KR101620876B1 - The device for excavating a ground - Google Patents

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김진섭
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신원특수건설(주)
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Abstract

지반 굴착 장치가 개시된다. 지반 굴착 장치는 지반을 천공하고, 천공되는 지반 내로 주입제를 주입하며, 천공되는 지반 내의 토사 및 상기 주입제를 교반하는 지반 굴착부; 및 상기 지반 굴착부의 하단부에 설치되고, 상기 지반 및 암반층의 천공을 위한 함마부를 포함하고, 상기 함마부는, 상기 지반 굴착부의 하단부에 연결된 에어함마; 및 상기 에어함마의 하단부에 연결된 함마비트를 포함하고, 상기 함마비트는, 상기 에어함마의 하단부에 연결되는 제1 면; 상기 제1 면에서 아래로 볼록하게 연장되는 제2 면; 상기 제2 면으로부터 돌출되고, 상기 제2 면의 일부 또는 전체에 소정의 간격으로 배열된 절삭날들; 및 상기 제2 면의 길이방향을 따라 연장되어 형성되고, 상기 제2 면의 둘레를 따라 배열된 파쇄물배출슬릿들을 포함한다.A ground excavation apparatus is disclosed. A ground excavating unit for drilling the ground, injecting the injecting material into the ground to be drilled, soil excavation in the ground to be drilled, and the excavator; And a hammer installed at a lower end of the ground excavating unit for drilling the ground and rock layers, wherein the hammer includes: an air hammer connected to a lower end of the ground excavator; And a hammer bit connected to a lower end of the air hammer, the hammer bit having a first side connected to a lower end of the air hammer; A second surface extending downwardly convexly from the first surface; Cutting edges projecting from the second surface and arranged at a predetermined interval on part or all of the second surface; And rupture discharge slits formed along the longitudinal direction of the second surface and arranged along the circumference of the second surface.

Description

지반 굴착 장치{THE DEVICE FOR EXCAVATING A GROUND}BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a ground excavation apparatus,

본 발명은 지반 굴착 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지반 굴착 작업시 토사와 암반 지층을 용이하게 진행할 수 있고 계획 지층까지 근입깊이를 형성할 수 있는 지반 굴착 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ground excavation apparatus, and more particularly, to a ground excavation apparatus capable of easily proceeding soil and rock layers during a ground excavation work and forming a penetration depth up to a planned earthquake.

일반적으로 각종 댐공사, 고가도로 및 교량의 교각공사 및 고층건물 등과 같은 콘크리트 구조물을 건설할 경우에는 가시설을 이용하여 지반 굴착ㅇ지반보강ㅇ차수 등을 통하여 콘크리트 구조물을 건설하고 있다.Generally, when constructing concrete structures such as various dams, overpasses and bridges, and high-rise buildings, concrete structures are constructed through ground excavation, ground reinforcement, etc.

한편 지반이 지형적인 특성상 임해성 점성토, 층적 점성토 등 연약토로 이루어진 연약지반일 경우에는 연약지반을 보강한 후 구축하고자 하는 구조물 등을 설치하였다.On the other hand, when the ground is soft soil composed of soft soil such as weatherable clay soil and stratified clay soil due to its geographical nature, a structure to be constructed after reinforcing soft soil is installed.

지반의 굴착 및 연약지반을 보강하는 작업에는 지반 굴착 장치를 이용하고 있으며, 상기 지반 굴착 장치는 개량 대상 지반을 목적하는 심도까지 파고 들어가 시멘트풀, 고화재 등의 고결약제를 분사하여 개량 대상 지반과 고결약제를 교반함으로써 지반을 보강하였다.The ground excavator uses the ground excavator to penetrate the target ground to the desired depth and injects the cement paste such as cement paste and fire. The soil was reinforced by agitating the curing agent.

종래의 지반 굴착 장치는 크레인에 수직으로 설치되는 리더(Leader)에 본체프레임이 승강 가능하게 설치되어 있고, 본체프레임에 굴착로드를 작동시키는 구동모터가 장착되어 있으며, 구동모터에는 굴착로드가 결합되고, 굴착로드 상에는 다수의 교반날개가 굴착로드의 축방향을 따라 일정 간격으로 이격되게 장착되어 있고, 굴착로드의 하단부에는 오거헤드(Auger head)가 장착된다.In a conventional ground excavation apparatus, a main frame is vertically installed on a vertically installed crane, and a drive motor for operating the excavating rod is mounted on the main frame, and the excavating rod is coupled to the drive motor A plurality of stirring blades are mounted on the excavation rod so as to be spaced apart from each other along the axial direction of the excavation rod at a predetermined interval, and an auger head is mounted on the lower end of the excavator rod.

이러한 종래의 지반 굴착 장치는 지반을 굴착하는 경우 굴착로드를 회전시켜서 지반을 굴착하게 되는데, 지반을 굴착하는 과정에서 굴착된 지반에 상기 고결약제를 공급하고, 교반날개를 통해 굴착된 지반의 토사와 고결약제를 교반하여 굴착된 지반을 개량(보강)하게 된다.In such a conventional ground excavation apparatus, when excavating a ground, the excavation rod is rotated to excavate the ground. In the course of excavating the ground, the excavator is supplied to the ground excavated, The excavated soil is improved (reinforced) by agitating the cementitious agent.

