KR101884789B1 - 시공성이 개선된 pbd 인발 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배수재를 인발하여 지반 내로 상기 배수재를 삽입하는 와이어가 드럼 외주면에 권취되어, 상기 드럼의 구동에 의하여 케이싱과 배수재가 높이 방향으로 행정하는 PBD 시공 장치에 있어서, 임의의 복수의 축을 중심으로 각각 회전하고, 외주부에 소정 간격 홈이 복수로 형성되는 제1드럼 및 제2드럼을 포함하는 권취부, 상기 케이싱과 연결되고, 복수의 드럼의 외주면에 형성된 복수의 홈을 따라 감기거나 풀리는 와이어부 및 상기 복수의 축과 결합하여, 상기 권취부가 회전하는 동력을 제공하는 동력부를 포함하여 형성되되, 상기 복수의 축은 상호 평행한 방향으로 배치되고, 상기 와이어부는 상기 제1드럼 및 제2드럼이 대면하는 방향에 형성되는 상기 권취부의 내주부와 접하지 않고, 상기 권취부)의 외주부에만 접하며, 상기 제1드럼 및 제2드럼은 길이방향에 대한 중심이 상호 어긋나도록 형성되되, 상기 제1드럼 외주면에 형성된 임의의 상기 홈의 x방향 중심값은 상기 제2드럼 외주면에 형성된 임의의 산의 x방향 값과 일치하도록 상기 권취부가 배치되고, 상기 제1드럼은 케이싱의 폭방향을 기준으로 한 중심이 배수재를 행정하는 상부 단차의 중심과 일치하고, 상기 제2드럼은 케이싱의 폭방향을 기준으로 한 중심이 배수재를 행정하는 하부 단차의 중심과 일치하는 것을 특징으로 하는 시공성이 개선된 PBD 인발 장치다.

Description

시공성이 개선된 PBD 인발 장치{Improved drawing device for plastic board drain process}

본 발명은 연약지반을 개량하는 공법 중의 하나인 PBD 공법에 활용되는 장치 내에 배치되는 인발 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PBD 공법에서 지반 내부에 드레인 보드를 삽입시키는 케이싱이 수직 행정 동력을 제공하는 PBD 인발 장치에 관한 것이다.

구조물을 지반 상에 설립하는 데 있어서, 우선적으로 지반의 특성을 파악하는 것이 일반적이다. 이 때, 구조물이 세워지는 지반이 구조물의 하중을 이기지 못하는 연약지반으로 판단될 경우, 시공자는 구조물 공사를 시행하기 이전에 연약지반을 개량하는 지반 개량공사를 수행한다.

이와 같은 지반의 특성을 개량시키기 위한 공법은 다수 존재한다. 그 중, 일반적으로 사용되는 공법 중 하나인 PBD 공법(Plastic Board Drain)은 지반 내에 드레인 보드를 타설하여 지반 내에 형성되었던 간극수를 배수하는 공법이다. 지반 내에 존재했던 간극수가 배수됨으로써, 유효응력이 증가하여 지반의 전단강도가 증가하게 되고, 잔류침하가 감소되어 공사 이전보다 견고한 지반으로 개선될 수 있다.

이를 위하여 국내공개특허공보 제10-2016-0004892호는 PBD 공법을 실현하기 위한 PBD 복합장비와 시공 방법에 대하여 기술하였으며, 맨드렐(배수재)이 삽입되는 천공홀을 생성하는 타격로드의 인발이 와이어에 의해 이루어진다.

이는 도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 드럼(10)에 상부와이어(21) 및 하부와이어(22)가 각각 권취되면서 타격수단(30)의 상하단에 고정되고, 상기 하부와이어(22)가 상기 드럼(10) 외주부에 감기게 되면 상기 상부와이어(21)가 풀리게 되어 상기 타격로드(30)가 인발되며, 상기 드럼(10)이 반대 방향으로 회전하게 되면 상기 하부와이어(22)가 풀리고 상기 상부와이어(21)는 감기게 되어 상기 타격로드(30)가 다시 제자리로 복귀하는 방식이다.

