목 차 제 1 장개요 1 제 2 장제작장조성 7 1. 제작장배치계획 9 2. 부지조성 동다짐공 Jet Grouting공 DCL 접안시설 공사구역현황도 접안시설공 제작장기초공 42 제 3장철골구조물및

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2 광양항 3단계2차컨테이너부두는정부의항만기본계획에의거광양항 1,2단계및 3단계1차컨테이너부두개발에이어 2003년 7월부터 2010년 10월완공예정으로최대 12,000TEU급컨테이너선이접안할수있는안벽 1,940m와부지 975천m2등을조성하여컨테이너선 5만톤급 3척, 2만톤급 1척이동시접안하여연간 137만TEU를처리할수있는터미널입니다. 이부두의안벽구조는케이슨식으로케이슨의제작 진수에는여러가지공법과방법이있지만 케이슨제작장여건등을고려하여제작은공장형 Slip Form 공법을, 운반 진수는 DCL (Draft Control Launcher) 에의해시공하였습니다. 이공장형 Slip Form공법은 2006년 12월준공한광양항 3단계1차컨테이너부두의안벽용케이슨제작을위해우리나라에서최초로외국의신기술을도입하여현장여건에맞게재설계하여케이슨제작을성공리에완료하였으며, 연이어착공한 3단계2차컨테이너부두안벽용케이슨제작에도적용하여우수한품질의케이슨을제작할수있었습니다. 이러한케이슨의제작 진수등에관한시공과정을항만건설기술자여러분들께유용한자료로 활용되길바라며사례집을발간하게되었습니다 년 12 월 한국컨테이너부두공단사업본부장우재훈

3 목 차 제 1 장개요 1 제 2 장제작장조성 7 1. 제작장배치계획 9 2. 부지조성 동다짐공 Jet Grouting공 DCL 접안시설 공사구역현황도 접안시설공 제작장기초공 42 제 3장철골구조물및 SLIP FORM설치 철골구조물설치공 철골구조물설계 철골설치 SLIP FORM 설치공 작업순서도 세부작업 66 제 4 장케이슨제작 제작공기 함당제작공정표 전체제작소요공기 79 - i -

4 목 차 2. 케이슨 TYPE별제작세부내용 소파대형케이슨제작 종점부케이슨제작 Semi-Hybrid 케이슨제작 사용콘크리트 실리카퓸콘크리트 고로슬래그콘크리트 전기발열시트보온양생 보온양생방법 전기발열시트단면도 전기발열시트안전장치 취급시주의사항 137 제 5 장케이슨이동, 진수 저판이동 System 본체이동 System 케이슨본체선적 케이슨해상운반 케이슨진수 ii -

5 제 1 장 개요

6 제 1 장개요 제 1 장개요 광양항 3 단계 2 차컨테이너부두는최대 12,000TEU 급컨테이너전용선이접안할수있는 전면안벽 1,300m(DL(-)18.0m) 와측면안벽 640m(DL(-)16.0m) 및부지조성 975 천m2를조성 하여연간 137 만 TEU 의컨테이너를처리하기위하여현재공사중에있다. 동부두의안벽구조는케이슨식으로케이슨을제작하기위하여유로폼또는시스템폼등의여러가지공법중제작장부지최소화, 공사기간단축, 품질향상등을위해서광양항 3단계1차컨테이너부두용케이슨제작경험이있는공장형 Slip Form 공법을적용하여 5,000톤급케이슨을제작하였다. 전면안벽 1,300m 에는대형소파케이슨, 측면 640m 에는 Semi-Hybrid 케이슨을배치하 였으며, Semi-Hybrid 케이슨은저판을철판과철근콘크리트 (SRC) 합성구조로격실수를 줄여단면을최소화하였다

7 제 1 장개요 케이슨배치계획 3 단계 3 차 ( 장래 ) TYPE-D 640.0m 측면안벽 TYPE-B 3 단계 2 차컨테이너터미널 3 단계 1 차컨테이너터미널 TYPE-A TYPE-E TYPE-C m 전면안벽 케이슨제원및소요함수 구분 Type-A Type-B Type-C Type-D Type-E 계 케이슨제원 (B L H) 소요함수 톤수 (tonf) 4, ,016 4, , ,904.5 Type-A Type-B 케이슨단면형상 Type-C Type-D Type-E - 4 -

8 제 1 장개요 케이슨시공은우선제작장을조성한후공장형 SLIP FORM 에서케이슨을제작하여선적 운반, 진수 거치등의일련의과정을거쳐이루어졌다. 케이슨시공흐름도 작업순서 제작장조성 케이슨제작 ( 저판, 벽체, 양생 ) 선적운반 진수가거치 정거치및속채움 제작장조성 저판제작 벽체제작 양생 선적 운반 진수 케이슨제작장은 3 단계 2 차컨테이너부두인근의율촌지방산업단지내 3 단계 1 차컨테이너 부두용케이슨제작장부근부지를사용하였으며, 완성된케이슨은 DCL(Draft Control Launcher) 에선적하여 3 단계 2 차컨테이너부두현장으로운반하여거치하였다

9 제 2 장 제작장조성

10 제 2 장제작장조성 1. 제작장배치계획 제 2 장제작장조성 제작장부지는케이슨제작장과부대시설설치공간그리고자재야적장을포함하며율촌 제 1 지방산단부지내에 16,200 m2규모로조성되었으며, 제작장은 4 단계로구성되어있다. 케이슨제작장 STEP 1(1 단계 ) 는폭 19.0m, 연장 50.8m 이고 Soffit Form 을설치하여케이슨저판이 제작되는구역으로 STEP 2(2 단계 ) 로케이슨을이동시키기위해 Jack Rod( 형강 65mm 65mm) 가 4 열배치되어있다. STEP 2(2단계 ) 는폭 19.0m, 연장 46.35m이고 Slip Form과철골구조물 (Gantry Tower) 을설치하여케이슨벽체가제작되는구역으로 STEP 3(3단계 ) 로케이슨을이동시키기위해 Jack Rod( 형강 200mm 200mm) 와 C.C.V(Caisson Carrier Vehicle) Track이설치되며, Jack Rod에는침하에대처할수있도록 Shim Plate를사용하였다. STEP 3(3 단계 ) 는폭 19.0m, 연장 53.6m 이고케이슨의양생과선적준비를위한구역으로 케이슨을이동시키기위해 STEP 2(2 단계 ) 의이동장치를연장하여 Jack Rod( 형강 200mm 200mm) 와 C.C.V Track 이설치되어있다

11 제 2 장제작장조성 케이슨제작장전경 STEP 4(4 단계 ) 는완성된케이슨이 DCL 선에선적되어출항대기하는구역으로케이슨이동 절차는 STEP 2(2 단계 ) 공정과동일하다. 제작장부지는율촌제 1 지방산업단지를조성하기위하여축조된준설토투기장호안과 매립지일부를전라남도로부터임대하여연약지반을동다짐공법과 Jet Grouting 공으로 개량하여사용하였다

12 R=22.350m 제 2 장제작장조성 3 단계 1 차상치콘크리트 3 단계 1 차 케이슨제작장 FLOATING DOCK BARGE R=10.0m R=10.0m 3 단계 1 차상치콘크리트 3 단계 1 차기시행사석치환선 가호안 "A" 가호안 "A" R=27.350m 내가토재도로이설 3 단계 1 차기시행쇄석포설선 쇄석포설 (O100mm 이하 ) 3 단계 2 차추가쇄석포설선 가호안도로이설 케이슨제작장콘크리트기초 케이슨저판제작케이슨벽체제작양생 진수용 DCL DCL 부지 3 단계 2 차추가사석치환선 R=10.0m R=10.0m 케이슨제작장평면도

13 제 2 장제작장조성 4.70 케이슨저판시공 GANTRY TOWER DL.(-)3.00 DL.(+)4.51 DL.(-)11.30 DL.(-)15.00 DL.(-)17.90 케이슨저판제작 DL.(+)4.53 DL.(+) 버럭 버럭 자갈층풍화토층연암층 케이슨벽체제작 DL.(+)3.95 DL.(+)3.13 DL.(+) DL.(+)4.53 DL.(+)3.13 원지반선 양생 DL.(+) 버럭 진수용 DCL 차터파기 DL.(-)1.40 M. S. L. (+)1.911 DL.(-)11.30 DL.(-)15.00 DL.(-)17.90 케이슨제작장단면도

14 제 2 장제작장조성 2. 부지조성 2.1 동다짐공 제작장으로계획된부지가소요지지력을확보할수없어동다짐으로지반을개량하였다 공사현황도 3단계 1차케이슨제작장 단계 2차케이슨제작장 동다짐시공예정부지 면적 : 3,333 m² DCL 부지 (3 구간 ) (2 구간 ) (1 구간 ) LEGEND 동다짐시공부지 : 3,333 m² 동다짐시공평면도 설계가. 개요동다짐 ( 동압밀 ) 공법은중추를크레인또는특별한장치를이용하여고소에서낙하시키고그때에지표면에주어지는충격력과발생하는지반진동에의해서지반을압축ㆍ강화하는지반개량공법으로 1960년대후반에프랑스의메나드 (Menard) 사에서고안되었으며당초에는 Heavy Tamping이라고불렀고건설폐기물 ( 콘트리트, 벽돌등 ) 이나모래, 역질지반등의조립토지반을대상으로시공되었다

15 제 2 장제작장조성 그후시공방법의발달에의해서사질토지반및포화점성토일부지반에대해서도적응성이있어동압밀공법 (Dynamic Consolidation Method) 이라고부르게되었고, 일본에서는중추낙하다지기공법이라고도부르고있다. 방법은중량 12 ~ 30tf, 저면적 3 ~ 4m2의강재또는강 + 콘크리트제의중추를보통 100 ~ 200tf급크레인을사용해서 10 ~ 15m정도의개량심도를얻는것이일반적이며, 대형크레인에전용의어태치먼트를부착시키면서현재는 60tf의중추도시험적으로달아올릴수있게되었다. 나. 공법의특징 암석, 자갈, 모래 ( 준설매립토 ), 폐기물등넓은범위의토질에적용한다. 특별한원료나재료를필요로하지않는다. 무계획적으로타격을가하는것은아니고개량조건에따라서계획적으로시공한다. 정보화시공을적용하여사전조사에서파악하기어려운지반의불균일성에대해서시공중기술관리에의하여정량적으로판단해서확실한개량효과를확보할수있다. 다. 개량원리및용도 중추를고소에서자유낙하시키므로수백 ~ 수천tf의충격력에의한지반진동이 1개소당 10~50회반복해서주어지게되며이충격력과지반진동에의해서지반이압축되던가혹은흔들려서밀도가높아지면지반이개량되고암석, 자갈, 모래 ( 준설매립토 ), 폐기물등의지반에대해서충격력이나지반진동의다지기가유효하게작용한다. 또한점성토 ( 특히포화토 ) 의개량에대해서는충격에의한압축및과잉간극수압발생으로함수비가저하되어강도증가가나타난다. 이공법은탱크기초, 건물기초, 택지조성, 도로, 철도의기초지반및성토, 공항활주로등의다지기에따라밀도증가, 지지력증가와균일화, 잔류침하의저감, 지진시의액상화방지, 침하의촉진, 암괴간의공극부의처리, 강제치환등에이용되고있다. 라. 동다짐설계 1) 개량심도산정 개량대상심도는상부로부터약 17.0m이나제작장의사용기간이영구적이아니고임시적인구조물이란점과케이슨하중 (8.8tf/m 2 ) 을고려하여개량대상심도 (D) 는약 12m로산정하여설계하였다

16 제 2 장제작장조성 2) 낙하높이산정 탬핑 (Tamping) 에사용되는중추중량과낙하높이는개량심도및낙하장치의능력에따라 결정된다. 개량가능한심도는 1 타격당의타격에너지에관계하여다음과같은관계식이성립되는 것이경험적으로알려져있다., 여기서, D : 개량심도 (m) W : 중추중량 (tf) H : 중추낙하높이 (m) α: 영향계수 (0.5~0.7 적용 ) 3) 타격점간격 타격점간격은심부의개량을효율적으로실시하는데영향이있다. 타격점간격이너무좁으면표층부다짐은되나시공이빠른단계에서다져져서이후의타격에너지가심부에전달되기어려우며, 심부에서소정의개량효과를얻기위하여추가적인타격에너지가필요하다. 타격점이너무넓게퍼지면중간에개량이부족한부분이남아서추가의탬핑이필요하다. 위사항을고려하여타격점간격은경험적으로개량심도정도를표준으로하였다. 즉, 여기서, L : 제1단계타격점간격 (m) D : 개량심도 (m) 제2단계의타격점배치는제1단계타격점의중간에배치하는경우가많으므로단계수의증가에따라서타격점의간격은점차좁아지도록배치하고, 암석성토나폐기물지반에서는일반적으로이보다약간작게적용한다

17 제 2 장제작장조성 따라서, 를적용하는것이일반적이나암석성토나폐기물지반으로고려하여제1단계타격점간격을 8.0m 8.0m로산정하여적용하였다. 4) 타격에너지산정 타격에너지는지반의개량심도및개량효과에큰영향을준다. 타격에너지가너무클경우에는동다짐에의한지반의진동이커져서지반이교란되고너무작을경우에는큰개량효과를기대하기힘들기때문에적절한타격에너지결정이필요하다. 단위면적당의타격에너지는다음식에의해서얻어진다. 여기서, E : 타격에너지 (tfㆍm/m 2 ) E v : 개량대상토 1m 2 당의타격에너지량 (tfㆍm/m 3 ) D : 개량심도 (m) tfㆍm/m 2 5) 타격회수 중추중량, 낙하높이, 타격에너지가결정되면각타격점의타격회수는다음식에서 구할수가있다. 여기서, N b : 1타격점당타격회수 ( 회 ) E : 타격에너지 (tfㆍm/m 2 ) L : 제1단계의타격점간격 W : 중추중량 (tf) H : 낙하높이 (m) n* : 시공의단계수 ( 회 )

