KR101881406B1 - 부분 확경형 지반 천공 장치 및 이를 이용한 사면 천공 공법 - Google Patents

부분 확경형 지반 천공 장치 및 이를 이용한 사면 천공 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지반 천공 장치에 관한 것으로, 굴진장치(11)가 장착된 로드(10)의 회전 방향을 변경하는 조치만으로 절삭날(30)을 전개 또는 절첩하여 굴착공의 직경을 부분적으로 확대할 수 있도록 한 것이다.
본 발명을 통하여, 소구경 로드(10)가 적용되는 천공장치에서도 굴착공의 직경을 부분적으로 확경할 수 있을 뿐 아니라, 확경 지점의 위치 및 개소를 자유롭게 설정할 수 있다.

Description

부분 확경형 지반 천공 장치 및 이를 이용한 사면 천공 공법{PARTIALLY EXPANDING TYPE LAND DRILL APPARATUS AND SLOPE DRILLING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 지반 천공 장치에 관한 것으로, 굴진장치(11)가 장착된 로드(10)의 회전 방향을 변경하는 조치만으로 절삭날(30)을 전개 또는 절첩하여 굴착공의 직경을 부분적으로 확대할 수 있도록 한 것이다.
지반에 수직갱, 수평공 또는 경사공을 굴착하는 지반 천공은 말뚝 기초를 비롯한 기초 공사 및 사면 보강공의 구축 등에 있어서 필수적으로 수행되는 공정이다.
이러한 지반 천공은 지상의 굴착장비와 로드(10) 또는 케이싱 등의 강제 관체로 연결되는 굴진장치(11)에 의하여 굴착공 선단부의 지반이 파쇄되는 방식으로 진행되는데, 전체 연장에 걸쳐 일정한 원형 횡단면을 가지는 굴착공이 형성되는 것이 일반적이다.
다만, 확대기초 복합형 현장타설 말뚝에서와 같이, 굴착공의 말단부 직경을 부분적으로 확공함으로써 말뚝기초의 선단부 면적을 확대하고 지지력을 보완하는 공법이 개발된 바 있으며, 관련 종래기술로서 공개특허 제2015-97405호를 들 수 있다.
공개특허 제2015-97405호를 비롯한 종래의 부분 확경형 굴착공 형성에 적용되는 굴착 장치는 지반에 투입되는 장치 선단부가 외부의 구동에 의하여 기계적으로 확대되면서 굴착공을 확경하는 것으로서, 복잡한 기계적 구성이 요구될 뿐 아니라, 대구경 굴착시에만 적용이 가능하여, 주로 소구경 굴착이 진행되는 사면 지반에 대한 천공시에는 적용될 수 없는 한계가 있었다.
즉, 종래의 부분 확경형 굴착 장치는 오거, 해머비트 또는 드릴비트 등 굴진장치(11)의 전체 또는 일부의 외주면에 가동(可動) 돌출부를 형성하고, 이를 지상에서 조작할 수 있도록 구성된 것으로, 가동 돌출부의 조작 및 구동을 수행하는 샤프트, 링크 또는 유체압 배관 등의 복잡한 구성이 필수적으로 요구되며, 이들 구성이 수용될 수 있는 대형 케이싱이 적용되는 대구경 천공에서만 적용이 가능한 것이다.
따라서, 도 1에서와 같이, 소구경 로드(10) 및 굴진장치(11)가 적용되는 사면 천공시에는 적용이 불가능하였는 바, 사면 보강 등 사면 지반 천공이 수반되는 각종 공사에 있어서, 종래기술에서는 전체 굴착공 연장에 걸쳐 일정한 횡단면이 형성되는 단순 굴착공 천공만이 가능하였다.
