KR101209392B1 - 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지하구조물을 지중에 압입 시공시 상기 지하구조물을 지중에 압입하는데 사용되는 압입장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는, 단순한 구조로 지하구조물에 장착 및 구성이 용이하며, 지하구조물이 시공되는 지반의 조건에 상관없이 안정적으로 지중에 지하구조물을 압입할 수 있도록 하는 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치에 관한 것으로,
본 발명에 따른 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치(100)는, 지상에서 지하구조물(110)을 제작한 후, 상기 지하구조물(110)을 지중으로 압입 시킬 위치의 하부 토사를 굴착하고, 상기 지하구조물(110)을 지중으로 압입 시키는 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치에 있어서, 상기 지하구조물(110)의 외곽을 따라 외측면에 소정간격을 두고 다수로 형성됨과 함께, 좌?우 한 쌍으로 구비되어 상기 지하구조물(110)의 길이방향으로 소정간격을 두고 다수로 형성되는 지하구조물 체결부(120); 상기 지하구조물(110)의 길이방향으로 형성된 상기 지하구조물 체결부(120)의 소정위치에 착탈가능하게 결합되는 압입 브라켓(130); 상기 압입 브라켓(130)의 하측에서 상기 지하구조물 체결부(120)에 착탈가능하게 결합되는 지지 브라켓(140); 및 본체(151)의 하측면은 지면에 결합되고, 이송램(152)의 상측면은 상기 압입 브라켓(130)에 결합되는 압입 구동부(150);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

지하구조물 지중압입 시공용 압입장치{The Pressing Device of Underground Structure}
본 발명은 지하구조물을 지중에 압입 시공시 상기 지하구조물을 지중에 압입하는데 사용되는 압입장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는, 단순한 구조로 지하구조물에 장착 및 구성이 용이하며, 지하구조물이 시공되는 지반의 조건에 상관없이 안정적으로 지중에 지하구조물을 압입할 수 있도록 하는 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치에 관한 것이다.
일반적인 지하구조물의 축조공법은 지하실 축조 위치의 가시설 시공 후 토사를 굴착하여 소정의 공간을 마련한 다음 다수의 H형강과 토류판을 이용하여 토사 붕괴를 방지하는 벽체를 설치한 후 거푸집을 조립하고 콘크리트를 타설하여 지하실 벽체를 시공하는 등 지하구조물을 시공하는 소위 가설 흙막이 공법이 주류를 이루고 있다.
그러나, 상기와 같은 가설 흙막이 공법에 의한 지하구조물 축조공법은 연약 지반이나 지하수 유입이 과다하여 지하 터파기 공사가 곤란한 경우, H형강과 차수 그라우팅 토류판을 이용하여 토사 붕괴 방지구조를 시공한 다음 터파기 굴착작업을 하고 지하구조물을 시공해야 하는 등 공정수의 증가에 따른 공기 연장의 문제점이 있다. 이에 따라, 동 출원인이 기 특허출원하여 등록받은 특허등록번호 제 10-0984898호의 '지하구조물 하강 시공공법'에서는 상기와 같은 문제점을 보완하기 위하여 안출된 발명으로 공기를 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 또한, 주변 지반 침하 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
상기와 같은 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 지하구조물(20)을 지중에 압입하기 위한 지하구조물 압입장치(80)가 지하구조물(20)의 내부에 위치하여 지반 굴착작업시 작업공간이 상대적으로 협소하게 되어 작업의 어려움이 있으며,
압입장치(80)의 지지를 위한 지지파일(60) 또한, 지하구조물(20)이 시공될 위치의 하측방에 위치하여 굴착작업시 지중토사와 함께 굴착하여야 하므로 굴착작업의 어려움을 더하여 공사기간이 증가하는 문제점이 있고,
또한, 소정깊이로 지중을 굴착한 후, 압입장치(80)를 작동시켜 굴착 지면으로 이송램을 이동시키기 위해서는, 먼저 지하구조물(20)의 선단부분(10)이 굴착 지면에 맞닿아 상기 굴착 지면의 지지를 받는 상태에서, 압입장치(80)를 작동시켜 이송램을 이동하여야 하므로, 상기 지하구조물(20)을 지지하는 굴착 지면이 연약한 경우에는 지하구조물(20)을 제대로 지지하지 못하여 안전사고가 발생되거나, 일부 굴착 지면이 연약한 경우, 상기 지하구조물(20)이 일측으로 기울어진 상태로 지중에 압입되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 가시설 흙막이 시공을 하지 않고, 지하구조물을 압입 하강시켜 지하구조물을 시공하여 공사기간을 단축하고, 주변 지반의 침하를 방지함과 아울러,
지하구조물을 설치하고자 하는 지반에 대한 굴착작업 공간을 확보하여 용이하게 굴착작업을 행할 수 있도록 하고,
지하구조물 압입장치의 지지파일을 시공장소의 외곽으로 시공하여 지반의 굴착작업을 하는데 방해가 되지 않도록 하며,
또한, 지하구조물이 시공되는 지반의 조건에 상관없이 안정적으로 지중에 지하구조물을 수직하게 압입할 수 있도록 하고, 압입장치의 구조를 단순화하여 손쉽게 구성할 수 있도록 하며, 지중으로 압입시킬 지하구조물에 용이하게 장착할 수 있도록 한다.