18 제 2 장제작장조성 3 단계시공의경우각단계에서의타격점의분담면적이다르기때문에적용에는 주의가필요하고, 계산으로개량면적당의총타격회수를구할경우는다음식으 로구할수있다. 여기서, ΣN b : 총타격회수 ( 회 ) A : 개량면적 (m 2 ) 6) 마무리탬핑 마무리탬핑은본탬핑후에실시하는표층부 (2~3m) 의다지기이다. 타격으로생긴타격공내의매설흙이나느슨해진주변지반을다지기위함이고, 타격방법은개량범위전체를빠짐없이타격 ( 온통치기 ) 하는타격점배치가된다. 7) 각단계별타격시방 구분 타격간격 (m) 추무게 (tf) 낙하고 (m) 타격횟수 ( 회 ) 타격에너지 (tf ㆍ m/m 2 ) 1 단계 단계 단계 마무리 합계 마. 시공 1) 사전준비공 조합장비의확인및타격에따른추의무게및낙하고를확인 타격지점외관 50m이상거리에관측용수준점 (Bench Mark) 을설치 지표침하량측정을위한지표수준측량 (10m 10m 간격 ) 을실시 2) 시험동다짐 (Pilot Test) 동다짐설계는과거의현장경험치를기준하여작성된것으로각현장의토질조건에부합되지않을수있으므로임의의지점을선정하여시험동다짐을실시하고현장의조건에적합하게수정, 보완하여본다짐을하여야하므로다음과같이시행하였다

19 제 2 장제작장조성 - 위치선정은사전토질조사결과매립성토지반분포특성에따라대표적인지질또는지층변화가심하게변화되는지역및토질특성의변화가예상되는지점등을선정하였다. - Pilot Test는본다짐에앞서타격횟수, 타격간격등을결정하기위하여다음사항을확인하였다. 탬핑작업시관입체적이동이아닌실제다짐량인지를확인작업지역외곽 ( 최소거리 ) 지점에 Bench Mark 설치타격지점에대한지표수준측량각타격지점에서의타격시마다관입량및 Heaving량측정흙의불균질성 (Heterogeneity) 파악을위한각단계별타격에너지에의한침하도작성탬핑작업후지반을정지하여지표수준측량 3) 타격공 Pilot Test에의해서개량대상지층에적합한타격간격 (L), 타격횟수 (N) 및타격방법등을결정한후설계및시공기준으로결정한후본동다짐을시행하였다. 타격공은시험시공과동일하게시공하며지반침하량만을측정하여지반거동을파악하도록하여야하며 Pilot Test에의해서결정된에너지조합에따라다음과같이타격공을수행하였다. - 중추가낙하시자유낙하가되도록하였다. - 최초타격지점에서중추의낙하고를확인하고중추가자유낙하되는지여부를확인하였다. - 중추가낙하하여정확한타격지점에낙하되는지를확인하였다. - 타격은 Pilot Test에의해결정된에너지조합에의해시행하였다. - 각타격지점에서최초타격시타격시간과연속타격시타격시간을확인하였다. - 타격시지하수위상승여부를확인하고지중의 Air 및간극수가원활이배수될수있도록배수조치를하거나또는신속히배수될수있도록입상재료로치환할수있도록하였다. - 타격시안전에유의하도록하고타격전안전교육을실시하였다

20 제 2 장제작장조성 동다짐공사전경 4) 지반개량확인시험 지반개량확인시험으로평판재하시험을동다짐전ㆍ후로확인하였다. 시험방법으로는기초저면의재하판을놓고하중을가하여그때의침하량을 Dial Gauge로측정하여지내력을파악하는시험이다. KS F 2444( 확대기초에서정적하중에대한흙의지지력시험방법 ) 규정에의하여실시하고특기사항은다음과같다. - 재하판크기 : 직경 75cm 원형판을사용하며두께는하중에의해변형되지않도록 20mm이상의것 (25mm 사용 ) - 침하량측정 : Dial Gauge로 1/100mm까지측정 - 시험위치 : 기초시공저면에서실시 - 시험순서 1 재하는설계하중의약 3배를 5~8단계로나누어단계적으로하중을가한다. 2 침하량측정은하중을가한후 0, 1, 2, 4, 8, 10, 15, 30분의간격으로측정한다. 3 침하량은좌우 2개의 Dial Gauge로측정하여평균치를사용한다

21 제 2 장제작장조성 바. 시험결과분석 1) 동다짐시험결과 시험시공과본시공은다음과같은작업순으로시공하였다. - 시험시공기간 : 2003년 9월 22일 ~9월 27일 - 본시공기간 : 2003년 10월 2일 ~2003년 11월 11일 - 시공면적 : 4,148m 2 ( 시험시공 : 16.0m 16.0m=256.0m 2 ) - 개량확인시험수량 : 7개소 ( 평판재하시험 ) 변위말뚝측량 동다짐및변위말뚝배치도 2) Heaving 및 Penetration 변화결과분석 다짐으로인한지반거동을측정하기위하여타격지점인근에지반거동측정말뚝 16 개 소를설치하고 Tamping 으로인한지반거동및타격회수별관입심도를측정하였다

22 제 2 장제작장조성 측정결과 타격회수 관입심도좌 (m) 관입심도우 (m) 관입심도평균 (m) Crater 저면크기 (m) Crater 상부크기 (m) Crater 체적 (m 3 ) 낙하고 (m) 평균침하량 (M) 타격에너지와평균침하량타격에너지 (tfm/m 2 ) 평균침하량선형 ( 평균침하량 ) 시험홀을대상으로 22회타격시평균 Crater 관입량은 0.928m, 총체적량은 7.452m 3 로나타남다짐에너지대비평균침하량분석결과거의직선적으로변화하는양상을보이고있으며타격시방에의한지반의관입량은적절한것으로판단됨 압축율 타격에너지와압축율 ( 개량심도D=12.0m) 타격에너지 (tfm/m 2 ) % 2.0% 4.0% 6.0% 최종압축율 8.0% 10.0% 압축율 DL.(+)m 종류 시공전 1차다짐 2차다짐 3차다짐 4차다짐 지반고 침하량 지반개량심도 (D=12.0m) 를기준하여타격에너지대비지반의압축율은 5.67% 로확인되었다. 이는본시공지역이암쇄성토지역으로서잔류침하량해소에도움이된것으로판단됨 3) 다짐효율분석 타격회수가많을수록지반의개량상태는더욱양호할것으로생각하기쉬우나지반의거동은반드시그런것만은아니며, 오히려과대하게다지면조밀해진지반은다시느슨해지는경우가있다

23 제 2 장제작장조성 이것을과다짐 (Over compaction) 이라하며또한점성이있는지반은타격시 Crater는크게되나상대적으로주변지반으로융기가되는양이많게되는소성침하를일으키므로 Crater 의체적만으로다짐정도를파악하면안된다. 따라서 Crater의체적뿐만아니라주변의융기되는체적을고려하여다음과같이다짐효율로표시한다. 다짐효율 (Pr) = 여기서, V 1 : crater 의체적 V 2 : 주변지반의융기체적 변위말뚝 ( 지반거동측정말뚝 ) 측정결과분석 DL.(+)m

24 제 2 장제작장조성 융기 침하 Distance(m) 시공전 4 타 8 타 20타 16타 12타타격회수 변위말뚝 No. 시공전 2 타 4 타 6 타 8 타 10 타 12 타 14 타 16 타 18 타 20 타 22 타 구분 낙하고 (m) 낙하회수 Crater 단면적 (m 2 ) 1 차다짐시 주변단면적 (m 2 ) 말뚝변위 (m) (+ 융기, - 침하 ) 다짐효율 (Pr, %) ~ 말뚝변위 ( 지반거동측정말뚝 ) : 최저말뚝변위량 ~ 최고말뚝의변위량기준타격회수 : 말뚝변위측정최종회수 여기서타격홀주변이침하된다면 V 2 값은음수가되므로 100% 이상의개량효과를의미하게된다. 일반적으로다짐효율이 50% 이상이되어야지만다짐효과가있으며 70% 이상이면양호하다고함. 따라서시험시공시측정한지반거동측정말뚝의결과를이용한다짐효율분석결과 95.88% 를보여매우양호한다짐효율을보여준다

25 제 2 장제작장조성 4) 평판재하시험결과분석 현장에서재하방법에의하여흙의지지력을측정하기위한목적으로실시하였으며, 재하시험은어느지반에실제구조물을축조하였을때지지력측정시험중가장확실한방법으로지지력이나침하관계를알기위한표준관입시험등여러가지원위치시험이보다정확한값을얻을수있다. - 평판재하시험은기초지반의지지력과침하특성을측정하기위한시험으로서하중- 시간관계, 시간-침하량관계그리고하중-침하관계를구할수있으며, 하중-침하곡선에서항복하중을구하기위하여다음과같은몇가지방법이쓰이고있다. 평판재하시험전경

26 제 2 장제작장조성 하중 - 침하형태 하중 - 침하곡선의형태 1 (A) 곡선은압축성이작은사질토지반이나굳은점토층에서볼수있는기초파괴형태로서뚜렷한항복점을갖는전반전단파괴인경우임 2 (B) 곡선은압축성이큰점토지반에서볼수있는기초파괴형태로서항복점이분명하지않은국부전단파괴를나타낸다. 이러한경우는침하량이크므로대부분의경우침하량이 35mm를초과하여시험을종료하게된경우임 3 (C) 곡선은관입전단파괴로서지반의압축성이매우클때에해당하며이런경우에평판재하시험을행하는경우란극히드묾 국부전단파괴의경우항복하중을찾는방법 1 하중 (P)- 침하 (S) 곡선법 하중 (P)- 침하 (S) 곡선법 초기직선부분과후기직선부분의접선의교차점으로이곡선의최대만곡점 ( 최대곡률점 ) 을찾아이점을항복점으로간주하는방법인데직선이형성되지않을때는사용하기어려운방법임

27 제 2 장제작장조성 2 log P - log S 법 log P - log S 법 하중과침하관계를대수눈금에그리면, 절점이발생하는데이점을항복점으로간주하는방법으로신뢰도가높은방법으로알려져있음 3 S( 침하량 ) - log t 법 S( 침하량 ) - log t 법 종축은침하량, 횡축은시간의대수눈금으로하고각하중단계의침하-시간관계를그리면, 항복하중근처의하중단계이후에서는직선이안되고절선이됨 이렇게하여항복하중을찾아낼수있으나재하가단계적으로이루어졌기때문에이때의항복하중도근사치일수밖에없다. 4 Δ Δ 법 Δ Δ 법 종축에 Δ Δ 를횡축에하중 P를그리면항복점에서절점이생기며, 이때시간간격을취하여범위에따라절선이조금씩차이가생기는데지반의초기침하와압밀침하비에따라절선의모양이결정됨

28 제 2 장제작장조성 지반의허용지지력을구하기위하여침하량-하중강도곡선과 LogP - LogS 곡선등에서항복지지력을구하여극한지지력의 1/3과항복지지력의 1/2을구하여둘중작은값을취하여장기허용지지력을구하고, 극한지지력의 2/3와항복지지력중작은값을취하여단기허용지지력을구하며, 이를식으로나타내면아래와같다. 장기허용지지력 : 중작은값을택함 단기허용지지력 : 중작은값을택함 평판재하시험결과이용시주의사항지반의지지력은기초지반의성질뿐만아니라기초의깊이, 기초의폭과길이, 형상, 지하수위등외력의영향을받는것이므로작은재하면에서수행한평판재하시험결과만을가지고기초설계에의존하는것은바람직하지못하므로평판재하시험결과를이용할때는다음의몇가지사항에유의하여야한다. 1 재하시험시응력이미치지못한깊이에연약지반이있는경우실제구조물에예기치못한침하가생길우려가있으므로시험지점의토질종단면을고찰해볼필요가있다. 2 지하수위가상승하면흙의유효밀도가 50% 정도감소하므로이로인한지반의지지력이반감하므로지하수위의변동을고려하여야한다. 3 재하판의크기에의한영향을고려하여야한다. 평판재하시험결과분석인접공사케이슨제작장부지를조성하기위한기초지반에대한지지력및침하량을확인하기위하여시험동다짐전 후, 본동다짐후를기준하여총 7 개소를선정시험을실시한결과는다음과같다

29 제 2 장제작장조성 1 시험시공전지지력분석결과 항복하중 PBT - 1 항복하중 PBT - 2 구분 (tf/m 2 ) 장기평균 (tf/m 2 ) 장기평균 P - S Curve logp - logs Curve S - log t Curve P - ΔS/Δlogt Curve 시험시공후지지력분석결과 항복하중 PBT - 3 항복하중 PBT - 4 구분 (tf/m 2 ) 장기평균 (tf/m 2 ) 장기평균 P - S Curve logp - logs Curve S - log t Curve P - ΔS/Δlogt Curve 시험시공전 후각 2 개소 ( 총 4 개소 ) 의평판재하시험실시결과항복하중이발견되지 않았으므로시험최대항복하중인 ~ 56.59tf/m 2 를기준하여장기허용지지력은 ~ 28.30tf/m 2 이상일것으로추정되며설계허용지지력 8.8tf/m 2 을만족하는 것으로판단된다. 3 본시공후지지력분석결과 구분 P - S Curve logp - logs Curve S - log t Curve P - ΔS/Δlogt Curve 항복하중 (tf/m 2 ) PBT - 5 항복 PBT - 6 항복 PBT - 7 하중하중장기평균 (tf/m 2 ) 장기평균 (tf/m 2 ) 장기평균 본시공후총 3 개소의평판재하시험실시결과 PBT-5, 7 의경우항복하중이발견되지 않았으므로시험최대항복하중인 tf/m 2 를기준하여장기허용지지력은 56.59tf/m 2 이상일것으로추정되며, PBT-6 의경우항복하중이 ~ 39.61tf/m 2 로 평균 31.82tf/m 2 로산출되어허용지지력은설계허용지지력 8.8tf/m 2 을만족하는 것으로판단된다

30 제 2 장제작장조성 4 침하량분석결과 시험시공전 구분 최대하중재하시 항복하중 (tf/m 2 ) 침하량 (mm) 설계하중재하시 (P-S Curve 이용 ) 항복하중 (tf/m 2 ) 침하량 (mm) PBT PBT 시험시공후 PBT PBT PBT 본시공전 PBT PBT 제작장은암석성토지역으로하중대비침하량확인결과 ~ tf/m 2 하중재하시침하량이 2.905~39.630mm으로나타났으나, 설계허용지지력 8.8tf/m 2 을만족하는항복지지력 17.6tf/m 2 을기준으로할경우 P-S Curve를이용한침하량추정결과 ~ 4.300mm를나타나며, 케이슨제작완료후제작장침하량은 1Step 은변위가발생하지않았고, 2Step 은 2 ~ 3mm, 3Step 은 5mm정도발생한것으로추정되며, 이침하로인한케이슨제작에미치는영향은없을것으로판단된다. 2.2 Jet Grouting공케이슨제작장의위치는전반적으로기존호안을따라위치하고있으나 STEP 1의일부지역이호안사면선단에놓여있으며그하부지반은사석매립층, 실트질점토, 모래질자갈그리고풍화암순의지층이분포되어있다. 따라서실트질점토층에위치하고있는 STEP 1의일부구역은지반지지력과침하문제가예상됨에따라원지반을더욱교란시키는동다짐공법보다는 Jet Grouting 공법으로개량체를형성하여, 상부의하중을풍화암지지층에전달될수있도록하고, 지지력및침하에대해안전성을확보하여원활한케이슨제작을할수있도록하였다. Jet Grouting공법은 Jet유체가갖고있는운동에너지를이용하여지반을절삭하면서고화재를주입하여지중에대구경의원주상고결체를조성하는공법으로구체적인메카니즘은상단부에서일차적으로초고압수의 Air Jet을분사하여지반을절삭하고일정공간을느슨하게한다음선단부에서는고화재 (Cement Paste) 를분사주입시켜지반개량하였다

