KR102231581B1 - 중대형 금생수 회전관입 말뚝 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중대형 금생수 회전관입 말뚝 시공 방법에 관한 것으로, 말뚝 본체의 직경이 100mm 이상이고 나선형 날개의 직경이 250mm 이상인 중대형 말뚝에 적합하며, 회전관입말뚝과 하부 연장말뚝 및 상부 연장말뚝의 결합이 현장 용접 없이 신속하고 견고하게 이루어지게 하여 시공 시간을 단축할 수 있고, 회전관입말뚝의 하단이 설계깊이에 이르고 회전척에 걸리는 토크 값이 설계 토크 값에 이르면 회전관입이 종료되도록 하며, 회전관입말뚝의 하단이 설계깊이에 이르지 않은 상태에서 회전척에 걸리는 토크 값이 말뚝의 비틀림 강도를 초과할 정도로 크고 1회전 당 관입량이 나선형 날개의 두께 미만으로 되면 회전관입이 종료되도록 하여 과도한 관입으로 인한 말뚝의 변형과 파손을 방지할 수 있도록 한 것이다.

Description

중대형 금생수 회전관입 말뚝 시공 방법{Construction method for medium and large rotational penetration pile}

본 발명은 중대형 금생수 회전관입 말뚝 시공 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 말뚝 본체의 직경이 100mm 이상이고 나선형 날개의 직경이 250mm 이상인 중대형 말뚝에 적합하며, 회전관입말뚝과 하부 연장말뚝 및 상부 연장말뚝의 결합이 현장 용접 없이 신속하고 견고하게 이루어지게 하여 시공 시간을 단축할 수 있으며, 회전관입말뚝의 하단이 설계깊이에 이르고 회전척에 걸리는 토크 값이 설계 토크 값에 이르면 회전관입이 종료되도록 하여 과도한 관입으로 인한 말뚝의 변형과 파손을 방지할 수 있도록 하고, 회전관입말뚝의 하단이 설계깊이에 이르지 않은 상태에서 회전척에 걸리는 토크 값이 말뚝의 비틀림 강도를 초과할 정도로 크고 1회전 당 관입량이 나선형 날개의 두께 미만으로 되면 회전관입이 종료되도록 하여 과도한 관입으로 인한 말뚝의 변형과 파손을 방지할 수 있도록 하고, 최대토크비 값, 토크 값, 압입속도 값, 압입력 값, 회전속도 값 및 관입깊이 값을 미리 설정하고, 회전관입이 진행되는 과정에서 측정되는 토크 측정값, 압입속도 측정값, 압입력 측정값, 회전속도 측정값, 관입깊이 측정값 및 누적회전수 산출값에 따라 회전관입 중지 시점과 말뚝의 연결 시점을 알림과 아울러 회전관입이 중지되도록 함으로써 회전관입 시공이 효율적으로 이루어질 수 있도록 한 중대형 금생수 회전관입 말뚝 시공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 기초는 지반에 설치되어 상부 구조물의 하중을 지지하는 것으로, 얕은 기초와 깊은 기초가 있다.

깊은 기초는 상부 지층이 연약 층이거나 압축성이 커서 지지층으로 부적합한 경우 이용되는 것으로 이러한 깊은 기초는 말뚝(pile) 기초, 피어 기초, 케이슨 기초 등으로 분류된다.

말뚝 기초를 시공하는 방법에는 파일을 수직으로 세운 후에 위에서 파일의 상단을 파격하여 지반에 관입하는 타입 공법과, 지반을 굴착하여 굴착공을 형성한 후에 굴착공에 파일을 삽입하는 매입 공법이 있다.

타입 공법은 파일이 지반에 관입될 때에 주변 지반의 흙을 밀어내며 관입되기 때문에 주변 기반과의 마찰력에 의하여 기 지지력이 뛰어난 장점이 있다.

그러나 타입 공법은 파일의 상단을 타격하여 관입하는 것이기 때문에 파일의 상단이 손상되기 쉽고, 타격시의 소음과 진동으로 인하여 도심지에서의 사용이 제한되는 단점이 있다.

상기 타입 공법과는 다르게 원지반을 천공하여 기성말뚝을 매입하는 종래의 매입공법은 천공장비를 이용하여 지지층의 지반까지 천공 후, 천공장비의노즐을 이용하여 선단용 그라우트를 실시한다.

매입 공법은 천공으로 인한 슬러지 등이 외부로 배출되지 않고 말뚝 선단 지지층에 약 50~100cm 가량 가라앉아 있어 말뚝의 설계지지력을 발휘하기에 곤란한 문제점이 있다.

상기 문제점을 내포하고 있음에도 불구하고 매입 공법은 강관말뚝의 시공 시 발생하는 소음과 진동을 배제할 수 있다는 장점이 있어 현재 국내에서 널리 사용되고 있다.

종래 선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-1144312호(2012.05.11. 공고) "강관말뚝 선단확대장치 및 그를 이용한 강관말뚝 시공방법"(이하, '선행기술 1'이라 함)에서는 강관 말뚝의 선단부를 확장하기 위한 확대장치가 장착된 강관말뚝을 회전, 압입에 의해 관입시키고, 강관 내부는 오거가 구비됨으로써 중굴 굴착을 통해 내부 천공하여 진동 및 소음의 발생을 억제하고, 강관 말뚝 관입 시공의 효율성을 향상시킬 수 있는 시공방법이 제안되어 있다.

그러나 상기 공법은 반원 디스크판이 강관 말뚝 몸체 선단에 용접 결합되어 있기 때문에 반원 디스크판이 회전하여 선단 확장시공을 이루게 되면, 하중량이 많아지게 되어 강관 말뚝 몸체 선단에서 탈락되어 선단 확장 시공이 원활하게 이루어지지 않게 되는 문제가 발생하게 된다.

또한 상기 공법은 필수적으로 오거를 이용하여야 하기 때문에 작업과정이 매우 복잡함은 물론 그로 인한 시공비가 상승하는 문제가 발생하게 된다.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-2097904호(2020.04.06. 공고) "회전형 강관말뚝"(이하, '선행기술 2'라 함)은 원형의 단면을 갖는 중공의 본체부, 상기 본체부의 선단부에 마련되는 나선형 날개를 갖는 회전형 강관말뚝에 있어서, 상기 나선형 날개는 상기 나선형 날개의 일측에 마련되는 제1 날개부와 상기 나선형 날개의 타측에 마련되는 제2 날개부를 포함하고, 상기 본체부의 최하단에는 상기 본체부의 하부로 돌출되는 비트날부가 마련되며, 상기 제1 및 제2 날개부의 하단부에는 미리 설정된 각도의 경사날부가 마련되며, 상기 제1 날개부의 최상단에 마련된 마감부와 상기 제2 날개부의 경사날부는 서로 대응하는 각도로 마련되면서 최대 높이로 이격되며, 상기 제1 날개부의 경사날부와 상기 제2 날개부의 마감부는 서로 대응하는 각도로 마련되어 최대 높이로 이격되고, 상기 비트날부는 상기 본체부의 최하단의 외측에 다수 개로 마련되되, 상기 본체부의 최하단부의 외측에 용접되는 상단부와 상기 제1 및 제2 날개부의 하단부보다 더 하부로 돌출되는 하단부를 포함하며, 상기 비트날부는 상기 본체부의 하단 원주의 내측과 외측방향으로 톱니 형식으로 각각 교번하도록 배치되되, 어느 하나의 비트날부의 상단부는 상기 본체부의 미리 설정된 위치에 배치되고 상기 어느 하나의 비트날부의 하단부는 하단 원주의 내측으로 치우쳐 배치되고, 인접한 비트날부의 상단부는 상기 본체부의 미리 설정된 위치에 배치되되 상기 인접한 비트날부의 하단부는 하단 원주의 외측으로 치우쳐 배치되고, 상기 비트날부는 단면이 원형 혹은 타원형으로 마련되고, 상기 비트날부의 길이방향을 따라 전체적으로 양단으로 갈수록 폭이 좁아지고 단면적이 작아지는 타원체형상으로 마련되며, 상기 비트날부의 일단에는 절개경사부가 마련되며, 상기 절개경사부는 전면과 배면으로 면의 형상으로 절개되며, 상기 절개경사부는 경사가 상이한 다수개의 면이 연결되어 형성되는 것을 특징으로 하는 회전형 강관말뚝의 구성을 개시하고 있다.

