KR102033506B1 - 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치 - Google Patents

동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 말뚝의 외주면을 둘러싸도록 설치되는 메인 프레임, 상기 메인 프레임이 지표면 방향으로 이동하지 않도록 지지하며, 상기 메인 프레임에 결합되어 지표면 방향으로 연장되는 적어도 2개의 지지레그 및 상기 메인 프레임의 일측에 상기 말뚝의 외주면과 일정한 간격을 갖도록 장착되는 리바운드 측정블록을 포함하는 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 동재하 시험 시, 말뚝을 타격하는 과정에서 발생하는 파일의 리바운드와 진동의 세기 등을 정확히 측정하여 말뚝을 타격하기 위한 낙하추나 함마 등에 인가될 힘의 세기와 방향 등을 정확히 계산하기 위한 기초 데이터로 활용함으로써, 동재하 시험의 정확도와 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치{Rebound Check Device for Dynamic Loading Test and Measuring bearing capacity of soil of Pile}
본 발명은 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건설현장에 설치되는 말뚝에 대한 동재하 시험 및 모든 파일 항타 작업 시, 말뚝을 타격하는 과정에서 발생하는 파일의 리바운드와 진동의 세기 등을 작업자가 직접 측정하지 않으면서 정확히 측정하여 동재하 시험 및 모든 파일 항타 작업 시, 리바운드 체크에 대한 정확도와 신뢰도를 향상시킬 수 있는 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치에 관한 것이다.
최근 건축 구조물의 대형화 추세와 연약지반의 개발에 따라 깊은 기초 형식의 말뚝 사용빈도가 증가하고 있다. 이러한 말뚝은 건축 구조물의 전체 하중을 받기 때문에 구조물의 안전을 위해 말뚝기초의 허용지지력을 산정하는 방법이 매우 중요하다.
말뚝기초의 허용지지력을 산정하는 방법에는 여러 가지가 있지만, 일반적으로 가장 신뢰성이 높은 방법으로 말뚝 재하시험 방법이 이용되고 있다. 말뚝 재하시험 방법이란 말뚝을 타설하고 난 후 하중을 가하여 말뚝의 극한하중이나 허용 침하량 이내에서 지지할 수 있는 하중의 크기를 구하는 시험으로서 크게 정재하 시험과 동재하 시험으로 나눌 수 있다.
그러나 현실적으로 모든 현장에서 이러한 동재하 및 정재하 시험을 진행하지 못하며, 특히 소규모 현장에서는 정재하, 동재하 시험없이 최종 항타시 관입량을 측정하여 파일의 지내력을 추정 및 측정하고 있다. 시방서 기준에 따르면 동재하 시험 및 모든 파일 항타에 대한 지내력을 측정하도록 되어있는데, 이러한 최종 항타시 파일의 지내력 측정을 할 경우, 작업의 안전성에 대한 문제가 발생할 수 있다.
기존 방법으로 리바운드 체크를 하기 위해서는 함마로 파일을 경타할 때, 바로 밑에서 경타에 의한 파일의 리바운드를 직접 측정해야 하는데, 이때 함마로 인한 위험성에 노출된다. 첫 번째로는 대부분의 함마는 5ton 이상으로써 와이어에 달려있는데, 와이어 노후화 및 기계 오작동으로 인해 와이어가 끊어질 경우 함마가 작업자에게 피해를 입힐 수 있다. 두 번째로는 5ton 이상의 함마가 파일을 경타함으로 인해 언제 다칠지 모른다는 정신적 피로도가 발생한다. 마지막으로 작업자가 직접 리바운드를 체크할 경우, 작업 시간(공기) 및 작업량 증가로 인한 노무비 증가로 인해 경제적 손실 발생이 된다.
