KR102128402B1 - 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법 - Google Patents

동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 굴착 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정역방향으로 회전하더라도 로드의 풀림이 없이 천공작업을 지속적으로 유지할 수 있도록 하여 유압장비나 공압장비 어느 장비에서도 호환이 가능하며 또한 확공비트를 이용하여 압축과 인장을 동시에 받는 영구파일 및 이를 이용한 지반에 시공함으로서 지지력을 파악 평가하고 현장 시공성을 확인하여 현장에 적용하기 위한 것으로서 암반층에 협공하는 기존 시공방법과 달리 암반층을 확공하고 상기 영구파일을 삽입 그라우팅하여 압축과 인장 및 마찰력을 동시에 향상시키고자 하는 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에 관한 것으로서,
본 발명의 구체적인 해결적 수단은,
"그라우팅을 위한 천공홀(H)을 형성함에 있어 선단부에는 모터축과 연결 결합되는 안착부재(SA)가 구비되며 상기 안착부재(SA)의 하단에는 제1 커넥터(C1)에 의해 제1 로드(R1)가 고정 결합되고 상기 제1 로드(R1)의 하단에는 제2 로드(R2)가 고정 결합되고 상기 제2 로드(R2)의 하단에는 제2 커넥터(C2)에 의해 해머실린더(HM)가 고정 결합되고 상기 해머실린더(HM)의 하단에는 제3 커넥터(C3)에 의해 확공비트(10)의 회전축부재(160)와 고정 결합되며 상기 확공비트(10)의 상측 외주부에 강관(20)이 결합되며 상기 강관(20)의 하단 외주면에는 케이싱(30)이 고정 결합되어 함께 굴착하되 다단으로 확공부(H1)를 천공하는 천공홀 굴착단계(S10)와, 상기 천공홀(H)을 굴착한 다음 확공비트(10)를 회수한 후 상기 강관(20) 및 케이싱(30) 내주부에는 바닥면 중앙에 나사 결합 가능하도록 결합홈(600)이 형성되어 있고 상부 외주면 3면에 인입출공(601)이 천공되어 있고 상기 인입출공(601)에는 각각 인입출돌부(602)가 구비되어 있으며 상면에는 내주부로 주동 회전축봉(70)이 결합되어 있는 결합통체(60)와 상기 결합홈(600)에 일단이 나사 결합되어 있고 타단은 상기 결합통체(60)와 결합되는 피동 회전축봉(80)으로 구성된 다단 보강재(A)를 상기 천공홀(H)에 삽입하는 삽입단계(S20)와 상기 천공홀(H)에 구비된 확공부(H1)에 상기 인입출돌부(602)를 상기 주동 회전축봉(70)을 회동하여 인출하여 상기 확공부(H1)에 밀착 결합하는 확개단계(S30)와 지면에 돌출된 각각의 주동 회전축봉(70) 마다 지압판(F)을 결합후 너트를 이용하여 고정하는 주동 회전축봉 고정단계(S40)와 상기 고정된 주동 회전축봉(70)을 철근 또는 강선(W)을 이용하여 서로 연결 텐션을 유지하는 주동 회전축봉 연결단계(S50)와 상기 연결된 주동 회전축봉(70) 상부에 소정의 두께로 콘크리트를 타설하여 상기 철근 또는 강선(W)과 주동 회전축봉(70)을 고정 결합하는 바닥면 양생단계(S60)를 포함하고,
상기 확공비트(10)는,
상부 외주면에는 캠 돌부(111)와 캠 홈부(112)가 교호로 구비된 회전캠(110)이 일체로 형성되어 있으며 상기 회전캠(110)의 바닥면(113)에는 돌출부(114)와 절개부(115)가 교호로 구비되어 있고 상기 바닥면(113)의 하단에는 숄더구동부(120)가 구비되어 있으며 상기 숄더구동부(120)의 하단에는 저면에 굴착면(131)이 형성되어 있는 바닥부재(130)가 구비된 비트몸체(100)와, 상기 숄더구동부(120) 상면에 안착 결합되는 것으로 하부 가까이 외주면 3면에 천공된 인입출공(141)에는 강관용숄더돌기(40)가 인입출 가능하도록 결합되어 있고 상부 내주면에는 회전축부재(160)가 결합되어 있는 원통부재(140)와, 상기 원통부재(140) 내주부로 삽입 결합되어 상기 회전캠(110)과 나사결합되는 결합부재(170)와, 상기 회전캠(110)과 결합부재(170)가 나사 결합시 그 사이에 와셔역할을 하는 보강부재(180)를 포함하여 이루어진 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법과,
상기 로드(R1,R2) 및 커넥터(C1, C2)는 복수개 이상 구비가능한 것을 특징으로 하는 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법과,
상기 숄더구동부(120)는,
상기 바닥면(113)의 하단에 일체로 구비되어 있는 것으로서 원통형상으로 내주 중앙에는 관통공(101)이 상기 회전캠(110)의 상면 중앙까지 천공되어 있고 상기 관통공(101)의 바닥으로 부터 소정의 깊이로 체결홈부(121)가 구비되어 있으며 상기 체결홈부(121)의 양측에는 외주면으로 부터 관통되어 고정핀(P)이 관통 결합 가능하도록 핀공(122)이 천공되어있고 상기 체결홈부(121)의 외주면에는 절개홈부(123)가 세방향으로 구비되며 상기 절개홈부(123)의 바닥에는 끼움회동홈(124)이 각각 구비되어 있고,
상기 바닥부재(130)는,
상기 체결홈부(121)에 결합가능하도록 구비된 것으로서 양측면에는 상기 핀공(122)을 통해 관통된 고정핀(P)이 결합되는 절개홈(132)이 구비되어 있는 결합돌부(133)가 구비되며 상기 결합돌부(133)의 하단 저면에 굴착면(131)이 구비된 것을 포함하는 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법과,
상기 절개홈부(123)에 안착되어 상기 숄더구동부(120) 외주부로 인입출 가능하도록 몸체부(500)가 구비되어 있고 상기 몸체부(500)의 상면 일측에는 상기 끼움회동홈(124)에 끼워져 회동되는 회동핀(501)이 일체로 구비되어 있는 굴착용숄더돌기(50)를 포함하는 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법과,
상기 회전축부재(160)의 하부 가까이 외주면 양측에는 고정홈(161)이 절개 형성되어 있고 상기 고정홈(161)과 일치하도록 상기 원통부재(140)의 외주면에는 고정공(141)이 천공되어 상기 고정공(141)과 고정홈(161)에 체결핀(162)을 결합 고정하도록 한 것을 포함하는 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법과,
상기 원통부재(140)의 내주면 하단에는 상기 돌출부(114)가 안착 회동가능하도록 회동체결홈부(142)와 상기 돌출부(114)가 회동치 아니하도록 걸림턱(143)이 교호로 형성되어 있는 것을 포함하는 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법"으로 구성함으로서,
본 발명은, 기초분야 사면보강분야 터널분야 교량분야 및 철도분야 건설분야 등등 넓은 분야에 하나의 천공구에서 부품이나 장비 교환없이 굴착 작업을 진행하는 지반에서 확공 천공 및 협공 천공을 자유자재로 굴착 가능하고 토질 속에서 인장력과 전단력 압축력을 극대화할 수 있으며, 특히 지하수 개발을 위한 굴착시 암반을 접했을때 강관만을 남겨두고 비트 몸체만 굴착 진행방향으로 진행토록 함으로서 굴착 시간 및 굴착 비용을 절감할 수 있도록 함과 동시에 강관을 탈부착을 가능하도록 하면서 강관의 인발기능까지 갖추며 더나아가서, 유압 또는 공압장비에 구애됨이 없이 호환성을 갖추어 시계방향 또는 시계역방향 즉, 정역방향 어느 방향으로 회전하더라도 모두 확공 천공 및 협공 천공 즉, 굴착이 가능한 효과를 발휘하며, 기존의 다단 확공용 비트와 달리 확공 및 협공시 또는 비트 인출시 비트를 쉬프트하는 별도의 공정없이 일방향 또는 타방향으로 회전시 자연스럽게 강관용 숄더돌기와 굴착용 숄더돌기가 인입출 가능하도록 함으로서 작업의 단순성 및 편리성을 도모할 수 있도록 한 것이다.