그런데 종래의 지반 굴착 장치는 교반날개가 굴착로드의 축방향을 따라 일정 간격으로 이격된 상태로 구비되므로 각각의 교반날개가 이격된 공간에서는 굴착된 지반의 토사와 고결약제의 교반이 원활히 이루어지지 않게 되는 문제점이 있었고 고압분사를 통한 지반개량시에는 고압에 의해 슬라임이 천공 홀을 따라 지반상부로 슬라임이 분출되어 폐기물 처리가 별도로 필요한 실정이다.However, in the conventional ground excavation apparatus, since the agitating blades are provided in a state in which the agitating blades are spaced apart at regular intervals along the axial direction of the excavation rod, in the space where the agitating blades are spaced apart, agitation of the excavated soil and the solidifying agent are not performed smoothly And the slime is ejected to the upper part of the ground along the perforation hole due to the high pressure during the improvement of the ground through the high pressure injection.

한편 종래의 지반 굴착 장치는 지반을 굴착하다가 암반층이 출현하게 되면 오거헤드를 해체하고 암석을 파쇄할 수 있는 강도를 갖는 해머드릴을 부착하여 암반층에 적당한 깊이로 구멍을 뚫어주는 방법으로 파일공을 굴착하고 있다. 이러한 경우, 지반을 굴착하는 과정이 지연되며, 이에 의해 건축을 위한 공사 기간이 장기화 되는 문제가 있다.Meanwhile, in the conventional ground excavation apparatus, when a rock layer emerges after excavating the ground, a hammer drill having a strength capable of dismantling the auger head and breaking the rock is drilled to drill a hole at a proper depth in the rock layer, . In this case, the process of excavating the ground is delayed, which causes the construction period for the construction to be prolonged.

이에, 본 발명자는, 이러한 종래의 문제를 해결하기 위해, 아래와 같은 구성을 도입하여, 지반의 강도를 특별히 고려하지 않고도 쉽게 지반의 암반층까지 굴착 및 천공이 가능할 수 있고, 지반을 굴착 및 천공하는 과정에서 지반 내로 진입하는 것이 제한되거나 중지됨 없이 원활한 지반의 굴착 및 천공 과정이 진행될 수 있으며, 파쇄된 토사 및 암석이 주입제와 용이하게 교반될 수 있고 슬라임 발생을 최소화 시킬 수 있는 지반 굴착 장치를 개발하기에 이르렀다.In order to solve such a conventional problem, the inventor of the present invention has introduced the following structure, and can excavate and perforate to the rock layer of the ground easily without particularly considering the strength of the ground, To develop a ground excavation system which can smoothly digging and drilling ground without restriction or stopping, and can easily mix shredded soil and rock with injecting agent and minimize slime occurrence. .

본 발명은, 지반을 천공하고, 천공되는 지반 내로 주입제를 주입하며, 천공되는 지반 내의 토사 및 상기 주입제를 교반하는 지반 굴착부; 및 상기 지반 굴착부의 하단부에 설치되고, 상기 지반 및 암반층의 천공을 위한 함마부를 포함하고, 상기 함마부는, 상기 지반 굴착부의 하단부에 연결된 에어함마; 및 상기 에어함마의 하단부에 연결된 함마비트를 포함하고, 상기 함마비트는, 상기 에어함마의 하단부에 연결되는 제1 면; 상기 제1 면에서 아래로 볼록하게 연장되는 제2 면; 상기 제2 면으로부터 돌출되고, 상기 제2 면의 일부 또는 전체에 소정의 간격으로 배열된 절삭날들; 및 상기 제2 면의 길이방향을 따라 연장되어 형성되고, 상기 제2 면의 둘레를 따라 배열된 파쇄물배출슬릿들을 포함하는 것을 특징으로 하는 지반 굴착 장치를 제공한다.The present invention relates to a soil excavating unit for drilling a ground, injecting an injecting agent into a ground to be drilled, soil excavation in the ground to be drilled and agitating the injecting agent; And a hammer installed at a lower end of the ground excavating unit for drilling the ground and rock layers, wherein the hammer includes: an air hammer connected to a lower end of the ground excavator; And a hammer bit connected to a lower end of the air hammer, the hammer bit having a first side connected to a lower end of the air hammer; A second surface convexly extending downward from the first surface; Cutting edges projecting from the second surface and arranged at a predetermined interval on part or all of the second surface; And rupture discharge slits extending along the longitudinal direction of the second surface and arranged along the periphery of the second surface.

일 예로, 상기 제2 면은 원 또는 다각형의 추 형상, 원 또는 다각형의 절두된 추 형상, 반원형의 구 형상 중 어느 하나의 형상으로 이루어질 수 있다.For example, the second surface may have any one of a truncated shape of a circle or a polygon, a truncated truncated shape of a circle or a polygon, or a semicircular sphere.

일 예로, 상기 주입제는 시멘트, 고화제 및 급결제가 혼합된 혼합물이고, 상기 주입제는 상기 지반의 굴착 과정에서 지중으로 주입되어 파쇄물과 교반된 후 지중 내에 소정의 두께의 벽체를 형성할 수 있다.For example, the injecting agent is a mixture of cement, a solidifying agent and a rapid setting agent. The injecting agent is injected into the ground during the excavation of the ground, stirred with the crushed material, and then a wall having a predetermined thickness is formed in the ground have.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 굴착 장치의 구성을 나타낸 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 지반 굴착부의 저면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 함마비트를 확대 도시한다.
도 4는 도 1에 도시된 지반 굴착 장치의 사용 상태를 예시한다.
1 is a front view showing the construction of a ground excavating apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a bottom view of the ground excavation unit shown in Fig.
FIG. 3 is an enlarged view of the hammer bit shown in FIG.
Fig. 4 illustrates a use state of the ground excavation apparatus shown in Fig.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 지반 굴착 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a geotechnical drilling apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged to illustrate the present invention in order to clarify the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 굴착 장치의 구성을 나타낸 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 지반 굴착부의 저면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 함마비트를 확대 도시한다.FIG. 1 is a front view showing the construction of a ground excavating apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a bottom view of the ground excavating unit shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of the hammer bit shown in FIG. 1 .