이러한 문제점을 해결하고자 작업자가 직접 측정하지 않고 기계가 측정할 수 있는 리바운든 체크 장치가 제시되었는데, 예를 들어, 레이저 센서를 이용하여 말뚝(파일)의 지내력과 리바운드량을 시간에 따라 측정할 수 있는 장비가 개발되었다. 이러한, 레이저 센서를 이용한 항타 지내력 측정장치는 PC와 Counter Board, Sensor Controller를 일체화하여 건설현장에서 계측을 용이하게 하고 진동, 충격 등의 열악한 조건에서도 사용 가능하도록 제작되었다.
또한, 3차원 사진측정을 이용한 실시간 파일 지내력 측정 시스템으로서 3차원 사진 측량 기법을 이용하여 파일 항타에 따른 파일의 지내력을 3차원 이동량으로 나타낼 수 있고, 파일 및 항타장치의 손상을 방지하도록 파일의 정확한 지내력을 측정할 수 있는, 3차원 사진측정을 이용한 실시간 파일 지내력 측정 시스템이 제시되기도 하였다.
그러나, 이러한 종래의 파일 지내력 측정을 위한 기술은 작업자가 직접 측정하지 않고 기기가 측정한다는 점에서 어느 정도의 안전성이 담보될 수 있으나, 실제 현장에서 사용시, 작업 현장 조건이 열악한 원인으로 인해 설치 시간 증대로 인한 공기(작업 시간) 증가, 카메라와 같이 고가 장비 투입으로 인한 경제적 비용 발생, 실제로 현장에서 작업자가 사용해야 하는데 설치 방법 및 사용 방법 숙달되는데 상당한 시간이 소요되는 등의 문제점이 있다.
따라서 이러한 종래기술의 문제점을 해결할 수 있고, 작업자가 직접 측정하지 않으며 설치 시간 및 사용 방법을 단순화할 수 있는 기술에 대한 필요성이 대두되고 있다.
한국등록특허 제10-1383234호(등록일 2014.04.02.) 한국등록특허 제10-1188004호(등록일 2012.09.26.)
본 발명의 목적은 말뚝에 대한 동재하 시험 및 모든 파일 항타시 리바운드 체크에 관해서, 작업자가 직접 측정하는 것이 아닌 센서 및 무선으로 기기를 조작하여 말뚝을 타격하는 과정에서 발생하는 파일의 리바운드와 진동의 세기 등을 정확히 측정하여 안전성과 정확도를 향상시킬 수 있는 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치는 말뚝의 외주면을 둘러싸도록 설치되는 메인 프레임, 상기 메인 프레임이 지표면 방향으로 이동하지 않도록 지지하며, 상기 메인 프레임에 결합되어 지표면 방향으로 연장되는 적어도 2개의 지지레그 및 상기 메인 프레임의 일측에 상기 말뚝의 외주면과 일정한 간격을 갖도록 장착되는 리바운드 측정블록을 포함하는 것으로 구성될 수 있다.
상기 지지레그는 하단부에 상기 메인 프레임의 무게로 인해 지표 내부로 삽입되어 들어가는 것을 방지할 수 있도록 지표면 삽입방지 수단이 형성될 수 있다.
상기 리바운드 측정블록은 외형을 이루는 블록 하우징의 전면에 상기 말뚝의 외주면에 단부가 접촉되어 상기 말뚝의 동재하 시험 및 지내력 측정에 따른 리바운드를 체크하는 체크펜이 연장되도록 구비된 형상으로 이루어질 수 있다.
상기 체크펜은 상기 말뚝에 대한 동재하 시험 및 지내력 측정 과정에서 상기 블록 하우징의 가로방향으로 이동하며 움직일 수 있도록 상기 블록 하우징 내부에 가로방향으로 연장되어 설치된 장착로드에 결합되는 것으로 구비될 수 있다.
상기 블록 하우징 내부에는 상기 말뚝으로부터 전달되는 진동을 감지하고, 상기 진동의 세기에 따라 상기 체크펜의 가로방향 이동을 제어하는 제어유닛이 설치될 수 있다.
상기 제어유닛은 상기 말뚝으로부터 전달되는 진동을 감지한 경우, 상기 체크펜을 가로방향으로 1 내지 3cm 이동시켜 상기 말뚝의 외주면에 진동을 표시할 수 있다.