Description

동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법 {Excavation construction method using integrated construction equipment for simultaneous excavation capable of simultaneous expansion}
본 발명은 굴착 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정역방향으로 회전하더라도 로드의 풀림이 없이 천공작업을 지속적으로 유지할 수 있도록 하여 유압장비나 공압장비 어느 장비에서도 호환이 가능하며 또한 확공비트를 이용하여 압축과 인장을 동시에 받는 영구파일 및 이를 이용한 지반에 시공함으로서 지지력을 파악 평가하고 현장 시공성을 확인하여 현장에 적용하기 위한 것으로서 암반층에 협공하는 기존 시공방법과 달리 암반층을 확공하고 상기 영구파일을 삽입 그라우팅하여 압축과 인장 및 마찰력을 동시에 향상시키고자 하는 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 건설 공사나 건축물 기초 공사 등을 위한 굴착 시공시 먼저 지반에 굴착공을 뚫은 다음에 굴착공 내에 강관이나 철골과 함께 콘크리트를 채워서 지반에 매몰되는 기둥을 시공한다.
이러한 시공의 경우에 건축물의 자중을 충분히 견디면서 지반의 침하를 방지하기 위해서는 굴착공의 깊이를 최대한 깊게 파거나, 굴착공의 직경을 확장하는 작업을 필요로 한다.
이와 같은 굴착용 비트는 그 용도나 지층(지질)의 조건에 따라 각기 다른 규격 다른 구조상의 비트를 상용하게 되는데, 그 종류는 크게 분류하여 두가지로 압축 설명할 수 있다.
그 중의 한 종류는 대체적으로 지층의 상태가 양호하거나 깊이 굴착하지 않는 종류의 비트로서, 이 종류의 비트는 강관을 사용하지 않고 비트 본체가 회전하면서 지층을 굴착하는 직접 굴착방식의 종류이며,
다른 한 종류의 비트는 굴착공에 강관을 매립하면서 굴착을 실시하는 방식에 사용되는 것으로, 비트를 강관 속으로 삽입하여 비트가 강관의 하단으로 노출되도록 한 후, 비트가 회전하면서 강관 지름보다 넓은 구멍을 뚫게 되며, 굴착이 종료되면 비트를 회수하는 간접 굴착방식의 종류가 있다.
전자의 직접 굴착방식이라고 하더라도 깊게 굴착할 필요가 있을때 일정 지름으로 굴착시 전단력이나 압축강도 등의 문제로 인하여 실질적으로는 굴착 깊이에 한계가 있고 이를 보완하기 위하여 협공 천공과 확공 천공을 번갈아 하거나 바닥면 가까이에 확공 천공을 하기 위해서는 비트의 교체와 같은 문제점이 있으며 이와 같은 문제점은 하기에서 설명하는 간접 굴착방식에도 대동소이한 것이다.
반면, 후자의 간접 굴착방식의 비트는 땅속 깊이 들어갈수록 압력이 크게 증가되면서 많은 에너지에 의한 부하가 비트를 방해하여 굴착작업을 힘들게 한다.
뿐만 아니라 매립되는 강관의 지름보다 넓은 구멍을 굴착해야 하는 간접굴착방식의 비트는 굴착되는 양만큼 강관이 동시에 박히게 되는 것으로서, 그 강관이 용이하게 들어갈 수 있도록 구멍을 넓게 굴착하지 못하면 그 만큼 강관의 매립이 어려워질 뿐 아니라 굴착중에 많은 부하가 걸리면서 비트의 파손을 발생시키게 되며 굴착후 비트를 꺼내기가 매우 어렵게 된다.
또한, 이러한 방법은 굴착 후 강관을 삽입하는 방법으로 진행되기 때문에 굴착홀이 자연 유지되지 않는 연약한 토사지반에서는 굴착홀의 무너짐 또는 이물질 혼합 등으로 강관의 삽입이 어렵게 되는 문제점이 있었다.
이에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 종래에는 대한민국 등록특허공고 제100919628호에 개시된 바와 같이, 절첩이 가능한 윙비트를 이용하여 강관의 설치를 용이하게 할 수 있는 기술이 개발되었다.
이러한 종래의 굴착용 비트는, 파이프 형태의 강관이 비트 몸체에 의해 삽입되어져서 상기 비트 몸체와 함께 굴착 진행 방향을 따라 진행될 수 있는 것으로서, 비트 몸체에서 외경 방향으로 돌출되는 고정식 숄더 부재가 설치될 수 있다.
그러나, 이러한 고정식 숄더 부재는, 상기 강관의 걸림턱에 항상 걸림 결합되는 것으로서, 예를 들어서, 굴착시 암반을 만나는 경우, 그 자리에 상기 강관만을 남겨 놓고 상기 비트 몸체만 굴착 진행 방향으로 그대로 진행할 수는 없었다.
따라서, 종래에는 굴착시 암반을 만나는 경우, 상기 비트 몸체를 지상으로 완전히 들어 올려서 상기 고정식 숄더 부재가 없는 다른 비트 몸체를 교체한 후, 다시 재굴착하는 번거로움이 있었고, 이로 인하여 굴착 시간 및 굴착 비용이 증대되는 문제점이 있었다.
한편, 종래의 윙비트는 상기 비트 몸체와는 별도의 부품인 핀을 조립하여 윙비트를 비트 몸체에 힌지 결합되는 것으로서, 윙비트와 핀이 서로 분리된 별도 부품이고, 서로 간의 허용 오차가 존재하여 서로 조립된 후, 굴착 과정에서 발생되는 엄청난 외력과 충격에 의해서 윙비트와 핀이 미세하게 서로 충돌하여 틈새가 벌어 지거나 급기야 윙비트 또는 핀이 파손되는 심각한 문제점이 있었다.
