KR101527650B1 - Excavation face roughness measuring apparatus, system, method for measuring and method for analyzing excavation face roughness using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반고형물 보호부를 구비하여 현장타설말뚝의 암반 굴착면의 거칠기를 손쉽게 측정할 수 있는 굴착면 거칠기 측정장치, 분석시스템, 이를 이용한 굴착면 거칠기 측정방법 및 분석방법에 관한 것이다. 이를 위하여 일측이 굴착면에 압착되어 굴착면의 거칠기에 대한 본을 뜨는 반고형물; 일측에 반고형물의 타측이 결합되는 압착판; 적어도 일단에 압착판의 타측이 결합되며, 길이방향으로 팽창 또는 수축이 가능한 팽창수축수단; 견인을 위해, 압착판 및 팽창수축수단 중 적어도 하나에 결합되는 와이어; 및 팽창수축수단과 연결되어 팽창수축수단의 팽창 또는 수축 정도를 제어하는 제어수단;을 포함하고, 팽창수축수단은 복수개가 구비되고, 각각의 타단이 연결되거나 각각의 중단이 연결되며, 적어도 3방향의 굴착면의 거칠기를 측정하도록 구성되는 굴착면 거칠기 측정장치를 제공할 수 있다. 이에 의하면, 4방향 측정을 통하여 기존에 비해 2배의 데이터 측정이 가능해지는 효과가 있다. 이에 의해 부속장비 증가 문제를 간소화하여 측정에 편의성을 도모할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to an excavation surface roughness measuring device, an analysis system, a method of measuring an excavation surface roughness using the same, and an analytical method capable of easily measuring the roughness of a rock excavation surface of a drilling pit with a semi-solid material protection part. For this purpose, a semi - solid material with one side pressed against the excavation surface and emerging from the roughness of the excavation surface; A compression plate to which the other side of the semi-solid material is coupled at one side; Expanding and contracting means coupled to the other side of the compression plate at least at one end and capable of expanding or contracting in the longitudinal direction; A wire coupled to at least one of the compression plate and the expansion and contraction means for pulling; And a control means connected to the expansion and contraction means and controlling the degree of expansion or contraction of the expansion and contraction means, wherein the plurality of expansion and contraction means are provided, the other ends of the expansion and contraction means are connected, The roughness of the excavation surface of the excavation surface can be measured. According to this, it is possible to perform data measurement twice as much as in the conventional method through the four-direction measurement. As a result, there is an effect that convenience of measurement can be improved by simplifying the problem of increasing the accessory equipment.
Description
본 발명은 반고형물 보호부를 갖는 굴착면 거칠기 측정장치, 분석시스템, 이를 이용한 굴착면 거칠기 측정방법 및 분석방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반고형물 보호부를 구비하여 현장타설말뚝의 암반 굴착면의 거칠기를 손쉽게 측정할 수 있는 굴착면 거칠기 측정장치, 분석시스템, 이를 이용한 굴착면 거칠기 측정방법 및 분석방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an excavation surface roughness measuring apparatus, an analysis system, a method for measuring roughness of an excavation surface using the same, and an analysis method using the same. More particularly, the present invention relates to an excavation surface roughness measuring apparatus, an analysis system, and a method for measuring roughness of an excavated surface using the same, which can easily measure roughness of a rock excavation surface of a drilled pile with a semi-solid material protection portion.
일반적으로 현장타설말뚝은 연약한 지반에서 구조물을 거치할 때 부족한 지지력을 보완하기 위하여, 높은 강도의 깊은 지반에 하중을 전달하기 위해 사용되는 구조체이다. 도 1은 현장타설말뚝의 굴착면을 도시한 개념도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 현장타설말뚝은 비교적 연약한 토사층에서부터 비교적 높은 강도의 암반까지 관통되도록 구성된다. 비교적 연약한 토사층에서의 주면마찰력은 비교적 낮기 때문에, 현장타설말뚝의 암반 부분의 주면마찰력은 현장타설말뚝의 연직지지력에 큰 영향을 미치게 된다.In general, field drilled piles are structures used to transfer loads to deep grounds with high strength to compensate for insufficient bearing capacity when mounting structures on soft ground. 1 is a conceptual view showing an excavation surface of a cast-in-place pile. As shown in FIG. 1, such a ground drilled pile is configured to penetrate from a relatively soft soil layer to a relatively high strength rock bed. Since the frictional force on the relatively weak soil layer is relatively low, the frictional force on the rock surface of the drilled pile greatly affects the vertical bearing capacity of the drilled pile.
이러한 암반의 주면마찰력과 관련하여, 도 2는 암반 굴착면 거칠기와 주면마찰력과의 관계를 도시한 그래프이다. 도 2에서 가로축은 변위, 세로축은 주면마찰력, i는 거칠기를 나타낸다. i의 수치가 높을수록 더욱 표면이 거칠게 구성되는 것을 의미한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 암반의 거친정도가 높을수록 주면마찰력이 증가하는 것을 알 수 있다. 도 3은 암반 굴착면의 거칠기를 정량적으로 평가하여 얻은 3차원 데이터이다. 이러한 자료를 토대로 주면마찰력 및 현장타설말뚝의 연직지지력을 도출한다. 따라서, 현장에서 손쉽게 암반 굴착면의 거칠기를 측정하는 장비가 요구된다.2 is a graph showing the relationship between the roughness of the rock excavation surface and the main surface friction force in relation to the main surface friction force of the rock bed. In Fig. 2, the abscissa represents the displacement, the ordinate represents the main surface friction force, and i represents the roughness. The higher the value of i, the more rough the surface is. As shown in FIG. 2, it can be seen that the roughness of the rock surface increases as the roughness of the rock becomes higher. Fig. 3 is three-dimensional data obtained by quantitatively evaluating the roughness of the rock excavation surface. Based on these data, the frictional force and the vertical bearing capacity of the cast-in-place pile are derived. Therefore, there is a need for an equipment for easily measuring the roughness of a rock excavation surface in the field.
종래기술과 관련하여, 도 4는 종래의 굴착면 거칠기 측정장치를 촬영한 사진이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상부에서 장비를 내려 특정 위치에서 공기압에 의한 실린더의 수축 팽창과 반고형물을 이용하여 굴착면 거칠기를 측정하는 장비가 종래에 이용되고 있었다. In the related art, FIG. 4 is a photograph of a conventional excavation surface roughness measuring apparatus. As shown in FIG. 4, equipment for measuring the roughness of the excavated surface using the semi-solid material and shrinking expansion of the cylinder by the air pressure at a specific position downward from the upper part has been conventionally used.
그러나, 이러한 종래기술은 측정장치의 투입 및 회수 과정에서 반고형물이 훼손되는 일이 빈번히 발생하였고, 굴착면의 경사 때문에 반고형물이 제대로 굴착면에 달라붙지 못하였으며, 반고형물이 장비의 길이방향을 축으로 회전하여 거칠기 측정의 신뢰성이 저하되었고, 2방향 측정으로 다수 데이터 확보를 위해 측정 횟수가 많아져야 했으며, 측정장치의 굴착공 내 중심유지가 쉽지 않았고, 공기압을 외부에서 따로 조종해야하는 문제점이 있었다.However, this conventional technique frequently causes the semi-solid material to be damaged during the input and recovery of the measuring device, and the semi-solid material does not stick to the excavation surface due to the inclination of the excavation surface. The reliability of the roughness measurement was reduced due to the rotation of the shaft, and the number of times of measurement required for acquiring a large number of data was increased due to the two-direction measurement, and maintenance of the center of the measuring device in the excavation hole was not easy and the air pressure had to be controlled separately from the outside .
따라서, 이러한 문제점을 해소하기 위한 굴착면 거칠기 측정장치가 필요한 실정이다.
Therefore, there is a need for an excavation surface roughness measuring device for solving such problems.
따라서 본 발명은 상기 제시된 문제점을 개선하기 위하여 창안되었다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems.
본 발명의 목적은, 반고형물 보호부를 구비하고, 4방향 측정이 가능하며, 측정장치의 굴착공 내 중심 유지를 용이하게 할 수 있는 관입장비를 구비하고, 관입장비에서 공기압을 조절할 수 있도록 구성되어 현장타설말뚝의 암반 굴착면의 거칠기를 손쉽게 측정할 수 있는 굴착면 거칠기 측정장치, 분석시스템, 이를 이용한 굴착면 거칠기 측정방법 및 분석방법을 제공하는데에 있다.
