KR102155651B1 - 파일 인양장치 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 파일 인양장치는 일단이 경사지게 형성된 복수개의 지지부가 상부면에 결합되는 파일, 상기 지지부의 하단에 배치되고 중앙부에 홈이 형성되는 판유닛 및 상기 홈에 결합되는 베이스부 및 일부에 견인장치의 훅에 걸리도록 형성되는 고리부가 구비되는 인양유닛를 포함한다.

Description

파일 인양장치 및 이를 이용한 시공방법{Pile lifting device and construction method using the same}

본 발명은 파일 인양장치 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파일에 손상을 입히지 않고 안정적으로 파일을 인양하여 시공하기 위한 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 토목 기초공사 단계에서는 지면에 여러 개의 파일을 설치하여 구조물이나 건축물 등을 지지할 수 있도록 하는 파일 시공이 이루어진다.

이러한 건설현장에서 사용되는 파일 시공을 위해 필수적으로 파일 인양이 요구된다. 예를 들어, 파일 운반, 이동 수단으로부터의 상 하차와 선적 또는 파일을 시공위치에 항타할 경우에 파일의 인양작업이 반드시 필요하다.

이와 같은 파일의 인양에는 시공성과 안정성이 매우 중요하며 이는 구조물의 지지를 위한 파일의 기능을 고려할 때 더욱 그러하다.

상기 파일의 인양을 위해서 다양한 방법이나 장치 등이 제시되어 있으며, 그 중에서 가장 대표적인 방법으로 홀치기 방법이 있다. 홀치기 방법은 지면에 고정된 파일의 상부를 와이어를 이용하여 올가미 형식으로 묶은 후, 와이어를 기중기의 훅에 연결하여 인양하는 방법이다.

그러나, 홀치기 방법은 파일의 직경이 대형이거나 파일의 길이가 길 경우 설치하기 매우 곤란하여 사용이 불가능하고, 와이어가 묶여 있는 파일부위가 변형되는 등 국부적으로 파일이 손상되는 문제가 있으며, 파일의 부식을 방지하기 위해 도포한 방청제가 와이어에 의해 벗겨지면서 표면 산화 등으로 인해 파일의 수명을 단축시키는 문제가 있으며, 특히 작업자의 부주의나 과실에 의해 와이어의 매듭이 풀어지는 경우가 빈번하여 안전사고의 위험이 매우 높은 문제점이 있다.

이 외에 파일을 인양하기 위한 장치는 파일의 직경보다 크게 구비되는 경우가 대부분이어서 파일의 직경에 맞게 형성된 지반의 구멍에 안정적으로 삽입하기 어렵다. 뿐만 아니라 위와 같은 경우, 지반의 구멍에 파일의 연속된 삽입에 있어서 파일 간 부딪힘으로 인해 파일이 손상될 위험성이 매우 큰 실정이다.

대한민국등록특허 제 10-1272430호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 파일을 안정적으로 인양할 수 있는 파일 인양장치를 제공하기 위함이다.

또한, 상기 파일 인양장치를 이용하여 지반의 구멍에 파일을 시공하는 방법을 제공하기 위함이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파일 인양장치는 일단이 경사지게 형성된 복수개의 지지부가 상부면에 결합되는 파일, 상기 지지부의 하단에 배치되고 중앙부에 홈이 형성되는 판유닛 및 상기 홈에 결합되는 베이스부 및 일부에 견인장치의 훅에 걸리도록 형성되는 고리부가 구비되는 인양유닛을 포함할 수 있다

이 때, 상기 홈은 상부 방향으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되고 상기 베이스부의 하단 폭은 상기 홈의 상단 폭보다 크게 형성되어 상기 인양유닛의 상부 방향으로의 이동을 일부 제한할 수 있다.

그리고 상기 판유닛은 상면의 일부가 함몰된 함몰부가 형성되고, 상기 함몰부는 상기 함몰부의 하면과 상기 판유닛의 상면이 경사를 이루도록 형성되어 상기 지지부가 상기 함몰부와 면접촉하도록 구비될 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파일 인양장치를 이용한 시공방법은 상기 파일 인양장치를 이용한 시공방법에 있어서, 상기 판유닛이 상기 파일의 길이 방향과 직각이 되며 상기 지지부의 하부에 위치하도록 상기 고리부에 타단이 상기 견인장치의 훅에 결합된 와이어의 일단을 체결하는 단계, 상기 파일을 시공위치까지 이동시키는 단계 및 상기 견인장치로부터 상기 인양유닛을 해체하는 단계를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 파일을 시공위치까지 이동시키는 단계는 상기 파일을 서비스 홀로 이동시키는 단계, 상기 서비스 홀에 기 위치한 파일과 상기 서비스 홀로 이동된 파일을 상호 용접하는 단계 및 상기 상호 용접된 파일을 상기 시공 홀의 저면 레벨에 위치시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 파일 인양장치 및 이를 이용한 시공방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 파일을 시공 레벨과 기초 저면 레벨의 차이에 영향을 받지 않고 파일의 설치 위치까지 안정적으로 이동시킬 수 있다.

