KR101712607B1 - 지주대 고정용 기초파일과 이 기초파일을 시공하기 위한 시공장치 및 이를 이용한 지주대 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기초파일을 시공하기 위한 시공장치에 관한 것으로, 기립된 상태로 설치되는 마스트와 회전되면서 지중에 박히는 기초파일이 착탈가능하게 장착되는 클램프와 상기 클램프를 상기 마스트에 승강가능하게 고정하는 승강유닛 및 상기 승강유닛에 의해 승강하는 상기 기초파일에 회전력을 제공하는 동력제공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기초파일을 시공하기 위한 시공장치가 개시된다.

Description

지주대 고정용 기초파일과 이 기초파일을 시공하기 위한 시공장치 및 이를 이용한 지주대 시공방법{foundation pile and apparatus for driving foundation pile and using the same method}

본 발명은 지주대 고정용 기초파일과 이 기초파일을 시공하기 위한 시공장치 및 이를 이용한 지주대 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지지력이 향상되며 제조가 신속하고 제조비용을 낮출 수 있는 구조를 갖는 기초파일과 이 기초파일을 시공하기 위한 시공장치 및 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 가로등, 신호등, 통신 중계기 등과 같은 야외 시설물은 긴 막대형의 지주대에 설치되며, 이러한 지주대는 긴 막대형으로 이루어져 그 구조상 외부의 충격, 바람 등에 매우 취약하기 때문에 이를 지상에 견고히 설치하는 것이 필수적이다.

이렇게 막대형의 지주대를 설치하기 위해 종래에는 지주대가 설치될 땅속에 콘크리트 기초를 설치하고 그 위에 지주대를 앵커와 같은 체결부재 등으로 결합시킨다.

그러나, 이와 같이 땅속에 콘크리트 기초를 설치하기 위해서는 땅을 굴착하고, 콘크리트를 타설해야 하는 등 작업이 번거로울 뿐만 아니라 이러한 작업을 위한 기계장비들도 요구된다.

뿐만 아니라 콘크리트가 양생될 때까지 기다린 후 후속작업을 해야 하므로 공사시간도 많이 소요된다. 또한, 야외 시설물을 제거하는 경우에는 지중에 매설된 콘크리트 기초에 의해 콘크리트 폐기물이 발생하는 문제가 있다.

한편, 이러한 문제를 해결하기 위해 기초파일을 형성하는 축부재의 외주면에 나사산이 형성된 기초파일이 제안되었다.

그러나, 이러한 종래의 기초파일은 축부재의 외주면에 나사산이 형성된 것으로, 나사산에 의해 기초파일의 지지력이 충분히 확보되지 못하게 되는 경우 외부의 충격, 바람 등에 의하여 야외 시설물이 쓰러지는 사고가 발생하게 된다.

KR, B, 10-0957573(2010.05.04)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 지지력을 향상시켜 기초파일의 상부에 설치된 지주대에 외력이 가해지더라도 지주대가 전도하지 않으며,제조가 편리하고 제조비용을 낮출 수 있는 고정용 기초파일을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 기초파일을 용이하게 지면에 굴착할 수 있으며, 필요에 따라 기초파일의 굴착 각도를 조절할 수 있으며, 기초파일의 탈부착을 용이하게 할 수 있는 기초파일을 시공하기 위한 시공장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 상기와 같은 기초파일 및 시공장치를 이용하여 신속하고 편리하게 지주대를 시공할 수 있는 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 하부에 첨단이 형성된 기둥형의 몸체 및 상기 몸체의 외경에 형성되며 상기 몸체와 첨단의 경계로부터 몸체의 상부를 향해 나선형으로 형성되는 날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 지주대 고정용 기초파일에 의해 달성된다.