통상적으로 강관말뚝의 시공깊이는 십수 미터에서 수십 미터에 이르며, 하나의 강관말뚝으로 시공하는 데에는 많은 제약이 뒤따르기 때문에 비트날부와 나선형 날개가 구비된 회전관입말뚝과 비트날부와 나선형 날개가 구비되지 않은 연장말뚝을 연결하여 설계 관입깊이에 강관말뚝을 관입할 수 있도록 하고 있다.

회전관입말뚝과 연장말뚝을 연결하기 위해서는 현장에서 회전관입말뚝의 상단에 연장말뚝의 하단을 용접하여야 하며, n개의 말뚝이 사용되는 경우 n-1번의 용접작업을 해야 하므로 현장에서의 강관말뚝 연결작업 시간이 길어지고 그 만큼 관입 시공 시간이 길어지게 되며, 용접부위의 검사를 진행하지 않는 경우 용접품질을 보장할 수 없어 용접불량에 의한 연결부위 분리 등 문제가 발생할 수 있다.

또한 용접품질을 보장하기 위하여 용접에 의해 연결한 후 용접부위의 검사를 진행하는 경우 그 만큼 현장에서의 강관말뚝 연결작업 시간이 길어지게 되어 강관말뚝의 관입 시공 시간이 더욱 길어지게 되는 문제가 있다.

또한 강관말뚝의 외경에 대응하는 내경을 가지는 소켓의 하반부에 하부 강관말뚝의 상단을 삽입하고, 소켓의 상반부에 상부 강관말뚝의 하단을 삽입하여, 하부 강관말뚝의 상단부와 상부 강관말뚝의 하단부 및 소켓에 볼트를 관통시키고, 너트를 체결하는 것에 의하여 하부 강관말뚝과 상부 강관말뚝을 연결하는 경우 하부 강관말뚝과 소켓이 하나의 볼트와 너트에 의해 결합되고, 상부 강관말뚝과 소켓이 하나의 볼트와 너트에 의해 결합되므로 소켓에 의한 하부 강관말뚝과 상부 강관말뚝의 결합강도가 충분하지 못하게 되는 문제점이 있다.

또한 소켓과 하부 강관말뚝, 소켓과 상부 강관말뚝에 높이를 달리하여 2개씩의 볼트를 관통시켜 너트를 체결하는 경우 하부 강관말뚝 결합부와 상부 강관말뚝 결합부의 위치가 밑으로 내려가야 하며, 이와 같이 결합부의 위치가 변경되면 하부 강관말뚝과 상부 강관말뚝을 회전관입장비의 회전척에 결합할 수 없게 된다.

또한 1차로 회전관입말뚝이 회전관입되어 회전관입말뚝의 상단이 하부 연장말뚝을 연결할 수 있는 높이에 이르면, 조정자 또는 관리자가 육안으로 확인하고 판단하여 1차 회전관입을 중지하며, 회전관입말뚝의 상단에 하부 연장말뚝을 연결하고, 하부 연장말뚝의 상단을 회전척에 결합하여 2차로 하부 연장말뚝과 회전관입말뚝을 회전관입하며, 하부 연장말뚝의 상단이 상부 연장말뚝을 연결할 수 있는 높이에 이르면, 조정자 또는 관리자가 육안으로 확인하고 판단하여 2차 회전관입을 중지하며, 하부 연장말뚝의 상단에 상부 연장말뚝을 연결하고, 상부 연장말뚝과 하부 연장말뚝 및 회전관입말뚝을 3차로 회전관입하며, 상부 연장말뚝의 상단 높이를 조정자 또는 관리자가 육안으로 확인하고 판단하여 최종 회전관입을 종료하게 되는데 1차 회전관입 중지 및 회전관입말뚝과 하부 연장말뚝의 연결 시점과, 2차 회전관입 중지 및 하부 연장말뚝의 연결 시점 및, 회전관입 종료 시점을 조정자 또는 관리자의 육안 확인과 판단에 의존하기 때문에 회전관입 시공이 효율적으로 진행되지 않게 되는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1144312호(2012.05.11. 공고) "강관말뚝 선단확대장치 및 그를 이용한 강관말뚝 시공방법" 대한민국 등록특허 제10-2097904호(2020.04.06. 공고) "회전형 강관말뚝"

따라서 본 발명의 목적은 말뚝 본체의 직경이 100mm 이상이고 나선형 날개의 직경이 250mm 이상인 중대형 말뚝에 적합하며, 회전관입말뚝과 하부 연장말뚝 및 상부 연장말뚝의 결합이 현장 용접 없이 신속하고 견고하게 이루어지게 하여 시공 시간을 단축할 수 있도록 한 중대형 금생수 회전관입 말뚝 시공 방법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 회전관입말뚝의 하단이 설계깊이에 이르고 회전척에 걸리는 토크 값이 설계 토크 값에 이르면 회전관입이 종료되도록 하여 과도한 관입으로 인한 말뚝의 변형과 파손을 방지할 수 있도록 한 중대형 금생수 회전관입 말뚝 시공 방법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 회전관입말뚝의 하단이 설계깊이에 이르지 않은 상태에서 회전척에 걸리는 토크 값이 말뚝의 비틀림 강도를 초과할 정도로 크고 1회전 당 관입량이 나선형 날개의 두께 미만으로 되면 회전관입이 종료되도록 하여 과도한 관입으로 인한 말뚝의 변형과 파손을 방지할 수 있도록 한 중대형 금생수 회전관입 말뚝 시공 방법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 최대토크비 값, 토크 값, 압입속도 값, 압입력 값, 회전속도 값 및 관입깊이 값을 미리 설정하고, 회전관입이 진행되는 과정에서 측정되는 토크 측정값, 압입속도 측정값, 압입력 측정값, 회전속도 측정값, 관입깊이 측정값 및 누적회전수 산출값에 따라 회전관입 중지 시점과 말뚝의 연결 시점을 알림과 아울러 회전관입이 중지되도록 함으로써 회전관입 시공이 효율적으로 이루어질 수 있도록 한 중대형 회전말뚝 시공 방법을 제공하려는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 강관으로 된 회전관입말뚝 본체와, 상기 회전관입말뚝 본체의 상단에 하부에서 근접한 위치에 돌출된 회전관입말뚝 결합부와, 상기 회전관입말뚝 본체의 하단에 결합된 비트날부 및 상기 회전관입말뚝 본체의 하부에 상부에서 근접한 위치에 결합된 회전날개가 구비된 회전관입말뚝과; 강관으로 이루어진 연장말뚝 본체와, 상기 연장말뚝 본체의 상단에 하부에서 근접한 위치에 하부 연장말뚝 결합부가 구비된 하부 연장말뚝과; 강관으로 이루어진 연장말뚝 본체와, 상기 연장말뚝 본체의 상단에 하부에서 근접한 위치에 하부 연장말뚝 결합부가 구비된 하부 연장말뚝; 및 리드와, 상기 리드에 승강 가능하게 설치되는 승강압입장치와, 상기 승강압입장치의 하단에 구비된 회전척 및 말뚝가이드가 구비되는 회전관입장비가 준비되는 제1 공정과; 상기 회전척에 회전관입말뚝 결합부가 결합되는 제2 공정과; 상기 회전척이 회전되고 회전관입말뚝이 지반에 회전관입되는 제3 공정과; 상기 회전관입말뚝이 완전히 관입되기 전에 회전관입이 정지되고, 상기 회전관입말뚝 결합부에서 회전척이 분리되며, 승강압입장치와 말뚝가이드가 상승되는 제4 공정과; 상기 회전관입말뚝 본체의 상단에 하부 연장말뚝 본체의 하단이 결합되는 제5 공정과; 상기 회전척에 하부 연장말뚝 결합부가 결합되는 제6 공정과; 상기 회전척이 회전되고 하부 연장말뚝과 회전관입말뚝이 회전관입되는 제7 공정과; 상기 하부 연장말뚝이 완전히 관입되기 전에 회전관입이 정지되고, 하부 연장말뚝 결합부에서 회전척이 분리되며, 승강압입장치와 말뚝가이드가 상승되는 제8 공정과; 상기 하부 연장말뚝 본체의 상단에 상부 연장말뚝의 하단이 결합되는 제9 공정과; 상기 회전척에 상부 연장말뚝 결합부가 결합되는 제10 공정과; 상기 회전척이 회전되고 상부 연장말뚝과 하부 연장말뚝 및 회전관입말뚝이 회전관입되는 제11 공정; 및 관입깊이가 설정된 관입깊이에 이르면, 상부 연장말뚝 결합부에서 회전척이 분리되며, 승강압입장치와 말뚝가이드가 상승되어 관입이 종료되는 제12 공정;을 포함하며, 상기 회전관입말뚝 본체의 상단에 하부 연장말뚝 본체의 하단을 결합하는 제5 공정은 상기 회전관입말뚝 본체의 상단에 공장에서 미리 용접되며 복수개의 볼트관통공이 형성된 회전관입말뚝 상단결합링에 상기 하부 연장말뚝 본체의 하단에 공장에서 미리 용접되며 외경이 회전관입말뚝 상단결합링의 내경보다 작은 외경을 가지며 상기 회전관입말뚝 상단결합링의 볼트관통공에 대응하는 복수개의 볼트체결공이 형성된 하부 연장말뚝 하단결합링을 삽입하고, 상기 회전관입말뚝 상단결합링의 복수개의 볼트관통공에 결합볼트를 관통시켜 상기 하부 연장말뚝 하단결합링의 볼트체결공에 체결하는 단계를 포함하고, 상기 하부 연장말뚝 본체의 상단에 상부 연장말뚝 본체의 하단을 결합하는 제9 공정은 상기 하부 연장말뚝 본체의 상단에 공장에서 미리 용접되며 복수개의 볼트관통공이 형성된 하부 연장말뚝 상부결합링에, 상기 상부 연장말뚝 본체의 하단에 공장에서 미리 용접되며 외경이 하부 연장말뚝 상부결합링의 내경보다 작은 외경을 가지며 상기 하부 연장말뚝 상부결합링의 볼트관통공에 대응하는 복수개의 볼트체결공이 형성된 상부 연장말뚝 하단결합링을 삽입하여 상기 하부 연장말뚝 상단결합링의 볼트관통공에 결합볼트를 관통시켜 상기 상부 연장말뚝 하단결합링의 볼트체결공에 체결하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 중대형 금생수 회전관입 말뚝 시공 방법을 제공한다.

