KR100716132B1 - 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치에 관한 것으로서, 기중기(200)에 의해 상하로 이동하며, 회전력을 제공하는 싱글 오거(110)와, 싱글 오거(110)에 연결되고, 선단에 굴삭을 위한 비트부(121)가 마련되며, 싱글 오거(110)의 구동에 의해 지반에 파일공을 굴삭하는 천공 로드(120)와, 기중기(200)에 의해 상하로 이동하도록 설치되며, 상하 진동을 발생시키는 항타수단(130)과, 항타수단(130)에 결합되며, 파일(1)이나 케이싱이 항타수단(130)의 진동에 의해 천공 로드(120)에 의해 굴삭되는 파일공에 굴삭과 동시에 삽입되기 위해 파일(1)이나 케이싱을 천공 로드(120) 주위에 위치하도록 클램핑하는 파일 클램프(140)를 포함한다. 따라서, 파일이나 케이싱을 삽입하기 위한 파일공의 천공작업과 파일이나 케이싱을 파일공에 삽입하는 항타작업을 동시에 실시할 수 있도록 함으로써 파일이나 케이싱의 시공에 소요되는 시간과 비용을 절감하고, 파일이 시트타입 , U자타입 , 박스타입이더라도 별도의 가이드 프레임이 필요하지 않음으로써 작업이 간단해지며, 적은 항타력으로도 파일이나 케이싱의 삽입이 가능하여 항타로 인한 소음을 줄일 수 있고, 파일이나 케이싱을 회전시키지 않고 그대로 삽입할 수 있음으로써 주위 지반을 교란시키지 않으며, 수직도 등 시공의 품질을 뛰어나도록 하는 효과를 가지고 있다.

Description

천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치{PILE CONSTRUCTION APPARATUS CAPABLE OF DRILLING AND PILING AT A TIME}

도 1은 본 발명에 따른 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치를 도시한 측면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치를 도시한 정면도이고,

도 3은 본 발명에 따른 천공 로드에 에어 해머가 장착된 모습을 도시한 부분단면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 파일 클램프를 도시한 정면도이고,

도 5는 본 발명에 따른 파일 클램프가 U자타입의 파일을 클램핑한 모습을 도시한 평단면도이고,

도 6은 본 발명에 따른 파일 클램프가 박스타입의 파일을 클램핑한 모습을 도시한 평단면도이고,

도 7a 내지 도 7e는 본 발명에 따른 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치에 의한 파일 시공 과정을 순차적으로 도시한 도면이고,

도 8은 본 발명에 따른 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치를 사용하여 U자타입의 파일 시공순서를 설명하기 위한 평면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

110 : 싱글 오거 111 : 오거 하우징

112 : 회전체 120 : 천공 로드

121 : 비트부 122 : 가이드스크류

123 : 에어 해머 130 : 항타수단

131 : 본체 132 : 바이브로 해머

140 : 파일 클램프 141 : 클램프 하우징

142 : 클램프 143 : 실린더

146 : 가압팁 147 : 회전연결부

200 : 기중기 210 : 리이더

본 발명은 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파일을 삽입하기 위한 파일공의 천공작업과 파일을 파일공에 삽입하는 항타작업을 동시에 실시할 수 있도록 함으로써 파일 시공에 소요되는 시간을 절감시킴과 아울러 시공 품질이 우수한 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치에 관한 것이다.

일반적으로, 철근 콘크리트 구조물이나 그 밖의 건축물 등을 축조할 경우에 축조되는 지반의 기초를 견고하게 하기 위하여 지반에 PHC, 강관파일이나 H형 빔을 박아서 매설하는 방법으로 기초공사를 실시하고 있으며, 이러한 파일 등의 시공은 구조물 및 건축물 등을 축조하는데 있어서 매우 중요하다.

기초공사에서 파일을 시공하는 방법으로 타설시공법과 굴삭시공법 등이 사용되고 있다.

