KR101718291B1 - Apparatus for measuring tip ground intensity using a tip equipment insertion manner and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 지반 강도를 측정하기 위한 선단장치 관입 방식의 선단강도 측정 장치와, 또한 상기 선단강도 측정 장치를 이용한 공법에 관한 것이며, 구체적으로, 지반 보강 공사 수행 중 소정의 지반 강도에 상응하는 깊이로 천공되었는지를 확인하기 위해, 또는 지반의 강도를 측정하기 위해 선단장치 내에 선단강도 측정콘을 삽입하여 지반에 접촉시킨 후 이를 압입 또는 회전하고 이때 발생되는 압입력, 회전 토크의 크기 또는 음향(소리)를 이용하여 지반강도를 측정하는 장치에 대한 것이다.The present invention relates to an apparatus for measuring the strength of a leading end apparatus for measuring a ground strength and a method using the apparatus for measuring the strength of the leading end of the apparatus. More specifically, In order to confirm the penetration or to measure the strength of the ground, the tip strength measuring cone is inserted into the grounding device to contact the ground and press it in or rotate. The magnitude or acoustical (sound) The present invention relates to an apparatus for measuring a soil strength by using the above-
일반적으로 토목, 건축공사를 진행하기 전에 미리 지반조사를 통해 지반의 물리적 특성, 그 중에서도 지반의 강도를 측정하여 이를 설계에 반영할 수 있도록 하는데, 통상적으로 지반조사는 공사가 예정된 지역에서 미리 정해진 수량의 천공 수량만큼 일정한 간격을 두고 직접 시추작업을 수행하여 깊이에 따른 지반의 종류와 강도를 측정하여 이를 설계에 반영하게 된다.In general, prior to the civil engineering and construction work, the physical characteristics of the ground, in particular the strength of the ground, can be measured and reflected in the design through ground survey. Normally, The drilling operation is carried out at a certain distance as much as the drilling quantity of the ground, and the kind and strength of the ground according to the depth are measured and reflected in the design.
공사 진행에 따라, 지반조사 설계자료를 바탕으로 지반 보강이 필요한 곳은 보강 심도까지 천공하고 선단장치를 이용하여 그라우팅 공사를 수행하게 되며, 요구되는 강도의 지반이 위치한 깊이까지 그라우팅을 실시하게 된다. In accordance with the progress of the construction, ground reinforcement is required based on the ground survey design data, the grouting is carried out by using the tip apparatus, and the grouting is performed to the depth where the required ground is located.
이러한 연약지반 공사를 감리, 감독하는 경우에 있어서, 설계와 부합되게 실제로 공사가 정확하게 진행되는지를 파악하는 것이 필요하며, 더욱이 설계에 따른 깊이만큼 지반 보강을 수행할 때, 실제 천공 깊이에 설계와 동일한 강도의 지반이 실제로 존재하는지를 파악하는 것은 실질적으로 매우 어렵다. In the case of supervising and supervising such soft ground works, it is necessary to grasp whether the work is actually carried out in conformity with the design. Further, when the ground reinforcement is performed by the depth according to the design, It is practically very difficult to determine whether the ground of the strength actually exists.
이와 같이, 공사 현장에서는 지반 조사에 따른 설계자료가 실제 현장과 다른 부분이 존재할 수 있으며, 이는 공사를 진행함에 있어서 시간적으로 그리고 비용 측면에서도 매우 소모적이게 된다. As such, in the construction site, the design data according to the ground survey may be different from the actual site, which is very time consuming and costly in the construction process.
본 발명의 목적은, 전술한 바와 같은 지반 보강 공사시 문제점들을 해결하고, 굴착 깊이에 따른 지반 강도의 실질적이고 직접적인 측정에 있다.It is an object of the present invention to solve the problems in the above-mentioned ground reinforcement work and to provide a substantial and direct measurement of the ground strength according to the excavation depth.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 지반의 강도를 직접적으로 측정하고 보다 쉽고 빠르게 판단할 수 있도록, 굴착에 사용되는 선단장치의 내부에 강도 측정 장치를 삽입하고, 직접 지반에 접촉시키고, 밀어 넣는 힘 또는 회전시켜 발생되는 힘을 측정함으로써, 지반의 강도를 측정하는 선단강도 측정장치를 제시하며, 더불어 상기 선단강도 측정 장치를 이용하면서 공사를 진행하는 공법에 대하여 제시한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method of measuring the strength of a ground by directly inserting a strength measuring device into a leading end device used for excavation, directly contacting the ground, A method of measuring a strength of a ground by measuring a pushing force or a force generated by rotation is proposed. In addition, a method of proceeding with the use of the apparatus for measuring the strength of a tip is presented.
