KR101580244B1 - 믹싱타입 그라우팅장치의 주입관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그라우트재의 소비를 최소화 하면서도 지반 내에 차수벽이나 보강체 등의 목적하는 구조물을 시공할 수 있게 한 그라우팅장치의 주입관에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 외관의 내측으로 주입공간이 형성되도록 내관을 설치하여 그라우트제인 시멘트와 경화제를 공급할 때 시멘트와 경화제가 내관 및 외관에서 배출될 때 이미 충분한 교반이 이루어질 수 있도록 함으로 해서 경화시간을 대폭 단축토록 하여 그라우트재의 허실을 최소화하고, 지반 내에 차수벽이나 보강체 등의 목적하는 구조물의 공사시간을 대폭 단축할 수 있도록 한 믹싱타입 그라우팅장치의 주입관을 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 하단에 비트가 구비된 비트바디가 결합되는 외관의 내측으로 주입공간이 형성되게 상기 외관의 길이보다 짧은 길이로 내관을 설치한 이중관을 포함하는 그라우팅장치의 주입관에 있어서, 상기 외관의 하단 내측으로 믹싱교반구를 더 설치하여 상기 외관과 내관을 통해서 지반으로 배출되는 시멘트와 경화제가 상기 믹싱교반구에 의해 믹싱 상태로 배출되고, 상기 믹싱교반구는 상기 외관의 내부 하단에 고정되는 고정링의 내측으로 교반날이 형성되며, 상기 교반날의 중앙부 상측으로는 원뿔형 유도구를 형성하고, 상기 교반날은 축방향에서 사선으로 형성되며, 상기 원뿔형 유도구에는 상기 교반날과 반대방향으로 나선형 돌기를 형성한다.

Description

믹싱타입 그라우팅장치의 주입관{Injection pipe of Mixing types grouting equipment}

본 발명은 그라우트재의 소비를 최소화 하면서도 지반 내에 차수벽이나 보강체 등의 목적하는 구조물을 시공할 수 있게 한 그라우팅장치의 주입관에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 외관의 내측으로 주입공간이 형성되도록 내관을 설치하여 그라우트제인 시멘트와 경화제를 공급할 때 시멘트와 경화제가 내관 및 외관에서 배출될 때 이미 충분한 교반이 이루어질 수 있도록 함으로 해서 경화시간을 대폭 단축토록 하여 그라우트재의 허실을 최소화하고, 지반 내에 차수벽이나 보강체 등의 목적하는 구조물의 공사시간을 대폭 단축할 수 있도록 한 믹싱타입 그라우팅장치의 주입관을 제공코자 하는 것이다.

토목 공사에서 지반을 보강하거나 혹은 지반을 차수하는 목적으로 지반 내에 보강구조물 혹은 차수벽을 형성하는 방법으로 다양한 공법이 적용되고 있으며, 대표적인 공법 중 하나가 그라우팅 공법이다.

그라우팅 공법은 그라우트재인 경화제와 시멘트를 공급하는 주입관을 이용함으로써 가능한 공법으로 통상 하단에 비트가 결합되는 외관의 내측으로 주입공간이 형성되게 외관의 길이보다 조금 짧거나 길이가 같은 내관을 설치한 이중관 구성의 주입관을 장치한 그라우팅장치를 이용하게 된다.

그라우트 공법은 상기 그라우팅장치의 주입관을 구성하는 내관 및 외관을 통해서 각각 토출되는 그라우트재인 경화제와 시멘트가 지반 내에 혼합 분사된 상태에서 수초 내에 경화가 이루어져 보강구조물 혹은 차수벽을 형성하게 되는데, 지반 내에 공극이 많거나 혹은 유속을 갖는 수맥이 발달한 경우 혼합 분사된 그라우트재가 경화되기 전에 유실되는 경우가 빈번하게 발생하게 되고, 그로 인해 많은 양의 그라우트재를 추가 사용해야 하고, 유실된 그라우트재에 의한 환경오염 발생 우려가 있으며, 공기를 지연시키게 되는 등 많은 문제점이 있었다.

근자에는 외관의 길이를 달리하여 그라우트재의 경화시간을 조절할 수 있도록 한 장치들이 개발되고 있기는 하나, 외관의 길이를 지반 내의 상태에 따라 쉽게 길이 조절하여 사용할 수 있는 수단이 미비하여 실제 사용되고 있지 못하고 있다.

이와 같은 문제점을 해결코자 본 발명자는 대한민국 등록실용신안공보(Y1)20-0443194호(2009.01.21.)의 경화시간 조절이 가능한 그라우팅장치용 주입관을 고안하여 등록한 바 있다.