It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for controlling the intrusion of a measuring device having a semi-solid object protection unit and capable of measuring in four directions and capable of facilitating centering of the measuring device in the excavation hole, The present invention provides an apparatus for measuring roughness of an excavation surface, an analysis system, and a method for measuring the roughness of excavation surface using the same.
이하 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적 수단에 대하여 설명한다.Hereinafter, specific means for achieving the object of the present invention will be described.
본 발명의 제1목적은, 현장타설말뚝의 삽입을 위한 굴착공의 굴착면 거칠기 측정장치에 있어서, 일측이 굴착면에 압착되어 상기 굴착면의 거칠기에 대한 본을 뜨는 반고형물; 일측에 상기 반고형물의 타측이 결합되는 압착판; 적어도 일단에 상기 압착판의 타측이 결합되며, 길이방향으로 팽창 또는 수축이 가능한 팽창수축수단; 견인을 위해, 상기 압착판 및 상기 팽창수축수단 중 적어도 하나에 결합되는 와이어; 및 상기 팽창수축수단과 연결되어 상기 팽창수축수단의 팽창 또는 수축 정도를 제어하는 제어수단;을 포함하고, 상기 팽창수축수단은 복수개가 구비되고, 각각의 타단이 연결되거나 각각의 중단이 연결되며, 적어도 3방향의 굴착면의 거칠기를 측정하도록 구성되는 굴착면 거칠기 측정장치를 제공하여 달성될 수 있다.A first object of the present invention is to provide an apparatus for measuring an excavation surface roughness of an excavation hole for inserting an excavated pile, comprising: a semi-solid material having one side pressed against the excavation surface and floating on the roughness of the excavation surface; A compression plate to which the other side of the semi-solid material is coupled at one side; Expanding and contracting means coupled to the other side of the compression plate at least at one end and capable of expanding or contracting in the longitudinal direction; A wire coupled to at least one of said compression plate and said expansion and contraction means for pulling; And control means connected to the expansion and contraction means and controlling the degree of expansion or contraction of the expansion and contraction means, wherein the plurality of expansion and contraction means are provided, the other ends of the expansion and contraction means are connected, The present invention can be achieved by providing an excavation surface roughness measuring device configured to measure roughness of excavation surfaces of at least three directions.
또한, 상기 팽창수축수단은 4개로 구성되며, 일평면에서 서로 90˚의 사이각을 갖도록 구성되고, 각각의 상기 팽창수축수단의 타단이 연결되는 중심이 상기 굴착공의 횡단면 중심에 일치하도록 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다. 이에 따르면 굴착면의 거칠기 정보의 가장 적절한 양을 빠른 시간 내에 도출해 낼 수 있는 장점이 있다.The expansion / contraction means is constituted by four pieces, and is configured to have an angle of 90 DEG with respect to each other in one plane, and the center to which the other ends of the expansion / contraction means are connected is configured to coincide with the center of the cross section of the excavation hole . ≪ / RTI > According to this, there is an advantage that the most appropriate amount of roughness information of the excavation surface can be derived in a short time.
또한, 각각의 상기 팽창수축수단의 타단이 연결되는 중심에 구비되고, 상기 제어수단과 연결되어, 각 상기 팽창수축수단의 팽창 및 수축을 위한 공기압을 통합하여 각각의 상기 팽창수축수단에 분배하기 위한 공압분배장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.A plurality of expansion and contraction means for expanding and contracting the inflation and contraction means, respectively, for distributing the air pressure for expansion and contraction of the respective inflation and deflation means to the respective inflation and deflation means; And a pneumatic distribution device.
또한, 상기 팽창수축수단의 일단에 고정되어 상기 반고형물을 감싸도록 구성되고, 상기 팽창수축수단의 팽창 또는 수축에 따라 상기 압착판이 내부에서 외부로 돌출 또는 외부에서 내부로 삽입되도록 구성되는 반고형물보호부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The semi-solid material protection structure is configured to be fixed to one end of the expansion and contraction means and to enclose the semi-solid material, and the compression plate is protruded from the inside to the outside or inserted from the outside to the inside according to the expansion or contraction of the expansion and contraction means. And further comprising:
또한, 일단은 상기 팽창수축수단의 일단에 일부 삽입되며, 타단은 상기 압착판의 타측과 연결되어, 상기 팽창수축수단의 길이방향으로 상기 압착판을 이동시키도록 구성되는 이동부재;을 더 포함하고, 상기 이동부재는 다각단면으로 구성되고, 상기 팽창수축수단의 일단에 형성되고 상기 이동부재의 단면과 형상맞춤되는 다각구멍에 삽입되어, 상기 압착판의 회전이 방지되는 것을 특징으로 할 수 있다. And a moving member which is partially inserted into one end of the expansion and contraction means and whose other end is connected to the other side of the compression plate to move the compression plate in the longitudinal direction of the expansion and contraction means , The moving member is configured to have a polygonal cross section and is inserted into a polygonal hole formed at one end of the expansion / contraction means and aligned with the end surface of the moving member, thereby preventing rotation of the compression plate.
또한, 상기 와이어를 당기거나 풀어주어 상기 팽창수축수단 및 상기 압착판의 상기 굴착공에서의 심도를 조절하는 심도조절수단; 및 상기 굴착공의 도입구의 일측에 구비되고, 상기 심도조절수단과 상기 팽창수축수단의 사이에서 상기 와이어를 지지하도록 구비되어, 상기 팽창수축수단의 타단이 연결되는 굴착면 거칠기 측정장치의 중심이 상기 굴착공의 횡단면 중심과 일치하도록 구성되는 관입장비;를 더 포함할 수 있다.Depth adjustment means for adjusting the depth of the expansion shrinking means and the compression plate in the excavation hole by pulling or loosening the wire; And a center of an excavation surface roughness measuring device provided at one side of an inlet of the excavation hole and adapted to support the wire between the depth adjusting means and the expansion and contraction means and connected to the other end of the expansion and contraction means, And penetration equipment configured to coincide with the cross-sectional center of the drill hole.
또한, 상기 관입장비는, 상기 굴착공의 도입구의 일측에 연직방향으로 구비되어 상단에 제1도르래를 구비하는 세로보; 및 상기 세로보의 중단에 상기 세로보와 수직하게 구비되고, 일단에 제2도르래를 구비하는 가로보;를 더 포함하고, 상기 가로보는, 상기 세로보와의 각도가 조절되거나, 길이가 조절되거나, 길이방향으로 이동되거나, 상기 제2도르래의 위치가 조절되어, 상기 제2도르래가 상기 굴착공의 횡단면 중심에 위치하도록 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다. 이러한 구체적 구성에 의하면, 저렴한 비용으로 간단하게 관입장비를 제작할 수 있고, 설치와 해체가 용이한 장점이 있다. 또한, 케이싱면 위로 측정장치를 쉽게 인양할 수 있는 장점이 있다.In addition, the intrusion equipment may include a stringer provided at one side of an inlet of the excavation hole and having a first sheave at an upper end thereof in a vertical direction; And a transverse bar provided perpendicularly to the stringers at a stop of the stringers and having a second sheave at one end thereof, wherein the angle of the stringers, the angle with the stringers, the length of the stringers, Or the position of the second sheave is adjusted such that the second sheave is located at the center of the cross section of the excavation hole. According to this specific configuration, it is possible to easily manufacture intrusion equipment with low cost and to easily install and dismantle the device. In addition, there is an advantage that the measurement device can be easily lifted onto the casing surface.
또한, 상기 제1도르래 또는 상기 제2도르래와 연결되어, 상기 와이어의 변위에 따라 상기 팽창수축수단의 상기 굴착공에서의 심도를 측정하는 심도측정장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The apparatus may further include a depth measuring device connected to the first sheave or the second sheave to measure a depth of the expansion and contraction device in the excavation hole according to displacement of the wire.
또한, 상기 가로보 또는 상기 세로보에 설치되고, 상기 제어수단과 연결되어 상기 팽창수축수단의 팽창 또는 수축을 조정하도록 구성되는 팽창수축 조정장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 이러한 팽창수축 조정장치는 공기압 조정장치를 이용할 수 있다.
