KR100306067B1 - 드레인재 시공기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연약지반개량을 위하여 연약지반에 타삽하는 페이퍼 드레인의 시공기에 관한 것으로서,

크레인(1)에 리더(2)가 설치되고 리더(2)상에는 드레인재(3)가 내입되어 구동장치(5)의 구동으로 타설되는 케이싱파이프(4)가 설치됨으로서 케이싱파이프(4)와 함께 드레인재(3)를 연약지반에 타설하여 매입할 수 있게 한 드레인재 시공기의구동장치(5)에 있어서, 리더(2) 내측 상하부에 고정된 고정축(12,12',13,13')상에개별로 자유회전가능하게 축결합된 수개의 가이드휠차(7,7',8,8',9,9',10,10')와,상하부 가이드휠차(7,7',8,8',9,9',10,10')사이에 설치되고 하부 구동시린더(6)의피스톤로드(6a)와 연결되어 승강작동하는 승강휠차(11,11')와, 상기 승강휠차 (11,11')를 승강가이드하는 가이드봉(18)과, 일단이 텐션수단(19)으로 구동장치(5)의 하측으로 고정설치되어 상하부 일측 하강부 가이드휠차(7,8,9,10)와 하강부 승강휠차(11)에 연결되고 타단이 리더(2) 하부 아이들 휠차(21)를 경유하여 케이싱파이프(4)의 작동부(4a) 하측에 고정연결되는 하강 와이어로프(16)와, 일단이 텐션수단(19)으로 구동장치(5)의 상측에 고정설치되어 상하부 일측 상승부 가이드휠차 (7',8',9'10')와 상승부 승강휠차(11')에 연결되고 타단이 리더(2) 상부 아이들 휠차(20)를 경유하여 케이싱파이프(4)의 작동부(4a) 상측에 고정연결되는 상승와이어로프(17)로 구성된 한 것이다.

Description

드레인재 시공기{A SETTING MACHINE OF A DRAIN PILE}

본 발명은 연약지반개량공법과 관련하며 연약지반개량을 위하여 연약지반에타삽하는 페이퍼 드레인의 시공기에 관한 것이다.

일반적으로 연약지반을 개량하기 위한 공법으로서는 버티컬 드레인(VERTICAL DRAIN)공법, 모래다짐공법(SAND COMPACTION PILE공법) 등이 널리 시행되고 있는 바, 본 발명은 연약지반개량공법 중 버티컬 드레인 공법(페이퍼 드레인보드 등의각종 드레인재를 사용하는 공법; 이하 드레인재라고 함)과 관련하는 것으로,

버티컬 드레인 공법은, 리더상에 설치한 케이싱파이프내에 드레인재를 내입한 후 케이싱파이프를 연약지반내에 적정 깊이(規定深度)로 타설하여 드레인재가 케이싱파이프와 함께 연약지반 내에 삽입되게 한 후, 게이싱파이프만을 빼 올려서드레인재가 연약지반내에 매입되게 하여 드레인재를 통해 연약지반내의 수분 등을뽑아 올려 연약지반을 다져주는 공법이다.

이러한 버티컬드레인공법을 수행함에 있어서, 기존에는 드레인재를 연약지반내에 타설하기 위한 케이싱파이프의 구동장치가 유압모터 등으로 구성함으로서 다음과 같은 여러 단점과 문제점이 있었던 것이다.

즉, 드레인재를 매설하기 위한 케이싱파이프의 구동장치가 기존에는 유압모터 등에 의해 구동하는 휠상에 체인이나 와이어로우프를 등을 권취, 해리시켜 유압모터의 회전력만으로 케이싱파이프를 비교적 깊은 깊이(50m 이상)의 연약지반내 매입하고 뽑아 올리는 작업을 수행하게 되어 당연히 여기에 상당한 부하가 발생됨으로서 이를 구동하는 유압모터의 수명이 매우 단기적인 것임은 물론이며, 잦은 고장의 우려와 함께 작업안정성과 효율성도 극히 저조한 것이었다.