여기서, 상기 몸체의 외경에 나선형으로 형성되는 날개는 평면에서 보았을 때 다각 또는 원의 형태 중 어느 하나로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 날개는 상기 몸체를 나선형의 궤적을 따라 일정 간격을 두고 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 기술적 사상으로는, 지면에 기립된 상태로 설치되는 마스트와, 회전되면서 지중에 박히는 기초파일이 착탈가능하게 장착되는 클램프와, 클램프를 마스트에 승강가능하게 고정하는 승강유닛 및 상기 승강유닛에 의해 승강하는 상기 기초파일에 회전력을 제공하는 동력제공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기초파일을 시공하기 위한 시공장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 클램프는 상기 기초파일의 상단이 삽입되는 축부 및 상기 기초파일을 관통하여 상기 축부와 기초파일을 일체로 고정하는 핀을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 승강유닛은 상기 마스트에 형성된 가이드 레일을 따라 상하로 이동하는 승강블록 및 상기 승강블록이 상하로 이동할 수 있게 동력을 제공하는 승강 액추에이터를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 동력제공부는 상기 승강유닛에 의해 상기 기초파일과 함께 승강하는 구동모터 및 상기 구동모터의 회전력을 상기 기초파일의 회전이 가능하게 변환하여 상기 기초파일에 전달하는 기어박스를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 마스트가 일측에 고정되고 주행바퀴가 마련되어 상기 마스트와 함께 이동되는 차체를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 마스트의 측방을 지지하여 기립된 상기 마스트의 도괴를 방지하는 지지유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지유닛은 상기 마스트의 측방에 경사상태로 설치되고, 신축되는 로드가 마련되어 상기 로드를 통해 상기 마스트의 측방을 지지하는 지지 액추에이터를 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 기술적 사상으로는, 기립된 상태로 설치되는 마스트와 회전되면서 지중에 박히는 기초파일이 착탈가능하게 장착되는 클램프와 상기 클램프를 상기 마스트에 승강가능하게 고정하는 승강유닛 및 상기 승강유닛에 의해 승강하는 상기 기초파일에 회전력을 제공하는 동력제공부를 포함하는 기초파일을 시공하기 위한 시공장치를 이용한 지주대 시공방법에 있어서, 상기 시공장치를 지주대가 설치될 설치위치에 위치시키는 위치선정단계와, 상기 클램프에 기초파일을 장착하는 장착단계와, 상기 시공장치의 승강유닛과 동력제공부가 작동하여 상기 기초파일을 지중에 박는 굴착단계와, 상기 굴착단계 후 상기 클램프에서 기초파일을 분리하는 분리단계와, 상기 분리단계 후 상기 기초파일의 상단에 지주대를 설치하는 지주대 설치단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기초파일을 시공하기 위한 시공장치를 이용한 지주대 시공방법에 의해 달성된다.

여기서, 상기 위치선정단계는 상기 마스트를 상기 설치위치로 이동시키는 마스트 이동단계 및 상기 설치위치로 이동된 상기 마스트의 기울기를 조절하여 수직상태로 보정하는 기울기 보정단계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 장착단계는 상기 기초파일의 상단부를 상기 클램프의 축부에 삽입하는 삽입단계와, 상기 삽입단계 후 상기 축부에 형성된 핀 홀과 기초파일에 형성된 핀 홀이 일치하도록 정렬하는 정렬단계 및 상기 정렬단계 후 상기 축부와 기초파일이 일체로 고정되도록 핀을 상기 축부에 삽입된 기초파일을 관통시키는 결속단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 지주대 설치단계는 상기 기초파일의 상부에 상기 지주대를 끼워서 결합하는 지주대 결합단계와, 상기 기초파일에 형성된 핀 홀과 상기 지주대에 형성된 핀 홀이 일치하도록 정렬하는 지주대 정렬단계 및 상기 정렬된 핀 홀들에 체결부재를 체결하여 상기 기초파일의 상부에 상기 지주대를 고정하는 지주대 고정단계를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 지주대 고정용 기초파일에 의하면, 몸체의 상부에 형성된 삽입부의 구조에 의하여 지주대 또는 아래에서 설명하는 시공장치의 클램프에 편리하게 장착할 수 있으며, 지주대 또는 시공장치의 클램프와 장착되기 위한 별도의 부품이 불필요한 범용성을 갖게 된다.