둘째, 파일에 대한 손상없이 파일을 인양할 수 있어 구조물에 대한 신뢰성을 부여할 수 있다.

셋째, 기존의 파일에 대한 변형 없이 인양할 수 있어 간편하고 경제적이다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 파일에 본 발명의 파일 인양장치를 설치한 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 파일 인양장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 파일 인양장치를 이용한 시공방법의 순서도이다.
그리고 도 5 내지 도 8은 본 발명의 파일 인양장치를 이용한 시공방법을 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다.

또한, 본 발명의 실시 예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시 예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 파일 인양장치에 대하여 설명한다. 도 1은 파일에 본 발명의 파일 인양장치를 설치한 도면이다. 그리고 도 2 및 도 3은 본 발명의 파일 인양장치를 나타낸 도면이다.

본 발명의 파일 인양장치는 파일(10), 판유닛(100) 및 인양유닛(200)을 포함할 수 있다.

파일(10)은 PHC Pile과 같이 구조물 또는 건축물에 일반적으로 사용되는 말뚝이며 지지부(50)가 결합될 수 있다.

지지부(50)는 일단이 경사지게 형성될 수 있으며 타단은 파일(10)의 상부면에 결합되는 것이 바람직하다. 이 때, 지지부(50)는 복수개가 파일(10)의 상부면에 대향되어 결합될 수 있다.

이는 인양유닛(200)의 외력이 지지부(50)에 가해질 경우 상기 외력에 의해 지지부(50)의 변형이 있더라도 상기 인양유닛(200)이 상기 지지부(50)로부터 이탈하는 것을 방지하기 위함이다.

즉 지지부(50)는 지지부(50)의 경사진 부분이 상기 파일(10)의 상단면에 투영되었을 때 상기 지지부(50)가 상기 판유닛(100) 상에 위치하여야 한다. 그리고 지지부(50)는 지지부(50)의 경사진 부분이 상기 파일(10)의 상단면에 투영되었을 때 상기 지지부(50)가 인양유닛(200)과 간섭을 일으키지 않도록 형성될 수 있다.

이는 지지부(50)에 상기 판유닛(100)에 의해 외력이 가해질 경우 본 발명의 인양장치가 상기 인양유닛(200)에 영향을 미치지 않고 안정적으로 상기 파일(10)을 인양할 수 있게 한다.

판유닛(100)은 상기 지지부(50)의 하단에 배치되고 중앙부에 홈(120)이 형성될 수 있다.

판유닛(100)은 단면이 원형인 디스크 형상으로 구비되는 것이 바람직하다. 이는 적어도 두개의 지지부(50)가 파일(10)의 임의의 위치에 대향하며 구비되더라도 상기 판유닛(100)이 상기 지지부(50)의 하부에 배치되어 외력이 가해질 시 상기 지지부(50)에 외력을 전달하여 상기 파일(10)을 인양하기 위함이다.

다만, 지지부(50)의 위치와 무관하게 상기 판유닛(100)이 상기 지지부(50)의 하부에 위치할 수 있는 경우 이에 한정되는 것은 아니다.

인양유닛(200)은 베이스부(220) 및 고리부(240)를 포함할 수 있다.

베이스부(220)는 상기 판유닛(100)에 형성되는 홈(120)에 결합될 수 있도록 상기 홈(120)에 대응되어 형성되고, 고리부(240)는 베이스부(220)의 상면에 연장되도록 형성되어 일부가 견인장치(300)의 훅에 걸리도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기 홈(120)과 상기 베이스부(220)의 결합관계에 대하여 설명한다. 상기 베이스부(220)가 결합되는 판유닛(100)의 중앙부에 형성되는 홈(120)은 인양유닛(200)과의 결합을 위한 구성일 수 있다. 상기 홈(120)은 상기 인양유닛(200)과의 결합 및 상기 인양유닛(200)에 가해지는 외력의 크기 등을 고려하여 결정될 수 있다.

예를 들어, 상기 지지부(50)의 일단은 상기 지지부(50)가 상기 판유닛(100)으로부터 이탈하는 것을 방지하도록 상기 판유닛(100)의 상면에 수직하게 형성될 수 있다.

또한, 상기 홈(120)은 상부 방향으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되고 상기 베이스부(220)의 하단 폭은 상기 홈(120)의 상단 폭보다 크게 형성되어 상기 인양유닛(200)은 하부 방향으로의 이동은 자유로우나 상부 방향으로의 이동은 일부 제한될 수 있다.

