KR100652827B1

KR100652827B1 - 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치

Info

Publication number: KR100652827B1
Application number: KR1020050130949A
Authority: KR
Inventors: 안선희
Original assignee: (주) 대호바콘텍
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2006-12-01

Abstract

본 발명은 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치에 관한 것으로, 지반 기초 공사를 위해 지중에 박히는 콘크리트 말뚝과 상기 콘크리트 말뚝의 상단부에 결합되는 헤드커버 및 확대기초와의 결속력을 증대하기 위하여 상기 콘크리트 말뚝 내주면에 홈을 용이하게 성형할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

개시된 본 발명에 따른 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치는, 축방향을 따라 내부에 구멍(1a)을 가지며 지중에 상단 일부분이 노출되도록 박힌 상태에서 그 상단부에 헤드커버가 콘크리트 타설로 결합되는 콘크리트 말뚝(1) 상단부에 분리 가능하게 장착되는 고정수단과; 그리고, 상기 고정수단을 통해 상기 콘크리트 말뚝 내주면에 홈(1b)을 성형하는 홈성형수단(200)을 포함하여 구성된다. 상기 홈성형수단은, 상기 고정수단을 통해 상기 콘크리트 말뚝 내부에 수용되는 하나 이상의 절식 팁(300), 상기 절삭 팁을 구동시켜 상기 절삭 팁에 의해 상기 콘크리트 말뚝 내주면에 원주방향을 따라 홈이 성형되도록 하는 구동수단(공전수단, 자전수단 및 이동수단)을 포함하여 구성된다.

기초, 지반, 콘크리트 말뚝, 헤드커버, 홈, 성형, 절삭 팁

Description

확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치{PROMINENCE MACHINE OF CONCRETE PILE FOR USING FOOTING FOUNDATION STRUCTURE}

도 1은 종래 기술에 의한 콘크리트 말뚝용 헤드커버의 사시도.

도 2는 종래 기술에 의한 콘크리트 말뚝용 헤드커버의 설치 상태를 보인 종단면도.

도 3은 본 출원인에 의해 출원된 콘크리트 말뚝용 헤드커버 및 그를 이용한 확대기초구조물의 시공방법에 적용된 홈을 보인 종단면도.

도 4는 종래 기술에 의한 콘크리트 말뚝 내주면에 고착된 슬러지에 의한 헤드커버의 설치 상태를 도시한 종단면도.

도 5는 본 발명에 따른 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치의 사시도.

도 6은 본 발명에 의한 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치가 콘크리트 말뚝에 장착된 상태의 종단면도.

도 7a와 도 7b는 각각 본 발명에 의한 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치에 적용된 스페이서의 사용 예를 보인 도면.

도 8은 본 발명에 따른 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치에 적 용된 이동수단의 구동원을 보인 예시도.

도 9와 도 10은 본 발명에 의한 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치의 작용 상태를 보인 평면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1 : 콘크리트 말뚝, 1b : 구멍

100 : 베이스 플레이트, 200 : 홈성형수단

300 : 절삭 팁, 310 : 절삭팁 고정구

320 : 스페이서, 400 : 공전수단

420 : 공전안내플레이트, 423 : 직선형 이동유도홀

500 : 자전수단, 520 : 자전안내축

600 : 이동수단, 610 : 이동안내축

620 : 이동안내플레이트, 630 : 핸들

640 : 액츄에이터,

본 발명은 토목 및 건축구조물을 시공하기 위한 기초 공사 시 지반에 박히는 콘크리트 말뚝과 상기 콘크리트 말뚝 상단부에 장착되는 헤드커버 및 확대기초의 결속력을 증대하기 위하여 상기 콘크리트 말뚝 내주면에 홈을 성형할 때, 현장에서 상기 콘크리트 말뚝 내주면의 필요한 곳에만 홈을 용이하게 성형할 수 있도록 한 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치에 관한 것이다.

일반적으로 교량 및 건축물의 시공시 지반이 무른 경우에 지반의 강도 증대를 위해 지반 다지기를 한다.

이러한 지반 다지기에는 보통 지정(잡석지정, 모래지정, 긴 주춧돌지정 등)과 말뚝지정(나무말뚝지정, 기성 콘크리트지정, 콘크리트 말뚝, 강제 말뚝 등) 및 깊은 기초지정(우물식 기초지정, 잠수 기초지정 등)이 있다.