31 R=10.0m 제 2 장제작장조성 공사현황도 113,453 48,626 10,000 20,697 A - Jet Grouting(C-JET 2,000) 17,000 22,500 쇄석다짐영역 6 CJ-30 CJ-29 CJ-28 CJ-27 SLOPE 1: ,000 5 CJ-33 CJ-32 CJ-31 SLOPE 1:3 4 SLOPE 1:3 30,000 40,000 동다짐완료지역 19,000 10,521 SLOPE 1:3 150, ,791 17,500 50,800 46,350 53,600 8,000 30,000 *JET-GROUTING 위치 (4mX3.5m 배열 ) *JET-GROUTING 추가 NO N E CJ , , 비고 NO CJ - 27 N E 156, , 비고 CJ , , CJ , , CJ , , CJ , , CJ , , CJ , , CJ , , CJ , , CJ , , CJ , , CJ , , CJ , , CJ , , CJ - 09 CJ - 10 CJ - 11 CJ , , , , , , , , NOTE 1. Jet Grounting(C-JET PILE) 의유효직경은최소 1.8m 이상. CJ - 13 CJ - 14 CJ - 15 CJ , , , , , , , , 일축압축강도는 1.5kg/ cm2이상이확보되도록한다. 2. 그라우팅심도는사석, 연약점토층및모래질자갈층을관입하여풍화암층까지시공되어야한다. CJ , , CJ , , CJ , , CJ , , CJ , , CJ , , CJ , , CJ , , ,575 CJ - 25 CJ , , , , Jet Grouting 보강평면도 Jet Grouting 보강단면도

32 제 2 장제작장조성 설계가. 원지반지지력검토 1) 원지반지지력 1 지반물성 인접 3단계1차케이슨제작장지반조사 (BH-1~5) 와본 3단계2차구간의지반조사 (BH-8~10) 가유사하므로기존의지반물성을적용하면원지반실트질점토는 N치는 0~1 정도이며, 비배수전단강도는대략 1.0tf/m 2 정도로매우연약한상태로서적용한토성별지반물성은아래와같다. 토층 γ t (tonf/m 2 ) γ sat (tonf/m 2 ) C (tonf/m 2 ) Φ ( ) 비고 실트질점토 모래질자갈 극한지지력및허용지지력 케이슨제작장의연약층인실트질점토층의지지력 (Meyerhof) q ult = C ㆍ N c ㆍ s c ㆍ d c ㆍ i c +γ ㆍ D f ㆍ N q ㆍ s q ㆍ d q ㆍ i q +1/2 ㆍ B ㆍ γ ㆍ N γ ㆍ s γ ㆍ d γ ㆍ i γ 여기서, C : 점착력 B : 기초폭 γ: 흙의단위중량 D f : 지표면에서기초바닥까지의깊이 N c, N q, N γ : 지지력계수 s c, s q, s γ : 형상계수 d c, d q, d γ : 깊이계수 i c, i q, i γ : 경사계수 q ult = 1.0 ㆍ5.14 ㆍ1.12 ㆍ1 ㆍ1+0.6ㆍ 0.0 ㆍ1 ㆍ1 ㆍ1+1/2ㆍ 2.0 ㆍ0.6 ㆍ0.0 ㆍ1 ㆍ1 ㆍ1 = 5.76tf/m 2 q a = q ult /3 = 5.76/3 = 1.92tf/m 2 2) 케이슨제작장접지압접지압 (Q) = 케이슨 Slab 자중 + 제작장자중 + Working Load (1,316+1,090) / ( ) = 4.5tf/m 2 3) 원지반지지력검토결과 지반의허용지지력 (q a ) 1.92tf/m 2 는접지압 (Q) 4.5tf/m 2 보다아주작으므로지반파괴가발생될가능성이매우크므로적절한지반개량이필요하다고판단된다

33 제 2 장제작장조성 나. Jet Grouting 설계 1) 설계조건 1 주상체설계강도 - 적용공법 : C-Jet(Clean Jet) - 일축압축강도 : q u = 15kgf/cm 2 가정 - 설계점착력 : C u = q u /F.S = 15.0/6 = 2.50kgf/cm tf/m 2 2 시공패턴 3 복합지반강도 a c = A c / A = {(π / 4) / (4 3.5)} = 0.182m 2 c composite = c column a c + c soil (1-a c ) = = 5.37tf/m 2 여기서, c column : 주상체의전단강도 (=0.25tf/m 2 ) c soil : 원지반연약점성토의전단강도 (=1.0tf/m 2 ) a c A c A : 치환율 : 주상체단면적 : 개량영역의전체면적

34 제 2 장제작장조성 2) 지반보강후극한지지력 (q ult ) 및허용지지력 (q a ) 1 얕은기초로해석한지지력 q ult = CㆍN c ㆍs c ㆍd c ㆍi c +γㆍd f ㆍN q ㆍs q ㆍd q ㆍi q +1/2ㆍBㆍγㆍ N γ ㆍs γ ㆍd γ ㆍi γ = 5.37ㆍ5.14ㆍ1.12ㆍ1ㆍ ㆍ0ㆍ1ㆍ1ㆍ1 + 1/2ㆍ2ㆍ0.6ㆍ0ㆍ1ㆍ1ㆍ1 = 30.9tf/m 2 q at = q ult / 3 = 30.9 / 3 = 10.3tf/m 2 > q=4.50tf/m 2 O.K 2 깊은기초로해석한지지력 (1) Jet Grouting 한본당작용력 (Q) Q = = 63tf (2) Jet Grouting 한본당지지력 (Q a ) Jet Grouting 선단은연약한실트점토층을관입하여 N>50인풍화암층에놓이므로주면마찰력은고려하지않고선단지지력만을고려하여 q u =300tf/m 2 ( 도로교시방서 ) 를사용 Q u = = 763.4tf/m2 Q a = Q u / 3 = / 3 = 254.5tf/m 2 > Q=63tf O.K 시공가. 개요 C-Jet 시공직경 : Φ=2,000mm( 유효직경 =1,800mm) 총 33공 (26공:4.0m 3.5m, 2열배치, 7공 : 추가시공 ) 장비는약 DL(+)5.0m에설치하고 Jet Grouting은풍화암에서 DL(+)2.3m까지실시하여지반보강고화체를만든다. Jet Grouting을 DL(+)2.3m까지실시하는것은케이슨제작장의표고를고려한것이고장비를약 DL(+)5.0m 에설치하는것은 C-Jet구조를고려해서 DL(+)2.3m ~ DL(+)4.3m 사이에 Slime 발생을최소화하기위한조치이다. 나. 시공방법 C-Jet Plant 가설치되면반입, 시운전을실시하며회로구성상태, 각장비의가동상태, 모니터의작동상태, 급수, 유류상태등을확인점검하며시공에필요한제반사항을확인한다

35 제 2 장제작장조성 천공기를개량체시공위치에정확하게거치하고연직도를확인한다. 천공전경 분사장비에의해전용모니터를부착한 3 중관 ROD(Φ90mm) 를설계심도까지삽입한다. 초고압분사장비에의해절삭및분사를하면서양관속대에맞게 ROD 를인발한다. 고화재주입이완료되면기구세척을한후다음공으로이동하여계속작업을수행한다. 고화재주입전경

36 제 2 장제작장조성 다. 투입장비 천공기 수조 ( 일반물탱크 ) Jetting Machine(17tonf) Air Compressor 365CFM(7kgf/cm 2 ) 초고압펌프 (400kg~500kgf/cm 2 ) Cement Silo Mixer Plant Agitator( 교반기 ) 발전기 (200kM) Back Hoe Rod 기타잡자재등 라. 시공기준및품질관리 1) 시공기준 개량체유효경 (Φ) 사용압력 (kgf/cm 2 ) 고화재배합비 (kgf) Rod 인발속도 고화재단위분사량 2000mm Water Air Cement Paste Water Cement Paste cm /12min (140±10) liter/min 압축강도 (Cement Milk) 기준은 7일강도 8kgf/cm 2, 28일강도 15kgf/cm 2 이상을기준으로하여 W/C비를배합하여품질관리를한다. W/C비는중량배합 1:1로한다. 주입방법은계획심도까지천공후먼저선단부에서절삭을하고하부노즐을통해약 3분정도제위치에서분사시킨후일정한속도로인발과동시에고화재를주입한다. 2) 품질관리 시공관리 - 천공위치의정도확인 : 사전에지표면에표시 - 수직정도의확인 : 추또는수준계등으로관측 - 천공심도의확인 : 천공상황에서토사성질의변화및이상기록 - 고화재배합량확인 : 고화재농도, 혼합비율, 사용량등의확인 - 표준분사조건의확인 : 소요회전속도, 분사조건등의조정확인, Slime 배출상황확인 - 주변관찰 : Slime 의배출상황과지반의이상유무의관찰, 제3자에대한안전보호 - 조성심도확인 : Rod 길이확인

37 제 2 장제작장조성 검사방법 - 시공된개량체에 Double Core Barrel를이용하여직접코어를체취하고일축압축시험을실시 - 7일강도시험 : CJ-25번연약층개량시료 - 28일강도시험 : CJ-13번연약층개량시료 검사회수검사수량은사전지정된 CJ-13과 CJ-25 등두공으로하고그시기는최종적으로 CJ-25번이시공된후 1주일뒤실시한다

38 제 2 장제작장조성 3. DCL 접안시설 제작된케이슨을 DCL에선적하기위하여셀블럭식안벽축조및접안시설의상단고와 DCL의상판이수평이되도록 DCL의바라스트를조절하여 DCL의바닥이수중바닥에서침하되지않고수평이되게착저토록하기위한수중부지조성을하였다. 3.1 공사구역현황도 B A 단계 2차케이슨제작장 범례 사석투하및고르기지역쇄석골재투하및고르기지역 접안시설부지평면도 3-1 시공 단면도 "A"

39 제 2 장제작장조성 3-1 시공 단면도 "B" 3.2 접안시설공 1 굴착 - 접안시설의위치가율촌산단기존호안구역임에따라호안사석이산재되어있어이토층상부까지굴착을시행하여제작장매립재로유용하였다. - 지지력을확보할수있는지반층 ( 풍화암상단 ) 까지상부이토층을 Pump 준설선을이용하여율촌산단내에투기 매립하였다. 2 사석투하및쇄석포설 3 블록운반및거치 블록거치

40 제 2 장제작장조성 케이슨해상이동용 DCL 착저부지 ( 수중 ) 에기초사석을시공하여지반지지력을확보하고부등침하방지할수있도록하였다. DCL이접안할수있는셀블록식직립안벽을축조하기위해블록을제작ㆍ운반거치하고, 상치콘크리트를타설하였다. 블록제작은시방기준에의거제작한후거치완료하였다. - 콘크리트블록제작허용오차폭, 높이, 길이 : (+)2cm, (-)1cm 벽두께 : (± )1cm - 블록거치공사의허용오차법선 : (± )5cm 줄눈간격 : (± )5cm 이하 4 속채움콘크리트타설 - 셀블럭은콘크리트로속채움실시 5 뒷채움사석 - 배면토압감소와잔류수위의저하등을위해서 0.03m 3 이하사석으로뒷채움을실시하였다. 블록속채움콘크리트타설

41 제 2 장제작장조성 뒷채움사석투하 6 다짐및재하블록 - 뒷채움재및기초의침하방지를위해뒷채움사석에대하여진동다짐을실시하고또한재하블록을이용하여침하를촉진시켜추후장기침하에대비하였다. - 재하하중조건케이슨 1함당중량 : 4,962tonf 케이슨접지면적 : 31.6m 17.9m = m 2 단위면적당접지압 : 4, = 8.8tonf/m 2 - 콘크리트재하블록의재하높이 : = 3.8m - 재하면적재하폭 : B = 10.5m 재하연장 : L = 19.0m( 제작장기초의폭 ) 재하면적 : B L = = 199.5m

42 제 2 장제작장조성 뒷채움사석다짐 블럭재하

43 제 2 장제작장조성 4. 제작장기초공 케이슨제작장을위한기초콘크리트공사로서케이슨단계별제작목적에부합되는콘크리트기초단면형상, 안전한케이슨이동을위한 CCV 이동로및케이슨해상이동용 DCL의접안시설을축조하는것을목적으로한다. 1 기초터파기 Gantry Tower 기초 (5.5m 46.35m 1.4m 2열 ) 설치를위한터파기공사로서 Back Hoe를이용하여충분한여유를확보하도록하였다. Slip Form 설치를위한철골구조물 (Gantry Tower) 의철근콘크리트기초로서부등침하가발생하지않도록일체가되도록시행하였다. 기초의평편도는철골의연직도와밀접한관계가있으므로콘크리트타설시정밀시공이필요하며, 이에따른품질관리를별도실시하였다. 기초 CON'C 타설전경

44 제 2 장제작장조성 2 STEP 1 공사 케이슨저판제작구간으로서콘크리트기초위에 Soffit Form( 바닥거푸집 ), Sliding Form, Jack Rod( 형강 65mm 65mm) 등을설치하였다. 케이슨저판이동시구체와 Soffit Form의탈형은경사로에의하므로경사로시공에는정밀도가요구되며이동된 CCV 회수용 Winch가필요하여설치하였다. STEP 1 단면도 Soffit Form 탈형경사로

45 제 2 장제작장조성 Soffit Form 설치전경 3 STEP 2 공사 케이슨벽체제작구간으로서케이슨하중에의한변형및침하가발생되지않아야하고 CCV 이동시에장애가되지않도록하였다. 케이슨이동을위한주행로 (Steel track:p L 150mm 10t) 및 Jack Rod( 형강 200mm 200mm) 의설치는하중에의한변형및침하를방지할수있도록아래상세도와같이설치하였으며특히 Jack Rod는부등침하발생시 Shim Plate를이용하여높이조절이가능하도록설치하였다. STEP 2 단면도