또한, 상기 핀은 비트 몸체를 관통하여 조립되기 때문에 핀의 일부분이 노출되는 것으로서, 굴착 과정에서 발생되는 엄청난 외력과 충격에 의해서 발생된 핀과 비트 몸체의 틈새 사이로 각종 이물질들이 쉽게 침투하여 윙비트의 절첩을 방해하거나 심지어 상기 핀이 비트 몸체로부터 이탈되는 등 내구성이 매우 취약해지는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 핀은 상기 비트 몸체에 억지 물림 방식으로 결합되어 상기 윙비트를 수리하거나 교체하기 위해서 분리하기가 매우 어려워서 장치를 관리하기가 매우 번거로웠던 문제점이 있었다.
또한, 종래의 윙비트는 진행 방향에 90도로 펼쳐지는 것으로서, 비트의 진행시 엄청난 저항에 의해서 견디지 못하고 부러지거나 파손되는 문제점이 있었다.
한편, 상기와 직접 굴착방식이든 간접 굴착방식이든 지반 굴착시 사용되는 장비는 유압장비 또는 공압장비 중 어느 하나를 선택하여 토사층 및 암반층을 굴착하는 기능을 수행한다.
즉, 유압장비를 선택할 경우에는 이에 사용되는 로드는 좌회전 즉, 시계역방향으로 회전시 잠기는 형태이므로 좌회전시 천공작업이 진행되고 우회전 즉, 시계방향시에는 로드가 풀리게 되어 천공작업이 이루어지지 아니하며,
반면에 공압장비를 선택할 경우에는 이에 사용되는 로드는 우회전 즉, 시계방향으로 회전시 잠기는 형태이므로 우회전시 천공작업이 진행되고 좌회전 즉, 시계역방향시에는 로드가 풀리게 되어 천공작업이 이루어지지 아니하는 구조이다.
따라서, 종래에는 굴착 작업시 상기 유압장비에 사용되는 로드, 해머 및 비트와 공압장비에 사용되는 로드, 해머 및 비트가 상이하여 작업 개시전 또는 작업중 등에 유압 또는 공압 장비의 문제가 발생시 호환성이 없어 적합한 장비로 대체하는데 애로사항이 있고 이로 인한 작업의 번거로움과 작업시간의 지연에 따른 경제성에 문제점이 있었다.
또한, 기존의 다단 확공용 비트의 경우는 굴착용 숄더돌기와 강관용 숄더돌기가 일체로 구비되어 인입출을 위해서는 비트를 상측으로 쉬프트하여 비트몸체와 원통부재에 체결을 해지한 후 비트를 회동하여 굴착용 숄더돌기와 강관용 숄더돌기를 인입출하여야 하는 번거로움이 있었다.
국내 특허등록 제10-0919628호 국내 특허등록 제 10-1664030호 국내 특허등록 제10-1665346호 국내 특허등록 제101658658호
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서,
우선, 본 발명은 기초분야 사면보강분야 터널분야 교량분야 및 철도분야 건설분야 등등 넓은 분야에 하나의 천공구에서 부품이나 장비 교환없이 굴착 작업을 진행하는 지반에서 확공 천공 및 협공 천공을 자유자재로 굴착 가능하고 토질 속에서 인장력과 전단력 압축력을 극대화할 수 있는데 목적이 있고,
본 발명은, 지하수 개발을 위한 굴착시 암반을 접했을때 강관만을 남겨두고 비트 몸체만 굴착 진행방향으로 진행토록 함으로서 굴착 시간 및 굴착 비용을 절감할 수 있도록 함과 동시에 강관을 탈부착을 가능하도록 하면서 강관의 인발기능까지 갖추도록 하는데 또 다른 목적이 있으며,
본 발명은, 유압 또는 공압장비에 구애됨이 없이 호환성을 갖추어 시계방향 또는 시계역방향 즉, 정역방향 어느 방향으로 회전하더라도 모두 확공 천공 및 협공 천공 즉, 굴착이 가능하도록 하는데 또 다른 목적이 있고,
본 발명은, 기존의 다단 확공용 비트와 달리 확공 및 협공시 또는 비트 인출시 비트를 쉬프트하는 별도의 공정없이 일방향 또는 타방향으로 회전시 자연스럽게 강관용 숄더돌기와 굴착용 숄더돌기가 인입출 가능하도록 함으로서 작업의 단순성 및 편리성을 도모할 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있고,
본 발명은, 확공비트를 이용하여 압축과 인장을 동시에 받는 영구파일 및 이를 이용한 지반에 시공함으로서 지지력을 파악 평가하고 현장 시공성을 확인하여 현장에 적용하기 위한 것으로서 암반층에 협공하는 기존 시공방법과 달리 암반층을 확공하고 상기 영구파일을 삽입 그라우팅하여 압축과 인장 및 마찰력을 동시에 향상시키고자 하는데 또 다른 목적이 있다.