그러나 이와 같은 구조는 와이어가 권취되는 드럼이 하나로 이루어짐에 따라, 인발되는 구성요소의 행정거리가 제한적이라는 문제점이 발생된다.

또한 와이어가 권취되는 드럼의 변속에 따른 행정 동력의 가변이 이루어질 수 없는 구조로써, 지반의 상태에 따라 케이싱을 지반 내에 삽입시키는 힘을 조절할 수 없다.

국내공개특허공보 제10-2016-0004892호 "선 천공구조가 장착된 PBD 복합장비와 이를 이용하여 지중 복합층에 PBD 타입 시스템 및 이를 이용하여 지중 복합층에 PBD 타입시공방법"

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 드레인 보드를 타설할 수 있는 케이싱의 행정거리를 향상시킴과 동시에 시공자가 원활하게 PBD 시공을 수행할 수 있는 인발 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한 수직 행정을 수행하는 와이어의 내구성 향상 및 지반 상태에 따른 변속이 가능한 인발 장치에 있어서 최적화된 구조로 설계하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 배수재를 인발하여 지반 내로 상기 배수재를 삽입하는 와이어가 드럼 외주면에 권취되어, 상기 드럼의 구동에 의하여 케이싱과 배수재가 높이 방향으로 행정하는 PBD 시공 장치에 있어서, 임의의 복수의 축을 중심으로 각각 회전하고, 외주부에 소정 간격 홈이 복수로 형성되는 제1드럼 및 제2드럼을 포함하는 권취부, 상기 케이싱과 연결되고, 복수의 드럼의 외주면에 형성된 복수의 홈을 따라 감기거나 풀리는 와이어부 및 상기 복수의 축과 결합하여, 상기 권취부가 회전하는 동력을 제공하는 동력부를 포함하여 형성되되, 상기 복수의 축은 상호 평행한 방향으로 배치되고, 상기 와이어부는 상기 제1드럼 및 제2드럼이 대면하는 방향에 형성되는 상기 권취부의 내주부와 접하지 않고, 상기 권취부)의 외주부에만 접하며, 상기 제1드럼 및 제2드럼은 길이방향에 대한 중심이 상호 어긋나도록 형성되되, 상기 제1드럼 외주면에 형성된 임의의 상기 홈의 x방향 중심값은 상기 제2드럼 외주면에 형성된 임의의 산의 x방향 값과 일치하도록 상기 권취부가 배치되고, 상기 제1드럼은 케이싱의 폭방향을 기준으로 한 중심이 배수재를 행정하는 상부 단차의 중심과 일치하고, 상기 제2드럼은 케이싱의 폭방향을 기준으로 한 중심이 배수재를 행정하는 하부 단차의 중심과 일치하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 상부 단차는 상호 이격되는 복수의 단차로 형성되어, 배수재의 하중을 분산시키는 것을 특징으로 한다.

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

본 발명은 PBD 공정을 수행할 시에 케이싱 및 배수재를 인발하는 와이어가 내부에서 자체적으로 마찰을 일으키는 현상을 방지하여 인발 장치의 전반적인 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따른 인발 장치를 복수로 배치함에 따라 케이싱이 인발되는 속도를 가변시킬 수 있으며, 이에 따라 지반 상태에 따른 인발 장치의 필요동력을 시공자가 가변시킬 수 있다.

더 나아가 행정을 수행하는 와이어의 길이에 대한 제한이 없어, 종래에 비하여 보다 깊은 위치에서 PBD 공정을 수행할 수 있다.

도 1은 종래 PBD 인발 장치를 도시한 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 PBD 인발 장치를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 PBD 인발 장치를 개략적으로 도시한 예시도이다.
도 4는 제1드럼 및 제2드럼 외주부에 형성되는 홈을 확대한 확대도이다.
도 5는 본 발명에 따른 PBD 인발 장치에 권취되는 와이어의 형태를 비교한 예시도이다.