도 1에는 종래기술을 통하여 사면 지반을 천공하고 보강선재(91)를 투입한 후, 충전재(92)를 주입 및 양생하여 사면 지반을 보강하는 과정이 예시되어 있는데, 동 도면에 도시된 바와 같이, 횡단면이 일정한 단순 굴착공이 형성될 수 밖에 없는 바, 보강선재(91)가 매입된 충전재(92)와 사면 지반간 부착력이 제한될 뿐 아니라, 충전재(92)의 단면적 역시 제한될 수 밖에 없으므로, 충분한 지지력을 확보하기 위해서는 굴착공의 연장이 증대될 수 밖에 없었다.
따라서, 장연장 굴착공의 천공으로 인한 시공성 저하, 장비 대형화, 공기 지연 등의 문제가 수반될 수 밖에 없으며, 이는 공사비 증액으로 직결되는 심각한 문제가 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안된 것으로, 회전하는 로드(10) 선단에 굴진장치(11)가 장착되어 지반에 굴착공을 형성하는 지반 천공 장치에 있어서, 본체(20)에는 다수의 수납요부(21)가 방사상(放射狀)으로 요입 형성되되, 수납요부(21)에는 회동축(22)이 형성되고, 회동축(22)에는 판상의 절삭날(30)이 자유롭게 회동 가능하도록 설치되며, 절삭날(30)의 수납시 회동축(22) 타측 말단은 수납요부(21)의 시점(始點)으로부터 이격된 지점에 위치하고, 본체(20)의 역회전시, 수납요부(21)와 절삭날(30) 사이의 공간으로 굴착 토사가 유입됨으로써, 절삭날(30)이 전개됨을 특징으로 하는 부분 확경형 지반 천공 장치이다.
또한, 상기 수납요부(21) 시점부의 전, 후방 벽체에는 활동장공(26)이 형성되되, 활동장공(26)의 시점(始點)은 수납시 절삭날(30)의 말단 외측에 위치하고 활동장공(26)의 종점(終點)은 수납시 절삭날(30)의 측면에 위치하고, 활동장공(26)에는 기동축(27)이 결합되고 기동축(27)의 말단에는 밀착륜(28)이 형성되며, 밀착륜(28)의 외곽은 본체(20) 외곽 외측으로 돌출되어, 본체(20)의 역회전시, 밀착륜(28)이 굴착공 공벽을 따라 주행하면서 기동축(27)이 활동장공(26)의 종점부로 이동하고, 기동축(27)이 수납요부(21)의 표면과 절삭날(30)의 내측면 사이로 진입하면서 절삭날(30)이 전개됨을 특징으로 하는 부분 확경형 지반 천공 장치이다.
또한, 상기 본체(20)는 중공(中空)의 관체(管體)로 구성되고, 수납요부(21) 회동축(22)측 심부(深部)의 본체(20) 관벽(管壁)은 절개되어 본체(20) 내, 외부가 연통되는 개구부(25)가 형성되며, 개구부(25) 외곽의 수납요부(21) 시점측 본체(20) 내주면에는 중심측으로 돌출된 본체턱(23)이 형성되고, 본체(20) 내부에는 로드(10)와 연결된 내축부(41)가 결합되며, 내축부(41)에는 내축턱(43)이 외측으로 돌출 형성되고, 절삭날(30)의 회동축(22)측 단부에는 본체(20) 중심측으로 돌출된 날턱(33)이 형성되어, 로드(10)의 역회전시, 내축턱(43)이 개구부(25)측으로 이동하면서 날턱(33)을 회동축(22)을 축으로 회전시킴에 따라 절삭날(30)이 전개됨을 특징으로 하는 부분 확경형 지반 천공 장치이다.
또한, 상기 부분 확경형 지반 천공 장치를 이용한 사면 천공 방법에 있어서, 굴진장치(11) 및 본체(20)가 장착된 로드(10)를 정회전시키면서 사면 지반에 굴착공을 형성하는 단계와, 본체(20)가 굴착공 내부에 투입된 상태에서 로드(10)를 역회전시켜 절삭날(30)을 전개하고, 절삭날(30)이 전개된 상태에서 역회전을 지속하여 해당 부위에서의 굴착공을 확경하는 단계와, 로드(10)를 재차 정회전시켜 절삭날(30)을 수납요부(21)에 수납한 상태에서 로드(10) 및 굴진장치(11)를 철수하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 부분 확경형 지반 천공 장치를 이용한 사면 천공 방법이다.