본 발명에 따른 선단강도 측정 장치는, 지반에 직접 접촉되어 회전하면서 지반에 관입됨으로써 강도를 측정할 수 있는 강도측정콘과; 상기 강도측정콘을 지반에 접촉시키기 위해 굴착 깊이에 상응하는 소정의 길이를 가지며 강도측정콘에 연결되는 측정콘 연결 로드(rod); 상기 강도측정콘 및 이와 연결된 측정콘 연결 로드를 관입하기 위해 선단장치 상단에 결합되어 강도층정콘을 지반과 접촉할 때까지 관입시키며 이후 강도측정콘을 회전시켜 토크(torque)를 가하거나 또는 지반에 접촉한 체 측정콘을 관입시키는 힘으로 지반에 직접 압력을 가하는 측정콘 관입기; 상기 강도측정콘에 의해 얻어진 토크 값을 전송받아 기록하고 이를 모니터링하기 위한 선단강도 측정기; 및 상기 측정콘 관입기와 상기 선단강도 측정기 사이에 배치되며, 상기 관입기에서 강도측정콘에 가해진 토크를 계측하는 계측장치;로 이루어진다. An apparatus for measuring a strength of a tip according to the present invention comprises: a strength measuring cone capable of measuring strength by being in contact with a ground directly and rotating and penetrating the ground; A measuring cone connecting rod having a predetermined length corresponding to the excavation depth for contacting the strength measuring cone to the ground and connected to the strength measuring cone; In order to penetrate the intensity measuring cone and the measuring cone connecting rod connected thereto, it is connected to the upper end of the end device to penetrate the intensity layer static mixer until it comes into contact with the ground, and then the intensity measuring cone is rotated to apply torque, A measuring cone pipe which applies direct pressure to the ground by the force of penetrating the contacted measuring cone; A tip strength meter for receiving and recording the torque value obtained by the intensity measuring cone and monitoring the torque value; And a measuring device disposed between the measuring cone penetrator and the tip strength measuring device and measuring a torque applied to the intensity measuring cone at the tub fitting.
상기 측정콘 연결 로드는, 상기 강도측정콘이 지반에 직접 접촉되기 위해 관입기에 의해 선단장치 내로 관입될 때, 강도측정콘이 선단장치의 관로의 굴곡 형상에 따라서 구부러질 수 있고 다시 복원될 수 있는 재질로 형성된다. 상기 강도측정콘의 외경은 선단장치의 관로 내부를 통과할 수 있도록 관로 내경보다 작은 크기로 형성된다. The measuring cone connecting rod can be bent according to the bent shape of the pipe of the end device when the strength measuring cone is introduced into the end device by a penetrator to directly contact the ground, . The outer diameter of the strength measuring cone is formed to be smaller than the inner diameter of the conduit so as to pass through the inside of the conduit of the distal end device.
본 발명에 따른 선단강도 측정 장치는 지반 보강 공사를 진행하면서 설계에 따라 일정한 깊이를 천공한 이후 천공비트가 도달한 지반의 강도를 측정하기 위해, 천공을 멈추고 강도측정콘을 선단장치의 내부 관로에 삽입한 후 선단장치의 상단부에 측정콘 관입기를 설치하고, 강도측정콘에 연결된 측정콘 연결 로드를 관입기를 통해서 아래 지반으로 삽입하게 된다. 이후 강도측정콘이 선단장치의 관로를 통과하여 지반에 접촉하게 되면 측정콘 관입기는 관입 작업을 멈추고 측정콘 연결 로드를 회전시키거나 연결 로드를 통해 강도측정콘에 압입력을 가하게 된다. 이때, 연결 로드를 통해 강도측정콘에 가해진 압입력 또는 토크(torque) 값은 계측장치에서 측정되고, 이와 연결되어 있는 선단강도 측정기로 전송되어 기록되며, 이를 통해 지반의 측정된 강도 값을 얻을 수 있게 된다. In order to measure the strength of the ground where the puncturing bit has been reached after stopping the perforation, the intensity measuring cone is moved to the inner pipe of the end device After inserting, the measuring cone penetrator is installed at the upper end of the tip apparatus, and the measuring cone connecting rod connected to the strength measuring cone is inserted into the lower ground through the penetrator. When the intensity measuring cone touches the ground through the pipeline of the end device, the measuring cone penetrator stops the penetration operation and rotates the measuring cone connecting rod or pushes the intensity measuring cone through the connecting rod. At this time, the pressure input or torque value applied to the strength measuring cone through the connecting rod is measured by the measuring device, and transmitted to the tip strength measuring device connected thereto, thereby obtaining the measured strength value of the ground .
