KR101699938B1

KR101699938B1 - 파일을 이용한 지중 벽체 시공 장치 및 그를 이용한 지중벽체 시공방법

Info

Publication number: KR101699938B1
Application number: KR1020160092457A
Authority: KR
Inventors: 이정식
Original assignee: 구일건설개발 (주)
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2017-01-25

Abstract

본 발명은 상기 파일은 상하 관통된 파이프 형상으로 되고 저부 내주면에 링형상의 플랜지 형태로 돌출된 밀착부가 구성되고; 상기 파일 내부에 구성되는 굴착로드는 확장비트에서 일정한 높이에 이격 구성되고 중심에 상하 관통된 삽입공이 형성되고 삽입공에 굴착로드가 삽입되어 굴착로드의 회전에도 회전되지 아니하고 일정한 두께로 되고 밀착부의 내경보다 큰 직경으로 된 가압부가 구성된 파일을 이용한 지중 벽체 시공 장치와, 상기 파일을 이용한 지중 벽체 시공 장치를 이용하여 가압부가 굴착공의 굴착 시에 파일을 굴착공 내부로 관입하며; 파일을 이용한 지중벽체 시공방법은 확장비트가 지반의 일정 깊이까지 굴착공을 천공하는 초기천공단계; 확장비트가 굴착공을 천공하면서 굴착공의 내부로 파일을 관입하여 굴착공의 천공과 관입이 동시에 이루어지는 천공관입단계; 확장비트를 파일의 외부로 인출하고 파일이 굴착공에 관입된 상태로 되는 굴착로드인출단계; 파일 및 파일의 연결부 내부에 콘크리트를 타설하여 지중벽체를 형성하는 그라우팅단계를 포함하여 파일이 굴착공의 천공과 동시에 굴착공 내부로 관입되어 전체적인 공사기간과 공사비용이 감소되고 지중벽체에 작용하는 축하중 및 횡하중에 따라 파일의 관입 길이를 상이하게 할 수 있어서 파일을 절약할 수 있는 등의 효과가 있다.

Description

파일을 이용한 지중 벽체 시공 장치 및 그를 이용한 지중벽체 시공방법{Construction machine for underground wall using pile and construction method using the same}

본 발명은 파일을 이용한 지중 벽체 시공 장치 및 그를 이용한 지중벽체 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 파일의 저부 내주면에 밀착부와 굴착로드의 스크류의 가압부에 의하여 굴착공의 굴착 시에 굴착과 동시에 굴착공 내부에 파일이 삽입되는 파일을 이용한 지중 벽체 시공 장치와, 파일을 이용한 지중 벽체 시공 장치를 이용하여 파일이 관입되지 않으면서 굴착로드의 확장비트에 의하여 지반을 일정 깊이까지 굴착공을 천공한 후 확장비트가 계속 천공하면서 굴착로드가 파일을 굴착공 내부로 관입하여 굴착공의 천공과 파일의 관입이 동시에 이루어지는 파일을 이용한 지중벽체 시공방법에 관한 것이다.

지중벽체는 본래 기초 터파기 공사 중에 일어나는 토압, 수압 등의 측압에 대해 저항하는 것을 목적으로 시공되는 가설구조물이었으나 최근에는 도심지 구간 굴착공사가 빈번해짐에 따라 주변의 지반침하나 건물 보호를 목적으로 시공되는 등 그 이용 목적이 다양화되고 있다.

특히 근래에는 소음, 침하 등의 공해방지에 대처하여 개발된 현장타설 철근콘크리트 연속벽의 출현에 의해 단순한 가설 지중벽체로써 뿐만 아니라 기초말뚝 및 내진벽 등 건물 본체의 일부로 이용되기도 한다.

종래기술에 의한 지중벽체 시공방법을 살펴보면, 대한민국 등록특허 제10-0442723호 케이싱 외부에 형성된 연결돌조와 토사흡입구 및 토사배출구를 갖는 토사유출관이 설치된 선행파일관입장치 및 이를 이용한 파일관입공법(2004년 08월 02일)은 선행 벽체파일 옆에 벽체파일을 시공할 위치에 선행파일관입장치를 설치하는 단계; 선행파일관입장치를 형성하고 있는 케이싱부 외부에 형성된 연결돌조를 선행벽체파일의 지수홈에 삽입하는 단계; 선행파일관입장치의 중앙에 설치된 토사유출관의 내부로 오거를 삽입하고 토사를 굴착하는 단계; 굴착하여 굴착된 토사를 토사유출관의 선단부에 설치된 토사흡입구를 통하여 토사를 흡입하여 토사유출관의 두부에 설치된 토사배출구를 통하여 토사를 외부로 배출하면서 선행파일관입장치를 벽체파일의 계획심도까지 삽입하는 단계; 계획심도까지 삽입된 선행파일관입장치를 인발하는 단계; 선행파일관입장치가 제거된 공간에 벽체파일을 근입시키는 단계; 및 벽체파일과 벽체파일이 연결시공되면서 형성되는 벽체파일의 지수홈에 그라우팅을 하는 단계로 이루어진다.

상기 종래기술은 토사 굴착 후 굴착공에 벽체파일을 관입하여 즉 굴착과 파일 관입이 별도로 작업되어 관입에 따른 공기가 길게 되어 전체적인 공사기간과 공사비용이 상승되는 문제점이 있다.

또한, 종래기술은 굴착로드를 지상으로 인출할 때 및 선행파일관입장치가 제거된 굴착공에 벽체파일을 관입시킬 때 굴착공 내벽의 토사가 흘러내리는 문제점이 있다.

또한, 종래기술은 굴착공에서 토사가 흘러내려 굴착공의 하부를 되메움으로써 굴착공의 하부가 막히게 되어 벽체파일을 계획 심도만큼 관입시키지 못하는 문제점이 있다.

또한, 종래기술은 벽체파일이 계획 심도만큼 관입되지 아니하여 지상으로 노출된 벽체파일의 상부를 타격하여 계획 심도만큼 벽체파일을 완전 삽입시키는 별도의 작업을 추가로 수행하여야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 파일의 저부 내주면에 밀착부가 구성되고 굴착로드의 저부에는 확장비트가 구성되고 굴착로드의 스크류에 가압부가 구성되어 가압부 및 밀착부에 의하여 굴착공의 굴착 시에 굴착과 동시에 굴착공 내부에 파일이 삽입되는 파일을 이용한 지중 벽체 시공 장치와, 파일을 이용한 지중 벽체 시공 장치를 이용하여 파일이 관입되지 않으면서 굴착로드의 확장비트에 의하여 지반을 일정 깊이까지 굴착공을 천공한 후 확장비트가 천공을 진행하면서 굴착로드의 가압부가 파일의 밀착부를 가압하여 파일을 굴착공 내부로 관입하여 굴착공의 천공과 동시에 파일이 관입되어 공기가 단축되고 지중벽체의 시공이 간단한 파일을 지중벽체 시공방법을 제공함에 있다.

본 발명은 파일을 이용한 지중 벽체 시공 장치에 있어서, 상기 파일은 상하 관통된 파이프 형상으로 되고 저부 내주면에 링형상의 플랜지 형태로 돌출된 밀착부가 구성되고; 상기 파일 내부에 구성되는 굴착로드는 확장비트에서 일정한 높이에 이격 구성되고 중심에 상하 관통된 삽입공이 형성되고 삽입공에 굴착로드가 삽입되어 굴착로드의 회전에도 회전되지 아니하고 일정한 두께로 되고 밀착부의 내경보다 큰 직경으로 된 가압부가 구성된다.