그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 해결적 수단은,
"그라우팅을 위한 천공홀(H)을 형성함에 있어 선단부에는 모터축과 연결 결합되는 안착부재(SA)가 구비되며 상기 안착부재(SA)의 하단에는 제1 커넥터(C1)에 의해 제1 로드(R1)가 고정 결합되고 상기 제1 로드(R1)의 하단에는 제2 로드(R2)가 고정 결합되고 상기 제2 로드(R2)의 하단에는 제2 커넥터(C2)에 의해 해머실린더(HM)가 고정 결합되고 상기 해머실린더(HM)의 하단에는 제3 커넥터(C3)에 의해 확공비트(10)의 회전축부재(160)와 고정 결합되며 상기 확공비트(10)의 상측 외주부에 강관(20)이 결합되며 상기 강관(20)의 하단 외주면에는 케이싱(30)이 고정 결합되어 함께 굴착하되 다단으로 확공부(H1)를 천공하는 천공홀 굴착단계(S10)와, 상기 천공홀(H)을 굴착한 다음 확공비트(10)를 회수한 후 상기 강관(20) 및 케이싱(30) 내주부에는 바닥면 중앙에 나사 결합 가능하도록 결합홈(600)이 형성되어 있고 상부 외주면 3면에 인입출공(601)이 천공되어 있고 상기 인입출공(601)에는 각각 인입출돌부(602)가 구비되어 있으며 상면에는 내주부로 주동 회전축봉(70)이 결합되어 있는 결합통체(60)와 상기 결합홈(600)에 일단이 나사 결합되어 있고 타단은 상기 결합통체(60)와 결합되는 피동 회전축봉(80)으로 구성된 다단 보강재(A)를 상기 천공홀(H)에 삽입하는 삽입단계(S20)와 상기 천공홀(H)에 구비된 확공부(H1)에 상기 인입출돌부(602)를 상기 주동 회전축봉(70)을 회동하여 인출하여 상기 확공부(H1)에 밀착 결합하는 확개단계(S30)와 지면에 돌출된 각각의 주동 회전축봉(70) 마다 지압판(F)을 결합후 너트를 이용하여 고정하는 주동 회전축봉 고정단계(S40)와 상기 고정된 주동 회전축봉(70)을 철근 또는 강선(W)을 이용하여 서로 연결 텐션을 유지하는 주동 회전축봉 연결단계(S50)와 상기 연결된 주동 회전축봉(70) 상부에 소정의 두께로 콘크리트를 타설하여 상기 철근 또는 강선(W)과 주동 회전축봉(70)을 고정 결합하는 바닥면 양생단계(S60)를 포함하고,
상기 확공비트(10)는,
상부 외주면에는 캠 돌부(111)와 캠 홈부(112)가 교호로 구비된 회전캠(110)이 일체로 형성되어 있으며 상기 회전캠(110)의 바닥면(113)에는 돌출부(114)와 절개부(115)가 교호로 구비되어 있고 상기 바닥면(113)의 하단에는 숄더구동부(120)가 구비되어 있으며 상기 숄더구동부(120)의 하단에는 저면에 굴착면(131)이 형성되어 있는 바닥부재(130)가 구비된 비트몸체(100)와, 상기 숄더구동부(120) 상면에 안착 결합되는 것으로 하부 가까이 외주면 3면에 천공된 인입출공(141)에는 강관용숄더돌기(40)가 인입출 가능하도록 결합되어 있고 상부 내주면에는 회전축부재(160)가 결합되어 있는 원통부재(140)와, 상기 원통부재(140) 내주부로 삽입 결합되어 상기 회전캠(110)과 나사결합되는 결합부재(170)와, 상기 회전캠(110)과 결합부재(170)가 나사 결합시 그 사이에 와셔역할을 하는 보강부재(180)를 포함하여 이루어진 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법과,
상기 로드(R1,R2) 및 커넥터(C1, C2)는 복수개 이상 구비가능한 것을 특징으로 하는 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법과,
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상기 숄더구동부(120)는,
상기 바닥면(113)의 하단에 일체로 구비되어 있는 것으로서 원통형상으로 내주 중앙에는 관통공(101)이 상기 회전캠(110)의 상면 중앙까지 천공되어 있고 상기 관통공(101)의 바닥으로 부터 소정의 깊이로 체결홈부(121)가 구비되어 있으며 상기 체결홈부(121)의 양측에는 외주면으로 부터 관통되어 고정핀(P)이 관통 결합 가능하도록 핀공(122)이 천공되어있고 상기 체결홈부(121)의 외주면에는 절개홈부(123)가 세방향으로 구비되며 상기 절개홈부(123)의 바닥에는 끼움회동홈(124)이 각각 구비되어 있고,
상기 바닥부재(130)는,
상기 체결홈부(121)에 결합가능하도록 구비된 것으로서 양측면에는 상기 핀공(122)을 통해 관통된 고정핀(P)이 결합되는 절개홈(132)이 구비되어 있는 결합돌부(133)가 구비되며 상기 결합돌부(133)의 하단 저면에 굴착면(131)이 구비된 것을 포함하는 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법과,
상기 절개홈부(123)에 안착되어 상기 숄더구동부(120) 외주부로 인입출 가능하도록 몸체부(500)가 구비되어 있고 상기 몸체부(500)의 상면 일측에는 상기 끼움회동홈(124)에 끼워져 회동되는 회동핀(501)이 일체로 구비되어 있는 굴착용숄더돌기(50)를 포함하는 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법과,
상기 회전축부재(160)의 하부 가까이 외주면 양측에는 고정홈(161)이 절개 형성되어 있고 상기 고정홈(161)과 일치하도록 상기 원통부재(140)의 외주면에는 고정공(141)이 천공되어 상기 고정공(141)과 고정홈(161)에 체결핀(162)을 결합 고정하도록 한 것을 포함하는 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법과,
상기 원통부재(140)의 내주면 하단에는 상기 돌출부(114)가 안착 회동가능하도록 회동체결홈부(142)와 상기 돌출부(114)가 회동치 아니하도록 걸림턱(143)이 교호로 형성되어 있는 것을 포함하는 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법"으로 구성함으로서 상기의 목적을 달성할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명은,
기초분야 사면보강분야 터널분야 교량분야 및 철도분야 건설분야 등등 넓은 분야에 하나의 천공구에서 부품이나 장비 교환없이 굴착 작업을 진행하는 지반에서 확공 천공 및 협공 천공을 자유자재로 굴착 가능하고 토질 속에서 인장력과 전단력 압축력을 극대화할 수 있으며, 특히 지하수 개발을 위한 굴착시 암반을 접했을때 강관만을 남겨두고 비트 몸체만 굴착 진행방향으로 진행토록 함으로서 굴착 시간 및 굴착 비용을 절감할 수 있도록 함과 동시에 강관을 탈부착을 가능하도록 하면서 강관의 인발기능까지 갖추며 더나아가서, 유압 또는 공압장비에 구애됨이 없이 호환성을 갖추어 시계방향 또는 시계역방향 즉, 정역방향 어느 방향으로 회전하더라도 모두 확공 천공 및 협공 천공 즉, 굴착이 가능한 효과를 발휘하며, 기존의 다단 확공용 비트와 달리 확공 및 협공시 또는 비트 인출시 비트를 쉬프트하는 별도의 공정없이 일방향 또는 타방향으로 회전시 자연스럽게 강관용 숄더돌기와 굴착용 숄더돌기가 인입출 가능하도록 함으로서 작업의 단순성 및 편리성을 도모할 수 있도록 한 것이며, 확공비트를 이용하여 압축과 인장을 동시에 받는 영구파일 및 이를 이용한 지반에 시공함으로서 지지력을 파악 평가하고 현장 시공성을 확인하여 현장에 적용하기 위한 것으로서 암반층에 협공하는 기존 시공방법과 달리 암반층을 확공하고 상기 영구파일을 삽입 그라우팅하여 압축과 인장 및 마찰력을 동시에 향상시킬 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에 있어서 일체화된 장비의 결합 상태를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에 있어서 안착부재, 로드, 커넥터, 해머실린더의 분리된 상태의 사시도,
도 3은 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에 적용되는 확공비트의 사시도,
도 4는 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에 적용되는 확공비트의 분리 사시도,
도 5는 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에 적용되는 확동비트중 요부의 분리 사시도,
도 6은 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에 있어서 홀 천공시 일방향으로 회전시 강관과 케이싱을 갖고 확공 가능하도록 숄더돌기를 확개한 작동상태의 단면도,
도 7은 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에서 도 6 상태인 숄더돌기가 확개 인출된 상태를 나타낸 요부 상태도,
도 8은 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에 있어서 홀 천공시 타방향으로 회전시 강관과 케이싱을 놓고 확공비트만이 홀 천공을 가능하도록 하는 숄더돌기를 인입한 작동상태의 단면도,