이와 함께 상기한 드레인재의 타설을 위하여 바이브로 해머의 진동을 이용하는 타설방법 등이 알려져 있으나 이 역시 많은 힘과 에너지원을 요구하는 동력원을필요로 하고 심각한 소음공해 등을 유발하였던 것으로서 이러한 문제와 단점 등을개선할 수 있는 새로운 수단의 개발이 요구되었던 것이다.

이에 본 발명에서는 유압시린더와 휠차(로우프풀리)를 사용한 도르레 원리로서 드레인재의 타설을 위한 케이싱파이프의 구동장치를 제공함으로서 연약지반개량을 위한 드레인재 타설작업의 작업안정성과 효율성 등을 일신하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 보인 개략적인 전체 구성도

도 2는 본 발명의 구성도

도 3은 본 발명의 요부 발췌 사시도

도 4는 본 발명의 작용표시도

도 5는 본 발명의 요부 발췌 단면도

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 보인 요부 발췌 사시도

도 7은 도 6의 작용표시도

☞도면의 주요부분에 사용된 부호에 대한 설명☜

1;크레인 2;리더

3;드레인(Drain)재 4;케이싱파이프

4a;작동부 5;구동장치

6;구동실린더 6a;피스톤로드

7,7',8,8';가이드휠차 9,9',10,10';가이드휠차

11,11';승강휠차 12,12',13,13';고정축

14;고정축 15;슬라이드케이스

16;하강와이어로프 17;상승와이어로프

18;가이드봉 19;텐션수단

20,21;아이들휠차 22;고정축

23;가이드휠차 24;고정축

25,25';가이드휠차 26;가이드휠차

27,27';승강휠차 28;고정축

29;슬라이드케이스 30;하강와이어로프

31;상승와이어로프 32;롤러

도 1은 본 발명의 일실시예를 보인 개략적인 전체 구성도, 도 2는 본 발명의구성도, 도 3은 본 발명의 요부 발췌 사시도, 도 4는 본 발명의 작용표시도, 도 5는 본 발명의 요부 발췌 단면도로서,

크레인1 상부로 소정 높이의 리더2가 수직으로 설치되고 리더2 일측에 드레인재3가 내입되는 케이싱파이프4가 설치되어 구동장치5의 구동으로 케이싱파이프4를 타설하여 드레인재3를 연약지반에 매입하는 드레인재3 시공기에 있어서,

본 발명은 케이싱파이프4에 내입되어 타설되는 드레인재3의 시공기를 구동시린더6와 수 개의 휠차(로우프 풀리 등, 이하 휠차라 함)로 구성한 것에 특징이 있는 것으로, 이하 본 발명의 구성에 대하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

리더2의 하부 내에 구동장치5를 설치하되, 구동장치5는 상하부에 각각 2렬로수개의 가이드휠차7,7',8,8',9,9',10,10'를 배치하고, 이들의 대략 중앙 내에는 하부측 구동시린더6의 피스톤로드6a와 결합되어 피스톤로드6a의 구동으로 승강작동하는 승강휠차11,11'를 각각 배치하여 설치한다.

상기 상하부 가이드휠차7,7',8,8',9,9',10,10'와 승강휠차11,11'는 각각 도 5에서 도시한 예와 같이 리더2 내부에 설치하는 바, 상하부 가이드휠차7,7',8,8',9,9',10,10'는 고정축12,12',13,13'상에 양측으로 적어도 3개 이상(물론 본 구동장치5는 상기 휠차의 개수가 반드시 한정되는 것은 아니다.)으로 리더2 내부에 고정시킨 고정축12,12',13,13'상에 각각 개별로 자유회전가능하게 동축상에 축결합하여 일측 상승부 가이드휠차7',8',9',10'는 케이싱파이프4의 상승작동을, 타측 하강부 가이드휠차7,8,9,10는 하강작동을 동시에 수행할 수 있도록 하며, 이들 상승부와 하강부의 가이드휠차7,7',8,8',9,9',10,10'는 고정축12,12'상에서 대략 중앙을 중심으로 상호 소정간격을 두고 이격되게 설치하여 그 자신은 물론 여기에 연결되는 와이어로프16,17가 승강휠차11,11'를 승강구동하는 구동원인 구동시린더6의 피스톤로드6a에 방해되지 않도록 한다.

