KR101527723B1 - 복합형 지반개량장치 및 이를 이용한 지반개량공법 - Google Patents

복합형 지반개량장치 및 이를 이용한 지반개량공법 Download PDF

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/12Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil

Abstract

본 발명은 천공기 또는 크레인의 가이드리더에 승강 가능하게 연결되어 지반을 굴착 및 교반하는 지반개량장치에서, 상기 가이드리더에 승강 가능하게 연결되고 내부에 기어부가 마련된 채 동력을 전달하며 감속기가 구비되는 제1모터부;와 상기 제1모터부의 기어부에 연결되는 중공의 제1로드;와 상기 제1로드의 선단에 결합되어 지반을 굴착 및 교반하는 제1비트;로 구성되는 제1오거장치; 및, 상기 제1오거장치의 제1모터부 상부에 설치되는 것으로 상기 가이드리더에 승강 가능하게 연결되고 위로 약액주입장치가 결합되는 제2모터부;와 상기 제2모터부의 기어부에 연결되고 상기 제1오거장치의 제1로드보다 작은 지름으로 구성되어 상기 제1로드 내부에 삽입 설치되는 제2로드;와 상기 제2로드의 선단에 결합되어 지반을 굴착하는 제2비트;로 구성되는 제2오거장치;를 포함하여 구성되되, 상기 제1ㆍ2오거장치는 각각의 제1ㆍ2모터부에 의해 개별적으로 구동이 가능하고, 상기 제2오거장치의 제2로드는 상기 제1오거장치의 제1모터부에 구비되는 감속기 내부를 통(通)하도록 설치되며, 상기 제1오거장치로 토사층의 하단까지 지반을 굴착 및 교반한 후, 상기 제2오거장치로 상기 토사층의 하부에 위치한 암반층의 설계심도까지 지반을 굴착하는 것을 특징으로 한다.

Description

복합형 지반개량장치 및 이를 이용한 지반개량공법{Complex Ground Improving Devive and Ground Improving Method Using The Same}
본 발명은 지반을 강화시키기 위한 지반개량장치 및 이를 이용한 지반개량공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토사층을 교반 및 굴착할 수 있는 제1오거장치와 이러한 제1오거장치 내부를 통과하도록 설치되어 토사층 하부의 암반층을 천공하여 약액주입공법을 적용시킬 수 있는 별도의 제2오거장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 복합형 지반개량장치 및 이를 바람직하게 이용하여 지반을 개량하는 공법에 관한 것이다.
일반적으로, 지반 위에 직접 구조물을 건설하고자 할 때 그 지반이 지형적인 특성상 임해성 점성토, 층적 점성토 등 연약토로 이루어진 연약지반일 경우에는 그 지반을 개량하여 보강하는 작업을 하고, 제방, 쓰레기 매립장 등 차수를 필요로 하는 경우에는 지중에 연직차수벽을 형성하는 작업을 하고 있다.
이러한 연약지반 개량 및 연직차수벽 형성에 사용되는 지반 개량용 교반장치는, 통상 오거축이 개량 대상 지반을 원하는 깊이까지 파고들어간 후, 오거축의 인발시에 시멘트풀, 고화재 등의 고결약제(固結藥劑)를 오거축의 선단에 형성된 개량제 분출구를 통해 분사하면서 개량 대상 지반토와 고결약제를 혼합(약액주입공법) 및 교반하여(교반공법) 지반을 개량하거나 차수벽을 형성한다.
그러나 교반공법은 풍화암 이상의 토질에서는 천공 및 교반이 불가능하며, 천공 및 교반을 하려면 로드 선단에 함마비트를 부착함으로써 작업을 하여야 하는데 이로 인한 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 경비도 증가한다는 문제점이 있다. 아울러 함마비트를 사용함으로써 작업 중에 토사가 배출되어 주변 환경이 불량해진다는 한계도 있다.
한편, 약액주입공법은 주입되는 약액의 발달로 침투성은 좋아졌으나 지중의 지반이 불확실한 경우 약한 지반의 쏠림 현상으로 개량체 구근이 불확실하게 형성된다는 문제점이 있다.
