KR100890276B1 - 지반천공 및 보강장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지반천공 및 보강장치에 관한 것으로서, 특히 일단이 이동수단에 회동가능하게 연결되고 타단에 핀홀이 관통된 제 1고정부가 형성되며, 상기 제 1고정부의 하측에 핀홀을 갖는 제 2고정부가 형성된 붐대와; 상기 붐대에 로드단이 접속되고 실린더단이 이동수단에 설치되어 붐대를 회동시키는 붐대구동실린더와; 일정 곡률반경으로 만곡 형성되어 그 일단이 제 2고정부의 좌우측에 회동 가능하게 핀으로 고정되는 한 쌍의 회동부재와; 상기 회동부재의 타측에 핀으로 고정되는 제 1접속부와 상기 제 1접속부와 대향되는 타단에 핀홀을 갖는 제2접속부가 형성된 링크부재와; 상기 제 1고정부에 회동 가능하게 일측이 핀으로 고정되고 타측에 상기 링크부재의 제2접속부와 핀으로 고정되는 핀홀이 형성되는 장치설치부재와; 상기 회동부재와 링크부재의 연결핀에 로드단이 접속되고 실린더단이 상기 붐대에 회동 가능하게 결합되는 설치부재구동실린더와; 일단이 상기 장치설치부재상에 설치되는 천공수단구동실린더와; 상기 천공수단구동실린더의 타단에 연결되는 천공수단으로 구성되되, 상기 천공수단은 상기 장치설치부재의 타단에 연결되는 고정프레임과, 상기 고정프레임에 설치되는 승강수단과, 상기 승강수단에서 상하이동 가능하도록 설치되고 공기가 유입되는 공기주입호스가 설치된 구동장치와, 상기 구동장치의 하단에 설치되어 구동장치의 회전력에 의하여 회전하고 시멘트액이 유입되는 시멘트액 주입호스가 설치된 천공로드와, 상기 천공로드의 하단에 설치되고 상기 공기주입호스와 시멘트액 주입호스로부터 유입된 공기와 시멘트액이 배출되는 배출홀이 형성된 천공비트로 구성되어, 천공수단을 여러각도로 자유롭게 회동할 수 있고 천공과 동시에 천공부에 시멘트액을 주입하여 지반을 강화할 수 있는 효과가 있다.
천공, 그라우팅, 지반보강

Description

지반천공 및 보강장치{Device for ground drilling and enforcement}
본 발명은 지반천공 및 보강장치에 관한 것으로서, 특히 자유롭게 회전하면서 천공작업을 할 수 있도록 함과 아울러 지반의 천공과 동시에 공기와 시멘트액을 주입하여 천공작업과 지반보강작업을 동시에 수행할 수 있는 지반천공 및 보강장치에 관한 것이다.
일반적으로, 지반천공작업은 기초파일의 삽입 또는 지반보강 위한 그라우팅 작업 등을 시공하기 위해 지반천공장치로 지반에 천공홀을 뚫는 작업으로서, 여기서 그라우팅 작업은 연약지반의 안정화와 구축물의 기초 조성 등을 목적으로 시공되는 작업이다.
통상 시행되는 그라우팅 작업에 대해서 살펴보면, 먼저, 지반에 지반천공장치를 사용하여 천공홀을 뚫는 작업을 시행한 다음 천공홀에서 지반천공장치를 제거하고 이후 그라우팅장치를 천공홀에 삽입시키고 나서 시멘트액이나 지반경화제를 주입하는 그라우팅 작업이 시행된다.