도 9는 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에서 도 8 상태인 숄더돌기가 인입된 상태를 나타낸 요부 상태도,
도 10은 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에 적용되는 보강재의 사시도,
도 11은 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에서 도 10의 결합단면도,
도 12는 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에서 천공홀을 천공시 확공부를 소정의 길이만큼 길게 천공한 후 보강재를 결합하기 위한 분리 단면도,
도 13은 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에서 도 12의 보강재가 천공홀의 확공부 바닥면에 안착 결합된 상태의 단면도,
도 14는 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에서 도 12가 적용된 상태에서 지면에 설치한 후 지압판을 결합한 상태를 나타낸 설치가 완성된 단면도,
도 15는 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에서 인입출돌부가 확개되는 확공부를 상기 인입출돌부보다 상대적으로 길게 확공한 상태에서 보강재와 결합된 단면도,
도 16은 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에서 도 15가 적용된 상태에서 지면에 설치한 후 지압판을 결합한 상태를 나타낸 설치가 완성된 단면도,
도 17은 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법의 흐름도.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하며, 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않음은 물론, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 점에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 따라서, 본 발명의 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아닌바, 본 발명의 출원 시점에 있어서 이를 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 가능하거나 존재할 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
또한, 본 발명의 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하 본 발명의 바람직한 일실시 형태를 첨부하는 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에 있어서 일체화된 장비의 결합 상태를 나타낸 사시도이며, 도 2는 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에 있어서 안착부재, 로드, 커넥터, 해머실린더의 분리된 상태의 사시도이고, 도 3은 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에 적용되는 확공비트의 사시도이며, 도 4는 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에 적용되는 확공비트의 분리 사시도이고, 도 5는 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에 적용되는 확동비트중 요부의 분리 사시도이며, 도 6은 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에 있어서 홀 천공시 일방향으로 회전시 강관과 케이싱을 갖고 확공 가능하도록 숄더돌기를 확개한 작동상태의 단면도이고, 도 7은 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에서 도 6 상태인 숄더돌기가 확개 인출된 상태를 나타낸 요부 상태도이며, 도 8은 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에 있어서 홀 천공시 타방향으로 회전시 강관과 케이싱을 놓고 확공비트만이 홀 천공을 가능하도록 하는 숄더돌기를 인입한 작동상태의 단면도이고, 도 9는 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에서 도 8 상태인 숄더돌기가 인입된 상태를 나타낸 요부 상태도이며, 도 10은 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에 적용되는 보강재의 사시도이고, 도 11은 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에서 도 10의 결합단면도이며, 도 12는 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에서 천공홀을 천공시 확공부를 소정의 길이만큼 길게 천공한 후 보강재를 결합하기 위한 분리 단면도이고, 도 13은 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에서 도 12의 보강재가 천공홀의 확공부 바닥면에 안착 결합된 상태의 단면도이며,도 14는 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에서 도 12가 적용된 상태에서 지면에 설치한 후 지압판을 결합한 상태를 나타낸 설치가 완성된 단면도이고, 도 15는 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에서 인입출돌부가 확개되는 확공부를 상기 인입출돌부보다 상대적으로 길게 확공한 상태에서 보강재와 결합된 단면도이며, 도 16은 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법에서 도 15가 적용된 상태에서 지면에 설치한 후 지압판을 결합한 상태를 나타낸 설치가 완성된 단면도이고, 도 17은 본 발명인 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법의 흐름도이다.
본 발명의 핵심은 기존 굴착 시공시 발생되는 즉, 확공비트를 이용하여 확공과 협공을 반복 또는 확공 후 협공등 작업 수행시 유압장비를 선택할 경우에는 이에 사용되는 로드는 좌회전 즉, 시계역방향으로 회전시 잠기는 형태이므로 좌회전시 천공작업이 진행되고 우회전 즉, 시계방향시에는 로드가 풀리게 되어 천공작업이 이루어지지 아니하며,
반면에 공압장비를 선택할 경우에는 이에 사용되는 로드는 우회전 즉, 시계방향으로 회전시 잠기는 형태이므로 우회전시 천공작업이 진행되고 좌회전 즉, 시계역방향시에는 로드가 풀리게 되어 천공작업이 이루어지지 아니하는 구조로서 이는 유압장비에 사용되는 로드, 해머 및 비트와 공압장비에 사용되는 로드, 해머 및 비트가 상이하여 작업 개시전 또는 작업중 등에 유압 또는 공압 장비의 문제가 발생시 호환성이 없어 적합한 장비로 대체하는데 애로사항이 있고 이로 인한 작업의 번거로움과 작업시간의 지연에 따른 경제성에 문제점을 해결하기 위한 것이며,
또한, 기존의 확공비트의 경우는 굴착용 숄더돌기와 강관용 숄더돌기가 일체로 구비되어 인입출을 위해서는 확공비트를 상측으로 쉬프트하여 비트몸체와 원통부재에 체결을 해지한 후 비트를 회동하여 굴착용 숄더돌기와 강관용 숄더돌기를 인입출하여야 하는 번거로움이 있었으나,
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하는 것이 핵심으로서 즉, 유압 또는 공압장비에 구애됨이 없이 호환성을 갖추어 시계방향 또는 시계역방향 즉, 정역방향 어느 방향으로 회전하더라도 모두 확공 천공 및 협공 천공 즉, 굴착이 가능하도록 하는 구조이며, 또한 기존의 다단 확공용 비트와 달리 확공 및 협공시 또는 비트 인출시 비트를 쉬프트하는 별도의 공정없이 일방향 또는 타방향으로 회전시 자연스럽게 강관용 숄더돌기와 굴착용 숄더돌기가 인입출 가능하도록 함으로서 작업의 단순성 및 편리성을 도모할 수 있도록 하는 구조로서,
바람직하게는, 확공비트를 이용하여 압축과 인장을 동시에 받는 영구파일(본 명세서에는 다단 보강재(A) 명명함) 및 이를 이용한 지반에 시공함으로서 지지력을 파악 평가하고 현장 시공성을 확인하여 현장에 적용하기 위한 것이며 예를들면, 암반층에 협공하는 기존 시공방법과 달리 암반층을 확공하고 상기 다단 보강재(A)를 삽입 그라우팅하여 압축과 인장 및 마찰력을 동시에 향상시키고자 하는 것으로서,상기와 같은 본 발명의 핵심을 달성하기 위한 구체적인 구성을 도면과 함께 설명하고자 한다.