The apparatus may further include an expansion shrink adjusting device installed in the cross bar or the stringer and connected to the control means to adjust the expansion or contraction of the expansion shrinkage means. Such an expansion contraction adjusting device can use an air pressure adjusting device.
본 발명의 제2목적은, 현장타설말뚝의 삽입을 위한 굴착공의 굴착면 거칠기 분석시스템에 있어서, 굴착면 거칠기 측정장치; 상기 굴착공의 굴착면의 거칠기가 복제된 반고형물을 3차원으로 스캔하는 3차원 스캐너; 및 상기 3차원 스캐너에 의해 스캔된 3차원 데이터를 분석하여 상기 굴착면의 거칠기를 분석하는 분석수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착면 거칠기 분석시스템을 제공하여 달성될 수 있다.
A second object of the present invention is to provide an excavation surface roughness analyzing system for excavating an excavation hole for inserting an excavated pile, comprising: an excavation surface roughness measuring device; A three-dimensional scanner for three-dimensionally scanning a semi-solid material replicated in roughness of an excavation surface of the excavation hole; And analyzing means for analyzing the three-dimensional data scanned by the three-dimensional scanner to analyze the roughness of the excavation surface.
본 발명의 제3목적은, 굴착면 거칠기 측정장치를 이용한 현장타설말뚝의 삽입을 위한 굴착공의 굴착면 거칠기 측정방법에 있어서, 압착판을 반고형물보호부의 내부로 삽입한 상태에서 상기 굴착면 거칠기 측정장치를 굴착공 내부로 투입하는 투입단계; 팽창수축수단이 팽창되어 상기 압착판이 상기 반고형물보호부로부터 토출되고, 상기 반고형물의 일측면이 굴착면에 압착되는 압착단계; 상기 팽창수축수단이 수축되어 상기 압착판이 상기 반고형물보호부로 회수되는 회수단계; 및 상기 압착판이 상기 반고형물보호부의 내부로 삽입된 상태에서, 상기 팽창수축수단을 상기 굴착공의 외부로 인양하여 회수하는 인양단계;를 포함하는 굴착면 거칠기 측정방법을 제공하여 달성될 수 있다.A third object of the present invention is to provide a method for measuring an excavation surface roughness of an excavation hole for inserting an excavated soil pile using the excavation surface roughness measuring apparatus, A charging step of charging the measuring device into the excavation hole; A compression step in which the expansion shrinking means is expanded so that the compression plate is discharged from the semi-solid material protection portion and one side of the semi-solid material is compressed on the excavation surface; A recovery step in which the expansion and contraction means contracts and the compression plate is recovered to the semi-solid matter protection portion; And a lifting step of lifting the expansion and contraction means to the outside of the excavation hole and recovering the excavated surface in a state where the compression plate is inserted into the semi-solid material protection portion.
본 발명의 제4목적은, 굴착면 거칠기 분석시스템을 이용한 현장타설말뚝의 삽입을 위한 굴착공의 굴착면 거칠기 분석방법에 있어서, 압착판을 반고형물보호부의 내부로 삽입한 상태에서 상기 굴착면 거칠기 측정장치를 굴착공 내부로 투입하는 투입단계; 팽창수축수단이 팽창되어 상기 압착판이 상기 반고형물보호부로부터 토출되고, 상기 반고형물의 일측면이 굴착면에 압착되는 압착단계 ;상기 팽창수축수단이 수축되어 상기 압착판이 상기 반고형물보호부로 회수되는 회수단계; 상기 압착판이 상기 반고형물보호부의 내부로 삽입된 상태에서, 상기 팽창수축수단을 상기 굴착공의 외부로 인양하여 회수하는 인양단계; 상기 팽창수축수단의 일단에서 상기 반고형물을 분리하는 분리단계; 3차원 스캐너를 이용하여 분리된 상기 반고형물의 압착면을 스캔하여 3차원 데이터를 얻는 스캔단계; 및 상기 3차원 데이터를 기반으로 상기 굴착면의 거칠기를 분석하는 분석단계;를 포함하는 굴착면 거칠기 분석방법을 제공하여 달성될 수 있다.
A fourth object of the present invention is to provide a method of analyzing roughness of an excavation hole for inserting a cast-in-place pile using an excavation surface roughness analysis system, wherein the excavation surface roughness A charging step of charging the measuring device into the excavation hole; A compression step in which the expansion and contraction means is inflated and the compression plate is discharged from the semi-solid material protection portion and one side of the semi-solid material is compressed on the excavation surface; the expansion and contraction means is contracted and the compression plate is recovered to the semi-solid material protection portion Recovery step; A lifting step of lifting the expansion and contraction means to the outside of the excavation hole and recovering the compressed air in a state where the compression plate is inserted into the semi-solid material protection portion; A separating step of separating the semi-solid material from one end of the expansion / contraction means; A scanning step of scanning the pressing surfaces of the semi-solid material separated using the three-dimensional scanner to obtain three-dimensional data; And analyzing the roughness of the excavation surface based on the three-dimensional data.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 이하와 같은 효과가 있다.As described above, the present invention has the following effects.
첫째, 본 발명에 따르면, 4방향 측정을 통하여 기존에 비해 2배의 데이터 측정이 가능해지는 효과가 있다. 이에 의해 부속장비 증가 문제를 간소화하여 측정에 편의성을 도모할 수 있는 효과가 있다.First, according to the present invention, it is possible to perform data measurement twice as much as in the past through four-way measurement. As a result, there is an effect that convenience of measurement can be improved by simplifying the problem of increasing the accessory equipment.
둘째, 본 발명에 따르면, 관입장비를 통하여 굴착공의 중심부에 측정장치가 위치할 수 있도록 하여, 데이터의 온전한 측정 및 회수가 가능해지고, 측정장치의 안정적 운영이 가능해지는 효과가 있다.Second, according to the present invention, the measurement device can be positioned at the center of the excavation hole through the intrusion equipment, so that the data can be measured and recovered, and the stable operation of the measurement device becomes possible.
셋째, 본 발명에 따르면, 관입장비를 이용하여 관입심도를 손쉽게 확인할 수 있는 효과가 있다.Third, according to the present invention, intrusion depth can be easily confirmed using intrusion equipment.
넷째, 본 발명에 따르면, 관입장비에 공기압 조정장치를 제작하여 측정장치의 운영상황을 확인하면서 공기압 조종이 가능하게 되는 효과가 있다. Fourthly, according to the present invention, it is possible to control the air pressure while confirming the operating condition of the measuring apparatus by making an air pressure adjusting apparatus in intrusion equipment.
다섯째, 본 발명에 따르면, 반고형물 보호부를 구비하여 측정장치의 투입 및 회수 과정에서 반고형물이 훼손되지 않는 효과가 있다.Fifth, according to the present invention, there is an effect that the semi-solid material is not damaged in the process of inserting and collecting the measuring device.
여섯째, 본 발명에 따르면, 이동부재를 다각단면으로 구성하고, 이동부재가 삽입되는 팽창수축수단의 일단을 이동부재의 외곽과 형상맞춤되는 다각구멍으로 구성하여 압착판의 회전을 방지하였다. 이에 따르면 굴착면 거칠기 측정 및 분석의 정밀도가 향상되는 효과가 있다.
Sixth, according to the present invention, the movable member is formed in a polygonal cross-section, and one end of the expansion / contraction means into which the movable member is inserted is constituted by a polygonal hole that is shaped to fit with the outer periphery of the movable member. According to this, accuracy of measurement and analysis of excavation surface roughness is improved.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 현장타설말뚝의 굴착면을 도시한 개념도,
도 2는 암반 굴착면 거칠기와 주면마찰력과의 관계를 도시한 그래프,
도 3은 암반 굴착면의 거칠기를 정량적으로 평가하여 얻은 3차원 데이터,
도 4는 종래의 굴착면 거칠기 측정장치를 촬영한 사진,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 측정장치의 측정모드를 도시한 사시도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 측정장치의 투입 및 인양모드를 도시한 사시도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 압착판를 도시한 사시도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 관입장비를 도시한 측면도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 굴착면에 설치된 굴착면 거칠기 측정장치를 도시한 개념도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 측정방법을 도시한 흐름도,
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 분석시스템을 도시한 사시도,
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너의 사시도를 도시한 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description, And shall not be interpreted.