또한, 본 발명은 상기 굴착로드의 하부에는 굴착공의 굴착 시에 확장되어 파일의 외경에 해당하는 굴착공을 천공하는 확장비트가 구성된다.

또한, 본 발명은, 상기 굴착로드는 가압부가 구성되는 외주면의 상하에 링형상의 플랜지 형태로 돌출되고 가압부의 외경보다 작은 직경으로 되고 가압부를 굴착로드에서 상하 이동되지 않게 하는 고정부가 구성된다.

또한, 본 발명은, 상기 가압부는 가압돌기가 '＋'자, 'Y'자 및 '-'자 형상으로 되고 삽입공의 직경이 굴착로드의 외경보다 크게 구성되면서 스크류의 외경보다 작게 구성된다.

또한, 본 발명은 저부 내주면에 링형상의 플랜지 형태로 돌출된 밀착부가 구성된 1차 파일이 관입되지 않으면서 확장비트가 지반의 일정 깊이까지 1차 굴착공을 굴착공을 천공하는 1차 초기천공단계; 상기 확장비트가 1차 굴착공을 천공하면서 1차 파일의 내부에 위치되고 가압부가 구성된 굴착로드에 의하여 1차 굴착공의 내부로 1차 파일이 관입되어 굴착공의 천공과 관입이 동시에 이루어지는 1차 천공관입단계; 상기 확장비트를 1차 파일의 외부로 인출하고 1차 파일이 1차 굴착공에 관입된 상태로 되는 1차 굴착로드인출단계; 상기 1차 파일에 인접한 위치에 저부 내주면에 링형상의 플랜지 형태로 돌출된 밀착부가 구성된 2차 파일이 관입되지 않으면서 확장비트가 지반의 일정 깊이까지 2차 굴착공을 천공하는 2차 초기천공단계; 상기 확장비트가 2차 굴착공을 천공하면서 굴착로드가 굴착된 토사를 외부로 배출하면서 2차 파일의 내부에 위치되고 가압부가 구성된 굴착로드에 의하여 2차 굴착공의 내부로 1차 파일의 안내에 의해 2차 파일이 관입되어 굴착공의 천공과 관입이 동시에 이루어지는 2차 천공관입단계; 상기 2차 굴착공이 완료되면 확장비트를 2차 파일의 외부로 인출하고 2차 파일이 2차 굴착공에 관입된 상태로 되는 2차 굴착로드인출단계; 상기 1차 파일, 2차 파일, 1차 파일의 연결부 및 2차 파일의 연결부 내부에 콘크리트를 타설하여 지중벽체를 형성하는 그라우팅단계;를 포함한다.

또한, 본 발명은 상기 밀착부는 1차 파일 및 2차 파일의 저부 내주면에 플랜지 형태로 구성되고; 상기 가압부는 굴착로드의 저부 부근의 외주면에 돌출되고 1차 파일 및 2차 파일의 내경에 구성되어; 상기 1차 천공관입단계 및 2차 천공관입단계는 가압부가 밀착부를 가압하면서 1차 파일을 1차 굴착공에 2차 파일을 2차 굴착공에 관입한다.

또한, 본 발명은, 상기 1차 천공관입단계 또는 2차 천공관입단계는 1차 파일 또는 2차 파일이 1차 굴착공 또는 2차 굴착공의 저면까지 관입되도록 1차 파일 또는 2차 파일을 항타하는 항타단계를 더 포함한다.

또한, 본 발명은, 상기 1차 천공관입단계 또는 2차 천공관입단계는 굴착로드의 회전 시에 가압부가 회전하지 않으면서 1차 굴착공 또는 2차 굴착공을 천공한다.

본 발명은 지중 벽체 시공 장치에 사용되는 굴착로드에 구성된 가압부가 굴착공의 굴착 시에 파일을 굴착공 내부로 관입하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 고정부에 의하여 가압부가 굴착로드의 외부로 이탈되지 아니하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 가압부의 가압돌기가 '＋'자, 'Y'자 및 '-'자 형상으로 되면서 상하 연통된 공간이 형성되어 굴착한 토사를 스크류에 의하여 상부로 이동이 용이한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 확장비트가 굴착공의 천공 시에 파일의 외경까지 천공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 굴착로드가 가압부의 삽입공에 삽입되어 굴착로드의 회전에도 가압부가 회전되지 아니하여 굴착공의 천공 시에 가압부 및 밀착부의 접촉면에서 발열이 최소화되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 파일이 굴착공의 천공과 동시에 굴착공 내부로 관입되어 별도의 파일 관입을 하지 아니하여 공기가 단축되고 이로 인하여 지중벽체의 시공이 신속하게 되어 전체적인 공사기간과 공사비용이 감소되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 굴착공의 천공과 동시에 굴착공 내부로 관입되어 굴착로드를 지상으로 인출할 때 굴착공 내벽의 토사가 흘러내리지 않는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 굴착공에서 토사가 흘러내지 아니하므로 파일을 계획 심도까지 관입시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 확장비트가 파일의 외경까지 굴착함으로써 파일이 굴착공 내부로 용이하게 관입할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 지중벽체가 축하중을 받는 경우에는 굴착공의 저면까지 파일을 관입하여 그라우팅을 하고 횡하중을 받는 경우에는 파일이 굴착공의 저면에서 이격된 상태되로 그라우팅을 함으로써 하중의 성격에 따라 적응성이 양호한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 축하중 및 횡하중에 따라 파일의 관입 길이를 상이하게 할 수 있어서 파일을 절약할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 굴착로드가 굴착공의 천공을 진행하면서 파일을 굴착공 내부로 관입하므로 횡하중을 받는 지중벽체의 경우에는 파일에 항타를 하지 아니하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 굴착로드가 굴착공의 천공을 진행하면서 파일을 굴착공 내부로 관입하므로 축하중을 받는 지중벽체의 경우에는 저면과 파일 저면의 이격된 간격만 파일을 항타하여 항타 깊이가 작고 항타 시간이 짧은 효과가 있다.

또한, 본 발명은 굴착로드가 굴착공을 천공하면서 가압부를 회전시키지 아니하여 파일의 진동이 작은 효과가 있다.

도 1: 일반적인 지중벽체 시공장치의 설치상태도.
도 2: 본 발명의 파일과 굴착로드가 결합된 상태도.
도 3: 본 발명의 파일과 굴착로드가 결합된 단면의 상태도.
도 4: 본 발명의 가압부의 상태도.
도 5: 본 발명의 지중벽체 시공방법의 흐름도,
도 6: 본 발명의 공정도.
도 7: 본 발명에 의한 파일이 관입된 지중벽체의 평면도.

이하 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 파일을 이용한 지중벽체 시공방법에 대한 바람직한 실시 예를 설명한다.

일반적으로 지중벽체 굴착장치(100)는 주행장치와 리더마스터(leader master: 110)가 구비되고 크롤러 크레인(crawler crane)과, 리더마스터(110)에 지지되어 지상에 수직상으로 높게 고정되는 리더(leader)와, 케이블(112)에 의하여 리더의 가이드봉을 따라 상,하로 승강 이동이 가능하게 설치되고 모터의 동력으로 회전장치가 구성된 오거(auger: 116)와, 오거(116)의 저부에 수직상으로 다단 조립되고 지반을 천공하고 보조클램프(130)에 의해 결합된 굴착해머(132)가 구성된 굴착로드(118)와, 오거(116)의 하측 측면이나 하측 정면에 파일(126)을 항타하는 항타기(120)와, 지지장치(128)에 의하여 리더마스터(110)에 지지되는 파일(126)과, 파일(126)의 상부에 구성되어 항타기(120)가 파일(126)을 항타할 때 항타력을 흡수하는 완충기(122)로 구성되어 오거(116)의 정회전에 의하여 굴착로드(118)의 정회전되어 굴착해머(132)가 지반을 천공하고 오거(116)의 회전이 정지된 상태에서 케이블(112)을 권취하여 굴착로드(118)가 굴착공에서 인출되면 지지장치의 선회에 의하여 파일(126)이 굴착공에 위치되면 항타기(120)가 파일을 항타하여 굴착공의 계획 심도까지 항타 관입하고 선행 천공된 굴착공 옆에 후행 굴착공을 상기의 방법으로 천공하고 후행 파일을 관입한 후 선행 파일 및 후행 파일 내부를 콘크리트로 그라우팅하여 지중벽체를 타설한다.