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

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

도 2는 본 발명에 따른 PBD 인발 장치를 도시한 측면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1드럼(110) 및 제2드럼(120)으로 이루어지는 권취부(100)가 케이싱 및 배수재를 수직으로 행정시키는 와이어부(200)를 감거나 푸는 형태로 이루어질 수 있다.

이 때, 상기 권취부(100)를 구성하는 상기 제1드럼(110)은 제1축(111)에 축 결합하고, 상기 제2드럼(120)은 제2축(121)에 축결합하게 되며, 상기 복수의 축(111,121)은 별도의 동력원 및 전동장치와 연결되어, 상기 권취부(100)가 상기 복수의 축(111,121)을 중심으로 회전할 수 있다. 이와 같은 회전운동으로 상기 와이어부(200)는 상기 권취부(100)의 외주부와의 마찰로 인하여 고정될 수 있으며, 이는 상기 와이어부(200)와 연결된 케이싱 및 배수재가 지면과 수직하는 방향으로 행정운동을 수행할 수 있도록 한다.

상기 권취부(100)를 구성하는 상기 제1드럼(110) 및 제2드럼(120)은 길이방향의 양 측부에 별도의 브라켓(400)을 통하여 결합이 가능하며, 상기 복수의 드럼(110,120)을 결합시키는 상기 브라켓(400)은 PBD 공정을 수행하는 PBD 시공 장치의 리다 내부에 결합되어 케이싱 및 배수재의 인발을 수행할 수 있다.

PBD 시공 장치의 상기 리다 내부에서 상기 권취부(100)가 배치되는 위치는 따로 한정하지 않으며, 상기 와이어부(200)와 연결된 케이싱 및 배수재의 행정이 이루어질 수 있는 모든 위치에 배치될 수 있다.

또한 상기 제1드럼(110)이 축결합되는 상기 제1축(111)과 상기 제2드럼(120)이 축결합되는 상기 제2축(121)은 상호 평행하게 배치되며, 이로 인하여 상기 와이어부(200)는 상기 권취부(100) 외주부의 어떤 위치에서든지 동일한 장력을 받는다. 이는 상기 와이어부(200)가 임의의 위치에서 응력집중으로 인하여 끊어지는 현상을 방지할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 PBD 인발 장치를 개략적으로 도시한 예시도이다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제1드럼(110)의 상기 제1축(111)과 상기 제2드럼(120)의 상기 제2축(121)은 상호 평행하게 배치된 것을 도 3을 통하여 확인할 수 있으며, 상기 제1축(111) 및 제2축(121)은 동력부(300)와 연결되어 회전운동을 수행할 수 있다.

상기 동력부(300)는 상기 제1축(111) 및 제2축(121) 각각에 독립적으로 연결될 수 있으며, 케이싱과 배수재의 수직 왕복운동을 수행하는 동력이 종래에 비해 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

또한 상기 제1드럼(110) 및 상기 제2드럼(120)의 외주부에는 상기 와이어부(200)가 삽입되어 마찰에 의해 고정될 수 있는 복수의 홈이 형성될 수 있다. 이 때, 상기 복수의 홈의 간격을 의미하는 피치(P)는 상기 제1드럼(110) 및 제2드럼(120) 모두 동일하게 형성될 수 있으며, 상기 피치(P)의 간격에 따라 케이싱 및 배수재와 연결되는 상기 와이어부(200)의 제원이 결정된다.

이는 PBD 공정이 수행되는 지반의 상태에 따라 상기 권취부(100)를 구성하는 상기 제1드럼(110) 및 제2드럼(120) 외주부에 형성되는 상기 복수의 홈의 피치(P) 값을 다르게 적용하여, 상기 복수의 홈에 고정되는 상기 와이어부(200)의 굵기가 결정된다. 이에 따라 지반 상태에 따른 PBD 공정이 가능하다.