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 굴착 장치는 지반 굴착부(100) 및 함마부(200)를 포함한다.1 to 3, a ground excavating apparatus according to an embodiment of the present invention includes a ground excavating unit 100 and a hammering unit 200.

지반 굴착부(100)는 지반의 천공 및 천공되는 지반 내의 토사를 교반한다. 이러한 지반 굴착부(100)는 본체부(110), 교반용 날개(120), 지반천공용 절삭팁들(130), 교반플레이트들(140), 주입제노즐(150), 노즐보호재(160), 주입제 파이프(170), 에어 파이프(180)를 포함할 수 있다.The ground excavating portion 100 stirs the soil in the ground where the ground is drilled and drilled. The ground excavating unit 100 includes a main body 110, agitating blades 120, ground cutting tips 130, stirring plates 140, an injector nozzle 150, a nozzle protecting member 160, An injector pipe 170, and an air pipe 180. [

본체부(110)는 메인바디부(111), 도관부(112) 및 접속부(113)를 포함할 수 있다.The body portion 110 may include a main body portion 111, a conduit portion 112, and a connection portion 113.

메인바디부(111)는 본체부(110)의 중심부를 형성한다. 메인바디부(111)는 내부공간을 갖는다. 예를 들면, 메인바디부(111)는 원통 형상의 제1 바디부(111a), 상기 제1 바디부(111a)의 상부로 연장되고 상기 제1 바디부(111a)의 직경보다 좁게 연장되는 제2 바디부(111b) 및 상기 제1 바디부(111a)의 하부로 연장되고 상기 제1 바디부(111a)의 직경보다 좁고 상기 제2 바디부(111b)의 형상에 대칭되는 형상을 갖는 제3 바디부(111c)로 이루어질 수 있다.The main body portion 111 forms a central portion of the main body portion 110. The main body portion 111 has an internal space. For example, the main body portion 111 includes a first body portion 111a having a cylindrical shape, a second body portion 111b extending upward from the first body portion 111a and narrower than the first body portion 111a, 2 body portion 111b and a third body portion 111b extending from a lower portion of the first body portion 111a and narrower in diameter than the first body portion 111a and symmetric to the shape of the second body portion 111b, And a body part 111c.

도관부(112)는 제3 바디부(111c)로부터 연장되어 메인바디부(111)의 하단부에 위치할 수 있다. 일 예로, 도관부(112)는 내부공간을 갖도록 중공의 원통 형상일 수 있다.The conduit part 112 may extend from the third body part 111c and may be located at the lower end of the main body part 111. [ As an example, the conduit portion 112 may be hollow cylindrical to have an internal space.

접속부(113)는 제1 바디부(111a)로부터 연장되어 메인바디부(111)의 상단부에 위치할 수 있다. 일 예로, 접속부(113)는 내부공간을 갖도록 중공의 원통 형상일 수 있다.The connection part 113 may extend from the first body part 111a and may be positioned at the upper end of the main body part 111. [ For example, the connection portion 113 may have a hollow cylindrical shape to have an internal space.

교반용 날개(120)는 지반을 형성하는 토사 및 지반 내로 주입되는 주입제를 교반한다. 교반용 날개(120)는 본체부(110)의 축방향을 따라 나선형으로 형성된다. 이때, 교반용 날개(120)는 본체부(110)의 중심으로부터 본체부(110)의 상단부 및 하단부로 갈수록 그 직경이 감소하는 형태를 이루어 나선형으로 형성된다.The agitating blades 120 agitate the soil which forms the ground and the injecting agent injected into the ground. The agitating blades 120 are formed in a spiral shape along the axial direction of the main body 110. At this time, the agitating blades 120 are formed into a spiral shape in which the diameter of the agitating blades 120 decreases from the center of the main body 110 toward the upper end and the lower end of the main body 110.

지반천공용 절삭팁들(130)은 지반 굴착부(100)가 지반을 굴착할 때 지반층을 파쇄한다. 지반천공용 절삭팁들(130)은 교반용 날개(120) 상에 설치된다. 예를 들면, 지반천공용 절삭팁들(130)의 일부는 교반용 날개(120)의 가장자리에서 교반용 날개(120)의 나선 방향을 따라 배열될 수 있고, 지반천공용 절삭팁들(130)의 나머지는 교반용 날개(120)의 면들, 즉 본체부(110)의 하단부에 대향하는 면들에 일정 간격으로 배열될 수 있다. 이때, 지반천공용 절삭팁들(130)의 말단은 본체부(110)의 하단부를 향하도록 설치된다. 이러한 지반천공용 절삭팁들(130)의 형상에는 특별한 제한은 없다.The ground boring cutting tips 130 crush the ground layer when the ground excavating section 100 excavates the ground. The ground boring cutting tips 130 are installed on the agitating blades 120. For example, a portion of the ground penetrating cutting tips 130 may be arranged along the spiral direction of the agitating blades 120 at the edge of the agitating blades 120, May be arranged at regular intervals on the surfaces of the agitating blades 120, that is, the surfaces opposite to the lower end of the main body 110. [ At this time, the ends of the ground cutting inserts 130 are installed to face the lower end of the main body 110. There is no particular limitation on the shape of the ground boring cutting tips 130.