상기 블록 하우징과 상기 체크펜 사이의 연결부위는 탄성부재로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치는 파일 경타 시, 말뚝을 타격하는 과정에서 발생하는 파일의 리바운드와 진동의 세기 등을 감지하여 작업자가 수작업으로 측정하는 것이 아닌 리바운드 체크 기계가 자동으로 측정할 수 있도록 하여 리바운드 체크에 대한 안전성 보장 및 정확도 향상에 대한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치가 말뚝에 설치된 모습을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치가 말뚝에 설치된 상태의 측면 모습을 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 전체적인 모습을 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 리바운드 측정블록의 세부 모습을 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 리바운드 측정블록의 제어유닛에서 체크펜의 가로이동을 제어하기 위한 제1 방법을 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 리바운드 측정블록의 제어유닛에서 체크펜의 가로이동을 제어하기 위한 제2 방법을 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 메인 프레임의 사이즈별 종류를 나타낸 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 메인 프레임이 관절부에 의해 변형되는 모습을 나타낸 모식도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 메인 프레임과 리바운드 측정블록이 외부 케이스에 의해 결합되는 모습을 나타낸 모식도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 리바운드 측정블록이 외부 케이스에 내장되는 모습을 나타낸 모식도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 리바운드 측정블록 외부 케이스의 케이스 레그가 변형되는 모습을 나타낸 모식도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 리바운드 측정블록의 각 부분별 사이즈를 나타낸 모식도이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 리바운드 측정블록의 체크펜이 형성된 모습을 나타낸 모식도이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 리바운드 측정블록의 체크펜이 기록시트에 파일 진동을 표시한 모습을 나타낸 모식도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 구체적인 수치는 실시예에 불과하다.
도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치가 말뚝에 설치된 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치가 말뚝에 설치된 상태의 측면 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있으며, 도 3에는 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 전체적인 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있다.
도 4에는 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 리바운드 측정블록의 세부 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 리바운드 측정블록의 제어유닛에서 체크펜의 가로이동을 제어하기 위한 제1 방법을 나타낸 블록도가 도시되어 있고, 도 6에는 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 리바운드 측정블록의 제어유닛에서 체크펜의 가로이동을 제어하기 위한 제2 방법을 나타낸 블록도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치(100)는 말뚝(P)의 외주면을 둘러싸도록 설치되는 메인 프레임(110), 상기 메인 프레임(110)이 지표면 방향으로 이동하지 않도록 지지하며, 상기 메인 프레임에 결합되어 지표면 방향으로 연장되는 적어도 2개의 지지레그(131) 및 상기 메인 프레임(110)의 일측에 상기 말뚝(P)의 외주면과 일정한 간격을 갖도록 장착되는 리바운드 측정블록(120)을 포함하는 것으로 구성될 수 있다.
즉 본 발명에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치(100)는 건설공사 현장에 설치되는 말뚝(P)의 외주면을 둘러싸도록 리바운드 측정블록(120)이 장착된 메인 프레임(110)을 설치하고, 상기 말뚝(P)에 낙하추 또는 함마 등에 의해 동재하 시험 및 모든 파일의 항타시 최종 지내력 측정이 수행될 경우 발생하는 말뚝의 리바운드와 진동을 측정하고, 이 후 말뚝을 타격하기 위한 낙하추나 함마 등에 인가될 힘의 세기와 방향 등을 정확히 계산하기 위한 기초 데이터로 활용함으로써, 동재하 시험의 정확도와 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치(100)는 동재하 시험 및 모든 파일 항타 작업 시, 파일 말뚝(P)이 천공된 지반에 정확히 안착 되었는지 확인하기 위한 수단(일반적으로 풍화암에 안착 또는 풍화암 2~3m 천공한 후 안착)으로 이용될 수 있다.