본 발명의 일 형태에서는, 지상에서 지하구조물(110)을 제작한 후, 상기 지하구조물(110)을 지중으로 압입 시킬 위치의 하부 토사를 굴착하고, 상기 지하구조물(110)을 지중으로 압입 시키는 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치에 있어서, 상기 지하구조물(110)의 외곽을 따라 외측면에 소정간격을 두고 다수로 형성됨과 함께, 좌?우 한 쌍으로 구비되어 상기 지하구조물(110)의 길이방향으로 소정간격을 두고 다수로 형성되는 지하구조물 체결부(120); 상기 지하구조물(110)의 길이방향으로 형성된 상기 지하구조물 체결부(120)의 소정위치에 착탈가능하게 결합되는 압입 브라켓(130); 상기 압입 브라켓(130)의 하측에서 상기 지하구조물 체결부(120)에 착탈가능하게 결합되는 지지 브라켓(140); 및 본체(151)의 하측면은 지면에 결합되고, 이송램(152)의 상측면은 상기 압입브라켓에 결합되는 압입 구동부(150);로 구성되는 것을 특징으로 하는 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치(100)를 제공한다.
본 발명에 따른 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치(100)에 있어서, 상기 압입 구동부(150)의 본체(151) 하측면이 결합되는 지면은, 지하구조물(110)이 지중으로 압입될 위치의 외곽을 따라 소정간격을 두고 다수개로 지중에 매설 구비되는 지지파일(170); 및 지중에 매설 구비되는 상기 지지파일(170)의 상부측에서 소정깊이로 형성되어 상기 지지파일(170) 사이를 연결하고, 지하구조물(110)이 지중으로 압입될 위치의 외곽을 따라 둘러져 지중에 매설 구비되는 지지벽(171);으로 구성될 수 있으며,
상기 압입 브라켓(130) 및, 지지 브라켓(140)은, 상기 지하구조물 체결부(120)에 볼팅되어 착탈가능하게 결합될 수 있고,
또한, 본체(161) 하측면은 상기 압입 브라켓(130)에 결합되고, 이송램(162)의 상측면에는 지지로드(163)가 가로로 결합되는 이송 구동부(160); 및 일측은 상기 지지로드(163)에 결합되며, 타측은 상기 지지 브라켓(140)에 결합되는 좌?우 한 쌍의 와이어 로프(163);를 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치는, 가시설 흙막이 시공을 하지 않고, 지하구조물을 압입 하강시켜 지하구조물을 시공하여 공사기간을 단축하고, 주변 지반의 침하를 방지함과 아울러,
지하구조물을 설치하고자 하는 지반에 대한 굴착작업 공간을 확보하여 용이하게 굴착작업을 행할 수 있고,
지하구조물 압입장치의 지지파일을 시공장소의 외곽으로 시공하여 지반의 굴착작업을 편리하게 행할 수 있으며,
또한, 지하구조물이 시공되는 지반의 조건에 상관없이 안정적으로 지중에 지하구조물을 수직하게 압입할 수 있고, 압입장치의 구조가 단순하여 손쉽게 압입장치를 구성할 수 있으며, 지중으로 압입시킬 지하구조물에 용이하게 장착할 수 있다.
