KR101723512B1

KR101723512B1 - 천공 및 항타 겸용 파일 시공 장치

Info

Publication number: KR101723512B1
Application number: KR1020160128420A
Authority: KR
Inventors: 황선욱
Original assignee: (유)나라기초건설
Priority date: 2016-10-05
Filing date: 2016-10-05
Publication date: 2017-04-05

Abstract

개시된 파일 시공 장치는 기중기를 통해 천공 및 항타 작업을 할 수 있는 파일 시공 장치에 관한 것으로, 지반과 수직으로 설치되는 리더와, 회전력을 제공하는 싱글 오거, 싱글 오거의 회전력에 의해 회전되면서 지반에 파일공을 굴삭하는 스크류 로드, 파일공에 파일을 타설시키기 위해 상하 진동을 발생시키는 항타부 및 싱글 오거와 항타부를 서로 독립적으로 상하로 이동시키는 권양부를 포함하는 파일 시공 장치에 대해 기술하고 있다. 여기서 파일 시공 장치는 싱글 오거 및 항타부가 리더와 결합되어 움직이지 않도록 고정하는 락킹부를 포함하고, 항타부는 파일이 수직으로 결합되도록 고정하는 결합부를 포함한다.
이러한 시공 장치는 리더에 싱글 오거와 항타부가 동시에 구비되어 장소가 협소한 현장에서도 시공이 가능하고, 파일공 천공 후 바로 항타 작업이 가능하여 시공비 절감 및 공기 단축에 효과적이다. 또한, 결합부에 의해 파일이 항상 수직을 이루면서 항타부와 결합되며, 락킹부에 의해 장비 낙하를 방지할 수 있다.

Description

천공 및 항타 겸용 파일 시공 장치 {PILE CONSTRUCTION APPARATUS FOR DRILLING AND PILING}

개시된 내용은 파일 시공 장치에 관한 것으로, 특히 천공 및 항타 작업을 겸용하여 사용할 수 있는 파일 시공 장치에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

기초 공사에서 파일(pile)을 시공하는 방법으로 굴삭시공법과 케이싱 공법 등이 사용되고 있다.

굴삭시공법은 리더(leader)에 설치된 오거(Auger)로 스크류 로드(Screw Rod)를 회전시켜서 지반을 굴삭하여 파일공을 형성한 후, 파일공에 파일을 삽입 설치하는 공법이다. 그러나 굴삭시공법은 파일공의 천공과 파일의 항타 작업이 각각 별개로 진행됨으로써 공기(工期)를 증가시키는 문제점이 있다.

이와 같은 굴삭시공법의 문제점을 해결하기 위해, 중공의 케이싱 로드를 이용하여 파일공을 굴삭한 다음 케이싱 로드의 중공부를 통해 파일을 삽입하는 케이싱 공법이 사용되고 있다. 그러나 장소가 협소하고 진입로에 케이싱 공법 장비의 조립 및 해체가 불가능하여 케이싱 공법을 적용할 수 없는 공사 현장이 많은 실정이다.

한편, 굴삭시공법과 케이싱 공법 모두 파일 타설시 파일이 기울어져 수직으로 유지되는 않는 경우 항타 작업 중 파일이 파손되는 문제점이 있었다. 또한, 시공 도중 장비가 낙하하여 안전사고가 발생하는 경우가 빈번하였다.

대한민국 등록특허공보 10-1615810 '천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 시트파일 시공장치'

소형으로 좁은 공간에서도 작업이 가능하며, 파일공 천공 작업 및 파일 항타 작업을 하나의 장치로 실시하여 공기를 단축할 수 있는 파일 시공 장치를 제공하고자 한다.

또한, 파일이 기울어지지 않고 지반과 수직을 이루면서 안정적으로 항타 작업이 이루어지도록 하고, 장비 낙하 사고를 미연에 방지할 수 있는 파일 시공 장치를 제공하고자 한다.