본 발명을 통하여, 소구경 로드(10)가 적용되는 천공장치에서도 굴착공의 직경을 부분적으로 확경할 수 있을 뿐 아니라, 확경 지점의 위치 및 개소를 자유롭게 설정할 수 있다.
이로써, 소요 지지력을 발휘하기 위한 굴착공 연장을 종래기술 대비 대폭 축소할 수 있어, 시공성을 제고하고 공기를 단축할 수 있으며, 공사비 역시 대폭 절감할 수 있다.
또한, 사면 보강공 등 굴착공에 충전재(92)가 충전 및 경화되는 구조물의 경우 확경 부위가 지반내 관입체의 활동 및 인발을 강력하게 억제할 수 있어, 지지력의 획기적인 향상이 가능하고, 해당 구조물의 성능, 내구성 및 안정성을 대폭 향상시킬 수 있다.
특히, 굴착공의 확경을 복잡한 구동 수단 없이도 로드(10)의 회전방향 조절만으로 달성할 수 있어, 굴착 장비에 대한 일체의 개조 없이 적용이 가능하여, 시공성, 장비 운용 편의성 및 부품 호환성을 확보할 수 있다.
도 1은 종래의 지반 천공 장치에 의한 사면 보강공 시공 방식 예시도
도 2는 본 발명에 의하여 시공된 사면 보강공 예시도
도 3은 본 발명의 작동 방식 설명도
도 4는 본 발명의 장착상태 사시도
도 5는 본 발명과 로드간 결합 방식 예시도
도 6은 본 발명의 분해사시도
도 7은 본 발명의 절삭날 전개 방식 설명도
도 8은 기동축 및 밀착륜이 적용된 본 발명의 일 실시예 사시도
도 9는 도 8 실시예의 분해사시도
도 10은 도 8 실시예의 절삭날 전개 방식 설명도
도 11은 내축부가 적용된 본 발명의 일 실시예 사시도
도 12는 도 11 실시예의 분해사시도
도 13은 도 11 실시예의 절삭날 전개 방식 설명도
본 발명의 상세한 구성, 작동 원리 및 수행 과정을 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 2는 본 발명을 통하여 천공된 굴착공이 적용된 사면 지반 보강공을 예시한 것으로, 도시된 바와 같이, 굴착공이 부분적으로 확경되어 있으며, 확경 부위 역시 굴착공의 선단부에 한정되지 않고, 굴착공 연장내 다양한 지점에 간헐적으로 형성됨을 확인할 수 있다.
이는, 도 2에서와 같이, 로드(10)에 연결된 본 발명의 본체(20)에 절삭날(30)이 수납된 상태로 굴진장치(11)가 정회전 전진하면서 굴착공을 굴착하다가, 확공 계획지점에 본체(20)가 도달하면, 로드(10)를 역회전 구동하여 절삭날(30)을 전개함으로써, 전개된 절삭날(30)이 굴착공의 공벽을 확공하고, 확공이 완료되면 로드(10)를 재차 정회전시키 절삭날(30)이 절첩되는 과정을 통하여 진행된다.
즉, 도 4에서와 같이, 정상 직경의 굴착공이 천공되는 상황에서는 동 도면의 상부에서와 같이 절삭날(30)이 본체(20) 내측으로 절첩, 수납되고, 굴착공의 확경이 필요한 지점에서는 동 도면의 하부에서와 같이, 절삭날(30)이 외측으로 전개되면서 도 3의 중앙부에서와 같이 전개된 절삭날(30)이 굴착공 공벽을 추가 절삭하여 굴착공이 확경되는 것이다.