상기 제1드럼(110) 및 상기 제2드럼(120)의 길이방향에 따른 중심은 도 3에 도시된 바와 같이, x축을 기준으로 상호 어긋나는 형태로 배치될 수 있으며, 이는 상기 복수의 홈에 삽입되어 고정되는 상기 와이어부(200)가 상기 제1드럼(110) 및 제2드럼(120)의 길이방향을 따라 순차적으로 권취되기 위함이며, 상기 권취부(100)의 길이방향 일측으로 상기 와이어부(200)가 투입되고 타측으로 배출되어 내부에 배수재가 삽입된 케이싱의 일측단부와 연결될 수 있다.

이는 종래의 나선으로 형성된 하나의 드럼으로 구성되는 권취부에 와이어가 감기거나 풀리는 형태보다 비교적 길이가 긴 와이어를 채택할 수 있으며, 지반에 삽입되고 인발되는 케이싱 및 배수재의 행정거리를 극대화할 수 있는 효과를 창출하게 되어 PBD 시공 장치가 지반에 삽입되는 심도에 대한 제한을 최소화할 수 있다.

도 4는 상기 제1드럼(110) 및 제2드럼(120) 외주부에 형성되는 홈을 확대한 확대도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1드럼(110) 및 제2드럼(120)은 길이방향으로 상호 어긋난 형태로 배치될 수 있으며, 이는 상기한 바와 같이 상기 와이어부(200)가 상기 권취부(100)의 일측으로 투입되어 타측으로 배출되는 구조를 갖기 위함이다.

상기 제1드럼(110)과 상기 제2드럼(120)이 상호 어긋나게 배치되는 구조에 있어서는 도 4와 같이 상기 제1드럼(110)의 외주부에 형성되는 상기 피치(P)로 인하여 생성되는 산(M)지점이 상기 제2드럼(120)의 외주부에 형성되는 상기 피치(P)의 중심과 x축 방향으로 일치하는 구조로 형성될 수 있다.

이는 상기 와이어부(200)가 상기 제1드럼(110)과 상기 제2드럼(120)의 외주부에 번갈아가며 감기는 구조로 형성되는 데 있어서, 상기 권취부(100)의 내주부인 상기 제1드럼(110) 및 제2드럼(120) 사이를 연결하는 상기 와이어부(200)의 편각을 최소화한다. 이로 인하여 상기 권취부(100) 내주부에서 상기 와이어부(200) 자체에서 편각으로 일어나는 마찰로 인해 마모되는 현상을 방지할 수 있으며, 이는 상기 와이어부(200)의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과를 가져올 수 있다.

도 5는 상기 와이어부(200)가 감기는 형태를 종래기술과 비교한 측면도이다. 먼저 도 5(a)는 기존에 복수의 드럼으로 형성되는 권취부의 내주부에서 와이어가 서로 엇갈리는 형태로 감기는 형태이며, 도 5(b)는 본 발명에 따라 상기 와이어부(200)가 상기 권취부(100)의 내주부를 통과하지 않고 외주부에만 감기는 구조이다.

PBD 시공 장치의 케이싱과 배수재의 행정을 수행하는 와이어는 공정 과정에 따라 수시로 권취부에 감기거나 풀리는 구조로 형성되어야 하며, 공정이 반복되는 과정에서 내구성이 무엇보다 중요한데 반해, (a)와 같은 종래 구조는 와이어가 권취부의 내주부를 통과하면서 와이어끼리 마찰이 일어나 마모가 되는 현상을 겪게 된다. 이로 인하여 와이어를 비교적 자주 교체해야한다는 문제점을 낳는다.

이와 달리 (b)와 같은 본 발명의 권취 구조는 상기 권취부(100)의 내주부를 통과하지 않아 상기 와이어부(200) 자체에서 마찰이 일어나지 않는다. 이와 같은 구조는 상기 와이어부(200)의 마찰이 상기 권취부(100)의 외주부에서만 일어나며, 와이어의 마모를 감소시킬 수 있는 요인으로 작용된다.