46 제 2 장제작장조성 Steel Track 설치상세도 Flat Bar 시공전경

47 제 2 장제작장조성 Jack Rod 설치상세도 Jack Rod 설치전경 4 STEP 3 공사 케이슨양생및 DCL 선적을준비하는구간으로 Jack Rod( 형강 200mm 200mm) 및 CCV 주행로가설치되며 DCL 접안시설이위치한다. STEP 2와동일한기초조건을만족하여야하며특히거푸집해체, 차수판설치등을위해충분한주변공간을확보해야한다. 또한 DCL과기초의불연속에의해발생할수있는부등침하등에대비하여야하며, 침하및구조물변형관리가철저히이루어져야한다

48 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치

49 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 1. 철골구조물 (Gantry Tower) 설치공 케이슨벽체제작용 Slip Form 설치를위한철골구조물 (Gantry Tower) 로 Slip Form 및 Jack Rod, Gripping Jack, Slip Form Truss, Yoke, Shutter, Working Deck, Upper Deck, Hanging Deck, Hoist Crane 등이설치되며, Gantry Tower는케이슨벽체제작품질을좌우하므로정밀한시공과충분한안전성을확보하여야한다. 1.1 철골구조물설계 철골구조물 (Gantry Tower) 설계시아래사항들을고려하여제작장부지를효율적으로 활용하고구조적안정성을높였다. 구분설계내용비고 풍하중적용기준 국내시방기준적용 - 대한건축학회건축물하중기준및해설적용 풍하중지지 철골구조물이자체자중으로지지 - 부재의강도와자중증가 - 연결부재의강성증가 부등침하에의한하중 25mm 의부등침하를고려함 해석모델링 3 차원해석 안정성검토 시공단계별로해석 구조물지지구조 앵커볼트사용하여지점을바닥기초에고정시킨자립구조

50 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 설계기준가. 구조재강도 - STEEL : Fy = 2,400 Kgf/ cm2 (SS400) : Fy = 3,300 Kgf/ cm2 (SS490)-BASEPLATE - 콘크리트 : fck = 300 Kgf/ cm2 - 철근 : fy = 4,000 Kgf/ cm2 (SD40) 나. 지내력 : Fe = tf/ m2 (PBT-4) tf/ m2 (PBT-5) tf/ m2 (PBT-6) tf/ m2 ( 평균 ) 다. ANALYSIS PROGRAM : MIDAS GENw MIDAS SDS MIDAS SET-Art 설계하중 가. DEAD LOAD TELFER BEAM : SELF : 32 tf CAPACITY : 32 tf SELF LOAD = 32tf / 4ea = 8tf P(SELF) = 8tf / ( *2) = 1 tf * Roof truss상의 Telfer beam 위치의절점당하중 P(CAPA) = 32tf / 4ea = 8 tf/ea ROOF : tf w(rf) = 12 = 0.61tf/m (to the top beam) 나. HYDRAULIC JACK(14ea) : SELF : 13 tf CAPACITY : 367 tf 연직하중 (Jack Rod를통하여기초에전달 ) P(SELF) = 13tf / 14ea = 0.93 tf/ea. P(CAPA) = 367tf / 14ea = 28.0 tf/ea. Jack Rod Buxking Effecf ( Jack Capacity의 2%) P(JACK) = P(CAPA) 0.02 = 0.56 tf

51 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 다. TELFER BEAM-HOIST LATERL IMPACT (Capacity: 4tf/ea, 4ea) Transverse Impact (Capacity의 20%) PT = 8tf 0.2 = 1.6 tf Longitudinal Impact (Capacity의 10%) PL = 8tf 0.1 = 0.8 tf 라. WIND LOAD 설계풍압 Iw: 0.81 노풍도 : D Z=33m Gf:1.8 Vo:40m/sec Gantry Tower 부분풍력계수 : 사각형단면으로구성된타워 CfGX = ξ = 1.09 ( ξ = ) CfGy = ξ = 1.22 ( ξ = ) > CfS = 1.2 (Slip Form 부분 ) 지붕풍력계수 ( 독립편지붕 ) 지붕 CfRX = 0.45 CfRY = 0.55 VZ = VO VZR VZt Iw = = 44.61m/sec qz = 0.5 ρ VZ = = Kgf/ m2 pf ρfgx ρfgy ρfs ρfrx ρfgy = qz Gf Cf = = Kgf/ m2 = tf/ m2 = = Kgf/ m2 = tf/ m2 = = Kgf/ m2 = tf/ m2 = = Kgf/ m2 = tf/ m2 = = Kgf/ m2 = tf/ m2 Gantry Tower 주방향 (X 방향 ) P = 1.08 tf 2 m = 2.16 tf (Roof 가접힌상태 ) W = 0.244tf/ m2 ( )m = tf/m W = 0.269tf/ m2 5.05m = tf/m W : 0.101tf/ m2 4.9/2m = tf/m 0.101tf/ m m = tf/m 0.101tf/ m2 ( )/2 m = tf/m

52 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 Gantry Tower 부방향 (Y 방향 ) W = 0.269tf/ m2 3.1m / 2 = tf/m W = 0.269tf/ m m = tf/m W : 0.123tf/ m2 4.9/2m = tf/m 0.123tf/ m m = tf/m 0.123tf/ m2 ( )/2 m = tf/m 연직방향 P = 1.92 tf 2 = 3.84 tf/m * P 와 P 는지붕풍하중에의하여발생하는하중 마. 하중조합 SERVICE LOAD slcb1 : D + L slcb2 : (D + L + WLX/2)/1.5 slcb3 : (D + L + WLy/2)/1.5 slcb4 : (D + L - WLX/2)/1.5 slcb5 : (D + L - WLy/2)/1.5 slcb6 : (D + WLX)/1.5 slcb7 : (D + WLy)/1.5 slcb8 : (D - WLX)/1.5 slcb9 : (D + WLy)/

53 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 ULTIMATE LOAD ulcb1 : 1.4D + 1.7L ulcb2 ulcb3 ulcb4 ulcb5 ulcb6 ulcb7 ulcb8 ulcb9 : 0.75(1.4D + 1.7L + 1.7WLX/2) : 0.75(1.4D + 1.7L + 1.7WLy/2) : 0.75(1.4D + 1.7L - 1.7WLx/2) : 0.75(1.4D + 1.7L - 1.7WLy/2) : 0.75(1.4D + 1.7WLX) : 0.75(1.4D + 1.7WLy) : 0.75(1.4D - 1.7WLX) : 0.75(1.4D - 1.7WLy) ulcb10 : 0.9D + 1.3WLX ulcb11 : 0.9D + 1.3WLy ulcb12 : 0.9D - 1.3WLX ulcb13 : 0.9D - 1.3WLy 결과 철골구조물단면도

54 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 골조해석 ( 해석모델 ) 도 평면도및단면도 ( 결과 )

55 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치

56 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 1.2 철골설치 1 단계 2 단계 3 단계 4 단계

57 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 節柱 ( 기둥 ) 설치가. 1 節柱세우기 조립상태확인 Crane 을이용하여설치위치까지이동한후일단멈추고손이닿는높이까지내린다. 기둥방향을확인하고 Anchor Bolt 부위에서흔들림이없도록천천히유도하여내린다. ( 이때손이나발이구조물사이에끼이지않도록주위 ) 기둥설치순서는평면에서 1 Line ~11Line 순으로설치한다.( 평면도참조 ) 기둥설치가끝나면기둥사이에 Beam과 Brace를설치한다. 1 節主세우기전경 평면도

58 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 나. 2 節柱세우기 기둥에설치되어있는유도로프가견고한지확인한다. 지상인경우 2인1조로작업을하고기둥하부에서설치에소요되는부품 (Splice, Bolt 등 ) 을함께달아올린다. 지상의작업자는기둥의수직도를 Check하여상호연락하여수직도를수정한다. 상부에서는 Splice Bolt를견고하게조인후상부에올라가샤클을푼다. 2절기둥조립전경 Beam 및 Truss 설치 Truss설치는고소작업임에따라육상에서 3~4개의 Beam을한묶음으로조립, 권상작업이가능토록하여, Truss설치를완료한다. 부재의설치위치, 방향, 중량, 길이등을 Crane 운전원과사전협의한다. 설치에소요되는부품 (Splice, Bolt 등 ) 도함께권상시킨다. 권상작업시주위에장애물 ( 선로, 고압선등 ) 과다른시설물과부딪치지않게끔흔들림을방지하기위한유도로프로잡아준후흔들림이없는상태로권상시킨다. 기둥상부에대기하고있는작업자는부재가머리위에도달하면로프를잡고정위치에잡은뒤천천히내린후조립하고기둥과기둥사이에안전로프를설치한다

59 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 Truss 설치전경 고장력볼트체결 가. 체결축력 나사호칭 (d) F10T 기준 (kgf) 1제조로트의세트 1제조로트의세트체결축력의평균치체결축력의표준편차 M20 15,400~20, M22 19,100~25,900 1,150 M24 22,200~30,100 1,

60 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 고장력볼트체결전경 나. 고장력볼트체결 1 접합부재의조립 부재가가설되면먼저연결부의구멍을맞춘개소부터순서대로드리프트핀 ( 구멍수의약1/9) 을전체구멍에맞추어놓는다. 이때체결볼트 ( 구멍수의 2/9) 도삽입하여이음판면과면사이의틈새가없도록체결한다. 드리프트핀과가체결볼트를배치시킨후고장력 (High Tension:H.T) 볼트를체결하여접합면을밀착시켜가체결을마무리한다. 이것은본체결하기까지의형상유지와본체결전에접합면을밀착시킬목적으로행하는것이다. 2 볼트구멍의직경및정밀도 마찰접합은지압접합에비해그응력전달구조의차이로인하여구멍직경을약간크게취하여도지장이없으며시공및조립에유리하다. 볼트구멍의직경은마찰접합의경우 +0.5mm이다. 따라서볼트구멍의직경이허용치이내이면조립부재의볼트구멍은관통게이지가관통하기만하면되고정지율등은고려치않아도된다

61 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 3 고장력볼트의체결 고장력볼트는 1차조임과 2차조임으로구분되며 1차조임시 Torque 값의 60% ~ 80% 의값으로조인뒤 2차조임때 100% 조임을실시한다. 볼트 1차조임은 Impact Wrench( 전기또는 Air) 를사용하여체결하고 2차조임은 Nut Runner( 전기또는 Air) 를사용하여체결오차의영향을받지않도록한다. 4 체결순서 이음외외측바깥단에서부터볼트를체결하여들어오면밀착성이나쁘게되어이음부내의볼트축력이불균등하게되고미끄럼내력의감소를가져오게될수도있으므로볼트군의체결은가능한한균일하게체결되도록중앙의볼트부터차츰밖에있는볼트로체결한다. 상, 하플랜지를우선체결한후 Web를체결한다. 5 고장력볼트의체결검사 볼트체결후볼트의끝이너트보다나와있는지확인 : 3산이상 체결이누락된것이있는경우는이를체결하고 Torque 측정한다 구조물기울기측정및조정 1 구조물기울기측정용기준기둥을선정한다. 2 Check Point 설정 ( 수직용 Transit 고정위치 ) 기둥의중심에서일정거리만큼평행으로나온 Point를설정하고그위치에확인용 Transit를설치하고구조물의기울어짐을측정한다. 설치공정에따라 Point를상부층으로위치이동하며확인한다. 3 측정방법 상, 하수직방향은 Transit로기준을측정한후내림추또는 Piano선에의한 Steel Tape로확인한다

62 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 4 외부기둥바로잡기 동서및남북방향의건립바로잡기 Wire 를대각으로당겨서외주바로잡기를실시한다. 연직도확인 구조물 Level 조정 1 기준 Level Level 기준의대상이되는부동점또는위치를선정하고 Bench Mark에서 Level을옮겨기준을설정한다. 2 기준기둥의 Level 측정 Level 측정의기준기둥을설정하여 Level 기준점부터기둥까지의높이를기준자로측정하여표시한다. 3 기둥상부면 Level 측정 기준기둥상부에 Level 설치하고모든기둥의 Top Level을측정하여그치수를제작에반영한다. 4 Level 조정 절기둥의 Level 측정치가기준 Level보다 ± 3mm를넘는기둥은 (N+3) 절의제작에서 Level을조정 ( 이때 (N+1) 절, (N+1) 절의제작오차를고려해야한다

63 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 현장용접가. 용접종류 수동아크용접 (SMAW) 또는탄소가스아크용접나. 용접방법 용접방법, 용접자세, 용접재료의선택, Pre-Heating 유무등의용접조건은용접절차서 W.P.S(Welding Procedure Specification) 에따른다. 다. 용접사자격 용접사기량시험에합격자로서사전승인을득한자 반자동용접사는현장에서 Test를시행하여합격한자라. 용접기기 1 수동용접 교류또는아크용접기로서사용용접봉에대하여충분한용량을가져야한다. 2 탄소가스 (CO 2 ) 아크용접기 반자동용접기로서사용용접봉에대하여충분한용량과 Shielding Gas의공급량을조절할수있어야한다. 3 용접기보관및이동시기준 용접기는 Steel Frame(3.0m 2.0m 2.0m) 을제작하여육상보관사용한다. 마. 용접절차 용접전 Check사항 - 개선 Check Root Gap, Norch 유무, 개선각도및개선면내의이물질제거상태 - 일기 Check사항 ( 작업중지조건 ) 눈, 비등의악천후, 동절기 -10 이하, 습도가 90% 이상, 풍속 10m/sec 이상 - 예열, 후열 Check 사항예열은각 Check 온도에알맞은온도계를갖고용접선으로부터 100mm 범위안에서모재의온도를 Check 한다. 용접검사 - 용접접합부의개선각도, 루트간격, 맞댄이음간격등을용접시행전검사한다. - 용접검사는육안검사를하여마감상태, 덧살붙이보강모살용접모살의크기등을검사한다. - 용접부육안검사시크랙, 용입부족, 오버랩등의결함이존재해서는않된다

64 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 Telpher Beam 용접검사 Jack Rod 연결부용접검사