상기 제5 공정은, 하부 연장말뚝 본체의 하단에 결합된 하부 연장말뚝 하단결합링이 회전관입말뚝 상단결합링에 삽입되고, 복수개의 볼트관통공에 결합볼트에 관통되는 복수개의 볼트체결공에 체결되며, 하부 연장말뚝 하단결합링의 볼트체결공이 형성된 부분의 외주부에 절취홈이 형성되고, 이 절취홈에 조임너트가 삽입되어 결합볼트가 볼트체결공과 함께 조임너트에도 체결되며, 이 과정에서 조임너트가 회전관입말뚝 상단결합링의 내주면에 조여지게 되어 회전관입말뚝 상단결합링과 하부 연장말뚝 하단결합링의 결합이 더욱 견고하게 이루어짐과 아울러 조임너트가 로크너트 역할을 하게 되어 결합볼트가 풀리지 않게 될 수 있다.

상기 제9 공정은, 상부 연장말뚝 본체의 하단에 결합된 상부 연장말뚝 하단결합링이 하부 연장말뚝 상단결합링에 삽입되고, 복수개의 볼트관통공에 관통되는 복수개의 결합볼트가 복수개의 볼트체결공에 체결되며, 상부 연장말뚝 하단결합링의 볼트체결공이 형성된 부분의 외주부에 절취홈이 형성되고, 이 절취홈에 조임너트가 삽입되어 결합볼트가 볼트체결공과 함께 조임너트에도 체결되며, 이 과정에서 조임너트가 하부 연장말뚝 상단결합링의 내주면에 조여지게 되어 하부 연장말뚝 상단결합링과 상부 연장말뚝 하단결합링의 결합이 더욱 견고하게 이루어짐과 아울러 조임너트가 로크너트 역할을 하게 되어 결합볼트가 풀리지 않게 될 수 있다.