또한 (a)와 같은 종래 와이어 권취 구조는 권취부와 와이어의 마찰력을 최대화하기 위하여, 와이어가 권취부의 내주부를 통과하는 구조이기 때문에 d1과 같은 내주부 간격이 형성되어야 한다. 이는 항상 일정한 간격이 정해져 있으며, 이로 인하여 인발 장치가 PBD 시공 장치 내에서 차지하는 부피 또한 증가할 수 있다.

그러나 (b)와 같은 본 발명의 와이어 권취 구조는 상기 와이어부(200)가 상기 제1드럼(110) 및 제2드럼(120)으로 구성되는 상기 권취부(100)의 내주부를 통과하지 않고 단순히 외주부에 의해서만 감기거나 풀리는 구조로써, 상기 제1드럼(110) 및 제2드럼(120)의 마찰이 일어나지 않는 d2와 같은 최소한의 내주부 간격만을 이격시켜 형성될 수 있다. 따라서, 시공 장치 내에서 PBD 인발 장치가 설치되는 공간을 종래에 비하여 줄일 수 있는 효과를 부수적으로 창출할 수 있다.

10 : 종래 드럼
21 : 종래 상부와이어 22 : 종래 하부와이어
30 : 종래 타격로드
100 : 권취부
110 : 제1드럼 111 : 제1축
120 : 제2드럼 121 : 제2축
200 : 와이어부
300 : 동력부
310 : 제1모터 320 : 제2모터
400 : 브라켓
M : 산 P : 피치
d1 : 종래 내주부 간격 d2 : 본 발명의 내주부 간격

Claims (7)

1. 배수재를 인발하여 지반 내로 상기 배수재를 삽입하는 와이어가 드럼 외주면에 권취되어, 상기 드럼의 구동에 의하여 케이싱과 배수재가 높이 방향으로 행정하는 PBD 시공 장치에 있어서,
   임의의 복수의 축(111,121)을 중심으로 각각 회전하고, 외주부에 소정 간격 홈이 복수로 형성되는 제1드럼(110) 및 제2드럼(120)을 포함하는 권취부(100);
   상기 케이싱과 연결되고, 복수의 드럼(110,120)의 외주면에 형성된 복수의 홈을 따라 감기거나 풀리는 와이어부(200); 및
   상기 복수의 축(111,121)과 결합하여, 상기 권취부(100)가 회전하는 동력을 제공하는 동력부(300);
   를 포함하여 형성되되,
   상기 복수의 축(111,121)은 상호 평행한 방향으로 배치되고,
   상기 와이어부(200)는
   상기 제1드럼(110) 및 제2드럼(120)이 대면하는 방향에 형성되는 상기 권취부(100)의 내주부와 접하지 않고, 상기 권취부(100)의 외주부에만 접하며,
   상기 제1드럼(110) 및 제2드럼(120)은
   길이방향에 대한 중심이 상호 어긋나도록 형성되되,
   상기 제1드럼(110) 외주면에 형성된 임의의 상기 홈의 x방향 중심값은
   상기 제2드럼(120) 외주면에 형성된 임의의 산(M)의 x방향 값과 일치하도록 상기 권취부가 배치되고,
   상기 제1드럼(110)은
   케이싱의 폭방향을 기준으로 한 중심이 배수재를 행정하는 상부 단차의 중심과 일치하고,
   상기 제2드럼(120)은
   케이싱의 폭방향을 기준으로 한 중심이 배수재를 행정하는 하부 단차의 중심과 일치하는 것을 특징으로 하는 시공성이 개선된 PBD 인발 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 상부 단차는
   상호 이격되는 복수의 단차로 형성되어,
   배수재의 하중을 분산시키는 것을 특징으로 하는 시공성이 개선된 PBD 인발 장치.
   

Images