상기와 같은 종래의 지반강화작업은 천공작업과 그라우팅 작업을 별개로 진행할 수 밖에 없다. 이러한 작업방식은 작업시간을 증가시켜 작업효율성을 저하시키고 공사비를 증가시키는 요인이 된다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 지반을 천공함과 동시에 천공된 지반에 시멘트액을 주입하여 지반의 천공과 지반보강을 동시에 할 수 있는 지반천공 및 보강장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 지반천공 및 보강장치는 일단이 이동수단에 회동가능하게 연결되고 타단에 핀홀이 관통된 제 1고정부가 형성되며, 상기 제 1고정부의 하측에 핀홀을 갖는 제 2고정부가 형성된 붐대와; 상기 붐대에 로드단이 접속되고 실린더단이 이동수단에 설치되어 붐대를 회동시키는 붐대구동실린더와; 일정 곡률반경으로 만곡 형성되어 그 일단이 제 2고정부의 좌우측에 회동 가능하게 핀으로 고정되는 한 쌍의 회동부재와; 상기 회동부재의 타측에 핀으로 고정되는 제 1접속부와 상기 제 1접속부와 대향되는 타단에 핀홀을 갖는 제2접속부가 형성된 링크부재와; 상기 제 1고정부에 회동 가능하게 일측이 핀으로 고정되고 타측에 상기 링크부재의 제2접속부와 핀으로 고정되는 핀홀이 형성되는 장치설치부재와; 상기 회동부재와 링크부재의 연결핀에 로드단이 접속되고 실린더단이 상기 붐대에 회동 가능하게 결합되는 설치부재구동실린더와; 일단이 상기 장치설치부재상에 설치되는 천공수단구동실린더와; 상기 천공수단구동실린더의 타단에 연결되는 천공수단으로 구성되되, 상기 천공수단은 상기 장치설치부재의 타단에 연결되는 고정프레임과, 상기 고정프레임에 설치되는 승강수단과, 상기 승강수단에서 상하이동 가능하도록 설치되고 공기가 유입되는 공기주입호스가 설치된 구동장치와, 상기 구동장치의 하단에 설치되어 구동장치의 회전력에 의하여 회전하고 시멘트액이 유입되는 시멘트액 주입호스가 설치된 천공로드와, 상기 천공로드의 하단에 설치되고 상기 공기주입호스와 시멘트액 주입호스로부터 유입된 공기와 시멘트액이 배출되는 배출홀이 형성된 천공비트로 구성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 지반천공 및 보강장치는 천공비트에서 천공과 동시에 시멘트액과 공기를 주입할 수 있으므로 작업시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 천공수단이 다양한 각도로 자유롭게 조정됨으로써 다양한 방향으로의 천공작업이 가능할 뿐만 아니라 천공작업을 신속하게 수행할 수 있는 이점이 있다.
이하, 본 발명에 의한 지반천공 및 보강장치의 실시 예를 첨부된 도면을 참 조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 지반천공 및 보강장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 지반천공 및 보강장치의 분해사시도이다.
또한, 도 3은 본 발명에 의한 지반천공 및 보강장치의 천공수단 요부를 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 지반천공 및 보강장치의 천공수단 단면도이다.
본 발명에 의한 지반천공 및 보강장치는 이동수단(100)에 설치되는 붐대(210)와, 상기 붐대(210)에 설치되는 붐대구동실린더(220)와, 상기 붐대(210)의 단부에 결합되는 회동부재(230)와, 상기 회동부재(230)와 연결되는 링크부재(240), 상기 붐대(210)의 단부에 설치되는 장치설치부재(250)와, 상기 붐대(210)에 설치되어 링크부재(240)측과 접속되는 설치부재구동실린더(260)와, 상기 장치설치부재(250)에 설치되는 천공수단구동실린더(270)와, 상기 천공수단구동실린더(270)에 연결되는 천공수단(280)로 구성된다.
상기 붐대(210)는 대략 원기둥 형상으로 형성된 일측이 이동수단(100)에 회동가능하게 결합되고 타측 단부에 핀홀이 관통된 제 1고정부(211)가 형성되며 상기 제 1고정부(211)의 저부에 핀홀을 갖는 제 2고정부(212)가 형성되는 한편, 원기둥 형상의 몸체상에 굴삭기본체와 접속되도록 " U "자 형상을 갖고 핀홀이 천공된 연결구(213)가 형성되고, 상기 연결구(213)와 접한 외주면 상측에 상기 설치부재구동실린더(260)의 실린더단(262)이 설치되도록 핀홀을 갖는 브라켓(214)이 돌출된다.
상기 붐대구동실린더(220)는 붐대(210)에 로드(221)단이 접속되고 실린더(222)단이 이동수단(100)측에 설치되어 붐대(210)를 승강시키는 구성으로서 복동 유압실린더로 구성된다.
상기 회동부재(230)는 일정한 곡률반경으로 만곡 형성되어 그 일단이 제 2고정부(212)에 회동 가능하게 핀으로 고정되는 것으로, 한 쌍으로 구성되어 상기 제 2고정부(212)의 좌우측에 각각 설치되며 그 형상은 대략 일정한 두께를 갖는 판형부재가 대략 갈고리 형상으로 형성되어 그 만곡 돌출부가 이동수단(100)측으로 위치되게 설치된다.