종래의 기초 말뚝은 그 시공방법을 대별해볼때 지면을 굴착한 후 그 속에 콘크리트를 타설하여 응고시키는 현장 콘크리트 말뚝 시공방법과 기성 콘크리트 말뚝을 땅속에 강제 투입시키는 타입식 공법과 말뚝 외면에 나선홈을 형성시키고 회전관입기와 결부시켜서 말뚝을 회전시켜 박는 회전관입공법이 사용되고 있다.

종래 기초 말뚝 시공 중 본 발명은 콘크리트 말뚝에 대한 것이므로 이하에서는 콘크리트 말뚝에 대해서만 설명한다.

종래 기초 말뚝 시공시 콘크리트 말뚝의 박아넣는 작업 시에 불균일 하게 박힌 상기 콘크리트 말뚝의 두부(지중에서 노출된 부분)를 균일한 치수로 절단한 상태에서 헤드커버를 상기 말뚝의 두부에 씌워 상기 콘크리트 말뚝의 두부를 보호한다.

종래로 부터 널리 사용되고 있는 콘크리트 말뚝용 헤드커버로서는 본 출원인이 2002년 12월 11일 특허출원한 한국 공개특허공보의 공개번호 10-2004-0051056호 (공개일자 ; 2004년 06월 18일)에 개시되어 있다.

도 1과 도 2에서 보이는 것처럼, 상기 한국 공개특허공보의 공개번호 10-2004-0051056호에 개시되어 있는 콘크리트 말뚝용 헤드커버(10)는 콘크리트 말뚝(1)의 선단부가 암반층(또는 자갈층)까지 닿도록 박아 넣은 후, 지면상에 노출된 그 상단부를 일정한 높이로 그라인더(또는 파일커팅머신이나 종래의 방법을)를 이용해 절단한 콘크리트 말뚝(1)의 상부 외주면을 감싸도록 결합되도록 둘레부에 마감부(11a)가 구비되며 중앙부에 콘크리트 말뚝(1)에 형성된 구멍(1a)과 대체로 같은 크기의 중앙 구멍(11b)이 형성된 원형의 캡(11)과, 캡(11)에 형성된 중앙 구멍(11b)의 내주면에 일정 간격을 두고 용접 고착되는 다수개의 제1강선(12)과, 제1강선(12)의 하부 끝에 원형 캡(11)의 상부면(11c)에 대해 일정거리를 두고 평행하게 용접되며, 콘크리트 말뚝(1)의 길이 방향을 따라 중앙에 형성된 구멍(1a)에 삽입되는 원형 금속판(13)과, 내진력을 증가시키도록 원형 금속판(13)의 중앙에 수직으로 상부를 향해 뻗도록 하부가 용접에 의해 고착되는 뭉쳐진 다수개의 제2강선(14)으로 구성되어 있다.

콘크리트 말뚝(1)의 길이 방향을 따라 중앙에 형성된 구멍(1a)에 삽입되는 헤드커버(10)의 원형 금속판(13)은 콘크리트 말뚝(1)과 헤드커버(10)를 고정하기 위해서 콘크리트 말뚝(1)의 구멍(1a)에 콘크리트를 부어 넣을 때 콘크리트가 콘크리트 말뚝(1)의 하부로 흘러내리지 않도록 차단판 역할을 하여 용이하게 콘크리트를 타설하므로서 콘크리트를 절약할 수 있고, 또한 원형 금속판(13)에 용접된 제1강선(12)의 하부와 함께 구멍(11b) 내에서 콘크리트에 의해 고화되므로 헤드커버 (10)가 콘크리트 말뚝(1)에 견고하게 고정할 수 있다.

제1 및 제2강선(12,14)은 콘크리트와의 결합력을 향상시키도록 외주면에 나선형상의 홈이 형성되고 인장력이 큰 PC강선을 사용하는 것이 바람직하지만 철근을 사용할 수도 있으며, 헤드커버(10)의 제1강선(12)들의 외측에 상하로 일정 간격을 두고 띠철근(15)으로 체결해도 된다.