실시 예에 따르면, 기중기를 통해 천공 및 항타 작업을 할 수 있는 파일 시공 장치에 적용되며, 지반과 수직으로 설치되는 리더와, 회전력을 제공하는 싱글 오거, 싱글 오거의 회전력에 의해 회전되면서 지반에 파일공을 굴삭하는 스크류 로드, 파일공에 파일을 타설시키기 위해 상하 진동을 발생시키는 항타부 및 싱글 오거와 항타부를 서로 독립적으로 상하로 이동시키는 권양부를 포함하는 파일 시공 장치에 대해 기술하고 있다. 여기서 파일 시공 장치는 싱글 오거 및 항타부가 리더와 결합되어 움직이지 않도록 고정하는 락킹부를 포함하고, 항타부는 파일이 수직으로 결합되도록 고정하는 결합부를 포함한다.

개시된 파일 시공 장치는, 리더에 싱글 오거와 항타부가 동시에 구비되어 장소가 협소한 현장에서도 시공이 가능하고, 파일공 천공 후 바로 항타 작업이 가능하여 시공비 절감 및 공기 단축에 효과적이다. 또한, 결합부에 의해 파일이 항상 수직을 이루면서 항타부와 결합되며, 락킹부에 의해 장비 낙하를 방지할 수 있다.

도 1은 일 실시 예에 따른 파일 시공장치의 측면도.
도 2는 일 실시 예에 따른 파일 시공장치의 측면도.
도 3은 일 실시 예에 따른 파일 시공장치의 측면도.
도 4는 일 실시 예에 따른 파일 시공장치의 측면도.
도 5는 일 실시 예에 따른 파일 시공장치의 부분 확대도.
도 6은 일 실시 예에 따른 파일 시공장치의 결합부의 측면도.
도 7은 일 실시 예에 따른 파일 시공장치의 락킹부의 사시도.
도 8은 일 실시 예에 따른 파일 시공장치의 락킹부의 배면도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술 되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도 1 내지 도 8은 하나의 실시 예를 도시하고 있다. 실시 예에 따른 파일 시공 장치는 지반에 파일을 삽입 설치하기 위해 기중기를 통해 파일공 천공 및 파일 항타 작업을 할 수 있는 장치이다. 여기서 기중기(Crane)는 크롤라 크레인을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 개시된 파일 시공 장치(100)는 리더(200), 싱글 오거(300), 스크류 로드(400), 항타부(500) 및 권양부(600)를 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 리더(200)는 지반(G)과 수직으로 설치되며, 기중기(10)에 의해 지지된다. 이때, 리더(200)의 제1면(210)은 기중기(10)와 직각이 되도록 형성되고, 제1면(210)에는 제1레일(212)이 형성된다. 한편, 리더(200)의 제2면(220)은 제1면(210)과 접하면서 기중기(10)와 평행하도록 즉, 리더(200)의 제1면(210)과는 직각을 이루면서 형성되고, 제2면(220)에는 제2레일(222)이 형성된다. 제1레일(212)과 제2레일(222)은 상단부가 좌우로 돌출된 'T' 형상인 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.

싱글 오거(300)는 리더(200)의 제1면(210)을 따라 후술할 권양부(600)에 의해 상하로 이동된다. 싱글 오거(300)는 지반(G)에 파일공(30) 굴삭을 위한 회전력을 제공하는 모터(미도시)가 내장된다. 싱글 오거(300)는 일측에 제1가이드 편체(310)가 형성되고, 제1가이드 편체(310)가 제1레일(212)을 수용하면서 싱글 오거(300)의 상하 이동을 가이드한다. 제1가이드 편체(310)는 제1레일(212)의 일부분이 삽입되도록 채널 형상인 것이 바람직하나 제1레일(212)에 의해 가이드 되면서 슬라이딩 될 수 있는 구조라면 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 도 2를 참조하면, 제1가이드 편체(310)와 제1레일(212)에 의해 싱글 오거(300)가 지반(G)과 직교된 상태를 유지하면서 상하 이동된다.