교반플레이트들(140)은 지반 굴착부(100)에 의해 파쇄된 지반의 토사 및 천공된 지반 내로 주입되는 주입제가 교반되도록 한다. 교반플레이트들(140)은 교반용 날개(120) 상에 설치된다. 예를 들면, 교반플레이트들(140)은 교반용 날개(120)의 면들, 즉 본체부(110)의 상단부에 대향하는 면들에 일정 간격으로 배열될 수 있다. 이때, 교반플레이트들(140)의 말단은 본체부(110)의 상단부를 향하도록 설치된다. 이러한 교반플레이트들(140)의 형상에는 특별한 제한은 없으며, 예를 들면, 사각 플레이트 형상일 수 있다.The agitating plates 140 allow the ground excavator 100 to agitate the ground soil that has been crushed and the injected material injected into the perforated ground. The stirring plates 140 are installed on the agitating blades 120. For example, the stirring plates 140 may be arranged at regular intervals on the surfaces of the agitating blades 120, that is, the surfaces opposite to the upper end of the main body 110. At this time, the ends of the stirring plates 140 are installed to face the upper end of the main body 110. The shape of the stirring plates 140 is not particularly limited and may be, for example, a rectangular plate shape.

주입제노즐(150)은 지반의 천공 후 지반 내에 주입제를 주입하기 위한 구성이다. 주입제노즐(150)은 교반용 날개(120) 주변에 설치될 수 있다. 예를 들면, 주입제노즐(150)은 본체부(110)의 메인바디부(111)의 내부공간으로부터 교반용 날개(120)의 가장자리를 향해 수평으로 연장되는 형태로 설치될 수 있다. 이때, 주입제노즐(150)은 교반용 날개(120)의 최대 직경에 대응하는 폭 또는 교반용 날개(120)의 최대 직경보다 작은 폭으로 설치될 수 있다. 주입제노즐(150)은 복수일 수 있고, 복수인 경우 각각의 주입제노즐(150)은 서로 직교하는 방향으로 연장되어, 교반용 날개(120)를 평면에서 볼 때 십자 형태로 배열될 수 있다.The injection nozzle 150 is a structure for injecting the injecting agent into the ground after perforation of the ground. The injection nozzle 150 may be installed around the agitating blades 120. For example, the injection nozzle 150 may be installed horizontally extending from the inner space of the main body portion 111 of the main body 110 toward the edge of the agitating blades 120. At this time, the injection nozzle 150 may have a width corresponding to the maximum diameter of the agitating blades 120 or a width smaller than the maximum diameter of the agitating blades 120. The plurality of injection nozzles 150 may be plural, and the plurality of injection nozzles 150 may extend in directions orthogonal to each other so that the stirring vanes 120 may be arranged in a cross shape when viewed from the plane .

여기서, 주입제노즐(150)을 통해 주입되는 주입제는, 시멘트, 고화제 및 급결제가 혼합된 혼합물일 수 있다.Here, the injecting agent injected through the injection nozzle 150 may be a mixture of cement, a solidifying agent and a rapid setting agent.

노즐보호재(160)는 주입제노즐(150)을 보호한다. 노즐보호재(160)는 주입제노즐(150)을 덮어서 보호할 수 있다. 예를 들면, 노즐보호재(160)는 주입제노즐(150)을 덮을 수 있는 형상 및 크기를 갖고 주입제노즐(150)의 위에서 주입제노즐(150)을 덮는 형태로 설치될 수 있다.The nozzle protection member 160 protects the injection nozzle 150. The nozzle protection member 160 may cover and protect the injection nozzle 150. For example, the nozzle protection member 160 may be installed in a shape and a size to cover the injection nozzle 150, and may cover the injection nozzle 150 on the injection nozzle 150.

주입제 파이프(170)는 주입제노즐(150)에 주입제를 공급한다. 이를 위해 주입제 파이프(170)는 주입제노즐(150)과 연결된다. 예를 들면, 주입제 파이프(170)는 본체부(110)의 접속부(113) 및 메인바디부(111)의 내부공간에 수직으로 삽입되어 주입제노즐(150)의 위치까지 연장되는 길이로 설치될 수 있다. 이러한 주입제 파이프(170)의 하단부에는 다수의 주입제노즐(150)에 주입제를 분기하여 공급할 수 있도록 분기부(미도시)가 설치될 수 있다. 분기부에는 주입제노즐(150)의 일단부가 연결될 수 있다.The infusion pump 170 supplies the infusion agent to the infusion nozzle 150. The injector pipe 170 is connected to the injector nozzle 150 for this purpose. The injector pipe 170 is inserted into the inner space of the connecting portion 113 of the main body 110 and the inner space of the main body portion 111 and is installed to a length extending to the position of the injector nozzle 150 . A branching unit (not shown) may be installed at the lower end of the injector pipe 170 so that the injector can be branched and supplied to a plurality of injector nozzles 150. One end of the injector nozzle 150 may be connected to the branch portion.

에어 파이프(180)는 함마부(200)를 향해 고압의 공기를 분사한다. 에어 파이프(180)는 주입제 파이프(170)와 평행하도록 본체부(110)의 접속부(113) 및 메인바디부(111)의 내부공간에 수직으로 삽입되어 함마부(200)에 근접하는 위치까지 연장되는 길이로 설치될 수 있다. The air pipe 180 injects high-pressure air toward the hammering unit 200. The air pipe 180 is vertically inserted into the inner space of the connection part 113 and the main body part 111 of the main body part 110 so as to be in parallel with the infusion pipe 170 and reaches a position close to the hammer part 200 It can be installed in an extended length.

