KR100773227B1 - 해상 또는 수상에서 강관의 항타 및 현장타설말뚝의 시공을위한 강관 클램핑 장치 - Google Patents

해상 또는 수상에서 강관의 항타 및 현장타설말뚝의 시공을위한 강관 클램핑 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 해상 또는 수상에서 강관의 항타 및 현장타설말뚝의 시공을 위한 강관 클램핑 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 바지선의 전면에 설치되고 세로 방향으로 소정 길이를 가지는 수직골조체와, 이동부와 클램핑부로 이루어지고 상기 수직골조체의 전면 상부 및 하부에 각각 설치되는 클램프로 구성되어, 강관의 항타 및 현장타설말뚝을 시공할 때 강관의 고정 및 위치이동이 자유롭도록 한 장치를 제공한다.

Description

해상 또는 수상에서 강관의 항타 및 현장타설말뚝의 시공을 위한 강관 클램핑 장치{Casing clamping apparatus for piling of casing and construction of inserting inconcrete pile on the sea or on the river}
도 1 내지 도 1e는 종래 지그재킷(jig jacket)을 이용하여 강관항타 및 현장타설말뚝을 시공하는 순서를 나타낸 시공순서도.
도 2는 종래 지그재킷의 평면도 및 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 강관 클램핑 장치의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 강관 클램핑 장치의 평면도.
도 5 내지 도 5e는 본 발명에 따른 강관 클램핑 장치의 사용상태를 나타낸 설명도.
도 6 내지 도 6e는 본 발명에 따른 강관 클램핑 장치를 이용하여 강관항타 및 현장타설말뚝을 시공하는 순서를 나타낸 시공순서도.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
1. 강관 클램핑 장치 10. 수직골조체
11. 지지구 20. 이동부
21. 고정블럭 22. 축삽입관
22a. 브래킷(bracket) 23. 가이드축
24. 클램핑부 고정구 24a. 힌지축
25. 제1유압실린더 25a. 플런저
30. 클램핑부 31. 고정클램프부
32. 이동클램프부 32a. 고정바 삽입홈
33. 제2유압실린더 33a. 플런저
34. 제3유압실린더 34a. 플런저
35. 고정바 35a. 힌지축
36. 제4유압실린더 37. 가이드롤
40. 클램프 100. 바지선
110. 크레인 120. 암반굴착기
130. 철근망 140. 몰탈(mortar)
150. 원주형 고결체 160. 푸팅(footing)
200. 바지선 210. 핀파일
220. 지그재킷 221. 강관 삽입구
222. 프레임 C. 강관
G. 해저지반
본 발명은 해상 또는 수상에서 강관의 항타 및 현장타설말뚝의 시공을 위한 강관 클램핑 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 바지선의 전면에 설치되고 세로 방향으로 소정 길이를 가지는 수직골조체와, 이동부와 클램핑부로 이루어지고 상기 수직골조체의 전면 상부 및 하부에 각각 설치되는 클램프로 구성되어, 강관의 항타 및 현장타설말뚝을 시공할 때 강관의 고정 및 위치이동이 자유롭도록 한 강관 클램핑 장치에 관한 것이다.
일반적으로 현장타설말뚝은 암반 또는 사석층으로 이루어진 지반에 교량기초, 대형건물 기초, 고가도로 기초를 조성하기 위하여 시공되며, 이때 강관과 암반굴착기(Reverse Circulation Drill Machine)가 이용된다.
여기서, 상기 암반굴착기는 드릴로드(drill rod) 끝 부분에 특수합금으로 된 롤러비트(roller bit)가 형성되어 있어 이 롤러비트의 360°회전으로 암반 또는 사석을 파쇄하고 이에 의해 생성된 굴착토는 드릴로드 파이프를 통해 배출되어 토사운반선에 수집되도록 구성되어 있다.
해상에서 교량기초를 조성하기 위한 시공방법을 도 1 내지 도 1e에 의거하여 일 실시예로 설명하면 다음과 같다.