또한, 몸체에 형성되는 날개의 구조에 의해 지지력이 향상되며 제조가 편리하고 제조비용을 낮출 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 기초파일을 시공하기 위한 시공장치 및 지주대 시공방법에 의하면, 상당한 중량을 갖는 기초파일을 시공장치를 통해 신속하고 편리하게 지면에 시공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 시공장치는 필요에 따라 틸트유닛에 의해 기초파일이 지면에 박힐 때 기울기를 조절할 수 있어 지주대를 시공하는 현장의 지면 상황에 맞게 기초파일을 시공할 수 있어 지주대를 신속하고 용이하게 시공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 지주대 고정용 기초파일을 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 지주대 고정용 기초파일 중 날개의 실시예를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 기초파일을 시공하기 위한 시공장치를 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 기초파일을 시공하기 위한 시공장치를 나타낸 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 기초파일을 시공하기 위한 시공장치의 작동을 나타낸 정면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 기초파일을 시공하기 위한 시공장치의 다른 실시예를 나타낸 측면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 지주대 시공방법을 나타낸 순서도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 지주대 고정용 기초파일을 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 지주대 고정용 기초파일 중 날개의 실시예를 나타낸 평면도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 지주대 고정용 기초파일은 몸체(10), 날개(13)로 구성된다. 부연하자면, 몸체(10)는 도면에 도시된 바와 같이 그 상단이 지면 밖으로 노출되고 나머지 부분은 지면에 매립되어 노출된 상단에 지주대가 설치되었을 때 지주대를 충분히 지지할 수 있는 길이를 갖는다. 또한, 몸체(10)의 하부에 뾰족한 첨단(11)이 형성되어 몸체(10)가 지면을 파고들어가기 유리한 구조를 갖는다.

이러한 몸체(10)는 중공된 기둥형으로 형성되어 몸체(10)가 지면에 매립되었을 때 몸체(10)의 외부와 내부에 흙이 채워져 지면과 접촉면적을 극대화시켜 몸체(10)의 상단에 지주대가 설치되었을 때 지주대에 가해지는 외력에 전도되지 않는 지지력을 갖게 된다.

상기와 같은 구조를 갖는 몸체(10)의 상부에는 지주대의 하단 또는 아래에서 설명하는 시공장치의 클램프(160)에 용이하게 결속되기 위한 구조를 갖는 삽입부(12)가 형성된다. 이러한 삽입부(12)는 몸체(10)보다 작은 외경 지름을 형성하며 그 표면에 몸체(10)의 축선과 교차하는 방향으로 관통하는 핀 홀(12a)이 형성된다.

삽입부(12)가 상기와 같이 몸체(10)보다 작은 외경 지름을 형성하기 때문에 지주대의 하단과 아래에서 설명하는 시공장치의 클램프(160)에 삽입부(12)가 삽입될 수 있는 축부(161)를 형성하게 되며, 지주대의 하단 또는 시공장치의 클램프(160)에 형성된 축부(161)에는 삽입부(12)에 형성된 핀 홀(12a)에 대응하는 핀 홀(161a)이 형성되어 핀(162)이 핀 홀(12a)(161a)을 관통하여 고정된다.

이때, 삽입부(12)에 형성되는 핀 홀(12a)은 한 개가 형성될 수도 있지만 도 1에 도시된 바와 같이 상하로 일정한 간격을 두고 서로 엇갈리는 방향으로 형성되어 시공장치의 클램프와 기초파일을 견고하고 고정할 수 있다.

한편, 몸체(10)의 외경에는 날개(13)가 형성되는데, 날개(13)는 몸체(10)와 첨단(11)의 경계로부터 몸체(10)의 상부를 향해 나선형으로 형성된다. 이러한 날개(13)는 도 2의 (A)에 도시된 바와 같이 날개(13)를 평면에서 보았을 때 원의 형태를 갖거나 또는 도 2의 (B)에 도시된 바와 같이 다각의 형태로 이루어질 수 있다.

특히, 날개(13)가 도 2의 (B)에 도시된 바와 같은 다각의 형태를 갖게 되는 경우 원의 형태를 갖는 날개(13)에 비해 지면과 날개(13)의 접촉면적이 증가하여 기초파일의 지지력이 향상된다.

또한, 날개는 도 2의 (C)에 도시된 바와 같이 날개(13)가 몸체(10)를 나선형의 궤적을 따라 일정한 간격을 두고 형성될 수 있다. 날개(13)가 도 2의 (C)와 같은 일정한 간격을 두고 형성되는 구조를 갖게 되면 기초파일의 제조가 편리하고 제조비용을 낮출 수 있다.