함마부(200)는 지반 및 암반층의 천공을 위한 구성이다. 함마부(200)는 지반 굴착부(100)의 하단부에 설치된다. 함마부(200)는 에어함마(210) 및 함마비트(220)를 포함한다.The hammering unit (200) is a structure for perforating the ground and rock layers. The hammering unit 200 is installed at the lower end of the ground excavating unit 100. The hammering unit 200 includes an air hammer 210 and a hammer bit 220.

에어함마(210)는 도관부(112)와 결합하여 지반 굴착부(100)의 하단부에 설치된다. 이때, 에어함마(210)는 에어 파이프(180)와 연결되어 에어 파이프(180)로부터 고압의 공기를 공급받는다. 에어함마(210)의 내부에는 에어 파이프(180)로부터 공급되는 고압의 공기가 주입되어 순환될 수 있는 공간부가 형성될 수 있다. 이러한 에어함마(210)는 지반 굴착부(100)와 함께 회전될 수 있고, 상하 이동이 가능하게 구성될 수 있다. 에어함마(210)의 상하 이동이 가능한 구성에는 특별한 제한은 없으며, 예를 들면, 유압실린더에 의해 상하 이동이 가능하도록 구성될 수 있다.The air hammer 210 is installed at the lower end of the ground excavating portion 100 in association with the conduit portion 112. At this time, the air hammer 210 is connected to the air pipe 180 and receives high-pressure air from the air pipe 180. The air hammers 210 may be provided with space portions through which high-pressure air supplied from the air pipes 180 may be injected and circulated. The air hammer 210 can be rotated together with the ground excavator 100 and configured to be movable up and down. There is no particular limitation on the configuration in which the air hammer 210 can move up and down, and for example, it can be configured to be movable up and down by a hydraulic cylinder.

함마비트(220)는 에어함마(210)의 하단부에 결합되어 지반 굴착부(100)와 함께 지반을 천공하고, 또한 지반을 천공하면서 암반층을 파쇄하여 천공한다. 이때, 함마비트(220)는 에어함마(210)와 함께 회전하면서 지반 및 암반층을 타격하여 지반 및 암반층을 천공한다. 지반 및 암반층의 타격은 에어함마(210) 내로 주입되는 고압의 공기가 함마비트(220)에 전달되어 타격할 수 있다.The hammer bit 220 is coupled to the lower end of the air hammer 210 to pierce the ground with the ground excavator 100, and the ground layer is punctured while crushing the rock layer. At this time, the hammer bit 220 rotates together with the air hammer 210 to strike the ground and the rock layer to perforate the ground and the rock layer. The impact of the ground and rock layers may be such that high pressure air injected into the air hammer 210 is transmitted to the hammer bit 220 and struck.

이러한 함마비트(220)는 제1 면(221), 제2 면(222), 절삭날들(223), 파쇄물배출슬릿들(224)을 포함할 수 있다.The hammer bit 220 may include a first surface 221, a second surface 222, cutting edges 223, and rubbish discharge slits 224.

제1 면(221)은 에어함마(210)의 하단부에 연결된다. 이를 위해, 제1 면(221)에는 에어함마(210)와 결합하는 결합축(미도시)이 형성될 수 있다. 제1 면(221)은 에어함마(210)의 축방향에 수직한 수평면이다.The first surface 221 is connected to the lower end of the air hammer 210. To this end, a coupling axis (not shown) may be formed on the first surface 221 to engage with the air hammer 210. The first surface 221 is a horizontal plane perpendicular to the axial direction of the air hammer 210.

제2 면(222)은 제1 면(221)으로부터 아래로 볼록하게 연장된다. 제2 면(222)의 볼록한 형상에는 특별한 제한은 없으며, 예를 들면, 원 또는 다각형의 추 형상, 원 또는 다각형의 절두된 추 형상, 반원형의 구 형상 중 어느 하나의 형상일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 절두된 원추 형상이 예시되며, 절두된 원추 형상에서 제1 면(221)에 평행한 면을 절두면(222a)이라 명명한다.The second surface 222 extends downwardly convexly from the first surface 221. The convex shape of the second surface 222 is not particularly limited and may be, for example, a shape of a circle or polygon, a truncated truncated shape of a circle or a polygon, or a semicircular sphere. In one embodiment of the present invention, a truncated cone shape is illustrated, and a plane parallel to the first surface 221 in a truncated cone shape is referred to as a truncated cone 222a.

절삭날들(223)은 함마비트(220)가 지반 및 암반층을 타격할 때 지반 및 암반을 파쇄하는 부분이다. 절삭날들(223)은 제2 면(222)으로부터 돌출되고 제2 면(222)의 일부 또는 전체에 소정의 간격으로 배열된다. 절삭날들(223)의 형상에는 특별한 제한은 없으며, 예를 들면, 다각형 형상의 면들이 서로 다른 각으로 배열되어 다수의 날을 형성하는 형태일 수 있다.The cutting edges 223 are portions that fracture the ground and rock when the hammer bit 220 strikes the ground and rock layers. The cutting edges 223 protrude from the second surface 222 and are arranged at some or all of the second surface 222 at predetermined intervals. The shape of the cutting edges 223 is not particularly limited, and may be, for example, a shape in which polygonal surfaces are arranged at different angles to form a plurality of blades.