본 발명의 굴착로드(20)는 오거(116)의 저부에 수직상으로 다단 조립되고 오거(116)에 의하여 회전되거나 정지되고 굴착로드(20)의 끝단에 구성되어 지반을 굴착하여 굴착공을 형성하는 비트는 확장비트(21)를 사용하며 확장비트(21)는 정회전할 때에는 직경이 확대되고 정지하거나 역회전할 때에는 원위치되는 기능을 수행한다.

상기 확장비트(21)는 오거(116)의 정회전에 의하여 굴착로드(20)가 정회전하게 되면 유압장치에 의하여 확장비트(21)가 굴착해머의 외경방향으로 돌출 확장되고 이 상태에서 지반을 굴착하게 되므로 직경이 확대되어 굴착하는 굴착공의 직경이 정지된 보통 상태보다 크게 굴착하여 굴착공을 형성하게 된다.

상기 확장비트(21)는 외형이 '┗━'형상으로 되면서 '┗━'의 편심 위치에 관통된 관통공이 형성되고 관통공을 통하여 굴착해머에 힌지 결합되어 오거(116)에 의하여 굴착로드(20)가 정회전하게 되면 원심력에 의하여 확장비트(21)가 힌지를 중심으로 스스로 굴착해머의 외경방향으로 돌출 확장되고 오거(116)에 의하여 굴착로드(20)가 역회전하거나 정지되면 원위치되어 스크류(22) 직경 정도의 직경을 갖게 되는 확장비트(21)를 포함한다.

즉, 본 발명에서 사용되는 확장비트(21)는 굴착공의 천공 시에 유압장치에 의하여 확장되거나 스스로 확장되는 것뿐만 아니라 그외의 확장비트 모두에 적용된다.

본 발명의 굴착로드(20)는 확장비트(21)에서 일정한 높이에 이격 구성되는 가압부(23)가 구성되며, 가압부(23)는 중심에 상하 관통된 삽입공(23-2)이 구성되고 삽입공(23-2)에 굴착로드(20)가 관통 삽입되어 굴착로드(20)의 회전에도 회전하지 않게 구성된다.

상기 가압부(23)는 굴착로드(20)의 저부 부근의 외주면에 돌출되고 파일(10)의 내경에 위치되면서 굴착로드(20)의 스크류(22) 사이에 구성 즉, 어느 하나의 스크류 하부에 구성되고 가압부(23)의 하부에는 스크류(22)와 확장비트(21)가 순차 구성되어 확장비트(21)에 의하여 굴착된 토사가 가압부(23)의 하부에 구성된 스크류(22)에 의하여 상부로 이동되고 가압부(23)의 공간을 통하여 파일(10) 내부로 이동되어 가압부의 상부에 구성된 스크류(22)에 의하여 파일(10)의 외부로 배출된다.

상기 가압부(23)는 가압돌기(23-1)가 형성되되 가압돌기(23-1)는 일정한 두께를 갖고 평면이 '＋'자, 'Y'자 및 '-'자 형상으로 되며 상하 관통된 삽입공(23-2)을 중심으로 다수의 돌출보 형상의로 구성되며, 삽입공(23-2)의 직경은 굴착로드(20)의 외경보다 크게 구성되면서 스크류(22)의 외경보다 작게 구성되며, 가압부(23)의 삽입공(23-2) 직경과 굴착로드(20)의 외경의 차이로 인하여 굴착로드(20)가 회전하여도 가압부(23)는 회전하지 않게 된다.

상기 가압부(23)는 굴착로드(20)가 지반을 굴착하여 굴착공을 형성하는 동안에는 파일(10)의 하부 내경 내에 위치되므로 중심으로부터 가장자리까지의 거리가 밀착부(11)의 반경보다 크게 구성되면서 파일(10)의 반경보다 작게 구성된다.

상기 가압부(23)가 굴착로드(20)의 일정한 위치에 안치되게 하기 위하여 굴착로드(20)의 외경에 가압부(23)를 고정하는 고정부(24)가 일체형으로 구성되며, 고정부(24)는 굴착로드(20)의 외주면에 링형상의 플랜지 형태로 돌출되되 고정부(24)의 상부 및 고정부(24)의 하부에 각각 구성된다.

상기 가압부(23)가 상측 및 하측의 고정부(24) 사이에서 삽입공(23-2)을 통하여 굴착로드(20)가 삽입되고 고정부(24)의 외경이 가압부(23)의 내경보다 크게 구성되면서 스크류(22)의 직경보다 작게 구성되어 가압부(23)는 굴착로드(20)에 안치되면 굴착로드(20)에서 이탈하지 않게 되어 확장비트(21)가 지중을 회전하여 굴착할 때 나 스크류(22) 및 확장비트(21)를 파일(10)의 외부로 인출할 때에 고정부(24)에 의하여 가압부(23)가 스크류(22)에서 이탈하지 않게 된다.

상기 가압돌기(23-1)는 굴착된 토사를 원할하게 파일 외부로 배출하기 위해서는 상하로 연결된 면적이 작은 것보다 큰 것이 좋으므로 '＋'자 형상의 가압돌기(a)보다 'Y'자 형상의 가압돌기(b)가 좋고 'Y'자 형상의 가압돌기(b)보다 '-'자 형상의 가압돌기가 좋다.

상기 굴착로드(20)에 구성된 가압부(23)가 굴착공의 굴착 시에 파일(10)을 굴착공 내부로 관입하고, 가압돌기(23-1)가 '＋'자, 'Y'자 및 '-'자 형상으로 상하 연통된 공간이 형성되어 굴착한 토사를 스크류(22)에 의하여 상부로 이동이 용이하고, 굴착로드(20)가 가압부(23)의 삽입공에 삽입되어 굴착로드(20)의 회전에도 가압부(23)가 회전되지 아니하여 굴착공의 천공 시에 가압부(23) 및 밀착부(11)의 접촉면에서 발열이 최소화된다.

본 발명의 파일(10)은 원통형으로 구성되고 단면의 중심을 기준으로 파일(10)의 길이방향 외부면에 일체형으로 구성되는 연결부(12)가 구성되며, 연결부(12)는 파일(10)의 상하 끝단에서 짧게 작게 구성된다.

상기 굴착공의 깊이가 파일(10)의 길이 보다 깊은 경우에는 파일(10)을 계속 연결하여야 하므로 파일(10)의 상하 끝단에는 플랜지 형태의 파일연결장치가 구성된 경우에는 파일연결장치를 볼트 등으로 체결하여 상하 파일을 연결하고 파일연결장치가 구성되지 아니하는 경우에 상하 파일의 접촉면의 원주를 용접하여 상하 파일을 연결한다.

상기 파일연결장치의 플랜지 직경이 파일(10) 직경보다 크게 되어 플랜지가 파일(10) 외경에 돌출되므로 이 부분의 파일(10) 외부면에는 연결부(12)를 구성하지 아니하여 연결부(12)의 길이는 파일(10)의 길이보다 짧게 구성된다.