이러한, 가동형 절삭날(30) 장착 본체(20)는 도 3에 예시된 바와 같이 굴진장치(11)의 후단과 선도(先導) 로드(10) 선단 사이에 장착되거나, 도 4에서와 같이, 로드(10)와 로드(10) 사이에 장착될 수 있으며, 도면상 도시되지는 않았으나 굴진장치(11)와 일체화되어 구성될 수도 있다.
즉, 본 발명의 본체(20)는 로드(10)와 로드(10)간 연결 또는 로드(10)와 굴진장치(11)간 연결에 적용되는 방식과 동일한 방식으로 장착될 수 있는 것으로, 도 5에서와 같이, 본 발명의 본체(20) 후단부에는 로드(10)의 후단부와 동일한 구조의 후방체(40)가 형성되고, 본체(20) 전단부(前端部)에는 로드(10)의 전단부와 동일한 구조의 전방체(50)가 형성되어, 로드(10) 또는 굴진장치(11)와 본체(20)가 체결되는 것이다.
도시된 실시예에서는 로드(10)와 로드(10)간 연결에 나사 체결이 적용되고 있으며, 로드(10)의 전, 후단에 각각 수나사 및 암나사가 형성되고 있는 바, 본체(20) 후단부의 후방체(40)에는 로드(10) 전단부 수나사가 치합되는 암나사가 형성되고 본체(20) 전단부의 전방체(50)에는 로드(10) 후단부 암나사에 치합되는 수나사가 형성된다.
도 6은 본 발명의 내부 구조를 도시한 분해사시도로서, 동 도면 및 전술한 도 5에서와 같이, 본 발명의 본체(20)는 전단과 후단에 각각 전방체(50) 및 후방체(40)가 형성된 봉체(棒體) 내지 관체(管體)로서, 절삭날(30)이 절첩 또는 전개될 수 있도록 장착된다.
본 발명의 본체(20)에 자유롭게 회동 가능하도록 장착되는 절삭날(30)은 회동축(22)을 통하여 본체(20)와 연결되는 판체로서, 회동축(22) 결합부 타측의 말단에 예리한 첨부(尖部)가 형성되는 견치(犬齒)형 단면을 가진다.
또한, 로드(10)와 동심(同心)을 이루는 원형 횡단면의 본체(20) 외주면에는 다수의 수납요부(21)가 횡단면상 방사상(放射狀)으로 요입 형성되는데, 수납요부(21)는 절삭날(30)과 동수(同數)로 형성되어, 절삭날(30)이 회동축(22)을 축으로 회동, 절첩되면서 수납요부(21)에 수납된다.
전술한 바와 같이, 절삭날(30)은 그 단면 형상이 말단측으로 두께가 점차 축소되고 전체적으로 부드럽게 만곡되는 견치형 단면을 가지는 바, 본체(20)에 형성되는 수납요부(21) 역시 이에 상응하는 횡단면 형상을 가지며, 따라서 도 6 및 도 7에서와 같이, 본체(20) 외주면을 따라 수납요부(21)의 요입 깊이가 횡단면상 본체(20) 중심측으로 점차 증가하게 된다.
여기서, 횡단면이란 로드(10)의 중심축이자 본체(20)의 중심축인 직선에 직교하는 평면으로 절단된 단면을 말하는 것으로, 본 발명의 작동 상태에서 따라, 도 7에서와 같은 형태를 이룬다.
수납요부(21)의 심부(深部)측 단부에는 본체(20) 중심축과 평행한 회동축(22)이 형성되며, 회동축(22)에는 전술한 판상의 절삭날(30) 일단부가 회동축(22)을 축으로 자유롭게 회동 가능하도록 설치되는데, 도 5 및 도 7의 상단부에서와 같이, 절삭날(30)이 완전히 절첩되어 절삭날(30) 내측면이 수납요부(21) 표면에 밀착되면, 절삭날(30)이 수납요부(21)에 완전히 수납되며, 이 상태에서 횡단면상 절삭날(30) 외측면은 본체(20) 외곽선 이하에 위치한다.