파쇄물배출슬릿들(224)은 함마비트(220)에 의해 지반 및 암반층이 천공될 때 발생되는 토사 및 물이 섞인 파쇄물을 함마비트(220)의 하단부로부터 배출한다. 파쇄물배출슬릿들(224)은 제2 면(222)의 길이방향을 따라 연장되어 형성되고, 제2 면(222)의 둘레를 따라 배열된다.The crushed discharge slits 224 discharge the crushed material and the crushed material, which are generated when the ground and rock layers are pierced by the ridge bit 220, from the lower end of the ridge bit 220. The rubbish discharge slits 224 are formed extending along the lengthwise direction of the second surface 222 and arranged along the circumference of the second surface 222.

한편 이러한 파쇄물배출슬릿들(224) 내측으로 파쇄물이 용이하게 진입하도록 함마비트(220)의 하단부, 즉 제2 면(222)의 절두면(222a)에는 내측으로 오목한 파쇄물진입홈(225)이 형성될 수 있고, 파쇄물배출슬릿들(224)은 파쇄물진입홈(225)으로부터 제2 면(222)의 길이방향을 따라 제1 면(221)의 위치까지 연장될 수 있다. 이러한 경우, 파쇄물진입홈(225) 내에도 절삭날들(223)이 형성될 수 있다.A crushed entry groove 225 is formed in the lower end of the hammer bit 220, that is, the two side surfaces 222a of the second surface 222 are recessed inwardly so that the crushed material can easily enter the inside of the crushed material discharge slits 224. [ And the rupture discharge slits 224 can extend from the rupture entry groove 225 to the position of the first surface 221 along the lengthwise direction of the second surface 222. In this case, the cutting edges 223 may also be formed in the rupture entry groove 225.

이하에서는 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 굴착 장치를 이용하여 지반 및 암반층의 굴착 및 지반을 개량하는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process of improving the excavation and the ground of the ground and the rock layer using the ground excavator according to one embodiment of the present invention will be described.

도 4는 도 1에 도시된 지반 굴착 장치의 사용 상태를 예시한다.Fig. 4 illustrates a use state of the ground excavation apparatus shown in Fig.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 굴착 장치를 작업대차(10)에 설치한다. 도 4를 참조하여 그 구조를 살펴보면, 작업대차(10)에는 리더(Leader)(20)가 장착되고, 리더(20)의 전방에는 굴착로드(30)가 지면에 수직하도록 연결되고, 굴착로드(30) 상에는 회전천공모터(40)가 설치되고, 굴착로드(30)의 하단부에 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 굴착 장치가 설치된다. 또한 굴착로드(30)의 상단부에는 주입제호스(50) 및 에어호스(60)가 연결되며, 주입제호스(50) 및 에어호스(60)는 주입제 파이프(170) 및 에어 파이프(180)에 연결된다. 여기서, 주입제호스(50)는 그라우트 펌프(미도시)와 연결되고, 에어호스(60)는 콤프레셔와 연결된다.First, a ground excavating apparatus according to an embodiment of the present invention is installed on a work truck 10. Referring to FIG. 4, a structure is described in which the work carriage 10 is equipped with a leader 20, a drilling rod 30 is connected to the front of the leader 20 so as to be perpendicular to the ground, 30, a rotary drilling motor 40 is installed, and a ground excavating apparatus according to an embodiment of the present invention is installed at a lower end of the excavating rod 30. An injection hose 50 and an air hose 60 are connected to the upper end of the excavation rod 30. The injection hose 50 and the air hose 60 are connected to the injector pipe 170 and the air pipe 180, Lt; / RTI > Here, the injection hose 50 is connected to a grout pump (not shown), and the air hose 60 is connected to a compressor.

이와 같이 지반 굴착 장치가 설치되면, 굴착로드(30) 및 굴착로드(30)의 하단부에 결합된 지반 굴착 장치를 정회전시킨다. 이때, 굴착로드(30)가 하강하면서 지반 굴착부(100) 및 함마부(200)는 회전하고, 지반 굴착부(100) 및 함마부(200)는 지반 및 암반층을 천공한다.When the ground excavation apparatus is installed in this manner, the excavation rod 30 and the ground excavation apparatus coupled to the lower end of the excavation rod 30 are rotated forward. At this time, the ground excavating portion 100 and the hammering portion 200 are rotated while the excavating rod 30 is lowered, and the ground excavating portion 100 and the hammering portion 200 perforate the ground and the rock layer.

이 과정에서, 에어호스(60)를 통해 에어 파이프(180) 내로 고압의 공기가 공급되며, 에어 파이프(180)로 공급된 고압의 공기는 에어함마(210) 및 함마비트(220)에 전달된다. 함마비트(220)는 지반 굴착부(100)보다 먼저 지반 및 암반층을 타격하면서 지반 및 암반층을 천공하고, 이어서 지반 굴착부(100)가 지반을 천공한다.In this process, high-pressure air is supplied into the air pipe 180 through the air hose 60 and high-pressure air supplied to the air pipe 180 is transferred to the air hammer 210 and the hammer bit 220 . The hammer bit (220) punctures the ground and the rock layer while striking the ground and the rock layer before the ground excavator (100), and then the ground excavator (100) punctures the ground.

