KR101258164B1

KR101258164B1 - 천공시스템 및 이를 이용한 천공방법

Info

Publication number: KR101258164B1
Application number: KR1020100012738A
Authority: KR
Inventors: 하민자; 백남진; 유재학; 조성기
Original assignee: 하민자
Priority date: 2010-02-11
Filing date: 2010-02-11
Publication date: 2013-04-25
Also published as: KR20110092987A

Abstract

본 발명은 복수의 관체(100)의 상호 가이드 구동에 의해 지반을 천공하는 천공시스템에 관한 것으로서, 복수의 관체(100) 중 하나의 관체는 길이방향을 따라 형성된 돌부(111)와, 돌부(111)의 단부에 양측으로 연장형성된 머리부(112)를 포함하는 가이드용 돌출부재(110)를 구비하고, 복수의 관체(100) 중 다른 하나의 관체는 머리부(112)의 좌우 요동이 가능하게 수납되는 수납공간을 형성하는 수납공간 형성부(121)와, 돌부(111)의 좌우 요동이 가능함과 아울러 머리부(112)의 이탈이 방지되도록 수납공간의 외측에 형성된 트임부(122)를 포함하는 가이드홈 형성부재(120)를 구비한 구성을 제시함으로써, 관체 자체의 근입작업을 용이하게 수행할 수 있도록 하여 주열식 현장타설 말뚝공법에서 말뚝 사이의 차수효과를 높일 수 있도록 한다.

Description

천공시스템 및 이를 이용한 천공방법{BORING SYSTEM AND BORING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 토목 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 지중 벽체의 형성을 위한 천공방법에 관한 것이다.

현재, 흙막이 및 차수를 목적으로 지중에 벽체를 형성하기 위한 공법으로서, C.I.P.(cast in place pile) 공법, S.C.W.(soil cement wall) 공법 등이 주로 사용되고 있다.

C.I.P.(cast in place pile) 공법은 일종의 주열식 현장타설 말뚝으로서, 소정 직경으로 천공 후 주입식 콘크리트에 의해 토류벽을 형성하는 공법을 말하며, 주열식 강성체를 형성하므로 강도가 우수하다는 장점을 가지나, 연결부에 누수현상발생가능성이 크다는 단점을 갖는다.

S.C.W.(soil cement wall) 공법은 주열식 지중벽으로 계획심도까지 천공 후 주입제(soil cement)를 주입하여 벽체를 형성하고, H 파일을 응력재로 삽입하여 토류벽을 형성하는 공법을 말하며, 차수 효과가 우수한 반면, 강도가 떨어진다는 단점을 갖는다.

즉, 현장의 여건상 차수벽 구조물이 높은 강도를 요구하는 경우에는 상기 C.I.P. 공법과 같은 주열식 현장타설 말뚝공법이 적절하다 할 수 있는데, 이는 기본적으로 하나의 케이싱(casing : 관체)에 의해 하나의 현장타설 말뚝이 형성되는 방식을 취하므로, 각각 독립적으로 형성된 말뚝 사이로 흐르는 물을 차단하기가 곤란하다는 근본적인 문제점을 안고 있다.

이러한 문제를 해소하기 위하여, 각 말뚝의 일부가 상호 겹치도록 시공하는 오버랩(overlap) 배열방법, 말뚝을 갈짓자 형상으로 배치하는 방법, 말뚝 사이에 소일 시멘트에 의한 벽체를 형성하거나 철근바구니 등에 의한 별도 구조물을 설치하는 방법 등이 고안되어 왔다.

특히, 최근에는 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 관체(10)가 상호 가이드되는 방식으로 천공작업을 수행하도록, 하나의 관체에는 가이드홈 형성부재(12)를 설치하고, 다른 하나의 관체에는 가이드용 돌출부재(11)를 설치하여, 이들의 가이드 작용에 의해 상호 인접하여 형성되는 천공 홀의 수직도를 보장함으로써, 그 천공 홀에 형성되는 말뚝 사이의 벌어짐을 최소화하여 차수효과를 높이고자 하는 공법이 연구되도 있다.