즉, 도 2의 (A) 또는 (B)와 같은 구조를 갖는 날개(13)의 경우 몸체(10)와 날개(13)가 접촉하는 부분에 대하여 전체 용접을 실시해야 하지만 날개가 도 2의 (C)와 같은 구조를 갖게 되면 여러 개의 독립된 날개(13)를 몸체(10)에 용접하게 되어 용접 구간이 짧아지게 되고 따라서 가공시간 및 재료비를 감소시킬 수 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 지주대 고정용 기초파일에 의하면 몸체(10)의 상부에 형성된 삽입부(12)의 구조에 의하여 지주대 또는 아래에서 설명하는 시공장치의 클램프(160)에 편리하게 장착할 수 있으며, 지주대 또는 시공장치의 클램프(160)와 장착되기 위한 별도의 부품이 불필요한 범용성을 갖게 된다.

또한, 몸체(10)에 형성되는 날개(13)의 구조에 의해 지지력이 향상되며 제조가 편리하고 제조비용을 낮출 수 있다.

한편, 첨부(11)는 도 1에 도시된 바와 같이 일측 하단에서 타측 상부를 향해 경사지게 형성되어 뾰족한 형태를 이룰 수도 있지만 경우에 따라서는 도 1의 원안에 도시된 바와 같이 양측 하단에서 상부를 향해 경사지게 형성되는 역 "V"자의 형태로 이루어질 수도 있다.

한편, 상기와 같은 구조를 갖는 지주대 고정용 기초파일은 아래에서 설명하는 시공장치에 의해 시공된다. 이를 도 3 내지 도 6에 의거하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 기초파일을 시공하기 위한 시공장치를 나타낸 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 기초파일을 시공하기 위한 시공장치를 나타낸 측면도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 시공장치는 주행바퀴(110)가 마련된 차체(100), 차체(100)의 전방에 설치되는 마스트(120), 마스트(120)를 차체의 전후방으로 기울이는 틸트유닛(130), 마스트(120)에 설치되고 상하로 이동하는 승강유닛(140), 승강유닛(140)에 설치되고 기초파일을 회전시키는 회전력을 제공하는 동력제공부(150)로 구성된다.

부연하자면, 차체(100)는 지주대가 설치될 장소로 원활하게 이동할 수 있도록 하는 것으로, 차체(100)의 전방에 마스트(120)가 설치되며 지면과 접촉하여 구름 운동하는 다수의 주행바퀴(110)가 설치된다.

이때, 주행바퀴(110)는 모터와 같은 회전력을 발생하는 구동장치와 축으로 연결되어 구동장치의 작동에 따라 주행바퀴(110)가 회전하여 차체(100)를 원하는 장소로 이동할 수 있도록 구성될 수도 있다. 또한, 차체(100)의 내부에는 모터에 전원을 공급하는 배터리모듈 및 아래에서 설명하는 틸트유닛(130)의 지지 액추에이터(132), 승강유닛(140)의 승강 액추에이터(142)에 유압을 제공하는 파워유니트가 탑재될 수 있다.

그리고, 상기와 같은 차체(100)의 전방에는 마스트(120)가 설치되는데, 마스트(120)는 대략 사각 틀의 형상을 갖되 그 내부에 승강유닛(140)의 승강 액추에이터(142)가 설치되며 마스트(120)의 정면에 승강 액추에이터(142)에 의해 상하로 이동하는 승강블록(141)이 설치된다.

이렇게 차체(100)의 전방에 설치되는 마스트(120)는 마스트의 측방을 지지하여 기립된 마스트(120)의 도괴를 방지하는 지지유닛에 의해 차체에 설치된다. 이러한 지지유닛은 마스트(120)의 측방에서 경사상태로 설치되고, 신축되는 로드(131)가 마련되어 로드를 통해 마스트(120)의 측방을 지지하는 지지 액추에이터(132)로 구성되거나 또는 마스트(120)를 경사지게 회동시킬 수 있는 틸트유닛(130)으로 구성될 수 있다.

틸트유닛(130)은 차체(100)와 마스트(120)에 제각기 형성되는 힌지블록(101)(121) 및 차체(100)와 마스트(120)에 제각기 형성된 힌지블록(101)(121)을 연결하며 신축되는 로드(131)가 마련된 지지 액추에이터(132)로 구성된다.

즉, 차체(100)는 마스트(120)를 절첩가능하게 고정하는 힌지(102)를 더 포함하고, 상기 차체(100) 및 마스트(120)는 지지 액추에이터(132)의 양단이 제각기 고정되는 힌지블록(101)(121)이 구비된다. 그리고, 지지 액추에이터(132)는 로드(131)의 신축을 통해 마스트(120)를 차체(100)에 절럽하거나 차체(100)에서 기립시키게 된다.