타설시공법은 기중기에 수직으로 설치한 리이더의 상부에 설치된 권양로우프를 이용하여 중량체의 해머를 상승시켰다가 낙하시켜서 파일을 타설하거나 컴프레셔의 압축공기를 이용하여 해머를 상승시켰다가 하강시키면서 파일을 타설하여 지반에 삽입 설치하는 공법인데, 이러한 시공법들은 해머로서 파일 상단을 타설시 타격음과 진동이 크게 발생하는 문제점으로 인해 그 사용에 제약이 많이 따른다.

굴삭시공법은 오거(Auger) 머신에 장착된 스크류 로드를 회전시켜서 지반을 굴삭하여 파일공을 형성시킨 후 스크류 로드를 역회전시켜서 굴삭된 파일공에서 빼낸 다음 파일공에 파일을 삽입시키는 방법인데, 이러한 시공법은 굴삭된 파일공에서 스크류 로드를 빼낼 때 파일공 주변의 흙이 붕괴되면서 파일공을 메우게 될 뿐만 아니라 파일공의 천공과 파일의 항타 작업이 별개로 진행됨으로써 공기를 증가시키는 문제점을 가지고 있었다.

이와 같은 굴삭시공법의 문제점을 해결하기 위하여 중공의 케이싱로드를 이용하여 파일공을 굴삭한 다음 케이싱로드의 중공부를 통해 파일을 삽입하는 케이싱 처리 공법이 근래에 사용되고 있다.

이러한 케이싱 처리 공법중 싱글오거와 케이싱을 이용한 버림슈 공법은 케이싱 하단이 버림슈로 폐쇄되어 있어서 파일공 천공시 케이싱 하부의 단면적이 넓어 저항이 심하고 천공토의 배토에 지장을 주어 천공의 속도가 느리며, 이로 인해 제한된 지반 구조에만 시공이 가능하다는 단점을 가지고 있으며, 싱글오거와 케이싱을 이용한 개폐식 공법은 케이싱 하부의 슈가 개폐식이어서 재사용이 가능함에 따라 하단의 슈를 사장시켜야 하는 버림슈 공법에 의해 공비를 절감하는 효과를 가지나, 천공깊이나 적용되는 지반구조에 한계가 존재하는 단점을 가지고 있으며, 이들 케이싱 처리 공법들 역시 파일공의 천공과 파일의 항타 작업이 각각 별개로 진행됨으로써 파일 시공에 소요되는 시간이 길어질 뿐만 아니라 이로 인해 공비가 증가하는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 파일이나 케이싱을 삽입하기 위한 파일공의 천공작업과 파일이나 케이싱을 파일공에 삽입하는 항타작업을 동시에 실시할 수 있도록 함으로써 파일이나 케이싱의 시공에 소요되는 시간과 비용을 절감하고, 파일이 시트파일, U자타입, 박스타입의 파일이더라도 별도의 가이드 프레임이 필요하지 않음으로써 작업이 간단해지며, 적은 항타력으로도 파일이나 케이싱의 삽입이 가능하여 항타로 인한 소음을 줄일 수 있고, 파일이나 케이싱을 회전시키지 않고 그대로 삽입할 수 있음으로써 주위 지반을 교란시키지 않으며, 수직도 등 시공의 품질을 뛰어나도록 하는 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 기중기에 설치되는 파일이나 케이싱의 시공장치에 있어서, 기중기에 의해 상하로 이동하며, 회전력을 제공하는 싱글 오거와, 싱글 오거에 연결되고, 선단에 굴삭을 위한 비트부가 마련되며, 싱글 오거의 구동에 의해 지반에 파일공을 굴삭하는 천공 로드와, 기중기에 의해 상하로 이동하도록 설치되며, 파일이나 케이싱에 항타력을 공급하도록 상하 진동을 발생시키는 항타수단과, 항타수단에 결합되며, 파일이나 케이싱이 항타수단의 진동에 의해 천공 로드에 의해 굴삭되는 파일공에 굴삭과 동시에 삽입되기 위해 파일이나 케이싱을 천공 로드 주위에 위치하도록 클램핑하는 파일 클램프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치를 도시한 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치를 도시한 정면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치(100)는 지반에 파일이나 케이싱을 삽입 설치하는 장치로서, 기중기(200)에 의해 상하로 이동하도록 설치되는 싱글 오거(110)와, 싱글 오거(110)에 수직되게 연결되는 천공 로드(120)와, 기중기(200)에 의해 상하로 이동하도록 싱글 오거(110)에 인접하여 설치되는 항타수단(130)과, 항타수단(130)에 결합되는 파일 클램프(140)를 포함한다.