즉, 항타기로 기존 지반을 천공한 후, 파일 말뚝(P)을 관입하였을 때 파일 말뚝(P)이 천공된 지반에 정확히 안착되었는지 확인하기 위해 리바운드 체크를 수행하는데, 여기서 기존의 작업자가 수기로 직접 기록하던 파일 말뚝(P)의 리바운드에 대한 기록을 상기 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치(100)로 측정하여 예를 들어 5ton 함마와 같이 무거운 장비를 이용한 파일 말뚝(P)의 경타 시 발생할 수 있는 작업자의 정신적, 신체적 위험을 효과적으로 방지할 수 있다.
더욱이, 상기 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치(100)는 5ton 함마와 같이 무거운 장비를 이용한 파일 말뚝(P)의 경타 시 발생할 수 있는 기록 오류를 감소시키며 작업시간 절약, 수평 유지, 진동 감지 후 일정 거리 이동으로 인한 파일 말뚝(P)의 재관입 분석시 효율성 증가 등의 장점이 있다.
상기 지지레그(131)는 동재하 시험 과정에서 낙하추나 함마 등에 의한 말뚝(P)의 타격으로 상기 메일 프레임(110)이 지표면 방향으로 조금씩 미끄러져 흘러내리는 것을 방지할 수 있도록 지지하는 구조이면 그 구조나 형상이 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 하단부에 상기 메인 프레임(110)의 무게로 인해 지표 내부로 삽입되어 들어가는 것을 방지할 수 있도록 지표면 삽입방지 수단(113a)이 형성될 수 있다.
구체적으로 상기 지지레그(131)는 단순한 폴대 형식이 아닌, 지표면 삽입방지 수단(113a)이 지표면에 닿는 부분에 면적을 넓게 하여 지반이 약하여 계속 내려가지 않도록 하여 측정시 수평 유지 및 말뚝(P)의 외주면에 장착된 상태를 더욱 안정적으로 유지할 수 있도록 지지하며, 말뚝(P)에 대한 타격시 리바운드 체크장치(100) 자체의 움직임과 이동을 최소화하여 리바운드 측정블록(120)에서의 파일(P)의 리바운드와 진동 등의 측정의 정확성을 더욱 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 모든 지지레그(131)에 높이 조절이 가능하게 설계하여 현장 조건 및 파일 길이에 따라 높이가 달라지는 것에 대해 유연하게 대처할 수 있다. 대부분 천공된 지반에 파일을 안착시켰을 때 지반위로 나타나는 파일 길이는 대략 80~120cm정도이다. 이에 대해 함마로 파일을 경타시 파일 손상을 방지하기 위해 파일 캡을 씌우는데 대략 45~55cm인 것을 고려하여 상기 지지레그(131)의 높이는 50~70cm로 설계되었으며 현장 지반 조건에 따라 파일 높이가 짧아지는 것을 고려하여 지지레그(131) 역시 높이 조절이 가능하도록 설계될 수 있다.
상기 리바운드 측정블록(120)은 말뚝(P)의 리바운드와 진동등을 측정할 수 있도록 말뚝(P)의 주변에 메인 프레임(110)에 의해 말뚝(P)의 외주면과 일정한 간격을 갖도록 설치되는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 외형을 이루는 블록 하우징(121)의 전면에 상기 말뚝(P)의 외주면에 단부(123a)가 접촉되어 상기 말뚝(P)의 동재하 시험 및 모든 파일 항타시 최종 지내력 측정에 따른 리바운드를 체크하는 체크펜(123)이 연장되도록 구비된 형상으로 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 체크펜(123)은 상기 말뚝(P)에 대한 동재하 시험 및 모든 파일 항타시 최종 지내력 측정 과정에서 상기 블록 하우징(121)의 가로방향으로 이동하며 움직일 수 있도록 상기 블록 하우징(121) 내부에 가로방향으로 연장되어 설치된 장착로드(122)에 결합되는 것으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 리바운드 체크장치(100)의 조작 방법은 크게 두가지로 나눌 수 있는데, 첫번째 제1 방법으로는 리바운드 기기와 스마트폰 간의 연동을 통해 기기를 작동시키는 방법이다. 예를 들어 본원발명의 리바운드 체크장치(100)를 설치한 뒤, 항타기를 통해 함마로 파일을 경타하였을 때, 2초 뒤(리바운드 체크하는 시간) 이를 목격하는 작업자가 스마트 폰으로 체크펜을 가로 방향으로 이동할 수 있도록 설정하여 조작할 수 있다. 이때, 리바운드 체크장치(100)와 상기 스마트 폰의 무선연결은 예를 들어 HC-06 무선통신을 이용하는 블루투스 모듈에 의해 구현될 수 있다.
