KR101615810B1 - 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 시트파일 시공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파일을 삽입하기 위한 파일공의 천공작업과 파일을 파일공에 삽입하는 항타작업을 동시에 실시할 수 있도록 함으로써 파일 시공에 소요되는 시간을 절감시킴과 아울러 시공 품질이 우수한 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기중기를 통해 천공 및 항타 작업을 할 수 있는 파일 시공장치에 있어서, 기중기(10)에 의해 상하로 이동되며, 회전력을 제공하는 싱글 오거(11)와, 상기 싱글 오거(11)에 연결되고, 상기 싱글 오거(11)의 회전력을 인가받아 대상물에 파일공을 굴삭하는 천공 로드(12)와, 상기 파일공에 시트파일(14)을 삽입시키기 위해 진동을 발생하는 모터(21)가 복수 개 구비되며, 상기 천공 로드(12)가 관통되는 제1하우징(20)과, 상기 시트파일(14)의 고정을 위한 고정수단(40)을 포함하여 상기 제1하우징(20)의 하부에 구비되는 제2하우징(30)을 포함하되, 상기 제2하우징(30)에는 상기 시트파일(14)이 통과될 수 있는 통공(31)이 구비되고, 상기 고정수단(40)은 상기 시트파일(14) 중에서 상기 통공(31)을 통해 삽입된 부분에 접촉되어 상기 시트파일(14)을 상기 제2하우징(30)으로 이루어진다.

Description

천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 시트파일 시공장치{Sheet Pile Construction Apparatus For Perforating and Pile Driver Work}

본 발명은 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 시트파일 시공장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 파일을 삽입하기 위한 파일공의 천공작업과 파일을 파일공에 삽입하는 항타작업을 동시에 실시할 수 있도록 함으로써 파일 시공에 소요되는 시간을 절감시킴과 아울러 시공 품질이 우수한 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치에 관한 것이다.

일반적으로 철근 콘크리트 구조물이나 그 밖의 건축물 등을 축조할 경우에 축조되는 지반의 기초를 견고하게 하기 위하여 굴착하고자 하는 지반에 PHC, 강관파일이나 H형 빔을 일정 간격으로 박아서 매설하는 방법으로 기초공사를 실시하고 있는바, 이러한 파일 등의 시공은 구조물 및 건축물 등을 축조하는 데 있어서 매우 중요하다.

기초공사에서 파일을 시공하는 방법으로 타설시공법과 굴삭시공법 등이 사용되고 있다. 타설시공법은 기중기에 수직으로 설치한 리이더의 상부에 설치된 권양로우프를 이용하여 중량체의 해머를 상승시켰다가 낙하시켜서 파일을 타설하거나 컴프레셔의 압축공기를 이용하여 해머를 상승시켰다가 하강시키면서 파일을 타설하여 지반에 삽입 설치하는 공법인데, 이러한 시공법들은 해머로서 파일 상단을 타설시 타격음과 진동이 크게 발생하는 문제점으로 인해 그 사용에 제약이 많이 따른다.

굴착시공법은 오거(Auger) 머신에 장착된 스크류 로드를 회전시켜서 지반을 굴착하여 파일공을 형성시킨 후 스크류 로드를 역회전시켜서 굴착된 파일공에서 빼낸 다음 파일공에 파일을 삽입시키는 공법으로, 타설시공법에 대한 문제점을 해결하기 위한 대안으로 사용하고 있으나, 이와 같은 종래의 굴착시공법은 종래의 타설시공법에 비해 타격음이나 진동이 적게 발생하나, 굴착된 파일공에서 스크류 로드를 빼낼 때 파일공 주변의 흙이 붕괴되면서 파일공을 메우게 되어 새로이 천공해야할 뿐만 아니라 파일공의 천공과 파일의 항타 작업이 별개로 진행됨으로써 공기를 증가시키는 문제점을 가지고 있다.

또한 파일공의 천공 작업과 파일이나 케이싱의 항타 작업이 각각 별개로 진행됨으로써 시공작업을 복잡하게 할 뿐만 아니라 공기(工期)를 증가시키고, 천공장비와 항타장비를 작업장 내에 함께 운영하게 됨으로써 공비 증가는 물론 작업장의 효율적 사용을 어렵게 하는 문제점이 발생하게 되었다.

한편, 최근에는 시트파일(SHEET PILE : 강널말뚝)을 박아주는 공법이 개발되고 있다. 상기한 시트파일은 재질이 주강제이고 그 단면은 대체로 ㄷ자형을 가지면서 개방된 양단이 외측으로 벌어진 사다리꼴 모양을 이루고 있으며, 또한 사다리꼴모양을 이루도록 외측을 향해 벌어진 양단에는 서로 이웃한 것끼리 대칭상으로 결합될 수 있는 구조로 이루어진다.