그러나, 이러한 공법의 경우에도, 관체(10)의 내부 영역을 통해 천공장치가 굴착작업을 수행하는 것이고, 관체(10) 자체는 항타에 의한 천공작업을 수행할 수밖에 없는 바, 관체(10)의 하단이 암반에 걸리는 경우에는 관체(10)를 지중에 근입함에 있어 한계가 있다는 문제가 제기되어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 관체 자체의 근입작업을 용이하게 수행할 수 있도록 하여 주열식 현장타설 말뚝공법에서 말뚝 사이의 차수효과를 높일 수 있도록 하는 천공시스템 및 이를 이용한 천공방법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 복수의 관체(100)의 상호 가이드 구동에 의해 지반을 천공하는 천공시스템에 있어서, 상기 복수의 관체(100) 중 하나의 관체는 길이방향을 따라 형성된 돌부(111)와, 상기 돌부(111)의 단부에 양측으로 연장형성된 머리부(112)를 포함하는 가이드용 돌출부재(110)를 구비하고, 상기 복수의 관체(100) 중 다른 하나의 관체는 상기 머리부(112)의 좌우 요동이 가능하게 수납되는 수납공간을 형성하는 수납공간 형성부(121)와, 상기 돌부(111)의 좌우 요동이 가능함과 아울러 상기 머리부(112)의 이탈이 방지되도록 상기 수납공간의 외측에 형성된 트임부(122)를 포함하는 가이드홈 형성부재(120)를 구비한 것을 특징으로 하는 천공시스템을 제시한다.

상기 머리부(112)는 상기 가이드용 돌출부재(110)를 구비한 관체(100)가 만곡진 방향으로 만곡지게 형성되고, 상기 수납공간 형성부(121)는 상기 머리부(112)의 만곡진 형상에 대응하는 형상으로 형성된 것이 바람직하다.

상기 수납공간 형성부(121)는 상기 관체(100)의 길이방향을 따라 상호 이격되어 돌출형성된 한 쌍의 측벽부재(121a); 상기 트임부(122)를 형성하도록, 상기 한 쌍의 측벽부재(121a)의 내측으로 각각 연장형성됨과 아울러, 만곡진 형상으로 형성된 트임부 형성부재(121b);를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 가이드홈 형성부재(120)를 구비한 관체(100)는 상기 머리부(112)가 인입되도록 측벽에 함몰부(123)가 형성되고, 상기 머리부(112)의 수납공간은 상기 함몰부(123) 및 수납공간 형성부(121)에 의해 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 천공시스템을 이용한 천공방법으로서, 굴착에 의해 천공 홀(1)을 형성하는 천공단계; 상기 가이드홈 형성부재(120)를 구비한 관체(100)를 상기 천공 홀(1)에 삽입하는 단계; 상기 가이드용 돌출부재(110)를 구비한 관체(100)를 이용하여 상기 천공 홀(1)에 인접하여 천공 홀(1)을 형성하되, 상기 가이드홈 형성부재(120)에 의해 상기 가이드용 돌출부재(110)가 가이드되도록 하면서 상기 관체(100)의 내부 영역을 통해 천공장비에 의해 지반을 굴착함과 아울러, 상기 관체(100)의 좌우 요동에 의해 지반을 굴착하는 인접 천공단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 천공방법을 함께 제시한다.