즉 도 2에서 알 수 있듯이, 상기 홈(120)은 측면이 사다리꼴과 같은 형상으로 구비되고 상기 베이스부(220)는 이에 대응되는 형상과 크기로 구비될 수 있다.

위의 형상에 의해 상기 베이스부(220)와 상기 베이스부(220)에 연장되어 형성되는 상기 고리부(240)는 상기 판유닛(100)에 대하여 상기 판유닛(100)의 하면 방향으로의 이동은 자유로우나, 상기 판유닛(100)의 상면 방향으로의 이동은 상기 베이스부(220)에 의해 제한되어 구속될 수 있다.

그리고 상기 판유닛(100)은 상면의 일부가 함몰된 함몰부(140)가 형성되고, 상기 함몰부(140)는 상기 함몰부(140)의 하면과 상기 판유닛(100)의 상면이 경사를 이루도록 형성되어 상기 지지부(50)가 상기 함몰부(140)와 면접촉하도록 구비될 수 있다.

즉 도 3에서 알 수 있듯이, 판유닛(100)의 상면에 상기 인양유닛(200)의 둘레를 따라 함몰부(140)가 형성될 수 있다. 상기 함몰부(140)는 상기 지지부(50)의 길이와 경사지는 각도를 고려하여 적절하게 형성될 수 있다.

상기 함몰부(140)와 상기 판유닛(100)의 상면이 이루는 각도의 구배에 따라 상기 지지부(50)는 상기 함몰부(140)와 면접촉하고 이는 지지부(50)가 상기 판유닛(100)의 상면으로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

구체적으로 상기 지지부(50)는 상기 지지부(50)가 결합된 상기 파일(10)의 반대 방향으로 경사질 수 있고 상기 판유닛(100)은 상기 지지부(50)의 경사진 방향의 반대 방향으로 외력을 가함으로써 상기 파일(10)을 인양할 수 있다.

이 때, 상기 지지부(50)는 경사진 방향의 반대 방향으로 소성변형이 일어나는 경우에도 상기 지지부(50)의 상기 파일(10)의 상면에 투영된 위치가 상기 인양유닛(200)에 독립적이면서도 상기 판유닛(100) 상면에 위치할 수 있으므로 상기 파일(10)을 안정적으로 인양할 수 있다.

또한, 상기 지지부(50)는 일단이 상기 판유닛(100)과 선접촉하거나 상기 판유닛(100)의 함몰부에 의해 상기 판유닛(100)과 면접촉하여 상기 판유닛(100)으로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

도 4 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 파일 인양장치를 이용한 시공방법에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 파일 인양장치를 이용한 시공방법의 순서도이다. 그리고 도 5 내지 도 8은 본 발명의 파일 인양장치를 이용한 시공방법을 나타낸 도면이다.

본 발명의 파일 인양장치를 이용한 시공방법은 견인장치(300)와 인양장치를 결합하는 단계(S10), 파일(10)을 시공위치까지 이동시키는 단계(S20) 및 상기 견인장치(300)로부터 상기 인양장치를 해체하는 단계(S30)를 포함할 수 있다.

견인장치(300)와 인양장치를 결합하는 단계(S10)는 도 6에서 알 수 있듯이, 판유닛(100)이 파일(10)의 길이 방향과 직각이 되며 지지부(50)의 하부에 위치하도록 고리부(240)에 타단이 상기 견인장치(300)의 훅에 결합된 와이어(320)의 일단을 체결하는 단계일 수 있다.

상술한 상기 지지부(50)와 상기 판유닛(100)의 관계에 의해 상기 판유닛(100)은 상기 파일(10)에 결합되는 상기 지지부(50)의 하부에 안정적으로 위치할 수 있다.

구체적으로, 상기 고리부(240)는 반자동 샤클로 구성되어 반자동 샤클을 구성하는 삽입피스톤의 전진 후퇴에 따라 상기 견인장치(300)와 결속되거나 해체될 수 있다.

이 때, 도 5에서와 같이 상기 판유닛(100)은 상기 파일(10)의 길이 방향과 직각이 되도록 위치하는 것이 바람직하며 이는 상기 지지부(50)에 상기 견인장치(300)에 의한 외력을 균일하게 전달하여 안정적으로 파일(10)을 인양하기 위함이다.

파일(10)을 시공위치까지 이동시키는 단계(S20)는 도 8에서와 같이 파일(10)을 인양하여 지표면(A)에 홀이 굴착된 시공위치 즉, 시공 홀(C)의 저면 레벨까지 파일(10)을 이동하는 단계일 수 있다.