본 발명을 통해 지반 보강 공사 중 필요한 굴착 깊이를 굴착한 이후 직관적으로 지반의 강도를 확인할 수 있게 되므로, 실질적으로 보다 정확하고 안정적으로 보강 공사를 수행할 수 있게 되며, 이를 통해, 보다 빠르고 경제적인 보강 공사를 수행할 수 있다.Since the strength of the ground can be intuitively confirmed after excavation of the required excavation depth during the ground reinforcement work according to the present invention, it is possible to carry out the reinforcement work substantially more accurately and stably, thereby enabling quicker and more economical reinforcement Construction can be carried out.
다음의 하나의 실시예에 대해 도시된 도면을 참고하여, 본 발명에 대해 더욱 명확하게 이해할 수 있다.
도 1은 선단장치를 통해 연약지반을 보강하는 과정 중 하나에 대한 개략적인 단면도로서, 소정의 설계 깊이로 굴착한 이후, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 선단강도 측정장치를 이용하여 굴착 지반의 강도를 측정하는 것을 나타낸다.
도 2는 도 1의 선단강도 측정장치의 A부분에 대한 확대도로서, 강도측정콘이 회전하면서 지반을 굴착하면서 발생되는 토크를 측정하여 굴착 지반의 강도를 측정하는 것을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 선단장치를 이용하여 굴착 지반의 강도를 측정하는 방법에 대한 하나의 실시예에 대한 흐름도를 나타낸다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be more clearly understood with reference to the drawings, which are illustrated in the following embodiment.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of one of the processes of reinforcing a soft ground through a pointing device. After excavating at a predetermined design depth, the apparatus for measuring the strength of an excavated soil using an edge strength measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, And the strength is measured.
Fig. 2 is an enlarged view of part A of the apparatus for measuring the strength of the tip end of Fig. 1, showing the measurement of the strength of the excavation ground by measuring the torque generated while excavating the ground with rotation of the strength measuring cone.
3 shows a flow chart of one embodiment of a method for measuring the strength of excavation ground using a tip apparatus according to the present invention.
도 1은 연약지반을 보강하기 위해 선단장치를 이용하여 지반을 굴착하는 과정으로서, 설계 과정에서 진행된 지반조사 결과에 따라서 지지층 도달 깊이까지 굴착을 진행한 상태를 보여주는 것이다. 일반적인 연약지반의 보강 공사는 이와 같이 설계에 따른 지지층의 깊이에 상응하게 그라우팅을 시공하게 된다. 본 발명에서는 이와 같은 종래의 시공방법에서 발생할 수 있는 단점, 즉, 설계값의 실질적인 오차를 최소한으로 줄일 수 있도록 직접적인 지반 강도를 측정하는 장치와 방법을 제시한다. FIG. 1 is a process of excavating a ground using a tip apparatus to reinforce a soft ground, and shows a state in which the excavation has proceeded to the depth reaching the support layer according to the ground survey result in the designing process. In general, the reinforcement work of the soft ground is to perform the grouting according to the depth of the supporting layer according to the design. The present invention proposes a device and a method for directly measuring the ground strength so as to minimize the disadvantages that can occur in the conventional construction method, that is, a substantial error in the design value.
