KR101466136B1 - 시트파일 굴착장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시트파일 굴착장치에 관한 것으로서, 시트파일의 설치를 위한 수직 굴착과정에 있어서 기 설치된 시트파일에 가이드에 되어 굴착이 이루어짐에 있어 케이싱이 스크루와 함께 회전되어 굴착 저항이 최소화되고 신속하며 용이한 굴착이 이루어질 수 있도록 한 것이다.
즉, 본 발명은 시트파일굴착장치에 있어서, 케이싱의 하단부 측에 회전되게 결합되는 회전 원통형 수직가이드부를 구비한 것이다.
따라서, 본 발명은 케이싱의 하단부 측에 회전되게 결합되는 회전 원통형 수직가이드부를 구비함으로써 수직굴착과정에 있어 상기 회전 원통형 수직가이드부가 시트파일에 가이드되고 스크루가 수용되는 케이싱이 회전되어 스크루와의 마찰이 최소화되어 것이다.

Description

시트파일 굴착장치{Excavating apparatus for sheetfile}
본 발명은 시트파일 굴착장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시트파일 굴착장치에 있어서, 케이싱의 하단부 측에 회전되게 결합되는 회전 원통형 수직가이드부를 구비하여서, 시트파일의 설치를 위한 수직 굴착과정에 있어서 기 설치된 시트파일에 가이드에 되어 굴착이 이루어짐에 있어 케이싱이 스크루와 함께 회전되어 굴착 저항이 최소화되고 신속하며 용이한 굴착이 이루어질 수 있도록 함을 목적으로 한 것이다.
일반적으로, 토목 구조물이나 건축 구조물을 건설할 때, 지반을 굴착하는 경우가 많다.
이때, 굴착면의 붕괴를 방지하고자 차수 효과와 흙 막이 효과를 동시에 얻을 수 있는 시트파일을 설치한다.
이상과 같은 시트파일을 설치하기 위해서는 시트파일 항타 공법을 이용한다.
상기한 바와 같은 시트파일 항타 공법은 지반이 단단하거나 자갈, 전석층, 암반층을 굴착해머를 이용하여 굴착한 후 시트파일을 설치하는 공법이다.
시트파일 항타 공법을 하기 위해서는, 케이싱을 장착하고, 케이싱 내부에 스크루 및 굴착해머를 배치시킨 시트파일 굴착장치를 이용하여 굴착공을 굴착한 후 시트파일을 박아 설치하여 이루어지는 것이다.
한편, 상기한 바와 같은 굴착장치에 의한 굴착공의 굴착 후 연이어 설치되는 추가적인 굴착공의 굴착과정에 있어 암석 등으로 인하여 지반이 단단한 경우 굴착해머가 기 굴착공 측으로 밀려서 굴착되어 굴착공이 수직으로 굴착되지 않게 되는 것이다.
이상과 같이 굴착공이 수직으로 굴착되지 않게 되면 연속하여 설치되는 시트파일이 수직으로 설치가 불가능하게 되는 문제점이 있었다.
이에, 본원 출원인은 특허출원 제10-2012-9174호에 의하여 공개된 바와 같이 케이싱의 일측에 기 설치된 시트파일의 측면을 따라 가이드 되는 파일가이드롤러를 구비한 시트파일 굴착장치를 개발하여 실시하였다.
상기한 바와 같이 케이싱에 파일가이드롤러를 구비한 시트파일 굴착장치를 이용하여 굴착공을 굴착하게 되면, 굴착과정에 있어 파일가이드롤러가 시트파일의 측면을 따라 가이드 되어 케이싱의 측면 밀림 없이 수직으로 굴착이 이루어지게 되는 것이다.