이 때, 상기 홀의 직경은 상기 파일(10)과 동일한 직경이 되도록 굴착될 수 있다. 이는 본 발명의 인양장치가 파일(10)을 인양하는 동안의 작업공간이 파일(10)의 외주면 안쪽에서 이루어지기 때문에 가능하다.

이를 통해 작업자는 최소한의 굴착 범위를 설정할 수 있고 파일(10)을 굴착된 홀에 삽입한 후에 다지기 공정을 최소화할 수 있다.

또한 종래의 경우 파일(10) 인양 시 작업공간이 파일(10)의 외주면 바깥쪽까지 형성되어 굴착 범위의 한계에 의해 상기 파일(10)을 지표면(A)에서 시공 홀(C)의 저면 레벨에 이르지 못하고 파일(10)을 인양장치로부터 해체해야 하는 문제가 있었다. 즉, 파일(10)이 시공 홀(C)의 저면 레벨이 아닌 굴착 범위가 허용하는 위치에서 파일(10)은 낙하되므로 파일(10)의 항타력의 크기에 따라 파일(10)은 손상을 입을 위험이 상존한다.

그러나 본 발명의 인양장치를 이용한 시공방법에 의해 파일(10)은 안정적으로 시공 홀(C)의 저면 레벨에서 파일(10)을 인양장치로부터 해체할 수 있으므로 위와 같은 문제점을 해결할 수 있다.

또한 도 7에서와 같이 파일(10)을 복수개 연결해야 하는 경우 상기 파일(10)을 시공위치까지 이동시키는 단계(S10)는 파일(10)을 서비스 홀(B)로 이동시키는 단계(S21), 복수개의 파일(10)을 상호 용접하는 단계(S22) 및 상호 용접된 파일(10)을 시공 홀(C)로 이동시키는 단계(S23)를 포함할 수 있다.

상기 파일(10)을 서비스 홀(B)로 이동시키는 단계(S21)는 본 발명의 인양장치를 이용하여 파일(10)을 용접을 위한 공간인 서비스 홀(B)로 인양하는 단계일 수 있다.

서비스 홀(B)은 작업자가 파일(10)의 용접을 용이하게 하기 위한 공간으로, 파일(10)의 길이에 따라 굴착될 수 있다.

복수개의 파일(10)을 상호 용접하는 단계(S22)는 상기 서비스 홀(B)에 기 위치한 파일(10)과 상기 서비스 홀(B)로 이동된 파일(10)을 상호 용접하는 단계일 수 있다.

그리고 상호 용접된 파일(10)을 시공 홀(C)로 이동시키는 단계(S23)는 상기 상호 용접된 파일(10)을 상기 시공 홀(C)의 저면 레벨에 위치시키는 단계일 수 있다.

견인장치(300)로부터 인양장치를 해체(S30)하는 단계는 파일(10)을 시공위치까지 이동시킨 후 인양장치를 견인장치(300)로부터 분리하는 단계일 수 있다.

상술한 바와 같이 고리부(240)가 반자동 샤클 형태로 구비되어 삽입 피스톤의 후퇴에 의해 견인장치(300)로부터 인양장치가 해체될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

10: 파일 50: 지지부
100: 판유닛 120: 홈
140: 함몰부
200: 인양유닛 220: 베이스부
240: 고리부
300: 견인장치 320: 와이어
A: 지표면
B: 서비스 홀
C: 시공 홀

Claims (5)

1. 일단이 경사지게 형성된 복수개의 지지부가 상부면에 결합되는 파일;
   상기 지지부의 하단에 배치되고 중앙부에 홈이 형성되는 판유닛; 및
   상기 홈에 결합되는 베이스부 및 일부에 견인장치의 훅에 걸리도록 형성되는 고리부가 구비되는 인양유닛을 포함하고,
   상기 홈은 상부 방향으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되고 상기 베이스부의 하단 폭은 상기 홈의 상단 폭보다 크게 형성되어 상기 인양유닛의 상부 방향으로의 이동을 일부 제한하며,
   상기 판유닛은 상면의 일부가 함몰된 함몰부가 형성되고, 상기 함몰부는 상기 함몰부의 하면과 상기 판유닛의 상면이 경사를 이루도록 형성되어 상기 지지부가 상기 함몰부와 면접촉하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 파일 인양장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항의 파일 인양장치를 이용한 시공방법에 있어서,
   상기 판유닛이 상기 파일의 길이 방향과 직각이 되며 상기 지지부의 하부에 위치하도록 상기 고리부에 타단이 상기 견인장치의 훅에 결합된 와이어의 일단을 체결하는 단계;
   상기 파일을 시공위치까지 이동시키는 단계; 및
   상기 견인장치로부터 상기 인양유닛을 해체하는 단계;
   를 포함하는 파일 인양장치를 이용한 시공방법.
   
   
5. 삭제

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