그런데, 이와 같이 구성된 종래의 콘크리트 말뚝용 헤드커버(10)는 콘크리트 말뚝(1)에 형성된 구멍(1a)에 단순하게 삽입설치한 후에 콘크리트를 타설하여 콘크리트 기초 구조물을 시공하므로 큰 풍압 이나 지진 등 횡압 발생시에 콘크리트 말뚝용 헤드커버(10)와 콘크리트 말뚝(1)의 구멍(1a) 사이에 부착강도(앵커력이라고도 한다)가 약하여 횡압이 발생할 경우에 콘크리트 말뚝용 헤드커버(10)가 콘크리트 말뚝(1)의 구멍(1a)으로부터 인발되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 확대기초구조물에 대한 전단응력을 증대시킬 수 없다는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 확대기초구조물 하부 지면에 박아넣은 콘크리트 말뚝과 헤드 커버의 부착강도를 증대시키고, 인발응력을 증대시켜서 풍압 및 지진등 횡압에 견딜 수 있는 기술인 콘크리트 말뚝용 헤드커버 및 그를 이용한 확대기초구조물의 시공방법을 국내특허출원 제2005-102227호 출원한 바 있다.

선 출원된 콘크리트 말뚝용 헤드커버 및 그를 이용한 확대기초구조물의 시공방법에 의하면, 도 3에서와 같이, 콘크리트 말뚝(1) 내주면에 환형의 홈(1b)이 다단으로 형성된다. 홈(1b)은 콘크리트 말뚝(1)의 구멍(1b) 내에 끼워지는 원형 금속판(13)과 원형 캡(14) 사이의 콘크리트 말뚝(1)의 구멍(1a) 내주면에 환상으로 형 성된다.

이러한 홈(1b)에 의하면, 홈(1b) 내부에 콘크리트가 주입되어 경화됨으로써 콘크리트와 결합된 헤드커버(10)가 콘크리트 말뚝(1)에 견고하게 고정된다.

콘크리트 말뚝(1) 내주면에 홈(1b)을 성형하는 방법으로는 콘크리트 말뚝(1)의 제조시 내주면에 홈을 만드는 방법이 있을 수 있다.

그러나, 상술한 바와 같이, 홈(1b)은 헤드커버(10)의 원형 캡(11)과 금속판(13)의 사이에 대응되는 부분에만 형성되지만, 콘크리트 말뚝(1)의 상단 일부를 절단하는데 공사여건 등에 따라 콘크리트 말뚝(1)의 길이가 달라지므로 콘크리트 말뚝(1)의 제조시 홈(1b)을 성형하려면 콘크리트 말뚝(1)의 모든 내주면에 홈(1b)을 성형하여야 하는 불합리함이 있다.

이러한 단점을 감안할 때 홈(1b)의 성형시점은 콘크리트 말뚝(1)을 시공한 후 상단부를 절단한 이후에 이루어지는 것이 가장 바람직하다. 그러나, 현재 콘크리트 말뚝(1) 내주면에 홈(1b)을 가공하는 장비가 제안된 바가 없기 때문에 콘크리트 말뚝(1)에 홈(1b)을 성형하여야 하지만 홈(1b)을 성형하는 작업이 현실적으로 이루어지지 못하고 있다.

그리고, 도 4에서처럼, 콘크리트 말뚝(1)은 제조과정 중 콘크리트 말뚝(1) 내주면에 슬러지(S)가 고착되어 평평한 면을 이루지 못하고 있다. 따라서, 헤드커버(10)를 콘크리트 말뚝(1) 내부에 삽입할 때 금속판(13)이 슬러지(S)에 걸리게 되어 금속판(13)을 설정된 위치(L)까지 삽입하지 못하는 단점도 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 확대기초구조물 하부 지면에 박아 넣은 콘크리트 말뚝과 헤드커버의 부착강도를 증대시키기 위한 홈을 콘크리트 말뚝 내주면에 현장에서 용이하게 성형할 수 있도록 한 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 콘크리트 말뚝 내주면에 고착된 슬러지를 제거할 수 있도록 하려는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치는, 축방향을 따라 내부에 구멍을 가지며 지중에 상단 일부분이 노출되도록 박힌 상태에서 그 상단부에 헤드커버가 콘크리트 타설로 결합되는 콘크리트 말뚝 상단부에 분리 가능하게 장착되는 고정수단과; 그리고, 상기 고정수단을 통해 상기 콘크리트 말뚝 내주면에 홈을 성형하는 홈성형수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 홈성형수단은, 상기 고정수단을 통해 상기 콘크리트 말뚝 내부에 수용되는 하나 이상의 절삭 팁, 상기 절삭 팁을 구동시켜 상기 절삭 팁에 의해 상기 콘크리트 말뚝 내주면에 원주방향을 따라 홈이 성형되도록 하는 구동수단을 포함하여 구성된다.