크레인(110)이 설치된 바지선(200)을 위치고정하는 단계;
해저지반(G)에 다수의 핀파일(210)을 항타하고, 그 핀파일(210)에 지그재킷(220)을 거치하는 단계;
상기 지그재킷(220)의 강관 삽입구(221)로 강관(C)을 삽입하고, 상기 강관(C)이 해저지반(G)과 수직이 되도록 소정깊이로 항타하는 단계;
상기 강관(C)의 상부에 암반굴착기(120)를 장착하고, 그 암반굴착기(120)를 통해 해저지반(G)을 굴착하는 단계;
상기 강관(C)의 내부로 철근망(130)을 삽입하고 몰탈(140)을 주입 및 양생하여 원주형 고결체(150)를 형성하는 단계;
상기 핀파일(210) 및 지그재킷(220)을 해체하고 상기 원주형 고결체(150)의 상부에 푸팅(footing)(160)을 형성하는 단계
로 이루어진다.
여기에서, 상기 지그재킷(220)은 도 2에서 보는 바와 같이, 강관 삽입구(221)가 다수 형성되도록 격자형태로 프레임(222)을 연결하여 이루어진 골조체로서, 그 각 모서리부는 핀 파일(210) 상부에 거치되어 상기 골조체가 해상에 위치될 수 있게 된다.
그러나, 상기 지그재킷은 일정한 사이즈로 용착 조립되기 때문에 일단 제작이 완료되면 강관 삽입구의 크기 변경이 불가능하다. 따라서, 각 공사현장마다 달리 적용되는 강관의 구경에 따라 지그재킷을 새로 제작해야하므로 이로 인해 공기지연과 자재낭비라는 근본적인 문제점이 발생하였다.
또한, 상기 지그재킷의 강관 삽입구는 격자 형태이므로 원형 단면의 강관을 견고하게 고정시키지 못하게 된다. 이로 인해 강관에 암반굴착기를 장착하여 굴착을 시행할 때 강관이 회전되거나 진동이 발생하는 문제가 있었다.
게다가, 상기 지그재킷을 해상 또는 지상에 거치하기 위해서는 반드시 그 지그재킷을 거치하기 위한 핀파일을 우선적으로 지반에 설치하여야 하고, 또한 지그재킷의 위치를 변경하기 위해서는 지반의 또 다른 위치에 핀파일을 새로 설치하여야 할 뿐 아니라, 차후에 말뚝이 완성되면 기존에 설치된 핀파일을 일일이 인발하여야하므로, 이와 같은 작업을 수행하는데 과다한 시간과 인력이 소요되고 있어 이에 대한 대책이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 강관의 항타 및 현장타설말뚝의 시공시 종래와 같이 핀파일과 지그재킷을 이용하지 않고도, 강관의 구경에 상관없이 견고하게 강관을 고정할 수 있고, 그 강관을 고정하기 위한 장치의 전후좌우 이동이 자유롭도록 하여 작업효율을 더욱 향상시킬 수 있는 강관 클램핑 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적은, 바지선의 전면에 설치되고 세로 방향으로 소정 길이를 가지는 수직골조체와, 이동부와 클램핑부로 이루어지고 상기 수직골조체의 전면 상부 및 하부에 각각 설치되는 클램프로 구성되는 해상 또는 수상에서 강관의 항타 및 현장 타설말뚝의 시공을 위한 강관 클램핑 장치에 의해 달성된다.
이하에서 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명상의 강관 클램핑 장치(1)는 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이,
세로 방향으로 소정 길이를 가지는 수직골조체(10)가 형성되고, 상기 수직골조체(10)의 후면에는 바지선(100)의 상면에 결합 고정되는 지지구(11)가 형성된다.
이와 같이 상기 지지구(11)가 바지선(100)의 상면에 결합 고정됨으로써 상기 수직 골조체(10)가 바지선(100)의 전면에 위치 고정되게 된다.