[천공홀 굴착단계]----S10
본 단계는 지반(E)을 굴착하기 위한 기초분야 사면보강분야 터널분야 교량분야 및 철도분야 건설분야 등 다양한 넓은 공사분야에 적용되는 것으로서,
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 그라우팅을 위한 천공홀(H)을 형성함에 있어 선단부에는 모터축과 연결 결합되는 안착부재(SA)가 구비되며 상기 안착부재(SA)의 하단에는 제1 커넥터(C1)에 의해 제1 로드(R1)가 고정 결합되고 상기 제1 로드(R1)의 하단에는 제2 로드(R2)가 고정 결합되고 상기 제2 로드(R2)의 하단에는 제2 커넥터(C2)에 의해 해머실린더(HM)가 고정 결합되고 상기 해머실린더(HM)의 하단에는 제3 커넥터(C3)에 의해 확공비트(10)의 회전축부재(160)와 고정 결합되며 상기 확공비트(10)의 상측 외주부에 강관(20)이 결합되며 상기 강관(20)의 하단 외주면에는 케이싱(30)이 고정 결합되어 함께 굴착하거나 또는 강관(20)과 케이싱(30)을 놓고 확공비트(10)로 천공홀(H)을 굴착하되 다단으로 확공부(H1)는 형성 천공하는 다양한 굴착 작업을 하는 단계이다.
바람직하게는, 상기 확공부(H1)을 하기에서 설명하는 인입출돌부(101)와 일치되게 확공할 수도 있지만 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이 소정의 길이를 전체적으로 확공하여 확공부(H1)을 형성할 수도 있고,
도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이 확공부(H1)을 상기 인입출돌출부(101) 보다 상대적으로 길게 형성할 수도 있으며,
도 12 및 도 14에 도시된 바와 같이 하나의 보강재(A) 또는 다단의 보강재(A)가 확공부(H)에 결합되고 그 외주부에 시멘트등을 타설하여 그라우팅 또는 양생 고정토록 함으로서, 주변 마찰력을 극대화가 가능하도록 할 수 있다.
이때 상기 로드(R1,R2) 및 커넥터(C1, C2)의 경우는 천공홀(H)의 깊이에 따라 복수개 이상 연결 가능하도록 한 것이며,
상기와 같은 굴착작업시 이미 언급한 바와 같이 공압 또는 유압장비에 구애됨이 없이 일방향 또는 타방향으로 회전 굴착함으로서 확공과 협공이 가능하도록 한 확공비트(10)의 구조는 다음과 같다.
즉, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 확공비트(10)은 상부 외주면에는 캠 돌부(111)와 캠 홈부(112)가 교호로 구비된 회전캠(110)이 일체로 형성되어 있으며 상기 회전캠(110)의 바닥면(113)에는 돌출부(114)와 절개부(115)가 교호로 구비되어 있고 상기 바닥면(113)의 하단에는 숄더구동부(120)가 구비되어 있으며 상기 숄더구동부(120)의 하단에는 저면에 굴착면(131)이 형성되어 있는 바닥부재(130)가 구비된 비트몸체(100)와, 상기 숄더구동부(120) 상면에 안착 결합되는 것으로 하부 가까이 외주면 3면에 천공된 인입출공(141)에는 강관용숄더돌기(40)가 인입출 가능하도록 결합되어 있고 상부 내주면에는 회전축부재(160)가 결합되어 있는 원통부재(140)와, 상기 원통부재(140) 내주부로 삽입 결합되어 상기 회전캠(110)과 나사결합되는 결합부재(170)와, 상기 회전캠(110)과 결합부재(170)가 나사 결합시 그 사이에 와셔역할을 하는 보강부재(180)를 포함하여 이루어진 것이며,
한편 상기 숄더구동부(120)는, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 바닥면(113)의 하단에 일체로 구비되어 있는 것으로서 원통형상으로 내주 중앙에는 관통공(101)이 상기 회전캠(110)의 상면 중앙까지 천공되어 있고 상기 관통공(101)의 바닥으로 부터 소정의 깊이로 체결홈부(121)가 구비되어 있으며 상기 체결홈부(121)의 양측에는 외주면으로 부터 관통되어 고정핀(P)이 관통 결합 가능하도록 핀공(122)이 천공되어있고 상기 체결홈부(121)의 외주면에는 절개홈부(123)가 세방향으로 구비되며 상기 절개홈부(123)의 바닥에는 끼움회동홈(124)이 각각 구비되어 있고,
상기 바닥부재(130)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 체결홈부(121)에 결합가능하도록 구비된 것으로서 양측면에는 상기 핀공(122)을 통해 관통된 고정핀(P)이 결합되는 절개홈(132)이 구비되어 있는 결합돌부(133)가 구비되며 상기 결합돌부(133)의 하단 저면에 굴착면(131)이 구비된 것이다.
삭제
또한 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 절개홈부(123)에 안착되어 상기 숄더구동부(120) 외주부로 인입출 가능하도록 몸체부(500)가 구비되어 있고 상기 몸체부(500)의 상면 일측에는 상기 끼움회동홈(124)에 끼워져 회동되는 회동핀(501)이 일체로 구비되어 있는 굴착용숄더돌기(50)를 포함하는 것이며,
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 회전축부재(160)의 하부 가까이 외주면 양측에는 고정홈(161)이 절개 형성되어 있고 상기 고정홈(161)과 일치하도록 상기 원통부재(140)의 외주면에는 고정공(141)이 천공되어 상기 고정공(141)과 고정홈(161)에 체결핀(162)을 결합 고정하도록 한 것이며,
상기 원통부재(140)의 내주면 하단에는 상기 돌출부(114)가 안착 회동가능하도록 회동체결홈부(142)와 상기 돌출부(114)가 회동치 아니하도록 걸림턱(143)이 교호로 형성되어 있는 것이다.
상기와 같은 확공비트(10)에 의해 기존과 달리 도면에 도시되지 아니한 모터의 구동에 의해 로드(R1, R2)와 커넥터(C1,C2,C3)가 일체로 결합되어 회전하고 이와 같은 회전력이 확공비트(10)의 회전축부재(160)을 회전 가능하도록 하면서 지반(E)를 도 6에 도시된 바와 같이 굴착함에 있어 강관용숄더돌기(40)과 굴착용숄더돌기(50)가 반시계방향 회전시 도 7에 도시된 바와 같이 확개되어 굴착작업을 하며 이에 대하여 구체적으로는 강관용숄더돌기(40)의 경우는 도 4에 도시된 바와 같이 캠 돌부(111)에 위치하여 원통부재(140)의 외주부로 돌출 유지되며 이는 원통부재(140)의 회동체결홈부(142)를 따라 바닥면(113)의 돌출부(114)가 걸림턱(143)에 의해 더이상 회전되지 아니하므로 강관용숄더돌기(40)가 확개된 상태를 유지하면서 케이싱(30)과 강관(20)을 갖고 굴착작업이 진행되는 것이며,
또한 이때 굴착용숄더돌기(50)의 경우는 도 7에 도시된 바와 같이 반시계방향으로 회전 굴착함에 따라 굴착용숄더돌기(50)가 도면상 볼때 굴착시 좌측에 흙이나 기타 돌등에 의해 밀리지 아니하므로 확개된 상태를 유지하면서 굴착 작업을 진행할 수 있는 것이다.