상기 연결부(12)는 파일(10)의 좌우측면에 각각 1개씩 구성되고 파일 직경보다 매우 작은 직경으로 되면서 파일(10)의 중심선에서 연장된 연결부(12)의 중심선에서 일정한 사선 각도에서 일부분이 개방되게 구성된다.

다시 말하면, 상기 연결부(12)는 작은 직경의 관을 상하방향으로 일측면을 절개한 절개부(12-1)를 구성하여 절개부(12-1)의 중심선이 중심선에서 연장된 연결부(12)의 중심선에서 일정한 사선 각도에 위치되게 하면서 좌측 연결부의 절개부와 우측 연결부의 절개부의 방향이 반대가 되게 구성되며 횡단면이 원에 절개부(12-1)가 형성된 것뿐만 아니라 'Ω'형상, 후크 형상으로 변형이 가능하다.

상기 파일(10)은 저부 내주면에 일체형으로 구성되고 링형상의 플랜지 형태로 돌출되고 일정한 두께를 갖는 밀착부(11)가 구성되고, 밀착부(11)의 내경은 굴착로드(20)의 스크류(22) 직경보다 작게 구성된다.

상기 밀착부(11)를 파일에서 분리하면 링형상으로 되며 링형상의 외경이 파일(10)의 저부 내주면에 일체형으로 구성되고 링형상의 내경이 굴착로드(20)의 스크류(22) 직경보다 작게 구성된다.

다시 말하면, 상기 굴착로드(20)가 파일(10)의 내경에 위치되고, 스크류(22)는 굴착로드(20)의 외주면에 상하 나선상의 일체형으로 구성되고, 스크류(22)가 밀착부(11)의 내경을 관통되게 위치되고, 파일(10)의 내경은 굴착로드(20)의 스크류(22) 직경보다 크게 구성되고, 밀착부(11)의 내경은 스크류(22)의 직경보다 크게 구성되어 굴착로드(20)의 회전에 의하여 확장비트(21)가 확장되어 지반을 굴착하여 굴착공을 형성하면 굴착된 토사는 회전하는 스크류(22)의 상면에서 상부로 계속 이동되어 파일(10)의 외부로 배출된다.

상기 오거(116)의 저부에 수직 상으로 가압부(23) 및 확장비트(21)가 구성된 굴착로드(20)가 조립되고 굴착로드(20)는 밀착부(11)가 구성된 파일(10) 내부에 위치된 상태에서 오거(116)가 정회전하게 되면 굴착로드(20)가 정회전되면서 확장비트(21)가 확장되면서 정지 시의 직경보다 큰 직경 즉 파일(10)의 외경의 직경으로 토사를 굴착하면서 지중으로 전진하게 된다.

이때, 상기 굴착로드(20)의 가압부가 파일(10)의 밀착부(11)에 밀착되면서 지중 즉 하부로 전진하면서 밀착부(11)를 하부로 끌고 가게 되고 이로 인하여 파일(10)도 지중으로 전진하게 된다.

상기 확장비트(21)가 파일(10)의 외경으로 굴착하게 되므로 파일(10)은 굴착로드(20)의 가압력 및 중력에 의하여 굴착된 굴착공 내에서 하부로 이동하게 되며 굴착로드(20)의 외주면과 굴착된 굴착공의 내주면의 마찰에 의하여 굴착로드(20)가 스스로 굴착공 내부에서 하부로 이동하지 않게 되고 즉, 상기 굴착된 굴착공의 내주의 마찰력이 파일을 지지하게 된다.

본 발명에서 제일 먼저 지중에 굴착공을 천공한 것을 1차 굴착공, 1차 굴착공의 옆에 다른 굴착공을 천공하는 것은 2차 굴착공이라 칭하고, 1차 굴착공에 삽입되는 파일을 1차 파일(10), 2차 굴착공에 삽입되는 파일을 2차 파일(10)이라고 칭하면서 1차 파일(10) 및 2차 파일(10)은 동일한 파일(10)이므로 도면 부호를 동일하게 부여하고 1,2차 파일(10)을 함께 칭해야 하는 경우에는 파일(10)이라고 칭하고 1차 굴착공 및 2차 굴착공을 함께 칭해야 하는 경우에는 굴착공이라고 칭한다.

본 발명은 굴착공의 내경이 가장 크고, 그 굴착공으로 관입되는 파일(10)의 외경 및 내경이 중간 크기가 되고, 굴착로드(20)의 스크류(22) 외경이 가장 작고, 굴착로드(20)의 하부에 구성되는 확장비트(21)는 확장되었을 때의 직경이 굴착공의 내경과 동일한 상태가 된다.

본 발명은 상기에서 설명한 밀착부가 구성된 파일, 가압부 및 확장비트가 구성된 굴착로드에 의하여 크게 1차 파일(10)이 관입된 상태의 1차 굴착공을 지중에 수직 굴착하는 1단계와 1차 굴착공 옆에 2차 굴착공을 지중에 굴착하면서 2차 굴착공 내에 2차 파일(10)이 관입된 상태로 되는 2단계와 1차 파일(10)과 2차 파일(10)을 콘크리트로 그라우딩하는 그라우팅단계로 이루어지며 2단계와 같이 또 다른 굴착공을 굴착하면서 또 다른 굴착공 내에 또 다른 파일을 설치하는 과정을 반복하는 3단계, 4단계를 다수 반복할 수 있다.

상기 1단계는 1차 초기천공단계(S 10), 1차 천공관입단계(S 20), 1차 굴착로드인출단계(S 30)로 이루어지고, 2단계는 2차 초기천공단계(S 40), 2차 천공관입단계(S 50), 2차 굴착로드인출단계(S 60)로 이루어지며 1차 천공관입단계(S 20) 및 2차 천공관입단계(S 50)에서 지중벽체가 축하중을 받는 경우에는 저면과 파일 저면의 이격된 간격만 파일을 항타하는 항타단계(S 21, S 51)가 더 이루어진다.

본 발명은 파일(10)을 이용한 지중벽체 시공방법에 관한 것으로서 저부 내주면에 링형상의 플랜지 형태로 돌출된 밀착부(11)가 구성된 1차 파일(10)이 관입되지 않으면서 확장비트(21)가 지반의 일정 깊이까지 1차 굴착공을 천공하는 1차 초기천공단계(S 10)를 수행한다.

상기 1차 초기천공단계(S 10)는 지반을 1차 굴착공을 천공하기 위하여 지중벽체 시공장치의 준비가 완료된 상태에서 오거(116)를 정회전하게 되면 굴착로드(20)가 정회전되면서 굴착해머도 정회전되어 굴착해머의 전방에 구성된 확장비트(21)가 정회전에 의하여 평상 시보다 확장되면서 굴착로드(20)의 직경보다 큰 직경 즉 1차 파일(10)의 외경에 해당하는 직경으로 지반을 천공하게 된다.

상기 일정 깊이는 확장비트(21)의 저부에서 1차 파일(10)의 저부까지의 길이를 말하며 이 길이에서는 1차 파일(10)이 굴착로드(20)의 밀착부(11)에 지지되어 굴착공에 삽입되지 않는 길이로서 이 길이 동안의 굴착 시기를 1차 초기천공단계(S 10)라 한다.

즉, 상기 확장비트(21)가 지표면에 위치되고 1차 파일(10)이 지표면에서 일정 거리 즉 확장비트(21)에서 밀착부(11)의 하부까지 이격된 상태에서 굴착로드(20)가 정회전하게 되면 확장비트(21)가 확장되면서 1차 파일(10)의 외경에 만큼 지반을 굴착하면서 하부로 전진하게 되고 이로 인하여 가압부(23)가 밀착부(11)를 가압하여 1차 파일(10)이 지반을 굴착하는 거리만큼 전진하여 밀착부(11)가 지표면에 도달하게 된다.