또한 도 1은 전형적인 지층구조를 가지는 지반의 천공 및 현장타설말뚝의 시공과정을 나타낸 도면으로서, 케이싱(Casing)(30)을 관입시키며 토사굴착장비(21)로 토사층(11)을 굴착하여 암반층(12)에 도달하면, 토사굴착장비(21)를 인발하고 암반굴착비트(22)를 케이싱(30) 내부로 진입시켜 암반층(12)을 설계심도까지 굴착하고, 굴착공 내부로 철근(31)을 삽입한 후 트레미관(32)을 통하여 콘크리트(33)를 타설하면서 케이싱(30)을 인발함으로써 현장타설말뚝을 완성하게 된다.
이와 같이 종래에는 토사층과 암반층에 시간의 간격을 두고 별도의 비트를 이용하여 굴착작업을 하였는데, 이는 시공기간이 늘어날 뿐만 아니라 경제적이지 못하다는 한계가 있다. 더구나 도 1에 도시된 바와 같이 암반층(12)의 굴착이 토사층(11)에 형성된 굴착공과 같은 직경의 대형 암반굴착비트(22)로 한번에 이루어지게 되므로, 암반층(12)의 굴착과정에서 발생되는 소음과 진동이 클 수밖에 없었으며, 도심지 공사의 경우 이러한 굴착과정의 소음 및 진동으로 인하여 주변 구조물의 피해와 민원이 발생하는 문제점이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 새롭게 개발된 본 발명은 토사층을 교반 및 굴착할 수 있는 제1오거장치 내부에 암반층을 천공할 수 있는 제2오거장치가 관통설치됨으로써 교반공법과 약액주입공법을 원활하게 병행할 수 있는 복합형 지반개량장치를 제공함을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명은 이러한 복합형 지반개량장치를 이용하여 토사층과 암반층을 시간적 간격 없이 교반 및 굴착한 후, 암반층 하단부터 토사층 상부까지 용이하게 고화제 등의 약액을 주입할 수 있는 지반개량공법을 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 창작된 본 발명의 기술적 구성은 다음과 같다.
본 발명은 천공기 또는 크레인의 가이드리더에 승강 가능하게 연결되어 지반을 굴착 및 교반하는 지반개량장치에서, 상기 가이드리더에 승강 가능하게 연결되고 내부에 기어부가 마련된 채 동력을 전달하며 감속기가 구비되는 제1모터부;와 상기 제1모터부의 기어부에 연결되는 중공의 제1로드;와 상기 제1로드의 선단에 결합되어 지반을 굴착 및 교반하는 제1비트;로 구성되는 제1오거장치; 및, 상기 제1오거장치의 제1모터부 상부에 설치되는 것으로 상기 가이드리더에 승강 가능하게 연결되고 위로 약액주입장치가 결합되는 제2모터부;와 상기 제2모터부의 기어부에 연결되고 상기 제1오거장치의 제1로드보다 작은 지름으로 구성되어 상기 제1로드 내부에 삽입 설치되는 제2로드;와 상기 제2로드의 선단에 결합되어 지반을 굴착하는 제2비트;로 구성되는 제2오거장치;를 포함하여 구성되되, 상기 제1ㆍ2오거장치는 각각의 제1ㆍ2모터부에 의해 개별적으로 구동이 가능하고, 상기 제2오거장치의 제2로드는 상기 제1오거장치의 제1모터부에 구비되는 감속기 내부를 통(通)하도록 설치되며, 상기 제1오거장치로 토사층의 하단까지 지반을 굴착 및 교반한 후, 상기 제2오거장치로 상기 토사층의 하부에 위치한 암반층의 설계심도까지 지반을 굴착하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 복합형 지반개량장치를 이용하여 지반을 개량하는 방법에서, 천공 위치를 측량하고 제1오거장치로 토사층 아래의 암반층 상면까지 지반을 굴착 및 교반하는 제1단계; 상기 제1오거장치의 제1로드 내부를 관통하도록 설치된 제2오거장치의 제2로드와 제2비트를 이용하여 암반층의 설계심도까지 지반을 천공하는 제2단계; 약액주입장치에 약액을 주입하고, 주입된 약액을 제2로드 내부를 통해 천공된 암반층 내부에 주입하는 제3단계; 및, 제2오거장치의 제2로드를 위로 올리면서 제1로드가 위치한 토사층 내부에 약액을 주입하는 제4단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째, 토사층을 굴착 및 교반하는 제1오거장치 내부에 암반층을 천공하는 제2오거장치가 관통하여 설치되고, 이를 이용하여 토사층과 암반층을 시간적 간격 없이 연속적으로 굴착하게 됨으로써 작업시간이 단축되어 작업의 효율성을 높일 수 있다.