여기서, 횡단면상 절삭날(30) 외측면이 본체(20) 외곽선 이하에 위치한다는 의미는 절삭날(30)의 완전 수납시 절삭날(30)의 외측 외곽선이 본체(20)의 외곽선 내측에 위치하거나 절삭날(30)의 외측 외곽선이 본체(20)의 외곽선과 부분적으로 일치하는 상태를 의미한다.
또한, 도 7의 상단부에서와 같이, 절삭날(30)의 수납시 회동축(22) 타측 말단은 수납요부(21)의 시점(始點)으로부터 회동축(22) 측으로 이격된 지점에 위치하여, 본 발명 본체(20)가 굴착공에 투입된 상태에서 절삭날(30)의 말단과 수납요부(21) 시점 사이에 빈 공간이 형성된다.
도 5에서와 같이, 본 발명 본체(20)에 형성되는 수납요부(21)는 본체(20)의 외주면상 중간부에 형성되며, 도 6에서와 같이, 수납요부(21)가 형성되는 본체(20)의 일단부가 개방되어 절삭날(30)이 회동축(22)에 결합되고, 개방부에 고정반(55)이 결합되는 방식으로 조립될 수 있다.
이러한 구성의 본 발명은 도 7에서와 같이, 절삭날(30)의 말단에서 회동축(22) 방향으로 회전되는 본체(20)의 정회전시, 즉, 도면상 시계방향 회전시, 절삭날(30)의 외측면이 굴착공에 의하여 중심측으로 압착되어 절삭날(30)이 수납요부(21)에 수납된 상태가 유지된다.
따라서, 도 3의 상단부에 도시된 바와 같이, 굴진장치(11)에 의하여 정상 직경의 굴착공이 천공되는 상황에서는 절삭날(30)이 본체(20)의 수납요부(21)에 완전히 수납되어 본체(20) 외측으로 일체의 돌출물이 형성되지 않는다.
이후, 로드(10)를 역방향으로 회전하여, 회동축(22)에서 절삭날(30)의 말단 방향으로 즉, 도 7의 도면상 반시계방향으로 본체(20)가 역회전되면, 도 7의 중앙부에 도시된 바와 같이 수납요부(21)의 시점과 절삭날(30) 말단 사이의 요입 공간으로 굴착 토사가 유입되고, 유입된 굴착 토사가 수납요부(21)의 표면과 절삭날(30)의 내측면 사이로 계속하여 침투하면서 절삭날(30)이 회동축(22)을 축으로 회전, 전개된다.
회동 전개를 지속하던 절삭날(30)은 절삭날(30)의 회동축(22)측 외측면이 수납요부(21)의 회동축(22)측 심부(深部)에서 본체(20) 횡단면상 원주방향 측방에 형성된 본체(20) 중심방향 벽면에 밀착되면서, 전개를 중지하고 고정되는데, 이렇듯 절삭날(30)이 전개된 상태로 유지됨에 따라, 도 3의 중앙부에서와 같이, 전개된 절삭날(30)에 의하여 굴착공의 공벽이 추가 굴착되어 굴착공이 확경된다.
도 3에는 회전방향에 무관하게 암질 지반 등을 절삭, 파쇄하는 굴진장치(11)가 예시되어 있는 바, 역회전을 통한 절삭날(30) 전개 및 굴착공 확공시에도 굴착공 선단부의 굴진이 정상적으로 진행될 수 있다.
다만, 오거(auger)와 같이 회전방향에 굴진 여부 또는 속도가 의존하는 굴진장치(11)에서는 로드(10) 및 본체(20)의 역회전시 굴진장치(11)의 전진이 정체될 수는 있으나, 확경이 완료된 후에는 재차 정회전될 수 있으므로 전체 굴착공의 굴착은 차질 없이 진행될 수 있다.