상기 1차 초기천공단계(S 10)가 수행하게 되면 확장비트(21)가 1차 굴착공을 계획 심도까지 천공하면서 굴착로드(20)가 굴착된 토사를 외부로 배출하면서 1차 파일(10)의 내부에 위치되고 가압부(23)가 구성된 굴착로드(20)에 의하여 1차 굴착공의 내부로 길이방향 외부에 연결부(12)가 구성된 1차 파일(10)이 관입되어 굴착공의 천공과 관입이 동시에 이루어지는 1차 천공관입단계(S 20)를 수행한다.

상기 1차 천공관입단계(S 20)는 굴착로드(20)의 저부 부근의 외주면에 돌출되고 1차 파일(10)의 내경에 위치되는 가압부(23)가 구성되어 가압부(23)가 밀착부(11)를 가압하면서 1차 파일(10)을 1차 굴착공에 관입한다.

상기 1차 천공관입단계(S 20)는 1차 초기천공단계(S 10) 후 1차 굴착공을 계획 심도까지 굴착하여 1차 파일(10)을 지중에 관입하는 단계로서 굴착로드(20)의 정회전에 의해 확장비트(21)가 확장된 상태에서 계속하여 지반을 1차 굴착공을 형성하고 굴착된 토사를 굴착로드(20)의 스크류(22)에 의하여 1차 파일(10)의 상부로 운반하여 1차 파일(10)의 상부에서 1차 파일(10)의 외부로 배출하면서 가압부(23)가 밀착부(11)를 가압하여 굴착로드(20)가 굴착되는 굴착공의 깊이만큼 1차 파일(10)을 전진시키면서 1차 파일(10)을 지중에 관입한다.

이때, 상기 가압부(23)는 중심에 상하 관통된 삽입공(23-2)이 구성되고 삽입공(23-2)에 굴착로드(20)가 관통 삽입되고 굴착로드(20)의 저부 부근의 외주면에 돌출되고 파일(10)의 내경에 위치되면서 굴착로드(20)의 스크류(22) 사이에 구성되어 굴착로드(20)의 회전에도 회전하지 않으면서 1차 파일(10)의 밀착부(11)를 가압하게 되어 1차 파일(10)이 지중에 관입된다.

상기 확장비트(21)가 1차 굴착공을 계획 심도까지 굴착하므로 1차 천공관입단계(S 20)는 굴착공의 깊이가 1차 파일(10)의 길이보다 긴 경우에는 계획 심도까지 천공이 될 수 있도록 1차 파일(10)을 계속 연결하여 1차 천공관입단계(S 20)를 수행하며 1차 굴착공과 동시에 1차 굴착공에 내부로 1차 파일(10)을 관입하여 1차 굴착공과 1차 파일(10)의 관입이 동시에 이루어져서 굴착과 동시에 파일(10)이 굴착공 내부에 관입된다.

상기 1차 천공관입단계(S 20)에서 천공관입 중에 암석 등에 의하여 1차 파일(10)의 외주면에 외부 마찰력이 커서 1차 파일(10)의 관입이 더디거나 곤란한 경우에는 항타기(120)에 의하여 일시적으로 1차 파일(10)을 항타하여 1차 파일(10)을 관입할 수 있다.

상기 지중벽체 굴착장치(100)의 케이블(112)에 의하여 오거(116)를 하강시키는 동작에 의해 오거(116)의 하부에 설치된 1차 파일(10)이 함께 하강되면서 굴착로드(20)도 하강하고 확장비트(21)도 하강한다.

상기 1차 천공관입단계(S 20)가 수행되면 오거(116)의 회전이 정지된 상태에서 케이블(112)을 권취하여 굴착로드(20) 및 확장비트(21)를 1차 파일(10)의 외부로 인출하고 1차 파일(10)이 1차 굴착공에 관입된 상태로 되는 1차 굴착로드인출단계(S 30)를 수행한다.

상기 1차 굴착로드인출단계(S 30)는 1차 굴착공이 천공되면 1차 굴착공에 1차 파일(10)이 관입된 상태에서 굴착로드(20) 및 확장비트(21)를 1차 파일(10)에서 이탈시키는 단계로서 1차 천공관입단계(S 20)가 완료된 후 오거(116)의 정지에 의하여 굴착로드(20)가 정지되면 확장비트(21)는 굴착된 1차 굴착공의 저면에 위치되고 1차 파일(10)의 저부는 1차 굴착공의 저면에서 일정 깊이의 상부에 위치 즉, 확장비트(21)의 저부에서 1차 파일(10)의 저부까지의 길이에 해당하는 위치에 있게 된다.

즉, 상기 굴착로드(20)의 전전에 의하여 가압부(23)가 밀착부(11)를 가압하여 파일(10)을 1차 굴착공의 내부로 관입시키게 되므로 1차 파일(10)은 확장비트(21)의 저면 즉 1차 굴착공의 저면과는 일정 깊이로 이격되게 된다.

상기 1차 굴착로드인출단계(S 30)는 굴착로드(20)가 1차 굴착공의 저면에 상부로 일정 깊이로 이격된 상태에서 오거(116)를 역회전시키면 굴착로드(20)가 역회전되면서 확장비트(21)는 원래의 위치 즉 1차 파일(10)의 내부로의 삽입이 가능한 위치로 회기하게 되면서 굴착로드(20)는 1차 파일(10)의 상부 방향으로 이동하게 되고 1차 파일(10)의 상부에 이르러서 굴착로드(20)와 확장비트(21)를 1차 파일(10)의 외부로 인출하게 되며 확장비트(21)가 1차 파일(10)의 외부로 인출되면 1차 파일(10)이 1차 굴착공의 저면에서 일정 깊이로 이격되게 관입된 상태로 된다.

상기 1차 굴착로드인출단계(S 30)가 수행되면 1차 파일(10)에 인접한 위치에 길이방향 외부에 연결부(12)가 구성되고 저부 내주면에 링형상의 플랜지 형태로 돌출된 밀착부(11)가 구성된 2차 파일(10)이 관입되지 않으면서 굴착로드(20)의 정회전에 의하여 확장비트(21)가 지반의 일정 깊이까지 2차 굴착공을 형성하는 2차 초기천공단계(S 40)를 수행한다.

상기 1차 파일(10)과 2차 파일(10)은 규격, 형상 및 세부 구성이 동일 즉 2차 파일(10)은 1차 파일(10)에 구성된 가압부(23) 및 연결부(12)의 구성이 동일하며 1차 및 2차 파일(10)의 가압부(23) 및 연결부(12)에 대한 세부 구성에 대한 설명은 상기에서 설명한 파일(10)의 설명으로 갈음한다.

상기 2차 초기천공단계(S 40)는 1차 파일(10)에 인접한 위치에 2차 굴착공을 천공하되 2차 굴착공에 2차 파일(10)이 관입되지 않으면서 확장비트(21)가 지반의 일정 깊이까지 2차 굴착공을 형성하는 단계이다.

상기 2차 초기천공단계(S 40)는 1차 굴착로드인출단계(S 30) 후 지반을 2차 굴착공의 천공 준비가 완료된 상태 즉, 2차 파일(10)을 지지장치(128)에 지지시켜 2차 파일(10)의 내부에 굴착로드(20)를 위치시키고 확장비트(21)가 2차 굴착공을 굴착하기 위하여 지반의 상부에 위치된 상태에서 오거(116)를 정회전하게 되면 굴착로드(20)가 정회전되면서 굴착해머도 정회전되어 굴착해머의 전방에 구성된 확장비트(21)가 정회전에 의하여 평상 시보다 확장되면서 굴착로드(20)의 직경보다 큰 직경 즉 2차 파일(10)의 외경에 해당하는 직경으로 지반을 천공하게 된다.