반면에, 도 8 및 도 9이 도시된 바와 같이 협공시에는 시계방향으로 회전시 유지되는 것으로서 상기 확개 유지되는 작동과 역작동이 발생함으로서 상기 강관용숄더돌기(40)와 굴착용숄더돌기(50)가 인입된 상태에서 회전 굴착작업을 하는 것이다.
이와 같이 작동함으로서 유압 또는 공압장비 어느 것을 사용하더라도 즉, 시계방향 도는 반시계방향 어느방향으로 회전하더라도 기존 장비와 달리 로드로 부터 풀리거나 하는 애로사항은 해소되는 것이다.
[삽입단계]-----S20
본 단계는 상기 천공홀(H)을 천공한 상태에서 확공비트(10)를 회수한 후 다단 보강재(A)를 삽입하는 단계를 말하는 것으로서 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 상기 보강재(A)는 바닥면 중앙에는 나사 결합 가능하도록 결합홈(600)이 형성되어 있고 상부 외주면 3면에는 길이방향으로 각각 인입출공(601)이 천공되어 있고 상면 내주부로 주동 회전축봉(70)이 결합되어 있는 결합통체(60)와 상기 결합홈(600)에 나사 결합되어 있고 타단은 상기 결합통체(60)와 결합되는 피동 회전축봉(80)으로 구성된 다단 보강재(A)를, 굴착후 암반(S)에 확공부(H1)을 형성하도록 한 후 상기 확공부(H1)와 일치되는 위치에 상기 보강재(A)의 인입출돌부(101)을 돌출하여 상기 보강재(A)를 삽입 고정하는 것이다.
[확개단계]-----S30
본 단계는 상기에서도 언급한 바와 같이 상기 천공홀(H)에 구비된 확공부(H1)에 상기 인입출돌부(601)를 상기 주동 회전축봉(70)을 회동하여 인출하여 상기 확공부(H1)에 밀착 결합하는 단계를 지칭하는 것이다.
[고정단계]-----S40
본 단계는 지면에 돌출된 각각의 주동 회전축봉(70) 마다 지압판(P)을 결합후 너트를 이용하여 고정하는 단계로서 바람직하게는 강선이나 와이어를 통해 상기 보강재(A)의 인장력과 저항력 및 압축력을 강화하여 불완전한 지반을 견고하게 유지토록 하는 것이다.
[연결단계]-----S50
본 단계는 상기 고정된 주동 회전축봉(70)을 철근 또는 강선(W)을 이용하여 서로 연결 텐션을 유지하는 단계로서 건축물 또는 구축물을 구축하기 위한 일정면적의 지반에 상기 보강재(A)를 상기 단계들과 같이 소정의 간격을 두고 다수개 형성한 다음 상기 형성된 보강재(A)간에 서로 인장력과 저항력 등을 발휘하기 위하여 본 단계를 실시하는 것이다.
[양생단계]-----S60
본 단계는 상기 연결된 주동 회전축봉(70) 상부에 소정의 두께로 콘크리트를 타설하여 상기 철근 또는 강선(W)과 주동 회전축봉(70)을 고정 결합하는 단계를 지칭하는 것으로서 본 단계를 마침으로서 건축물이나 구축물을 건축 및 구축하는 지반이 횡방향 또는 종방향으로 유동되는 것을 미연에 방지 가능하도록 하며 특히 보강재(A)를 구비함으로서 인장력과 압축력을 동시에 발휘 가능하도록 하여 지반의 안정성을 확보할 수 있다.
이와 같이 시공함으로서, 다단 확공된 천공홀의 확공부에 다단으로 이루어진 복수개 이상의 결합통체의 외주부에 인입출 가능한 인입출돌부를 복수개 이상 형성하여 상기 천공홀의 확공부에 체결토록 함으로서 철근 또는 강선으로 지표면에 돌출된 주동 회전축봉간을 서로 연결하여 인장력을 발휘토록 한 후 콘크리트로 타설 고정하면 보강재가 천공홀로 부터 이탈되는 것을 방지하면서 동시에 지표면이 횡 도는 종방향으로 슬라이딩 즉, 침하되는 것을 방지하며, 지반의 하중 저항력과 결속 인장력을 향상시키고 공사 후 많은 시간이 지나더라도 강력한 인장력을 유지할 수 있도록 하는 효과를 가지며, 작업이 간단 용이하여 앙카 시공 시간을 단축시켜 공기와 공사비용을 절감하는 효과를 갖으며, 기초분야 사면보강분야 터널분야 교량분야 및 철도분야 건설분야 등등 넓은 분야에 하나의 천공구에서 부품이나 장비 교환없이 굴착 작업을 진행하는 지반에서 확공 천공 및 협공 천공을 자유자재로 굴착 가능하고 토질 속에서 인장력과 전단력 압축력을 극대화할 수 있으며, 특히 지하수 개발을 위한 굴착시 암반을 접했을때 강관만을 남겨두고 비트 몸체만 굴착 진행방향으로 진행토록 함으로서 굴착 시간 및 굴착 비용을 절감할 수 있도록 함과 동시에 강관을 탈부착을 가능하도록 하면서 강관의 인발기능까지 갖추며 더나아가서, 유압 또는 공압장비에 구애됨이 없이 호환성을 갖추어 시계방향 또는 시계역방향 즉, 정역방향 어느 방향으로 회전하더라도 모두 확공 천공 및 협공 천공 즉, 굴착이 가능한 효과를 발휘하며, 기존의 다단 확공용 비트와 달리 확공 및 협공시 또는 비트 인출시 비트를 쉬프트하는 별도의 공정없이 일방향 또는 타방향으로 회전시 자연스럽게 강관용 숄더돌기와 굴착용 숄더돌기가 인입출 가능하도록 함으로서 작업의 단순성 및 편리성을 도모할 수 있도록 한 것이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않음은 물론이며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 기술적 지식을 가진 자에 의해 상기 기재된 내용으로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 수 있음은 물론이다.
따라서 본 발명에서의 기술적 사상은 아래에 기재되는 청구범위에 의해 파악되어야 하되 이의 균등 또는 등가적 변형 모두 본 발명의 기술적 사상의 범주에 속함은 자명하다 할 것이다.