FIG. 1 is a conceptual view showing an excavation surface of a cast-in-place pile,
Fig. 2 is a graph showing the relationship between the rock surface excavation surface roughness and the main surface frictional force,
FIG. 3 is a graph showing three-dimensional data obtained by quantitatively evaluating the roughness of a rock excavation surface,
4 is a photograph of a conventional excavation surface roughness measuring apparatus,
5 is a perspective view showing a measurement mode of the excavation surface roughness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 6 is a perspective view illustrating a loading and lifting mode of an excavation surface roughness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention,
7 is a perspective view illustrating a compression plate according to an embodiment of the present invention,
Figure 8 is a side view of intrusion equipment in accordance with an embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a conceptual diagram showing an excavation surface roughness measuring apparatus installed on an excavation surface according to an embodiment of the present invention;
10 is a flowchart illustrating a method of measuring an excavation surface roughness according to an embodiment of the present invention,
11 is a perspective view illustrating an excavation surface roughness analysis system according to an embodiment of the present invention,
12 is a perspective view of a three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작원리를 상세하게 설명함에 있어서 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following detailed description of the operation principle of the preferred embodiment of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
The same reference numerals are used for portions having similar functions and functions throughout the drawings. Throughout the specification, when a part is connected to another part, it includes not only a case where it is directly connected but also a case where the other part is indirectly connected with another part in between. In addition, the inclusion of an element does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise.
<< 굴착면Excavation surface 거칠기 측정장치 및 측정방법> Roughness measuring device and measuring method>
본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 측정장치에 관하여, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 측정장치의 측정모드를 도시한 사시도, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 측정장치의 투입 및 인양모드를 도시한 사시도이다. 도 5, 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 측정장치(100)는 반고형물(10), 압착판(110), 팽창수축수단(120), 반고형물보호부(130), 제어수단(150), 관입장비(320), 심도조절수단(300)을 포함할 수 있다. FIG. 5 is a perspective view illustrating a measurement mode of an excavation surface roughness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a perspective view of an apparatus for measuring roughness of an excavated surface according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view showing the loading and lifting mode of the excavation surface roughness measuring device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 and 6, an excavation surface
본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 측정장치(100)의 측정모드는 팽창수축수단(120)이 팽창하여 반고형물(10)이 굴착면에 밀착하게 되는 모드를 의미하고, 굴착면 거칠기 측정장치(100)의 투입 및 인양모드는 팽창수축수단(120)이 수축하여 반고형물(10)이 반고형물보호부(130)의 내부에 삽입되는 모드를 의미한다.The measurement mode of the excavation surface
반고형물(10)은, 일측이 암반의 굴착면에 압착되어 굴착면의 거칠기에 해당하는 굴곡에 대한 본을 뜨는 구성이다. 여기서 반고형물(10)은 수중에서도 사용할 수 있도록 수용성 및 지용성 재질은 지양된다. 굴착면의 거칠기를 측정한 후에도 재사용할 수 있도록 장기간 보관해도 굳지 않는 성질을 갖는 재질을 이용함이 바람직하다. 이와 같은 반고형물(10)의 재질로는 유토 등이 사용됨이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.The semi-solid material (10) is constituted such that one side is pressed against the excavation surface of the rock, and a pattern corresponding to the roughness of the excavation surface emerges. Here, the
압착판(110)에 관하여, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 압착판를 도시한 사시도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 압착판(110)은 일측에 반고형물(10)의 타측이 결합되어 반고형물(10)에 직접 압력을 가하는 구성이다. 압착판(110)은 제1패널(111), 제1힌지(113), 제2패널(112), 제2힌지(114), 탄성부재(115) 등을 포함할 수 있다.7 is a perspective view showing a compression plate according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the
제1패널(111)은, 일측에 반고형물(10)이 접촉되어 결합된다. 또한, 제1패널(111)은 반고형물(10)의 일부가 유입되는 반고형물 유입홀을 적어도 하나 이상 구비할 수 있다. 이와 같이 반고형물 유입홀을 통해 유입된 반고형물(10)의 일부는 반고형물(10)이 굴착면에 압착된 후 떨어질 때, 반고형물(10)이 제1패널(111)에서 떨어지지 않게 하는 효과가 있다.The
제1패널(111)의 측면에는 적어도 하나 이상의 제1힌지(113)가 구비되고, 제2패널(112)의 측면 역시 적어도 하나 이상의 제2힌지(114)가 구비된다. 그리고, 제1힌지(113)와 제2힌지(114)의 사이에는 탄성부재(115)가 구비되게 된다. 따라서 제1힌지(113), 제2힌지(114) 및 탄성부재(115)에 의해 제1패널(111)과 제2패널(112)이 연결되게 된다. 그리고 탄성부재(115)에 의해 연결되므로 제1패널(111)은 제2패널(112)을 기준으로 일정 각도로 틸팅(tilting)될 수 있게 구성된다. 따라서 본 발명의 일실시예에 따른 위와 같은 구성은, 굴착면의 경사에 대응하여 제1패널(111)이 틸팅될 수 있는 효과가 있다. 이를 통해 굴착면에 경사면인 경우에도 거칠기의 정밀한 측정이 가능해지는 효과가 있다.At least one
팽창수축수단(120)은, 일평면에서 서로 같은 이격거리를 갖도록 복수개가 구비될 수 있다. 이렇게 구성되는 경우 팽창수축수단(120)에 의해 발생하는 압력이 평형을 이루어 굴착면 거칠기 측정장치(100)의 중심이 편심되지 않는 효과가 있다. 본 발명의 일실시예에서는 각각 90˚의 사이각을 갖는 4개의 팽창수축수단(120)을 구비하여 결국 4개의 반고형물(10)을 수용할 수 있도록 구성된다. 기존의 2방향에서 4방향으로 늘림으로써, 1회 측정 시 얻을 수 있는 거칠기 데이터의 양을 향상시키는 효과가 있고, 측정 횟수가 감소되어 측정의 편의성을 확보하고, 공기 및 시공비용을 감축할 수 있는 효과가 있다.A plurality of the expansion and contraction means 120 may be provided so as to have the same distance from each other on one plane. In this case, the pressure generated by the expansion / contraction means 120 is balanced so that the center of the excavation surface
또한, 각 팽창수축수단(120)의 타단이 연결되는 굴착면 거칠기 측정장치(100)의 중심부에는 공압분배장치(400)가 구비될 수 있다. 이러한 공압분배장치(400)는 4방향의 팽창수축수단(120)을 팽창 및 수축시키는 공기압을 한데 묶어서 방향성의 증대로 인한 부속품의 난잡함을 해결하는 효과가 있다. 즉, 공압배선(121)을 최소화하는 효과가 있다. 이러한 공압분배장치(400)는 제어수단(150)과 공압배선(121)으로 연결되는데, 이러한 공압배선(121)에는 수축용 및 팽창용 배선이 포함되며, 공압분배장치(400)는 공압배선(121)에 의하여 각 팽창수축수단(120)에 수축용 및 팽창용 공압을 제공하게 된다. 또한, 각 팽창수축수단(120)의 팽창 및 수축을 공기압 조정장치(326)에서 제어할 수 있다.In addition, a