상기 수직골조체(10)의 전면 상ㆍ하부에는 이동부(20)와 클램핑부(30)로 이루어진 클램프(40)가 장착된다.
상기 클램프(40)의 이동부(20)는 상기 수직골조체(10)의 전면에 고정부착되는 고정블럭(21)과, 상기 고정블럭(21)의 중앙부에 힌지형태로 결합된 축삽입관(22)과, 상기 축삽입관(22)에 삽입 설치되는 가이드축(23)과, 상기 가이드축(23)의 돌출부 끝단에 형성된 클램핑부 고정구(24)로 이루어진다.
상기 축삽입관(22)의 양쪽면에는 브래킷(22a)이 각각 형성되고, 그 브래킷(22a)에는 제1유압실린더(25)가 힌지형태로 각각 설치되며, 상기 제1유압실린더(25)의 플런저(25a)는 상기 고정블럭(21)의 양 끝단에 각각 힌지결합된다.
이와 같은 구성에 의해서, 상기 축삽입관(22)의 양쪽에 장착된 제1유압실린더(25) 중 일측의 제1유압실린더(25)는 플런저(25a)가 돌출되도록 작동시키고, 반 대로 타측의 제1유압실린더(25)는 플런저(25a)가 인입되도록 작동시킴으로써 상기 고정블럭(21)에 힌지결합된 상기 축삽입관(22)이 그 힌지축(21a)을 중심으로 좌ㆍ우 원호 이동이 가능하게 된다.
또한, 상기 축삽입관(22)에 삽입 설치된 가이드축(23)의 돌출 및 인입 동작을 통해서 상기 가이드축(23)의 돌출부 끝단에 형성된 상기 클램핑부 고정구(24)의 전후 이동이 가능해짐으로써 결국 상기 클램핑부 고정구(24)에 설치되는 클램핑부(30)의 전후 이동이 가능하게 된다.
다음으로, 상기 클램프(40)의 클램핑부(30)에 대해 설명한다.
상기 클램핑부(30)는 고정클램프부(31)와 이동클램프부(32)로 나뉘어진다.
상기 고정클램프부(31)는 반원호 형태로 형성되고, 그 중앙부는 상기 클램핑부 고정구(24)의 중앙부에 힌지형태로 결합된다.
상기 클램핑부 고정구(24)의 양쪽에는 각각 제2유압실린더(33)가 장착되며, 상기 제2유압실린더(33)의 플런저(33a)는 상기 고정클램프부(31)의 후면에 각각 힌지결합된다.
이와 같은 구성에 의해서, 상기 클램핑부 고정구(24)의 양쪽에 장착된 제2유압실린더(33) 중 일측의 제2유압실린더(33)는 플런저(33a)가 돌출되도록 작동시키고, 반대로 타측의 제2유압실린더(33)는 플런저(33a)가 인입되도록 작동시킴으로써 상기 클램핑부 고정구(24)에 힌지결합된 상기 고정클램프부(31)가 그 힌지축(24a)을 중심으로 좌ㆍ우 원호 이동이 가능하게 된다.
상기 고정클램프부(31)의 양 끝단에는 이동클램프부(32)가 힌지형태로 각각 결합된다. 또한, 상기 고정클램프부(31)의 양 끝단부 외측면에는 제3유압실린더(34)가 힌지형태로 각각 장착되고, 상기 제3유압실린더(34)의 플런저(34a)는 이동클램프부(32)의 외측면에 힌지형태로 각각 결합된다.
상기와 같이 고정클램프부(31)의 양쪽에 힌지 결합된 이동클램프부(32) 중 일측 이동클램프부(32)의 끝단에는 고정바(35)가 힌지결합되고, 상기 고정바(35)는 제4유압실린더(36)에 의해 그 힌지축(35a)을 중심으로 원호이동이 가능하도록 구성되며, 타측 이동클램프부(32)의 끝단에는 상기 고정바(35)가 삽입될 수 있도록 고정바 삽입홈(32a)이 형성된다.