그러나, 상기한 바와 같이 파일 가이드롤러가 구비된 굴착장치는 굴착과정에 있어서 케이싱이 회전되지 못함으로 인하여 일정 깊이 이상을 굴착하면 케이싱의 내부로 유입된 토사로 인한 스크루와의 케이싱의 마찰이 증대되어 스크루에 회전저항이 급격히 증가되고 케이싱과 지반과 마찰에 의하여 삽입 저항이 유발되어 원활한 굴착이 이루어지지 않고 굴착 깊이가 한정되며 신속한 굴착이 이루어지지 않는 문제점이 있었다.
한편, 국내 특허공개 10-2005-0089656호에는 케이싱에 볼베어링을 매개로 결합되는 두 개 이상의 가이드링을 구비하여서 굴착과정에 케이싱이 회전될 수 있게 굴착장치가 공개되어 있다.
그러나, 상기한 바와 같이 볼베어링을 매개로 결합되는 가이드링이 구비된 굴착장치는 가이드링과 케이싱 사이에 구비되는 베어링에 토사가 유입되어 쉽게 파손되고 볼베어링으로 인하여 가이드링이 케이싱의 외면으로 과도하게 돌출되어 굴착과정에 있어 지면과의 삽입 저항을 유발하는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명은 종래 시트파일 굴착장치가 굴착과정에 케이싱이 스크루와 함께 회전되지 않아 굴착이 원활하게 이루어지지 않는 문제점을 해결할 수 있도록 한 것이다.
즉, 본 발명은 시트파일굴착장치에 있어서, 케이싱의 하단부 측에 회전되게 결합되는 회전 원통형 수직가이드부를 구비한 것이다.
따라서, 본 발명은 케이싱의 하단부 측에 회전되게 결합되는 회전 원통형 수직가이드부를 구비함으로써 수직 굴착과정에 있어 상기 회전 원통형 수직가이드부가 시트파일 가이드되고 스크루가 수용되는 케이싱이 회전되어 스크루 및 지반과의 마찰이 최소화되어 것이다.
도 1 은 본 발명이 적용된 굴착장치 예시도.
도 2 는 본 발명에 따른 케이싱 부분의 상세 분해 사시 예시도.
도 3 은 본 발명에 따른 케이싱 부분의 상세 결합 사시 예시도.
도 4 는 본 발명이 적용된 상태의 굴착 상태를 보인 측 단면 예시도.
도 5 은 본 발명에 따른 가이드안착홈에 안착홈베어링을 구비한 것을 보인 측 단면 예시도.
도 6 은 본 발명에 다른 가이드 안착부를 가이드롤러로 구성한 것을 보인 사시 예시도.
도 7 은 본 발명에 따른 다른 실시 예로 회전가이드관의 내벽에 이물질배출나선홈을 형성한 것을 보인 상세 분해 사시 예시도.
도 8 은 본 발명에 따른 다른 실시 예로 회전가이드관에 윤활유주입공을 형성하고 평면베어링부싱에 윤활유충진홈을 형성한 것을 보인 상세 분해 사시 예시도.
이하, 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 굴착장치의 케이싱이 스크루와 함께 회전되어 굴착이 용이하게 이루어지는 것이다.
즉, 본 발명은 도 1 에 도시된 바와 같이 굴착기본체(110)에 수직으로 기립되게 구비된 리더(120)에 승강 되게 구비되는 굴착모터(130)와 상기 굴착모터(130)에 결합되는 케이싱(140), 상기 케이싱(140) 내측에 구비되어서 상단이 굴착모터(130)에 결속되어 구동되는 스크루(151) 및 상기 스크루(151)의 하단에 구비되는 굴착해머(152)로 구성되는 시트파일 굴착장치에 있어서, 케이싱(140)의 하단부 측에 회전되게 결합되어서 케이싱(140)이 기 설치된 시트파일(200)에 수직으로 가이드 되게 하는 회전 원통형 수직가이드부(300)를 구비한 것이다.