활성화되었을 때 최대토크비 설정값, 토크 설정값, 압입속도 설정값, 압입력 설정값, 회전속도 설정값 및, 1차 관입깊이 설정값과 2차 관입깊이 설정값, 최종 관입깊이 설정값이 설정되는 설정화면과, 회전관입이 시작되면 토크 측정값, 압입속도 측정값, 압입력 측정값, 회전속도 측정값, 관입깊이 측정값 및 누적회전수 산출값이 표시되는 관입상황표시화면이 터치패널에 표시되는 어플리케이션이 설치된 조종실 단말과; 활성화되었을 때 최대토크비 값, 토크 값, 압입속도 값, 압입력 값, 회전속도 값 및 관입깊이 값이 설정되는 설정화면이 표시되며, 회전관입이 시작되면 토크 측정값, 압입속도 측정값, 압입력 측정값, 회전속도 측정값, 관입깊이 측정값 및 누적회전수 산출값이 표시되는 관입상황표시화면이 터치패널에 표시되는 어플리케이션이 설치된 관리자 단말과; 토크를 측정하는 토크 측정부, 압입속도를 측정하는 압입속도 측정부, 압입력을 측정하는 압입력 측정부, 회전속도를 측정하는 회전속도 측정부 및 관입깊이를 측정하는 관입깊이 측정부를 구비하는 측정부와; 상기 회전관입장비의 제어장치에 연결됨과 아울러 조종사 단말과 유선통신 가능하게 연결되고, 상기 관리자 단말에 블루투스 통신과 인터넷통신을 포함하는 무선통신 가능하게 연결되며, 상기 회전관입장비의 최대토크 값과, 상기 최대토크비 설정값, 토크 설정값, 압입속도 설정값, 압입력 설정값, 회전속도 설정값 및 관입깊이 설정값과, 토크 측정값, 압입속도 측정값, 압입력 측정값, 회전속도 측정값, 관입깊이 측정값 및 누적회전수 산출값이 저장되는 관리서버와; 상기 회전관입장비의 제어장치에 연결됨과 아울러 토크 측정부에서 전달되는 토크 측정값, 압입속도 측정부에서 전달되는 압입속도 측정값, 압입력 측정부에서 전달되는 압입력 측정값, 회전속도 측정부에서 전달되는 회전속도 측정값, 관입깊이 측정부에서 전달되는 관입깊이 측정값이 조종실 단말과 관리자 단말의 관입상황표시화면에 표시되도록 하며, 상기 토크 측정값이 토크 설정값보다 크거나 같거나 회전관입장비의 최대 토크값에 최대토크비값을 곱한 값보다 크거나 같으면 관입상황표시화면의 토크 표시부가 적색으로 점멸 표시되도록 하는 토크 경보 제어명령을 출력함과 아울러 회전척의 회전이 정지되도록 하는 회전척 정지 제어명령을 출력하고, 상기 압입속도 측정값이 압입속도 설정값보다 크거나 같으면 관입상황표시화면의 압입속도 표시부가 적색으로 점멸 표시되도록 하는 압입속도 경보 제어명령을 출력함과 아울러 승강압입장치의 압입속도가 감속되도록 하는 압입속도 감속 제어명령을 출력하며, 상기 압입력 측정값이 압입력 설정값보다 크거나 같으면 관입상황표시화면의 압입력 표시부가 적색으로 점멸 표시되도록 하는 압입력 경보 제어명령을 출력함과 아울러 승강압입장치의 압입력이 감소되도록 하는 압입력 감소 제어명령을 출력하고, 상기 관입깊이 측정값이 1차 관입깊이 설정값보다 크거나 같으면 관입상황표시화면의 관입깊이 표시부가 적색으로 점멸 표시되도록 하는 관입깊이 경보 제어명령을 출력함과 아울러 승강압입장치의 압입과 회전척의 회전이 정지되도록 하는 1차 관입 정지 제어명령을 출력하며, 상기 관입깊이 측정값이 2차 관입깊이 설정값보다 크거나 같으면 관입상황표시화면의 관입깊이 표시부가 적색으로 점멸 표시되도록 하는 관입깊이 경보 제어명령을 출력함과 아울러 승강압입장치의 압입과 회전척의 회전이 정지되도록 하는 2차 관입 정지 제어명령을 출력하고, 상기 관입깊이 측정값이 최종 관입깊이 설정값보다 크거나 같으면 관입상황표시화면의 관입깊이 표시부가 적색으로 점멸 표시되도록 하는 관입깊이 경보 제어명령을 출력함과 아울러 승강압입장치의 압입과 회전척의 회전이 정지되도록 하는 최종 관입 정지 제어명령을 출력하는 제어부;를 포함하는 관입관리수단을 더 포함하며, 상기 제1 공정에서, 조종실 단말과 관리자 단말의 어플리케이션이 활성화되어 터치패널에 설정화면이 표시되면, 최대토크비 설정값, 토크 설정값, 압입속도 설정값, 압입력 설정값, 회전속도 설정값 및, 1차 관입깊이 설정값과 2차 관입깊이 설정값, 최종 관입깊이 설정값이 설정되고, 설정된 최대토크비 설정값, 토크 설정값, 압입속도 설정값, 압입력 설정값, 회전속도 설정값 및, 1차 관입깊이 설정값과 2차 관입깊이 설정값, 최종 관입깊이 설정값은 제어부의 제어명령에 의하여 관리서버에 저장되며, 상기 제3 공정과 7 공정 및 제11 공정에서, 토크 측정부, 압입속도 측정부, 압입력 측정부, 회전속도 측정부 및 관입깊이 측정부에서 측정된 관업깊이 측정값, 압입속도 측정값, 토크 측정값, 압입력 측정값, 회전속도 측정값이 제어부에 전달되고, 제어부가 관입상황표시 제어명령을 출력하며, 제어부의 관입상황표시 제어명령에 따라 조종실 단말과 관리자 단말의 터치패널의 관입상황표시화면에 관입깊이 측정값, 압입속도 측정값, 토크 측정값, 압입력 측정값, 회전속도 측정값이 표시되고, 제4 공정과 제8 공정 및 제12 공정에서, 제어부는 관입깊이 측정값이 관입깊이 설정값보다 크거나 같으면 관입상황표시화면의 관입깊이 표시부가 적색으로 점멸 표시되도록 하는 관입깊이 경보 제어명령을 출력함과 아울러 승강압입장치의 압입과 회전척의 회전이 정지되도록 하는 관입 정지 제어명령을 출력하며, 제어부의 관입깊이 경보 제어명령에 따라 조종실 단말과 관리자 단말의 터치패널의 관입상황표시화면의 관입깊이 표시부가 적색으로 점멸하고, 제어부의 1차 관입 정지 제어명령에 따라 승강압입장치의 압입과 회전척의 회전이 정지되어 1차 관입이 정지되도록 제어될 수 있다.

상기 제3 공정과 제7 공정 및 제11 공정에서 토크 측정값이 관리서버에 저장된 최대토크 설정값보다 크거나 같으면, 제어부는 관입깊이 측정값과는 무관하게 관입 중지 제어명령을 출력하게 되고, 제어부의 관입 중지 제어명령에 따라 승강압입장치의 하강압입과 회전척의 회전이 정지되어 관입이 중지될 수 있다.

상기 제어부는 압입속도 측정값과 회전속도 측정값 및 관입깊이 측정값을 연산하여 1회전 당 관입깊이가 나선형 날개의 두께 미만이면, 관입 중지 제어명령을 출력하고, 제어부의 관입 중지 제어명령에 따라 승강압입장치의 하강압입과 회전척의 회전이 정지되어 관입이 중지될 수 있다.

본 발명의 중대형 금생수 회전관입 말뚝 시공 방법에 의하면 회전관입말뚝 본체의 상단에 하부 연장말뚝 본체의 하단을 결합하는 공정에서, 하부 연장말뚝 본체의 하단에 결합된 하부 연장말뚝 하단결합링이 회전관입말뚝 상단결합링에 삽입되고, 복수개의 볼트관통공에 결합볼트에 관통되는 복수개의 볼트체결공에 체결되며, 하부 연장말뚝 하단결합링의 볼트체결공이 형성된 부분의 외주부에 절취홈이 형성되고, 이 절취홈에 조임너트가 삽입되어 결합볼트가 볼트체결공과 함께 조임너트에도 체결되며, 이 과정에서 조임너트가 회전관입말뚝 상단결합링의 내주면에 조여지게 되어 회전관입말뚝 상단결합링과 하부 연장말뚝 하단결합링의 결합이 더욱 견고하게 이루어짐과 아울러 조임너트가 로크너트 역할을 하게 되어 결합볼트가 풀리지 않게 되어 회전관입말뚝과 하부 연장말뚝 및 상부 연장말뚝의 결합이 견고하게 이루어지며, 말뚝 본체의 직경이 100mm 이상이고 나선형 날개의 직경이 250mm 이상인 중대형 말뚝에 적합하게 된다.

또한 본 발명의 중대형 금생수 회전관입 말뚝 시공 방법에 의하면 하부 연장말뚝 본체(210)의 상단에 상부 연장말뚝(300)의 하단이 결합되는 공정에서, 상부 연장말뚝 본체(310)의 하단에 결합된 상부 연장말뚝 하단결합링(350)이 하부 연장말뚝 상단결합링(260)에 삽입되고, 복수개의 볼트관통공(261)에 관통되는 복수개의 결합볼트(B2)가 복수개의 볼트체결공(351)에 체결되며, 상부 연장말뚝 하단결합링(350)의 볼트체결공(351)이 형성된 부분의 외주부에 절취홈(352)이 형성되고, 이 절취홈(232)에 조임너트(N2)가 삽입되어 결합볼트(B2)가 볼트체결공(351)과 함께 조임너트(N2)에도 체결되며, 이 과정에서 조임너트(N2)가 하부 연장말뚝 상단결합링(260)의 내주면에 조여지게 되어 하부 연장말뚝 상단결합링(260)과 상부 연장말뚝 하단결합링(350)의 결합이 더욱 견고하게 이루어짐과 아울러 조임너트(N2)가 로크너트 역할을 하게 되어 결합볼트(B2)가 풀리지 않게 되어 회전관입말뚝과 하부 연장말뚝 및 상부 연장말뚝의 결합이 견고하게 이루어지며, 말뚝 본체의 직경이 100mm 이상이고 나선형 날개의 직경이 250mm 이상인 중대형 말뚝에 적합하게 된다.