이와 같이, 차체(100) 및 마스트(120)에 형성된 힌지블록(101)(121)과 지지 액추에이터(132)로 구성되는 틸트유닛(130)에 의해 마스트(120)는 필요에 따라 차체의 전후방으로 기울어지는 구조를 갖는다.

한편, 마스트(120)는 승강유닛(140)이 설치되어 동력제공부(150)를 상하로 이동시킬 수 있게 된다. 이러한 승강유닛(140)은 마스트(120)에 형성된 가이드 레일(122)에 안내되어 상하로 이동하며 차체(100)의 전방으로 돌출된 승강블록(141) 및 승강블록(141)의 하부에 설치되어 승강블록(141)이 상하로 이동할 수 있게 동력을 제공하는 승강 액추에이터(142)로 구성된다.

부연하자면, 승강블록(141)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 수직부재(141a)와 수평부재(141b)로 구성되어 수직부재(141a)의 하부와 수평부재(141b)의 일단이 용접에 의해 접합된다. 또한, 수직부재(141a)의 양측단과 수평부재(141b)의 양측단을 연결하여 보강하는 리브(141c)가 형성된다.

이때, 승강블록(141)의 수직부재(141a)는 마스트(120)의 정면에 위치하게 되며, 수직부재(141a)의 배면과 일체로 형성된 서포터(145)가 마스트(120)의 내부를 향해 연장되어 승강 액추에이터(142)의 로드에 고정된다. 이와 같은 구조에 의해 승강 액추에이터(142)의 작동에 따라 승강블록(141)이 마스트(120)의 전방에서 상하로 이동하게 된다.

이와 같이, 승강블록(141)이 마스트(120)의 전방에서 상하로 이동하게 될 때 승강블록(141)의 상하 이동이 안정적으로 이루어질 수 있게 승강블록(141)의 수직부재(141a)에는 가이드 롤러(143)가 설치되며, 가이드 롤러(143)는 마스트(120)의 내측에 마련된 가이드 레일(122)에 안치된다.

이때, 가이드 롤러(143)는 수직부재(141a)의 배면과 일체로 형성된 브라켓(144)이 마스트(120)의 내부로 연장되고, 브라켓(144)의 자유단에 가이드 롤러(143)가 설치된다. 이에 따라 승강 액추에이터(142)의 작동에 따라 승강블록(141)이 상하 이동하게 될 때 승강블록(141)을 안내하게 된다.

한편, 동력제공부(150)는 아래에서 설명하는 클램프(160)에 기초파일이 장착되었을 때 기초파일을 회전시키는 회전력을 제공하게 된다. 이러한 동력제공부(150)는 승강블록(141)의 하부에 설치되는데, 동력제공부(150)는 승강블록(141)의 수평부재(141b) 하부에 설치되어 아래에서 설명하는 클램프(160)의 축부(161)와 결합하게 되는 출력 축(151a)의 회전속도를 제어하는 기어박스(151) 및 기어박스(151)에 설치되며 회전력을 제공하는 구동모터(152)로 구성된다.

그리고, 동력제공부(150)의 기어박스(151)로부터 노출된 출력 축(151a)에는 기초파일이 장착되는 클램프(160)가 마련된다. 클램프(160)는 기초파일의 상단이 삽입되는 장착 홀이 형성된 축부(161) 및 장착 홀에 삽입된 기초파일을 관통하여 축부(161)와 기초파일을 일체로 고정하는 핀(162)으로 구성된다.

이때, 축부(161)는 핀(162)이 관통하여 기초파일의 삽입부(12)에 형성된 핀 홀(12a)과 일치하는 핀 홀(161a)이 형성된다. 따라서, 축부(161)의 장착 홀에 기초파일의 삽입부(12)가 삽입되고 기초파일의 핀 홀(12a)과 축부(161)의 핀 홀(161a)이 일치하게 되면 이를 핀(162)이 관통하여 축부(161)에 기초파일을 일체로 고정할 수 있게 된다.