스크류 로드(400)는 싱글 오거(300)에 연결되고, 수직하게 배치된다. 스크류 비트(410)는 지반(G)을 굴삭하기 위해 고강도로 형성되며 스크류 로드(400)의 하단에 구비된다. 스크류 로드(400)는 싱글 오거(300)가 제공하는 회전력에 의해 회전되면서 지반(G)에 파일공(30)을 굴삭한다. 한편, 회전시 굴삭되는 굴삭토를 지상으로 배출시키기 위해 가이드 스크류(420)가 스크류 로드(400)의 외주면에 길이 방향을 따라 나선 형태로 형성된다.

항타부(500)는 파일공(30)에 파일(20)을 타설시키기 위해 상하 진동을 발생시킨다. 항타부(500)는 진동 발생을 위해 전동 모터 진동 해머(electric motor vibrator hammer) 또는 유압식 진동 해머(hydraulic vibrator hammer)가 사용되나 이에 한정되는 것은 아니다. 항타부(500)는 리더(200)의 제2면(220)을 따라 후술할 권양부(600)에 의해 상하로 이동된다. 항타부(500)는 일측에 제2가이드 편체(510)가 형성되고, 제2가이드 편체(510)가 제2레일(222)과 결합되면서 항타부(500)의 상하 이동을 가이드한다. 제2가이드 편체(510)와 제2레일(222)의 결합 구조는 전술한 제1가이드 편체(310)와 제1레일(212)의 결합 구조와 동일하다. 도 4를 참조하면, 항타부(500)는 파일(20)과 직교 상태를 유지하면서 파일(20)에 항타력을 전달한다.

권양부(600)는 리더(200)의 상부에 설치되며 서로 독립적인 로프(610)를 통해 싱글 오거(300)와 항타부(500)에 연결된다. 권양부(600)는 각 로프(610)가 감기거나 풀리면서 싱글 오거(300)와 항타부(500)를 독립적으로 상하 이동시키며, 이때 싱글 오거(300)와 항타부(500)는 리더(200)의 제1 및 제2레일(212, 222)에 의해 가이드되어 수직 방향으로만 이동된다. 한편, 싱글 오거(300)는 리더(200)의 제1면(210)에, 항타부(500)는 리더(200)의 제2면(220)에 설치됨으로써 싱글 오거(300) 및 항타부(500)의 상하 운동이 서로 간섭되지 않고 독립적으로 상하 운동이 가능하다.

개시된 실시 예에 따른 파일 시공 장치(100)의 작업 순서는 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 싱글 오거(300)가 하강되면서 스크류 비트(410)에 의해 지반(G)에 파일공(30)을 굴삭한다. 이후 도 3에 도시된 바와 같이, 싱글 오거(300)를 상승시켜 파일공(30)에서 빼낸 이후, 파일(20)을 파일공(30)에 근입한다. 다음으로 도 4에 도시된 바와 같이, 크레인을 회전시켜 항타부(500)를 파일(20)과 수직으로 배치한 후, 항타부(500)가 하강되면서 파일(20)에 항타력을 공급하고, 파일(20)이 파일공(30)에 안착된다.

한편, 도 5 및 도 6을 참조하면, 개시된 실시 예에 따른 파일 시공 장치(100)의 항타부(500)는 결합부(520)를 더 포함한다. 결합부(520)는 파일(20)이 항타부(500)와 수직으로 결합되도록 고정한다. 따라서 항타력이 파일(20)의 수직 방향으로 공급됨으로써 파일(20)이 파일공(30)으로 정확하게 근입되며, 항타 작업 중 잘못된 방향으로 근입되어 발생하는 파일(20) 파손을 방지할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 결합부(520)는 결합홈(521), 제1실린더(526), 제1실린더 바(527), 결합볼트 바(528), 결합암(522) 및 결합볼트(524)를 포함한다.

결합홈(521)은 항타부(500)의 하단에 형성된다. 결합홈(521)은 적어도 파일(20)의 구경을 가지도록 형성되며, 파일(20)의 상단을 외측에서 감싸면서 수용한다.

결합암(522)은 결합홈(521)의 외측면을 둘러싸며 형성되고, 이때 결합 볼트(524)가 결합암(522)의 양 단부에 형성된 관통홀(523)을 관통하며 구비된다.