또한 본 발명의 중대형 금생수 회전관입 말뚝 시공 방법에 의하면 최대토크비 값, 토크 값, 압입속도 값, 압입력 값, 회전속도 값 및 관입깊이 값을 미리 설정하고, 회전관입이 진행되는 과정에서 측정되는 토크 측정값, 압입속도 측정값, 압입력 측정값, 회전속도 측정값, 관입깊이 측정값 및 누적회전수 산출값에 따라 회전관입 중지 시점과 말뚝의 연결 시점을 알림과 아울러 회전관입이 중지되도록 함으로써 회전관입 시공이 효율적으로 이루어질 수 있으며, 과도한 관입으로 인한 말뚝의 변형과 파손을 방지할 수 있다.

또한 본 발명의 중대형 금생수 회전관입 말뚝 시공 방법에 의하면 회전관입말뚝의 하단이 설계깊이에 이르지 않은 상태에서 회전척에 걸리는 토크 값이 말뚝의 비틀림 강도를 초과할 정도로 크고 1회전 당 관입량이 나선형 날개의 두께 미만으로 되면 회전관입이 종료되도록 하여 과도한 관입으로 인한 말뚝의 변형과 파손을 방지할 수 있다.

도 1 내지 도 22는 본 발명에 사용되는 회전관입말뚝의 바람직한 제1 실시예를 보인 것으로,
도 1은 회전관입말뚝과 하부 연장말뚝 및 상부 연장말뚝을 보인 사시도,
도 2는 회전관입말뚝을 하단부를 보인 본 확대 저면 사시도,
도 3은 회전관입말뚝의 하단부를 보인 확대 저면도,
도 4는 회전관입말뚝의 정면도,
도 5는 회전관입말뚝 본체의 상단에 결합되는 회전관입말뚝 상단결합링을 보인 부분 절개 사시도,
도 6은 하부 연장말뚝 본체의 하단과 상단에 결합되는 하부 연장말뚝 하단결합링과 하부 연장말뚝 상단결합링을 보인 부분 절개 사시도,
도 7은 상부 연장말뚝 본체의 하단에 결합되는 상부 연장말뚝 하단결합링을 보인 부분 절개 사시도,
도 8은 제어수단의 기능 블록도,
도 9는 작업자 확인창과 관리자 단말기에 표시되는 설정 및 표시화면을 보인 도면,
도 10은 작업자 확인창과 관리자 단말기에 표시되는 작업현황 표시화면을 보인 도면,
도 11 내지 도 22는 본 발명의 중대형 금생수 회전관입 말뚝 시공 방법의 공정도를 보인 것으로,
도 11은 회전관입말뚝과 하부 연장말뚝과 상부 연장말뚝 및 오거 장비가 준비되는 제1 공정을 보인 측면도,
도 12는 회전척에 회전관입말뚝이 결합되는 제2 공정을 보인 측면도,
도 13은 회전관입말뚝이 지반에 회전관입되는 제3 공정을 보인 측면도,
도 14는은 회전관입말뚝의 회전관입이 정지되고 회전관입말뚝 결합부에서 회전척이 분리되며, 승강압입장치와 말뚝가이드가 상승되는 제4 공정을 보인 측면도,
도 15는 회전관입말뚝 본체의 상단에 하부 연장말뚝의 하단이 결합되는 제5 공정을 보인 측면도,
도 16은 하부 연장말뚝 결합부가 회전척에 결합되는 제6 공정을 보인 측면도,
도 17은 하부 연장말뚝과 회전관입말뚝이 지반에 회전관입되는 제7 공정을 보인 측면도,
도 18은 하부 연장말뚝과 회전관입말뚝의 회전관입이 정지되고 하부 연장말뚝 결합부에서 회전척이 분리되며, 승강압입장치와 말뚝가이드가 상승되는 제8 공정을 보인 측면도,
도 19는 하부 연장말뚝 본체의 상단에 상부 연장말뚝 본체의 하단이 결합되는 제9 공정을 보인 측면도,
도 20은 상부 연장말뚝 결합부가 회전척에 결합되는 제10 공정을 보인 측면도,
도 21은 상부 연장말뚝과 하부 연장말뚝 및 회전관입말뚝이 지반에 회전관입되는 제11 공정을 보인 측면도,
도 22는 회전관입이 종료되고 상부 연장말뚝 결합부에서 회전척이 분리되며, 승강압입장치와 말뚝가이드가 상승되는 제12 공정을 보인 측면도이다.

이하, 본 발명에 의한 중대형 금생수 회전관입 말뚝 시공 방법을 첨부도면에 예시한 바람직한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 22는 본 발명에 의한 중대형 금생수 회전관입 말뚝 시공 방법의 바람직한 실시예를 보인 것이다.

도 1은 본 발명에 사용되는 회전관입말뚝을 말뚝을 보인 것으로, 강관으로 이루어지는 회전관입말뚝 본체(110)와, 상기 회전관입말뚝 본체(110)의 상단에 돌출되는 회전관입말뚝 결합부(120)와, 상기 회전관입말뚝 본체(110)의 하단에 결합되는 비트날부(130)와, 상기 비트날부(130)의 상부에서 회전관입말뚝 본체(110)에 결합되는 한 쌍의 나선형 날개(140)를 구비한 회전관입말뚝(100)과; 상기 회전관입말뚝 본체(110)의 상단에 하단이 결합되는 하부 연장말뚝 본체(210)와, 상기 하부 연장말뚝 본체(210)의 상단에 돌출되는 하부 연장말뚝 결합부(220)를 구비한 하부 연장말뚝(200); 및 상기 하부 연장말뚝 본체(210)의 상단에 하단이 결합되는 상부 연장말뚝 본체(310)와, 상기 상부 연장말뚝 본체(310)의 상단에 돌출되는 상부 연장말뚝 결합부(320)를 구비한 상부 연장말뚝(300);을 포함한다.

상기 회전관입말뚝(100)은 회전관입말뚝 본체(110)의 직경과 나선형 날개(140)의 직경이 101.6mm와 250mm 또는 300mm, 114.3mm와 300mm 또는 350mm, 139.8mm와 350mm 또는 400mm, 165.2mm와 400mm 또는 450mm, 190.7mm와 450mm 또는 500mm, 216.3mm와 500mm 또는 550mm, 267.4mm와 600mm 또는 650mm인 중대형 말뚝이 사용된다.

또한 상기 하부 연장말뚝(200)과 상부 연장말뚝(300)도 하부 연장말뚝 본체(210)와 상부 연장말뚝 본체(310)의 직경이 101.6mm, 114.3mm, 139.8mm, 165.2mm, 190.7mm, 216.3mm, 269.4mm인 중대형 말뚝이 사용된다.

상기 회전관입말뚝(100)과 하부 연장말뚝(200) 및 상부 연장말뚝(300)은 운반성과 취급성을 고려하여 미리 설정된 길이로 형성되며, 통상적으로 10미터 이내로 형성된다.

예컨대, 회전관입말뚝(100)과 하부 연장말뚝(200) 및 상부 연장말뚝(300)의 길이를 각각 6미터로 형성하고, 설계관입깊이가 18미터 이하인 경우에는 회전관입말뚝(100)과 하부 연장말뚝(200) 및 상부 연장말뚝(300)을 각각 1개씩 준비하며,

설계관입깊이가 18미터 이상인 경우에는 회전관입말뚝(100)과 상부 연장말뚝(300)은 각각 1개씩 준비하고, 하부 연장말뚝(200)은 2개 이상 준비할 수 있다.

상기 회전관입말뚝 결합부(120)와 하부 연장말뚝 결합부(220) 및 상부 연장말뚝 결합부(320)는 회전관입말뚝 본체(110)와 하부 연장말뚝 본체(210) 및 상부 연장말뚝 본체(310)의 상단에 하부에서 근접한 위치에 용접되어, 후술하는 회전관입말뚝 본체(110)와 하부 연장말뚝 본체(210) 및 상부 연장말뚝 본체(310)의 상단에 각각 회전관입말뚝 상단결합링(150)과 하부 연장말뚝 상단결합링(260) 및 상부 연장말뚝 하단결합링(350)을 용접할 때 지장을 주지 않게 된다.

상기 한 쌍의 나선형 날개(140)는 본체부(110)의 선단부 외주면에 회전대칭형으로 결합된다.