도 1은 종래 지하구조물 지중압입 시공시 사용되는 압입장치(80)를 나타내는 단면도;
도 2는 본 발명에 따른 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치(100)를 나타내는 사시도;
도 3a와 도 3b는 각각, 본 발명에 따른 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치(100)에 있어서, 지하구조물(110)의 외측면에 구비되는 다수의 지하구조물 체결부(120)를 나타내는 사시도와 정면도;
도 4는 본 발명에 따른 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치(100)를 구성하는 압입 브라켓(130)과, 압입 구동부(150) 및 지지 브라켓(140)을 나타내는 사시도;
도 5는 본 발명에 따른 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치(100)에 있어서, 압입 구동부(150)를 지지하는 지지파일(170)과 지지벽(171)을 나타내는 사시도;
도 6은 본 발명에 따른 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치(100)가 지하구조물(110)에 장착된 상태를 나타내는 정면도; 및
도 7a 내지 도 7e는 본 발명에 따른 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치(100)를 이용하여 지하구조물(110)을 지중에 압입하는 과정을 나타내는 시공 상태도;이다.
이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 2는 본 발명에 따른 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치(100)를 나타내는 사시도이고, 도 3a와 도 3b는 각각, 본 발명에 따른 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치(100)에 있어서, 지하구조물(110)의 외측면에 구비되는 다수의 지하구조물 체결부(120)를 나타내는 사시도와 정면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치(100)를 구성하는 압입 브라켓(130)과, 압입 구동부(150) 및 지지 브라켓(140)을 나타내는 사시도이다.
또한, 도 5는 본 발명에 따른 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치(100)에 있어서, 압입 구동부(150)를 지지하는 지지파일(170)과 지지벽(171)을 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치(100)가 지하구조물(110)에 장착된 상태를 나타내는 정면도이며, 도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치(100)를 이용하여 지하구조물(110)을 지중에 압입하는 과정을 나타내는 시공 상태도이다.
본 발명에 따른 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 크게, 지중으로 압입될 지하구조물(110)의 외측면에 좌?우 한 쌍으로 구비되어 길이방향으로 소정간격을 두고서 형성됨과 아울러, 상기 지하구조물(110)의 외곽을 따라 외측면에 소정간격으로 다수 형성되는 지하구조물 체결부(120)와, 상기 지하구조물 체결부(120)의 소정위치에 착탈가능하게 결합되는 압입 브라켓(130)과, 상기 압입 브라켓(130)의 하측에서 상기 지하구조물 체결부(120)에 착탈가능하게 결합되는 지지 브라켓(140) 및, 본체(151)의 하측면은 지면에 결합되고, 이송램(152)의 상측면은 상기 압입 브라켓(130)에 결합되는 압입 구동부(150)로 구성된다.
이와 같이 구성되는, 본 발명에 따른 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치(100)의 작동을 설명하면, 먼저, 일반적으로 콘크리트 구조물로 형성되는 지하구조물(110)의 좌?우측에 길이방향으로 소정간격을 두고서, 도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이, 내측으로 암나사가 형성된 한 쌍의 앵커너트(121)를 소정깊이로 다수 매설시킴과 함께, 상기 지하구조물(110)의 외곽으로도, 길이방향으로 다수 구비되는 상기 좌?우측 2열 또는 4열의 앵커너트(121)를 소정간격을 두고서 다수 구비시킴으로써, 상기 지하구조물(110)의 외측면에 지하구조물 체결부(120)를 구성하게 된다.
또한, 상기 지하구조물(110)을 지중에 압입할 위치의 외곽으로는 압입 구동부(150)가 지지될 수 있도록 지면에 상기 압입 구동부(150)의 본체(151)를 앵커볼트로 견고하게 체결하한다. 바람직하게는, 도 5에 도시된 바와 같이, 지하구조물(110)의 압입 위치의 외곽을 따라 소정간격을 두고 다수개로 구비되는 지지파일(170)을 지중에 매설 형성시키고, 지중에 매설구비되는 상기 지지팔일의 상부측에 소정깊이로 형성되어 상기 지지파일(170) 사이가 연결되도록, 지하구조물(110)이 지중으로 압입될 위치의 외곽을 따라 감싸게 콘크리트 타설하여 지지벽(171)을 형성시킨 후, 상기 지지벽(171)의 상측면에 상기 압입 구동부(150)의 본체(151)를 앵커볼트로 고정시킴으로써, 지하구조물(110)을 압입할 지반의 굳기에 상관없이 안정적으로 압입 구동부(150)를 지지할 수 있도록 한다. 바람직하게는, 도 5에 도시된 바와 같이, 지지벽(171)의 외측면으로 차수 그라이팅부(172)를 두어 시공현장 주변의 지하수가 상기 시공현장 내로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 한다.