이러한 팽창수축수단(120)은 일단에 이동부재(170)가 결합되고, 팽창수축수단(120)의 구동(팽창과 수축)에 의해 이동부재(170)를 길이방향으로 이동시키게 된다. 따라서 이동부재(170)의 이동에 의해 이동부재(170)의 단부에 결합된 압착판(110)이 이동되게 된다. 굴착면 거칠기 측정장치(100)가 굴착공의 내부에 삽입되어 투입 및 인양모드와 측정모드 사이에서 변모할 때에는 굴착공 횡단면의 직경방향으로 이동하게 될 것이다. The expansion and contraction means 120 is coupled to the moving
이러한 이동부재(170)는, 단면이 다각형으로 구성되도록 하여 압착판(110)의 회전을 방지하는 것이 가능하다. 이는 거칠기 데이터의 정밀도와 밀접한 관련이 있다. 이러한 구성에 의하면 압착판(110)의 회전을 방지하기 위한 장비가 간략화 되어 장비 비용이 감축되는 효과가 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 이동부재(170)에서는 육각단면으로 구성하였다. 팽창수축수단(120)의 일단은 이동부재(170)의 외곽과 형상 맞춤되는 육각구멍이 형성되고, 이동부재(170)는 이러한 육각구멍과 접하면서 슬라이딩 하도록 구성되는 방식으로 압착판(110)의 회전을 방지한다.This moving
이와 같은 팽창수축수단(120)은 압력을 조절하여 길이방향으로 팽창, 수축이 가능한 수단이나, 전력을 사용하여 길이방향으로 이동부재(170)를 슬라이드 운동을 시킬 수 있는 모터 등이 이용될 수 있다. 구체적으로는, 압력을 조절하여 길이방향으로 이동부재(170)를 이동시킬 수 있는 수단으로 공압실린더, 유압실린더 등이 사용될 수 있으며, 전력을 사용하는 수단으로는 리니어 모터 등이 사용될 수 있다.The expansion and contraction means 120 may be a means capable of expanding or contracting in the longitudinal direction by adjusting the pressure or a motor capable of sliding movement of the moving
또한, 굴착공의 횡단면 직경에 따라 팽창수축수단(120)의 일측에 연장봉이 더 포함될 수 있다. 이러한 연장봉은 결합부재(122)에 의해 팽창수축수단(120)의 양측에 결합될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 팽창수축수단(120)의 최대 팽창 시, 굴착면 거칠기 측정장치(100)는 직경 1.5m 이하의 굴진공에서 사용될 수 있다. 직경 1.5m 이상의 굴진공에서 굴착면의 거칠기를 측정하는 경우에는 이러한 연장봉을 체결하여 이용할 수 있다.In addition, depending on the cross-sectional diameter of the excavation hole, an extension rod may be further included on one side of the expansion / contraction means 120. These extension rods can be coupled to both sides of the expansion and contraction means 120 by
반고형물보호부(130)는, 각 팽창수축수단(120)의 일단에 압착판(110) 및 반고형물(10)을 감싸도록 구성될 수 있다. 굴착면 거칠기 측정장치(100)의 투입 및 인양모드에서 반고형물(10)의 보호를 하는 역할을 한다. 굴착면에 반고형물(10)이 접촉되면 거칠기의 본을 뜬 반고형물(10)이 훼손되어 거칠기 데이터의 정밀도가 감소하기 때문이다. 이러한 반고형물보호부(130)는 케이스 형태로, 일측은 폐쇄되고, 타측은 개방되어 개방된 타측으로 압착판(110)이 이동하게 된다. The semi-solid
또한, 이러한 반고형물보호부(130)의 일측에는 다수의 걸림쇠(141)가 구비되어 와이어(180)가 결합된다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 반고형물보호부(130)는 4개가 구비되고, 각 반고형물보호부(130)에는 와이어(180)가 연결되며, 각 와이어(180)는 굴착면 거칠기 측정장치(100)의 상부에서 하나로 취합되어 굴착면 거칠기 측정장치(100)의 굴착공 내 중심확보와 굴착면 거칠기 측정장치(100)가 휘는 현상을 방지하게 되는 효과가 있다. 이러한 와이어(180)는 심도조절장비(300)와 연결되어 굴착면 거칠기 측정장치(100)를 굴착공으로 투입 또는 인양을 할 수 있도록 구성된다. In addition, a plurality of
또한, 이러한 반고형물보호부(130)의 일측에는 팽창수축수단(120)의 길이방향으로 형성된 회전방지용 가이드가 구비될 수 있다. 이러한 회전방지용 가이드는 홈 또는 구멍으로 구성될 수 있는데, 압착판(110)의 일측이 회전방지용 가이드와 연결되어 이러한 회전방지용 가이드를 따라 이동하게 됨으로써, 압착판(110)이 이동부재(170)의 축방향을 기준으로 회전하게 되는 것을 방지하는 효과가 있다. 이는 거칠기 데이터의 정밀도와 밀접한 관련이 있다.In addition, a rotation preventing guide formed in the longitudinal direction of the expansion and contraction means 120 may be provided on one side of the semi-solid
제어수단(150)은, 팽창수축수단(120)과 공압배선(121)으로 연결되어 팽창수축수단(120)의 팽창압력을 제어하는 것으로, 제어수단(150)이 제어하는 팽창수축수단(120)의 압력은 5~12bar의 범위에서 조절되는 것이 바람직하다. 고압으로 압착되어 반고형물(10)의 형상이 변형되는 것을 방지하기 위함이다.The control means 150 is connected to the expansion and contraction means 120 and the
관입장비(320)에 관하여, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 관입장비를 도시한 측면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 관입장비(320)는 굴진공의 도입구의 일측에 구비되어, 세로보와 가로보를 구비할 수 있고, 세로보와 가로보의 종단에는 각각 제1도르래(322), 제2도르래(323)가 구비되어 와이어(180)가 연직방향으로 구동되도록 유도될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 관입장비(320)에 의하면 가로보의 길이를 조정할 수 있도록 구성되어 굴착면 거칠기 측정장치(100)를 굴착공의 횡단면 중심에 거치하는 것이 용이해지는 효과가 있다. 또한 본 발명의 일실시예에 따른 관입장비(320)는 굴진공 케이싱 면의 상단에 거치되므로, 굴착면 거칠기 측정장치(100)의 굴착공 내부 투입과 인양에 있어서 안정성을 확보하는 데에 매우 유리한 장점이 있다.With respect to
특히, 제1도르래(322) 또는 제2도르래(323)에는 와이어(180)의 하강 시, 도르래가 회전하는 원리를 이용하여 굴착면 거칠기 측정장치(100)의 투입 심도를 측정하는 심도측정장치(324)를 더 구비할 수 있는 효과가 있다. 이러한 심도측정장치(324)에 의해 굴착면 거칠기 측정장치(100)의 관입심도를 손쉽게 확인할 수 있는 효과가 있다.Particularly, in the
또한, 세로보 또는 가로보에 제어수단(150)과 공압배선(121)으로 연결되어 팽창수축수단(120)의 팽창 및 수축을 조정하는 공기압 조정장치(326)를 설치함으로써, 사용자가 육안으로 확인하며 팽창수축수단(120)의 팽창 및 수축을 조정하는 것이 가능해지는 효과가 있다. 즉, 굴착면 거칠기 측정장치(100)의 운영상황을 확인하면서 공기압의 조정이 가능하여, 장비 운영에 편의성이 극대화되는 효과가 있다. 이러한 공기압 조정장치(326)는 팽창수축수단(120)의 종류에 따라 팽창수축수단(120)의 팽창 및 수축을 조정할 수 있는 다른 구성을 포함하고, 공기압의 조정에 한정되지 않는다.The air
심도조절장비(300)는 윈치 등이 이용될 수 있으며, 와이어(180)와 연결되어 관입장비(320)에서 연장되는 와이어(180)를 끌어당기거나 풀어주어 굴착면 거칠기 측정장치(100)의 심도를 조절하는 구성이다.
The
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 측정장치(100)의 작동관계 및 굴착면 거칠기 측정방법을 기술한다. 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 굴착면에 설치된 굴착면 거칠기 측정장치를 도시한 개념도, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 측정방법의 흐름도를 도시한 것이다. 도 9, 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 측정방법은, 연장봉 추가의 판단 단계(S110), 연장봉 결합 단계(S120), 반고형물 결합 단계(S130), 팽창수축수단의 투입 단계(S140), 반고형물의 압착 유지단계(S150), 팽창수축수단의 회수 단계(S160), 반고형물 분리 및 스캔단계(S170)를 포함할 수 있다.Hereinafter, the operation of the excavation surface
연장봉 추가의 판단 단계(S110)는, 굴착면(20)의 직겨에 기초하여 팽창수축수단(120)에 연장봉이 필요한지 여부를 판단하는 단계이다. 여기서 본 발명은 거칠기를 측정하고자 하는 굴착공의 직경에 맞추어 연장봉을 결합시킴으로써, 직경 3.0m 이상의 대구경에도 대응할 수 있도록 고안되었다.The step of determining whether or not the extension rod is added (S110) is a step of determining whether or not the extension rod is necessary for the expansion / contraction means 120 based on the straightness of the
연장봉 결합 단계(S120)는 팽창수축수단(120)에 연장봉을 결합하는 단계로서, 압착판 분리단계(S121), 연장봉 결합단계(S122) 및 압착판 결합단계(S123)를 포함할 수 있다.The elongated rod coupling step S120 is a step of coupling the elongate rod to the expansion and contraction means 120 and may include a compression plate separation step S121, an elongate rod coupling step S122 and a compression plate coupling step S123 have.