65 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 바. 용접보수절차 1 일반사항 용접보수방법은승인된도면, 절차서및관련규격에따라수행하여야한다. 용접사는기량시험에합격한자로서용접보수작업을할수있는충분한기량이있어야한다. 용접봉및용접재료는본용접에사용한동종이어야한다. 용접결함이용접부가아닌모재에발생한경우에는그보수방법을승인을얻은후작업하여야한다. 2 용접외관결함의보수 외관검사시발견된과도한Under Cut, 각장부족, Reinforcement 부족등은결함주변이청결한상태에서용접육성후그라이딩 (Grinding) 한다. 과다하게발생된핀홀 (Pinhole) 은아크에어가우징 (Arc Air Gouging) 또는그라인딩으로완전히결함부위를제거한후재용접한다. 표면크랙 (Surface Crack) 발생부분은액체침투탐상시험 (PT) 또는자분탐상시험 (MT) 등을실시하여결함부위를확인한후결함발생부위를아크에어가우징또는그라이딩등으로제거하고결함이완전히제거된것을확인한후용접한다. 3 용접내부결함의보수 비파괴검사에의해확인된슬래그혼입, 기공 (Porocity), 블로우홀 (Blow Hole), 용입부족등의용접내부결함은정확한결함위치를파악한후아크에어가우징이나그라이딩으로결함을완전히제거한후재용접한다. 내부결함및크랙이발생한부분은수정작업완료후, 동일한방법으로비파괴검사를실시하여결함의제거상태를확인한다. 용접 Crack의보수는 Crack 양끝단에서 50mm 떨어진부위에서부터 Gouging으로완전히제거한후자분탐사검사등을실시하여결함이없는것을확인한후수정용접을실시한다

66 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 2. Slip Form 설치공 Slip Form은 Yoke,Shutter,Jack Rod,Gripping Jack,Slip Form Truss, Working Deck, Upper Deck, Hanging Deck, Hoist Crane 등으로구성되어케이슨벽체를타설하는설비이며, Hoist Crane은케이슨벽체제작을위한거푸집과콘크리트및철근운반에사용되는 Crane으로서외력에의한변형이발생하지않아야하고반복사용에의한피로변형등이야기되지않도록충분한강도와용량을갖추도록하였다. 2.1 작업순서도 2.2 세부작업 Yoke Beam 및 Truss 설치 Yoke Beam은 Truss에서전달되는하중을 Gantry Tower에전달하는연결고리와같은역할을하는구조물로하중의전달이원활하게이루어져야하고외력에충분히저항할수있는구조로되어있다

67 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 Truss는 Form에서발생하는자중및작업하중을 Yoke Beam에전달을하는구조물로서충분한강도를확보하여야하며 Slip Form의변형을방지하는역할을하는구조로되어있다. Yoke Beam의설치는 Jack Rod와마찰이발생하지않도록정밀하게설치되어야한다. Truss의설치는지상에서가조립을하여크레인을이용하여설치위치에권상한후 Yoke Beam에연결한다. Truss Beam 연결단면 Truss Beam 보강단면 Truss Beam 설치전경

68 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 Truss Beam 보강작업전경 Yoke 및 Shutter 설치 Yoke는 Shutter를고정시켜주고하중을 Truss에전달하는구조물로서 Yoke의이격또는이동은벽체품질유지의주요요소이므로 Truss 및 Shutter 연결에주의한다. Shutter는콘크리트거푸집 ( 높이 1.0m) 으로벽체의형상이이에의해결정되므로벽체의소요두께가유지될수있도록변형이발생되지않아야하고또한 Shutter 상승시콘크리트면과마찰력의발생이최소될수있도록설치한다. - Shutter 하부의폭이상부폭보다 2mm 넓게설치하여마찰력감소를유도 Yoke 및 Shutter의설치는상호간선형의유지가가장중요한요소이므로각각의설치시마다측량및측정을실시하고오차발생시이를수정하여설치한다. Yoke는구체콘크리트타설시선형에밀접한관계가있으므로, Shutter가받는콘크리트타설압력을균등분배가되도록설치하여야한다

69 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 Yoke 설치평면도 Yoke 설치단면도 Shutter 일반도 Shutter 단면도

70 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 Youk Beam 설치전경 Shutter 설치전경

71 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 Working Deck 및 Upper Deck 설치 Working Deck은벽체콘크리트타설및철근배근이이루어지는 Deck로서항시작업이진행되는곳으로작업을위한충분한공간과여유공간 ( 장비보관, 휴식공간등 ) 이확보되어야한다. Working Deck은 Shutter 상단과평행하게설치, Yoke에지탱하여 Truss에하중 ( 자중및작업하중 ) 이전달되는구조로작업의진행과 Jack의관리가이루어진다. Upper Deck은 Truss 상단에설치되어 Truss에의해하중을지탱하고이곳에서는 Hoist Crane(3.2tonf급 ) 을통해운반된작업재료를 Working Deck에공급할수있는콘크리트공급용호퍼, 철근투입구등이설치된다. Working Deck와 Upper Deck 사이에는 Operating Room이설치되어 Slip Form 상승및하강과유압시스템을관리한다. Working Deck 및 Upper Deck

72 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 Operating Room Working Deck 작업전경

73 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 Upper Deck 작업전경 Hoist Crane 설치 케이슨벽체제작을위해서는지상에서콘크리트와철근이연속적으로운반공급이되어야하는데이때원활한운반을위하여 Crane을사용한다. 이 Crane을 Hoist Crane 이라하며 Gantry Tower 최상부에 Telpher Beam에설치된다. Hoist Crane(3.2tonf 급 ) 는양쪽에각각 4기씩총 8기를설치하여운반의원활함을확보한다. 각방향의 3기는케이슨격실중앙 Line에설치되어콘크리트운반용으로 1기는케이슨의해측방향으로설치하여철근및자재운반용으로사용하였다. 천정 3.2tonf 급 Crane

74 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 Catwalk, 개폐식천막및기타시설설치 Gantry Tower, Hoist Crane 점검및수리등을위하여 Gantry Tower 최상부에통행로 (Catwalk) 를설치한다. Catwalk는작업자통행을위한구조이므로양측에안전망및안전표지등을설치한다. Catwalk 전경 케이슨벽체의전천후타설을위해천장에개폐식천막을설치하여강우, 강설, 직사광선등에방비하도록한다. 또한 Gantry Tower 양측에는방풍막을설치하여동절기양생에대비토록한다. 개폐식천막및방풍시설전경

75 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 점검 Deck 는 Working Deck 하부에케이슨벽체를따라작업통로를설치하여케이슨면 보수및피막양생재를도포할수있도록하고, 한중콘크리트타설시발열재를관리 할때도사용된다. 점검 Deck 설치전경 Slip form 및 Gantry Tower 설치완성전경

76 제 3 장철골구조물및 SLIP FORM 설치 공장형슬립폼단면도 공장형슬립폼 GANTRY 평면도 TELFER BEAMS 이송로 GANTRY 상부기초 와이어앵커

77 제 4 장케이슨제작

78 제 4 장케이슨제작 제 4 장케이슨제작 1. 제작공기 1.1 1함당제작공정표 1.2 전체제작소요공기 구분 1주일 2주일 3주일 4주일 1. 저판 - 철근 거푸집조립 - 콘크리트타설및양생 - Jacking 이동 2. 벽체 - 철근조립, 콘크리트타설및양생 (20cm/hr) - Jacking 이동 3. 양생 - 표면처리및양생 - Jacking 이동 4. 이동 선적 실작업소요시간 : 462일 (1함 21일 + 61함 7일 + 마지막 1함이동 14일 ) 소요공기 : 462일 30/26( 작업일수 ) = 533일 1 STEP - 저판제작 2 STEP - 벽체제작 4 STEP - 케이슨선적 3 STEP - 케이슨양생

79 제 4 장케이슨제작 2. 케이슨 TYPE별제작세부내용 2.1 소파대형케이슨 (Type "A", "C", "E") 제작 소파대형케이슨 (Type "A", "C", "E") 은전면안벽구간에축조되는케이슨으로서규격이비슷하며단지 Type "C" 는곡각부형상에맞게길이가약간더길며, Type "E" 는터미널내의배수구조물과연결되는구간으로격실의일부를제거한형태이다. 3 단계 3 차 ( 장래 ) TYPE "D" 640.0m 측면안벽 TYPE "B" 3 단계 2 차컨테이너터미널 3 단계 1 차컨테이너터미널 TYPE "A" (39 함 ) TYPE "E" (1 함 ) TYPE "C" (1 함 ) m 전면안벽 케이슨배치구간 구분폭 (m) 길이 (m) 높이 (m) 제작함수비고 Type A 전면안벽 Type C 곡각부 Type E 배수암거연결구간 TYPE 별규격및함수

80 제 4 장케이슨제작 Type "A" 일반도

81 제 4 장케이슨제작

82 제 4 장케이슨제작 외측 내측 @0.20= @0.20= @0.20= @0.20= @0.20= @0.20= H22 WF 08 H16 WF 02 H25 WF 01 H22 WF 03 H25 WF 05 H25 WF 06 H16 WF WF 07 H @0.10= @0.10=

83 제 4 장케이슨제작 Type "C" 일반도

84 제 4 장케이슨제작

85 제 4 장케이슨제작 외측 내측 @0.20= @0.20= @0.20= @0.20= @0.20= @0.20= H25 WF 01 H22 WF 03 H25 WF 06 H16 WF 07 H16 WF @0.10= @0.10= H25 WF 04 H22 WF 08 H16 WF

86 제 4 장케이슨제작 Type "E" 일반도

87 제 4 장케이슨제작

88 제 4 장케이슨제작 외측 내측 @0.20= @0.20= @0.20= @0.20= @0.20= @0.20= H22 WF 08 H16 WF 02 H25 WF 01 H22 WF 03 H25 WF 05 H25 WF 06 H16 WF 07 H16 WF @0.10= @0.10=

89 제 4 장케이슨제작 저판제작가. 철근가공 주요철근들은가공의정밀성을위해공장에서가공하고소요시기에현장에투입한다. 공장가공철근외에조립용철근등은현장에서필요시즉시가공하여사용할수있도록절곡기 1대, 절단기 1대를현장에배치하여철근을가공한다. 나. 바닥거푸집및비닐부설 바닥거푸집 (Soffit Form, Sliding Pad) 을설치한다. 케이슨저판바닥거푸집상면에비닐을부설하여콘크리트타설시시멘트모르타르의누출를방지하고케이슨이동시거푸집의탈착이원활히이루어질수있도록한다. 다. 철근조립 라. Side 및 Hunch Form 설치 설치해체를반복하는일반적인거푸집 ( 강제 ) 으로거푸집설치도면에따라설치위치에 정확히설치한다. 마. 콘크리트타설및양생 케이슨저판용콘크리트는약 400m 3 으로펌프카 2대를이용하여연속타설로작업을수행하여시공이음이발생하지않도록한다. 평시에는양생수를담을수있는내부 Hunch부는수중양생을실시하며, 그외부분은습윤양생을실시한다. 또한동절기에는전기발열시트보온양생공법을이용하여양생기간중에는경화에필요한온도, 습도조건을유지하며충격이나기타응력이발생되지않도록보호한다

90 제 4 장케이슨제작 철근조립전경 콘크리트타설전경

91 제 4 장케이슨제작 바. Side Form 및 Hunch Form 해체 48 시간이상양생후에 Side Form 및 Hunch Form 을해체한다. 사. 케이슨벽체철근조립 STEP 2 에서 Slip Form 타설시에 Form 높이만큼철근배근이불가능하므로케이슨저판 이동전에최소한 1m 분에해당하는벽체용철근을사전에조립한다. 아. 이동 현장조건양생을하여압축강도 150kg/cm 2 이상강도를확인 ( 슈미트헤머및몰드 ) 한후케이슨저판을이동시킨다. 케이슨저판이동을위해특수제작된 42tonf 급유압잭을사용한다. ( 제5장케이슨이동, 진수참조 ) 저판이동전경

92 제 4 장케이슨제작 벽체제작가. 철근배근및조립 1 Hoist Crane를사용하여철근을인양하여 Upper Deck에적재한다. 2 Working Deck에서작업하는철근배근공의신호에따라 Working Deck로내려준다. 3 Working Deck에서철근을배근조립한다. 나. 콘크리트타설 1 버켓 (1m 3 ) 에콘크리트적재한다. 2 Hoist Crane으로인양하여타설하고자하는위치의호퍼 (0.5m 3 ) 에투입한다. 3 호퍼에연결된관 ( 직경 150mm) 을통하여 Slip Form Shutter에투하한다. 4 콘크리트진동기 (Vibrator) 를사용하여다짐을충분히실시 ( 단, 이미굳어있는콘크리트에무리한다짐을가해서는않됨 ) 5 면정리및도막양생제를도포한다.( 도포량 : 0.2l/m 2, 최소 2회 ) - 콘크리트가 Slip Form Shutter에서노출되면면정리를한후에즉시도포실시 6 상기작업공정 1항 ~5항을반복수행한다. 벽체철근조립상태및검측

93 제 4 장케이슨제작 호퍼에레미콘투입전경 콘크리트다짐작업

94 제 4 장케이슨제작 도막양생재도포전경 다. Slip Form 상승 1 철근배근및콘크리트타설숙련도에맞추어서 Slip Form을상승시킨다. 2 벽체에레미콘타설후현장에서는콘크리트의경화상태를수시로 Check한후상승시킨다. 3 42톤유압잭 14개를동시에작동시키고 1회상승높이는 10~20 mm로하며, 최대 25 mm로상승시킨다.(v = 150~200mm/hr) Slip Form 승강유압잭 (42tonf)

95 제 4 장케이슨제작 라. Slit Hole 거푸집설치 1 슬립폼상단이슬릿홀설치위치 ( 케이슨바닥에서부터 +16.6m) 에도달하면슬립폼상승을일시멈춘다. 2 슬릿홀거푸집을설치한다. 3 거푸집설치가완료되면정상적인슬립폼상승을재개하고슬립폼콘크리트타설을한다. 4 슬릿홀용거푸집은충분한양생을한후에 STEP 3에서제거한다. - 규격 : 가로 0.4m 세로 0.4m 높이 4.4m - 수량 : 케이슨 1함당 24ea Slit Hole 거푸집전경 마. 브라켓거푸집설치 1 슬립폼이상승하기전에 1차거푸집 (Bracket Bottom Frame, Shutter) 를설치한다. 2 슬립폼을상승시키면서케이슨벽체를타설한다. 3 케이슨바닥으로부터 +17.9m 높이에 Embedded Vertical Support를매입한다. 4 케이슨바닥으로부터 m 높이에 Lower Horizontal Support를매입한다. 5 슬립폼 Shutter 상단이 m 높이에 2차거푸집 (Top Bracket Shutter) 를설치한다

96 제 4 장케이슨제작 6 2 차거푸집을설치한후철근을배근한다. 7 슬립폼 Shutter 상단이 m 높이에도달하면 Upper Horizontal Support 를설치한다. Bracket 거푸집전경 8 슬립폼은상승하고브라켓거푸집 (1 차분및 2 차분 ) 은콘크리트에붙어있어양생이 마무리될때까지유지한후해체한다. 바. 탈형및양생 최종콘크리트타설완료후 Slip Form Shutter를바로탈형하면케이슨상단부콘크리트파손이발생한다. 따라서이를방지하기위하여 Slip Form Shutter를벽체상부 ( 약 10cm) 에고정, 양생을충분히시킨후 ( 약 12시간소요 ) 탈형한다