상기 링크부재(240)는 일정 두께를 갖는 몸체의 일측 단부에 핀홀이 형성된 제 1접속부(241)와, 이 제 1접속부(241)와 대향되는 타측 단부에 핀홀이 형성된 제 2접속부(242)가 구성된 것으로, 상기 제 1접속부(241)는 회동부재(230)의 타측과 핀으로 고정되고 상기 제 2접속부(242)는 장치설치부재(250)와 연결핀에 의해 접속된다.
상기 장치설치부재(250)는 붐대(210)의 제 1고정부(211)에 회동 가능하게 일측이 핀으로 고정되고 타측이 링크부재(240)의 제 2접속부(242)와 접속된다. 이러한 상기 장치설치부재(250)는 중앙의 몸체(251) 양측에 돌출부(252)가 형성되고, 상기 돌출부(252)의 하단에 상기 제 1고정부(211)와 핀으로 고정되는 핀홀(253)이 천공되며, 상기 돌출부(252)의 중앙부에 링크부재(240)와 핀으로 고정되는 핀홀(254)이 천공되는 한편 몸체(251)의 저면에 후술할 천공수단구동실린더(270)의 로드(271)단이 회동가능하게 결합되도록 핀홀을 갖는 한 쌍의 실린더연결부(256)가 형성되고, 일측 돌출부(252)의 외면상에 후술할 고정프레임(281)과 연결될 수 있도록 핀홀(257a)이 형성된 장치연결부(257)가 형성된다.
상기 설치부재구동실린더(260)는 상기 회동부재(230)와 링크부재(240)의 연 결핀에 로드(261)단이 접속되고 실린더(262)단이 붐대(210)의 브라켓(214)에 회동 가능하게 결합되는 것으로 복동유압실린더로 구성된다.
상기 천공수단구동실린더(270)는 복동유압실린더로 구성되어 고정프레임(281)상에 실린더(272)단이 접속되고 그 로드(271)단이 장치설치부재(250)의 실린더연결부(256)에 접속 구동되면서 천공수단(280)의 위치가 다시 한번 더 조정되도록 작동된다.
상기 천공수단(280)은 상기 장치설치부재(250)의 타단에 연결되는 고정프레임(281)과, 상기 고정프레임(281)에 설치되는 승강수단(282)과, 상기 승강수단(282)에서 상하이동 가능하도록 설치되고 공기가 유입되는 공기주입호스(283a)가 설치된 구동장치(283)와, 상기 구동장치(283)의 하단에 설치되어 구동장치(283)의 회전력에 의하여 회전하고 시멘트액이 유입되는 시멘트액 주입호스(284a)가 설치된 천공로드(284)와, 상기 천공로드(284)의 하단에 설치되고 상기 공기주입호스(283a)와 시멘트액 주입호스(284a)로부터 유입된 공기와 시멘트액이 배출되는 배출홀(285a)이 형성된 천공비트(285)로 구성된다.
그리고, 상기 고정프레임(281)은 상기 장치연결부(257)와 핀 결합되도록 핀홀을 갖는 제 1설치부(281-1)가 후방에 형성되고, 상기 천공수단구동실린더(270)의 실린더(272)단이 회동가능하게 핀으로 고정되도록 핀홀을 갖는 제 2설치부(281-2)가 하단에 형성된다.
상기 승강수단(282)은 하단에 상기 천공로드(284)가 관통되어 좌우로 흔들리는 것을 방지할 수 있도록 함과 아울러 천공작업시에 지면에 밀착되는 지압판(286) 이 설치된다.
상기 천공비트(285)는 다이아몬드커터를 부착시켜 천공작업을 용이하게 할 수 있도록 하고, 일측에 배출홀(285a)을 형성시켜 상기 공기주입호스(283a)로부터 공급된 공기와 상기 시멘트액 주입호스(284a)로부터 공급된 시멘트와 물이 혼합액인 시멘트액을 천공부위에 주입한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 지반천공 및 보강장치의 동작과정을 간단히 살펴보면 다음과 같다.
장치설치부재(250)상에 설치된 천공수단(280)을 상승시키고자 운전자가 붐대구동실린더(220)의 로드(221)가 전진되게 작동시키면 로드단이 결합된 붐대(210)는 시계방향으로 회동되고 이에 따라 붐대(210)의 단부에 결합된 천공수단(280) 또한 상승된다.
