케이슨(caisson)의 운반, 거치, 속채움

[최현기]

1. 서 언

  (1) 케이슨의 일반적인 시공순서

케이슨 제작→진수→운반(예인)→거치→속채움→뚜껑Concrete 타설

(상치 Concrete 타설)→뒷채움 완료

  (2) 파랑의 영향을 받는 안벽공사에서는 뒷채움을 하므로써 안정단면이 형성되기도 한다.

2. 운 반

  (1) 거치장소가 인접해 있더라도 파랑의 영향을 고려해야 할 경우 케이슨 침수를 방 지하기 위해 뚜껑을         씌워 예인

  (2) 거리가 멀고 파랑의 영향이 있으면 운반선에 4∼6함 정도 적재하여 운반

  (3) 운반선제원(예)

    - 제원 : 103×30×6.5M

    - 적재중량 : 12,000 TON

    - 최대침강심도 : 15M

3. 거 치

  (1) 개 요

    -기초사석이 투하되고 기초고르기가 완성되면 거치

  (2) 거치공법 선정시 고려사항

    -기초사석의 높이,케이슨의 흘수,현장해상조건(파랑,조석,조류),투입가능한 기계설비 제반조건

  (3) 일반적인 거치공정

    - 케이슨 예인(운반)-거치-속채움-뚜껑콘크리트 타설(경우에 따라 상치콘크리트)

  (4) Caisson의 거치 일정(시기)

    -3일간 연속하여 파고 0.5m이하가 되는 시기를 택하여 시공

  (5) 거치공법의 종류

    -기중기선을 이용하는 경우와 이용하지 않는 경우

  (6) 거치공법의 종류별 특징

     1) 기중기선을 사용하여 거치할 경우

     기중기선으로 케이슨을 20-30cm권상하여 이동하면서 소정의 위치에 물을 케이슨 내의 valve      

     시설을 이용 주수하여 서서히 침강시킴,이때 일시에 주수하 면 케이슨 요동하므로 주의

     2) 대형 기중기선으로 거치할 경우

     일시에 예인 거치할 경우 케이슨에 valve 시설을 하지 않고 주수공을 두어 하강시 주수가 되도록 한다

4. 속채움

    거치가 끝나면 속채움작업을 연속적으로 시행하여 파랑에 이동되지 않도록한다

  (1) 속채움 재료 : 모래, 자갈 Concrete 채우기

  (2) 속채움 시기 : 거치 즉시 연속적으로 시행

  (3) 악천후(강풍, 파랑) : 주야 연속 시행

  (4) 뚜껑용 Concrete 타설 : Precast 제품이 유리

  (5) 속채움 시공법 선정시 고려사항 : 재료

  (6) 속채움 공법의 적용성

     1)Grab 선이나 Belt Conveyor : 모래

     2)Pump 선 : 대량 인근 해저 모래

     3)Poclain이나 Grab선 : 자갈, 사석

  (7) 속채움 시공시 일반적인 주의사항

    -가능한한 거치후 신속히

    -속채움재가 노출되면 파랑에 의해 유실의 우려가 있으므로 항내는 0.3-0.5m 사 석 피복,파랑 예상지역은 뚜껑 콘크리트나 Precast

     제품의 콘크리트판 피복

    -이음부는 현장 콘크리트로 메꿈

5. 뒤채움

    - 속채움후 가능하면 빨리 뒤채움하여 파랑의 영향을 최소화

    - 뒤채움용 사석 생산 계획을 공정에 맞출 것

6. 상부공

  (1) 안벽의 상치공 시공시 주의사항

    - 기초지반의 지질조건,기초사석의 두께에 따라 30-40cm의 침하 발생

    - 침하가 거의 일어나지 않는 시기에 타설

    - fender,계선주,급수전,전주,차막이공 ,등 부대시설을 충분히 검토 파악후 타설

  (2) 방파제 상부공 시공대책

    - 케이슨 상부는 파의 영향을 받으므로 기상예보에 주의

    - 케이슨거치 침하상태 점검하여 침하가 일어나지 않는 시기에 타설

    - 두껍기 때문에 시공줄눈을 10-15m간격으로 설치.1개의 줄눈사이는 동시타설

    - 두껍기 때문에 거푸집 조립에 주의

7. 후면 매립공 시공시 주의사항

  (1) caisson 구조물의 안벽공사에서의 후면 매립공은 뒷채움 사석을 투하하고 필요에 따라 Mat등으로  보강한다.