97 제 4 장케이슨제작 케이슨제작완료후양생전경 사. 케이슨이동 ( 제 5 장케이슨이동, 진수참조 ) 완성된케이슨은최소 12 시간이상의양생을거친후에 STEP 3 로이동한다. 케이슨이동하기위하여 CCV 및 400Ton(T-400) 수평이동유압잭 2 개를사용한다. 아. 슬릿홀 (Slit Hole) 및브라켓거푸집해체 슬릿홀거푸집은해체용안전작업대를설치하여안전하게해체한다. 브라켓거푸집은작업발판대를설치하여안전하게해체한다. 고공작업에따른안전규칙에따라작업을수행하며제거된거푸집은깨끗이청소한후재사용한다. 자. 슬릿홀차수판및상부뚜껑설치 슬릿홀차수판및상부뚜껑 (14개) 은케이슨진수시해수유입에의한전도방지목적으로, 케이슨과확실히밀착되도록설치하여야한다. 안전작업대를설치하고안전규칙에따라작업을수행한다

98 제 4 장케이슨제작 슬릿홀차수판설치전경 상부뚜껑설치전경

99 제 4 장케이슨제작 케이슨별제작현황 1 Type "A" 함명 저판제작 이동 (STEP2) 기간 벽체제작 소요시간 (hr) 시간당 (cm/hr) 이동 (STEP3) 선적 (DCL선) A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~

100 제 4 장케이슨제작 함명 저판제작 이동 (STEP2) 기간 벽체제작 소요시간 (hr) 시간당 (cm/hr) 이동 (STEP3) 선적 (DCL선) A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ A ~ ~ 평균 Type "C" 함명 저판제작 이동 (STEP2) 기간 벽체제작 소요시간 (hr) 시간당 (cm/hr) 이동 (STEP3) 선적 (DCL선) C ~ ~ Type "E" 함명 저판제작 이동 (STEP2) 기간 벽체제작 소요시간 (hr) 시간당 (cm/hr) 이동 (STEP3) 선적 (DCL선) E ~ ~ 제작 Cycle 분석 각단계별제작소요시간은약 6일정도소요되었으며벽체의평균타설높이 19.5cm/hr 로분석되었다. Type별 Slip Form 개조소요시간은처음 Type "E" 에서 Type "A" 로약 18일, Type "A" 에서 Type "C" 로는약 10일정도소요되어제작총소요시간은약 11개월이소요되었다

101 제 4 장케이슨제작 2.2 종점부케이슨 (Type "D") 제작케이슨 Type D" 는 3단계 2차구간과 3단계 3차접속구간의이형케이슨으로서 Slip Form 공장에서제작이곤란하여 System Form(PERI Form System) 을이용하여단계별로 (7단) 제작하도록계획적용하였으며, 측면안벽전구간의케이슨은고로슬래그시멘트를이용한콘크리트로서외력에대한저항강도및수밀성등을갖추어충분한안전성이확보되도록하였다. 케이슨제작완료후이동, 진수, 거치, 뒷채움등의후속공종진행시및부두운영시구체에파손이발생하지않도록적정강도와내구성을확보하도록하였으며, 케이슨 Type "D" 는공장형제작이아닌단계별제작이므로이에따른시공관리및품질관리, 안전관리등의계획을세워시행하였으며, 또한 System Form(PERI Form System) 적용에따른 Form 설치및해체계획을세밀하게수립하고 Form의적치및야적공간, 작업공간등을확보하였다. 3 단계 3 차 ( 장래 ) 측면부두 3 단계 2 차컨테이너터미널 3 단계 1 차컨테이너터미널 1,300.0 전면부두 케이슨배치구간 구분폭 (m) 길이 (m) 높이 (m) 제작함수콘크리트규격비고 Type "D" 고로슬래그 규격및제작함수

102 제 4 장케이슨제작 Type "D" 일반도

103 제 4 장케이슨제작

104 제 4 장케이슨제작 해측 육측 @0.20= @0.20= @0.20= @0.20= @0.20= H22 WF 03 H25 WF 08 H16 WF 01 H22 WF 05 H25 WF WF 07 H16 06 H16 WF @0.10= @0.10= H25 WF

105 제 4 장케이슨제작 Type "D" 제작 가. 저판제작 Type "A" 저판제작과동일하게시행 나. 벽체제작및양생 PERI Form System에의한제작이므로단계별작업시행 PERI Form 특성 - 거푸집과작업발판이일체로구성되어있어안전성우수 - 거푸집이비교적대형이라시공이음이적고미관이양호 - 조립및해체가편리하나지지용콘설치로인하여면보수가필요 - 콘크리트타설후거푸집에변형이적게발생하고반복사용이가능 벽체완성후 Type "A" 와동일하게양생을하고선적 Type "D" 케이슨제작전경

106 제 4 장케이슨제작 콘크리트타설전경 다. 제작현황 함명저판제작이동 (STEP3) 벽체제작선적 (DCL) D ~ ~ Semi-Hybrid 케이슨 (Type "B") 제작케이슨 Type "B" 는측면안벽전구간에적용된 Hybrid 형식의케이슨으로서, 강철과콘크리트합성구조형식으로부재단면이이종재료의조합에따라구성되어있으며일반 RC케이슨에비해다양한장점을지니고있다. - RC케이슨에비해고강도이므로각부재크기를작게하여경량화함으로서진수, 예인, 설치비등이저렴하다. - RC케이슨에비해휨이나뒤틀림에대한강성을높여케이슨의장대화가가능하므로설치기간을단축할수있다. - 콘크리트타설시내측의강판을거푸집으로사용할수있고내측강판이철근의대용물이되므로철근량이줄고배근작업량을대폭적으로감소시킬수있다

107 제 4 장케이슨제작 3 단계 3 차 ( 장래 ) 640.0m 측면부두 3 단계 2 차컨테이너터미널 3 단계 1 차컨테이너터미널 m 전면부두 케이슨배치구간 구분폭 (m) 길이 (m) 높이 (m) 제작함수비고 Type B 고로슬래그 규격및제작함수

108 제 4 장케이슨제작 Type "B" 일반도

109 제 4 장케이슨제작

110 제 4 장케이슨제작 DL.(+)3.00 DL.(+)0.90 DL.(-)2.00 DL.(-) 해측육측 PL-8 PL-8 H6 D 저판철골 H7 D13 41@0.20= @0.20= 법선직각방향단면 PL-8 H2-1~3 D13 H3-1~3D13 H4-1~3 D13 H5-1~3 D13 H4-1~3D13 H5-1~3 D13 H4-1~3D13 H5-1~3 D 법선평행방향단면 H4 H5 H4-1~3D13 H5-1~3 D DL.(+)3.00-1~3D13 H4-1~3D13-1~3 D (60) (60) @0.10= @1.00= @0.20= @0.20= @1.00= @0.20= @1.00= @1.00= @0.20= @1.00= @1.00= @1.00= @0.10= @0.10=

111 제 4 장케이슨제작 Type "B" 제작 가. Slip Form 개조 Type A" 의케이슨제작이완료되고 Type B" 케이슨을제작하기위해서 Slip Form을탈형후 Hoist Crane을해체 이동설치하였다. 케이슨격실을 18개에서 12개로변경하기위해서 Upper Deck 및 Working Deck을해체하여 Shutter 및 Yoke, 호퍼등의위치를변경한후 Deck를재설치하였다. 기타 Hoist Beam 전등및안전난간등을재설치하였다. 나. 철골공장가공조립 1 현도 - 현도는제작도면에기준하여부재의절단, 드릴링, 조립, 용접등의기준이되도록작도하는작업이다. - 현도용줄자는작업용줄자와대조하여오차를측정하고부재의치수, 부착위치, 드릴위치, 크기등을표시한 Steel Band( 띠철 ) 를작성하여 1차가공및 2차가공을정확히하였다. 2 마킹 ( 금긋기 ) - 마킹작업은현도에의하여작성된형판을사용하여시행하고절단을요하는후판은절단여유및용접수축을고려마킹하여야하며, Frame 제작의철판은길이방향으로여유를두어제작, 용접및교정완료후최종마킹을하였다. - NC Marking Machine를이용하여주부재의마킹및절단작업을시행하였다. - 주부재 (Flange, Web) 에대해서는자재추적을할수있도록자재관리를하였다. 3 절단 - 절단시발생하는절단수축변형및사상 (Grinding) 여유를고려하였다. - 자동 Gas 절단기를사용하고두께가 10mm 이하의강판은절단기기를병행사용하며, 경미한곳의절단은수동가스절단기로절단하였다. - 절단부재및 Hole 가공의절단오차는 1.0mm 이하로유지하여야하고주부재의절단방향은응력방향과압연방향이일치하도록재단도를작성시행하였다

112 제 4 장케이슨제작 강판절단작업전경 4 구멍뚫기 (Hole 가공 ) - Hole 가공작업은가조립시또는 Frame 제작조립후취부전에작업을시행하였다. - 고장력 Bolt Hole은드릴을사용하여가공하였다. - Hole 가공의여유는 +0.5mm 이하로시행하였다. - Hole 가공은부재면에서직각으로하고, Hole을뚫을때에는형판을필히사용하고드릴후에 Hole 주변에남아있는이물질은그라인딩으로제거하였다. 5 부재의제작 - 연직 Rib 작업 형상별로선별하여절단기 ( 자동 및수동 ) 를이용하여절단하고절단시열변형을 최소화할수있도록조치하며노치발생방지, 소재의직선도및직각도를유지하였다. 변형이발생한소부재는적절한방법으로수정하여야하고수정이불가능한것은교체하였다

113 제 4 장케이슨제작 연직 Rib 용접조립작업전경 형상별로선별하여절단기 ( 자동및수동 ) 를이용하여절단하고절단시열변형을최소화할수있도록조치하며노치발생방지, 소재의직선도및직각도를유지하였다. 변형이발생한소부재는적절한방법으로수정하여야하고수정이불가능한것은교체하였다. 연직 Rib의폭및높이는 Frame과 Frame 사이의내부폭길이보다 1mm 정도크게제작하였다. 취부가용접은 300mm 간격으로용접길이 80mm, 각장 3mm 이상으로하여야하며, 또한본용접을실시하는용접공과동등한기술을가진자가용접을하였다.( 조립종료시까지슬러그를제거하고용접부표면에균열이없는것을확인한후본용접을실시 ) 용접은제작도의요구조건에따라반자동또는수동용접을시행하였다. 필요시보강재를제작하여취부및용접을하였다. - Frame 작업제작도에따라각부재의재질, 번호, 수량및치수등을확인하고 Frame 제작시절단가공품은이동용 Jig를사용하여제작하였다. 맞대기용접이음부는개선작업을정확하게하여야하며용접완료후검사를실시한후합격품만으로제작에사용하였다

114 제 4 장케이슨제작 취부작업완료후용접시에는용접기능이동일한작업자가동시에실시하여변형 발생이최소화할수있도록하여야하고, 용접완료후필요시냉각교정방법또는 가열교정방법등을이용하여용접변형을교정하였다. 맞대기이음부 R/T 검사전경 필렛용접부 U/T 검사전경

115 제 4 장케이슨제작 부재의손상, 부식및절단면의정도등을확인하고취부순서에따라가부재를취부하였다. 필렛 (Fillet) 용접될부재상호간에틈 (Gap) 발생여부및개선용접부의개선상태를확인하여용접절차에따라시행하였다. 취부는반자동또는수동으로하며용접부의시점및끝점에서 50mm 정도는가용접을하지않아야하고, 가용접및본용접을수행하는용접사는승인된용접재료를사용하여해당용접방법의유자격자만수행하였다. - Frame 연결작업교정작업후 Frame과 Frame의연결작업은 Jig를사용하여제작하고용접완료후완전히식은후에 Jig와분리하였다. 후면용접시는뒤집어서용접하고안전에유의하여제작도에준하여작업을시행하였다. Frame 연결작업전경 - 상부 Plate 작업절단시발생하는절단수축변형및사상 (Grinding) 여유를고려하였다. 상부 Plate 평행도및직진도가중요하므로절단전에마킹검사후절단작업을수행하였다. 상부 Plate은현장에서조립하므로공장에서식별표시를하며운반도중변형방지를위해 Packing을철저히하였다

116 제 4 장케이슨제작 6 교정 - 가공및용접작업으로발생한변형은냉간교정 ( 상온교정 ) 또는가열교정으로교정하였다. - 가열교정시강재의표면온도는 650 이하로하고공냉또는 350 이하부는수냉을하였다. 7 가조립및용접 - 현장에서실제로조립하는순서에의해하부 Frame을 6등분에서 3등분으로조립하고다시하나로조립하였다. - 상부 Plate는 3등분으로제작한것을하부 Frame에조립하였다. 공장가조립검수전경 8 해체 - 가조립이완료된제품은바닥에받침목을고이고 Crane을이용하여처음지점부터해체하였다. - Hole 가공으로발생한 Chip 을 Grinding 으로사상하고 Bolt 접합부면을깨끗이처리하였다. 9 운송 - 제품의상차시에는운반도중변형방지를위해충분한받침목또는제품의형상에따라적절한보호장치를하였다

117 제 4 장케이슨제작 - 운반시분실가능성이있는소부재는별도로포장운송하였다. - 제품의길이, 중량등을고려하여운반용차량을선택안전하게운반하였다. - 조립용 Plate는조립용 Bolt 등으로조립하여운반도중분실을방지하였다. - 현장에운반된부재는반드시받침목또는시트를깔고부재와부재가서로닿지않도록하였다. 다. 저판철근조립 (1 차 ) 철골하부에배치되는철근으로철골위치에 Spacer 를배치하였다. 철골설치에간섭이발생되지않도록설계위치에정확히배근하여야하며피복에유의하였다. 저판철근조립 (1 차 ) 전경 라. 철골현장조립 공장제작이완료된철골은현장에 6등분하여운송되므로 SEPT 1 해측부지에서조립순서에의거하여 3등분으로현장에서조립완성하였다. 3등분된상부 Plate는 Frame이완성 (3등분) 된직후 Crane을이용하여위치고정후용접하였다. 3등분된각단품들은 Jig을매달아 Crane으로 STEP 1에이동설치한후 Bolt 이용하여전체철골을완성하였다