상기한 선행기술의 경우 하단에 비트가 연결되는 외관과, 그라우트재인 경화제와 시멘트의 공급을 위한 내관이 상기 외관의 내측에 주입공간이 확보된 상태로 내설되는 이중관 구조의 그라우팅장치의 주입관을 구성함에 있어서, 상부 외주면에 나사부를 가지며 평면상 외주면 양측에 축 방향을 따라 상면이 개방된 상태로 형성되는 수직 안내홈 및 상기 수직 안내홈의 내부 일측에 등간격으로 형성되는 다수개의 원주 안내홈, 그리고 상기 원주 안내홈의 단부쪽에 직하방으로 걸림홈이 순차 형성되며 하단부 외주면에 고무패킹 설치를 위한 요홈이 형성되는 제1관; 및 상기 제1관의 둘레에 승강 가능하게 결합되고 하단부에 비트가 결합되며 상단부 내주면 양쪽에 걸림돌기가 형성되어 상기 제1관의 수직 안내홈에 끼워짐과 동시에 원주 안내홈을 따라 이동되어 걸림홈에 최종 고정되는 제2관으로써 이루어지는 길이조절관을 구비하되, 상반부 외주면과 하반부 내주면에 나사부가 형성된 연결부재를 구비하여 상기 연결부재의 상부를 외관의 하단부에 체결하되, 연결부재의 하부를 제1관의 나사부에 체결하는 것을 특징으로 하는 경화시간 조절이 가능한 그라우팅장치의 주입관을 제공함으로써 지반 내에 공극이 많거나 혹은 유속을 갖는 수맥이 발달한 지역에서도 외관에 결합되어 있는 길이조절관을 이용하여 그라우트재의 경화시간을 조절함으로 해서 그라우트재의 유실을 최소화 할 수 있어 그라우팅 공법을 경제적이면서도 효율적으로 행할 수 있도록 하고 있다.

그러나 상기한 구성의 경우 내관과 외관을 통해서 공급되는 경화제와 시멘트가 충분히 믹싱되지 못한 상태에서 지반으로 공급되는 구조이므로, 수맥이 발달한 지역에 미처 교반되지 못한 그라우트재를 주입할 때 경화시간을 조절하더라도 경화제가 혼합되지 못한 상태로 배출되는 상당량의 시멘트 유실을 완벽하게 보완하지는 못하고 있는 실정이었다.

KR 200443194 Y1 2009.01.21.

이에 본 발명자는 상기한 종래 문제점을 일소코자 본 발명을 연구 개발한 것으로서, 본 발명에서는 외관의 선단에 외관과 내관을 통해서 공급되는 시멘트와 경화제가 믹싱 교반될 수 있도록 믹싱교반구를 더 설치함으로 해서, 경화제가 내관 및 외관에서 배출될 때 이미 충분한 교반이 이루어진 상태로 지반상에 공급하여 짧은 시간에 경화가 이루어지도록 함은 물론이고, 수맥이 발달한 지역에서도 그라우트재의 유실을 최소화 항 수 있으며, 공사시간도 대폭 단축할 수 있는 믹싱타입 그라우팅장치의 주입관을 제공함에 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

과제 해결수단으로 본 발명에서는;

첫째 하단에 비트가 구비된 비트바디가 결합되는 외관의 내측으로 주입공간이 형성되게 상기 외관의 길이보다 짧은 길이로 내관을 설치한 이중관 구성을 포함하는 그라우팅장치의 주입관에 있어서, 상기 외관의 하단 내측으로 믹싱교반구를 더 설치하여 상기 외관과 내관을 통해서 지반으로 배출되는 시멘트와 경화제가 상기 믹싱교반구에 의해 믹싱 상태로 배출되고, 상기 믹싱교반구는 상기 외관의 내부 하단에 고정되는 고정링의 내측으로 교반날이 형성되며, 상기 교반날의 중앙부 상측으로는 원뿔형 유도구를 형성하고, 상기 교반날은 축방향에서 사선으로 형성되며, 상기 원뿔형 유도구에는 상기 교반날과 반대방향으로 나선형 돌기를 형성한다.