상기 일정 깊이는 확장비트(21)의 저부에서 2차 파일(10)의 저부까지의 길이를 말하며 이 길이에서는 2차 파일(10)이 굴착로드(20)의 밀착부(11)에 지지되어 굴착공에 삽입되지 않는 길이로서 이 길이 동안의 굴착 시기를 2차 초기천공단계(S 40)라 한다.

즉, 상기 확장비트(21)가 지표면에 위치되고 2차 파일(10)이 지표면에서 일정 거리 즉 확장비트(21)에서 밀착부(11)의 하부까지 이격된 상태에서 굴착로드(20)가 정회전하게 되면 확장비트(21)가 확장되면서 2차 파일(10)의 외경에 만큼 지반을 굴착하면서 하부로 전진하게 되고 이로 인하여 가압부(23)가 밀착부(11)를 가압하여 2차 파일(10)이 지반을 굴착하는 거리만큼 전진하여 밀착부(11)가 지표면에 도달하게 된다.

상기 2차 초기천공단계(S 40)가 수행되면 1차 파일(10)의 연결부(12)와 2차 파일(10)의 연결부(12)가 결합되어 확장비트(21)가 2차 굴착공을 계획 심도까지 천공하면서 굴착로드(20)가 굴착된 토사를 외부로 배출하면서 2차 파일(10)의 내부에 위치되고 가압부(23)가 구성된 굴착로드(20)에 의하여 2차 굴착공의 내부로 1차 파일(10)의 안내에 의해 2차 파일(10)이 관입되어 굴착공의 천공과 관입이 동시에 이루어지는 2차 천공관입단계(S 50)를 수행한다.

상기 2차 천공관입단계(S 50)는 굴착로드(20)의 저부 부근의 외주면에 돌출되고 2차 파일(10)의 내경에 위치되는 가압부(23)가 구성되어 가압부(23)가 밀착부(11)를 가압하면서 2차 굴착공의 내부로 길이방향 외부에 연결부(12)가 구성된 2차 파일(10)을 관입하여 굴착공의 천공과 관입이 동시에 이루어진다,

상기 후술하는 그라우팅단계(S 70)에 의하여 지중벽체를 형성하기 위하여 1차 파일(10)과 2차 파일(10)을 일체형으로 하기 위하여 1차 파일(10)의 연결부(12)와 2차 파일(10)의 연결부(12)를 상호 결합시키면서 2차 굴착공을 계획 심도까지 천공한다.

상기 2차 천공관입단계(S 50)는 2차 초기천공단계(S 40) 후 1차 굴착공 옆에 인접하는 2차 굴착공을 계획 심도까지 굴착하여 2차 파일(10)을 지중에 관입하는 단계로서 굴착로드(20)의 정회전에 의해 확장비트(21)가 확장된 상태에서 계속하여 지반을 2차 굴착공을 천공하고 굴착된 토사를 굴착로드의 스크류(22)에 의하여 2차 파일(10)의 상부로 운반하여 2차 파일(10)의 상부에서 2차 파일(10)의 외부로 배출하면서 가압부(23)가 밀착부(11)를 가압하여 굴착로드(20)가 굴착되는 굴착공의 깊이만큼 2차 파일(10)을 전진시키면서 2차 파일(10)을 지중에 관입한다.

이때, 상기 2차 천공관입단계(S 50)에서 가압부(23)는 중심에 상하 관통된 삽입공(23-2)이 구성되고 삽입공(23-2)에 굴착로드(20)가 관통 삽입되고 굴착로드(20)의 저부 부근의 외주면에 돌출되고 파일(10)의 내경에 위치되면서 굴착로드(20)의 스크류(22) 사이에 구성되어 굴착로드(20)의 회전에도 회전하지 않으면서 2차 파일(10)의 밀착부(11)를 가압하게 되어 2차 파일(10)이 지중에 관입된다.

상기 1차 파일(10)과 2차 파일(10)은 각각의 연결부(12)에 의하여 상호 결합되어 2차 파일(10)은 1차 파일(10)의 연결부(12)의 안내에 의하여 2차 굴착공의 내부에 관입되며 2차 천공관입단계(S 50)가 완료되면 1차 파일(10) 및 2차 파일(10)에 의하여 파일이 연속하게 형성되어 파일에 의한 지중벽체가 형성된다.

상기 1차 파일(10)과 2차 파일(10)은 각각 대향되는 외주면에 상부에서 하부의 길이방향으로 연결부(12)가 구성되어 2차 파일(10)이 1차 파일(10)의 안내 예를 들면 1차 파일(10)을 우측 연결부와 2차 파일(10)의 좌측 연결부가 결합되어 1차 파일(10)의 연결부(12)의 안내를 받으면서 2차 굴착공 내부로 관입된다.

상기 1차 파일(10)의 연결부(12)와 2차 파일(10)의 연결부(12)는 각각의 일측 부분이 상대방의 연결부(12) 내부에 삽입되어 결합되어 상호 이탈하지 않게 되어 1차 파일(10)과 2차 파일(10)이 결합된다.

상기 2차 천공관입단계(S 50)에서 지중을 굴착하여 굴착공을 형성하면서 초기 굴착공이 형성될 때 2차 파일의 일측에 외향 돌출 구성된 연결부(12)를 1차 파일의 일측에 외향 돌출 구성된 연결부(12)에 삽입시킨 상태에서 2차 파일을 하강시키면서 2차 파일의 내측에 삽입 설치된 스크류(22)를 회전시키면, 스크류(22) 하단의 확장비트(21)가 1차 굴착공 옆의 지중을 굴착하게 된다

즉, 상기 지중벽체 굴착장치(100)의 케이블(112)에 의하여 오거(116)를 하강시키는 동작에 의해 오거(116)의 하부에 설치된 2차 파일(10)이 함께 하강되면서 굴착로드(20)도 하강하고 확장비트(21)도 하강하며, 이때 2차 파일(10)의 일측에 외향 돌출된 연결구가 1차 파일(10)의 연결구에 삽입되어 있으므로 2차 파일(10)이 1차 파일(10)의 안내에 의해 하강된다.

상기 확장비트(21)가 2차 굴착공을 계획 심도까지 굴착하므로 2차 천공관입단계(S 50)는 굴착공의 깊이가 2차 파일(10)의 길이보다 긴 경우에는 계획 심도까지 천공이 될 수 있도록 2차 파일(10)을 계속 연결하여 2차 천공관입단계(S 50)를 수행하며 2차 굴착공과 동시에 2차 굴착공의 내부로 2차 파일(10)을 관입하여 2차 굴착공과 2차 파일(10)의 관입이 동시에 이루어져서 굴착과 동시에 파일(10)이 굴착공 내부에 관입된다.

상기 2차 천공관입단계(S 50)에서 천공관입 중에 암석 등에 의하여 2차 파일(10)의 외주면에 외부 마찰력이 커서 2차 파일(10)의 관입이 더디거나 곤란한 경우에는 항타기(120)에 의하여 일시적으로 2차 파일(10)을 항타하여 2차 파일(10)을 관입할 수 있다.

상기 2차 천공관입단계(S 50)가 수행되면 오거(116)의 회전이 정지된 상태에서 케이블(112)을 권취하여 굴착로드(20) 및 확장비트(21)를 2차 파일(10)의 외부로 인출하고 2차 파일(10)이 2차 굴착공에 관입된 상태로 되는 2차 굴착로드인출단계(S 60)를 수행한다.