그리고, 상기 상하부 가이드휠차7,7',8,8',9,9',10,10'의 중앙측에 설치되는승강휠차11,11'는 역시 대략 측방으로 개구된 박스형의 슬만이드케이스15내에 고정시킨 고정축14상에 양측으로 승강부와 하강부 승강휠차11,11'를 적어도 각각 3개 이상씩 개별로 자유회전이 가능한 상태로 축결합하여 설치한 후 상기 상하 가이드휠차7,7',8,8',9,9',10,10'와 와이어로프16,17로서 연결하여 와이어로프16,17의 끝단을 각각 케이싱파이프4의 작동부4a 상하로 연결고정시킨다.

상기에서 승강휠차11,11'는 리더2 내부의 가이드봉18에 슬라이드결합하여 승강작동되게 한다.

이하, 가이드휠차7,7',8,8',9,9',10,10'와 승강휠차11,11'간에 각각 연결되어 케이싱파이프4를 승강구동하는 하강와이어로프16와 상승와이어로프17의 연결구성에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

하강와이어로프16는 크레인1 차체 또는 리더2상의 일측 하부에 텐션수단19으로 끝단을 고정설치한 후 중앙의 하강부 승강휠차11를 거쳐 하부 일측의 하강부 가이드휠차9와 이의 상부측 하강부 가이드휠차7에 순차적으로 연결하고, 이의 타측 상부 가이드휠차8를 거쳐 다시 하부측 가이드휠차10에 연결한 후 중앙의 승강휠차11에 연결하는 순으로 와이어로프16를 연결하여 최종적으로 중앙의 승강휠차11를 경유한 와이어로프16를 리더2 하부의 아이들 휠차21에 연결한 후 케이싱파이프4의 작동부4a 하측에 고정연결한다.

그리고, 상승와이어로프17는 상기 하강와이어로프16의 타측 가이드휠차 7',8',9',10'와 상승부 승강휠차11' 연결되는 바, 이는 전술한 하강와이어로프16 와는 역방향으로 연결구성된다.

즉, 상승와이어로프17는 크레인1 차체 또는 리더2상의 일측 상부로 텐션수단19으로 끝단을 고정설치한 후 중앙 일측 하강부 승강휠차11'를 거쳐 상부 일측의 가이드휠차7'와 이의 하부측 가이드휠차9'에 순차적으로 연결하고, 이의 타측 하부가이드휠차10'를 거쳐 다시 상부측 가이드휠차8'에 연결한 후 중앙의 승강휠차11' 에 연결하는 순으로 와이어로프17를 연결하여 최종적으로 중앙의 승강휠차11'를 경유한 와이어로프16를 리더2 상부의 아이들 휠차20에 연결한 후 케이싱파이프4의 작동부4a 상부에 고정연결한다.

도 6은 발명의 다른 실시예를 보인 요부 발췌 사시도, 도 7은 도 6의 작용표시도를 도시한 것으로,

리더2 내부 상측에 고정축22을 고정설치하여 여기에 수개의 가이드휠차23을각각 자유회전가능한 상태로 회전축결합한다.

또한, 리더2 내부 하측에는 고정측24을 역시 고정설치하고, 여기에 수개의 가이드휠차25,25'를 중앙에 공간이 형성되도록 양측으로 각각 배치하여 역시 개별로 자유회전가능한 상태로 축결합하며, 이들 양측 가이드휠차25,25'의 중앙에는 양측 가이드휠차25,25'와는 교차방향의 대략 수직상으로 가이드휠차26를 단일로 설치하여 한다.

그리고, 상하부 가이드휠차23,25,25' 사이에는 수개의 승강휠차27,27'를 설치하는 바, 승강휠차27,27'는 전술한 예와 같이 슬라이드케이스29 내부에서 고정축 28상에 각각 자유회전이 가능한 상태로 축결합하되, 중앙에는 상부 가이드휠차 23,23'와 상승와이어로프31가 연결되는 상승부 승강휠차27'를 각각 개별로 자유회전가능한 상태로 축결합하고, 이의 양측에는 하부의 가이드휠차25,25',26와 하강로우프30로서 연결되는 하강부 가이드휠차27를 수개 각각 개별로 자유회전가능한 상태로 축결합한다.