둘째 외관의 하단에 연결부재로 연장관을 연결구성하고, 상기 연장관의 외부에는 하단에 비트가 구비된 비트바디가 결합되는 길이조절관을 설치하여 상기 외관의 길이를 연장되게 함으로 해서 그라우트재의 경화시간을 쉽게 조절할 수 있게 한 이중관을 포함하는 그라우팅장치의 주입관에 있어서, 상기 연장관의 하단 내측으로 믹싱교반구를 더 설치하여 상기 연장관과 내관을 통해서 지반으로 배출되는 시멘트와 경화제가 상기 믹싱교반구에 의해 믹싱 상태로 배출되고, 상기 믹싱교반구는 상기 연장관의 내부 하단에 고정되는 고정링의 내측으로 교반날이 형성되며, 상기 교반날의 중앙부 상측으로는 원뿔형 유도구를 형성하고, 상기 교반날은 축방향에서 사선으로 형성되며, 상기 원뿔형 유도구에는 상기 교반날과 반대방향으로 나선형 돌기를 형성한다.

셋째 상기 교반날은 +자형이고, 상기 원뿔형 유도구의 상단 일부는 상기 내관 속으로 내입된다.

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본 발명에서 제공하는 믹싱타입 그라우팅장치의 주입관을 사용하는 경우 외관과 내관을 통해서 공급되는 시멘트와 경화제가 외관 하단에 설치되어 있는 믹싱교반구에 의해 믹싱된 상태로 지반에 제공할 수 있는 것이다.

또한 본 발명의 제2실시례와 같이 구성하는 경우 지반 내에 공극이 많거나 혹은 유속을 갖는 수맥이 발달한 지역에서도 외관에 결합되어 있는 길이조절관을 이용하여 그라우트재의 경화시간을 조절함으로 해서 그라우트재의 유실을 최소화 할 수 있어 그라우팅 공법을 경제적이면서도 효율적으로 행할 수 있는 것이며, 공사시간도 대폭 단축할 수 있게 되는 효과를 득할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시례를 보인 믹싱타입 그라우팅장치의 주입관 외형 사시도
도 2는 도 1의 단면도
도 3은 본 발명의 제2실시례를 보인 믹싱타입 그라우팅장치의 주입관 외형 분해사시도
도 4는 도 3의 단면도
도 5는 본 발명에 적용된 믹싱교반구의 구성을 보인 사시도
도 6은 본 발명에 적용된 믹싱교반구의 작동상태를 보인 단면도

이하 본 발명에서 제공하는 믹싱타입 그라우팅장치의 주입관 따른 실시례들을 첨부 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시례를 보인 믹싱타입 그라우팅장치의 주입관 외형 사시도를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 단면도를 도시한 것이다.
본 발명의 제1실시례에 따른 믹싱타입 그라우팅장치의 주입관은, 하단에 비트(3a)가 구비된 비트바디(3)가 결합되는 외관(2)의 내측으로 주입공간(4)이 형성되게 외관(2)의 길이보다 짧은 길이로 내관(5)을 설치한 이중관을 포함하는 그라우팅장치의 주입관(1)에 있어서, 외관(2)의 하단 내측으로 믹싱교반구(20)를 더 설치하여 외관(2)과 내관(5)을 통해서 지반으로 배출되는 시멘트와 경화제가 믹싱교반구(20)에 의해 믹싱 상태로 배출되고, 믹싱교반구(30)는 외관(2)의 내부 하단에 고정되는 고정링(21)의 내측으로 교반날(22)이 형성되며, 교반날(22)의 중앙부 상측으로는 원뿔형 유도구(23)를 형성하고, 교반날(22)은 축방향에서 사선으로 형성하며, 원뿔형 유도구(23)에는 교반날(22)과 반대방향으로 나선형 돌기(24)를 형성한다.

본 발명 제1실시례에 의하면 하단에 비트(3a)가 구비된 비트바디(3)가 결합되는 외관(2)의 내측으로 주입공간(4)이 형성되게 외관(2)의 길이보다 짧은 길이로 내관(5)을 설치하는 이중관 구성으로 그라우팅장치의 주입관(1)을 구성한다.

그리고 상기 외관(2)의 하단 내측으로 믹싱교반구(20)를 더 설치하여 외관(2)을 통해서 공급되는 물과 혼합한 상태의 시멘트와 내관(5)을 통해서 공급되는 경화제가 믹싱교반구(20)에 의해 믹싱 상태로 배출되도록 구성한다.