여기서, 상기 회전 원통형 수직가이드부(300)는 원통형으로 형성되어 케이싱(140)의 하단부 측에 회전되게 결합되는 회전가이드관(310)과 상기 회전가이드관(310) 일측에 기 설치된 시트파일(200)의 측단에 안착되어 수직으로 이동되는 가이드안착부(320), 케이싱(140)과 회전가이드관(310) 사이에 구비되는 평면베어링부싱(330), 상기 회전가이드관(310)의 상단 측 케이싱에 구비되는 상단 지지구(340), 회전가이드관 하단 측 케이싱에 구비되는 하단 지지구(350)로 구성된 것이다.
그리고, 상기 가이드안착부(320)는 도 2 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 시트파일(200)의 측면을 수용할 수 있게 "ㄷ"형 가이드안착홈(321)으로 형성된 것으로, "ㄷ"형 빔을 수직으로 용접 부착 형성된 것이다.
한편, 상기 가이드안착홈(321)의 저면에는 도 5 에 도시된 바와 같이 시트파일(200)과의 마찰을 최소화할 수 있게 동합금으로 이루어진 안착홈베어링(322)이 구비된 것이다.
또한, 상기 가이드안착부(320)의 다른 실시 예로는 도 6 에 도시된 바와 같이 가이드롤러(323)로 형성하여 실시할 수 있는 것이다.
상기 가이드롤러(323)에는 시트파일(200)의 측 단을 수용할 수 있게 롤러안착홈(323a)이 형성되게 실시할 수 있는 것이다.
또한, 상기 평면베어링부싱(330)은 윤활성과 내구성이 우수한 동합금으로 이루어지며 굴착과정에 측면으로 발생되는 면압에 대한 충분한 지지력을 가질 수 있게 면상베어링으로 구성된 것이다.
또한, 상기 상단 지지구(340)는 케이싱(140)에 열 박음 가능하게 내경이 케이싱(140)의 외경보다 작게 형성된 것이다.
상단 지지구(340)는 케이싱(140)에 플랜지 형상으로 고정구비되게 실시할 수 있는 것으로서, 일체로 가공형성되거나 용접고정 형성되어 실시될 수 있는 것이다.
상단 지지구(340)는 굴착과정에 흙과 같은 이물질이 평면베어링부싱(330)으로 유입되는 것을 방지할 수 있게 외경이 외경은 회전가이드관(310)의 내경보다 크고 회전가이드관(310)의 외경보다는 작게 형성된 것이다.
또한, 상기 하단 지지구(350)는 케이싱(140)에 열 박음 가능하게 내경이 케이싱(140)의 외경보다 작게 형성된 것이다.
상기 하단 지지구(350)의 외경은 굴착과정에 흙과 같은 이물질이 평면베어링부싱(330)으로 유입되는 것을 방지할 수 있게 회전가이드관(310)의 내경보다 크고 회전가이드관(310)의 외경보다는 작게 형성된 것이다.
상기 하단 지지구(350)는 회전가이드관(310)을 하중에 대한 지지력을 갖게 회전가이드관(310) 길이의 10~50%의 길이로 형성하여 실시함이 바람직한 것이다.
상기 하단 지지구(350)의 길이가 회전가이드관(310) 길이의 10% 이하의 길이로 실시하게 되면 열 박음에 의한 지지력에 의하여 충분한 지지력이 유지되지 않아 케이싱(140)으로부터 이탈 분리될 수 있으며, 회전가이드관(310) 길이의 50% 이상의 길이로 실시하게 되면 열 박음 과정이 어렵고 재료의 낭비가 유발되는 것이다.