상기 한 쌍의 나선형 날개(140)는 최하단이 회전관입말뚝 본체부(110)의 최하단보다 낮은 위치에 배치되며, 나선형의 형상으로 회전관입말뚝 본체부(110)의 외주면을 감싸도록 형성된다.

상기 한 쌍의 나선형 날개(140)를 투영할 때 하나의 고리형상으로 형성될 수 있으나, 바람직하게는 도 4와 같이 완전한 고리형상으로 형성되지 않고 투영된 나선형 날개부(140)의 인접한 부분은 일정한 틈이 보이도록 형성될 수 있다.

상기 나선형 날개(140)의 하단부에는 40~50도의 경사를 갖는 경사날부(141)가 마련되며 상단부에는 역시 40~50도의 경사를 갖는 마감부(142)가 마련된다.

상기 나선형 날개(140)의 경사날부(141)와 마감부(142)는 서로 대응하는 각도로 마련되면서 최대 높이로 이격된다.

상기 나선형 날개(140)는 도 5와 같이 본체부(110)의 최하단의 연장선으로부터 상부로 15도 내지 19도로 경사지도록 배치되고, 바람직하게는 17도로 배치된다.

상기 비트날부(130)는 본체부(110)의 하부에서 돌출형성되는 것으로, 회전식 강관말뚝(100)이 회전 관입시 지반으로부터 받는 압력을 저감시키도록 마련된다.

상기 비트날부(130)의 비트날 본체(131)는 직육면체 형상을 가지되, 하부는 미리 설정된 각도의 경사각을 가지는 경사부(142)가 마련된다.

상기 경사부(142)의 경사각은 135도로 마련되며, 경사부(142)는 회전관입말뚝 본체부(110)의 길이방향과 평행하게 마련된다.

상기 비트날부(130)는 한 쌍의 나선형 날개(140)의 타단부 사이에서 45도 방향으로 하부로 경사지도록 마련된다.

즉, 상기 비트날부(130)는 최대 높이로 이격된 경사날부(141)와 마감부(142) 사이에서 경사지도록 마련되며, 비트날부(130)가 한 쌍의 나선형 날개(140)의 하단에서 미리 지반을 굴착하게 된다.

상기 비트날부(130)의 하단부는 나선형 날개(140)의 하단부보다 더 하부로 돌출된다.

상기 회전관입말뚝 본체(110)의 상단에는 복수개의 볼트관통공(151)이 형성된 회전관입말뚝 상부결합링(150)이 공장에서 미리 용접에 의해 결합된다.

상기 회전관입말뚝 본체(110)의 상단에 회전관입말뚝 상단결합링(150)을 용접함에 있어서는 회전관입말뚝 본체(110)의 상단 외주부에 45도 모따기(111)를 하여 용접에 의한 회전관입말뚝 본체(110)와 회전관입말뚝 상단결합링(150)의 결합이 견고하게 이루어지도록 한다.

상기 회전관입말뚝 상단결합링(150)의 볼트관통공(151)은 결합볼트(B1)의 머리부가 삽입되는 머리삽임홈(152)을 가지는 카운터보어 형태로 형성된다.

상기 하부 연장말뚝 본체(210)의 하단에는 상기 회전관입말뚝 상단결합링(150)의 내경보다 작은 외경을 가지며, 복수개의 볼트체결공(251)이 형성된 하부 연장말뚝 하부결합링(250)이 공장에서 미리 용접에 의해 결합되고, 상단에는 복수개의 볼트관통공(261)이 형성된 하부 연장말뚝 상단결합링(260)이 공장에서 미리 용접에 의해 결합된다.

상기 하부 연장말뚝 본체(210)의 하단에 하부 연장말뚝 하단결합링(250)을 용접함에 있어서는 하부 연장말뚝 본체(210)의 하단 외주부에 45도 모따기(211)를 하여 용접에 의한 하부 연장말뚝 본체(210)와 하부 연장말뚝 하단결합링(250)의 결합이 견고하게 이루어지도록 한다.

상기 하부 연장말뚝 본체(210)의 상단에 하부 연장말뚝 상단결합링(260)을 용접함에 있어서는 하부 연장말뚝 본체(210)의 상단 외주부에 45도 모따기(212)를 하여 용접에 의한 하부 연장말뚝 본체(210)와 하부 연장말뚝 상단결합링(260)의 결합이 견고하게 이루어지도록 한다.

상기 하부 연장말뚝 상단결합링(260)의 볼트관통공(261)은 결합볼트(B2)의 머리부가 삽입되는 볼트머리삽입홈(262)을 가지는 카운터보어 형태로 형성된다.

상기 상부 연장말뚝 본체(310)의 하단에는 상기 하부 연장말뚝 상단결합링(260)의 내경보다 작은 외경을 가지며, 복수개의 볼트체결공(351)이 형성된 상부 연장말뚝 하단결합링(350)이 공장에서 미리 용접에 의해 결합된다.

상기 상부 연장말뚝 본체(310)의 하단에 상부 연장말뚝 하단결합링(350)을 용접함에 있어서는 상부 연장말뚝 본체(310)의 하단 외주부에 45도 모따기를 하여 용접에 의한 상부 연장말뚝 본체(310)와 상부 연장말뚝 하단결합링(350)의 결합이 견고하게 이루어지도록 한다.

도면에서 W11은 회전관입말뚝 본체(110)의 상단과 회전관입말뚝 상단결합링(150)의 용접부를 보인 것이고, W21은 하부 연장말뚝 본체(210)의 하단과 하부 연장말뚝 하단결합링(250)의 용접부를 보인 것이며, W22는 하부 연장말뚝 본체(210)의 상단과 하부 연장말뚝 상단결합링(260)의 용접부를 보인 것이고, W31은 상부 연장말뚝 본체(310)의 하단과 상부 연장말뚝 하단결합링(350)의 용접부를 보인 것이다.

상기 회전관입장비(400)는 턴테이블을 포함하는 차대(410)와, 차대(410)의 하부에 설치되는 주행부(420)와, 차대(410)의 상부에 설치되는 조종실(430)과, 차대(410)의 전방측에 설치되는 리드(440)와, 리드(440)를 회동시키는 유압실린더(450)와, 리드(440)에 승강 가능하게 설치되는 승강압입장치(460)와, 승강압입장치(460)에 회전 가능하게 설치되는 회전척(470)과, 리드(440)에 승강 가능하게 설치되는 말뚝가이드(480) 및, 아웃트리거(490)를 포함한다.

회전척(470)의 토크 저속 15~46 kNㅇm, 고속 46~139 kNㅇm이고, 회전척(470)의 회전속도 5~31 m/min이며, 승강압입장치(460)의 승강압력 68.6 kNㅇm이고, 승강압입장치(460)의 승강속도 0.5~9.0 n/min인 것을 사용한다.

또한 본 발명의 중대형 금생수 회전관입 말뚝 시공 방법은 작업자가 시공 진행 상황을 쉽게 파악하고, 대처할 수 있게 하기 위한 관입관리수단(500)을 더 포함한다(도 8 참조).

상기 관입관리수단(500)은 조종실 단말(510)과 관리자 단말(520)과 측정부(530)과 관리서버(540) 및 제어부(550)를 포함한다.

상기 조종실 단말(510)은 활성화되었을 때 최대토크비 설정값, 토크 설정값, 압입속도 설정값, 압입력 설정값, 회전속도 설정값 및, 관입깊이 설정값이 설정되는 설정화면(511)과, 회전관입이 시작되면 토크 측정값, 압입속도 측정값, 압입력 측정값, 회전속도 측정값, 관입깊이 측정값 및 누적회전수 산출값이 표시되는 관입상황표시화면(512)이 터치패널(513)에 표시되는 어플리케이션이 설치된다.

