 높이로 복수의 강판을 박는 단계;
수면의 위로 돌출된 복수의 차수용 합성파일의 상부에 복수의 지보재를 설치하는 단계;
상기 복수의 차수용 합성파일, 상기 복수의 시트 파일, 및 상기 복수의 강판에 의해 형성되는 복수의 공간에 상기 복수의 강판의 상단까지 토사를 채우는 단계;
상기 복수의 시트 파일로 둘러싸인 상기 차수 영역의 물을 단계적으로 양수하고, 복수의 지보재를 설치하는 단계;
상기 차수 영역의 원지반 터파기를 하고, 지반 위로 돌출된 상기 복수의 기초 말뚝의 두부를 정리하는 단계; 및
터파기가 완료된 상기 차수 영역의 지반에 구조물을 시공하는 단계;를 포함하며,
상기 복수의 차수용 합성파일 사이에 복수의 시트 파일을 박아서 인접한 2개의 차수용 합성파일의 시트 파일과 연결되도록 하는 단계는, 상기 차수용 합성 파일의 시트 파일의 끼움부에 다른 시트 파일의 끼움부가 삽입되어 결합되도록 하는 것을 특징으로 하는 가시설 시공방법.
제 3 항에 있어서,
상기 복수의 시트 파일은 상기 차수 영역을 마주하도록 설치되며,
상기 복수의 시트 파일의 끼움부에는 지수재가 도포되는 것을 특징으로 하는 가시설 시공방법.
제 3 항에 있어서,
상기 차수용 합성파일의 H형 파일과 시트 파일은 수면 위로 동일한 길이로 돌출되고, 상기 시트 파일은 상기 H형 파일의 하단보다 아래로 길게 연장되며,
상기 H형 파일은 상기 차수 영역의 원지반에 1m 내지 2m 근입될 수 있으며, 상기 시트 파일은 설계 근입 길이로 차수 영역의 지반에 근입되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 가시설 시공방법.