본 발명은 상기 천공시스템을 이용한 천공방법으로서, 상기 가이드용 돌출부재(110)가 구비된 대구경 관체(100a)를 구비하는 대구경 관체 구비단계; 상기 가이드용 돌출부재(110) 및 상기 가이드홈 형성부재(120)가 구비된 소구경 관체(100b)를 구비하는 소구경 관체 구비단계; 굴착에 의해 천공 홀(1)을 형성하는 천공단계; 상기 천공 홀(1)에 상기 소구경 관체(100b)를 삽입하는 소구경 관체(100b) 삽입단계; 상기 대구경 관체(100a)를 이용하여 상기 천공 홀(1)에 인접하여 천공 홀(1)을 형성하되, 상기 소구경 관체(100b)의 가이드홈 형성부재(120)에 의해 상기 대구경 관체(100a)의 가이드용 돌출부재(110)가 가이드되도록 하면서 상기 대구경 관체(100a)의 내부 영역을 통해 천공장비에 의해 지반을 굴착함과 아울러, 상기 대구경 관체(100a)의 좌우 요동에 의해 지반을 굴착하여 인접 천공 홀(1)을 형성하는 인접 천공단계; 상기 인접 천공 홀(1)에서 상기 대구경 관체(100a)를 이탈시키는 대구경 관체 이탈단계; 상기 소구경 관체(100b) 삽입단계, 인접 천공단계, 대구경 관체 이탈단계를 반복하여 연속적으로 상기 천공 홀(1)을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 천공방법을 함께 제시한다.

본 발명은 관체 자체의 근입작업을 용이하게 수행할 수 있도록 하여 주열식 현장타설 말뚝공법에서 말뚝 사이의 차수효과를 높일 수 있도록 하는 천공시스템 및 이를 이용한 천공방법을 제시한다.

도 1은 종래의 천공시스템의 구성도.
도 2 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 2는 천공시스템의 일실시예의 구성도.
도 3은 가이드용 돌출부재를 구비한 관체의 단면도.
도 4는 가이드홈 형성부재를 구비한 관체의 단면도.
도 5 내지 7은 천공방법의 일실시예의 공정도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 2 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명은 기본적으로, 복수의 관체(100)의 상호 가이드 구동에 의해 지반을 천공하는 천공시스템에 관한 것이다.

여기서, 복수의 관체(100) 중 하나의 관체는 길이방향을 따라 형성된 돌부(111)와, 돌부(111)의 단부에 양측으로 연장형성된 머리부(112)를 포함하는 가이드용 돌출부재(110)를 구비한다.

복수의 관체(100) 중 다른 하나의 관체는 머리부(112)의 좌우 요동이 가능하게 수납되는 수납공간을 형성하는 수납공간 형성부(121)와, 돌부(111)의 좌우 요동이 가능함과 아울러 머리부(112)의 이탈이 방지되도록 수납공간의 외측에 형성된 트임부(122)를 포함하는 가이드홈 형성부재(120)를 구비한다.

이러한 천공시스템을 이용한 천공방법은 우선 굴착에 의해 천공 홀(1)을 형성하는 천공단계; 가이드홈 형성부재(120)를 구비한 관체(100)를 천공 홀(1)에 삽입하는 단계; 가이드용 돌출부재(110)를 구비한 관체(100)를 이용하여 천공 홀(1)에 인접하여 천공 홀(1)을 형성하되, 가이드홈 형성부재(120)에 의해 가이드용 돌출부재(110)가 가이드되도록 하면서 관체(100)의 내부 영역을 통해 천공장비에 의해 지반을 굴착함과 아울러, 관체(100)의 좌우 요동에 의해 지반을 굴착하는 인접 천공단계;를 포함하여 구성된다(도 2).

즉, 기본적으로는 가이드용 돌출부재(110) 및 가이드홈 형성부재(120)의 상호 가이드 작용에 의해 양측 관체(100)가 인접하여 천공 홀(1)을 형성할 수 있도록 함에 더하여, 가이드용 돌출부재(110)가 가이드홈 형성부재(120)의 내부에서 양측으로 요동할 수 있으므로, 가이드용 돌출부재(110)를 구비한 관체(인접 천공 홀을 형성함에 사용되는 관체)에 의한 천공작업 중 하단에 암반이 나타나는 경우, 그 관체를 별도의 장비에 의해 좌우로 요동시키거나, 바이브레이터에 의해 진동을 줌으로써 굴착작업을 수행할 수 있도록 한 것이다.

따라서 종래와 같은 관체의 항타에 더하여, 상술한 좌우 요동, 바이브레이팅에 의한 굴착작업이 가능하므로, 관체의 하부에 암반이 나타나더라도 용이한 굴착작업이 가능하여, 천공 홀의 수직도를 보장할 수 있고, 이로 인하여 주열식 현장타설 말뚝공법에서 말뚝 사이의 차수효과를 높인다는 효과를 얻을 수 있다.