상기 고정클램프부(31) 및 이동클램프부(32)의 내측면에는 각각 가이드롤(37)이 다수 장착되어, 강관(C)을 항타 또는 인발할 때 강관(C)의 클램핑 상태에서도 상방 또는 하방으로 강관(C)의 이동이 자유로워진다.
이상과 같이 구성된 본 발명에 따른 강관 클램핑 장치(1)의 사용상태를 도 5 내지 도 5e에 의거하여 설명한다.
상기 수직골조체(10)의 전면 상ㆍ하부에 각각 설치된 클램프(40)의 이동부(20)에는 제1유압실린더(25) 및 제2유입실린더(33)가 장착되어 있어, 이 제1유압실린더(25) 및 제2유입실린더(33)에 의해 클램핑부(30)의 전후 이동 및 좌우 이동이 가능하게 된다.
또한, 상기 클램핑부(30)에 장착된 제3유압실린더(34)와 제4유압실린더(36) 를 통해 강관(C)의 견고한 클램핑이 가능할 뿐 아니라 상기 클램핑부(30)의 고정클램프부(31) 및 이동클램프부(32)의 내측면에 장착된 가이드롤(37)에 의해서 강관(C)의 클램핑 상태에서도 강관(C)을 상방 또는 하방으로 자유롭게 이동시킬 수 있어 강관(C)의 항타 및 인발작업이 용이하다.
이와 같이 본 발명상의 강관 클램핑 장치(1)는 전후좌우 이동이 자유롭도록 구성되어 있어 상기 수직골조체(10)의 상부에 장착된 클램프(40)와 하부에 장착된 클램프(40) 간의 수직도를 자유롭게 조절할 수 있다.
즉, 상기 수직골조체(10)의 상부에 장착된 클램프(40)를 좌측으로 이동시키고, 상기 수직골조체(10)의 하부에 장착된 클램프(40)는 우측으로 이동시키면, 상기 상부 및 하부의 클램프(40)가 서로 비스듬하게 위치되어, 결국 그 클램프(40)에 고정되는 강관(C)이 경사지게 위치된다.
또한, 상기 수직골조체(10)의 상부에 장착된 클램프(40)를 앞쪽으로 이동시키고, 상기 수직골조체(10)의 하부에 장착된 클램프(40)를 뒤쪽으로 이동시키면, 상기 상부 및 하부의 클램프(40)가 서로 비스듬하게 위치되어, 결국 그 클램프(40)에 고정되는 강관(C)이 경사지게 위치된다.
따라서, 이와 같은 동작을 통하여 지반의 형태에 따라 자유롭게 강관(C)의 기울기를 조절할 수 있다.
다음으로, 일례로서 본 발명에 따른 강관 클램핑 장치(1)를 이용한 해상 또 는 수상에서 강관(C)의 항타 및 현장타설말뚝의 시공방법을 도 6 내지 도 6e에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
크레인(110)이 설치된 바지선(100)을 위치고정하고, 그 바지선(100)의 전면에 강관 클램핑 장치(1)를 설치하는 단계;
상기 강관 클램핑 장치(1)의 클램프로 강관(C)을 고정하고 항타를 실시하는 단계;
상기 강관(C)의 상부에 암반굴착기(120)를 장착하고, 그 암반굴착기(120)를 통해 해저지반(G)을 굴착하는 단계;
상기 강관(C)의 내부로 철근망(130)을 삽입하고 몰탈(140)을 주입 및 양생하여 원주형 고결체(150)를 형성하는 단계;
상기 원주형 고결체(150)의 상부에 푸팅(footing)(160)을 형성하는 단계;로 이루어진다.