  (2) 간만의 차에 의한 해수면의 상승, 하강시 매립토사의 유출을 방지하기 위해 잔자갈로 filter층을  시공하거나 mat를 부설한후 설계

       된 양질의 토사로 매립을 하게 되는데 토량, 토 질, 토질, 토사의  채취와 공기등에 따라서 매립공법이 다르다.

  (3) 특히 후면 매빌순서는 안벽부에서 후면으로 매립을 진행시키는 것이 대단히 중요하다.

7-1. 매립공사 선정시 고려사항

  (1) 토량

  (2) 토질

  (3) 토사의 채취

  (4) 공기

7-2. 매립공법

  (1) pump 준설선 : 다량의 양질의 토사가 인근 해저에 있을때 pump 준설선 이용

  (2) pump truck : 土砂(山土)로 매립할 경우

7-3. 시공시 문제점 및 대책

  (1) 연약지반에서의 문제점

     1) 침하현상 : 이토토질일때

     2) 지반활동 : 무리하게 매립할 경우 큰 피해가 예상됨

  (2) 연약지반에서 시공 대책

     1) 후면 매립순서 : 안벽부에서 후면쪽으로 매립진행

     2) 매립구역이 넓을때 : 일정구간을 잘라서 가토제假土堤를 쌓는다.(단, 구역별로 잘라서 후 면으로  밀고 나가면 후면단부에 이토질

         이 모여서 pond 현상이 생긴다.)

     3) pond 현상의 미토 처리 대책

       ① pond 형상의 이토는 타장소로 운반 투기하거나

       ② 시간이 지나서 표면이 약간 굳어지면 연약지반처리(sand drain, paper drain)하여 지반을 압밀시켜서 용지로 사용한다.

7-4. 주의점

  (1) 안벽의 후면매립공사에서 시공시 특히 주의해야 할 사항은 : 매립순서는 안벽부에서 후면 쪽으로 하여 사고를 방지해야 한다.

  (2) 매립공사 작업전 시공계획서 작성시 인원반입계획, 장비반입계획, 자재(뒷채움사석) 반입계획 수립에 유의해야 하며 특히 환경관

       리 계획을 수립하여야 한다.

  (3) 당사에서 시공한바 있는 신선대가호안 현장의 경우 골재원의 확보에 유념하여 공기단축 및 원가절감효과를 얻은바 있으며 자재를

       싼값으로 대량생산공급 할수 있는 체계연구가 필요하다.

8. 침하량 조사

  (1) 침하원인

    - 사석기초 시공시 사석을 낙하하여 쌓기 때문에 공극이 생길수 있으며 지반 자 체가 중량물에 의해 침하되는 경우도 있어 일반적

      30-40cm침하 발생

  (2) 침하대책

     - 현장마다 침하조건이 다르기 때문에 처음거치하는 케이슨은 30cm더 쌓은 사석 위에 거치 한 후 침하량을 검토한 후 다음 케이슨

        기초 높이 조정

     - 침하량 조사는 케이슨 상부 네모퉁이 관측

     - 케이슨거치후 초기침하는2-3개월 사이에 70-80%발생 6개월정도에 거의 완료

     - 상치 콘크리트는 1개월정도에 90%정도 침하

9. 결 론

  (1) 선박의 대형화와 대형장비(설악호:2,000ton)의 개발로 중력식 안벽구조와 신 항만의 방파제에서 Caisson구조가 선호될 전망이다.

  (2) 케이슨 제작 → 진수 → 예인 → 운반 → 거치 → 속채움 → 뚜껑 콘크리트 타설 → 뒷채움의 과정에서 사고에 유의해야 하며

  (3) 시공시 공법을 확실히 숙지하고 문제점에 대한 예견, 이에 대한 대책의 수립이 중요하다.

  (4) 특히, 니,점토가 많은 후면 매립공사시 활동(Sliding)으로 인한 사고가 일어나지 않도록 반드시 구조물쪽에서 뒤쪽으로 매립하여

       니토를 안벽후방으로 몰아주기를 바란다.