도 2와 도 4에 도시된 비와 같이, 지면에 본체(151)가 고정되는 상기 압입 구동부(150)의 상부 이송램(152)은 압입 브라켓(130)과 일체로 고정결합되며, 상기 압입 브라켓(130)은 지면에서 소정높이의 위치에서 지하구조물(110)의 외측면에 좌?우측의 4열로 구비되는 앵커너트(121)에 볼팅되어 결합된다. 상기 압입 브라켓(130)의 하측으로는 지지 브라켓(140)이 접하게 앵커너트(121)에 볼팅되어 결합되어 지하 구조물(110)을 지중으로 압입하기 위한 압입 장치의 장착을 완료하게 된다.
지하구조물(110)의 지중압입을 위한 준비가 완료되면, 도 7a에 도시된 바와 같이, 먼저, 지하구조물(110)의 하부 토사를 굴착하여 압입공간을 마련하고, 상기 토사가 굴착된 지중으로 지하구조물(110)을 압입하기 위해 상기 압입 구동부(150)의 이송램(152)을 하강시키게 되며, 이송램(152)의 하강으로 압입 브라켓(130)과, 지하구조물(110) 및, 지지 브라켓(140)이 하부로 이동하게 된다. 이송램(152)의 하강 압입거리는, 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 지지 브라켓(140)이 지하구조물(110)과 함께 하강하여 지면에 상기 지지 브라켓(140)이 맞닿을 때까지 하강하게 된다. 지면 즉, 지지벽(171)의 상측면에 지지 브라켓(140)이 접하여 상기 지지벽(171)의 지지를 받게 되고, 이에 따라 상기 지지 브라켓(140)과 볼팅 결합되는 지하구조물(110)을 견고하게 지지할 수 있게 된다.
이와 같이, 지지 브라켓(140)으로 지하구조물(110)을 지지한 상태에서, 압입 브라켓(130)과 지하구조물 체결부(120)와의 볼팅 결합을 풀고, 도 7c에 도시된 바와 같이, 압입 구동부(150)의 이송램(152)을 상승시켜 압입 브라켓(130)을 다시 지하구조물(110)의 상측으로 이동시킨 후 지하구조물 체결부(120)와 볼팅 결합시킨다. 상기 압입 브라켓(130)이 지하구조물 체결부(120)에 체결된 상태에서는 지하구조물(110)을 압입 구동부(150)가 지지할 수 있게 되고, 도 7d에 도시된 바와 같이, 이후 하측 지면에 접한 지지 브라켓(140)의 볼팅 결합을 풀고, 상기 압입 브라켓(130) 하측으로 접하는 위치에서 지하구조물 체결부(120)에 다시 볼팅 결합하게 된다.
상기 압입 브라켓(130) 및 지지 브라켓(140)을 지하구조물(110)의 상부로 재이동시켜 지하구조물(110)과 결합시킨 이후에는, 상기 전술한 바와 같이, 다시 지하구조물(110)의 하측 토사를 굴착하고, 압입 구동부(150)의 이송램(152)을 하강시키며, 지지 브라켓(140)이 지하구조물(110)을 지지하는 동안 이송램(152)을 통해 압입 브라켓(130)을 상측으로 이동시켜 지하구조물(110)과 결합시키고, 다시 지지 브라켓(140)을 지하구조물(110)의 상측으로 이동시켜 지하구조물(110)과 결합시키는 일련의 과정을 반복하면서 점진적으로 안정하게 지하구조물(110)을 지중으로 압입 시킬 수 있게 된다.
바람직하게는, 도 2와 도 6에 도시된 바와 같이, 압입 브라켓(130)에는 이송 구동부(160)를 마련하고, 상기 이송 구동부(160)의 이송램(162)의 상측에는 지지로드(163)의 중앙부와 일체로 결합되게 형성시키며, 상기 지지로드(163)의 양측으로는 압입 브라켓(130)의 하측에 위치하는 지지 브라켓(140)과 와이어 로프(163)로 연결되도록 하여, 상기 지지 브라켓(140)을 지하구조물(110)의 상측으로 이동시에 상기 이송 구동부(160)의 이송램(162)을 상측으로 이송시켜 지지로드(163)의 양측에 구비된 와이어 로프(163)를 통해 용이하게 상기 지지 브라켓(140)을 상부로 견인할 수 있도록 한다.