반대로 붐대구동실린더(220)의 로드(221)를 후진시키게 되면 붐대(210)가 로드에 의해 당겨져 반시계방향으로 회동되어 하강되므로 그 단부에 결합된 천공수단(280)이 하강되는 것이다.
상기와 같은 방법으로 붐대구동실린더(220)를 조작하여 천공수단(280)을 정해진 높이에 위치시킨 상태에서 천공수단(280)의 천공비트(285)가 위치되는 굴착지점을 상하방향(Y축)으로 조정하고자 할 경우에는 운전자가 설치부재구동실린더(260)를 작동시켜 로드가 전진 또는 후진되게 작동시키면서 그 굴착지점을 조정하게 된다.
예컨대, 상기 설치부재구동실린더(260)의 로드(261)가 전진되면 회동부재(230)가 제2고정부(212)를 힌지점으로 하여 반시계방향으로 회동됨과 동시에 연결핀을 매개로 링크부재(240)의 제1접속부(241)에 작용된 힘에 의해 링크부재(240)의 제2접속부(242)는 반시계방향으로 회전하려는 외력이 작용되면서 이에 접속된 장치설치부재(250)를 밀어내게 되고 이에 따라 장치설치부재(250)는 제1고정부(211)를 힌지점으로 반시계방향으로 회동되므로 이 장치설치부재(250)에 결합된 천공수단(280) 역시 반시계방향으로 회동하게 되고, 이와 같은 동작에 의해 정확한 굴착지점에 천공비트(285)가 위치되면 설치부재구동실린더(260)의 작동을 정지시키고 천공수단(280)의 구동장치(282)를 작동시켜 천공로드(284) 및 천공비트(285)를 회전시킨다.
반대로 굴착위치를 Y축을 따라 상방향으로 조정하고자 하는 경우에는 운전자가 설치부재구동실린더(260)를 작동시켜 로드(261)를 후진시키게 되면 회동부재(230)가 제2고정부(212)를 힌지점으로 하여 시계방향으로 당겨지는 동시에 링크부재(240)의 제 1접속부(241)에 작용된 힘에 의해 제2접속부(242)는 시계방향으로 회전하려는 외력이 작용되면서 이에 접속된 장치설치부재(250)가 당겨지게 되고 이에 따라 장치설치부재(250)는 제1고정부(211)를 힌지점으로 시계방향으로 회동되면서 이에 결합된 천공수단(280)이 회동되므로 천공비트(285)의 위치가 상승되게 된다.
한편, 상기와 같이 붐대구동실린더(220)에 의해 붐대(210)가 작동되어 그 단부에 결합된 천공수단(280)이 정해진 높이에 위치되고, 설치부재구동실린더(260)에 의해 장치설치부재(250)가 회동되면서 천공수단(280)의 천공비트(285) 위치가 상하방향으로 조정된 상태에서 상기 천공비트(285)의 위치를 좌우(X축 방향)측으로 조정하여야 하는 경우 또는 계속적인 굴착을 위해 굴착위치를 X축 방향으로 이동시켜야 하는 경우에는 운전자가 천공수단구동실린더(270)를 조작하여 로드(271)가 전진되면 이 로드(271)가 결합된 장치설치부재(250)와 고정프레임(281) 사이에 작용되는 팽창력에 의해 고정프레임(281)의 앞쪽을 외측으로 밀어내게 되어 제 1설치부(281-1)를 기준으로 고정프레임(281)이 회동되므로 이 고정프레임(281)에 결합된 천공수단(280) 또한 연동되어 그 위치가 이동되므로 천공비트(285)의 X축방향 위치가 조정된다.
반대로, 운전자가 천공수단구동실린더(270)를 조작하여 로드(271)가 후진되면 이 로드가 결합된 장치설치부재(250)와 고정프레임(281) 사이에 작용되는 인장력에 의해 고정프레임(281)의 앞쪽이 장치설치부재(250)측으로 당겨지게 되면서 제 1설치부(281-1)를 기준으로 회동되므로 이 고정프레임(281)에 결합된 천공수단(280) 또한 연동되어 그 위치가 당겨지므로 천공비트(285)의 X축방향 위치가 반대로 조정된다.