또한 제2로드는 제1로드보다 작은 지름으로 구성되고, 그 내부에서 암반층을 굴착함으로써 암반층의 천공시 발생하는 소음과 진동이 획기적으로 감소되는 효과를 얻을 수 있을 뿐 아니라, 천공의 정밀성을 높이는 효과 또한 얻을 수 있다.
둘째, 토사층과 암반층에 각각 이용되는 제1ㆍ2오거장치는 각각의 모터부에 의해 별도로 구동됨으로써 현장상황에 유연하게 이용될 수 있는 것은 물론, 암반층에 이용되는 제2오거장치의 제2로드의 상부에는 나사산처리되고 이를 볼트-너트 결합형태로 왕복운동 가능토록 스크류안내부재가 구비됨으로써 견고한 암반층도 용이하게 천공시킬 수 있다.
다시 말해서, 암반층이 경도가 높을 경우 로드와 비트가 하부로 굴착시키지 못하고 제자리에서만 회전되는 현상을 방지하기 위하여 제2로드의 상부의 일부분을 볼트형태로 만들고, 이를 스크류회전으로 움직일 수 있도록 안내하는 부재가 구비된 것이다.
도 1은 종래에 지반개량장치를 이용하여 시공과정을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 복합형 지반개량장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 'A'부분에 대한 확대사시도이다.
도 4a 내지 4d는 본 발명의 일실시예에 따른 복합형 지반개량장치를 이용한 지반개량공법의 시공 단계별 공정도이다.
도 5(a)와 (b)는 본 발명의 복합형 지반개량장치를 이용한 지반개량공법의 시공과정 중 또 다른 실시예를 나타낸 평면도 및 단면도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 복합형 지반개량장치를 나타내는 단면도이고, 도 3은 도 2의 'A'부분에 대한 확대사시도이다.
본 발명은 천공기(B) 또는 크레인(C)의 가이드리더(L)에 승강 가능하게 연결되어 지반을 굴착 및 교반하는 지반개량장치에서, 상기 가이드리더(L)에 승강 가능하게 연결되고 내부에 기어부(G)가 마련된 채 동력을 전달하며 감속기(122)가 구비되는 제1모터부(120);와 상기 제1모터부(120)의 기어부(G)에 연결되는 중공의 제1로드(140);와 상기 제1로드(140)의 선단에 결합되어 지반을 굴착 및 교반하는 제1비트(160);로 구성되는 제1오거장치(100); 및, 상기 제1오거장치(100)의 제1모터부(120) 상부에 설치되는 것으로 상기 가이드리더(L)에 승강 가능하게 연결되고 위로 약액주입장치(300)가 결합되는 제2모터부(220);와 상기 제2모터부(220)의 기어부(G)에 연결되고 상기 제1오거장치(100)의 제1로드(140)보다 작은 지름으로 구성되어 상기 제1로드(140) 내부에 삽입 설치되는 제2로드(240);와 상기 제2로드(240)의 선단에 결합되어 지반을 굴착하는 제2비트(260);로 구성되는 제2오거장치(200);를 포함하여 구성되되, 상기 제1ㆍ2오거장치(100,200)는 각각의 제1ㆍ2모터부(120,220)에 의해 개별적으로 구동이 가능하고, 상기 제2오거장치(200)의 제2로드(240)는 상기 제1오거장치(100)의 제1모터부(120)에 구비되는 감속기(122) 내부를 통(通)하도록 설치되며, 상기 제1오거장치(100)로 토사층의 하단까지 지반을 굴착 및 교반한 후, 상기 제2오거장치(200)로 상기 토사층의 하부에 위치한 암반층의 설계심도까지 지반을 굴착하는 것을 특징으로 한다.