두번째 제2 방법은 상기 블록 하우징(121) 내부에는 상기 말뚝(P)으로부터 전달되는 진동을 감지하고, 상기 진동의 세기에 따라 상기 체크펜(123)의 가로방향 이동을 제어하는 제어유닛(125)이 설치될 수 있다. 이러한 제어유닛(125)은 상기 말뚝(P)으로부터 전달되는 진동을 감지한 경우, 상기 체크펜(123)을 가로방향으로 1 내지 3cm 이동시켜 상기 말뚝(P)의 외주면에 진동을 표시하도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 체크펜(123) 단부(123a)가 접촉되는 상기 말뚝(P)의 외주면에는 말뚝(P)의 리바운드를 체크한 그래프가 기록되는 기록시트가 부착될 수 있다.
이와 관련하여, 상기 제어유닛(125)에는 상기 블록 하우징(121)의 진동을 감지하고, 상기 진동의 세기에 따라 상기 체크펜(123)의 가로방향 이동을 제어하기 위한 프로세서가 포함된 PCB(125b)가 탑재되며, 상기 프로세서에 저장되는 상기 체크펜(123)의 가로방향 이동을 제어하기 위한 제어방법은 예를 들어 다음과 같이 수행될 수 있다.
우선, 상기 프로세서는 상기 제어유닛(125)에 포함된 진동센서(도시하지 않음)에 의해 측정된 말뚝(P)의 동재하 시험 및 모든 파일 항타에 대한 결과 데이터를 입수하여 진동 발생 여부를 판단하고, 진동이 발생한 것으로 판단될 경우, 발생한 진동의 크기가 예를 들어 0.5kine 이상인지 여부를 판단하여, 0.5kine 이상인 경우에는 상기 체크펜(123)이 가로방향으로 1.5 cm 내지 2.5 cm 이동하도록 제어하고, 진동의 크기가 0.5kine 미만일 경우에는 체크펜이 가로방향으로 이동하지 않고 제자리에 정지상태를 유지하도록 제어함으로써, 상기 체크펜(123)에 의해 상기 말뚝(P)의 외주면에 말뚝(P)의 리바운드에 대한 측정결과를 나타내는 일정한 그래프가 그려질 수 있도록 제어할 수 있다.
이와 관련하여, 실제 공사현장의 파일 말뚝(P)은 크게 강관말뚝과 PHC 말뚝으로 나뉘며, 일반적으로 파일 항타 시 20m 지점에서 강관말뚝은 0.5kine, PHC 말뚝은 0.75kine의 진동을 나타내며, 0.5kine의 진동은 궤도 굴삭기가 아스팔트 위를 지나가는 정도의 진동으로 환산할 수 있다. 따라서, 0.5kine의 진동세기를 기준으로 상기 체크펜(123)의 가로 방향 이동을 제어되도록 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 파일 말뚝(P)의 리바운드 체크 시 시방서 기준은 10회이나 일반적으로 보통 5회까지 경타하여 관입양을 측정하므로, 파일 말뚝(P)의 외주면에 부착되는 기록시트로 일반적으로 사용되는 A4용지의 크기를 감안할 때, 상기 체크펜(123)의 가로방향은 1.5 cm 내지 2.5 cm 로 설정되는 것이 바람직하다.