상기와 같이 기초파일이 장착되는 축부(161)는 동력제공부(150)의 출력 축(151a)과 결합되어 출력 축(151a)의 회전과 동일하게 회전하게 된다. 이러한 출력 축(151a)과 축부(161)는 플랜지 결합에 의해 연결되어 필요에 따라 장착 홀의 크기를 달리하는 축부(161)와 교체하여 사용될 수 있다. 즉, 기초파일의 삽입부 직경에 따라 다양한 지름을 갖는 축부(161)가 마련되어 출력 축(151a)에 결합된다.

또한, 하나의 축부(161)에 다양한 크기를 갖는 기초파일이 적용될 수 있게 축부(161)는 동심원을 이루는 복수 개로 형성될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 축부(161)는 출력 축(151a)의 축선과 중심이 일치하는 여러 개의 원통을 형성하여 원통과 원통 사이에 기초파일의 상단이 삽입되는 장착 홀을 형성하게 됨으로써, 다양한 지름을 갖는 삽입부(12)가 축부(161)에 고정될 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 기초파일을 시공하기 위한 시공장치의 동작을 도 5 및 도 7에 의거하여 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 기초파일을 시공하기 위한 시공장치의 작동을 나타낸 정면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 지주대 시공방법을 나타낸 순서도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 기초파일 및 시공장치를 이용하여 지주대를 설치하기 위해 위치선정단계(S110), 장착단계(S120), 굴착단계(S130), 분리단계(S140), 지주대 설치단계(S150)가 실시된다.

부연하자면, 위치선정단계(S110)는 지주대가 설치될 지면의 상방에 본 발명의 시공장치의 출력 축(151a)이 위치하도록 차체(100)를 이동시키게 된다. 이때, 기초파일이 지면에 경사지게 시공될 필요가 있는 경우 각도 조절단계(S111)가 실시될 수 있다.

즉, 각도 조절단계(S111)는 시공장치의 틸트유닛(130)을 작동시켜 마스트(120)의 기울기를 조절하게 되는데, 이러한 각도 조절단계(S111)는 틸트유닛(130)의 지지 액추에이터(132)의 작동에 의해 수행된다.

상기와 같은 위치선정단계(S110)가 실시된 후에는 클램프(160)에 기초파일을 장착하는 장착단계(S120)가 실시된다. 이러한 장착단계(S120)는 클램프 교체단계(S121), 삽입단계(S122), 정렬단계(S123), 결속단계(S124)로 이루어진다.

즉, 클램프 교체단계(S121)는 지면에 박힐 기초파일의 외경 지름을 갖는 장착 홀이 형성된 축부(161)를 상기 동력제공부(150)의 출력 축(151a)에 장착하게 된다. 그리고, 삽입단계(S122)는 클램프 교체단계(S121) 후 기초파일을 축부(161)의 장착 홀에 삽입하게 된다.

이와 같이 삽입단계(S122)가 실시된 후에는 축부(161)에 형성된 핀 홀(161a)과 기초파일에 형성된 핀 홀(12a)이 일치하도록 정렬하는 정렬단계(S123)가 수행된다. 그리고, 정렬단계(S123) 후에는 축부(161)와 기초파일이 일체로 고정되도록 핀(162)을 장착 홀에 삽입된 기초파일을 관통시키는 결속단계(S124)가 실시된다.

상기와 같은 장착단계(S120)가 실시된 후에는 굴착단계(S130)가 수행되는데, 굴착단계(S130)는 시공장치의 승강유닛(140)과 동력제공부(150)가 작동하여 기초파일을 지면에 박게 된다.

이러한 굴착단계(S130)에서는 승강유닛(140)의 승강 액추에이터(142)가 작동하여 승강블록(141)이 지면을 향해 이동하는 것과 동시에 동력제공부(150)가 작동하여 기초파일()이 회전하게 되어 기초파일()이 지면을 파고들어가게 된다.

상기와 같은 굴착단계(S130)가 실시되어 기초파일을 지면에 박은 후에는 클램프(160)에서 기초파일을 분리하는 분리단계(S140)가 실시된다. 그리고, 분리단계(S140)가 수행된 후에는 시공장치를 기초파일이 박힌 장소에서 이동시키고 기초파일의 상단에 지주대를 설치하는 지주대 설치단계(S150)가 실시되어 지주대 시공이 완료된다.