이렇듯, 본 발명에서는 별도의 구동장치 없이도 로드(10)의 회전방향 조절만으로 절삭날(30)의 전개를 조절할 수 있으므로 굴착 장비 및 부품에 대한 개조 없이도 간편하고 신속한 적용이 가능하며, 사면 지반 천공에 주로 적용되는 소구경 천공 장치에서도 간편하고 효과적인 확공이 가능하다.
한편, 도 8 내지 도 13은 절삭날(30)을 전개함에 있어서 수납요부(21)로 유입되는 굴착토사에 절삭날(30)의 회동 기동을 전적으로 의존하지 않고, 로드(10)의 회전력을 바탕으로 절삭날(30)을 강제로 회동시키는 구성을 추가함으로써, 작동 신뢰성을 담보할 수 있도록 한 것이다.
우선, 도 8 내지 도 10은 기동축(27) 및 밀착륜(28)이 적용된 실시예로서, 이들 도면에서와 같이, 본체(20) 중심축과 직교하는 방향의 수납요부(21) 시점부의 전, 후방 벽체에는 본체(20) 중심과 동심을 이루는 호형(弧形)의 활동장공(26)이 형성되고, 양단에 밀착륜(28)이 형성된 기동축(27)이 활동장공(26)에 자유롭게 회전 및 활동이 가능하도록 결합된다.
활동장공(26)이 형성되는 전, 후방 벽체는 도 8에서와 같이, 수납요부(21) 형성 부위의 본체(20) 전방 및 후방의 벽체로서, 도 9에서와 같이 본체(20)의 수납요부(21) 전단부가 개방되고, 이 개방부에 고정반(55)이 부착됨으로써 전술한 전방측 벽체가 형성될 수도 있다.
또한, 도 9에서와 같이, 활동장공(26)의 시점(始點)은 수납시 절삭날(30)의 말단 외측에 위치하고 활동장공(26)의 종점(終點)은 수납시 절삭날(30)의 측면에 위치되는 바, 기동축(27)이 활동장공(26)의 시점부에 위치할 경우 기동축(27)과 절삭날(30) 말단이 상호 이격되어, 절삭날(30)의 수납상태가 유지된다.
활동장공(26)에 결합되는 기동축(27)은 본체(20) 중심축과 평행을 이루되, 본체(20) 전, 후방 외측으로 노출된 기동축(27)의 말단에는 밀착륜(28)이 형성되며, 본체(20) 횡단면상 밀착륜(28)의 외곽은 본체(20) 외곽 외측으로 돌출되어 밀착륜(28)의 외주면이 굴착공의 내주면에 긴밀하게 밀착된다.
따라서, 도 10의 상부에 도시된 바와 같이, 로드(10)에 의하여 회전되는 본체(20)가 절삭날(30)의 말단에서 회동축(22) 방향으로 회전되는 도면상 시계방향인 정회전시, 기동축(27)이 활동장공(26)의 시점부에 위치하고, 본체(20)가 회동축(22)에서 절삭날(30)의 말단 방향으로 회전되는 도면상 반시계방향인 역회전시, 밀착륜(28)이 굴착공 공벽을 따라 주행하고 그에 따라 기동축(27)이 활동장공(26)의 종점부로 이동하게 된다.
이후, 기동축(27)이 활동장공(26)을 따라 이동을 지속함에 따라 도 10의 하부에 도시된 바와 같이, 기동축(27)이 수납요부(21)의 표면과 절삭날(30)의 내측면 사이로 진입하면서 절삭날(30)이 회동축(22)을 축으로 회전, 전개된다.
즉, 굴착공 내주면에 긴밀하게 밀착된 밀착륜(28)이 로드(10) 및 본체(20)의 역회전시 공벽을 따라 주행하게 되고, 그에 따라 밀착륜(28)과 연결된 기동축(27)이 절삭날(30) 하측면과 수납요부(21) 표면 사이로 진입하면서 절삭날(30)을 강제로 회동, 전개시키는 것이다.