한편, 본 실시예에서 케이싱은 중공 파일(1)과 그 구조가 동일하므로 본 실시예서는 중공 파일(1)을 예로 들어 설명하기로 하겠다.

싱글 오거(110)는 기중기(200)에 수직되게 설치되는 리이더(210)에 오거 하우징(111) 일측이 상하로 슬라이딩 가능하게 결합되고, 기중기(200)의 권양로우프(220)에 오거 하우징(111) 상부의 로우프 연결부(113)가 연결됨으로써 권양로우프(220)의 감기와 풀기에 의해 리이더(210)에 의해 가이드되어 수직방향으로 왕복 이동한다. 싱글 오거(110)는 파일공 굴삭을 위한 회전력을 제공하도록 내측에 모터와 모터의 회전력을 감속시키기 위한 감속기가 내장되며, 하단에 모터의 회전력이 감속기를 통해서 전달되는 회전체(112)가 회전 가능하게 설치되고, 회전체(112)에 천공 로드(120)가 수직되게 연결된다.

천공 로드(120)는 상단이 싱글 오거(110)의 회전체(112)에 플랜지 결합되고, 하단에 굴삭을 위해 고강도 재질로 형성되는 비트부(121)가 마련되며, 싱글 오거(110)의 구동에 의해 지반에 파일공을 천공하기 위해 회전시 굴삭되는 굴삭토를 지상으로 배출시키는 가이드스크류(122)가 외주면에 길이방향을 따라 나선 형태로 형성된다.

비트부(121)는 파일 클램프(140)에 의해 고정됨으로써 천공 로드(120) 주위에 위치하는 파일(1)이 삽입될 수 있는 파일공을 천공하기에 알맞은 직경을 가지되, 천공을 마친 후 지중에 파일(1)을 그대로 남겨두고서 파일(1)로부터 빠져 나올 수 있을 정도의 직경을 가진다.

천공 로드(120)는 다른 실시예로서, 도 3에서 도시된 바와 같이, 압축공기에 의해 구동하는 피스톤의 타격에 의해 굴삭하는 곳에 위치하는 암석을 분쇄하는 에어 해머(123)가 비트부(121)와 교체되어 선단에 설치될 수 있다.

항타수단(130)은 기중기(200)의 리이더(210)에 상하로 슬라이딩 가능하게 결합되어 싱글 오거(110)에 인접하여 설치되며, 파일(1) 항타를 위한 상하 진동을 발생시키며, 상부가 기중기(200)의 권양로우프(230)에 연결됨으로써 권양로우프(230)의 감기와 풀기에 의해 리이더(210)에 의해 가이드되어 수직방향으로 왕복 이동한다.

또한, 항타수단(130)은 진동이 싱글 오거(110)로 전달되지 않도록 함과 아울러 싱글 오거(110)와 독립적으로 이동할 수 있도록 기중기(200)에 각각 별개의 권양로우프(220,230)로 연결됨이 바람직하며, 시공상 필요에 따라 항타수단(130)과 싱글 오거(110)를 동시에 움직이는 것이 편리할 경우를 위하여 항타수단(130)은 싱글 오거(110)에 완충부재를 매개로 서로 결합되도록 구성될 수도 있다.

항타수단(130)은 파일 클램프(140)가 결합되는 본체(131)에 복수의 바이브로 해머(132)를 설치함으로써 파일(1)에 강한 항타력을 균등하게 공급할 수 있다.