압착판 분리단계(S121)는 팽창수축수단(120)의 단부에 고정되어 있는 압착판(110)을 분리하는 것으로, 팽창수축수단(120)과 압착판(110)의 분리는 후크 결합 또는 회전 결합을 해체하여 분리할 수 있다.The compression plate separation step S121 separates the
연장봉 결합단계(S122)는 팽창수축수단(120)의 결합부재(122)에 연장봉을 결합하는 단계이다. 팽창수축수단(120)의 결합부재(122)와 연장봉은 후크 결합 또는 회전 결합으로 결합할 수 있다.The extension rod bonding step (S122) is a step of coupling the extension rod to the
압착판 결합단계(S123)는 연장봉이 결합된 팽창수축수단(120)의 압착판(110)을 결합하는 단계이다. 이와 같은 압착판(110)과 팽창수축수단(120)의 결합은 앞서 기술한 압착판 분리단계(S121)의 역순으로 결합할 수 있다.The compression plate engaging step S123 is a step of engaging the
반고형물 결합 단계(S130)는 반고형물(10)을 팽창수축수단(120)에 결합하는 단계이다. 반고형물 준비단계(S131) 및 반고형물 결합단계(S132)를 포함할 수 있다.The semi-solid coupling step (S130) is the step of coupling the semi-solid material (10) to the expansion and contraction means (120). A semi-solid preparation step (S131) and a semi-solid material combination step (S132).
반고형물 준비단계(S131)는 반고형물(10)을 평평한 형상으로 준비하는 단계이다. 반고형물(10)은 유토, 지점토 등이 사용될 수 있으며, 수중 사용과 장기간 사용을 위해 수용성 및 지용성 재질은 지양될 수 있다.The semi-solid preparation step (S131) is a step of preparing the semi-solid material (10) in a flat shape. Semi-solid (10) may be emulsified or emulsified, and water-soluble and lipophilic materials may be used for water-use and long-term use.
반고형물 결합단계(S132)는 반고형물(10)을 팽창수축수단(120)의 압착판(110)에 결합하는 단계이다. 반고형물(10)을 압착판(110)의 제2패널(112)에 압착 결합하여, 제2패널(112)에 구비된 하나 이상의 반고형물 유입홀에 반고형물(10)의 일부가 유입되도록 한다. 반고형물 유입홀과 반고형물 유입홀에 유입된 반고형물(10)의 마찰력이 굴착면(20)과 반고형물(10)의 마찰력보다 크기 때문에 반고형물(10)이 굴착면(20)에서 떨어질 때 반고형물(10)이 제2패널(112)에서 떨어지지 않는 효과가 있다.The semi-solid bonding step (S132) is a step of bonding the semi-solid material (10) to the compression plate (110) of the expansion and contraction means (120). The
팽창수축수단의 투입 단계(S140)는 팽창수축수단(120)을 굴착면(20)에 투입하여 압착하는 단계이다. 이때, 팽창수축수단(120)은 사용자가 관입장비(320)를 이용하여 굴착면 거칠기 측정장치(100)의 중심이 굴착공의 횡단면 중심에 유지되고, 굴착면 거칠기 측정장치(100)의 평면이 수평을 유지하며 투입될 수 있다. 반고형물(10)을 굴착면(20)에 압착하는 것은 팽창수축수단(120)의 수평을 유지한 상태에서 굴착면(20)에 압착하는 것이 바람직하다.The step of injecting the expansion and contraction means (S140) is a step of putting the expansion and contraction means 120 on the
반고형물의 압착 유지단계(S150)는 굴착면(20)에 압착된 반고형물(10)의 압착상태를 5분 이상으로 유지하는 단계를 의미한다. 거칠기 측정의 정밀도를 위한 단계이다. 여기서, 반고형물(10)의 압착상태를 5분 이상 유지하는 것은 반고형물(10)이 짧은 시간동안 굴착면에 압착될 경우, 반고형물(10)에 굴착면(20)의 거칠기가 충분히 드러나지 않을 수 있기 때문이다.The semi-solid holding step (S150) means holding the squeezed state of the semi-solid material (10) pressed on the excavation surface (20) for 5 minutes or more. It is a step for precision of roughness measurement. Here, maintaining the pressed state of the
팽창수축수단의 회수 단계(S160)는 팽창수축수단(120)을 수축시켜, 굴착공으로부터 팽창수축수단(120)을 회수하는 것으로, 팽창수축수단 수축단계(S161) 및 팽창수축수단 회수단계(S162)를 포함할 수 있다.The expansion and contraction means recovery step S160 is a step of contracting the expansion and contraction means 120 to recover the expansion and contraction means 120 from the excavation hole and to perform the expansion and contraction means contraction step S161 and the expansion and contraction means recovery step S162 ).
팽창수축수단 수축단계(S161)는, 팽창수축수단(120)의 수축 정도의 압력을 조절하여 반고형물(10)이 굴착면(20)에서 떨어지도록 하는 단계이다.The expansion shrinkage means shrinkage step (S161) is a step of adjusting the pressure of the degree of shrinkage of the expansion shrinkage means (120) so that the semi-solid material (10) is separated from the excavation surface (20).
팽창수축수단 회수단계(S162)는, 심도조절장비(300)가 와이어(180)를 끌어당기고, 관입장비(320)의 도르래를 통해 팽창수축수단(120)이 굴착공 밖으로 인양되어 회수되는 단계이다. The expansion shrinkage recovery step S162 is a step in which the
반고형물 분리 및 스캔단계(S170)는 이하에서 기술되는 굴착면 거칠기 분석시스템의 3차원 스캐너를 이용하여 팽창수축수단(120)의 반고형물(10)을 3차원 스캔하는 단계이다. 제2패널 분리단계(S171) 및 반고형물 스캔단계(S172)를 포함할 수 있다.The semi-solid material separation and scanning step S170 is a step of three-dimensionally scanning the
제2패널 분리단계(S171)는 팽창수축수단(120)에서 반고형물(10)이 결합된 제2패널(112)을 분리하는 단계이다.The second panel separation step S171 is a step of separating the
반고형물 스캔단계(S172)는 굴착면(20)과 압착된 반고형물(10)의 일면에 3차원 스캐너를 이용하여 3차원으로 스캔하는 단계이다. 여기서 3차원 스캐너를 통해 스캔된 반고형물(10)에 대한 스캔결과는 유선통신수단 또는 무선통신수단으로 컴퓨터에 전송될 수 있으며, 별도의 디스플레이를 장착하여 반고형물(10)의 일면에 대한 스캔 결과를 사용자가 현장에서 확인하도록 구성될 수 있다.
The semi-solid material scanning step S172 is a step of three-dimensionally scanning the excavated
<< 굴착면Excavation surface 거칠기 분석시스템 및 분석방법> Roughness Analysis System and Analysis Method>
본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 분석시스템에 관하여, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 분석시스템을 도시한 사시도, 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너를 도시한 사시도이다. 도 11, 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 분석시스템은, 본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 측정장치(100), 3차원 스캐너(200), 분석수단을 포함할 수 있다.FIG. 11 is a perspective view illustrating an excavation surface roughness analysis system according to an embodiment of the present invention. FIG. 12 is a perspective view of a three-dimensional Fig. 11 and 12, an excavation surface roughness analysis system according to an embodiment of the present invention includes an excavation surface
굴착면 거칠기 측정장치(100)는 위에서 기술된 바와 같으므로, 그 설명을 생략한다.Since the excavation surface
3차원 스캐너(200)는 반고형물(10)의 표면에 생성된 굴착면의 굴곡을 도 3에 도시된 바와 같이 3차원으로 스캔하는 구성이다. The three-
분석수단은 3차원 스캐너(200)에 의해 얻어진 3차원 데이터를 기반으로 하여 굴착면의 거칠기를 분석하게 된다.The analysis means analyzes the roughness of the excavation surface based on the three-dimensional data obtained by the three-dimensional scanner (200).