상기 구동수단은 상기 절삭 팁을 상기 콘크리트 말뚝의 원주방향을 따라 공전시키는 공전수단, 상기 절삭 팁을 제자리 회전시키는 자전수단 및 상기 절삭 팁 을 원주를 가로지르는 방향으로 이동시키는 이동수단으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 5와 도 6에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치는, 지중에 박힌 말뚝(1)의 상단 노출부(지중의 외부로 돌출된 부분)에 분리 가능하게 결합되는 고정수단으로서 베이스 플레이트(100)와, 베이스 플레이트(100)에 의해 말뚝(1)에 분리 가능하게 결합되며 말뚝(1) 내주면에 하나 이상의 홈을 성형하는 홈성형수단(200)으로 구성된다.

베이스 플레이트(100)는 판상으로서 말뚝(1)의 노출부를 덮는 형태이며, 둘레부에는 하부를 향해 연장되어 말뚝(1)의 외주면을 감싸는 스커트(110)가 더 구비되고, 합성수지, 스틸 등을 재질로 한다. 즉, 베이스 플레이트(100)는 그 구조상 말뚝(1)의 노출부의 상면에 안착되면서 외주면을 감싸면서 말뚝(1)에 고정되는 것이다. 여기에, 베이스 플레이트(100)를 말뚝(1)에 견고하게 결합되도록 하나 이상의 조임구(120)가 더 포함될 수 있다. 조임구(120)는 예컨대 스커트(110)에 나사 체결되어 나사 체결에 의해 말뚝(1)측으로 이동하면서 스커트(110)를 말뚝(1)에 고정한다. 베이스 플레이트(100)는 홈성형수단(200)을 장착하기 위한 원형의 안착부 (130)가 개방 형성된다.

말뚝(1)은 그 외경이 일정하지 않으며, 베이스 플레이트(100)의 내경을 여유있게 형성하고 조임구(120)로 말뚝(1)을 조임으로써 말뚝(1)의 외경이 어느 정도 폭 내에서 달라지더라도 구조변경없이 사용 가능하며, 말뚝(1)의 외경이 큰 차이로 달라질 경우에는 말뚝(1)의 크기에 맞는 베이스 플레이트로 교체하여 사용한다.

홈성형수단(200)은 말뚝(1)의 내주면에 마찰되어 홈(1b)을 성형하는 절삭팁(300) 및 절삭팁(300)을 구동시키는 구동수단으로 이루어진다.

절삭팁(300)은 환형으로 이루어져 후술하는 자전안내축(520)의 도중에 축방향을 따라 결합된다. 절삭팁(300)은 말뚝(1)에 홈(1b)을 성형할 수 있는 모든 재질이 가능할 것이며, 예컨대, 다이아몬드, 금강석 등이 가능하다.

구동수단은 절삭팁(300)을 자전, 공전 및 이동시켜 말뚝(1) 내주면에 홈(1b)을 형성하는 것으로, 공전수단(400), 자전수단(500), 이동수단(500)으로 이루어질 수 있다.

공전수단(400)은 공전모터(410)(절삭 팁(300)을 공전(말뚝(1)의 원주방향을 따라 회전)시키는 모터를 말함), 베이스 플레이트(110)의 안착부(130)에 안착되는 공전안내플레이트(420), 공전모터(410)와 공전안내플레이트(420)의 사이에 개재되어 공전모터(410)의 구동력에 의해 공전안내플레이트(420)를 회전시키는 기어트레인(430)(하나 이상의 기어로 이루어짐)으로 구성된다.

공전안내플레이트(420)는 평면상에서 볼 때 원형이며 하부에는 베이스 플레이트(100)의 안착부(130)에 회전 가능하게 안착되는 원형의 돌출부(421)가 타구간 보다 작은 직경으로 형성되고, 상면에는 후술하는 이동안내플레이트(620)가 회전 가능하게 수용되는 수용홈(422)이 형성된다.

자전수단(500)은 자전모터(510)(절삭 팁(300)을 자전(제자리 회전)시키는 모터를 말함), 절삭 팁(300)이 고정되며 자전모터(510)에 연결되는 하나 이상의 자전안내축(520)으로 이루어진다.