이때, 함마비트(220)에 형성된 절삭날들(223)이 지반 및 암반을 타격하여 파쇄하게 되며, 이어서 지반 굴착부(100)의 교반용 날개(120) 상에 설치되어 지반을 향하게 되는 지반천공용 절삭팁들(130)은 지반을 파쇄하게 된다. 지반 굴착부(100)가 지반을 천공할 때 교반용 날개(120)는 상단부 및 하단부로 갈수록 그 직경이 감소하는 형태를 이루므로 지반을 천공하는 과정에서 지반 내로 교반용 날개(120)가 파손 없이 용이하게 진입할 수 있으며, 비교적 딱딱한 지반이나 점토질의 영역도 굴착할 수 있다.At this time, the cutting edges 223 formed on the hammer bit 220 are crushed by crushing the ground and the rock, and then the crushing blade 223 is installed on the agitating blades 120 of the ground excavating part 100, The cutting tips 130 break the ground. The diameter of the agitating blades 120 decreases toward the upper end portion and the lower end portion when the ground excavating portion 100 punctures the ground. Therefore, in the course of perforating the ground, the agitating blades 120 are not damaged It is easy to enter, and relatively hard ground or clayey areas can be excavated.

한편, 함마비트(220)가 지반 및 암반을 타격하여 파쇄할 때 파쇄된 토사, 암석 및 물이 섞인 파쇄물이 발생하게 되는데, 발생된 파쇄물은 먼저 함마비트(220)의 하단부, 즉 절두면(222a)에 형성된 파쇄물진입홈(225) 내로 진입된 후 파쇄물진입홈(225)으로부터 함마비트(220)의 상단부로 연장된 파쇄물배출슬릿들(224)을 따라 함마비트(220)의 상단부로 배출된다. 따라서 함마비트(220)가 지반 및 암반을 타격하여 파쇄할 때 발생되는 파쇄물에 의해 함마비트(220)의 작동이 제한되거나 중지됨 없이 원활한 천공 과정이 진행될 수 있다.When the hammer bit 220 is crushed by crushing the ground and the rock, the crushed material is mixed with the crushed soil, rock and water. The generated crushed material is first transferred to the lower end of the hammer bit 220, And is discharged to the upper end of the hammer bit 220 along the rupture discharge slits 224 extending from the rupture material entry groove 225 to the upper end of the hammer bit 220. Therefore, the crushing process occurring when the hammer bit 220 is crushed by crushing the ground and the rock can smoothly perform the drilling process without restricting or stopping the operation of the hammer bit 220.

이러한 과정으로 소정의 깊이, 즉 미리 계획된 깊이까지 지반을 천공 및 굴착하게 되면, 굴착로드(30), 지반 굴착부(100) 및 함마부(200)를 인발시킨다. 이를 위해, 굴착로드(30)는 역회전되며, 이에 의해 지반 굴착부(100) 및 함마부(200)도 역회전되면서 천공된 지중으로부터 인발된다. 이때, 주입제호스(50)를 통해 주입제 파이프(170)로 주입제를 공급하고 공급된 주입제는 주입제노즐(150) 내로 주입되어 주입제노즐(150)은 주입제를 지중으로 분사하게 된다. 지중으로 분사된 주입제는 교반용 날개(120)가 회전함에 따라 교반용 날개(120) 및 교반용 날개(120) 상에 설치된 교반플레이트들(140)에 의해 지반 및 암반층의 천공 과정에서 분쇄 또는 절삭된 암석 및 토사와 교반된다. 이러한 교반 과정을 통해 주입제와 교반된 분쇄 또는 절삭된 암석 및 토사는 지중 내의 균열된 부분 등에 채워져서 소정 두께의 벽체를 형성하게 되며, 이에 의해 별도의 슬라임 처리 없이 굴착된 지반을 개량(보강)하게 된다.When the ground is perforated and excavated to a predetermined depth, that is, to a predetermined depth in this process, the excavation rod 30, the ground excavating portion 100 and the hammer 200 are pulled out. For this purpose, the excavation rod 30 is reversely rotated, whereby the excavation section 100 and the excavation section 200 are also reversely rotated and drawn out from the pierced earth. At this time, the injecting agent is supplied to the injector pipe 170 through the injector hose 50, and the supplied injecting agent is injected into the injector nozzle 150 so that the injector nozzle 150 injects the injectant into the ground do. As the agitating blades 120 rotate, the infusing agent injected into the ground is crushed or crushed in the drilling process of the ground and the rock layer by the stirring plates 140 installed on the agitating blades 120 and the agitating blades 120 And agitated with the cut rock and soil. Through the stirring process, the crushed or ground rock and the gravel mixed with the injecting agent are filled in cracks in the ground to form a wall having a predetermined thickness, thereby improving (strengthening) the ground excavated without a separate slime treatment, .

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 굴착 장치를 이용하면 암반층을 타격하여 파쇄 및 천공할 수 있는 함마비트(220)가 설치되므로 지반의 강도를 특별히 고려하지 않고도 쉽게 지반의 암반층까지 굴착 및 천공이 가능할 수 있다.Since the hammer bit 220, which can crush and puncture the rock layer by using the ground excavation apparatus according to one embodiment of the present invention, is provided, it is possible to easily excavate and perforate the rock layer of the ground easily without considering the strength of the ground. It can be possible.

또한, 지반의 굴착 및 천공 과정에서 함마비트(220)에 의해 지반 및 암석이 파쇄될 때 파쇄물이 함마비트(220)의 상부로 용이하게 배출되므로 지반을 굴착 및 천공하는 과정에서 지반 내로 진입하는 것이 제한되거나 중지됨 없이 원활한 지반의 굴착 및 천공 과정이 진행될 수 있다.Further, when the ground and the rock are crushed by the hammer bit 220 during the excavation and drilling process of the ground, the crushed material is easily discharged to the upper portion of the hammer bit 220, so that it enters the ground in the process of excavating and drilling the ground The excavation and drilling process of the ground can be proceeded smoothly without being restricted or stopped.