도 1은 위에서 설명한 것처럼, 선단장치(100)가 소정의 깊이로 굴착하여 천공비트(110)(또는 천공 함마)가 설계에서의 지지층에 도달한 상태로서, 본 발명에 따른 선단강도 측정 장치에 대한 하나의 실시예를 나타낸다. 1 shows a state in which the drill bit 110 (or a drilling hammer) reaches the support layer in the design when the
도 1에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 따른 선단장치(100)는 선단부(즉, 장치 하단부)에 수직방향 타격을 통해 지반을 굴착(천공)하는 천공비트(110)가 구비되며, 측부에는 경화재 및 혼화재를 주입하기 위한 주입 노즐(120)이 형성되어 있다. 상기 선단장치(100)를 이용하여 지반 강도를 측정하기 위한 본 발명에 따른 선단강도 측정 장치는, 지반에 직접 접촉되어 압입력(지반을 누르는 힘)을 가하거나 또는 회전하면서 회전력(토크)를 가할 수 있는 강도측정콘(1)과; 상기 강도측정콘(1)을 지반에 접촉시키기 위해, 굴착 깊이에 상응하는 소정의 길이를 가지며 강도측정콘(1)에 연결되는 측정콘 연결 로드(2, rod); 상기 강도측정콘(1) 및 이와 연결된 측정콘 연결 로드(2)를 관입하기 위해 선단장치(100) 상단에 결합되어 강도측정콘(1)을 지반과 접촉할 때까지 관입시켜 상기 강도측정콘(1)에 압입력 또는 토크(torque)를 전달하는 측정콘 관입기(3); 상기 강도측정콘(1)에 의해 얻어진 압입력 또는 토크 값 내지 마찰음(소리)을 전송받아 기록하고 이를 모니터링하기 위한 선단강도 측정기(4); 및 상기 측정콘 관입기(3)와 상기 선단강도 측정기(4) 사이에 배치되며, 상기 관입기(3)에서 강도측정콘(1)에 가해진 압입력 또는 토크 값 내지 음향을 계측하는 계측장치(5);로 이루어진다. As shown in FIG. 1, the
상기 측정콘 연결 로드(2)는, 상기 강도측정콘(1)이 지반에 직접 접촉되기 위해 관입기(3)에 의해 선단장치(100) 내의 관로 내부로 관입될 때, 강도측정콘(1)이 선단장치(100)의 관로의 형상에 따라서 구부러질 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 상기 강도측정콘(1)의 외경은 선단장치(100)의 관로 내부를 통과할 수 있도록 관로 내경보다 작은 크기로 형성된다. The measuring
도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 도면으로서, 선단장치(100)의 관로 밖으로 돌출되어 지반과 직접 맞닿아 있는 강도측정콘(1)이 도시된다. 상기와 같이 관입기(3)로 관입된 강도측정콘(1)은 지반과 접촉한 후 관입기(3)에 의해 정해진 힘으로 지반에 압입력을 가하거나 또는 일정한 속도로 회전하여 발생되는 압입력 또는 토크(torque)는 계측장치(5)에서 측정되고 선단강도 측정기(4)로 전송되어 기록되며, 여기에서 발생된 압입력 또는 토크 값을 판독함으로서 설계시 예상된 지반의 강도와 비교할 수 있다. Fig. 2 is an enlarged view of part A of Fig. 1, showing a
본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 도 2에 도시된 것과 같이, 강도측정콘(1)이 선단장치(100) 밖으로 돌출되어 지반과 접촉된 상태에서, 지반의 강도를 측정하기 위해 상기 강도측정콘(1)이 회전되며, 이때 발생되는 마찰음은 지반의 강도에 따라 다르므로 이에 대한 음향을 측정하고 기록하여 회전시 발생되는 토크 값과 더불어 지반의 강도를 예상할 수 있는 측정 자료로 확보될 수 있다. 예컨대, 일정한 강도를 가지고 있는 강도측정콘(1)과 지반이 마찰될 때, 지반의 강도가 클 경우 마찰음이 상대적으로 크게 들릴 것이며, 지반의 강도가 작을 경우에는 비교적 작은 마찰음이 발생될 수 있다.2, in the state where the
도 3은 본 발명에 따른 선단강도 측정장치를 이용하여 지반보강 시공을 진행하는 방법(공법)에 대한 흐름도를 나타낸다. FIG. 3 is a flowchart showing a method (construction method) for advancing a soil reinforcement construction using the apparatus for measuring the strength of a tip according to the present invention.
본 발명에 따른 선단강도 측정 장치를 이용하여 지반 보강 공사 방법은:A ground reinforcement method using the apparatus for measuring a strength of a tip according to the present invention comprises:
- 선단장치(100)를 이용하여, 설계에 따라 보강이 필요한 연약지반을 설계 깊이에 상응하는 깊이로 천공하는 단계(1001);- drilling (1001) the soft ground requiring reinforcement according to the design to a depth corresponding to the design depth, using the end effector (100);
- 이후 천공비트(110)가 도달한 지반의 강도를 측정하기 위해, 천공을 멈추는 단계(1002);Stopping the perforation (1002) to measure the strength of the ground where the perforation bit (110) reached;
- 강도측정콘(1)을 선단장치(100)의 내부 관로에 삽입한 후 선단장치(100)의 상단부에 측정콘 관입기(3)를 설치하고, 강도측정콘(1)에 연결된 측정콘 연결 로드(2)를 관입기(3)를 이용하여 지반으로 관입하는 단계(1003);- The measuring cone pipe (3) is installed at the upper end of the distal end device (100) after inserting the strength measuring cone (1) into the inner pipe of the distal end device (100) A
- 이후 강도측정콘(1)이 선단장치(100)의 관로를 지나 지반에 접촉하게 되면 측정콘 관입기(3)는 관입 작업을 멈추고, 측정콘 연결 로드(2)을 통해 강도측정콘(1)에 소정의 압입력을 가하거나 또는 이를 회전시키는 단계(1004);Then, when the
- 상기 관입기(3)를 통해 강도측정콘(1)에서 얻어진 압입력 또는 토크 값 내지 마찰음을 계측장치(4)를 통해 측정하고, 이를 선단강도 측정기(4)로 전송하여 기록하는 단계(1005); 및A
- 상기와 같이 선단강도 측정기(4)에서 측정된 지반강도를 설계 강도와 비교하여 시공 깊이의 안전성을 검사하는 단계(1006);를 포함할 수 있다.- checking the safety of the construction depth (1006) by comparing the ground strength measured by the end strength meter (4) with the design strength as described above.