118 제 4 장케이슨제작 Frame 가조립완료전경 Frame 운반거치전경

119 제 4 장케이슨제작 마. 저판철근조립 (2차) 철골조립이완료되면철골상부에배근되는철근을조립하였다. 이때벽체이동용 Pushing 지지대설치를위해 Anchor를설치하였다. - Pushing 지지대는 Type "B" 케이슨의저판 (16.9m) 폭이다른 Type의케이슨저판 (17.9m) 폭보다작아 Pushing Jack (T-400) 을바로이용할수없어 Anchor를설치함 저판철근 (2 차 ) 검측전경 저판철근조립완료전경

120 제 4 장케이슨제작 바. 저판콘크리트타설 저판콘크리트타설및후속공종은 Type "A" 케이슨과동일한작업순서에의해진행하였다. 저판콘크리트타설전경 제작현황및 Cycle 분석 Type "B" 로 Slip Form을변경하는데소요공기는약 40일소요되었으며전체제작소요공기는약 5개월소요되었다. 함당제작소요시간은아래표와같으며평균 6일이소요되었고, Slip Form 평균작업시간은 92.9(3.9일 ) 시간이소요되어벽체의평균타설높이는 19.1cm/hr로분석되었다

121 제 4 장케이슨제작 제작현황 함명 저판제작 이동 (STEP2) 기간 벽체제작 소요시간 (hr) 시간당 (cm/hr) 이동 (STEP3) 선적 (DCL선) B ~ ~ B ~ ~ B ~ ~ B ~ ~ B ~ ~ B ~ ~ B ~ ~ B ~ ~ B ~ ~ B ~ ~ B ~ ~ B ~ ~ B ~ ~ B ~ ~ B ~ ~ B ~ ~ B ~ ~ B ~ ~ B ~ ~ B ~ ~ 평균 실리카퓸콘크리트 (Type "A") 와경화속도를비슷한기상조건에서비교하면고로슬래그 콘크리트가다소늦는것으로분석되고초기강도도다소낮은결과를보임

122 제 4 장케이슨제작 3. 사용콘크리트 3.1 실리카퓸콘크리트 실리카퓸은전기아크로에서실리콘, 페로실리콘혹은실리콘합금을생산하는과정에서폐가스중에포함되어있는이산화규소 (SiO 2 ) 를집진기로모아얻은초미립자로서매우높은함량의비정질이산화규소 (SiO 2 ) 를가지며구형으로되어있다. 제품형태에따라서제조된원상태그대로의분말상실리카퓸과압력으로응축된과립상실리카퓸, 물을첨가시킨슬러리형실리카퓸이있으며실리카퓸은치환율 5~15% 가가장많이쓰이는데이것은이범위보다높은비에서는소성수축균열과동해에대한저항성이떨어지고치환율의증가에비례한개선효과가크지않기때문이다. 실리카퓸은고강도, 조기강도및수밀성확보를요하는구조물, 내마모성을요하는하상구조물, 해안이나항만구조물등에쓰이고있다. 1) 적용 전면안벽구간소파대형케이슨 (Type "A", "C", "E") 제작에사용 2) 종류가 ) 분말상 매우미세한입자와낮은부피밀도로인하여취급및운반에있어서상당한문제점을가지고있었다. 분말압송시운송관이막힐우려가있고저장사일로에부착되는등취급이어려우며포대로포장하여트럭믹서에투입하는경우에도먼지발생과높은인건비때문에거의사용되어지지않는취급방법이다. 나 ) 과립상 조밀한형태로되어있기때문에분진발생이크게감소되어경제적인수송이가능하므로널리활용되고있다. 실리카퓸을과립상으로하는방법으로는분말상실리카퓸을사일로에넣고압축공기를사일로의바닥으로부터주입하면입자들이날리면서서로입자들이덩어리를이루어낙하하게되고덩어리는상대적으로약하게뭉쳐있기때문에콘크리트생산시혼합과정에서부서지게된다. 그외에도기계적으로압축하는방법이있으며이때화학첨가제가혼입되기도한다

123 제 4 장케이슨제작 다 ) 슬러리형 수송과취급에관한어려움을극복하기위해실리카퓸에물을혼입한형태이다. 슬러리형은생산공급자에따라다르지만약 42~60% 까지의실리카퓸을함유하고있으며포함된물을고려하여도슬러리형수송이비압축형보다경제적이다. < 제품형태별특성 > 종류장점단점 분말상 과립상 슬러리형 높은포졸란반응 제품상의성능우수 수송, 저장, 배합시온도보호필요없음 최저의수송비 최소의저장및수송부피 먼지량감소 먼지발생없음 간편한수송과배합체계 콘크리트혼합시혼합과분산용이 먼지발생과습도에민감 고가의수송비 수송거리제한받음 포졸란반응및기능성저하 습도에민감 침전으로실리카량불균일 단위수량조절이어려움 동결방지를위해수송, 저장, 배합시온도조절필요 조속한겔형성방지를위해 ph 량조절필요 저장, 분배탱크는현탁액속의실리카퓸유지를위해일정교반작업이필요 < 제품형태별단위중량 > 종류 단위중량 (kgf/m 3 ) 비 고 분말상 450 과립상 700 슬러리형 1,350~1,450 3) 실리카퓸의품질규정 가 ) 분말상및과립상실리카퓸의품질 분말상및과립상실리카퓸의품질은아래의규정을만족하여야한다. 구 분 요구조건 비 고 활성도지수 (%, 재령7일기준 ) 95 이산화규소 (SiO 2 ) (%) 85 산화마그네슘 (MgO) (%) 5.0 삼산화황 (SO 3 ) (%) 3.0 염화이온 (Cl - ) (%) 0.3 감열감량 (%) μm체에남은양 (%)

124 제 4 장케이슨제작 나 ) 슬러리형실리카퓸의품질 슬러리형실리카퓸중의고체품질은위의표의규정을만족하여야하며또한슬러형실리카퓸의고형분은제조업자의표시값에대해그값의 0.96배에서 1.04배의범위를넘어서는않된다. 4) 실리카퓸의성질가 ) 물리적성질 대부분의실리카퓸은밝은회색에서어두운회색사이의색을띄고있으며이들색상은탄소와산화철에의해결정되고탄소의함유량이높아질수록실리카퓸의색상은어둡게나타나며실리카퓸중에포함되는탄소함량은사용된석탄의종류, 노의온도, 생산되는합금의유무가색상에크게영향을미치는데, 열이회수되지않는개방형노의경우배기가스의온도가약 200~400 로비교적저온이기때문에미연소된탄소가잔류하게되어어두운색상으로나타나고밀폐형의경우는배기가스의온도가약 800 로미연소된함량이낮아지게되므로밝은색을띄게된다. 실리카퓸의비표면적은 BET질소흡착방법에의해측정되고대략 200,000cm 2 /g이며밀도는약 2.2로포틀랜드시멘트의 2/3정도이다. 나 ) 화학적성질 실리카퓸의화학조성은 90% 이상이 SiO 2 로되어있고그외는철성분 (Fe 2 O 3 ), 알칼리성분및미연소탐분이소량함유되어있다. 이러한높은 SiO 2 함유량은고로슬래그, 플라이애쉬와같은혼화재와비교하면상당히고가이다. 비표면적이매우크고대부분이비정질상태이기때문에포졸란반응성이높아콘크리트배합시초기에수화반응을일으켜겔상의수화물 (C-S-H) 을형성하게되므로수화반응증진효과를가져온다. 5) 실리카퓸콘크리트특징실리카퓸을사용한콘크리트는일반콘크리트와비교하여고강도, 내구성이우수하며, 미세한실리카퓸입자의볼베아링효과와뛰어나재료분리에대한저항성에좋아펌프이송작업이편리하다는장점이있다. 그러나높은분말도를가지고있기때문에단위수량이적을경우작업성을확보하기가매우곤란하며유동화제와병용하여야만한다

125 제 4 장케이슨제작 가 ) 실리카퓸의역할 실리카퓸이콘크리트에사용될경우콘크리트의물성에영향을미치는요인은크게 Micro Filler Effects와포졸란반응이다. 또한실리카퓸의비중이시멘트의비중과비교하여 2/3이므로결합재의비중을낮추어주는효과가있다. 1 Micro Filler Effects - 실리카퓸의분말도은약 200,000cm 2 /g, 평균입경 0.5μm로시멘트의분말도약 3,000cm 2 /g과비교하여매우미세한구형의입자이다. 따라서시멘트의일부를실리카퓸으로대체하여사용할경우미세한실리카퓸입자들이다량의시멘트입자사이에분포하게되는데이러한현상을 Micro Filler Effects라고한다. - 예를들어시멘트의 15% 를실리카퓸으로대체시시멘트입자와입자사이에는약 2,000,000개의실리카퓸입자가존재하게된다. - 이러한 Micro Filler Effects에의하여굳지않은콘크리트의경우블리딩이거의없게되며, 재료분리저항성이커지고, 매우큰비표적에의하여시멘트페이스트와골재사이에매우얇고치밀한 Transition Zone이형성된다. 2 포졸란반응 - 포졸란물질은물과단독으로수화하여경화하는성질을가지고있지는않으나수산화칼슘의존재시물과반응하여경화하는반응성이높은실리카또는실리케이트라고정의될수있으며이때의반응을포졸란반응이라고한다. - 실리카퓸의포졸란반응의화학반응식은다음과같다. SiO 2 + Ca(OH) 2 + H 2 O (C-S-H) - 따라서실리카퓸이콘크리트에혼입되어질경우 Micro Filler Effects에의해서시멘트입자와입자사이에다량분포하는실리카퓸입자들이포졸란반응으로 C-S-H를형성함으로써매우침밀한미세구조를형성하게되어콘크리트의강도및내구성을증진시켜주게된다. 나 ) 실리카퓸이굳지않은콘크리트에미치는영향 1 블리딩및재료분리 - 실리카퓸이 Micro Filler Effects에의해콘크리트재료 ( 시멘트, 모래, 자갈 ) 사이에다량존재하며치밀한형태를이루며, 높은반응성으로초기부터수화하여겔상의수화생성물을형성하므로콘크리트의점성이증대되어 Bleeding이거의발생하지않으며재료분리저항성이커지게된다

126 제 4 장케이슨제작 2 슬럼프및응결시간 - 실리카퓸은미세한분말이며포졸란반응성이매우높아슬래그, 플라이애쉬와는달리초기슬럼프가낮게형성될수있으므로일정한슬럼프를얻기위한유동화제의사용량이증가할수있으며, 이러한유동화제사용량의증가는실리카퓸혼입량을증가시키고콘크리트의단위수량이감소할수록크게나타난다. - 포졸란물질은자체적으로는물과반응하여경화할수없으며시멘트의수화에의해서생성된수산화칼슘과반응하여경화하게되므로실리카퓸의혼입에따라응결시간이다소지연될수있으나, 콘크리트의실리카퓸사용량은 10% 내외로많지않고 Micro Filler Effects, 포졸란반응에의한내부구조의개선등을고려하면그영향은크지않게된다. 3 공기량감소 - 실리카퓸은굳지않은콘크리트의공기량에도영향을주는데, 공기량에영향을미치는주요요인은두가지로써첫번째는미세입자의증가에의한공기량의감소이며두번째는실리카퓸주변에존재하는미세한연탄분이공기연행제를흡착하여공기포의발현을감소시키기때문이다. - 따라서개방형노에서회수된실리카퓸을콘크리트에대량혼입시에는시멘트대체율과미연탄분의양에주의를기울여야한다. 4 Pumping 작업성개선 - 미세한구형의실리카퓸이콘크리트내부에서볼베아링역할을하고재료분리저항성을높여주기때문에 Pumpablity 를크게개선시켜주며이송거리를연장시켜준다. 다 ) 실리카퓸이굳은콘크리트에미치는영향 1 강도증진 - 콘크리트의시멘트를일부실리카퓸으로대체하여사용할경우, 실리카퓸의입자들은콘크리트재료주변에조밀하게분포하게되고이러한포졸란반응, 즉시멘트의수화과정에서생성된수산화칼슘과반응하여미세한 C-S-H상을다량형성하므로콘크리트는매우치밀한내부구조를가지게된다. - 따라서콘크리트의강도가증진되는효과를보이게된다. 2 수밀성 - 실리카퓸의사용은콘크리트의내부구조를매우치밀하게만들어주어수밀성을크게개선시켜준다

127 제 4 장케이슨제작 - 공극의연속성으로인한모세관현상을미세구조형성에의한공극의불연속성으로 염화물이온침투에대한철근의부식제어에탁월한효과가있다. 6) 콘크리트배합설계 가 ) 배합표 ( 시멘트 :80%, 플라이애쉬 :15%, 실리카퓸 :5%) 구분 물 - 결합 재비 (%) 잔골재율 (%) 단위량 (kgf/m 3 ) 물시멘트실리카퓸플라이애쉬 잔골재 굵은골재 혼화제 (%) A 사 B 사 C 사 나 ) 물성시험결과 구분 물 - 결합 재비 (%) 잔골재율 (%) 슬럼프경시변화 (cm) 공기량 (%) 즉시 30 분 60 분즉시 작업성 ( 육안검사 ) A 사 양호 B 사 양호 C 사 양호 다 ) 강도 구분 물 - 결합 재비 (%) 잔골재율 (%) 압축강도 (kgf/cm 2 ) 7 일 14 일 28 일 A 사 B 사 C 사

128 제 4 장케이슨제작 7) 콘크리트지연시험케이슨제작초기기능공들의작업이숙련되지않아철근조립등후속공정지연시선행타설된콘크리트의경화시간초과로인한콘크리트품질저하가발생할수있으므로콘크리트의경화시간을조절할필요가있었으며, 또한 Slit hole 및 Bracket 거푸집설치작업에추가시간이소요되고, 태풍등이상기후로인해장시간작업이중단될경우에도선행타설된콘크리트의경화로인한품질저하가예상되므로지연제첨가등의별도품질관리가필요하여콘크리트의경화시간조절을통한품질관리를목적으로케이슨제작전 2차례에걸쳐콘크리트경화지연시험을실시하여이결과를이용하여작업의지연정도에따라함유율을조정하였다. 가 ) 1 차시험결과 ( ) 지연제함유율 (%) 타설시콘크리트온도 ( ) 경화시대기온도 ( ) 콘크리트타설시간 콘크리트경화종료시간 경화소요시간 ~ :25 15:50 4: ~ :45 18:55 5: ~ :00 18:30 5: ~ :50 18:34 5: ~ :35 18:05 5: ~ :18 18:31 6: ~ :10 18:32 6: ~ :05 19:00 6: ~ :00 19:00 7:00 나 ) 2 차시험결과 ( ) 지연제함유율 (%) 타설시콘크리트온도 ( ) 경화시대기온도 ( ) 콘크리트타설시간 콘크리트경화종료시간 경화소요시간 ~ :30 16:10 4: ~ :04 20:30 5: ~ :58 20:30 5: ~ :35 18:30 5: ~ :23 18:30 6: ~ :18 18:30 6: ~ :10 19:14 7: ~ :05 20:00 7:

129 제 4 장케이슨제작 다 ) 경화시간그래프 1 차시험결과 2 차시험결과 3.2 고로슬래그콘크리트 1) 적용 Semi-Hybrid 케이슨 (Type "B") 과종점부케이슨 (Type "D") 제작에사용 2) 시멘트특성가 ) 압축강도 포틀랜드시멘트는일반적으로수개월이면가지고있는강도능력을대부분발현하게되는데고로슬래그시멘트는장기간에걸쳐계속해서내재된강도를발현 이특성은고로슬래그의본질인잠재수경성에의해서장기강도증진특성이있기때문이며보통포틀랜드시멘트보다 20% 이상의압축강도를가진다. 나 ) 내화학성및내해수성 슬래그시멘트의수화반응과정이포틀랜드시멘트의수화작용시에비하여알민산석회, 규산석회등의석회성알칼리가적게함유되어있어산, 폐수, 해수, 염류등에강하다. 더욱이슬래그시멘트는수화시에생성되는유리석회가바로슬래그중의가용성규산, 가용성알루미나와반응하여난용성의경화체를형성하며강력한경화력을발휘한다. 슬래그시멘트는바닷물의염류에의하여수화반응이촉진되어시멘트의성능을효율화시키지만보통포틀랜드시멘트는해수중의염류에의해급결등의유해작용을받게된다

130 제 4 장케이슨제작 다 ) 수화열 슬래그시멘트는포틀랜드시멘트보다수화열이낮고장기간수화작용을하기때문에수화열이분산되어대단위구조물에서는수화열에의한문제점이적어진다. 라 ) 수밀성 시멘트몰탈을세밀하게관찰해보면많은공극이존재하며이러한공극은물시멘트비와모래의조건등에따라차이가있으나, 미분쇄한시멘트분말이공극을메우게되며, 그정도는시멘트의분말도에따라좌우된다. 슬래그시멘트는분말도가높아서몰탈의공극을치밀하게분산하는효과가있으며투수비를비교해보면보통포틀랜드시멘트투수율이 1.0인데비하여슬래그시멘트는 0.16의투수율을보여우수한수밀성능과이에따른동결융해작용에의한파손이적다. 구분분말도 (cm 2 /g) 배합수량 (%) 투수량 (g) 투수비 포틀랜드시멘트 3, 슬래그시멘트 3, 마 ) 안정도 슬래그시멘트의안정도는포틀랜드시멘트보다훨씬우수함 ( 안정도란시멘트고유의 성분에의해서국부적균열이나팽창등을일으키는현상에대한안정성 ) 3) 콘크리트특성가 ) 작업성 (Workability) 고로슬래그미분말을이용한콘크리트는동일배합포틀랜드시멘트만을이용한것보다타설특성이좋고진동다짐이용이하다. 동일배합조건에서큰슬럼프를얻을수있고, 또분말도가큰경우에는콘크리트점성을증가시켜분산성및유동성이좋은콘크리트를얻을수있다. 응결시간은치환율이증가할수록길어지고타설후콘크리트마무리양생개시의시간등에영향이있으나, 혼합후슬럼프시간변화는적은것으로나타남으로타설시간에는일반적콘크리트와비슷하다

131 제 4 장케이슨제작 나 ) 배합설계 고로슬래그콘크리트의배합설계는일반적으로시험혼합에의해정하며이용목적은다음과같다. - 수화열에의한온도상승억제 - 알카리반응억제 - 염화물이온억제 - 내해수성및내유산염확보 - 고유동화등 다 ) 혼합특성 시멘트와고로슬래그미분말을동시에믹서에투입하여실시한콘크리트는혼합때고로슬래그미분말의분산성은양호하고균등질한콘크리트를얻는데포틀랜드시멘트의경우와혼합시간의차이는없다. 라 ) 양생방법의영향특성 고로슬래그이용한콘크리트의품질은양생의좋고나쁨의영향이큰데, 이는수화속도가늦고양생온도의영향을많이받기때문이다. 따라서타설된콘크리트가양생상태에이르면직접노출면에살수, 침수등의작업을하고수화에따라물을보급하여습윤상태를유지하는것이바람직하다. 마 ) 수화열의한온도균열억제 고로슬래그콘크리트는수화열발생을지연시키고발생량을억제하므로매스콘크리트의 온도균열을억제하는데효과적이다

132 제 4 장케이슨제작 4. 전기발열시트보온양생 콘크리트는동결유무에따라강도, 내구성, 수밀성등품질전반에큰영향을받으므로일평균기온 4 이하에서는콘크리트품질확보를위하여철저한한중콘크리트계획을수립하고이행하였으며, 케이슨벽체는공장형 Slip Form 공법에의해 24시간연속타설작업으로진행해야하므로동절기저온으로인한타설중단을방지하기위해전기발열시트에의한보온양생공법을 ~ 기간동안적용하였다. 4.1 보온양생방법케이슨저판, Slip Form 및벽체일부에전기발열시트를설치하여표면을보호하는공법으로서콘크리트의동결, 건조를방지하여콘크리트의품질을확보하였으며, 레미콘온도, 콘크리트내부수화열, 케이슨격실내온도, 대기온도등을측정할수있는온도센서를설치 Data화하여발열시트의온도를제어하였다. 온도센스설치모습

133 제 4 장케이슨제작 온도센서측정결과 4.2 전기발열시트단면도 1) Shutter 보온재

134 제 4 장케이슨제작 2) Curtain 형보온재 Shutter 하부용 케이슨저판날개부용

135 제 4 장케이슨제작 4.3 전기발열시트안전장치 1) STEP 1 1 상판용 - 상판결선용전기판넬 1기장착 - 총 6회로로구성되었으며회로별 75A 용량의누천차단기부착 - 1개회로당전류는 54A이나전기배선은 110를견딜수있는 22sqmm 선을사용하여화재위험방지 - 제품절연저항은 100MΩ이상으로절연이안전적이고작업시부주의에의한누전발생시누전차단기작동으로위험요소배제 - 설치위치 : Base 제작위치현장출입구 2 경사부및측부 - 경사부와측부는 1개의전기판넬로연결 - 총 6회로로경사부 4회로, 측부 2회로로구성 - 회로별 50A 용량의누전차단기부착 - 경사부는 35A 용량이므로주배선 22sqmm로사용하고, 측부는 30A 용량이므로주배선을 14sqmm로사용 - 절연저항및누전차단기작동은상판용과동일 - 설치위치 : Base 제작위치해측 STEP 2 방향 2) STEP 2 1 Shutter 보온재 - 온도조절기 1기로연결 - 총회로수 5회로로각회로용량은 20A이며누전차단기부착 - 설치위치 : 해측 Working Deck 2 Curtain형보온재 - 온도조절기 1기로연결 - 총회로수 14회로로각회로용량은 20A 이며누전차단기부착 - 설치위치 : Shutter 거푸집용과동일

136 제 4 장케이슨제작 Shutter 보온재 ( 발열판 ) 조립전경 4.4 취급시주의사항 기본적으로전기를사용하는공법이므로취급시주의가필요하고특히옥외현장에서불특정다수가취급을하므로더욱주의가필요하였다. 전기제품으로습기, 물기에취약하므로사용후보관시에는반드시수분과접촉이없는곳에보관하였다. 매트와매트사이의연결코드는꽉조여서사용하고물기가침투되지않도록주의하였다. 전기판넬에연결된배선은가능한분리하지말고외부에노출된배선은습기에노출되지않도록포장을잘해서보관하였다. 단열재가부착된부분은조금의상처가있어도무방하나반대면인 Film 처리마감부는발열성능을우수하게하기위해서매우얇게처리되었으므로취급시긁힘, 침수, 눌림등의외부충격이가해지지않도록주의하였다. 부착된 Shutter 보온재배선부분은촉수를금하며배선위치에습기, 물기가침입되지않아야하고보수작업시 Shutter 하단부에몰탈이투입되지않도록주의하였다. Curtain형보온재는위치변동이있는부위이므로탈, 부착시외부충격에주의하고특히배선처리된부분은충격이가해지지않도록하였다. 보수작업시직접적으로물기가 Curtain형보온재와접촉되지않아야한다. 합판에부착된제품은이동시긁힘에특히주의하고발열면위로올라가지말며불가피하게올라갈경우에는습기가없는부드러운면을이용하였다

137 제 5 장케이슨이동, 진수

138 제 5 장케이슨이동, 진수 제 5 장케이슨이동, 진수 1. 저판이동 System (STEP 1 STEP 2) 가. Soffit Form Soffit Form은수평이동이최대 1.5m 가능하도록 Rail위에설치되어있어정위치에서는케이슨저판타설용바닥폼역할을하며타설후케이슨저판과함께이동한다. 경사진 Rail를따라수직하강 ( 경사도 1.2%) 하면서이동하므로약 1.0m 이동후에는 Soffit Form은케이슨으로부터탈형되고 Rail 끝단에설치된고정단 (Stopper) 에의해 Soffit Form의이동이정지된다. 탈착된 Soffit Form은체인블록 (6tonf 10ea) 에의해다음케이슨저판타설위치로회수된다. Soffit Form의이동방식은 Rail에서만이동하도록설계되어설치해체작업이필요없다. 이동전 Soffit Form 이동후 Soffit Form Soffit Form 규격 - 규격 : 폭 4.175m 길이 33.0m 1Set 폭 4.050m 길이 33.0m 1Set 폭 4.025m 길이 33.0m 1Set 폭 0.860m 길이 33.0m 2Set - 상판두께 : 20mm, - 상부 Rail : 33.0m - 하부 Rail : 34.4m - 최대수평이동거리 : 1.5m, - 최대수직이동거리 : 17mm 유압식잭으로높이조절가능 - Soffit Form 상승후저판제작 - Soffit Form 하강후저판이동

139 제 5 장케이슨이동, 진수 상승상태 하강상태 나. Sliding Pad 케이슨저판타설용바닥폼목적으로제작된특수거푸집으로이동용 Jack Rod ( 형강65mm 65mm) 위에설치한다. 또한케이슨저판의이동시에는마찰력을감소시키기위하여테프론패드를부착하였으며 STEP 2까지이동후탈형한다. 견인된 Sliding Pad은정위치에설치되어다음케이슨저판타설시바닥폼역할을수행한다. Sliding Pad 제원 - 규격 : 폭900mm 길이34.8m 높이80mm 4Set - 테프론 : 폭140mm 높이20mm, 폭80mm 높이20mm - 합판 : 폭900mm 높이40mm, 폭170mm 높이20mm Soffit Form 및 Sliding Pad 설치전경

140 제 5 장케이슨이동, 진수 다. 수평이동작업절차 1 Side Form 및 Hunch Form이해체되었는지확인 2 Jack Rod( 형강65mm 65mm) 에수평이동잭을탑재 3 유압펌프와잭을연결한후전원공급 4 Pushing Trolley를설치 5 42톤유압잭 4개를작동시켜저판이동 6 케이슨저판이동을확인 - L=0.5m까지는 Soffit Form과함께이동하지만그후부터는 Soffit Form이아래로하강하면서탈착함 7 STEP 2위치까지이동한것을확인 8 CCV를설치하여케이슨저판을부상시킨후 Sliding Pad를회수 9 Sliding Pad를회수한후 CCV를정지시켜케이슨저판을기초콘크리트에안치 10 작업공정 2항 ~9항을반복 Sliding Pad 설치 이동 이동시마찰력 90% 감소 42 톤이동잭 4 개로이동

141 제 5 장케이슨이동, 진수 2. 본체이동 System (STEP 2 STEP 3) 가. Steel Track (500mm 10t) 제작장기초콘크리트위에 CCV의이동통로 (Skidding Railway) 를시공하기위하여 Flat Bar를콘크리트에매입하였다. Steel Track 표면에에폭시페인트및 Grease 을도포하여마찰력을감소시켰다. 나. Jack Rod Steel Track 에 Grease 도포전경 제작장기초콘크리트위에이동잭의이동레일로서 Jack Rod( 형강 200mm 200mm) 를설치하였다. Jack Rod 설치전경

142 제 5 장케이슨이동, 진수 다. CCV 200tonf급부상용유압잭 42개를설치하여케이슨을소정의높이 50~90mm( 최대110mm) 만큼들어올린다. 이때 CCV는 Steel Track(500mm 10t) 위로미끌어지면서이동한다. 마찰력을줄이기위하여 CCV 바닥에는테프론패드를설치한다. CCV 전경라. 이동잭 (T-400) 완성된케이슨을수평이동 (1회 300mm 이동 ) 시킬목적으로특수제작된유압잭으로써작동능력은최대 400tonf 2Unit = 800tonf 이다. 설계마찰력 : 5,000tonf( 케이슨중량 ) 10%( 최초이동시 ) = 500tonf 안전율 : 800 / 500 = Tonf 이동잭

143 제 5 장케이슨이동, 진수 마. 수평이동작업절차 CCV 회수목적으로설치된윈치를작동하여 CCV를완성된케이슨밑으로위치시킨다. 각각의 Jack Seating Unit의위치를체크하여정위치에설치되었는지확인한다. 이동잭 2대를장착시킨다. 유압펌프와잭을연결하고전원을공급한다. Pushing Trolley를설치및 Pushing Jack을작동시킨다. STEP 3 위치까지이동시킨다.( 이동평균속도 : 15m/hr) STEP 3 위치까지이동한것을확인하고 CCV를정지및이동잭을해체한다. 200 톤부상용유압잭케이슨이동 3. 케이슨본체선적 (STEP 3 STEP 4) DCL에설치된 Jack Rod와 STEP3의 Jack Rod가수평되게바라스트를조절하여 DCL을바닥에착저시킨다. 양생, 차수판설치등이완료된케이슨을접안되어있는 DCL로수평이동시킨다. 이동방법은 STEP2 STEP3와같다. DCL 제원 톤수길이폭높이흘수 7,000 톤급 56m 36m 20m 3.8m

144 제 5 장케이슨이동, 진수 DCL 에케이슨선적 4. 케이슨해상운반 DCL 의바라스트를조절 ( 배수 ) 하여부상 부상된 DCL 을 2,000hp 예인선으로진수현장으로운반 케이슨해상운반

145 제 5 장케이슨이동, 진수 5. 케이슨진수 DCL의바라스트를조절, 경사지게 ( 경사도 11~16 ) 하여진수 진수위치는케이슨의흘수보다깊은곳에서진수 ( 케이슨흘수 15.9m) 항행선박안전을위해가거치구역에부표및표지설치 케이슨진수광경