상기 2차 굴착로드인출단계(S 60)는 2차 굴착공이 천공되면 2차 굴착공에 2차 파일(10)이 관입된 상태에서 굴착로드(20) 및 확장비트(21)를 2차 파일(10)에서 이탈시키는 단계로서 2차 천공관입단계(S 50)가 완료된 후 오거(116)의 정지에 의하여 굴착로드(20)가 정지되면 확장비트(21)는 굴착된 2차 굴착공의 저면에 위치되고 2차 파일(10)의 저부는 2차 굴착공의 저면에서 일정 깊이의 상부에 위치 즉, 확장비트(21)의 저부에서 2차 파일(10)의 저부까지의 길이에 해당하는 위치에 있게 된다.

즉, 상기 굴착로드(20)의 전전에 의하여 가압부(23)가 밀착부(11)를 가압하여 파일(10)을 2차 굴착공의 내부로 관입시키게 되므로 2차 파일(10)은 확장비트(21)의 저면 즉 2차 굴착공의 저면과는 일정 깊이로 이격되게 된다.

상기 2차 굴착로드인출단계(S 60)는 굴착로드(20)가 2차 굴착공의 저면에 상부로 일정 깊이로 이격된 상태에서 오거(116)를 역회전시키면 굴착로드(20)가 역회전되면서 확장비트(21)는 원래의 위치 즉 2차 파일(10)의 내부로의 삽입이 가능한 위치로 회기하게 되면서 굴착로드(20)는 2차 파일(10)의 상부 방향으로 이동하게 되고 2차 파일(10)의 상부에 이르러서 굴착로드(20)와 확장비트(21)를 2차 파일(10)의 외부로 인출하게 되며 확장비트(21)가 2차 파일(10)의 외부로 인출되면 2차 파일(10)이 2차 굴착공의 저면에서 일정 깊이로 이격되게 관입된 상태로 된다.

상기 1차 파일(10) 및 2차 파일(10) 즉, 파일(10)의 상부에는 분리 가능한 별도의 배출구가 형성되어 확장비트(21)의 회전으로 지중이 굴착되면서 나오는 토사가 파일의 내부에서 스크류(22)에 의해 상향 이동하면서 배출구를 통하여 지상으로 배출된다.

상기 1차 천공관입단계(S 20) 및 2차 천공관입단계(S 50)는 파일(10)이 굴착공 내부가 무너지는 것을 방지하고 천공 후 파일을 관입하는 별도의 파일(10) 관입을 하지 아니하여 공기가 단축되고 이로 인하여 지중벽체의 시공이 신속하게 되어 전체적인 공사기간과 공사비용이 감소되면서 구조적인 안정성을 확보할 수 있고 확장비트(21)가 파일(10)의 외경까지 굴착함으로써 파일(10)이 굴착공 내부로 용이하게 관입할 수 있다.

상기 1차 천공관입단계(S 20) 및 2차 천공관입단계(S 50)는 굴착로드(20)가 가압부(23)의 삽입공(23-2)에 삽입된 상태 즉, 가압부(23)가 굴착로드(20)에 일체형으로 구성되지 아니한 상태로서 굴착로드(20)가 회전되어도 가압부(23)가 회전되지 아니하여 1차 천공관입단계(S 20) 및 2차 천공관입단계(S 50)에서 굴착로드(20)의 회전에 의한 1차 굴착공 및 2차 굴착공을 천공하여도 가압부(23)는 회전한다.

상기 1차 굴착로드인출단계(S 30) 및 2차 굴착로드인출단계(S 60)는 굴착공이 형성된 후 굴착공 내에 파일(10)이 삽입된 상태에서 굴착로드(20) 및 굴착비트 만을 굴착공에 이탈시키며 굴착로드(20)를 지상으로 인출할 때 굴착과 동시에 파일(10)이 굴착공 내부에 관입된 파일(10)이 굴착공 내부가 무너지는 것을 방지하여 구조적인 안정성을 확보할 수 있다.

상기 1차 굴착로드인출단계(S 30) 및 2차 굴착로드인출단계(S 60)에서 파일(10)을 지반으로부터 인출할 경우에는 지중벽체 굴착장치(100)의 케이블(112)을 상승시키면 오거(116)가 상승되면서 오거(116)의 하부에 결합된 굴착로드(20)가 상승하면서 상측 방향으로 이동하게 되고 확장비트(21)가 파일(10)의 상부 외부에 위치되면 1차 굴착로드인출단계(S 30) 및 2차 굴착로드인출단계(S 60)가 완료된다.

또한, 상기 1차 굴착로드인출단계(S 30) 및 2차 굴착로드인출단계(S 60)는 굴착공의 천공 시에 굴착로드(20)의 진동이 지반에 영향을 미치더라도 굴착공과 동시에 파일(10)이 관입되므로 굴착공 내부에서 토사가 흘러내지 아니하므로 파일(10)을 계획 심도까지 관입시킬 수 있다.

종래 기술은 굴착공의 천공하여 굴착로드를 인출한 후 굴착공에 파일을 관입하므로 굴착공을 천공할 때 또는 굴착로드를 인출할 때 굴착공 내의 토사가 흘러내리거나 무너져서 흘러내린 토사에 의해 굴착공의 하부가 소정의 높이만큼 메워져서 토사가 메워진 깊이만큼 파일이 계획심도까지 삽입되지 못하고 상부가 지상으로 돌출된 상태가 되는 것이나 본 발명은 이러한 현상이 발생하지 아니한다.

상기 1차 천공관입단계(S 20)는 1차 파일(10)이 1차 굴착공의 저면까지 관입되도록 1차 파일(10)을 항타하는 항타단계(S 21)를 더 포함하고, 2차 천공관입단계(S 50)는 2차 파일(10)이 2차 굴착공의 저면까지 관입되도록 2차 파일(10)을 항타하는 항타단계(S 51)를 더 포함한다.

상기 1차 천공관입단계(S 20) 및 2차 천공관입단계(S 50)에서 밀착부(11)가 파일(10)의 하부 내경에 구성되어 굴착로드(20)가 정회전하여 확장비트(21)가 굴착공을 천공하면서 가압부(23)가 밀착부(11)를 가압하여 파일(10)을 굴착공 하부로 하강하게 되므로 가압부(23)가 굴착로드(20)의 확장비트(21)에서 일정한 높이에 이격 구성되어 있으므로 계획 심도까지 굴착공을 천공한 후 굴착로드(20) 및 확장비트(21)를 파일(10)의 외부로 인출하게 되면 파일(10)은 계획 심도 즉 굴착공의 저면에서 상부로 일정 거리에 이격되게 위치된다.

즉, 상기 확장비트(21)의 저면에서 파일(10)의 밀착부의 저면에 해당하는 거리 즉, 굴착공의 저면에서 상부의 일정 거리에는 파일(10)이 관입되지 아니하는 상태가 된다.

타설하는 지중벽체가 횡하중을 받는 경우에는 콘크리트로 타설된 지중벽체가 횡하중에 견딜 수 있으므로 파일(10)이 굴착공의 저면에서 이격된 상태 즉 굴착공을 천공하여 파일(10)이 관입된 상태에서 그라우팅하며, 타설하는 지중벽체가 축하중을 받는 경우에는 축하중이 계획 심도의 저면에 전달되어야 하므로 굴착공의 저면까지 파일(10)을 관입하여 그라우팅을 하여야 하므로 이 경우에는 일정 거리 즉, 굴착공에 관입된 파일(10)이 굴착공의 저면에 도달하도록 항타기(120)에 의하여 항타 작업을 하며 이 항타 작업을 항타단계(S 21, S 51)라 한다.