상기 제어유닛(125)의 체크펜(123)의 가로방향 이동을 제어하기 위한 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
한편, 상기 블록 하우징(121)과 상기 체크펜(123) 사이의 연결부위는 예를 들어 스프링 등의 탄성부재(124)로 이루어 질 수 있다. 이러한 탄성부재(124)는 말뚝(P)의 직경 사이즈 변화, 상기 메인 프레임(110) 설치부(111)의 구조나 형상 등의 변경 등의 원인에 의해 상기 말뚝(P)과 리바운드 측정블록(120) 사이의 거리가 변화될 경우에도, 탄성부재(124)의 길이나 탄성력 등을 설계변경 하여 적용함으로써, 편리하고 안정적으로 상기 체크펜(123)의 역할을 수행할 수 있도록 해주며, 동재하 시험 및 모든 파일 항타시 최종 지내력 측정 과정에서 상기 말뚝(P)으로부터 전달되는 진동에 의한 충격으로 인해 발생할 수 있는 상기 체크펜(123)의 손상이나 변형을 방지하여 안정적인 리바운드 체크가 가능하도록 해주는 장점이 있다.
이하 실시예를 통해 본 발명에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 세부 구성에 대해 더 설명하면 다음과 같다.
도 7에는 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 메인 프레임의 사이즈별 종류를 나타낸 모식도가 개시되어 있고, 도 8에는 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 메인 프레임이 관절부에 의해 변형되는 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있으며, 도 9에는 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 메인 프레임과 리바운드 측정블록이 외부 케이스에 의해 결합되는 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있다.
도 10에는 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 리바운드 측정블록이 외부 케이스에 내장되는 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있고, 도 11에는 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 리바운드 측정블록 외부 케이스의 케이스 레그가 변형되는 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있으며, 도 12에는 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 리바운드 측정블록의 각 부분별 사이즈를 나타낸 모식도가 도시되어 있다.
도 13에는 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 리바운드 측정블록의 체크펜이 형성된 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있고, 도 14에는 본 발명의 일실시예에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치의 리바운드 측정블록의 체크펜이 기록시트에 파일 진동을 표시한 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있다.
우선 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치(100)에서 메인 프레임(110)의 사이즈는 다양하게 구현될 수 있으며, 상기 리바운드 체크장치(100)가 장착되는 파일 말뚝의 직경 사이즈 보다 60 mm 내지 80mm 큰 사이즈로 형성될 수 있다. 예를 들어, 파일 말뚝의 직경이 400mm, 450mm, 500mm, 600mm, 700mm, 800mm일 경우, 메인 프레임의 직경 사이즈는 바람직하게는 460mm, 510mm, 560mm, 660mm, 770mm, 880mm로 각각 형성될 수 있다. 여기서, 상기 설치부의 양단부(111a, 111b)간격은 바람직하게는 230 내지 270mm로 형성될 수 있으며, 더 바람직하게는 250mm로 형성될 수 있다.
또한, 상기 메인 프레임(110)의 중심부 부근에는 파일 말뚝에 대한 장착이 용이하도록 바람직하게는 관절부(112)가 더 형성될 수 있다. 따라서, 이러한 관절부를 내부 방향 또는 외부 방향으로 절곡시켜 파일 말뚝의 직경 사이즈에 관계없이 상기 메인 프레임(110)을 파일 말뚝에 더욱 편리하게 장착할 수 있다.
이러한 메인 프레임(110)은 바람직하게는 가볍고, 가공이 용이하며, 강성 등의 물성이 우수한 알루미늄, 철 또는 합금강 등으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치(100)에서 리바운드 측정블록(120)은 도9, 도10 및 도11에 도시된 바와 같은 외부 케이스(126)에 장착된 상태로 구비되어 상기 메인 프레임(110)에 결합될 수 있다.