한편, 도 11 내지 도 13은 본체(20) 내부 구성에 의하여 절삭날(30)이 강제 전개되는 것으로, 도 11에는 절삭날(30)이 완전히 전개된 상태가 예시되어 있으며, 여기서 본체(20)는 로드(10)에 연결되는 후방체(40) 및 전방체(50)와 일체로 구성되는 것이 아니라, 후방체(40) 및 전방체(50)는 로드(10) 또는 굴진장치(11)와 고정 체결되되, 본체(20)는 중심축을 축으로 회전될 수 있도록 구성된다.
즉, 도 12 및 도 13에서와 같이, 본체(20)는 중공(中空)의 관체(管體)로 구성되고, 수납요부(21) 회동축(22)측 심부(深部)의 본체(20) 관벽(管壁)은 절개되어 본체(20) 내, 외부가 연통되는 개구부(25)가 형성되며, 개구부(25) 외곽의 수납요부(21) 시점측 본체(20) 내주면에는 중심측으로 돌출된 본체턱(23)이 형성된다.
본체(20) 내부에는 로드(10)와 연결된 봉상(棒狀)의 내축부(41)가 결합되되, 내축부(41)의 직경은 본체턱(23) 형성 부위의 본체(20) 내경과 일치하는데, 도시된 실시예에서는 내축부(41)가 후방체(40) 전단(前端)에 형성되고, 전방체(50)의 후단에는 내판부(51)가 형성되어, 본체(20)의 내축부(41) 결합시 전방으로 노출되는 내축부(41)의 전단에 내판부(51)의 후면이 밀착, 체결된다.
즉, 로드(10)의 전단이 연결되는 후방체(40)와, 로드(10)의 후단 또는 굴진장치(11)의 후단이 연결되는 전방체(50)는 후방체(40)에 형성된 내축부(41)가 전방체(50)에 형성된 내판부(51)와 고정, 결합됨으로써, 본체(20)가 회전 가능하도록 결합되는 회전축으로서 거동하게 되는 것이다.
또한, 내축부(41)에는 절삭날(30)과 동수(同數)의 내축턱(43)이 외측으로 돌출 형성되되, 내축턱(43) 형성 부위의 내축부(41) 외경은 본체(20) 내경과 일치하며, 절삭날(30)의 회동축(22)측 단부에는 절삭날(30)의 수납시 본체(20) 중심측으로 돌출되는 날턱(33)이 형성되어, 단면 형상이 도 13과 같이 구성된다.
따라서, 도 13의 상부에서와 같이, 로드(10)가 절삭날(30)의 말단에서 회동축(22) 방향으로 회전되는 도면상 시계방향인 정회전시, 내축턱(43)이 본체턱(23)에 밀착되면서 내축부(41)가 본체(20)를 정회전시키고, 도 13의 하부에서와 같이, 로드(10)가 회동축(22)에서 절삭날(30)의 말단 방향으로 회전되는 도면상 반시계방향인 역회전시, 내축턱(43)이 개구부(25)측으로 이동하면서 날턱(33)을 회동축(22)을 축으로 회전시킴에 따라 절삭날(30)이 회전 및 전개된다.
이렇듯, 본 발명에서는 별도의 구동수단 없이, 로드(10) 회전 방향의 전환만으로 본체(20)의 절삭날(30)을 자유롭게 전개 및 수납할 수 있으며, 이로써 도 2에 예시된 바와 같이, 소구경 천공이 실시되는 사면 천공에 있어서도 다수의 확경부가 간헐적으로 형성되는 굴착공을 형성할 수 있는데, 그 과정은 다음과 같다.
우선, 굴진장치(11) 및 본체(20)가 장착된 로드(10)를 정회전시키면서 사면 지반에 굴착공을 형성하는 단계가 수행된다.
즉, 도 3의 상단부 및 도 4의 상부에서와 같이, 본체(20)의 절삭날(30)이 수납요부(21)에 완전히 수납된 상태로 굴진이 진행되는 것으로, 굴착공의 횡단면이 일정하게 형성된다.