항타수단(130)의 본체(131)는 일측이 기중기(200)의 리이더(210)에 상하로 슬라이딩 가능하도록 결합됨과 아울러 상부의 로우프연결부(135)가 기중기(200)의 권양로우프(230)에 연결되고, 중심에 천공 로드(120)가 수직으로 관통하여 위치하도록 로드통과홀(133)이 형성되며, 로드통과홀(133) 양측에 천공 로드(120)를 사이에 두고 한 쌍의 바이브로 해머(132) 각각이 장착되는 해머장착공간(134)이 형성되고, 천공 로드(120)의 가이드스크루(122)에 의해 상측으로 이송되는 굴삭토를 배출하도록 일측에 배출구(136)가 마련된다.

바이브로 해머(132)는 전동 모터 진동 해머(electric motor vibrator hammer) 또는 유압식 진동 해머(hydraulic vibrator hammer)가 사용되며, 전자의 경우 파일의 구경이 크거나 길이가 긴 경우 큰 힘을 필요로 할 때 유리하며, 후자의 경우 파일의 길이가 비교적 짧으며, 미세한 작업, 그 밖에 저소음, 저진동을 요구할 때 유리하다.

파일 클램프(140)는 파일(1)이 항타수단(130)의 진동에 의해 천공 로드(120)에 의해 굴삭되는 파일공에 굴삭과 동시에 삽입되기 위해 파일(1)을 천공 로드(120) 주위에 수직되게 위치하도록 클램핑한다.

파일 클램프(140)는 도 4에 도시된 바와 같이, 항타수단(130)의 본체(131) 하측에 결합되는 클램프 하우징(141)과, 클램프 하우징(141)에 힌지 결합되는 하나 이상의 클램프(142)와, 클램프(142) 각각을 회전시키는 하나 이상의 실린더(143)를 포함한다.

클램프 하우징(141)은 천공 로드(120)가 관통하도록 관통홀(144)이 형성되고, 관통홀(144)이 항타수단(130)의 본체(131)에 형성되는 로드통과홀(133)이 수직으로 연결되도록 본체(131) 하측에 다수의 볼트와 너트로 결합되며, 하부 외측에 파일(1)상단이 위치하여 클램핑되도록 고정부(145)가 마련된다.

클램프(142)는 본 실시예에서 “ㄱ”자 형상을 가지고 두 개로 이루어져서 클램프 하우징(141)의 외주면 양측에 상하로 회전 가능하도록 각각 힌지 결합되며, 하측으로 회전함으로써 그 끝단이 클램프 하우징(141)의 고정부(145)와 함께 파일(1) 상단을 클램핑한다. 또한, 클램프(142)는 파일(1)을 클램핑시 파일(1)을 가압하는 끝단에 파일(1)과 접촉되는 가압팁(146)을 힌지 결합시킴으로써 가압팁(146) 이 클램프(142)로부터 상하 회전이 가능하도록 하여 파일(1)을 클램핑시 파일(1)과의 밀착 면적이 최대가 되도록 한다.

가압팁(146)은 파일(1)을 가압하는 면이 클램핑하고자 하는 파일(1)의 외주면 형상에 상응하는 형상을 가지는데, 예컨대 파일(1)이 원형의 중공관인 경우 아크 형상으로 형성된다.

실린더(143)는 클램프(142)의 상단과 클램프 하우징(141) 외측면에 양단이 각각 힌지 결합됨으로써 압축행정과 팽창행정에 의해 클램프(142)를 상하 양방향으로 회전시킴으로써 가압팁(146)이 파일(1)을 클램프 하우징(141)의 고정부(145) 외측면에 클램핑하거나 클램핑을 해제하도록 한다.

한편, 클램프 하우징(141)의 고정부(145)는 다양한 단면 형상 및 크기를 가질 수 있으며, 필요에 따라 클램프 하우징(141)으로부터 교체가 가능한 구조를 가질 수 있는데, 클램핑하고자 하는 파일이 중공형 파일(1)인 경우 고정부(145)는 중공형 파일(1)내로 삽입될 수 있는 외경을 가지는 링 형상의 단면을 가지는 것이 클램핑에 유리하다.