구체적으로, 상기 외부 케이스(126)는 상기 리바운드 측정블록(120)을 탈착 가능한 구조로 형성되며, 상기 리바운드 측정블록(120)을 장착한 상태에서 양측에 메인 프레임 삽입홈(127a, 127b)이 형성된 구조로 이루어진다. 또한, 상기 메인 프레임 설치부의 양단부(111a, 111b)는 예를 들어 자석, 탄성부재, 걸림블록 등 다양한 체결수단을 형성하여 상기 메인 프레임 삽입홈(127a, 127b)에 대한 탈착 구조를 구현할 수 있으며, 상기 외부 케이스(126)의 측면에는 탈착 스위치(128)를 형성하여 상기 메인 프레임(110)의 상기 외부 케이스(127)에 대한 탈착이 더욱 편리하게 수행될 수 있도록 구현할 수 있다.
또한, 상기 외부 케이스(126)에는 상하 길이 조절이 가능한 케이스 레그(140)가 형성되며, 이러한 케이스 레그(140)의 상하 길이 조절은 예를 들어, 케이스 레그(140)를 중심을 이루는 코어부(141)와 상기 코어부(141)의 외주면을 둘러싸며 상기 코어부(141)가 내부에서 상하 이동할 수 있도록 이루어진 외피부(143)로 형성하고, 상기 코어부(141)의 표면에는 걸림돌기(142)를 형성하고, 상기 외피부(143)의 표면에는 상기 걸림돌기(142)가 관통할 수 있는 다수의 관통홀을 상하 방향으로 형성함으로써, 상기 걸림돌기(142)와 관통홀에 의해 상기 코어부(141)가 외피부(143) 내부에서 상하 이동 하며 특정 이동 위치에 고정되도록 하는 것으로 구현될 수 있다.
한편, 본 발명의 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치(100)에서 리바운드 측정블록(120)의 사이즈는 도12, 도13 및 도14에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 평면 상의 가로 길이(S1)가 35 내지 40 cm, 세로 길이(S3)가 17 내지 23 cm로 형성될 수 있고 바람직하게는 가로 길이(S1)가 37cm, 세로 길이(S3)가 20cm로 형성될 수 있다. 또한, 상기 리바운드 측정블록(120)에서 체크펜(123)의 가로 방향 이동구간(S2)은 예를 들어, 15 내지 20 cm로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 17cm로 형성될 수 있다.
이와 관련하여 상기 리바운드 측정블록(120)은 가로 길이(S1)와 체크펜(123)의 가로 방향 이동구간(S2)의 길이 비가 예를 들어 2 : 1 내지 2.4 : 1로 형성되도록 구현됨으로써, 파일 말뚝 시공 현장에 편리하게 적용하여 사용할 수 있고, 콤팩트하고 효율적인 공간 활용도를 갖는 리바운드 측정블록(120)으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 체크펜(123)이 상기 리바운드 측정블록(120)에 형성되는 구조는 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 상기 체크펜(123)이 수평선을 기준으로 30 내지 50 도의 각도(θ)를 가지며 상부 방향으로 연장된 구조로 형성될 수 있다. 이때, 상기 각도(θ)는 바람직하게는 35 내지 45도로 형성될 수 있고, 더 바람직하게는 40도로 형성될 수 있다. 상기 리바운드 측정블록(120)에 형성되는 체크펜(123)이 수평선을 기준으로 30 내지 50 도를 벗어나는 각도로 예를 들어 수평 또는 수직에 가까운 각도로 형성될 경우, 파일 말뚝의 리바운드 측정시 발생되는 충격과 진동 등의 영향으로 정확한 리바운드 값의 측정이 어려워지므로 바람직하지 않다.
본 발명의 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치(100)를 사용하여 파일 말뚝의 리바운드를 측정할 경우, 파일 말뚝의 외주면에 일반적인 갱지 또는 A4용지 등의 기록시트를 부착하고, 상기 리바운드 측정블록(120)의 체크펜(123)은 단부가 날카롭지 않고 비교적 완만한 곡선을 나타내는 컴퓨터 사인펜이나 볼펜 등으로 형성하여 파일 말뚝의 리바운드를 측정할 수 있다. 또한, 여기서, 파일 말뚝의 외주면에 별도의 잉크나 볼펜 등의 사용이 필요 없는 NCR 용지 등의 특수용지로 이루어진 기록시트를 부착하고 상기 체크펜(123)은 잉크가 없는 볼펜 등으로 형성하여 안정적으로 파일 말뚝의 리바운드를 측정할 수 있다.