제1실린더(526)와 제1실린더(526)에 결합된 제1실린더 바(527)는 항타부(500)의 일측에 구비되고, 도 6에 도시된 바와 같이 전기 또는 유공압에 의해 제1실린더 바(527)의 길이가 길어지면 제1실린더 바(527)에 연결된 결합볼트 바(528)가 아래로 내려가게 된다. 결합볼트 바(528)는 아래로 내려가면서 결합볼트(524)를 회전시키고 그 결과 결합암(522)의 양 단부가 당겨지면서 파일(20)의 상단부를 외측에서 구속하여 고정한다. 이때, 결합홈(521)의 내측에는 가압팁(미도시)이 구비되어 결합암(522)에 의해 파일(20) 상단부가 구속되어도 파일(20)이 손상되지 않는다.

반대로, 전기 또는 유공압에 의해 제1실린더 바(527)의 길이가 짧아지면 제1실린더 바(527)에 연결된 결합볼트 바(528)가 위로 올라가면서 결합볼트(524)를 역회전시키고 그 결과 결합암(522)의 양 단부가 벌어져 파일(20)의 구속이 해제된다.

개시된 실시 예에 따른 파일 시공장치(100)는 락킹부(700)를 더 포함한다. 락킹부(700)는 싱글 오거(300) 및 항타부(500)를 리더(200)에 안정적으로 고정한다. 따라서 싱글 오거(300) 및 항타부(500)가 리더(200)의 상부로 인상된 상태에서 낙하하는 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.

도 7 및 도 8에는 항타부(500)에 락킹부(700)가 포함된 실시 예를 도시하나, 싱글 오거(300)에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 락킹부(700)는 제2실린더(714), 제2실린더 바(715), 레일볼트 바(716), 레일암(710) 및 레일볼트(712)를 포함한다.

레일암(710)은 제2레일(222)의 일부분이 삽입되도록 채널 형상으로 형성되나, 레일암(710)이 제2레일(222)과 슬라이딩 결합될 수 있는 구조라면 다양한 구조로 형성될 수 있다.

제2실린더(714)는 항타부(500)의 양측면에 구비된다. 전기 또는 유공압에 의해 제2실린더 바(715)의 길이가 길어지면 제2실린더 바(715)에 연결된 레일볼트 바(716)가 아래로 내려가게 된다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 레일볼트 바(716)는 일단이 레일암(710)의 일부가 삽입되도록 채널 형상으로 형성되고, 타단이 제2실린더 바(715)의 단부로 연장된다. 레일볼트 바(716)는 아래로 내려가면서 양 단부에 구비된 레일볼트(712)를 회전시킨다. 그 결과 레일볼트(712)가 레일암(710)의 양 단부를 가압하며 레일암(710)이 제2레일(222)을 압착하여 구속한다.

반대로, 전기 또는 유공압에 의해 제2실린더 바(715)의 길이가 짧아지면 제2실린더 바(715)에 연결된 레일볼트 바(716)가 위로 올라가면서 레일볼트(712)를 역회전시키고 그 결과 레일암(710)의 양 단부가 벌어져 레일암(710)의 구속이 해제된다.

따라서 싱글 오거(300)가 하강하면서 굴삭하는 과정에서 생기는 진동에도 항타부(500)는 안정적으로 리더(200)의 제2면(220)에 고정되며, 항타 과정에서 항타부(500)에 의해 진동이 발생해도 싱글 오거(300)가 안정적으로 리더(200)의 제1면(210)에 고정된다.

개시된 내용은 예시에 불과하며, 청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 않는다.