상기에서 슬라이드케이스29 하측에는 구동원인 구동실린더6의 피스톤로드6a를 설치하여 승강휠차27,27'를 승강작동할 수 있게 하는 바, 이러한 피스톤로드6a의 승강공간을 마련을 위하여 상부 가이드휠차23,23'와 중앙 승강휠차27,27'는 상호 수직방향으로 배치하여 설치하고, 하부의 가이드휠차25,25',26는 이들에 대하여일측으로 편중되게 배치하여 실시하여 피스톤로드6a의 승강작동공간이 형성되도록한다.

이하, 상하부 가이드휠차23,25,25',26와 승강휠차27,27'간에 각각 연결되어케이싱파이프4를 승강구동하는 하강와이어로프30와 상승와이어로프31의 연결구성에대하여 살펴보면 다음과 같다.

우선, 상승와이어로프31는 끝단에 텐션수단19을 결합하여 크레의1 차체 또는리더2상의 상부에 고정설치하여 승강휠차27,27'의 중앙 상승부 승강휠차27'와 상부가이드휠차23에 순차적으로 연결하여 최종적으로 상승부 승강휠차27'를 경유한 와이어로프30를 리더2 상부 아이들 휠차20에 연결하여 케이싱파이프4 작동부4a의 상측에 연결한다.

그리고, 하강와이어로프30는 끝단을 텐션수단19과 결합하여 크레인1 차체 또는 리더2상의 하부에 고정설치하고, 승강휠차27,27'의 양측 하강부 가이드휠차 25,25'의 일측으로부터 순차적으로 연결한 후, 하부 가이드휠차25,25'의 중앙에 교차방향으로 설치한 가이드휠차26를 경유케 한 후, 다시 타측 하강부 승강휠차27와하부 가이드휠차25,25',26에 역시 각각 연결한 후 최종적으로 승강휠차27를 거친 하강와이어로프30를 리더2 하부 아이들 휠차21에 연결하여 케이싱파이프4의 작동부4a 하측의 롤러32에 연결한 후 이의 끝단을 텐션수단19으로 크레인1 차체나 리더2상에 고정시킨다.

이상과 같이 구성된 본 발명은 케이싱파이프4에 드레인재3(페이퍼 드레인)를내입한 후, 구동장치5를 구동하여 케이싱파이프4를 연약지반내에 타설함으로서 드레인재3을 매설하게 되는 것으로, 상기에서 케이싱파이프4내에 드레인재3을 내입하여 타설하는 것은 일반적인 것이므로 이에 대한 설명은 생략하고 발명의 작용에 대하여 집중적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 1, 3, 4는 본 발명의 일실시예에 대하여 도시한 것으로, 구동시린더6를 구동시켜 피스톤로드6a를 승강작동시키게 되면 피스톤로드6a와 결합된 슬라이드케이스15가 승강작동하여 승강휠차11,11'가 승강작동하게 됨으로서 승강휠차11,11'와상하부 가이드휠차7,7',8,8',9,9',10,10'간에 연결된 하강와이어로프16 및 상승와이어로프17간의 연결관계에 의해 케이싱파이프4가 하강작동하게 된다.

즉, 피스톤로드6a의 상승으로 승강휠차11,11'가 상승하면 승강휠차11,11'와하부 가이드휠차9,10간의 간격이 벌어지게 됨으로서 이들간에 연결되는 하강와이어로프16의 길이가 늘어나게 되어 하강와이어로프16 끝단이 연결된 케이싱파이프4는하강작동하게 된다.