상기 관리자 단말(520)은 활성화되었을 때 최대토크비 값, 토크 값, 압입속도 값, 압입력 값, 회전속도 값 및 관입깊이 값이 설정되는 설정화면(521)이 표시되며, 회전관입이 시작되면 토크 측정값, 압입속도 측정값, 압입력 측정값, 회전속도 측정값, 관입깊이 측정값 및 누적회전수 산출값이 표시되는 관입상황표시화면(522)이 터치패널(523)에 표시되는 어플리케이션이 설치된다.

상기 설정화면(511, 521)은 좌측에서 토크 설정값과 관입깊이 설정값이 막대그래프 형태로 표시되는 그래프표시부와, 우측에서 최대토크비, 토크, 압입속도, 압입력, 회전속도 및 관입깊이를 설정할 수 있는 설정표시부로 구성될 수 있다.

상기 관입깊이 설정값은 1차로 회전관입말뚝(100)을 회전관입하는 1차 관입 공정에서의 1차 관입깊이 설정값과, 2차로 하부 연장말뚝(200)과 회전관입말뚝(100)을 연결하여 회전관입하는 2차 관입 공정에서의 2차 관입깊이 설정값 및, 상부 연장말뚝(300)과 하부 연장말뚝(200) 및 회전관입말뚝(100)을 연결하는 관입하는 최종 관입 공정에서의 최종 관입깊이 설정값으로 구분하여 설정될 수 있다.

상기 설정화면(511, 521)에서의 설정은 설정하고자 하는 값을 표시하는 숫자가 터치되면, 좌측의 그래프표시부에 오버랩되어 넘버키패드가 표시되고, 넘버키패드에 숫자가 터치되면 설정값이 입력되고, 넘버키패드의 완료키가 터치되면 설정이 완료되도록 구성될 수 있다.

상기 관입상황표시화면(512, 522)은 좌측에서 토크 값과 관입깊이 값을 막대그래프 형태로 표시하는 그래프표시부와, 우측에서 토크 측정값, 압입속도 측정값, 압입력 측정값, 회전속도 측정값, 관입깊이 측정값 및 누적회전수를 표시하는 측정값표시부로 구성될 수 있다.

상기 측정부(530)는 토크를 측정하는 토크 측정부(531), 압입속도를 측정하는 압입속도 측정부(532), 압입력을 측정하는 압입력 측정부(533), 회전속도를 측정하는 회전속도 측정부(534) 및 관입깊이를 측정하는 관입깊이 측정부(535)를 포함한다.

상기 관리서버(540)는 상기 회전관입장비(400)의 제어장치(도시생략)에 연결됨과 아울러 조종사 단말(510)과 유선통신 가능하게 연결되고, 상기 관리자 단말(520)에 블루투스 통신과 인터넷통신을 포함하는 무선통신 가능하게 연결되며, 상기 회전관입장비(400)의 최대토크 값과, 상기 최대토크비 설정값, 토크 설정값, 압입속도 설정값, 압입력 설정값, 회전속도 설정값 및 관입깊이 설정값과, 토크 측정값, 압입속도 측정값, 압입력 측정값, 회전속도 측정값, 관입깊이 측정값 및 누적회전수 산출값이 저장된다.

상기 제어부(550)는 상기 회전관입장비(400)의 제어장치(도시생략)에 연결됨과 아울러 토크 측정부(531)에서 전달되는 토크 측정값, 압입속도 측정부(532)에서 전달되는 압입속도 측정값, 압입력 측정부(533)에서 전달되는 압입력 측정값, 회전속도 측정부(534)에서 전달되는 회전속도 측정값, 관입깊이 측정부(535)에서 전달되는 관입깊이 측정값이 관리서버(540)에 저장되도록 제어함과 아울러 조종실 단말(510)과 관리자 단말(520)의 관입상황표시화면(512, 522)에 표시되도록 제어한다.

또한 상기 제어부(550)는 상기 토크 측정값이 토크 설정값보다 크거나 같거나 회전관입장비(400)의 최대 토크값에 최대토크비값을 곱한 값보다 크거나 같으면 관입상황표시화면(512, 522)의 토크 표시부가 적색으로 점멸 표시되도록 하는 토크 경보 제어명령을 출력함과 아울러 회전척(470)의 회전이 정지되도록 하는 회전척 정지 제어명령을 출력한다.

또한 상기 제어부(550)는 상기 압입속도 측정값이 압입속도 설정값보다 크거나 같으면 관입상황표시화면(512, 522)의 압입속도 표시부가 적색으로 점멸 표시되도록 하는 압입속도 경보 제어명령을 출력함과 아울러 승강압입장치(460)의 압입속도가 감속되도록 하는 압입속도 감속 제어명령을 출력한다.

또한 상기 제어부(550)는 상기 압입력 측정값이 압입력 설정값보다 크거나 같으면 관입상황표시화면(512, 522)의 압입력 표시부가 적색으로 점멸 표시되도록 하는 압입력 경보 제어명령을 출력함과 아울러 승강압입장치(460)의 압입력이 감소되도록 하는 압입력 감소 제어명령을 출력한다.

또한 상기 제어부(550)는 상기 관입깊이 측정값이 1차 관입깊이 설정값보다 크거나 같으면 관입상황표시화면(512, 522)의 관입깊이 표시부가 적색으로 점멸 표시되도록 하는 관입깊이 경보 제어명령을 출력함과 아울러 승강압입장치(460)의 압입과 회전척(470)의 회전이 정지되도록 하는 1차 관입 정지 제어명령을 출력한다.

또한 상기 관입깊이 측정값이 2차 관입깊이 설정값보다 크거나 같으면 관입상황표시화면(512, 522)의 관입깊이 표시부가 적색으로 점멸 표시되도록 하는 관입깊이 경보 제어명령을 출력함과 아울러 승강압입장치(460)의 압입과 회전척(470)의 회전이 정지되도록 하는 2차 관입 정지 제어명령을 출력한다.

또한 상기 제어부(550)는 상기 관입깊이 측정값이 최종 관입깊이 설정값보다 크거나 같으면 관입상황표시화면(512, 522)의 관입깊이 표시부가 적색으로 점멸 표시되도록 하는 관입깊이 경보 제어명령을 출력함과 아울러 승강압입장치(460)의 압입과 회전척(470)의 회전이 정지되도록 하는 최종 관입 정지 제어명령을 출력하는 제어부(550);를 포함한다.

상기 조종실 단말(510)은 조종실(430) 내의 데시보드 내에 설치되며, 터치패널(513)은 조종실 계기판에 설치되어 조종사가 각종 설정 및 확인할 수 있도록 한 것이다.

상기 관리자 단말(520)는 조종사 외에 관리자가 휴대하면서 각종 설정과 확인을 할 수 있도록 한 것이다.

상기 1차 관입은 회전관입말뚝(100)의 상단을 회전척(470)에 결합하여 회전관입하는 것을 말하며, 2차 관입은 회전관입말뚝(100)의 상단에 하부 연장말뚝(200)을 연결하고 하부 연장말뚝(200)의 상단을 회전척(470)에 결합하여 회전관입하는 것을 말하고, 최종 관입은 하부 연장말뚝(200)의 상단에 상부 연장말뚝(300)을 연결하여 상부 연장말뚝(300)의 상단을 회전척(470)에 결합하여 상부 연장말뚝(300), 하부 연장말뚝(200) 및 회전관입말뚝(100)을 회전관입하는 것을 말한다.

이하, 본 발명의 중대형 금생수 회전관입 말뚝 시공 방법에 대하여 설명한다.

제1 공정으로, 회전관입말뚝(100)과 하부 연장말뚝(200) 및 상부 연장말뚝(300)과 회전관입장비(400)가 준비된다(도 11 참조).