상기 전술한 바와 같이, 압입 브라켓(130)과 압입 구동부(150) 및, 지하구조물 체결부(120)를 통해 지하구조물(110)을 안정하게 지중으로 압입할 수 있게 되며, 지하구조물(110)이 압입될 위치의 외곽으로 구비되는 지지파일(170)과 지지벽(171)의 형성을 통해 상기 압입 브라켓(130)을 견고하게 지지할 수 있게 되어 지하구조물(110)이 압입될 지반의 굳기에 상관없이 안전하고 용이하게 지하구조물(110)을 지중에 압입 시공할 수 있게 되고, 지지 브라켓(140)과 지하구조물 체결부(120)를 통해 지하구조물(110)을 소정 굴착깊이에서 안전하게 지지할 수 있게 되며, 또한, 이송 구동부(160)와, 지지로드(163) 및, 와이어 로프(163)의 구성을 통해 편리하게 지지 브라켓(140)을 지하구조물 상부로 견인 이동시킬 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치(100)는, 지하구조물이 시공되는 지반의 조건에 상관없이 안정적으로 지중에 지하구조물을 수직하게 압입할 수 있고, 압입장치의 구조가 단순하여 손쉽게 압입장치를 구성할 수 있으며, 지중으로 압입시킬 지하구조물에 용이하게 장착할 수 있게 된다.
위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.
따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.
100 : 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치
110 : 지하구조물 120 : 지하구조물 체결부
121 : 앵커너트
130 : 압입 브라켓 140 : 지지 브라켓
150 : 압입 구동부 151 : 압입 구동부 본체
152 : 압입 구동부 이송램
160 : 이송 구동부 161 : 이송 구동부 본체
162 : 이송 구동부 이송램 163 : 지지로드
164 : 와이어 로프
170 : 지지파일 171 ; 지지벽
172 : 차수 그라우팅부

Claims (4)

  1. 지상에서 지하구조물(110)을 제작한 후, 상기 지하구조물(110)을 지중으로 압입 시킬 위치의 하부 토사를 굴착하고, 상기 지하구조물(110)을 지중으로 압입 시키는 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치에 있어서,
    상기 지하구조물(110)의 외곽을 따라 외측면에 소정간격을 두고 다수로 형성됨과 함께, 좌?우 한 쌍으로 구비되어 상기 지하구조물(110)의 길이방향으로 소정간격을 두고 다수로 형성되는 지하구조물 체결부(120);
    상기 지하구조물(110)의 길이방향으로 형성된 상기 지하구조물 체결부(120)의 소정위치에 착탈가능하게 결합되는 압입 브라켓(130);
    상기 압입 브라켓(130)의 하측에서 상기 지하구조물 체결부(120)에 착탈가능하게 결합되는 지지 브라켓(140); 및
    본체(151)의 하측면은 지면에 결합되고, 이송램(152)의 상측면은 상기 압입 브라켓(130)에 결합되는 압입 구동부(150);로 구성되는 것을 특징으로 하는 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치(100).
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 압입 구동부(150)의 본체(151) 하측면이 결합되는 지면은,
    지하구조물(110)이 지중으로 압입될 위치의 외곽을 따라 소정간격을 두고 다수개로 지중에 매설 구비되는 지지파일(170); 및
    지중에 매설 구비되는 상기 지지파일(170)의 상부측에서 소정깊이로 형성되어 상기 지지파일(170) 사이를 연결하고, 지하구조물(110)이 지중으로 압입될 위치의 외곽을 따라 둘러져 지중에 매설 구비되는 지지벽(171);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치(100).
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 압입 브라켓(130) 및, 지지 브라켓(140)은,
    상기 지하구조물 체결부(120)에 볼팅되어 착탈가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치(100).
  4. 제 1항에 있어서,
    본체(161) 하측면은 상기 압입 브라켓(130)에 결합되고, 이송램(162)의 상측면에는 지지로드(163)가 가로로 결합되는 이송 구동부(160); 및
    일측은 상기 지지로드(163)에 결합되며, 타측은 상기 지지 브라켓(140)에 결합되는 좌?우 한 쌍의 와이어 로프(163);를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지하구조물 지중압입 시공용 압입장치(100).
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