그리고, 상기와 동시에 상부 가이드휠차7,8와 승강휠차11,11'간의 간격은 좁아지게 됨으로서 상부 가이드휠차7',8'와 승강휠차11'간의 상승와이어로프17의 길이는 줄어들게 되고 전술한 하강와이어로프16의 하강작동과 함께 케이싱파이프4의작동부4a 상측에 끝단이 고정된 상승와이어로프17는 케이싱파이프4의 하강작동으로연장되어 결과적으로 케이싱파이프4의 하강작동이 이루어진다.

그리고 이와 반대로 피스톤로드6a의 하강작동으로 승강휠차11,11'가 하강작동하게 되면, 승강휠차11,11'의 하강작동으로 승강휠차11'와 상부 가이드휠차7',8' 간의 간격이 벌어지게 되어 이들간에 연결된 상승와이어로프17의 길이가 연장되고,승강휠차11,11'와 하부 가이드휠차9',10'간의 간격은 이와 반대로 좁아지게 됨으로서 승강휠차11와 가이드휠차9,10간에 연결된 하강와이어로프16의 길이가 줄어들게되면서 케이싱파이프4의 상승작동이 이루어져 드레인재3의 타설작업을 위한 케이싱파이프4의 승강작동이 이루어지는 것이다.

한편, 도 6, 7은 본 발명의 다른 실시예를 보인 것으로서, 구동시린더6를 구동시겨 피스톤로드6a를 승강작동시키게 되면 피스톤로드6와 결합된 슬다이드케이스 29의 승강작동으로 승강휠차27,27'가 승강하게 됨으로서 승강휠차27,27'와 상하부가이드휠차23,25,25',26간에 연결된 하강와이어로프30 및 승강와이어로프31에 의해케이싱파이프4가 승강작동하게 된다.

피스톤로드6a의 상승으로 승강휠차27,27'가 상승하게 되면, 상부 가이드휠차23와 승강휠차27,27'의 중앙 상승부 승강휠차27'간에 연결된 상승와이어로프31의 간격이 축소되어 이의 길이가 줄어들게 되고, 이와 반대로 승강휠차27,27 양측의 하강부 승강휠차27와 하부 가이드휠차간25,25',26에 연결된 하강와이어로프 30는 길이가 연장됨으로서 케이싱파이프4를 하강시키게 된다.

즉, 피스톤로드6a의 하강으로 승강휠차27,27'가 상승하면 승강휠차27,27' 중앙의 상승부 승강휠차27'와 상부 가이드휠차23간에 연결된 상승와이어로프31의 길이가 줄어들게 되면서 이의 끝단에 연결된 케이싱파이프4의 하강작동이 이루어짐과동시에 승강휠차27,27' 양측의 하강부 승강휠차27와 하부 가이드휠차25,25',26간의간격이 벌어지면서 이들간에 연결된 하강와이어로프30의 길이가 늘어나게 되고 이로인해 케이싱파이프4의 작동부4a 하측 롤러를 경유하여 텐션수단으로 고정된 하강와이어로프는 케이싱파이프4 작동부의 롤러32와 리더2하부의 아이들 휠차21와 하강와이어로프30의 거리는 줄어들게 됨으로서 케이싱파이프4의 하강작동이 이루어지게된다.

한편, 피스톤로드6a가 하강작동하게 되면, 이번에는 전술한 예와는 반대로 상부 가이드롤러23와 승강휠차27,27' 중앙의 상승부 승강휠차27'간의 간격이 벌어지게 되어 이들간에 연결된 상승와이어로프31의 길이가 연장되고 이에 따라 상부 아이들 휠차20와 케이싱파이프4의 작동부4a간의 상승와이어로프31의 길이가 줄어들면서 케이싱파이프4가 상승작동된다.