이상과 같은 본 발명에 의해서, 강관의 항타 및 현장타설말뚝의 시공시 종래와 같이 핀파일과 지그재킷을 이용하지 않고도, 강관의 구경에 상관없이 견고하게 강관을 고정할 수 있고, 그 강관을 고정하기 위한 클램프의 전후좌우 이동이 자유로워 작업효율을 더욱 향상시킬 수 있어 공기 단축 및 공수 절감의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 수직골조체의 상부와 하부에 장착된 클램프를 통해 강관의 기울 기를 자유롭게 조절할 수 있어 지반의 형태에 따라 다양한 공법 적용이 가능하다.

Claims (4)

  1. 세로 방향으로 소정 길이를 가지는 수직골조체(10)가 형성되고, 상기 수직골조체(10)의 후면에는 바지선(100)의 상면에 결합 고정되는 지지구(11)가 형성되며, 상기 수직골조체(10)의 전면 상부 및 하부에는 이동부(20)와 클램핑부(30)로 이루어진 클램프(40)가 각각 장착되어 구성되며,
    상기 클램프(40)의 이동부(20)는 상기 수직골조체(10)의 전면에 고정부착되는 고정블럭(21)과, 상기 고정블럭(21)의 중앙부에 힌지형태로 결합된 축삽입관(22)과, 상기 축삽입관(22)에 삽입 설치되는 가이드축(23)과, 상기 가이드축(23)의 돌출부 끝단에 형성된 클램핑부 고정구(24)로 이루어지고, 상기 클램프(40)의 클램핑부(30)는 고정클램프부(31)와 이동클램프부(32)로 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 해상 또는 수상에서 강관의 항타 및 현장타설말뚝의 시공을 위한 강관 클램핑 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 축삽입관(22)는 그 양쪽면에 브래킷(22a)을 각각 형성하고, 이 브래킷(22a)에는 제1유압실린더(25)가 힌지형태로 각각 설치되며, 상기 제1유압실린더(25)의 플런저(25a)는 상기 고정블럭(21)의 양 끝단에 각각 힌지결합되고, 상기 클램핑부 고정구(24)의 양쪽에는 각각 제2유압실린더(33)가 장착되어서 구성되는 것을 것을 특징으로 하는 해상 또는 수상에서 강관의 항타 및 현장타설말뚝의 시공을 위한 강관 클램핑 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 고정클램프부(31)는 반원호 형태로 형성되며, 그 중앙부는 상기 클램핑부 고정구(24)의 중앙부에 힌지형태로 결합되고, 클램핑부 고정구(24)의 양쪽에 장착된 제2유압실린더(33)의 플런저(33a)는 상기 고정클램프부(31)의 후면에 각각 힌지결합되며, 상기 고정클램프부(31)의 양 끝단에는 이동클램프부(32)가 힌지형태로 각각 결합되고, 상기 고정클램프부(31)의 양 끝단부 외측면에는 제3유압실린더(34)가 힌지형태로 각각 장착되며, 상기 제3유압실린더(34)의 플런저(34a)는 상기 이동클램프부(32)의 외측면에 힌지형태로 각각 결합되어서 구성되는 것을 특징으로 하는 해상 또는 수상에서 강관의 항타 및 현장타설말뚝의 시공을 위한 강관 클램핑 장치.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 이동클램프부(32) 중 일측에 장착된 이동클램프부(32)는 그 끝단에 고정바(35)가 힌지결합되고, 상기 고정바(35)는 제4유압실린더(36)에 의해 그 힌지축(35a)을 중심으로 원호 이동이 가능하도록 구성되며, 타측에 장착된 이동클램프부(32)는 그 끝단에 고정바 삽입홈(32a)이 형성되고, 상기 고정클램프부(31) 및 이동클램프부(32)의 내측면에는 각각 가이드롤(37)이 다수 장착되어서 구성되는 것을 특징으로 하는 해상 또는 수상에서 강관의 항타 및 현장타설말뚝의 시공을 위한 강관 클램핑 장치.
KR1020060045139A 2006-05-19 2006-05-19 해상 또는 수상에서 강관의 항타 및 현장타설말뚝의 시공을위한 강관 클램핑 장치 KR100773227B1 (ko)

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