또한, 도 5에서 도시된 바와 같이, 클램핑하고자 하는 파일이 U자타입의 파일(2)인 경우 고정부(145)가 그 단면이 링 형상을 가지더라도 U자타입의 파일(2)의 내측면에 위치할 수 있는 외경을 가지게 되면 U자타입의 파일(2)이라도 클램핑이 가능한데, 보다 안정적으로 U자타입의 파일(2)을 클램핑하기 위해서 클램프 하우징(141)의 고정부(145)가 내측에 끼워지는 중공관(9)을 매개로 하여 U자타입의 파일(2)을 클램핑할 수도 있다. 이 때, U자타입의 파일(2)을 지지하는 가압팁(149)은 U 자타입의 파일(2)면과 같은 평면의 접촉면을 가짐이 바람직하다. 따라서, U자타입의 파일(2)의 내측면에 위치할 수 있는 외경을 가지는 중공관(9)을 클램프 하우징(141)의 고정부(145)에 끼운 다음 중공관(9) 외주면에 시트 파일(2) 내측면이 접하도록 위치시키고 나서, 실린더(143)를 구동시킴으로써 클램프(142)를 하방으로 회전시켜서 일측의 가압팁(149)과 고정부(145)사이에 시트 파일(2)과 중공관(9)이 함께 고정되도록 하며, 타측의 가압팁(146)과 고정부(145)사이에 중공관(9)이 고정되도록 한다.

그리고, 도 6에서 도시된 바와 같이, 클램핑하고자 하는 파일이 박스타입의 파일(3)인 경우 박스타입의 파일(3)을 스크류 로드(120)를 통해 삽입하여 클램프 하우징(141)의 고정부(145)에 끼운 다음 실린더(143)를 구동시켜서 가압팁(149)에 의해 박스타입의 파일(3) 상단이 고정부(145)에 고정되도록 한다.

클램프 하우징(141)은 클램프(142)에 의해 클램핑된 파일이, 특히 시트파일이나 U자타입 또는 박스타입의 파일(2,3)인 경우 설치하고자 하는 방향으로 회전할 수 있도록 항타수단(130)으로부터 길이방향을 중심축으로 하여 회전할 수 있게 하기 위하여 상부에 회전 가능하게 결합될 수 있도록 하는 회전연결부(147)가 마련된다.

클램프 하우징(141)은 회전연결부(147)가 마련되기 위하여 외주면을 따라 결합돌기(147a)가 형성되는 상부몸체(141a)와, 결합돌기(147a)가 위치하는 결합홈(147b)이 내주면을 따라 형성됨과 아울러 클램프(142)와 실린더(143)가 설치되는 하부몸체(141b)로 분할되고, 하부몸체(141b)의 결합홈(147b)에 상부몸체(141a)의 결합돌기(147a)가 놓여진 상태에서 상부몸체(141a)가 끼워지는 중공의 커버(148)가 하부몸체(141b) 상단에 볼트로 고정됨으로써 하부몸체(141b)는 상부몸체(141a)로부터 회전할 수 있게 된다.

이와 같은 구조를 가지는 본 발명에 따른 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치(100)의 작용은 다음과 같다. 또한, 케이싱은 중공 파일(1)과 그 형상이 동일하므로 중공 파일(1)을 예로 들어 설명하기로 하겠다.

도 7a에서 도시된 바와 같이, 기중기(200)를 시공하자 하는 지점으로 이동시킨 다음 권양로우프(220,230)의 감기 및 풀기를 통해서 시공하고자 하는 파일(1) 내측에 천공 로드(120)가 위치하도록 한 다음 파일(1) 상단을 클램프 하우징(141)의 고정부(145)에 끼우고 나서 실린더(143)를 작동하여 클램프(142)를 하측으로 회전시킴으로써 가압팁(146)이 파일(1) 상단을 고정부(145)에 밀착시켜서 클램핑하도록 한다.

파일(1)의 클램핑이 완료되면 천공 로드(120)의 끝단이 파일 근입 지점에 위치하도록 한 다음 도 7b에서 도시된 바와 같이, 권양로우프(220)를 풀어서 싱글 오거(110)를 리이더(210)를 따라 하강시키면서 싱글 오거(110)의 구동에 의해 천공 로드(120)를 회전시켜서 파일공을 굴삭한다. 이 때, 항타수단(130)을 지지하는 권양로우프(230)를 함께 풀어서 항타수단(130) 역시 리이더(210)를 따라 하강시킴과 아울러 바이브로 해머(132)를 구동시킴으로써 천공 로드(120)에 의해 굴삭되는 파일공으로 파일(1)이 삽입되도록 한다.