전체적으로 본 발명의 복합형 지반개량장치는 도 2에 도시된 바와 같이 제1ㆍ2로드(140,240)의 회동에 의해 지반을 굴착 및 교반하는 제1ㆍ2오거장치와(100,200), 상기 제1ㆍ2오거장치(100,200)를 승강시키는 가이드리더(L)가 구비된 크레인(C) 또는 천공기(B)를 포함한다.
이때 크레인(C)은 도면과 같이 와이어(W)의 권취를 통해 가이드리더(L)에 결합된 제1ㆍ2오거장치(100,200)가 승강될 수 있다.
한편 크레인(C)은 제방 폭이 좁은 저수지, 소류지 등에서는 타이어 하부 외경 폭이 3M이내로 구성되는 것이 바람직하며, 포크레인을 개조한 천공기(B)로 대체 이용될 수 있다.
제1오거장치(100)는 제1로드(140)를 회동시키는 구동력을 생성하는 제1모터부(120)를 구비하고 있으며, 상기 제1모터부(120)에는 기어를 통해 동력을 조절시키는 감속기(122)가 결합되어 있다.
이때 제1모터부(120)는 유압식 또는 전기식으로 구성될 수 있으며, 일측이 천공기(B) 또는 크레인(C)의 가이드리더(L)에 연결 설치되어 승강하여 작업을 수행하게 된다.
또한 선단에 제1비트(160)가 구비된 제1로드(140)는 제1모터부(120)의 감속기(122)에 연결 설치되는데, 이러한 감속기(122)에 제1로드(140)의 말단이 결속되어 제1모터부(120)의 구동에 의해 회동된다.
한편, 제1오거장치(100)의 제1로드(140)는 일단의 외주면에 지반을 교반하는 복수의 교반날개(142)가 더 포함되어 구성될 수 있다.
즉 개량 대상 지반을 파고들어가기 위해 제1로드(140)의 선단에 제1비트(160)가 구비된 다양한 형태의 굴착헤드로 구성될 수 있는데, 개량 대상 지반토와 경화재를 교반하기 위해 제1로드(140) 선단 부근에 교반날개(142)가 설치될 수 있다.
이때 도면에 도시되지는 않았지만 제1로드(140) 내부에 경화재공급관이 형성될 수 있으며, 제1로드(140)의 후단에는 경화재공급관에 연이어 통하는 경화재유입구가 형성될 수도 있다. 이와 같은 구조에서 제1로드(140)가 하강하면서 회전함에 따라 제1비트(160) 및 교반날개(142)가 회전하면서 개량 대상 지반과 경화재를 교반하여 지반을 개량할 수 있다.
제2오거장치(200)는 제2로드(240)를 회동시키는 구동력을 생성하는 제2모터부(220)를 구비하고 있으며, 제2로드(240)는 제1오거장치(100)의 제1모터부(120)에 결합된 감속기(122)에 통하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
제2모터부(220)는 전기식으로 구성될 수 있으며, 제1오거장치(100)의 제1모터부(120)와는 별도로 천공기(B) 또는 크레인(C)의 가이드리더(L)에 따라 각각 개별적으로 상하 작동된다.
다시 말해서, 제1오거장치(100)와 제2오거장치(200)는 동시에 또는 어느 것 하나만 별도로 작동할 수 있다.
제2모터부(220) 상단에는 경화제 등의 약액(320)을 주입할 수 있는 약액주입장치(300)가 장착되어 있는데, 이와 같은 약액주입장치(300)는 일명 스위벨(Swivel)로 불린다.
이러한 약액주입장치(300)는 단종 유체만 주입할 때 사용되는 단수형과 2종 이상의 유체를 공급하는 복수형으로 구성될 수 있다.
정리하자면, 제2오거장치(200)는 제2모터부(220)를 이용하여 제2로드(240)와 제2비트(260)로 지반을 굴착한 다음 굴착된 지층에 약액주입장치(300)로부터 시멘트풀 등의 약액(320)을 공급하여 그라우팅하게 되는 것이다. 이때 약액(320)은 시멘트풀뿐만 아니라 고화제, 급결제, 모르타르 등이 함께 이용될 수 있으며, 믹서에서 교반 혼합된 슬러리(slurry) 형태로 펌프에서 방출되어 호스를 통해 제2로드(240) 내부로 유입될 수 있다.