상술한 관체(100)의 좌우 요동은 관체의 단면인 원형 형상을 따라 일어나는 것이므로, 가이드용 돌출부재(110)에서 머리부(112)는 가이드용 돌출부재(110)를 구비한 관체(100)가 만곡진 방향으로 만곡지게 형성되고, 가이드홈 형성부재(120)의 수납공간 형성부(121)는 머리부(112)의 만곡진 형상에 대응하는 형상으로 형성되는 것이 위 요동작업의 원활한 진행을 위하여 바람직하다(도 3).

가이드홈 형성부재(120)의 수납공간 형성부(121)는 관체(100)의 길이방향을 따라 상호 이격되어 돌출형성된 한 쌍의 측벽부재(121a); 트임부(122)를 형성하도록, 한 쌍의 측벽부재(121a)의 내측으로 각각 연장형성됨과 아울러, 만곡진 형상으로 형성된 트임부 형성부재(121b);를 포함하는 구성을 취하는 것이 구조적 안정성 측면에서 바람직하다(도 4).

머리부(112)의 좌우 유동이 안정적으로 이루어지도록 하기 위해서는, 가이드홈 형성부재(120)를 구비한 관체(100)는 머리부(112)가 인입되도록 측벽에 함몰부(123)가 형성되고, 머리부(112)의 수납공간은 함몰부(123) 및 수납공간 형성부(121)에 의해 형성되도록 하는 것이 바람직하다(도 4).

이하, 본 발명에 의한 천공시스템을 이용한 천공방법의 일실시예에 대하여 설명한다.

우선, 가이드용 돌출부재(110)가 구비된 대구경 관체(100a)를 구비하고, 가이드용 돌출부재(110) 및 가이드홈 형성부재(120)가 모두 구비된 소구경 관체(100b)를 구비한다.

굴착에 의해 천공 홀(1)을 형성하고, 그 천공 홀(1)에 소구경 관체(100b)를 삽입한다(도 5).

대구경 관체(100a)를 이용하여 위 천공 홀(1)에 인접하여 다른 천공 홀(1)을 형성하되, 소구경 관체(100b)의 가이드홈 형성부재(120)에 의해 대구경 관체(100a)의 가이드용 돌출부재(110)가 가이드되도록 하면서 대구경 관체(100a)의 내부 영역을 통해 천공장비에 의해 지반을 굴착함과 아울러, 대구경 관체(100a)의 좌우 요동에 의해 지반을 굴착하여 인접 천공 홀(1)을 형성한다(도 6).

인접 천공 홀(1)에서 대구경 관체(100a)를 이탈시키고, 다시 소구경 관체(100b)를 삽입한다(도 7).

이와 같은 소구경 관체 삽입단계, 인접 천공단계, 대구경 관체 이탈단계를 반복하여 연속적으로 천공 홀(1)을 형성한다.

이와 같이, 인접 천공 홀의 천공작업을 위하여 대구경 관체(100a)를 사용하는 한편, 천공 후 대구경 관체(100a)를 이탈시키고 다시 소구경 관체(100b)를 삽입한 후, 이에 의해 가이드하면서 대구경 관체(100a)에 의해 인접 천공 홀을 천공하는 이유는, 도 7에 도시된 바와 같이 천공 홀(1)들이 상호 소정 영역만큼씩 겹치도록 함으로써, 장차 이에 형성될 말뚝 사이가 벌어지지 않도록 하여 높은 차수효과를 얻기 위함이다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

1 : 천공 홀 100 : 관체
100a : 대구경 관체 100b : 소구경 관체
110 : 가이드용 돌출부재 111 : 돌부
112 : 머리부 120 : 가이드홈 형성부재
121 : 수납공간 형성부 121a : 측벽부재
121b : 트임부 형성부재 122 : 트임부
123 : 함몰부