한편, 상기 하단 지지구(350)의 상단 측에는 회전가이드관(310)을 지지하는 링 형상의 수직베어링(360)을 구비하여 실시할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 실시에 있어서 도 7 에 도시된 바와 같이 회전가이드관(310)의 상단 측과 하단 측 내면과 평면베어링부싱(330)의 상단 측과 하단 측 외면에는 케이싱의 회전과정에 유입되는 흙과 같은 이물질을 회전가이드관(310)의 외측으로 배출 유도할 수 있게 이물질배출나선홈(371)을 형성하여 실시할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 실시에 있어서 도 8 에 도시된 바와 같이 회전가이드관(310)에 평면베어링부싱(330)으로 윤활유를 주입할 수 있게 한 윤활유주입공(381)이 형성되어 실시될 수 있는 것이다.
상기 평면베어링부싱(330)의 중앙부 외면에는 윤활유충진홈(382)이 형성되어 실시될 수 있는 것이다.
이하, 본 발명의 동작과정에 대하여 설명하면 다음과 같다.
상기한 바와 같이 시트파일 굴착장치에 있어서, 케이싱(140)의 하단부 측에 회전되게 결합되어서 케이싱(140)이 기 설치된 시트파일(200)에 수직으로 가이드 되게 하는 회전 원통형 수직가이드부(300)를 구비하되, 상기 회전 원통형 수직가이드부(300)는 원통형으로 형성되어 케이싱(140)의 하단부 측에 회전되게 결합되는 회전가이드관(310)과 상기 회전가이드관(310) 일측에 기 설치된 시트파일(200)의 측단에 안착되어 수직으로 이동되는 가이드안착부(320), 케이싱(140)과 회전가이드관(310) 사이에 구비되는 평면베어링부싱(330), 상기 회전가이드관(310)의 상단 측 케이싱에 구비되는 상단 지지구(340), 회전가이드관 하단 측 케이싱에 구비되는 하단 지지구(350)로 구성된 본 발명을 적용하여 실시하게 되면, 시트파일(200)의 설치를 위하여 케이싱(140)과 스크루(151) 및 굴착해머(152)로 이루어진 굴착장치에 의하여 시트파일(200)의 설치를 위한 굴착공이 형성된다.
이상과 같이 형성된 굴착공에 시트파일(200)을 설치하고 다음 시트파일(200)의 설치를 위한 굴착공을 굴착한다.
이때, 상기 회전 원통형 수직가이드부(300)의 가이드안착부(320)가 시트파일(200)의 측단에 안착되게 한 후 굴착해머(152)와 케이싱(140)를 하강시켜 굴착 작업을 하게 되면, 상기 케이싱(140)이 시트파일(200)의 측단에 가이드 되어 전후로 밀리거나 위치변형 없이 굴착이 이루어지게 되는 것이다.
이상과 같은 굴착과정에 있어서 일정깊이로 굴착이 이루어짐에 있어 스크루(151)와 케이싱(140) 사이로 토사가 많이 유입되어서 마찰 저항이 유발되고 케이싱(140)의 외면과 지반의 접촉면적이 넓어져도 케이싱(140)이 함께 회전되어 굴착과정에 있어 스크루(151)가 회전저항을 받지 않고 케이싱(140)과 지반의 마찰저항도 감소되어 원활한 굴착이 이루어지는 것이다.
한편, 상기 가이드안착부(320)를 가이드안착홈(321)으로 형성하고 상기 가이드안착홈(321) 저면에 동합금으로 이루어진 안차홈베어링(322)을 구비하여 실시하게 되면, 굴착과정에 있어 시트파일(200)의 측단과 마찰과정에 있어 마찰저항을 유발하지 않고 부드러운 상하 승강이 이루어지는 것이다.
또한, 상기 가이드안착부(320)를 가이드롤러(323)로 구성하고, 가이드롤러(323)에는 시트파일(200)의 측단을 수용할 수 있게 롤러안착홈(323a)이 형성되게 실시하며, 굴착과정에 있어 롤러안착홈(323a)에 시트파일(200)이 안착 되어서 가이드롤러(323)가 시트파일(200)의 따라 구름 이동되어 굴착과정에 있어 케이싱(140)이 원활하게 수직 가이드 되며 굴착이 이루어지는 것이다.