본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 분석시스템에 의해 얻어진 굴착면의 거칠기 데이터를 이용하여, 현장타설말뚝을 위한 굴착공의 암반 굴착면의 주면마찰력 및 현장타설말뚝의 연직지지력 또는 인발지지력을 계산할 수 있게 된다.
Using the roughness data of the excavation surface obtained by the excavation surface roughness analysis system according to one embodiment of the present invention, the main surface friction force of the rock excavation surface of the excavation hole for the drilled pile and the vertical support force or pull- .
본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 분석방법은, 본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 측정방법에서 얻어진 3차원 데이터를 토대로, 분석수단을 이용해 굴착면의 거칠기를 분석하게 되는 단계를 더 포함할 수 있다.
The method for analyzing the roughness of the excavation surface according to an embodiment of the present invention may include analyzing the roughness of the excavation surface using the analysis means based on the three dimensional data obtained by the method of measuring the roughness surface roughness according to an embodiment of the present invention .
본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 측정장치, 분석시스템 및 이를 이용한 측정방법, 분석방법에 의하면, 이하와 같은 효과가 있다.The apparatus, the analysis system, and the measuring method and the analyzing method using the excavation surface roughness measuring apparatus, the analyzing system, and the analyzing method according to an embodiment of the present invention have the following effects.
첫째, 종래에는 측정장비의 중심이 정확히 잡히지 않을 경우에 반고형물에 손상이 발생하여 거칠기 측정의 정밀도가 감소하는 문제가 있었으나, 본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 측정장치(100)는 관입장비(320) 및 와이어(180)의 구성에 의하여 측정장비의 중심이 정확히 잡히는 장점이 있다.First, in the past, when the center of the measuring equipment is not precisely caught, the semi-solid material is damaged and the precision of the roughness measurement is reduced. However, the excavation surface
둘째, 종래에는 2방향 측정만 가능하여 공기가 길어지는 문제점이 있었으나, 본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 측정장치(100)는 4방향 이상의 측정이 가능하여 빠른 시간 안에 다수의 거칠기 데이터를 확보할 수 있는 장점이 있다.Secondly, conventionally, only two-direction measurement is possible, and air is lengthened. However, the excavation surface
셋째, 종래에는 측정장비의 투입 및 회수 시, 안정성이 불확실하고, 측정 심도를 따로 측정해야하는 불편이 있었으나, 본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 측정장치(100)는 관입장비(320)와 심도측정장치(324)에 의해 굴착공의 케이싱면으로 굴착면 거칠기 측정장치(100)를 들어올릴 수 있어 장비 운영상의 위험문제가 감소되고, 측정장비의 관입심도를 쉽게 확인할 수 있는 장점이 있다.In the past, there has been an inconvenience in that the stability is uncertain and the depth of measurement must be separately measured during the input and recovery of the measuring equipment. However, the excavation surface
넷째, 종래에는 측정장비의 압착판의 수축 및 팽창에 필요한 공기압의 조정을 외부의 에어콤프레셔에서 직접 하여야하는 불편이 있었으나, 본 발명의 일실시예에 따른 굴착면 거칠기 측정장치(100)는 관입장비(320)에 공기압 조정장치(326)를 구비하여, 측정장비의 관입심도 및 운영상황을 육안으로 확인하면서 공기압의 조정이 가능하여, 장비 운영의 편의성이 상승되는 장점이 있다.
Fourthly, conventionally, it has been inconvenient to directly adjust the air pressure required for shrinking and expanding the compression plate of the measuring equipment by an external air compressor. However, the excavation surface
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
As described above, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.
10: 반고형물
20: 굴착면
100: 굴착면 거칠기 측정장치
110: 압착판
111: 제1패널
112: 제2패널
113: 제1힌지
114: 제2힌지
115: 탄성부재
120: 팽창수축수단
121: 공압배선
122: 결합부재
130: 반고형물보호부
141: 걸림쇠
150: 제어수단
170: 이동부재
180: 와이어
200: 3차원 스캐너
300: 심도조절수단
320: 관입장비
322: 제1도르래
323: 제2도르래
324: 심도측정장치
326: 공기압 조정장치
400: 공압분배장치10: semi-solid
20: excavation surface
100: Excavation surface roughness measuring device
110:
111: first panel
112: second panel
113: first hinge
114: second hinge
115: elastic member
120: expansion contraction means
121: Pneumatic wiring
122:
130: Semi-solid material protection part
141: The brace
150: control means
170: moving member
180: wire
200: 3D Scanner
300: Depth adjusting means
320: Intrusion Equipment
322: 1st pulley
323: 2nd pulley
324: Depth measuring device
326: Air pressure regulator
400: Pneumatic distributor
Claims (12)
일측이 굴착면에 압착되어 상기 굴착면의 거칠기에 대한 본을 뜨는 반고형물;
일측에 상기 반고형물의 타측이 결합되는 압착판;
적어도 일단에 상기 압착판의 타측이 결합되며, 길이방향으로 팽창 또는 수축이 가능한 팽창수축수단;
견인을 위해, 상기 압착판 및 상기 팽창수축수단 중 적어도 하나에 결합되는 와이어;
상기 팽창수축수단과 연결되어 상기 팽창수축수단의 팽창 또는 수축 정도를 제어하는 제어수단; 및
일단은 상기 팽창수축수단의 일단에 일부 삽입되며, 타단은 상기 압착판의 타측과 연결되어, 상기 팽창수축수단의 길이방향으로 상기 압착판을 이동시키도록 구성되는 이동부재;
을 포함하고,
상기 팽창수축수단은 복수개가 구비되고, 각각의 타단이 연결되거나 각각의 중단이 연결되며, 적어도 3방향의 굴착면의 거칠기를 측정하도록 구성되고,
상기 이동부재는 다각단면으로 구성되고, 상기 팽창수축수단의 일단에 형성되고 상기 이동부재의 단면과 형상맞춤되는 다각구멍에 삽입되어, 상기 압착판의 회전이 방지되는 굴착면 거칠기 측정장치.
An apparatus for measuring an excavation surface roughness of an excavation hole for insertion of a ground drilled pile,
A semi-solid material having one side pressed against the excavation surface and floating on the roughness of the excavation surface;
A compression plate to which the other side of the semi-solid material is coupled at one side;
Expanding and contracting means coupled to the other side of the compression plate at least at one end and capable of expanding or contracting in the longitudinal direction;
A wire coupled to at least one of said compression plate and said expansion and contraction means for pulling;
Control means connected to the expansion / contraction means and controlling the degree of expansion or contraction of the expansion / contraction means; And
A movable member which is partially inserted into one end of the expansion and contraction means and whose other end is connected to the other side of the compression plate to move the compression plate in the longitudinal direction of the expansion and contraction means;
/ RTI >
Wherein the plurality of expansion and contraction means are provided and each of the other ends is connected or each of the stops is connected to measure the roughness of at least three excavation surfaces,
Wherein the moving member is formed in a polygonal cross section and is inserted into a polygonal hole formed at one end of the expansion / contraction means so as to be shaped into an end face of the moving member, thereby preventing rotation of the pressing plate.
상기 팽창수축수단은 4개로 구성되며, 일평면에서 서로 90˚의 사이각을 갖도록 구성되고, 각각의 상기 팽창수축수단의 타단이 연결되는 중심이 상기 굴착공의 횡단면 중심에 일치하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 굴착면 거칠기 측정장치.
The method according to claim 1,
Wherein the expansion and contraction means is constituted by four pieces and is configured to have an angle of 90 DEG with respect to each other in one plane and the center of the other end of the expansion and contraction means is connected to the center of the cross section of the excavation hole Wherein the roughness measuring device measures the roughness of the excavated surface.
각각의 상기 팽창수축수단의 타단이 연결되는 중심에 구비되고, 상기 제어수단과 연결되어, 각 상기 팽창수축수단의 팽창 및 수축을 위한 공기압을 통합하여 각각의 상기 팽창수축수단에 분배하기 위한 공압분배장치;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착면 거칠기 측정장치.
3. The method of claim 2,
And a plurality of expansion / contraction means for expanding and contracting the expansion / contraction means, wherein the expansion / contraction means is provided at a center to which the other ends of the expansion / contraction means are connected, Device;
Further comprising: an excavation surface roughness measuring device for measuring the roughness of the excavated surface.