자전안내축(520)은 다수개(도면에는 3개로 도시되었으나, 그 수량은 3개에 한정되지 않고 홈(1b)을 가공하려는 수량에 따라 달라짐)의 절삭 팁이 축방향을 따라 일정 간격(홈들간의 간격 또한 달라지므로 간격을 한정하지는 않음)을 두고 장착된 상태이며, 도 6기준 상단부가 자전모터(510)의 구동축(511)에 회전력을 전달받을 수 있도록 연결된다. 다수의 자전안내축(520)은 각각 자전모터(510)에 1:1로 연결될 수도 있거나 기어조합을 통하여 하나의 자전모터(510)만으로 연결될 수도 있다.

이때, 절삭 팁(300)을 자전안내축(520)에 직접 고정할 수 있지만, 이렇게 되면 유지보수가 비효율적(홈 가공은 절삭 팁(300)에 의해 이루어지는 것이기 때문에 절삭 팁(300)은 마모가 될 수 있지만, 자전안내축(520) 자체는 손상이 거의 없기 때문에 상대적으로 절삭 팁(300)은 수명이 자전안내축(520) 보다 짧다)이므로 절삭 팁(300)은 별도의 절삭팁 고정구(310)를 통해 자전안내축(520)에 고정된다.

절삭팁 고정구(310)는 자전안내축(520)의 외주부에 끼워지면서 그 외주부에는 절삭 팁(300)이 장착될 수 있는 링(ring) 형태로서 자전안내축(520)에 볼트 등으로 연결되고, 외주면의 도중에는 절삭 팁(300)이 상하로 유동하지 않도록 지지턱 (311)이 각각 형성된다. 지지턱(311)은 절삭팁 고정구(310)에 일체로 형성될 수도 있고 와셔 형태로서 절삭팁 고정구(310)에 끼워질 수도 있다. 이로써, 지지턱(311) 사이에는 팁안착부가 형성되는 것이다.

앞서 설명한 바와 같이, 홈(1b)이 말뚝(1)의 내주면에 다단으로 형성되는 경우 홈(1b)들간의 간격(d)이 말뚝(1)의 두께 등에 따라 따라 달라질 수 있으며, 절삭팁 고정구(310)는 절삭 팁(300)과 1:1 대응되어 스페이서(320)를 사이에 두고 자전안내축(520)에 결합된다. 스페이서(320)는 자전안내축(520)에 끼워질 수 있도록 링(ring) 형태이다. 즉, 도 7a와 도 7b에서처럼, 스페이서(320)의 수량을 달리함으로써 절삭 팁(300)들간의 간격(d1,d2)을 자유롭게 조절할 수 있는 것이다.

자전안내축(520)은 길이가 조절되지 않기 때문에 절삭 팁(300)의 수량이 도 6의 5개에서 3개로 감소되면 절삭 팁(300)이 자전안내축(520)에서 도면 기준 상하로 움직일 수 있으므로 이를 방지하기 위하여 자전안내축(520)의 최하단부에는 절삭 팁(300)들이 자전안내축(520) 상에서 상하로 움직이지 않도록 링(ring) 형상의 마감재(530)가 결합된다. 즉, 마감재(530)는 서로 다른 높이를 갖는 제품 중 용도에 맞도록 적당한 높이의 것이 사용되어 절삭 팁(300)들이 자전안내축(520)에서 움직이지 않도록 하는 것이다.

자전안내축(520)은 이동안내플레이트(620)의 이동유도홀(621)(하기의 이동수단의 설명시 구체적으로 설명)에 관통되어 절삭 팁(300)이 말뚝(1) 내부에 배치되도록 하고, 자전모터(510)와 자전안내축(520)은 홀더(540)를 통해 이동유도홀(621)에 이동 가능하게 삽입된다. 홀더(540)는 하부를 향해 개방된 원통 구조로서 상면 에 자전모터(510)가 탑재(구동축(511)이 하부를 향하도록 뒤집힌 상태로 탑재)되고, 자전안내축(520)은 하나 이상(도면에는 2개로 도시됨)의 베어링(550)을 통해 홀더(540) 내부에 회전 가능하게 지지된다. 도면에 도시되지는 않았지만 홀더(540)가 이탈되지 않도록 자전안내축(420)에는 홀더(540)를 지지하는 링타입의 키가 채용된다.

이동수단(600)은, 구동원, 상기 구동원에 의해 회전하는 이동안내축(610), 이동안내축(610)의 도중에 고정되며 자전안내축(520)이 관통되어 이동안내축(610)의 회전에 의해 자전안내축(520)을 원주를 가로지르는 방향으로 이동시키는 이동안내플레이트(620)을 포함한다.