한편, 제2오거장치(200)의 제2로드(240)는 제1오거장치(100)의 제1로드(140) 내부에 형성된 중공을 통하도록 설치된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 제1로드(140)는 제2로드(240)보다 지름이 더 크게 구성되고 길이는 제2로드(240)가 제1로드(140)보다 더 길게 구성됨으로써 제2로드(240)가 제1로드(140) 내경(內徑)에 설치되는 것이다.
제2로드(240)는 케이싱 형태 또는 선단에 함마 형태의 제2비트(260)가 장착되도록 구성되는 것이 바람직한데, 이는 제1오거장치(100)의 제1로드(140)가 토사층을 교반하면서 굴착한 후 제2로드(240)로 암반층을 천공하는데 이용되기 때문이다. 이와 관련된 과정은 후술할 시공방법에서 자세히 설명하기로 한다.
이와 같이 제2오거장치(200)는 암반층을 천공하기 위해 설치되는데, 제2모터부(220)를 이용하여 회전을 주더라도 암반층을 제대로 천공하지 못하고 제2로드(240)의 선단에 결합된 제2비트(260)가 제자리에서만 회전될 수 있다.
이와 같은 문제점을 개선하기 위해 본 발명은 제2오거장치(200)의 제2로드(240)는 제1오거장치(100)의 제1모터부(120)와 상기 제2오거장치(200)의 제2모터부(220) 사이에 위치되는 일부분이 나사산처리되고, 대응되는 위치에서 가이드리더(L)에 결합되고 내부에는 상기 제2로드(240)가 볼트-너트 결합형태로 왕복운동 가능하도록 내면 처리된 하우징 형태의 스크류안내부재(400)가 더 마련되는 것을 특징으로 한다.
즉 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2오거장치(200)는 제2로드(240)의 상부 일부분이 나사산처리되고, 스크류안내부재(400) 내면에 형성된 스크류 형태의 공간에 결합되면서 승강하게 된다. 이는 제2오거장치(200)를 하방으로 가압하면서 회전시켜주며, 암반층을 좀 더 확실하게 천공토록 해준다.
한편 도면에 도시되지는 않았지만 제1ㆍ2오거장치(100,200)는 상기 제1모터부(120)에 복수 개의 기어부(G)가 구비되고 상기 기어부(G)에 다수 개의 제1ㆍ2로드(140,240)가 연결될 수 있다. 즉, 제1ㆍ2오거장치(100,200)는 다축식으로 마련될 수 있다.
도 4a 내지 4d는 본 발명의 일실시예에 따른 복합형 지반개량장치를 이용한 지반개량공법의 시공 단계별 공정도이다.
본 발명은 복합형 지반개량장치를 이용하여 지반을 개량하는 방법에서, 천공 위치를 측량하고 제1오거장치(100)로 토사층 아래의 암반층 상면까지 지반을 굴착 및 교반하는 제1단계; 상기 제1오거장치(100)의 제1로드(140) 내부를 관통하도록 설치된 제2오거장치(200)의 제2로드(240)와 제2비트(260)를 이용하여 암반층의 설계심도까지 지반을 천공하는 제2단계; 약액주입장치(300)에 약액(320)을 주입하고, 주입된 약액(320)을 제2로드(240) 내부를 통해 천공된 암반층 내부에 주입하는 제3단계; 및, 제2오거장치(200)의 제2로드(240)를 위로 올리면서 제1로드(140)가 위치한 토사층 내부에 약액(320)을 주입하는 제4단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
제1단계는 도 4a에 도시된 바와 같이 제1로드(140)를 토사층에 압입한 다음에 오거 드릴 등의 제1비트(160)를 사용하여 제1로드(140)의 공내 굴착을 진행하는 단계이다. 이렇게 하여 제1로드(140)의 하단부를 암반층 상면까지 관입시켜 암반층 상면에 지지시킨다. 제1로드(140)가 암반층 상면까지 관입되면, 제1로드(140)가 공벽을 보호해 주기 때문에 별도의 공벽 보호공정이 필요 없으며, 공내에 해수나 지하수의 유입을 차단하는 차수 기능도 수행하게 된다.
다시 말해서 제1단계는 교반공법을 통하여 토사층을 굴착 및 교반하는 과정으로 이루어지는 것이다.