삭제
10 : 확공비트 20 : 강관
30 : 케이싱 40 : 강관용숄더돌기
50 : 굴착용숄더돌기 60 : 결합통체
70 : 주동 회전축봉 80 : 피동 회전축봉
100 : 비트몸체
101 : 관통공 110 : 회전캠
111 : 캠 돌부 112 : 캠 홈부
113 : 바닥면 114 : 돌출부
115 : 절개부 120 : 숄더구동부
121 : 체결홈부 122 : 핀공
123 : 절개홈부 124 : 끼움회동홈
130 : 바닥부재 131 : 굴착면
132 : 절개홈 133 : 결합돌부
140 : 원통부재 141 : 인입출공
142 : 회동체결홈부 143 : 걸림턱
144 : 고정공 160 : 회전축부재
161 : 고정홈 162 : 체결핀
170 : 결합부재 180 : 보강부재
500 : 몸체부 501 : 회동핀
600 : 결합홈 601 : 인입출공
602 : 인입출돌부
C1, C2, C3 : 제1, 제2, 제3 커넥터 R1, R2 : 제1, 제2 로드
HM : 해머실린더 SA : 안착부재
F : 지압판 H : 천공홀
P : 고정핀 E : 지반
S : 암반 H1 : 확공부

Claims (7)

  1. 그라우팅을 위한 천공홀(H)을 형성함에 있어 선단부에는 모터축과 연결 결합되는 안착부재(SA)가 구비되며 상기 안착부재(SA)의 하단에는 제1 커넥터(C1)에 의해 제1 로드(R1)가 고정 결합되고 상기 제1 로드(R1)의 하단에는 제2 로드(R2)가 고정 결합되고 상기 제2 로드(R2)의 하단에는 제2 커넥터(C2)에 의해 해머실린더(HM)가 고정 결합되고 상기 해머실린더(HM)의 하단에는 제3 커넥터(C3)에 의해 확공비트(10)의 회전축부재(160)와 고정 결합되며 상기 확공비트(10)의 상측 외주부에 강관(20)이 결합되며 상기 강관(20)의 하단 외주면에는 케이싱(30)이 고정 결합되어 함께 굴착하되 다단으로 확공부(H1)를 천공하는 천공홀 굴착단계(S10)와, 상기 천공홀(H)을 굴착한 다음 확공비트(10)를 회수한 후 상기 강관(20) 및 케이싱(30) 내주부에는 바닥면 중앙에 나사 결합 가능하도록 결합홈(600)이 형성되어 있고 상부 외주면 3면에 인입출공(601)이 천공되어 있고 상기 인입출공(601)에는 각각 인입출돌부(602)가 구비되어 있으며 상면에는 내주부로 주동 회전축봉(70)이 결합되어 있는 결합통체(60)와 상기 결합홈(600)에 일단이 나사 결합되어 있고 타단은 상기 결합통체(60)와 결합되는 피동 회전축봉(80)으로 구성된 다단 보강재(A)를 상기 천공홀(H)에 삽입하는 삽입단계(S20)와 상기 천공홀(H)에 구비된 확공부(H1)에 상기 인입출돌부(602)를 상기 주동 회전축봉(70)을 회동하여 인출하여 상기 확공부(H1)에 밀착 결합하는 확개단계(S30)와 지면에 돌출된 각각의 주동 회전축봉(70) 마다 지압판(F)을 결합후 너트를 이용하여 고정하는 주동 회전축봉 고정단계(S40)와 상기 고정된 주동 회전축봉(70)을 철근 또는 강선(W)을 이용하여 서로 연결 텐션을 유지하는 주동 회전축봉 연결단계(S50)와 상기 연결된 주동 회전축봉(70) 상부에 소정의 두께로 콘크리트를 타설하여 상기 철근 또는 강선(W)과 주동 회전축봉(70)을 고정 결합하는 바닥면 양생단계(S60)를 포함하고,
    상기 확공비트(10)는,
    상부 외주면에는 캠 돌부(111)와 캠 홈부(112)가 교호로 구비된 회전캠(110)이 일체로 형성되어 있으며 상기 회전캠(110)의 바닥면(113)에는 돌출부(114)와 절개부(115)가 교호로 구비되어 있고 상기 바닥면(113)의 하단에는 숄더구동부(120)가 구비되어 있으며 상기 숄더구동부(120)의 하단에는 저면에 굴착면(131)이 형성되어 있는 바닥부재(130)가 구비된 비트몸체(100)와,
    상기 숄더구동부(120) 상면에 안착 결합되는 것으로 하부 가까이 외주면 3면에 천공된 인입출공(141)에는 강관용숄더돌기(40)가 인입출 가능하도록 결합되어 있고 상부 내주면에는 회전축부재(160)가 결합되어 있는 원통부재(140)와,
    상기 원통부재(140) 내주부로 삽입 결합되어 상기 회전캠(110)과 나사결합되는 결합부재(170)와,
    상기 회전캠(110)과 결합부재(170)가 나사 결합시 그 사이에 와셔역할을 하는 보강부재(180)를 포함하여 이루어진 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로드(R1,R2) 및 커넥터(C1, C2)는 복수개 이상 구비가능한 것을 특징으로 하는 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 숄더구동부(120)는,
    상기 바닥면(113)의 하단에 일체로 구비되어 있는 것으로서 원통형상으로 내주 중앙에는 관통공(101)이 상기 회전캠(110)의 상면 중앙까지 천공되어 있고 상기 관통공(101)의 바닥으로 부터 소정의 깊이로 체결홈부(121)가 구비되어 있으며 상기 체결홈부(121)의 양측에는 외주면으로 부터 관통되어 고정핀(P)이 관통 결합 가능하도록 핀공(122)이 천공되어있고 상기 체결홈부(121)의 외주면에는 절개홈부(123)가 세방향으로 구비되며 상기 절개홈부(123)의 바닥에는 끼움회동홈(124)이 각각 구비되어 있고,
    상기 바닥부재(130)는,
    상기 체결홈부(121)에 결합가능하도록 구비된 것으로서 양측면에는 상기 핀공(122)을 통해 관통된 고정핀(P)이 결합되는 절개홈(132)이 구비되어 있는 결합돌부(133)가 구비되며 상기 결합돌부(133)의 하단 저면에 굴착면(131)이 구비된 것을 포함하는 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 절개홈부(123)에 안착되어 상기 숄더구동부(120) 외주부로 인입출 가능하도록 몸체부(500)가 구비되어 있고 상기 몸체부(500)의 상면 일측에는 상기 끼움회동홈(124)에 끼워져 회동되는 회동핀(501)이 일체로 구비되어 있는 굴착용숄더돌기(50)를 포함하는 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전축부재(160)의 하부 가까이 외주면 양측에는 고정홈(161)이 절개 형성되어 있고 상기 고정홈(161)과 일치하도록 상기 원통부재(140)의 외주면에는 고정공(141)이 천공되어 상기 고정공(141)과 고정홈(161)에 체결핀(162)을 결합 고정하도록 한 것을 포함하는 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 원통부재(140)의 내주면 하단에는 상기 돌출부(114)가 안착 회동가능하도록 회동체결홈부(142)와 상기 돌출부(114)가 회동치 아니하도록 걸림턱(143)이 교호로 형성되어 있는 것을 포함하는 동시 확공이 가능한 일체화된 굴착용 건설장비를 이용한 굴착 시공방법.










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