이동안내축(610)은 공전안내플레이트(420)의 중심을 관통하여 공전안내플레이트(420)의 공전의 중심역할을 겸한다.

이동안내플레이트(620)의 회전에 의해 자전안내축(520)이 원주를 가로지르는 방향으로 이동할 수 있도록 공전안내플레이트(420)에는 원주를 가로지르는 방향을 따라 직선으로 형성된 직선형 이동유도홀(423)이 상하로 관통 형성되며, 공전안내플레이트(420) 위에 올려진 이동안내플레이트(620)에는 원주를 가로지르는 방향을 향해 곡선형으로 형성되어 직선형 이동유도홀(423)과 연통되는 곡선형 이동유도홀(621)이 형성된다. 즉, 자전안내축(520)용 홀더(540)는 곡선형 이동유도홀(621)과 직선형 이동유도홀(423)의 연통부에 삽입되어 이동안내플레이트(620)의 동작에 의해 원주를 가로지르는 방향으로 이동하게 된다.

자전안내축(520)의 하단부에도 이동안내플레이트(620)와 공전안내플레이트 (420)와 동일한 것이 상하 대칭으로 설치되어 안정적인 절삭공정을 유도할 수 있다.

이동안내플레이트(620)의 상기 구동원은 수동, 자동일 수 있다. 도 6에서와 같이, 수동의 경우에는 이동안내플레이트(620)에 고정된 이동안내축(610)에 핸들(630)을 형성하여 작업자가 핸들(630)을 돌림으로써 절삭 팁(300)이 원주를 가로지르는 방향으로 이동되도록 하고, 도 8에 도시된 바와 같이, 자동의 경우 이동안내축(610)에 기어(611)를 형성하고 구동력을 발생하는 액츄에이터(640)(솔레노이드, 유압실린더)에 의해 직선 왕복 이동하는 래크(641)을 기어(611)에 치합함으로써 액츄에이터(640)의 구동력에 의해 이동안내축(610)이 회전되도록 할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 말뚝 홈 가공장치의 작용은 다음과 같다.

1. 절삭 팁 결정.

먼저, 말뚝(1)에 가공할 홈(1b)의 수량과 홈(1b)간의 간격을 결정하여, 결정된 홈(1)의 수량과 간격에 맞는 절삭 팁(300)의 수량 및 스페이서(320)의 수량을 자전안내축(520)에 결합한다.

2. 홈 가공장치 장착.

절삭 팁(300)이 말뚝(1)에 간섭되지 않도록 절삭 팁(300)을 이동안내축(610) 방향으로 모으고, 자전안내축(520)을 말뚝(1)의 구멍(1a)에 삽입하면서 말뚝(1)의 노출부에 베이스 플레이트(100)를 끼워 결합한다(조임구(120)가 채용된 경우 조임구(120)를 조임).

3. 홈 가공(이동수단의 구동원이 수동인 예로 들어 설명)

자전모터(510), 공전모터(410)에 전원을 인가한다.

자전안내축(520)은 자전모터(510)로부터 회전력을 전달받아 회전하여 절삭 팁(300)을 자전시킨다.

공전안내플레이트(420)는 공전모터(410)로부터 회전력을 전달받아 이동안내축(610)을 중심으로 하여 회전함으로써 자전안내축(520)을 공전시키게 된다. 공전안내플레이트(420)는 이동안내축(610)에 고정되지 않아 공전안내플레이트(420)가 회전되어도 이동안내축(610)은 회전하지 않는다(도 9참조).

지금까지는 절삭 팁(300)이 자전 및 공전할 뿐 말뚝(1)에 접촉된 상태가 아니기 때문에 말뚝(1)에 홈(1b)이 형성되지는 않는다.