지주대 설치단계(S150)는 기초파일의 상부에 지주대를 끼워서 결합하는 지주대 결합단계, 기초파일에 형성된 핀 홀(12a)과 지주대에 형성된 핀 홀이 일치하도록 정렬하는 지주대 정렬단계 및 정렬된 핀 홀들에 체결부재를 체결하여 기초파일의 상부에 지주대를 고정하는 지주대 고정단계로 이루어져 지주대를 기초파일에 고정하게 된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 기초파일과 기초파일을 시공하기 위한 시공장치 및 지주대 시공방법에 의하면, 상당한 중량을 갖는 기초파일을 시공장치를 통해 신속하고 편리하게 지면에 시공할 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 시공장치는 필요에 따라 틸트유닛(130)에 의해 기초파일이 지면에 박힐 때 기울기를 조절할 수 있어 지주대를 시공하는 현장의 지면 상황에 맞게 기초파일을 시공할 수 있어 지주대를 신속하고 용이하게 시공할 수 있다.

한편, 본 발명은 앞서 설명한 실시예로 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 것도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것으로 보아야 한다.

예를 들어, 기초파일을 지면에 박을 때 마스트(120)를 견고하게 지면에 고정하여 기초파일이 정밀하게 시공될 수 있도록 마스트(120)에 아우트리거(180) 또는 쐐기모듈(170)이 지지유닛에 마련될 수 있다. 이를 도 5 및 도 6에 의거하여 설명한다.

지지유닛은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 아우트리거(outrigger)(180) 또는 쐐기모듈(170)을 포함한다. 아웃트리거(180)는 마스트(120)의 측면에 설치되어 지면을 향해 신축되는 구조로 이루어져 마스트(120)가 지면으로부터 직립된 상태를 갖게 되는 경우 마스트(120)를 안정적으로 지지하게 위해 아웃트리거(180)의 지지대가 지면을 향해 연장되어 지면과 접촉하게 된다.

또한, 쐐기모듈(170)은 지면을 향해 인출되어 마스트(120)가 지면으로부터 움직이지 않도록 고정하게 된다. 이러한, 쐐기모듈(170)은 마스트(120)의 양측에서 지면을 향해 인출되어 마스트(120)가 지면으로부터 움직이지 않도록 고정하는 것으로, 쐐기모듈(170)은 마스트(120)의 양측에 설치되는 중공된 쐐기 몸체(171)와, 쐐기 몸체(171)의 중공에 설치되고 회전에 따라 승강하여 하단이 지면을 향해 인출되어 지면에 박히는 쐐기 로드(172) 및 쐐기 로드(172)의 상단에 형성되어 사용자에 의해 회전 조작되는 핸들(173)로 구성된다.

쐐기 몸체(171)는 중공된 원통의 형상을 갖고 마스트(120)의 양측에 각각 설치되는데, 쐐기 몸체(171)의 하단이 지면을 향하도록 마스트(120)의 측단에 고정된다. 또한, 쐐기 로드(172)는 쐐기 몸체(171)의 중공에 위치한 상태에서 상하로 이동하여 쐐기 로드(172)의 하단이 지면에 박히도록 설치된다.

이때, 쐐기 로드(172)의 하단은 지면에 원활히 박히도록 원뿔의 형태 등과 같은 쐐기 로드(172)의 하단으로 갈수록 그 끝이 뾰족해 지는 형상을 갖는다. 이렇게, 쐐기 로드(172)가 쐐기 몸체(171)의 내부에 설치될 때 쐐기 로드(172)의 외경과 쐐기 몸체(171)의 내경은 나사산 결합되어 쐐기 로드(172)가 쐐기 몸체(171) 내에서 회전하는 것에 따라 쐐기 로드(172)의 하단이 쐐기 몸체(171)의 하단으로 인출되어 지면에 박히게 된다.

또한, 쐐기 로드(172)의 상단에는 사용자에 의해 회전 조작되는 핸들(173)이 형성되어 사용자가 필요에 따라 핸들(173)을 회전시킴으로써 쐐기 로드(172)가 쐐기 몸체(171) 내에서 회전하여 승강하게 된다.