또한, 계획된 깊이로 지반의 굴착 및 천공이 완료된 후 지중 외부로 인발되는 과정에서 주입제를 지중으로 주입하고, 지중으로 주입된 주입제와 지반의 굴착 및 천공시 파쇄된 토사 및 암석을 교반하여 지반을 개량(보강)하는 과정이 진행되므로 지반을 개량하기 위한 후공정이 필요 없고, 이에 의해 건축을 위한 공사 기간이 단축될 수 있고 슬라임 처리 비용이 발생되지 않아 경제적이다.In addition, when the excavation and perforation of the ground is completed with the planned depth, the injection agent is injected into the ground in the process of drawing to the outside of the ground, and when the excavated material injected into the ground and excavation and drilling of the ground are agitated, Since the process of improving (reinforcing) the soil is performed, there is no need for a post-process for improving the ground, thereby shortening the construction period for the construction and economizing the slime processing cost.

또한, 교반용 날개(120)가 본체부(110)의 가운데로부터 본체부(110)의 상단부 및 하단부로 갈수록 좁아지는 나선형의 구조를 가지며 본체부(110)의 축방향을 따라 연속으로 지반 내로 쉽게 진입이 가능하고, 파쇄된 토사 및 암석이 주입제와 용이하게 교반될 수 있다.The agitating blades 120 have a spiral structure that narrows from the center of the main body 110 to the upper and lower ends of the main body 110 and can be easily and smoothly inserted into the ground along the axial direction of the main body 110 And the crushed soil and rock can be easily agitated with the injecting agent.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the disclosed embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the invention. Thus, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

Claims (3)

지반을 천공하고, 천공되는 지반 내로 주입제를 주입하며, 천공되는 지반 내의 토사 및 상기 주입제를 교반하는 지반 굴착부; 및
상기 지반 굴착부의 하단부에 설치되고, 상기 지반 및 암반층의 천공을 위한 함마부를 포함하고,
상기 지반 굴착부는, 본체부; 상기 본체부의 축방향을 따라 나선형으로 형성되며 상기 본체부의 중심으로부터 상단부 및 하단부로 갈수록 직경이 감소하는 형태를 가진 교반용 날개; 지반을 굴착할 때 지반층을 파쇄하는 지반천공용 절삭팁들; 및 파쇄된 지반의 토사와 천공되는 지반내로 주입된 상기 주입제를 교반하는 교반플레이트들을 포함하며,
상기 함마부는, 상기 지반 굴착부의 하단부에 연결된 에어함마; 및 상기 에어함마의 하단부에 연결된 함마비트를 포함하고,
상기 함마비트는,
상기 에어함마의 하단부에 연결되는 제1 면;
상기 제1 면에서 아래로 볼록하게 연장되는 제2 면;
상기 제2 면으로부터 돌출되고, 상기 제2 면의 일부 또는 전체에 소정의 간격으로 배열된 절삭날들; 및
상기 제2 면의 길이방향을 따라 연장되어 형성되고, 상기 제2 면의 둘레를 따라 배열된 파쇄물배출슬릿들을 포함하고,
지반 굴착시 상기 함마부에 의해 먼저 지반 및 암반층을 천공한 이후 상기 지반 굴착부에 의해 지반을 굴착하는 것을 특징으로 하는 지반 굴착 장치.
A ground excavator for piercing the ground, injecting the injector into the ground to be drilled, agitating the soil in the ground to be drilled and the injector; And
And a hammer installed at a lower end of the ground excavation unit for drilling the ground and the rock layer,
The ground excavating portion includes: a body portion; A stirring blade formed in a spiral shape along an axial direction of the main body and having a shape decreasing in diameter from a center of the main body toward an upper end and a lower end; Ground cutting tools for crushing the ground layer when excavating the ground; And agitation plates for agitating the soil material of the crushed ground and the injected material injected into the ground to be drilled,
The hammer may include an air hammer connected to a lower end of the ground excavator; And a hammer bit connected to a lower end of the air hammer,
The bit-
A first side connected to a lower end of the air hammer;
A second surface convexly extending downward from the first surface;
Cutting edges projecting from the second surface and arranged at a predetermined interval on part or all of the second surface; And
And rupture discharge slits formed along the longitudinal direction of the second surface and arranged along the circumference of the second surface,
Wherein the ground excavation unit excavates the ground by first drilling the ground and the rock layer by the hammer when excavating the ground.
제1항에 있어서,
상기 제2 면은 원 또는 다각형의 추 형상, 원 또는 다각형의 절두된 추 형상, 반원형의 구 형상 중 어느 하나의 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지반 굴착 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the second surface comprises any one of a truncated pyramid shape of a circular or polygonal shape, a truncated truncated shape of a circle or a polygonal shape, and a semicircular sphere shape.
제1항에 있어서,
상기 주입제는 시멘트, 고화제 및 급결제가 혼합된 혼합물이고,
상기 주입제는 상기 지반의 굴착 과정에서 지중으로 주입되어 파쇄물과 교반된 후 지중 내에 소정의 두께의 벽체를 형성하는 것을 특징으로 하는 지반 굴착 장치.
The method according to claim 1,
The injecting agent is a mixture of cement, a solidifying agent and a rapid setting agent,
Wherein the injecting agent is injected into the ground during the excavation of the ground, stirred with the crushed material, and then formed into a wall having a predetermined thickness in the ground.
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