도 3은 본 발명의 제2실시례를 보인 믹싱타입 그라우팅장치의 주입관 외형 분해사시도를 도시한 것이고, 도 4는 도 3의 단면도를 도시한 것이다.
본 발명의 제2실시례에 따른 믹싱타입 그라우팅장치의 주입관은, 외관(2)의 하단에 연결부재(11)로 연장관(12)을 연결구성하고, 연장관(12)의 외부에는 하단에 비트(3a)가 구비된 비트바디(3)가 결합되는 길이조절관(10)을 설치하여 외관(2)의 길이를 연장되게 함으로 해서 그라우트재의 경화시간을 쉽게 조절할 수 있게 한 이중관을 포함하는 그라우팅장치의 주입관(1)에 있어서, 연장관(12)의 하단 내측으로 믹싱교반구(20)를 더 설치하여 연장관(12)과 내관(5)을 통해서 지반으로 배출되는 시멘트와 경화제가 믹싱교반구(20)에 의해 믹싱 상태로 배출되고, 믹싱교반구(30)는 연장관(12)의 내부 하단에 고정되는 고정링(21)의 내측으로 교반날(22)이 형성되며, 교반날(22)의 중앙부 상측으로는 원뿔형 유도구(23)를 형성하고, 교반날(22)은 축방향에서 사선으로 형성하며, 원뿔형 유도구(23)에는 교반날(22)과 반대방향으로 나선형 돌기(24)를 형성한다.

본 발명 제2실시례에서 외관(2)의 하단에 길이조절관(10)을 조립식으로 장치하여 외관(2)의 길이를 연장되게 함으로 해서 그라우트재의 경화시간을 쉽게 조절할 수 있게 한다.

상기 길이조절관(10)은 외관(2)의 하단에 연결부재(11)에 의해 나사 결합되는 연장관(12)의 외부에 끼워지며 하단에는 비트(3a)가 구비된 비트바디(3)가 결합되는 구성으로 이루어진다.

상기 연장관(12)의 외주면에는 대칭되는 위치에 축 방향으로 상부가 개방된 수직 안내홈(12a)을 형성하고, 이 수직 안내홈(12a)에는 일정 간격을 두고 원주방향으로 수개의 원주 안내홈(12b)을 형성하되, 원주 안내홈(12b)의 단부에는 축방향으로 상하측에 걸림홈(12c)을 형성하며, 연장관(12)의 하단에는 원주방향으로 요홈(12d)을 형성하고 길이조절관(10)과 접하는 고무패킹(13)을 결합하고, 수직 안내홈(12a)은 연결부재(11)를 조립한 상태일 때 상부가 밀폐되도록 구성하여 길이조절관(10)이 분리되지 않게 한다. 이때 연장관(12)은 내관(5)보다 조금 길게 형성한다.

그리고 연장관(12)의 외부에 끼워지며 하단에 비트(3a)가 구비된 비트바디(3)가 결합되는 길이조절관(10)의 상단 내측에는 상기 수직 및 원주 안내홈(12b)을 따라서 이동하며, 걸림홈(12c)에 걸림되는 걸림돌기(10b)를 형성한다.

상기한 그라우팅장치의 주입관(1)은 본 발명자가 출원 등록한 실용신안20-0443194호에 기재된 기술로서 이에 대한 작용설명은 생략한다.

본 발명 제2실시례는 상기와 같이 구성된 그라우팅장치의 주입관(1)에 있어서, 제1관의 하단 내측으로 믹싱교반구(20)를 더 설치하여 연장관(12)을 통해서 공급되는 시멘트와 내관(5)을 통해서 공급되는 경화제가 믹싱교반구(20)에 의해 믹싱 상태로 배출되도록 구성한다.

도 5는 본 발명에 적용된 믹싱교반구(20)의 구성을 보인 사시도를 도시한 것이고, 도 6은 본 발명에 적용된 믹싱교반구(20)의 작동상태를 보인 단면도를 도시한 것이다.

본 발명의 제1실시례 또는 제2실시례에 적용되는 믹싱교반구(20)는 도시된 바와 같이 외관(2)(제1실시례) 또는 외관(2)의 아래쪽으로 조립되는 연장관(12)(제2실시례)의 하단 내측으로 결합되도록 고정링(21)을 형성하고, 고정링(21)의 내측으로 복수의 교반날(22)을 형성한다. 이때 교반날(22)은 축방향으로 곧게 형성하여도 무방하나 본 발명에서는 축방향에서 사선방향으로 형성하여 외관(2) 또는 연장관(12)을 통해서 공급되는 시멘트와 경화제가 교반날(22)에 타격된 후 지반으로 토출될 수 있게 한다. 외관(2)(제1실시례) 또는 연장관(12)(제2실시례)의 하단 내측으로 고정링(21)을 결합하는 방법으로는 나사조립에 의해 이루어지도록 하여 마모시 등에 쉽게 교체할 수 있도록 한다. 또한 상기 교반날(22)은 도시된 바와 같이 +형으로 형성하거나 120도 등간격으로 3개소 형성하는 등으로 구성될 수 있다.