1 : 강도측정콘, 2 : 측정콘 연결 로드,
3 : 측정콘 관입기, 4 : 선단강도 측정기,
5 : 계측 장치, 100 : 선단장치,
110 : 천공 비트(또는 천공 함마)
120 : 주입 노즐 1: intensity measuring cone, 2: measuring cone connecting rod,
3: measuring cone pipe fitting, 4: end strength measuring device,
5: measuring device, 100: tip device,
110: Perforated bit (or punctured hammer)
120: injection nozzle
Claims (3)
상기 선단강도 측정장치는,
- 선단장치 관로의 지름보다 작은 크기의 외부지름을 가지며, 지반에 직접 접촉되어 압입력(지반을 누르는 힘)을 가하거나 또는 회전하면서 회전력(토크)를 가할 수 있는 강도측정콘(1)과;
- 상기 강도측정콘(1)을 지반에 접촉시키기 위해, 상기 강도측정콘(1)에 연결되며, 굴착 깊이에 상응하는 소정의 길이를 갖고, 선단장치(100) 내부 관로 및 주입노즐(120)의 굴곡 형태에 따라 구부러질 수 있고 다시 복원될 수 있으며 회전력을 전달할 수 있는 강도를 가진 재질로 형성되는 측정콘 연결 로드(2, rod);
- 상기 강도측정콘(1) 및 이와 연결된 측정콘 연결 로드(2)를 관입하기 위해 선단장치(100) 상단에 결합되어 강도측정콘(1)을 지반과 접촉할 때까지 관입시켜 상기 강도측정콘(1)에 압입력 또는 토크(torque)를 전달하는 측정콘 관입기(3);
- 상기 강도측정콘(1)에 의해 얻어진 압입력 또는 토크 값 내지 마찰음을 전송받아 기록하고 이를 모니터링하기 위한 선단강도 측정기(4); 그리고
- 상기 측정콘 관입기(3)와 상기 선단강도 측정기(4) 사이에 배치되며, 상기 관입기(3)에서 강도측정콘(1)으로 가해진 압입력 또는 토크 내지 마찰음을 계측하는 계측장치(5);로 이루어진, 선단장치 관입 방식의 선단강도 측정 장치.
And a penetration bit 110 in which a puncturing bit 110 is drilled through a tip in a direction perpendicular to the paper surface at a front end portion (lower end portion) of the tip end portion and penetrated into a tip end apparatus having an injection nozzle 120 for injecting a hardened material, As a result,
The apparatus for measuring a strength of a tip,
- a strength measuring cone (1) having an outer diameter smaller than the diameter of the tip apparatus duct and capable of applying a rotational force (torque) by directly applying pressure to the ground (pressing force on the ground) or rotating it;
- connecting the strength measuring cone (1) to the ground, connected to the strength measuring cone (1), having a predetermined length corresponding to the excavation depth, A measuring cone connecting rod 2 formed of a material having a strength capable of being bent along with the bent shape of the bent portion and being able to be restored and transmitting a rotational force;
- The upper end of the strength measuring cone (1) is connected to the upper end of the end device (100) for penetrating the measuring cone (1) and the measuring cone connecting rod (2) connected thereto, (3) for transferring a pressure input or torque to the motor (1);
A tip strength measuring device 4 for receiving and recording the pressure input or torque value or the fricative sound obtained by the intensity measuring cone 1 and monitoring it; And
A measuring device 5 arranged between the measuring cone pipe 3 and the tip strength measuring device 4 for measuring a pressure input or a torque or a frictional sound applied to the strength measuring cone 1 in the pipe fitting 3; ) Of the tip end intrusion type.
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2016
- 2016-09-09 KR KR1020160116072A patent/KR101718291B1/en active IP Right Grant
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