Claims

복수의 관체(100)의 상호 가이드 구동에 의해 지반을 천공하는 천공시스템에 있어서,
상기 복수의 관체(100) 중 하나의 관체는,
길이 방향을 따라 형성된 돌부(111)와, 상기 돌부(111)의 단부에 양측으로 연장 형성되며 상기 관체(100)가 만곡진 방향을 따라 만곡지게 형성된 머리부(112)를 포함하는 가이드용 돌출부재(110)를 구비하고,
상기 복수의 관체(100) 중 다른 하나의 관체는,
상기 머리부(112)의 좌우 요동이 가능하게 수납되며 상기 머리부(112)의 만곡진 형상에 대응하는 형상의 수납공간을 형성하는 수납공간 형성부(121)와, 상기 돌부(111)의 좌우 요동이 가능함과 아울러 상기 머리부(112)의 이탈이 방지되도록 상기 수납공간의 외측에 형성된 트임부(122)를 포함하는 가이드홈 형성부재(120)를 구비한 것을 특징으로 하는 천공시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 수납공간 형성부(121)는
상기 관체(100)의 길이방향을 따라 상호 이격되어 돌출형성된 한 쌍의 측벽부재(121a);
상기 트임부(122)를 형성하도록, 상기 한 쌍의 측벽부재(121a)의 내측으로 각각 연장형성됨과 아울러, 만곡진 형상으로 형성된 트임부 형성부재(121b);를
포함하는 것을 특징으로 하는 천공시스템.
제3항에 있어서,
상기 가이드홈 형성부재(120)를 구비한 관체(100)는
상기 머리부(112)가 인입되도록 측벽에 함몰부(123)가 형성되고, 상기 머리부(112)의 수납공간은 상기 함몰부(123) 및 수납공간 형성부(121)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 천공시스템.
제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항의 천공시스템을 이용한 천공방법으로서,
굴착에 의해 천공 홀(1)을 형성하는 천공단계;
상기 가이드홈 형성부재(120)를 구비한 관체(100)를 상기 천공 홀(1)에 삽입하는 단계;
상기 가이드용 돌출부재(110)를 구비한 관체(100)를 이용하여 상기 천공 홀(1)에 인접하여 천공 홀(1)을 형성하되, 상기 가이드홈 형성부재(120)에 의해 상기 가이드용 돌출부재(110)가 가이드되도록 하면서 상기 관체(100)의 내부 영역을 통해 천공장비에 의해 지반을 굴착함과 아울러, 상기 관체(100)의 좌우 요동에 의해 지반을 굴착하는 인접 천공단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 천공방법.
제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항의 천공시스템을 이용한 천공방법으로서,
상기 가이드용 돌출부재(110)가 구비된 대구경 관체(100a)를 구비하는 대구경 관체 구비단계;
상기 가이드용 돌출부재(110) 및 상기 가이드홈 형성부재(120)가 구비된 소구경 관체(100b)를 구비하는 소구경 관체 구비단계;
굴착에 의해 천공 홀(1)을 형성하는 천공단계;
상기 천공 홀(1)에 상기 소구경 관체(100b)를 삽입하는 소구경 관체(100b) 삽입단계;
상기 대구경 관체(100a)를 이용하여 상기 천공 홀(1)에 인접하여 천공 홀(1)을 형성하되, 상기 소구경 관체(100b)의 가이드홈 형성부재(120)에 의해 상기 대구경 관체(100a)의 가이드용 돌출부재(110)가 가이드되도록 하면서 상기 대구경 관체(100a)의 내부 영역을 통해 천공장비에 의해 지반을 굴착함과 아울러, 상기 대구경 관체(100a)의 좌우 요동에 의해 지반을 굴착하여 인접 천공 홀(1)을 형성하는 인접 천공단계;
상기 인접 천공 홀(1)에서 상기 대구경 관체(100a)를 이탈시키는 대구경 관체 이탈단계;
상기 소구경 관체(100b) 삽입단계, 인접 천공단계, 대구경 관체 이탈단계를 반복하여 연속적으로 상기 천공 홀(1)을 형성하는 단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 천공방법.