한편, 함마를 이용하여 파일 말뚝을 경타할 경우, 파일 말뚝과 말뚝타입기록표는 함께 아래로 조금씩 내려가나 리바운드 체크장치(100)의 경우, 고정 높이에서 우측으로 이동만 하므로 파일 경타시, 말뚝타입 기록표에는 파일 말뚝의 리바운드 표시가 조금씩 올라가며 기록된다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치
110: 메인 프레임
120: 리바운드 측정블록
121: 블록 하우징
123: 체크펜
125: 제어유닛
131: 지지레그

Claims (7)

  1. 말뚝의 외주면을 둘러싸도록 설치되는 메인 프레임;
    상기 메인 프레임이 지표면 방향으로 이동하지 않도록 지지하며, 상기 메인 프레임에 결합되어 지표면 방향으로 연장되는 적어도 2개의 지지레그; 및
    상기 메인 프레임의 일측에 상기 말뚝의 외주면과 일정한 간격을 갖도록 장착되는 리바운드 측정블록;
    을 포함하고,
    상기 리바운드 측정블록은 외형을 이루는 블록 하우징의 전면에 상기 말뚝의 외주면에 단부가 접촉되어 상기 말뚝의 동재하 시험 및 지내력 측정에 따른 리바운드를 체크하는 체크펜이 연장되도록 구비된 형상으로 이루어지되,
    상기 체크펜은 상기 말뚝에 대한 동재하 시험 및 지내력 측정 과정에서 상기 블록 하우징의 가로방향으로 이동하며 움직일 수 있도록 상기 블록 하우징 내부에 가로방향으로 연장되어 설치된 장착로드에 수평선을 기준으로 30 내지 50 도의 각도를 가지며 상부방향으로 연장된 구조로 결합되는 것으로 구비되며,
    상기 블록 하우징 내부에는 상기 말뚝으로부터 전달되는 진동을 감지하고, 상기 진동의 세기에 따라 상기 체크펜의 가로방향 이동을 제어하는 제어유닛이 설치되되,
    상기 제어유닛은 상기 말뚝으로부터 전달되는 진동을 감지하는 진동센서를 포함하여 상기 전달된 진동의 크기가 0.5kine 이상인 경우, 상기 체크펜을 가로방향으로 1.5 cm 내지 2.5 cm 이동하도록 제어하며, 상기 진동의 크기가 0.5kine 미만일 경우에는 상기 체크펜이 가로방향으로 이동하지 않고 제자리 정지상태를 유지하도록 제어하고,
    상기 지지레그는 하단부에 상기 메인 프레임의 무게로 인해 지표 내부로 삽입되어 들어가는 것을 방지할 수 있도록 지표면 삽입방지 수단이 형성되되,
    상기 지지레그의 높이는 50 내지 70cm 높이에서 높이조절이 가능하도록 형성되며,
    상기 리바운드 측정블록은 상기 리바운드 측정블록을 장착한 상태에서 양측에 메인 프레임 삽입홈이 형성되는 외부 케이스에 장착된 상태로 구비되되,
    상기 외부 케이스에는 표면에 걸림돌기가 형성된 코어부 및
    상기 걸림돌기가 관통할 수 있는 관통홀이 형성되고 상기 코어부의 외주면을 둘러싸며 상기 코어부가 내부에서 상하 이동할 수 있도록 이루어지는 외피부로 이루어져 상하 길이조절이 가능하도록 구성되는 케이스 레그가 형성되는 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 블록 하우징과 상기 체크펜 사이의 연결부위는 탄성부재로 이루어진 동재하 시험 및 파일의 지내력 측정용 리바운드 체크장치.
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