이와 같이 파일공 천공작업과 파일 항타작업을 동시에 실시함으로써 도 7c에 서 도시된 바와 같이, 파일(1)이 원하는 위치까지 삽입되면, 도 7d에 도시된 바와 같이, 실린더(143)를 작동시켜서 클램프(142)를 상방향으로 회전시켜서 가압팁(146)이 파일(1)의 상단으로부터 이격되도록 한 다음 권양로우프(220,230)를 권취하여 싱글 오거(110), 천공로드(120), 그리고 항타수단(130)을 상승시킴으로써 도 7e에 도시된 바와 같이 파일 시공을 마치게 된다. 또한, 상기한 시공단계를 하나의 공정으로 하여 그 밖에 다양한 파일이나 케이싱 공법에 사용될 수 있다.

한편, 파일공을 천공시 지층이 전석층 풍화, 연암 등의 암반층일 경우에는 천공 로드(120)의 비트부(121)만으로는 굴삭이 어렵기 때문에 비트부(121)를 에어 해머(123)와 교체하여 굴삭함으로써 압축공기를 이용하여 피스톤의 타격에 의해 암반층을 분쇄하는 에어 해머(123)에 의해 굴삭이 가능하도록 한다.

그리고, 바이브로 해머(132) 역시 파일(1)의 규격이나 지반의 성질에 따라 전동 모터 진동 해머(electric motor vibrator hammer) 또는 유압식 진동 해머(hydraulic vibrator hammer)를 사용할 수 있음은 이미 언급한 바와 같으며, 바이브로 해머(132)를 전동 모터 진동 해머를 사용하여 시트 파일(2)을 시공시 EVA(Electric motor Vibrator Auger) 공법에 적용될 수 있으며, 그 밖에 SDA(Separate Doughnut Auger), DRA(Double Rotator Auger), PRD(Prelocation Rotary Drilling), CIP(Cast in concrete pile), 샌드 파일(sand pile) 공법 등에 사용될 수 있다. 또한, 바이브로 해머(132)를 유압식 진동 해머를 사용하여 CIP(Cast in concrete pile) 공법, 그 밖에 소음 진동으로 인한 민원발생지역에 적용될 수 있다. 한편, 해머의 타격력만으로 파일을 삽입하는 종래 공법에 비해 천공 로드(120)의 굴삭 진행에 따라 형성되는 파일공에 파일(1)을 삽입하게 되므로 적은 항타력만으로도 파일(1) 삽입이 가능하여 소음을 줄일 수 있다.

특히, 기존 공법, 예컨대 SDA 및 PRD 공법은 내측의 오거 스크류를 정회전시키고, 외측의 케이싱 스크류를 역회전시켜서 천공하였으나, 이와는 달리 본 발명의 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치(100)는 싱글 오거(110)의 구동에 의해 천공 로드(120)로 천공하면서 중공형 파일(1), U자타입의 파일(2), 박스타입의 파일(3), 시트파일 또는 케이싱을 회전시키지 않고서 바이브로 해머(132)로 근입시킴으로써 파일이나 케이싱의 시공에 소요되는 시간을 단축시킴과 아울러 주위의 지반을 교란하지 않음으로써 기초에 미치는 악영향을 최소화하게 되며, 종래의 케이싱 스크류의 하단에 고가의 소모성 링 비트(ring bit)를 부착해야 하는 불편함과 비용 증가를 방지한다. 특히 U자타입의 파일(2), 박스타입의 파일(3), 시트파일의 시공은 파일 클램프(140)에 의해 클램핑됨으로써 별도의 가이드 프레임이 필요없으며, 수직도 등과 같은 시공 품질이 뛰어나며, 작업시 안정성이 좋다.