특히, 쐐기 로드(172)가 쐐기 몸체(171)와 나사산 체결되어 회전 조작에 따라 쐐기 로드(172)가 승강하도록 설치되면 마스트(120)가 위치한 지면 상태에 따라 사용자가 적합하게 쐐기모듈(170)을 조절하여 마스트(120)를 안정적으로 지면에 고정할 수 있어 마스트(120)가 경사진 지면 또는 표면이 울퉁불퉁한 지면에 위치하더라도 안정적으로 고정되며, 이에 따라 굴착 중인 기초파일의 흔들림을 최소화시켜 기초파일을 정밀하게 시공할 수 있다.

10 : 몸체 11 : 첨단
12 : 삽입부 12a : 핀 홀
13 : 날개 100 : 차체
110 : 주행바퀴 101, 121 : 힌지블록
120 : 마스트 122 : 가이드 레일
130 : 틸트유닛 131 : 로드
132 : 지지 액추에이터 140 : 승강유닛
141 : 승강블록 141a : 수직부재
141b : 수평부재 141c : 리브
142 : 승강 액추에이터 143 : 가이드 롤러
144 : 브라켓 145 : 서포터
150 : 동력제공부 151 : 기어박스
151a : 출력 축 152 : 구동모터
160 : 클램프 161 : 축부
161a : 핀 홀 162 : 핀
170 : 쐐기모듈 171 : 쐐기 몸체
172 : 쐐기 로드 173 : 핸들

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10. 기립된 상태로 설치되는 마스트와 회전되면서 지중에 박히는 기초파일이 착탈가능하게 장착되는 클램프와 상기 클램프를 상기 마스트에 승강가능하게 고정하는 승강유닛 및 상기 승강유닛에 의해 승강하는 상기 기초파일에 회전력을 제공하는 동력제공부를 포함하는 기초파일을 시공하기 위한 시공장치를 이용한 지주대 시공방법에 있어서,
    상기 시공장치를 지주대가 설치될 설치위치에 위치시키는 위치선정단계;
    상기 클램프에 기초파일을 장착하는 장착단계;
    상기 시공장치의 승강유닛과 동력제공부가 작동하여 상기 기초파일을 지중에 박는 굴착단계;
    상기 굴착단계 후 상기 클램프에서 기초파일을 분리하는 분리단계; 및
    상기 분리단계 후 상기 기초파일의 상단에 지주대를 설치하는 지주대 설치단계;를 포함하고,
    상기 위치선정단계는,
    상기 마스트를 상기 설치위치로 이동시키는 마스트 이동단계; 및
    상기 설치위치로 이동된 상기 마스트의 기울기를 조절하여 수직상태로 보정하는 기울기 보정단계;를 포함하며,
    상기 장착단계는,
    상기 기초파일의 상단부를 상기 클램프의 축부에 삽입하는 삽입단계;
    상기 삽입단계 후 상기 축부에 형성된 핀 홀과 기초파일에 형성된 핀 홀이 일치하도록 정렬하는 정렬단계; 및
    상기 정렬단계 후 상기 축부와 기초파일이 일체로 고정되도록 핀을 상기 축부에 삽입된 기초파일을 관통시키는 결속단계;를 포함하고,
    상기 장착단계는,
    하부에 첨단이 형성된 기둥형의 몸체; 및 상기 몸체의 외경에 형성되며 상기 몸체와 첨단의 경계로부터 몸체의 상부를 향해 나선형으로 형성되는 날개;를 포함하고, 상기 몸체의 외경에 나선형으로 형성되는 날개는 평면에서 보았을 때 다각 또는 원의 형태 중 어느 하나로 형성된 기초파일을 상기 클램프에 장착하는 것을 특징으로 하며,
    상기 굴착단계는,
    상기 승강유닛의 승강 액추에이터가 작동하여 승강블록이 지면을 향해 이동하는 동시에, 상기 동력제공부가 작동하여 기초파일이 회전하게 됨에 따라 기초파일이 지면을 파고들어가는 것을 특징으로 하며,
    상기 지주대 설치단계는,
    상기 기초파일의 상부에 상기 지주대를 끼워서 결합하는 지주대 결합단계;
    상기 기초파일에 형성된 핀 홀과 상기 지주대에 형성된 핀 홀이 일치하도록 정렬하는 지주대 정렬단계; 및
    상기 정렬된 핀 홀들에 체결부재를 체결하여 상기 기초파일의 상부에 상기 지주대를 고정하는 지주대 고정단계;를 포함하는 기초파일을 시공하기 위한 시공장치를 이용한 지주대 시공방법.
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