상기와 같은 과정을 거쳐 천공비트(285)의 위치가 조정되면 구동장치(283)를 작동시켜 천공로드(284)와 천공비트(285)를 회전시켜 지반을 천공하고, 이때 공기주입호스(283a)와 시멘트액 주입호스(284a)로부터 공기와 시멘트액을 천공부에 주입하여 천공과 동시에 지반을 강화할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 의한 지반천공 및 보강장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 지반천공 및 보강장치의 분해사시도.
도 3은 본 발명에 의한 지반천공 및 보강장치의 천공수단 요부를 보인 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 지반천공 및 보강장치의 천공수단 단면도.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
100: 이동수단 210: 붐대
220: 붐대구동실린더 230: 회동부재
240: 링크부재 250: 장치설치부재
260: 설치부재구동실린더 270: 천공수단구동실린더
280: 천공수단

Claims (2)

  1. 일단이 이동수단(100)에 회동가능하게 연결되고, 타단에 핀홀이 관통된 제 1고정부(211)가 형성되며, 상기 제 1고정부(211)의 하측에 핀홀을 갖는 제 2고정부(212)가 형성된 붐대(210)와;
    상기 붐대(210)에 로드(221)단이 접속되고 실린더(222)단이 이동수단(100)에 설치되어 붐대(210)를 회동시키는 붐대구동실린더(220)와;
    일정 곡률반경으로 만곡 형성되어 그 일단이 제 2고정부(212)의 좌우측에 회동 가능하게 핀으로 고정되는 한 쌍의 회동부재(230)와;
    상기 회동부재(230)의 타측에 핀으로 고정되는 제 1접속부(241)와 상기 제 1접속부(241)와 대향되는 타단에 핀홀을 갖는 제2접속부(242)가 형성된 링크부재(240)와;
    상기 제 1고정부(211)에 회동 가능하게 일측이 핀으로 고정되고 타측에 상기 링크부재(240)의 제2접속부(242)와 핀으로 고정되는 핀홀이 형성되는 장치설치부재(250)와;
    상기 회동부재(230)와 링크부재(240)의 연결핀에 로드(261)단이 접속되고 실린더(262)단이 상기 붐대(210)에 회동 가능하게 결합되는 설치부재구동실린더(260)와;
    일단이 상기 장치설치부재(250)상에 설치되는 천공수단구동실린더(270)와;
    상기 천공수단구동실린더(270)의 타단에 연결되는 천공수단(280)으로 구성되되,
    상기 천공수단(280)은 상기 장치설치부재(250)의 타단에 연결되는 고정프레임(281)과, 상기 고정프레임(281)에 설치되는 승강수단(282)과, 상기 승강수단(282)에서 상하이동 가능하도록 설치되고 공기가 유입되는 공기주입호스(283a)가 설치된 구동장치(283)와, 상기 구동장치(283)의 하단에 설치되어 구동장치(283)의 회전력에 의하여 회전하고 시멘트액이 유입되는 시멘트액 주입호스(284a)가 설치된 천공로드(284)와, 상기 천공로드(284)의 하단에 설치되고 상기 공기주입호스(283a)와 시멘트액 주입호스(284a)로부터 유입된 공기와 시멘트액이 배출되는 배출홀(285a)이 형성된 천공비트(285)로 구성된 것을 특징으로 하는 지반천공 및 보강장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 장치설치부재(250)는 중앙의 몸체(251) 양측에 돌출부(252)가 형성되고, 상기 돌출부(252)는 끝단에 상기 제 1고정부(211)와 핀으로 고정되는 핀홀(253)이 천공되며 중앙부에 링크부재(240)와 핀으로 고정되는 핀홀(254)이 천공되는 한편 몸체(251) 저면에 천공수단구동실린더(270)의 로드(271)단이 회동가능하게 결합되도록 핀홀을 갖는 실린더연결부(256)이 형성되고, 일측 돌출부(252)의 외면상에 상기 고정프레임(281)과 연결될 수 있도록 핀홀(257a)이 형성된 장치연결부(257)가 형성되며,
    상기 고정프레임(281)은 상기 장치연결부(257)와 핀으로 고정되도록 핀홀을 갖는 제 1설치부(281-1)가 후방에 형성되고, 상기 천공수단구동실린더(270)의 실린더(272)단이 회동가능하게 핀으로 고정되도록 핀홀을 갖는 제 2설치부(281-2)가 하단에 형성된 것을 특징으로 하는 지반천공 및 보강장치.
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