또한, 도 8에서 도시된 바와 같이, U자타입의 파일(2)도 지점 I, II, III, IV 순으로 서로 접하여 연속적으로 지중에 용이하게 설치할 수 있게 되고, CIP(Cast in concrete pile) 공법에서도 다수의 케이싱을 서로 접한 상태로 연속적으로 천공 삽입하여 시공할 수 있을 뿐만 아니라 케이싱을 회전시킬 필요가 없기 때문에 종래의 케이싱을 회전시킴과 아울러 하나씩 건너 띄어서 케이싱을 천공 삽입한 다음 천공된 케이싱사이의 빈공간마다 케이싱을 천공하는 격공방식에 비해 케이싱간의 틈세를 최소화함과 아울러 케이싱의 수직도가 뛰어나서 시공의 정확성은 물론 품질을 향상시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치는 파일을 삽입하기 위한 파일공의 천공작업과 파일을 파일공에 삽입하는 항타작업을 동시에 실시할 수 있도록 함으로써 파일 시공에 소요되는 시간과 비용을 절감하고, 파일이 시트 파일인 경우라도 별도의 가이드 프레임이 필요하지 않음으로써 작업이 간단해지며, 적은 항타력으로도 파일 삽입이 가능하여 항타로 인한 소음을 줄일 수 있고, 파일을 회전시키지 않고 그대로 삽입할 수 있음으로써 주위 지반을 교란시키지 않으며, 수직도 등 시공의 품질을 뛰어나도록 하는 효과를 가지고 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (6)

1. 기중기에 설치되는 파일이나 케이싱의 시공장치에 있어서,

   상기 기중기에 의해 상하로 이동하며, 회전력을 제공하는 싱글 오거와,

   상기 싱글 오거에 연결되고, 선단에 굴삭을 위한 비트부가 마련되며, 상기 싱글 오거의 구동에 의해 지반에 파일공을 굴삭하는 천공 로드와,

   상기 기중기에 의해 상하로 이동하도록 설치되며, 상기 파일이나 케이싱에 항타력을 공급하도록 상하 진동을 발생시키는 항타수단과,

   상기 항타수단에 결합되며, 상기 파일이나 케이싱이 상기 항타수단의 진동에 의해 상기 천공 로드에 의해 굴삭되는 파일공에 굴삭과 동시에 삽입되기 위해 상기 파일이나 케이싱을 상기 천공 로드 주위에 위치하도록 클램핑하는 파일 클램프

   를 포함하는 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 천공 로드는,

   선단에 압축공기에 의해 구동하는 피스톤의 타격에 의해 암석을 분쇄하는 에어 해머가 설치되는 것

   을 특징으로 하는 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 항타수단은,

   상기 천공 로드가 수직으로 관통하며, 하측에 상기 파일 클램프가 결합되는 본체와,

   상기 본체의 양측에 상기 천공 로드를 사이에 두고 각각 설치되는 한 쌍의 바이브로 해머

   를 포함하는 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 파일 클램프는,

   상기 항타수단의 하측에 결합되며, 상기 천공 로드가 관통하는 클램프 하우징과,

   상기 클램프 하우징에 힌지 결합되며, 회전하여 상기 파일이나 케이싱 상단을 상기 클램프 하우징 외측면에 가압하여 클램핑하는 적어도 하나 이상의 클램프와,

   상기 클램프와 상기 클램프 하우징에 양단이 각각 힌지 결합됨으로써 상기 클램프를 양방향으로 회전시킴으로써 상기 파일이나 케이싱을 상기 클램프 하우징의 외측면에 클램핑하거나 클램핑을 해제하도록 하는 적어도 하나 이상의 실린더

   를 포함하는 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 클램프는,

   클램핑시 상기 파일이나 케이싱과 접촉되는 가압팁이 힌지 결합되는 것

   을 특징으로 하는 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 클램프 하우징은,

   상기 클램프에 의해 클램핑된 상기 파일이나 케이싱이 길이방향을 중심축으로 하여 상기 항타수단으로부터 회전할 수 있도록 회전연결부가 마련되는 것

   을 특징으로 하는 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치.

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