상기 항타단계(S 21, S 51)는 굴착로드(118)가 굴착공에서 인출되면 항타기(120)의 항타에 의하여 파일(10)이 굴착공의 계획 심도까지 항타 관입되어 굴착공 전체 길이에 파일(10)이 관입된 상태가 된다.

본 발명은 축하중 및 횡하중에 따라 항타단계(S 21, S 51)를 수행하거나 수행하지 아니함으로써 굴착공 내에 파일(10)의 관입 길이를 상이하게 할 수 있어서 파일(10)을 절약할 수 있고 지중벽체가 받는 하중의 성격에 따라 적응성이 양호하고, 굴착로드(20)가 굴착공을 천공을 진행하면서 파일(10)을 굴착공의 내부로 관입하므로

횡하중을 받는 지중벽체의 경우에는 파일(10)에 항타를 하지아니하고, 축하중을 받는 지중벽체의 경우에는 저면과 파일 저면의 이격된 간격만 파일(10)을 항타하여 항타 깊이가 작고 항타 시간이 짧고, 굴착로드(20)가 굴착을 천공하면서 가압부(23)를 회전시키지 아니하여 파일(10)의 진동이 작게 된다.

상기 2차 굴착로드인출단계(S 60)가 완료되면 1차 파일(10), 2차 파일(10), 1차 파일(10)의 연결부(12) 및 2차 파일(10)의 연결부(12) 내부에 콘크리트를 타설하여 지중벽체를 형성하는 그라우팅단계(S 70)를 수행한다.

상기 그라우팅단계(S 70)는 복수의 파일 즉 1차 파일(10), 2차 파일(10)이 지중에 관입된 상태에서 복수의 파일 내부 즉, 1차 파일(10), 2차 파일(10)의 내부 및 차 파일(10)의 연결부(12) 및 2차 파일(10)의 연결부(12) 내부에 콘크리트를 타설하는 단계로서 콘트리트의 타설에 의하여 지중벽체를 형성하게 되어 지중벽체의 시공성과 구조적인 안정성을 확보할 수 있다.

상기 항타단계(S 21, S 51)를 수행하지 아니하는 경우에는 파일(10)이 굴착공에 관입된 상태는 도 6의 (ㄱ)과 같은 상태로 되고 이 경우에 그라우팅단계(S 70)를 수행하면 도 6의 (ㄷ)과 같은 상태로 되며, 항타단계(S 21, S 51)를 수행하는 경우에는 파일(10)이 굴착공에 관입된 상태는 도 6의 (ㄴ)과 같은 상태로 되고 이 경우에 그라우팅단계(S 70)를 수행하면 도 6의 (ㄹ)과 같은 상태로 된다.

본 발명의 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않으며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 점에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

그러므로, 본 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되고 본 발명의 출원 시점에 있어서 변형 예들이 가능하거나 존재할 수 있음을 이해하여야 할 것이고 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 파일 11: 밀착부
12: 연결부 12-1: 절개부
20: 굴착로드 21: 확장비트
22: 스크류 23: 가압부
23-1: 가압돌기 23-2: 삽입공
24: 고정부

Claims

파일을 이용한 지중 벽체 시공 장치에 있어서,
상기 파일은 상하 관통된 파이프 형상으로 되고 저부 내주면에 링형상의 플랜지 형태로 돌출된 밀착부가 구성되고;
상기 파일 내부에 구성되는 굴착로드는 확장비트에서 일정한 높이에 이격 구성되고 중심에 상하 관통된 삽입공이 형성되고 삽입공에 굴착로드가 삽입되어 굴착로드의 회전에도 회전되지 아니하고 일정한 두께로 되고 밀착부의 내경보다 큰 직경으로 된 가압부가 구성되고, 가압부가 구성되는 외주면의 상하에 링형상의 플랜지 형태로 돌출되고 가압부의 외경보다 작은 직경으로 되고 가압부를 굴착로드에서 상하 이동되지 않게 하는 고정부가 구성되는 것을 특징으로 하는 파일을 이용한 지중 벽체 시공 장치.
제1항에 있어서,
상기 굴착로드의 하부에는 굴착공의 굴착 시에 확장되어 파일의 외경에 해당하는 굴착공을 천공하는 확장비트가 구성되는 것을 특징으로 하는 파일을 이용한 지중 벽체 시공 장치.
삭제
제2항에 있어서,
상기 가압부는 삽입공을 중심으로 '＋'자, 'Y'자 및 '-'자의 가압돌기가 구성되고 삽입공의 직경이 굴착로드의 외경보다 크게 구성되면서 스크류의 외경보다 작게 구성되는 것을 특징으로 하는 파일을 이용한 지중 벽체 시공 장치.
파일을 이용한 지중벽체 시공방법에 있어서,
저부 내주면에 링형상의 플랜지 형태로 돌출된 밀착부가 구성된 1차 파일이 관입되지 않으면서 확장비트가 지반의 일정 깊이까지 1차 굴착공을 굴착공을 천공하는 1차 초기천공단계;
상기 확장비트가 1차 굴착공을 천공하면서 1차 파일의 내부에 위치되고 굴착로드의 저부 부근의 외주면에 돌출되는 가압부가 구성된 굴착로드에 의하여 1차 굴착공의 내부로 1차 파일이 관입되어 굴착공의 천공과 관입이 동시에 이루어지는 1차 천공관입단계;
상기 확장비트를 1차 파일의 외부로 인출하고 1차 파일이 1차 굴착공에 관입된 상태로 되는 1차 굴착로드인출단계;
상기 1차 파일에 인접한 위치에 저부 내주면에 링형상의 플랜지 형태로 돌출된 밀착부가 구성된 2차 파일이 관입되지 않으면서 확장비트가 지반의 일정 깊이까지 2차 굴착공을 천공하는 2차 초기천공단계;
상기 확장비트가 2차 굴착공을 천공하면서 굴착로드가 굴착된 토사를 외부로 배출하면서 2차 파일의 내부에 위치되고 굴착로드의 저부 부근의 외주면에 돌출되는 가압부가 구성된 굴착로드에 의하여 2차 굴착공의 내부로 1차 파일의 안내에 의해 2차 파일이 관입되어 굴착공의 천공과 관입이 동시에 이루어지는 2차 천공관입단계;
상기 2차 굴착공이 완료되면 확장비트를 2차 파일의 외부로 인출하고 2차 파일이 2차 굴착공에 관입된 상태로 되는 2차 굴착로드인출단계;
상기 1차 파일, 2차 파일, 1차 파일의 연결부 및 2차 파일의 연결부 내부에 콘크리트를 타설하여 지중벽체를 형성하는 그라우팅단계;를 포함하여
상기 1차 천공관입단계 및 2차 천공관입단계는 가압부가 밀착부를 가압하면서 1차 파일을 1차 굴착공에 2차 파일을 2차 굴착공에 관입하는 것을 특징으로 하는 파일을 이용한 지중벽체 시공방법.
삭제
제5항에 있어서,
상기 1차 천공관입단계 또는 2차 천공관입단계는 1차 파일 또는 2차 파일이 1차 굴착공 또는 2차 굴착공의 저면까지 관입되도록 1차 파일 또는 2차 파일을 항타하는 항타단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파일을 이용한 지중벽체 시공방법.
제7항에 있어서,
상기 1차 천공관입단계 또는 2차 천공관입단계는 굴착로드의 회전 시에 가압부가 회전하지 않으면서 1차 굴착공 또는 2차 굴착공을 천공하는 것을 특징으로 하는 파일을 이용한 지중벽체 시공방법.