이후, 도 3의 중앙부에서와 같이, 본체(20)가 굴착공 내부에 투입된 상태에서 로드(10)를 역회전시켜 절삭날(30)을 전개하고, 절삭날(30)이 전개된 상태에서 역회전을 지속하여 해당 부위에서의 굴착공을 확경하는 단계가 수행되며, 이는 다수의 확경부가 형성되는 경우 반복될 수 있다.
굴착공의 확공부 굴착이 완료되면, 로드(10)를 재차 정회전시켜 절삭날(30)을 수납요부(21)에 수납한 상태에서 로드(10) 및 굴진장치(11)를 굴착공에서 인발하여 철수함으로써, 본 발명의 지반 천공 장치를 활용한 사면 천공이 완료된다.
이후, 도 2에서와 같이, 천공 및 부분 확경된 굴착공에 철근 또는 강연선 등의 보강선재(91)를 투입하고, 충전재(92)를 주입 및 양생함으로써, 사면 지반을 보강할 수 있다.
10 : 로드
11 : 굴진장치
20 : 본체
21 : 수납요부
22 : 회동축
23 : 본체턱
25 : 개구부
26 : 활동장공
27 : 기동축
28 : 밀착륜
30 : 절삭날
33 : 날턱
40 : 후방체
41 : 내축부
43 : 내축턱
55 : 고정반
50 : 전방체
51 : 내판부
91 : 보강선재
92 : 충전재

Claims (4)

  1. 회전하는 로드(10) 선단에 굴진장치(11)가 장착되어 지반에 굴착공을 형성하는 지반 천공 장치로서, 본체(20)에는 다수의 수납요부(21)가 방사상(放射狀)으로 요입 형성되되, 수납요부(21)에는 회동축(22)이 형성되고, 회동축(22)에는 판상의 절삭날(30)이 자유롭게 회동 가능하도록 설치되며, 절삭날(30)의 수납시 회동축(22) 타측 말단은 수납요부(21)의 시점(始點)으로부터 이격된 지점에 위치하고, 본체(20)의 역회전시, 수납요부(21)와 절삭날(30) 사이의 공간으로 굴착 토사가 유입됨으로써, 절삭날(30)이 전개되는 부분 확경형 지반 천공 장치에 있어서,
    수납요부(21) 시점부의 전, 후방 벽체에는 활동장공(26)이 형성되되, 활동장공(26)의 시점(始點)은 수납시 절삭날(30)의 말단 외측에 위치하고 활동장공(26)의 종점(終點)은 수납시 절삭날(30)의 측면에 위치하고;
    활동장공(26)에는 기동축(27)이 결합되고 기동축(27)의 말단에는 밀착륜(28)이 형성되며, 밀착륜(28)의 외곽은 본체(20) 외곽 외측으로 돌출되어, 본체(20)의 역회전시, 밀착륜(28)이 굴착공 공벽을 따라 주행하면서 기동축(27)이 활동장공(26)의 종점부로 이동하고, 기동축(27)이 수납요부(21)의 표면과 절삭날(30)의 내측면 사이로 진입하면서 절삭날(30)이 전개됨을 특징으로 하는 부분 확경형 지반 천공 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1의 부분 확경형 지반 천공 장치를 이용한 사면 천공 방법에 있어서,
    굴진장치(11) 및 본체(20)가 장착된 로드(10)를 정회전시키면서 사면 지반에 굴착공을 형성하는 단계와;
    본체(20)가 굴착공 내부에 투입된 상태에서 로드(10)를 역회전시켜 절삭날(30)을 전개하고, 절삭날(30)이 전개된 상태에서 역회전을 지속하여 해당 부위에서의 굴착공을 확경하는 단계와;
    로드(10)를 재차 정회전시켜 절삭날(30)을 수납요부(21)에 수납한 상태에서 로드(10) 및 굴진장치(11)를 철수하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 부분 확경형 지반 천공 장치를 이용한 사면 천공 방법.
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