그리고 이와 동시에 중앙 승강휠차27와 하부 가이드휠차25,25',26간의 간격이 좁아지면서 이들간에 연결된 하강와이어로프30의 길이가 줄어들게 되어 하부 아이들 휠차21와 케이싱파이프4 작동부4a의 롤러32와 연결된 하강와이어로프30간의 길이가 연장되면서 케이싱파이프4의 상승작동이 이루어지는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 유압 등의 구동시린더6와 수개의 휠차를 이용한 비교적 간단한 구조로서 연약지반개량을 위한 드레인재 시공기를 제공함으로서 짧은 거리의 구동력으로 드레인재의 매설을 위한 케이싱파이프4의 운동(승강)거리를 길게 구동할 수 있게 되어 적은 에너지소모로 작업이 가능하여 작업효율성이 증대되며, 드레인재3의 매설을 위한 케이싱파이프4의 타설(승강)작업을 능율적이고 경제적으로 달성할 수 있는 것이며, 안정된 작업성 제공과 함께 소음공해 방지 등에도 일조할 수 있게 되는 것으로서 본 발명은 상기 언급한 바 외에도 연약지반개량을 위한 드레인재3의 타설작업에 있어서 작업효율성 향상 등의 여러 잇점과 효과를 기대할 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. 크레인1에 리더2가 설치되고 리더2상에는 드레인재3가 내입되어 구동장치5의구동으로 타설되는 케이싱파이프4가 설치됨으로서 케이싱파이프4와 함께 드레인재3를 연약지반에 타설하여 매입할 수 있게 한 드레인재 시공기에 있어서,

   상기 구동장치5는, 상기 리더2 내측 상하부에 고정된 고정축12,12',13,13'상에 각각 개별로 자유회전가능하게 축결합된 수개의 가이드휠차 7,7',8,8',9,9',10,10'와, 상기 상하부 가이드휠차7,7',8,8',9,9',10,10' 사이에 설치되고 하부 구동시린더6의 피스톤로드6a와 연결되어 승강작동하는 승강휠차 11,11'와, 상기 승강휠차11,11'를 승강가이드하는 가이드봉18과, 일단이 텐션수단 19으로 구동장치5의 하측으로 고정설치되어 상하부 일측 하강부 가이드휠차 7,8,9,10와 하강부 승강휠차11에 연결되고 타단이 리더2 하부 아이들 휠차21를 경유하여 케이싱파이프4의 작동부4a 하측에 고정연결되는 하강 와이어로프16와, 일단이 텐션수단19으로 구동장치5의 상측에 고정설치되어 상하부 일측 상승부 가이드휠차7',8',9'10'와 상승부 승강휠차11'에 연결되고 타단이 리더2 상부 아이들 휠차20를 경유하여 케이싱파이프4의 작동부4a 상측에 고정연결되는 상승와이어로프17를 포함하는 것을 특징으로 하는 드레인재 시공기.
2. 크레인1에 리더2가 설치되고 리더2상에는 드레인재3가 내입되어 구동장치5의구동으로 타설되는 케이싱파이프4가 설치됨으로서 케이싱파이프4와 함께 드레인재3를 연약지반에 타설하여 매입할 수 있게 한 드레인재 시공기에 있어서,

   상기 구동장치5는, 상기 리더2 내측 상부에 고정설치된 고정축22상에 개별로자유회전가능하게 축결합한 수개의 가이드휠차23와, 상기 상부 가이드휠차23 하측에 설치되고 하부 구동시린더6의 피스톤로드6a와 연결되어 승강작동되며 일부 상승부 승강휠차27'가 상승와이어로프31로서 상부 가이드휠차23와 연결되고, 다른 일부 하강부 승강휠차27는 리더2 내측 하부에 고정설치된 하측 가이드휠차25,25',26와 하강와이어로프30로서 연결되는 승강휠차27,27'와,

   일단이 텐션수단19으로 구동장치5의 하측에 고정설치되어 중앙 하강부 승강휠차27와 하부 가이드휠차25,25'에 연결되고 타단이 리더2 하부 아이들 휠차21를 경유하여 케이싱파이프4의 작동부4a 하측의 롤러32를 경유하여 텐션수단19으로 리더2 하부에 고정연결되는 하강 와이어로프30와, 일단이 텐션수단19으로 구동장치5의 상측으로 고정설치되어 중앙 상승부 승강휠차27'와 상부 가이드휠차23에 연결되고 타단이 리더2 상부 아이들 휠차20를 경유하여 케이싱파이프4의 작동부4a 상측에고정연결되는 상승와이어로프31를 포함하는 것을 특징으로 하는 드레인재 시공기.