제2단계는 도 4b에 도시된 바와 같이 제1로드(140)를 암반층 상면에 지지시킨 이후에, 제1로드(140) 내부의 중공에 설치된 제2오거장치(200)의 제2로드(240)의 선단에 결합된 제2비트(260)를 이용하여 암반층을 설계심도까지 천공하여 암반층 깊숙이 암반 천공홀을 형성하는 단계이다. 이때 제2로드(240)는 앞서 설명한 바와 같이 케이싱로드로 구성될 수 있으며, 제2로드(240) 선단에 결합된 제2비트(260)는 함마비트로 구성될 수 있다.
제3단계는 도 4c에 도시된 바와 같이 제2오거장치(200)를 상부로 운동시키면서 제2로드(240)의 선단부에 형성된 배출공으로 부터 천공홀 내부에 시멘트풀 등의 약액(320)을 암반층에 주입하는 단계이다. 즉 제2오거장치(200)를 서서히 위로 빼면서 약액(320)을 계속하여 주입하는 것인데, 제2모터부(220) 상단에 결합된 약액주입장치(300)를 통해 배출된 약액(320)이 암반층의 천공홀에 채워짐으로써 선단안정화가 부여된다.
다시 말해서 제2,3단계는 약액주입공법을 이용하는 것으로, 암반층 공극 사이에 약액을 주입하는 과정으로 이루어진다.
제4단계는 도 4d에 도시된 바와 같이 암반층에 약액(320)을 주입한 이후에, 제2로드(240)를 계속하여 인발하면서 토사층에 약액(320)을 주입하는 단계이다. 이때 토사층은 제1오거장치(100)의 교반날개(142)가 이용되어 모래, 흙, 점토 등이 교반되는데, 주입된 약액(320)으로 함께 토사층이 견고하게 일체화된다.
도 5(a)와 (b)는 본 발명의 복합형 지반개량장치를 이용한 지반개량공법의 시공과정 중 또 다른 실시예를 나타낸 평면도 및 단면도이다.
본 발명은 제1단계 내지 제4단계 과정을 계획된 지반 내에서 이동하면서 반복적으로 수행하는 제5단계;를 더 포함하여 구성되되, 도 5(a)와 (b)에 도시된 바와 같이 상기 제1단계는 제1오거장치(100)로 천공되는 인접한 지반이 서로 일부분 중첩되는 형태로 천공될 수 있다.
다시 말해서 본 발명은 별도의 오거장치 및 교체작업이 필요 없이 제1ㆍ2오거장치(100,200)를 통하여 토사층과 암반층을 한 번에 개량시킬 수 있는 것을 특징으로 하며, 이는 공사기간의 단축은 물론 비용도 크게 절감시키는 효과가 있는다.
자세히 말하자면, 교반공법은 풍화암 이상의 토질을 천공 및 교반하기 어려운데, 이러한 암반층을 천공 및 교반하려면 제1로드(140) 선단에 함마로 구성되는 제1비트(160)를 부착하여 작업을 해야하며, 이는 시간을 많이 소요시키며 경비 증가를 가져온다. 그러나 본 발명은 제1오거장치(100)를 이용한 교반공법으로 암반층 상면의 토사층까지만 굴착 및 교반한 후, 제1오거장치(100) 내부에 설치된 제2오거장치(200)를 이용하여 암반층을 천공하여 약액주입공법을 적용시킴으로써 한 번에 토사층과 암반층의 개량작업을 수행할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하였으나 본 발명의 보호범위가 반드시 이러한 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.