이 상태에서 작업자가 핸들(630)을 돌리면 이동안내플레이트(620)가 이동안내축(610)과 함께 회전되며, 이때, 이동안내플레이트(620)는 작업자에 의해 회전속도가 결정된다. 도 9의 상태에서 이동안내축(610)을 시계방향으로 회전시키면 이동안내플레이트(620)가 시계방향으로 회전하여 자전안내축(520)이 말뚝(1)의 내주면측으로 이동하게 된다. 구체적으로 설명하면, 자전안내축(520)은 이동안내플레이트(620)의 곡선형 유도홀(621)과 공전안내플레이트(420)의 직선형 이동유도홀(423)을 관통하여 곡선형 이동유도홀(621)과 직선형 이동유도홀(423)의 교차 지점을 따라 이동하게 되는데, 이동안내플레이트(620)의 회전속도를 공전안내플레이트(420)의 회전속도보다 빠르게 하면 직선형 이동유도홀(423)와 곡선형 이동유도홀(621) 간에 위치 변위차가 발생되어 자전안내축(520)이 도 10과 같이 직선형 이동홀(423)을 따라 말뚝(1)의 내주면측으로 이동하게 된다. 또는 공전안내플레이트(420)를 정지한 상태에서 이동안내플레이트(620)를 회전시켜 절삭 팁(300)을 콘크리트 말뚝(1)측으로 이동시켜 홈을 형성한 후 홈이 원하는 깊이로 형성되면 이동안내플레이트(620)를 현 위치(절삭 팁(300)에 의해 홈이 형성된 위치)로 위치시킨 상태에서 공전안내플레이트(420)를 회전시켜 콘크리트 말뚝(1)의 내주면에 전체적으로 홈을 형성할 수 있다.

지금까지는 이동수단(600)의 구동원이 수동인 예를 들어 설명하였으나, 상기 구동원이 자동인 경우에도 이동안내플레이트(620)의 회전속도를 공전안내플레이트(420)의 회전속도에 대해 빠르거나 느리게 조절함으로써 자전안내축(520)을 이동할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 절삭 팁(300)이 자전, 공전 및 말뚝(1)측으로 이동하면서 말뚝(1) 내주면을 깍아 홈(1b)을 가공한다.

홈(1b)의 깊이는 절삭 팁(300)이 원주방향으로 이동한 거리이므로 절삭 팁(300)의 이동거리를 감안하여 설정된 깊이의 홈(1b)을 성형할 수 있다.

홈(1b)의 성형이 완료되면 기기의 작동을 정지한 후, 베이스 플레이트(100)를 말뚝(1)에서 분리하여 보관하거나 다른 말뚝(1)에 장착하여 홈을 성형한다.

한편, 말뚝(1) 내주면의 홈(1b)과 대응되는 곳에 슬러지가 고착된 경우 절삭 팁(300)이 슬러지를 제거할 수 있고, 홈(1b)과 대응하지 않는 곳(홈(1b)과 홈(1b) 사이)에 슬러지가 고착되어도 절삭 팁(300)을 슬러지쪽으로 이동하여 고착된 슬러지를 제거할 수 있다.

이와 같은 방법으로 말뚝(1) 내주면에 홈(1b)을 성형한 후 미도시된 헤드커 버를 씌우고 콘크리트를 타설하며, 이러한 공정은 공지 기술과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치에 의하면, 콘크리트 말뚝을 지중에 박고 지중으로 돌출된 콘크리트 말뚝의 상단부를 절단한 후 헤드커버를 장착하기 이전에 콘크리트 말뚝의 내주면의 일정 장소(헤드커버의 캡과 금속판 사이에 대응되는 곳)에 홈을 성형할 수 있으므로 불필요하게 콘크리트 말뚝 내주면 전체에 홈을 성형할 필요가 없다.

그리고, 콘크리트 말뚝의 제조시 내주면에 고착된 슬러지가 제거되어 헤드커버를 설정된 깊이만큼 삽입할 수 있고, 따라서, 파일캡 시공시 콘크리트 말뚝의 제조과정에서 생성된 슬러지가 제거되어 파일캡을 설치할 때 시공성이 증대된다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims

축방향을 따라 내부에 구멍(1a)을 가지며 지중에 상단 일부분이 노출되도록 박힌 상태에서 그 상단부에 헤드커버가 콘크리트 타설로 결합되는 콘크리트 말뚝(1) 상단부에 분리 가능하게 장착되는 고정수단과;

상기 고정수단을 통해 상기 콘크리트 말뚝 내주면에 홈(1b)을 성형하는 홈성형수단(200)을 포함하는 것을 특징으로 하는 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치.
제 1 항에 있어서, 상기 홈성형수단은, 상기 고정수단을 통해 상기 콘크리트 말뚝 내부에 수용되는 하나 이상의 절삭 팁(300) 및 상기 절삭 팁을 구동시켜 상기 절삭 팁에 의해 상기 콘크리트 말뚝 내주면에 원주방향을 따라 홈이 성형되도록 하는 구동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치.
제 2 항에 있어서, 상기 구동수단은,