따라서 다수의 시트파일들은 일직선상으로 연결되는 구조로 지반에 타입 설치되거나 또는 일직선상으로 연결되게 하면서 타입 설치하다가 원하는 각도로 방향을 틀어서 타입 설치할 수 있으며, 또는 원형을 이루도록 타입 설치할 수 있으며, 이와 같은 시트파일은 콘크리트 건축물을 건설할 때 또는 물막이 연속벽을 구축할 때 및 교량이나 고가도로 등의 교각을 구축할 때와 같이 주로 도로·호안·항만 및 하천공사에서 무소음 무진동 공법으로 지반에 압입되는 데 많이 사용되고 있다.

이를 위한 종래의 시트파일 항타기는 파워쇼벨의 붐 선단에 장착시켜 시트파일을 타정시킬 수 있게 하였으며 파워쇼벨의 붐에 장착되는 브라켓트의 하단에 베어링 하우징으로 회전프레임을 설치하고 회전프레임에 바이브레이터를 장착시키며 그 하단에 시트파일을 클램핑할 수 있는 척으로 구성된다.

상기한 종래의 진동 항타기는 척으로 시트파일의 두부를 클램핑하고 파워쇼벨을 선회시켜 시트파일의 항타 위치로 이동시키고 선행작업으로 삽입된 시트파일의 연결부에 작업자가 수작업으로 시트파일의 하단을 일치시킨 후 바이브레이터로 타정하여 시트파일을 삽입시킨다.

상기와 같은 종래의 항타작업은 별도의 작업자가 수작업으로 선행 시트파일의 연결부와 일치시키는 작업을 수행하여야 하고 타정이 시트파일의 두부에서 진동으로 이루어지므로 시트파일이 경사지게 삽입되는 작업불량이 발생되어 시트파일을 인출하여 재차 조정하여 타정작업을 하는 불편함이 있고 또한 시트파일의 두부에서 타정작업이 진행되는 관계로 작업장소가 지상에 고압선이 설치되거나 교량과 같은 장애물이 존재할 경우와 인구밀집 주거지역에서 소음진동으로 인한 작업의 어려움이 따르는 문제점이 발생하였다.

이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 주된 목적은,

파일을 삽입하기 위한 파일공의 천공작업과 파일을 파일공에 삽입하는 항타작업을 동시에 실시할 수 있도록 함으로써 파일 시공에 소요되는 시간을 절감시킴과 아울러 시공 품질이 우수한 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치에 의하면,

기중기를 통해 천공 및 항타 작업을 할 수 있는 파일 시공장치에 있어서,

상기 기중기에 의해 상하로 이동되며, 회전력을 제공하는 싱글 오거와,

상기 싱글 오거에 연결되고, 선단에 굴삭을 위한 비트부가 마련되며, 상기 싱글 오거의 구동에 의해 지반에 파일공을 굴삭하는 천공 로드와,

상기 천공 로드의 외주연에 형성되며, 내부에는 시트파일의 타설시공을 위해 진동을 발생하는 모터가 복수 개 설치되며, 360°회전이 가능한 제1하우징과,

그 제1하우징의 하단에 설치되며, 내부에는 시트파일을 고정하기 위한 고정수단이 설치되는 제2하우징으로 이루어지되,

상기 고정수단은 제2하우징에서 천공 로드와 인접된 하단에는 시트파일이 삽입 및 설치를 가이드할 수 있는 통공이 형성되고, 그 제2하우징의 내부에는 시트파일의 고정을 위한 고정수단을 설치되어 이루어진다.

이때 시트파일의 고정을 위한 고정수단으로는 하우징 내측벽에 고정 설치되는 실린더 또는 척 중에서 필요에 따라 선택적으로 사용할 수 있는 것이다.

이와 같은 본 발명에 따른 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치에 의하면, 파일이나 케이싱을 삽입하기 위한 파일공의 천공작업과 파일이나 케이싱을 파일공에 삽입하는 항타작업을 동시에 실시할 수 있게 됨에 따라 파일 시공에 소요되는 시간과 비용을 절감시킴과 아울러 시공 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 파일 시공장치를 개략적으로 보인 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 파일 시공장치를 보인 정면도.
도 3a 내지 도 3d은 본 발명에 따른 파일 시공장치를 통한 천공 및 항타작업을 순차적으로 보인 작업상태도

본 발명의 바람직한 실시례를 첨부된 도면에 의거 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 기중기(10)의 일 측에 기중기(10)에 의해 상하로 이동하며, 회전력을 제공하는 싱글 오거(11)를 설치한다.

이때 싱글 오거(11)에는, 파일공 굴삭을 위한 회전력을 제공하는 모터 및 모터의 회전력을 감속시키기 위한 감속기가 구비될 수 있다. 또한, 모터의 회전력이 감속기를 통해서 전달되는 회전체가 싱글 오거(11)의 하단에 회전 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 싱글 오거(11)의 구동에 의해 지반에 파일공을 굴삭하는 천공 로드(12)가 싱글 오거(11)의 하단에 연결설치될 수 있다.