또한, 회전가이드관(310)의 내측에 구비되는 평면베어링부싱(330)은 회전과정에 있어 측압에 대하여 면상으로 분산 지지하여 베어링 지지압이 감소되어 회전저항이 최소화되는 것이다.
또한, 상기 상단 지지구(340)와 하단 지지구(350)가 케이싱(140)의 열 박음 결합되게 구성되어 있어 그 장 탈착이 용이하고 사용과정에 있어 마모 등에 의한 탈착 현상이 발생하지 않는 것이다.
또한, 상단 지지구(340)와 하단 지지구(350)의 외경이 회전가이드관(310)의 내경보다 크게 형성하여 실시하게 되면, 상기 상단 지지구(340)와 하단 지지구(350)가 평면베어링부싱(330)으로의 흙과 같은 이물질 유입을 차단하여 평면베어링부싱(330)의 마모가 최소화되는 것이다.
또한, 상기 하단 지지구(350)가 회전가이드관(310) 길이의 10~50%의 길이로 형성되면, 열 박음 상태에서 회전가이드관(310)에 대한 지지력이 향상되는 것이다.
또한, 상기 하단 지지구(350)의 상단 측에는 회전가이드관(310)을 지지하는 링 형상의 수직베어링(360)을 구비하여 실시하게 되면, 하단 지지구(350)와 회전 가이드관(310) 사이의 마찰 저항을 방지하여 케이싱(140)의 회전이 부드럽게 이루어지는 것이다.
또한, 본 발명의 실시에 있어서 회전가이드관(310)의 상단 측과 하단 측 내면과 평면베어링부싱(330)의 상단 측과 하단 측 외면 중 어느 일 측에 이물질배출나선홈(371)을 형성하여 실시하게 되면, 케이싱의 회전과정에 유입되는 흙과 같은 이물질을 회전가이드관(310)의 외측으로 유도 배출되어 굴착과정에 있어 평면베어링부싱(330)과 회전가이드관(310)의 마모 손상이 최소화되는 것이다.
또한, 본 발명의 실시에 있어서 회전가이드관(310)에 평면베어링부싱(330)으로 윤활유를 주입할 수 있게 한 윤활유주입공(381)을 형성하고, 상기 평면베어링부싱(330)의 중앙부 외면에는 윤활유충진홈(382)을 형성하여 실시하게 되면, 사용과정에 급유에 의하여 회전가이드관(310)과 평면베어링부싱(330)의 손상이 최소화되는 것이다.
110 : 굴착기본체 120 : 리더 130 : 굴착모터
140 : 케이싱 151 : 스크루 152 : 굴착해머
200 : 시트파일
300 : 원통형 수직가이드부
310 : 회전가이드관
320 : 가이드안착부
321 : 가이드안착홈 322 : 안착홈베어링
323 : 가이드롤러 323a: 롤러안착홈
330 : 평면베어링부싱 340 : 상단 지지구
350 : 하단 지지구 360 : 수직베어링
371 : 이물질배출나선홈
381 : 윤활유주입공 382 : 윤활유충진홈

Claims (7)

  1. 시트파일 굴착장치에 있어서;
    케이싱(140)의 하단부 측에 회전되게 결합되어서 케이싱(140)이 기 설치된 시트파일(200)에 수직으로 가이드되게 하는 회전 원통형 수직가이드부(300)를 구비하되,
    상기 회전 원통형 수직가이드부(300)는 원통형으로 형성되어 케이싱(140)의 하단부 측에 회전되게 결합되는 회전가이드관(310)과 상기 회전가이드관(310) 일측에 기 설치된 시트파일(200)의 측단에 안착되어 수직으로 이동되는 가이드안착부(320), 케이싱(140)과 회전가이드관(310) 사이에 구비되는 평면베어링부싱(330), 상기 회전가이드관(310)의 상단 측 케이싱에 구비되는 상단 지지구(340), 회전가이드관 하단 측 케이싱에 구비되는 하단 지지구(350)로 구성되고,