상기 절삭 팁을 상기 콘크리트 말뚝의 원주방향을 따라 공전시키는 공전수단(400), 상기 절삭 팁을 제자리 회전시키는 자전수단(500) 및 상기 절삭 팁을 원주를 가로지르는 방향으로 이동시키는 이동수단(600)으로 구성된 것을 특징으로 하는 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치.
제 3 항에 있어서, 상기 자전수단은,

구동원 및 상기 구동원에 연결되며 상기 콘크리트 말뚝 내부에 상하 길이방향으로 삽입되고 도중에 상기 절삭 팁이 하나 이상 결합되어 상기 구동원의 동력을 통해 상기 절삭 팁을 자전시키는 하나 이상의 자전 안내축(520)을 포함하는 것을 특징으로 하는 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치.
제 4 항에 있어서, 상기 절삭 팁은 링형태로 이루어져 상기 자전안내축의 도중에 일정 간격을 두고 다수개가 교체 가능하게 장착되어 상기 콘크리트 말뚝 내주면에 상기 홈을 다단으로 형성하는 것을 특징으로 하는 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치.
제 5 항에 있어서, 링형태로 이루어지고 상하부 외주면에 상기 절삭 팁이 수용되는 팁안착부가 형성되어 상기 절삭 팁을 상기 자전안내축에 장착하는 매개물인 절삭팁 고정구(310)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치.
제 6 항에 있어서, 상기 절삭팁 고정구들의 사이에 선택적으로 개재되어 상기 절삭 팁들간의 간격을 조절하는 링형의 스페이서(320)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치.
제 3 항에 있어서, 상기 공전수단은,

구동원 및 상기 구동원에 연결되며 상기 고정수단에 제자리 회전 가능하게 결합되고 상기 절삭 팁 자전수단의 자전안내축이 회전 가능하게 관통되어 상기 자전안내축을 공전시키는 공전안내플레이트(420)를 포함하는 것을 특징으로 하는 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치.
제 8 항에 있어서, 상기 이동수단은,

구동원, 상기 구동원에 의해 회전하는 이동안내축(610) 및 상기 이동안내축에 고정된 상태로 상기 공전안내플레이트와 동일 축선상에 배치되고 상기 자전안내축이 원주를 가로지르는 방향을 따라 이동 가능하도록 연결되어 상기 이동안내축의 회전력에 의해 회전하면서 상기 자전안내축을 상기 말뚝의 내주면측으로 이동시키는 이동안내플레이트(620)를 포함하는 것을 특징으로 하는 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치.
제 9 항에 있어서, 상기 공전안내플레이트에 원주를 가로지르는 방향을 따라 직선으로 형성되는 직선형 이동유도홀(423), 상기 이동안내플레이트에 원주를 가로지르는 방향을 따라 곡선형으로 형성되며 상기 직선형 이동유도홀과 연통되어 상기 자전안내축이 이동 가능하게 삽입되는 곡선형 이동유도홀(621)을 포함하며, 이에 의하여, 상기 이동안내플레이트의 회전시 상기 곡선형 이동유도홀과 직선형 이동유 도홀에 이동 가능하게 삽입된 상기 자전안내축이 상기 곡선형 이동유도홀에 의해 상기 직선형 이동유도홀을 따라 상기 말뚝의 내주면측으로 이동되도록 하는 것을 특징으로 하는 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치.
제 10 항에 있어서, 상기 구동원은 상기 이동안내축에 연결되어 작업자의 동작에 의해 상기 이동안내축을 회전시키는 수동핸들(630)인 것을 특징으로 하는 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치.
제 10 항에 있어서, 상기 구동원은 상기 이동안내축에 형성된 기어(611), 전원을 인가받아 구동하며 상기 기어에 치합된 래크(641)가 구비된 액츄에이터(640)를 포함하는 것을 특징으로 하는 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치.
제 10 항에 있어서, 상기 자전안내축의 하단부에는 상기 공전안내플레이트 및 이동안내플레이트와 동일한 구조의 것(420A,620A)이 상해 대칭으로 더 장착된 것을 특징으로 하는 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치.
제 13 항에 있어서, 상기 베이스 플레이트의 중앙에는 원형의 안착부(130)가 상하 연통되도록 형성되며, 상기 공전안내플레이트는 상기 안착부에 회전 가능하게 삽입되는 돌출부(421)와 상기 이동안내플레이트가 회전 가능하게 안착되는 수용홈(422)을 포함하는 것을 특징으로 하는 확대기초구조물용 콘크리트 말뚝의 홈 가공장치.