일실시예에서, 천공 로드(12)는 상단이 싱글 오거(11)의 회전체에 플랜지 결합되고, 하단에 굴삭을 위해 고강도 재질로 형성되는 비트부(13)가 마련되며, 싱글 오거(11)의 구동에 의해 지반에 파일공을 천공하기 위한 회전 시 굴삭되는 굴삭토를 지상으로 배출시키는 가이드스크류가 길이 방향을 따라 나선 형태로 형성된다.

일실시예에서, 상기 천공 로드(12)의 외주연에는 원통형의 제1하우징(20)이 구비될 수 있으며, 제1하우징(20)의 내부에는 시트파일(14)의 타설 시공을 위해 진동을 발생하는 모터(21)가 복수 개 설치될 수 있다. 일실시예에서 제1하우징(20)은 360°회전이 가능하게 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제1하우징(20)의 하단에는 제2하우징(30)을 설치하되, 그 제2하우징(30)의 내부에는 진동을 발생하는 모터(21)의 구동에 따라 천공 로드(12)에 의해 굴삭되는 파일공에 굴삭과 동시에 삽입되는 시트파일(14)을 천공 로드(12) 주위에 수직되게 위치되도록 고정하기 위한 고정수단(40)이 구비될 수 있다. 일실시예에서 실린더 또는 척 등으로 고정수단(40)을 구현할 수 있다. 그리고, 상기 제2하우징(30)에서 천공 로드(12)와 인접된 하단에는 시트파일(14)의 삽입 및 설치를 가이드할 수 있는 통공(31)이 구비될 수 있다.

한편, 일실시예에서 실린더 또는 척은 제2하우징(30)의 내측벽에 고정설치될 수 있다.

이와 같은 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치의 작동을 살펴보면 아래와 같다.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 파일 시공장치를 통한 천공 및 항타작업을 순차적으로 보인 작업상태도로서, 먼저 도 3a에 도시한 바와 같이, 시공하고자 하는 위치로 기중기(10)를 이동시킨 다음, 제2하우징(30) 중에서 천공 로드(12)에 인접된 하단에 형성된 통공(31)에 시공하고자 하는 시트파일(14)을 삽입하여 위치시키고, 천공 로드(12)의 외측에 위치한 시트파일(14)의 측면에 고정수단(40)을 밀착시켜 시트파일(14)이 제2하우징(30)에 견고히 고정되도록 한다.

상기 작동으로 시트파일(14)의 고정이 완료되면 천공 로드(12)의 하단이 파일 근입 지점에 위치하도록 한 다음, 도 3b에 도시된 바와 같이, 싱글 오거(11)를 하강시키게 되면 싱글 오거(11)의 구동에 따라 천공 로드(12)가 회전되면서 파일공을 굴삭하게 된다.

상기 작동으로 파일공이 굴삭되게 되면, 제1하우징(20)의 내부에 설치되는 모터(21)가 작동하여 진동을 발생하여 천공 로드(12)의 외주연에 위치되어 있던 시트파일(14)이 천공 로드(12)에 의해 굴삭되는 파일공으로 삽입되게한다.

상기 작동을 통해 시트파일(14)이 원하는 위치까지 삽입되면 도 3d에 도시된 바와 같이, 제2하우징(30)의 고정수단(40)을 통해 천공 로드(12)의 외주연에 고정된 상태의 시트파일(14)의 고정을 해제하고, 이어 기중기(10)를 통해 싱글 오거(11), 천공 로드(12)를 상승시킴으로써 파일 시공을 마치게 된다.

10 ; 기중기 11 ; 싱글 오거
12 ; 천공 로드 13 ; 비트부
14 ; 시트파일 20 ; 제1하우징
21 ; 모터 30 ; 제2하우징
31 ; 통공 40 ; 고정수단

Claims (2)

1. 기중기를 통해 천공 및 항타 작업을 할 수 있는 파일 시공장치에 있어서,
   기중기(10)에 의해 상하로 이동되며, 회전력을 제공하는 싱글 오거(11)와,
   상기 싱글 오거(11)에 연결되고, 상기 싱글 오거(11)의 회전력을 인가받아 대상물에 파일공을 굴삭하는 천공 로드(12)와,
   상기 파일공에 시트파일(14)을 삽입시키기 위해 진동을 발생하는 모터(21)가 복수 개 구비되며, 상기 천공 로드(12)가 관통되는 제1하우징(20)과,
   상기 시트파일(14)의 고정을 위한 고정수단(40)을 포함하여 상기 제1하우징(20)의 하부에 구비되는 제2하우징(30)을 포함하되,
   상기 제2하우징(30)에는 상기 시트파일(14)이 통과될 수 있는 통공(31)이 구비되고, 상기 고정수단(40)은 상기 시트파일(14) 중에서 상기 통공(31)을 통해 삽입된 부분에 접촉되어 상기 시트파일(14)을 상기 제2하우징(30)에 고정하는 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공장치.
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