상기 고정링(21)의 내경은 외관(2) 또는 연장관(12)의 내경과 동일한 내경을 갖도록 구성하여 사용과정에서 그라우트재가 이동될 때 나사 결합되어 있는 쪽으로 걸림 없이 토출될 수 있도록 한다.

그리고 상기 교반날(22)이 교차하는 중심의 상측으로는 상단 일부가 내관(5) 속으로 내입된 원뿔형 유도구(23)를 형성한다. 이때 원뿔형 유도구(23)에는 교반날(22)과 반대방향으로 나선형 돌기(24)를 형성한다.

상기와 같은 믹싱교반구(20)를 설치하는 경우 내관(5)을 통해서 경화제를 공급하고, 외관(2) 또는 외관(2)에 연장상태로 결합된 연장관(12)을 통해서 시멘트를 공급할 때 경화제가 1차 시멘트에 방사상으로 혼합이 이루어지고, 경화제와 시멘트가 혼합된 상태의 그라우트재가 원뿔형 유도구(23) 상의 나선형돌기와 반대쪽으로 유도하도록 형성된 교반날(22)에 타격되면서 한번 더 교반된 상태에서 지반으로 토출이 이루어지게 된다.

따라서 시멘트와 경화제가 충분히 교반된 그라우트재를 제공하게 되므로 지반 내에 공극이 많거나 혹은 유속을 갖는 수맥이 발달한 지역에 투입시 신속한 경화가 이루어지고, 경화제 교반 불량으로 인해 그라우트재가 유실되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시례에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시례에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1:그라우팅장치의 주입관 2:외관
3:비트바디 4:주입공간
10:길이조절관 11:연결부재
13:패킹 20:믹싱교반구
21:고정링 22:교반날
23:원뿔형 유도구 24:나선형 돌기

Claims (4)

1. 하단에 비트(3a)가 구비된 비트바디(3)가 결합되는 외관(2)의 내측으로 주입공간(4)이 형성되게 외관(2)의 길이보다 짧은 길이로 내관(5)을 설치한 이중관을 포함하는 그라우팅장치의 주입관(1)에 있어서,
   상기 외관(2)의 하단 내측으로 믹싱교반구(20)를 더 설치하여 외관(2)과 내관(5)을 통해서 지반으로 배출되는 시멘트와 경화제가 믹싱교반구(20)에 의해 믹싱 상태로 배출되고,
   상기 믹싱교반구(20)는 외관(2)의 내부 하단에 고정되는 고정링(21)의 내측으로 교반날(22)이 형성되며,
   상기 교반날(22)의 중앙부 상측으로는 원뿔형 유도구(23)를 형성하고,
   상기 교반날(22)은 축방향에서 사선으로 형성되며,
   상기 원뿔형 유도구(23)에는 교반날(22)과 반대방향으로 나선형 돌기(24)를 형성한 것을 특징으로 하는 믹싱타입 그라우팅장치의 주입관.
   
2. 외관(2)의 하단에 연결부재(11)로 연장관(12)을 연결구성하고, 연장관(12)의 외부에는 하단에 비트(3a)가 구비된 비트바디(3)가 결합되는 길이조절관(10)을 설치하여 외관(2)의 길이를 연장되게 함으로 해서 그라우트재의 경화시간을 쉽게 조절할 수 있게 한 이중관을 포함하는 그라우팅장치의 주입관(1)에 있어서,
   상기 연장관(12)의 하단 내측으로 믹싱교반구(20)를 더 설치하여 연장관(12)과 내관(5)을 통해서 지반으로 배출되는 시멘트와 경화제가 믹싱교반구(20)에 의해 믹싱 상태로 배출되고,
   상기 믹싱교반구(20)는 연장관(12)의 내부 하단에 고정되는 고정링(21)의 내측으로 교반날(22)이 형성되며,
   상기 교반날(22)의 중앙부 상측으로는 원뿔형 유도구(23)를 형성하고,
   상기 교반날(22)은 축방향에서 사선으로 형성되며,
   상기 원뿔형 유도구(23)에는 교반날(22)과 반대방향으로 나선형 돌기(24)를 형성한 것을 특징으로 하는 믹싱타입 그라우팅장치의 주입관.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 교반날(22)은 +자형이고,
   상기 원뿔형 유도구(23)의 상단 일부는 내관(5) 속으로 내입되는 것을 특징으로 하는 믹싱타입 그라우팅장치의 주입관.
4. 삭제

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