G : 지반
10 : 기중기
20 : 파일
30 : 파일공
100 : 파일 시공 장치
200 : 리더
210 : 제1면
212 : 제1레일
220 : 제2면
222 : 제2레일
300 : 싱글 오거
310 : 제1가이드 편체
400 : 스크류 로드
410 : 스크류 비트 420 : 가이드 스크류
500 : 항타부
510 : 제2가이드 편체
520 : 결합부
521 : 결합홈 522 : 결합암
523 : 관통홀 524 : 결합볼트
526 : 제1실린더 527 : 제1실린더 바
528 : 결합볼트 바
600 : 권양부
610 : 로프
700 : 락킹부
710 : 레일암 711 : 관통홀 712 : 레일볼트
714 : 제2실린더 715 : 제2실린더 바 716 : 레일볼트 바

Claims

기중기를 통해 천공 및 항타 작업을 할 수 있는 파일 시공 장치에 있어서:
지반과 수직으로 설치되는 리더;
상기 기중기와 직각이 되도록 형성되는 리더의 제1면;
상기 리더의 제1면과 접하면서 상기 기중기와 평행하게 형성되는 리더의 제2면;
상기 리더의 제1면에 장착되어 제1면을 따라 상하로 이동되며, 회전력을 제공하는 싱글 오거;
상기 싱글 오거에 연결되고, 굴삭을 위한 스크류 비트가 구비되며, 상기 싱글 오거의 회전력에 의해 회전되면서 상기 지반에 파일공을 굴삭하는 스크류 로드;
상기 리더의 제2면에 장착되어 제2면을 따라 상하로 이동되며, 상기 파일공에 파일을 타설시키기 위해 상하 진동을 발생시키는 항타부; 및
상기 리더의 상부에 설치되며, 상기 싱글 오거와 상기 항타부를 서로 독립적으로 상하로 이동시키는 권양부;를 포함하고,
상기 항타부는 상기 파일이 상기 항타부와 수직으로 결합되도록 고정하는 결합부;를 더 포함하며,
상기 리더의 제1면에 제1레일이 형성되고 상기 싱글 오거 일측에 형성된 제1가이드 편체가 상기 제1레일과 결합되면서 상기 싱글 오거는 상기 제1레일에 의해 가이드되어 상하 이동되고,
상기 리더의 제2면에 제2레일이 형성되고 상기 항타부 일측에 형성된 제2가이드 편체가 상기 제2레일과 결합되면서 상기 항타부는 상기 제2레일에 의해 가이드되어 상하 이동되며,
상기 싱글 오거 및 상기 항타부는 상기 제1 및 제2레일에 의해 상하 이동시에도 상기 지반과 수직이며, 상하 운동이 서로 간섭되지 않고,
상기 결합부는 상기 파일이 상기 항타부의 하부에 형성된 결합홈에 결합되면, 상기 항타부에 구비된 제1실린더에 의해 제1실린더 바의 길이가 변화하고, 이에 따라 상기 제1실린더 바에 연결된 결합볼트 바가 상하로 움직이면서 상기 결합홈의 외측면을 둘러싸는 결합암에 구비된 결합볼트를 회전시킴에 따라 상기 결합암이 상기 파일의 상단부를 외측에서 구속하여 고정하거나 해제하도록 하고,
상기 파일공이 굴삭되면 상기 스크류 로드를 빼내어 상기 파일을 상기 파일공에 근입하고 상기 기중기를 회전시켜 상기 항타부를 상기 파일과 수직으로 배치하여 상기 파일을 상기 파일공에 타설시키는 것을 특징으로 하는 파일 시공 장치.
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 결합홈의 내측에는 가압팁이 구비되는 것을 특징으로 하는 파일 시공 장치.
제1항에 있어서,
상기 싱글 오거가 상기 리더의 제1레일과 결합되고, 상기 항타부가 상기 리더의 제2레일과 결합되어 움직이지 않도록 고정하는 락킹부;를 더 포함하고,
상기 락킹부는,
상기 싱글 오거 및 항타부의 양측면에 구비된 제2실린더에 의해 제2실린더 바의 길이가 변화하고, 이에 따라 상기 제2실린더 바에 연결된 레일볼트 바가 상하로 움직이면서 레일볼트를 회전시킴에 따라 상기 제1 및 제2레일의 일부분이 삽입되는 레일암의 양 단부를 가압하여 상기 레일암이 제1 및 제2레일을 외측에서 구속하여 고정하거나 해제하도록 하는 것을 특징으로 하는 파일 시공 장치.