상기 팽창수축수단의 일단에 고정되어 상기 반고형물을 감싸도록 구성되고, 상기 팽창수축수단의 팽창 또는 수축에 따라 상기 압착판이 내부에서 외부로 돌출 또는 외부에서 내부로 삽입되도록 구성되는 반고형물보호부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착면 거칠기 측정장치.
The method according to claim 1,
A semi-solid material protector configured to be fixed to one end of the expansion / contraction means and to surround the semi-solid material, wherein the compression plate is protruded from the inside to the outside or inserted from the outside into the inside due to expansion or contraction of the expansion / contraction means;
Further comprising: an excavation surface roughness measuring device for measuring the roughness of the excavated surface.
상기 와이어를 당기거나 풀어주어 상기 팽창수축수단 및 상기 압착판의 상기 굴착공에서의 심도를 조절하는 심도조절수단; 및
상기 굴착공의 도입구의 일측에 구비되고, 상기 심도조절수단과 상기 팽창수축수단의 사이에서 상기 와이어를 지지하도록 구비되어, 각각의 상기 팽창수축수단의 타단이 연결되는 중심이 상기 굴착공의 횡단면 중심과 일치하도록 구성되는 관입장비;
를 더 포함하는 굴착면 거칠기 측정장치.
The method according to claim 1,
Depth adjusting means for adjusting the depth of the expansion shrinking means and the compression plate in the excavation hole by pulling or loosening the wire; And
Wherein the center of the expansion shrinking means is provided at one side of the introduction port of the excavation hole and is adapted to support the wire between the depth adjustment means and the expansion and contraction means, Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI >
Further comprising: an excavation surface roughness measuring device
상기 관입장비는,
상기 굴착공의 도입구의 일측에 연직방향으로 구비되어 상단에 제1도르래를 구비하는 세로보; 및
상기 세로보의 중단에 상기 세로보와 수직하게 구비되고, 일단에 제2도르래를 구비하는 가로보;
를 더 포함하고,
상기 가로보는, 상기 세로보와의 각도가 조절되거나, 길이가 조절되거나, 길이방향으로 이동되거나, 상기 제2도르래의 위치가 조절되어, 상기 제2도르래가 상기 굴착공의 횡단면 중심에 위치하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 굴착면 거칠기 측정장치.
The method according to claim 6,
Wherein the intrusion equipment comprises:
A stringer provided at one side of an inlet of the excavation hole and having a first sheave at an upper end thereof in a vertical direction; And
A bar orthogonal to the stringers at a stop of the stringers and having a second sheave at one end;
Further comprising:
Wherein the second hoistway is configured to be positioned at the center of the transverse plane of the drill hole so that the horizontal view is adjusted with respect to the stringer, the length is adjusted, the lengthwise direction is changed, and the position of the second sheave is adjusted Wherein the excavation surface roughness measuring device comprises:
상기 제1도르래 또는 상기 제2도르래와 연결되어, 상기 와이어의 변위에 따라 상기 팽창수축수단의 상기 굴착공에서의 심도를 측정하는 심도측정장치;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착면 거칠기 측정장치.
8. The method of claim 7,
A depth measurement device connected to the first sheave or the second sheave to measure the depth of the expansion / contraction means in the excavation hole in accordance with displacement of the wire;
Further comprising: an excavation surface roughness measuring device for measuring the roughness of the excavated surface.
상기 가로보 또는 상기 세로보에 설치되고, 상기 제어수단과 연결되어 상기 팽창수축수단의 팽창 또는 수축을 조정하도록 구성되는 팽창수축 조정장치;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착면 거칠기 측정장치.
8. The method of claim 7,
An expansion contraction adjusting device installed in the crossbeam or the stringer and connected to the control means to adjust the expansion or contraction of the expansion shrinking means;
Further comprising: an excavation surface roughness measuring device for measuring the roughness of the excavated surface.
제4항에 따른 굴착면 거칠기 측정장치;
상기 굴착공의 굴착면의 거칠기가 복제된 반고형물을 3차원으로 스캔하는 3차원 스캐너; 및
상기 3차원 스캐너에 의해 스캔된 3차원 데이터를 분석하여 상기 굴착면의 거칠기를 분석하는 분석수단;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착면 거칠기 분석시스템.
A system for analyzing the roughness of an excavation hole for insertion of a ground drilled pile,
An excavation surface roughness measuring device according to claim 4;
A three-dimensional scanner for three-dimensionally scanning a semi-solid material replicated in roughness of an excavation surface of the excavation hole; And
Analyzing means for analyzing the three-dimensional data scanned by the three-dimensional scanner to analyze the roughness of the excavation surface;
Wherein the roughness roughness analyzing system comprises:
압착판을 반고형물보호부의 내부로 삽입한 상태에서 상기 굴착면 거칠기 측정장치를 굴착공 내부로 투입하는 투입단계;
팽창수축수단이 팽창되어 상기 압착판이 상기 반고형물보호부로부터 토출되고, 상기 반고형물의 일측면이 굴착면에 압착되는 압착단계;
상기 팽창수축수단이 수축되어 상기 압착판이 상기 반고형물보호부로 회수되는 회수단계; 및
상기 압착판이 상기 반고형물보호부의 내부로 삽입된 상태에서, 상기 팽창수축수단을 상기 굴착공의 외부로 인양하여 회수하는 인양단계;
를 포함하는 굴착면 거칠기 측정방법.
A method for measuring an excavation surface roughness of an excavation hole for inserting an excavated pile using the excavation surface roughness measuring apparatus according to claim 4,
An injection step of injecting the excavation surface roughness measuring device into the excavation hole with the compression plate inserted into the inside of the semi-solid matter protection part;
A compression step in which the expansion shrinking means is expanded so that the compression plate is discharged from the semi-solid material protection portion and one side of the semi-solid material is compressed on the excavation surface;
A recovery step in which the expansion and contraction means contracts and the compression plate is recovered to the semi-solid matter protection portion; And
A lifting step of lifting the expansion and contraction means to the outside of the excavation hole and recovering the compressed air in a state where the compression plate is inserted into the semi-solid material protection portion;
And measuring the roughness of the excavated surface.
압착판을 반고형물보호부의 내부로 삽입한 상태에서 상기 굴착면 거칠기 측정장치를 굴착공 내부로 투입하는 투입단계;
팽창수축수단이 팽창되어 상기 압착판이 상기 반고형물보호부로부터 토출되고, 상기 반고형물의 일측면이 굴착면에 압착되는 압착단계;
상기 팽창수축수단이 수축되어 상기 압착판이 상기 반고형물보호부로 회수되는 회수단계;
상기 압착판이 상기 반고형물보호부의 내부로 삽입된 상태에서, 상기 팽창수축수단을 상기 굴착공의 외부로 인양하여 회수하는 인양단계;
상기 팽창수축수단의 일단에서 상기 반고형물을 분리하는 분리단계;
3차원 스캐너를 이용하여 분리된 상기 반고형물의 압착면을 스캔하여 3차원 데이터를 얻는 스캔단계; 및
상기 3차원 데이터를 기반으로 상기 굴착면의 거칠기를 분석하는 분석단계;
를 포함하는 굴착면 거칠기 분석방법.
A method for analyzing an excavation surface roughness of an excavator for inserting an excavated pile using the excavation surface roughness measuring device according to claim 4,
An injection step of injecting the excavation surface roughness measuring device into the excavation hole with the compression plate inserted into the inside of the semi-solid matter protection part;
A compression step in which the expansion shrinking means is expanded so that the compression plate is discharged from the semi-solid material protection portion and one side of the semi-solid material is compressed on the excavation surface;
A recovery step in which the expansion and contraction means contracts and the compression plate is recovered to the semi-solid matter protection portion;
A lifting step of lifting the expansion and contraction means to the outside of the excavation hole and recovering the compressed air in a state where the compression plate is inserted into the semi-solid material protection portion;
A separating step of separating the semi-solid material from one end of the expansion / contraction means;
A scanning step of scanning the pressing surfaces of the semi-solid material separated using the three-dimensional scanner to obtain three-dimensional data; And
Analyzing the roughness of the excavation surface based on the three-dimensional data;
Of the excavation surface roughness.
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