    상기 상단 지지구(340)는 케이싱(140)의 열 박음 가능하게 내경이 케이싱(140)의 외경보다 작게 형성된 것과,
    케이싱(140)에 플랜지 형상으로 고정구비된 것 중 어느 하나로 구성되며;
    상기 하단 지지구(350)는 케이싱(140)의 열 박음 가능하게 내경이 케이싱(140)의 외경보다 작게 형성되며;
    상단 지지구(340)와 하단 지지구(350)의 외경은 굴착과정에 흙과 같은 이물질이 평면베어링부싱(330)으로 유입되는 것을 방지할 수 있게 회전가이드관(310)의 내경보다 크고 회전가이드관(310)의 외경보다는 작게 형성되며,
    상기 하단 지지구(350)는 회전가이드관(310)을 하중에 대한 지지력을 갖게 회전가이드관(310) 길이의 10~50%의 길이로 형성되고,
    상기 하단 지지구(350)의 상단 측에는 회전가이드관(310)을 지지하는 링 형상의 수직베어링(360)이 구비된 것을 특징으로 하는 시트파일 굴착장치.

  2. 시트파일 굴착장치에 있어서;
    케이싱(140)의 하단부 측에 회전되게 결합되어서 케이싱(140)이 기 설치된 시트파일(200)에 수직으로 가이드되게 하는 회전 원통형 수직가이드부(300)를 구비하되,
    상기 회전 원통형 수직가이드부(300)는 원통형으로 형성되어 케이싱(140)의 하단부 측에 회전되게 결합되는 회전가이드관(310)과 상기 회전가이드관(310) 일측에 기 설치된 시트파일(200)의 측단에 안착되어 수직으로 이동되는 가이드안착부(320), 케이싱(140)과 회전가이드관(310) 사이에 구비되는 평면베어링부싱(330), 상기 회전가이드관(310)의 상단 측 케이싱에 구비되는 상단 지지구(340), 회전가이드관 하단 측 케이싱에 구비되는 하단 지지구(350)로 구성되고,
    회전가이드관(310)의 상단 측과 하단 측 내면과 평면베어링부싱(330)의 상단 측과 하단 측 외면에는 케이싱의 회전과정에 유입되는 흙과 같은 이물질을 회전가이드관(310)의 외측으로 배출 유도할 수 있게 이물질배출나선홈(371)이 형성된 것을 특징으로 하는 시트파일 굴착장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서;
    상기 가이드안착부(320)는 시트파일(200)의 측면을 수용할 수 있게 "ㄷ"형 가이드안착홈(321)으로 구성된 것을 특징으로 하는 시트파일 굴착장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서;
    상기 가이드안착홈(321)의 저면에는 시트파일(200)과의 마찰을 최소화할 수 있게 동합금으로 이루어진 안차홈베어링(322)이 구비된 것을 특징으로 하는 시트파일 굴착장치.
  5. 제 1항 또는 제 2 항에 있어서;
    상기 가이드안착부(320)는 가이드롤러(323)로 구성되고,
    상기 가이드롤러(323)에는 시트파일(200)의 측단을 수용할 수 있게 롤러안착홈(323a)이 형성된 것을 특징으로 하는 시트파일 굴착장치.
  6. 제 1항 또는 제 2 항에 있어서;
    회전가이드관(310)에 평면베어링부싱(330)으로 윤활유를 주입할 수 있게 한 윤활유주입공(381)이 형성된 것을 특징으로 하는 시트파일 굴착장치.
  7. 제 6 항에 있어서;
    상기 평면베어링부싱(330)의 중앙부 외면에는 윤활유충진홈(382)이 형성된 것을 특징으로 하는 시트파일 굴착장치.
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