케이슨 진수공법

케이슨 진수란

케이슨 진수공법은 육상에서 만든 케이슨을 물에 띄워 설치 위치까지 옮기는 공법이다.

케이슨은 속이 빈 상자 구조물이라 물에 뜨고, 주수로 해저에 가라앉힌다.

항만 방파제와 안벽의 본체로 쓰여 공사비와 공기를 좌우한다.

제작부터 충전까지

절차는 여섯 단계다. 먼저 육상 제작장에서 바닥판과 벽체를 타설해 양생한다.

제작한 케이슨은 경사로나 플로팅 독으로 물에 띄운 뒤 예인선으로 끈다.

설치 위치에서 좌우 주수량을 균등하게 조절해 가라앉히고, 기울면 보정한다.

저면을 정리한 뒤 중공부에 모래나 콘크리트를 채워 본체를 완성한다.

부력과 복원성

부력은 물에 잠긴 체적만큼 작용하는 위쪽 힘이다. 해수 단위중량 약 10.1kN/m³을 곱해 구한다.

부체는 무게중심 G가 부심 B보다 낮아야 기울어진 상태에서 복원력이 생긴다.

흘수가 크면 얕은 항로에서 예인이 막히고, 흘수가 작으면 전복 위험이 커진다.

진수 직후와 예인 중에는 무게중심이 부심보다 낮은지 반드시 확인한다.

침하 조건

케이슨이 가라앉으려면 하향력이 상향력보다 커야 한다.

하향력은 수직하중 W, 주면마찰력 F, 선단지지력 Q의 합이고 상향력은 양압력 U와 부력 B의 합이다.

가상의 값 W 1,200 t, F 150 t, Q 300 t, U 200 t, B 500 t을 넣으면 하향력은 1,650 t이다.

상향력은 700 t이므로 1,650 t이 더 커서 침하 조건을 만족한다. 편위는 재하중 배치로 관리한다.

케이슨 종류

케이슨 공법은 제작 장소와 설치 방식에 따라 크게 세 가지로 나뉜다.

오픈 케이슨은 바닥이 없어 내부를 굴착하며 침하시키고, 공기 케이슨은 압축공기로 물을 배제한다.

박스 케이슨은 속이 빈 상자를 육상에서 제작해 물에 띄운 뒤 예인하고, 속을 채운다.

방파제와 안벽 본체에 쓰이는 대표 진수 방식은 부잠함, 즉 박스 케이슨 방식이다.

진수 방식과 시험 포인트

진수 방식은 독 진수, 경사로 활주 진수, 부력 진수로 나눠 외운다.

독 진수는 드라이독에서 수위를 올려 띄우고, 경사로 활주 진수는 경사로를 따라 활주시켜 띄운다.

부력 진수는 플로팅 독이나 부력 조절로 띄우며, 대형 케이슨에서 전환되는 추세다.

서해안 문항은 조차·조류·파랑을 빠뜨리지 않고, 예인 중 전복 대책도 함께 적는다.

정리

정리하자. 케이슨 진수는 육상 제작, 진수, 예인, 침하, 속채움 순서로 진행된다.

부력은 잠긴 체적에 해수 단위중량을 곱하고, 복원성은 무게중심이 부심보다 낮아야 확보된다.

조건별로 진수 방식을 고르고, 활동·전도·부력 검토를 함께 쓰면 된다.