C: 크레인
B: 천공기(미도시부호)
L: 가이드리더
W: 와이어
G: 기어부(미도시부호)
100: 제1오거장치
120: 제1모터부
122: 감속기
140: 제1로드
142: 교반날개
160: 제1비트
200: 제2오거장치
220: 제2모터부
240: 제2로드
260: 제2비트
300: 약액주입장치
320: 약액
400: 스크류안내부재

Claims (7)

  1. 천공기(B) 또는 크레인(C)의 가이드리더(L)에 승강 가능하게 연결되어 지반을 굴착 및 교반하는 지반개량장치에서,
    상기 가이드리더(L)에 승강 가능하게 연결되고 내부에 기어부(G)가 마련된 채 동력을 전달하며 감속기(122)가 구비되는 제1모터부(120);와 상기 제1모터부(120)의 기어부(G)에 연결되는 중공의 제1로드(140);와 상기 제1로드(140)의 선단에 결합되어 지반을 굴착 및 교반하는 제1비트(160);로 구성되는 제1오거장치(100); 및,
    상기 제1오거장치(100)의 제1모터부(120) 상부에 설치되는 것으로 상기 가이드리더(L)에 승강 가능하게 연결되고 위로 약액주입장치(300)가 결합되는 제2모터부(220);와 상기 제2모터부(220)의 기어부(G)에 연결되고 상기 제1오거장치(100)의 제1로드(140)보다 작은 지름으로 구성되어 상기 제1로드(140) 내부에 삽입 설치되는 제2로드(240);와 상기 제2로드(240)의 선단에 결합되어 지반을 굴착하는 제2비트(260);로 구성되는 제2오거장치(200);
    를 포함하여 구성되되,
    상기 제1ㆍ2오거장치(100,200)는 각각의 제1ㆍ2모터부(120,220)에 의해 개별적으로 구동이 가능하고, 상기 제2오거장치(200)의 제2로드(240)는 상기 제1오거장치(100)의 제1모터부(120)에 구비되는 감속기(122) 내부를 통(通)하도록 설치되며,
    상기 제1오거장치(100)로 토사층의 하단까지 지반을 굴착 및 교반한 후, 상기 제2오거장치(200)로 상기 토사층의 하부에 위치한 암반층의 설계심도까지 지반을 굴착하고,
    상기 제2오거장치(200)의 제2로드(240)는 제1오거장치(100)의 제1모터부(120)와 상기 제2오거장치(200)의 제2모터부(220) 사이에 위치되는 일부분이 나사산처리되고, 대응되는 위치에서 가이드리더(L)에 결합되고 내부에는 상기 제2로드(240)가 볼트-너트 결합형태로 왕복운동 가능하도록 내면 처리된 하우징 형태의 스크류안내부재(400)가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 복합형 지반개량장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1오거장치(100)의 제1로드(140)는 일단의 외주면에 지반을 교반하는 복수의 교반날개(142)가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 복합형 지반개량장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에서,
    상기 제1ㆍ2오거장치(100,200)는 상기 제1모터부(120)에 복수 개의 기어부(G)가 구비되고 상기 기어부(G)에 다수 개의 제1ㆍ2로드(140,240)가 연결되는 것을 특징으로 하는 복합형 지반개량장치.
  5. 제1항, 제2항 또는 제4항 중 어느 한 항에 따른 복합형 지반개량장치를 이용하여 지반을 개량하는 방법에서,
    천공 위치를 측량하고 제1오거장치(100)로 토사층 아래의 암반층 상면까지 지반을 굴착 및 교반하는 제1단계;
    상기 제1오거장치(100)의 제1로드(140) 내부를 관통하도록 설치된 제2오거장치(200)의 제2로드(240)와 제2비트(260)를 이용하여 암반층의 설계심도까지 지반을 천공하는 제2단계;
    약액주입장치(300)에 약액(320)을 주입하고, 주입된 약액(320)을 제2로드(240) 내부를 통해 천공된 암반층 내부에 주입하는 제3단계; 및,
    제2오거장치(200)의 제2로드(240)를 위로 올리면서 제1로드(140)가 위치한 토사층 내부에 약액(320)을 주입하는 제4단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복합형 지반개량장치를 이용한 지반개량공법.
  6. 제5항에서,
    상기 제2단계의 제2오거장치(200)는,
    제2로드(240)가 케이싱로드로 구성되거나 제2비트(260)가 함마비트로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합형 지반개량장치를 이용한 지반개량공법.
  7. 제5항에서,
    상기 제1단계 내지 제4단계 과정을 계획된 지반 내에서 이동하면서 반복적으로 수행하는 제5단계;를 더 포함하여 구성되되,
    상기 제1단계는 제1오거장치(100)로 천공되는 인접한 지반이 서로 일부분 중첩되는 형태로 천공되는 것을 특징으로 하는 복합형 지반개량장치를 이용한 지반개량공법.
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