이때, 회전관입말뚝(100)은 공장에서 회전관입말뚝 본체(110)의 상단에 회전관입말뚝 상단결합링(150)이 미리 용접된 상태로 준비되고, 하부 연장말뚝(200)은 하부 연장말뚝 본체(210)의 하단과 상단에 각각 하부 연장말뚝 하단결합링(250)과 하부 연장말뚝 상단결합링(260)이 공장에서 미리 용접된 상태로 준비되며, 상부 연장말뚝(300)은 상부 연장말뚝 본체(310)의 하단에 상부 연장말뚝 하단결합링(350)이 공장에서 미리 용접된 상태로 준비된다.

또한 조종실 단말(510)과 관리자 단말(520)의 어플리케이션이 활성화되어 터치패널(513, 523)에 설정화면(511, 521)이 표시되면, 최대토크비 설정값, 토크 설정값, 압입속도 설정값, 압입력 설정값, 회전속도 설정값 및, 1차 관입깊이 설정값과 2차 관입깊이 설정값, 최종 관입깊이 설정값이 설정된다.

설정된 최대토크비 설정값, 토크 설정값, 압입속도 설정값, 압입력 설정값, 회전속도 설정값 및, 1차 관입깊이 설정값과 2차 관입깊이 설정값, 최종 관입깊이 설정값은 제어부(550)의 제어명령에 의하여 관리서버(540)에 저장된다.

여기서 회전관입장비(400)의 최대토크가 100kNㆍm이고, 최대토크비 설정값이 80%이면, 관리서버(540)에는 80kNㆍm의 최대토크 설정값이 저장된다.

제2 공정으로, 회전척(470)에 회전관입말뚝 결합부(120)가 결합된다(도 12 참조).

회전척(470)에 대한 회전관입말뚝 결합부(120)의 결합은 회전척(470)에 형성된 결합홈(도시생략)에 회전관입말뚝 결합부(120)가 삽입되어 회전척(470)과 회전관입말뚝(100)이 헛돌지 않고 일체로 회전할 수 있게 된다.

제3 공정으로, 승강압입장치(460)가 하강하면서 압입함과 아울러 회전척(470)이 회전되어 회전관입말뚝(100)이 지반에 회전관입된다(도 13 참조).

회전관입말뚝(100)는 비트날부(130)가 먼저 지반을 천공하게 되고, 이어서 나선형 날개(140)가 지반을 굴삭하면서 관입된다.

이때, 0.1~0.2m 마다 회전척(470)에 걸리는 토크 값이 측정되고, 이 토크 값을 설계 토크 값과 비교되며, 비교 값에 따라 회전수와 하강속도가 제어되도록 하면서 회전관입이 진행된다.

또한 회전관입이 진행되면, 토크 측정부(531), 압입속도 측정부(532), 압입력 측정부(533), 회전속도 측정부(534) 및 관입깊이 측정부(535)에서 측정된 관입깊이 측정값, 압입속도 측정값, 토크 측정값, 압입력 측정값, 회전속도 측정값이 제어부(550)에 전달되고, 제어부(550)가 관입상황표시 제어명령을 출력하며, 제어부(550)의 관입상황표시 제어명령에 따라 조종실 단말(510)과 관리자 단말(520)의 터치패널(513, 523)의 관입상황표시화면(512, 522)에 토크 측정값, 압입속도 측정값, 압입력 측정값, 회전속도 측정값, 관입깊이 측정값이 표시된다.

또한 제어부(550)는 회전속도 측정값으로부터 누적회전수를 산출하여 누적회전수 표시 제어명령을 출력하고, 제어부(550)의 누적회전수 표시 제어명령에 따라 관입상황표시화면(512, 522)에 누적회전수 산출값이 표시된다.

제4 공정으로, 상기 회전관입말뚝이 완전히 관입되기 전에 회전관입이 정지되고, 상기 회전관입말뚝 결합부에서 회전척이 분리되며, 승강압입장치(460)와 말뚝가이드(480)가 상승된다(도 14 참조).

이 공정에서, 제어부(550)는 관입깊이 측정값이 1차 관입깊이 설정값보다 크거나 같으면 관입상황표시화면(512, 522)의 관입깊이 표시부가 적색으로 점멸 표시되도록 하는 관입깊이 경보 제어명령을 출력함과 아울러 승강압입장치(460)의 압입과 회전척(470)의 회전이 정지되도록 하는 1차 관입 정지 제어명령을 출력한다.

제어부(550)의 관입깊이 경보 제어명령에 따라 조종실 단말(510)과 관리자 단말(520)의 터치패널(513, 523)의 관입상황표시화면(512, 522)의 관입깊이 표시부가 적색으로 점멸한다.

이에 따라 조종사와 관리자가 관입깊이를 육안으로 확인 및 판단하지 않고서도 다음 공정을 준비하는 등 상황에 대처할 수 있게 된다.

제어부(550)의 1차 관입 정지 제어명령에 따라 승강압입장치(460)의 압입과 회전척(470)의 회전이 정지되어 1차 관입이 정지된다.

이후, 회전관입말뚝 결합부(120)에서 회전척(470)이 분리되며, 승강압입장치(460)와 말뚝가이드(480)가 상승된다(도 14 참조).

회전관입말뚝 결합부(120)와 회전척(470)의 분리와, 승강압입장치(460)과 말뚝가이드(480)의 상승은 관입제어수단(500)에 의하여 자동으로 제어되도록 할 수 있으나, 이 부분은 안전으로 고려하여 조종사와 관리자 및 협업 작업자들에 의해 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

제5 공정으로, 회전관입말뚝 본체(110)의 상단에 하부 연장말뚝 본체(210)의 하단이 결합된다(도 15 참조).

이때, 하부 연장말뚝 본체(210)의 하단에 결합된 하부 연장말뚝 하단결합링(250)이 회전관입말뚝 상단결합링(150)에 삽입되고, 복수개의 볼트관통공(151)에 결합볼트(B1)에 관통되는 복수개의 볼트체결공(251)에 체결된다.

또한 하부 연장말뚝 하단결합링(250)의 볼트체결공(251)이 형성된 부분의 외주부에 절취홈(252)이 형성되고, 이 절취홈(252)에 조임너트(N1)가 삽입되어 결합볼트(B1)가 볼트체결공(251)과 함께 조임너트(N1)에도 체결되며, 이 과정에서 조임너트(N1)가 회전관입말뚝 상단결합링(150)의 내주면에 조여지게 되어 회전관입말뚝 상단결합링(150)과 하부 연장말뚝 하단결합링(250)의 결합이 더욱 견고하게 이루어짐과 아울러 조임너트(N1)가 로크너트 역할을 하게 되어 결합볼트(B1)가 풀리지 않게 된다.

또한 회전관입말뚝(100)과 하부 연장말뚝(200)의 결합이 현장 용접 없이 신속하고 견고하게 이루어지게 되어 시공 시간을 단축할 수 있게 된다.

제6 공정으로, 회전척(470)에 하부 연장말뚝 결합부(220)가 결합된다(도 16 참조).

회전척(470)에 대한 하부 연장말뚝 결합부(220)의 결합은 상술한 회전척(470)에 대한 회전관입말뚝 결합부(120)의 결합과 동일한 방식으로 이루어진다.

이때, 하부 연장말뚝 본체(210)의 상단에 하부 연장말뚝 상단결합링(260)이 결합되어 있으나, 회전척(470)의 내부에는 하부 연장말뚝 상단결합링(260)을 수용할 수 있는 여유 공간이 마련되어 회전척(470)에 대한 하부 연장말뚝 결합부(220)의 결합이 이루어질 수 있다.

제7 공정으로, 회전척(470)이 회전되어 하부 연장말뚝(200)과 회전관입말뚝(100)이 지반에 회전관입된다(도 17 참조).

이때, 비트날부(130)가 먼저 지반을 천공하게 되고, 이어서 나선형 날개(140)가 지반을 굴삭하면서 관입된다.

이때, 0.1~0.2m 마다 회전척(470)에 걸리는 토크 값이 측정되고, 이 토크 값을 설계 토크 값과 비교되며, 비교 값에 따라 회전수와 하강속도가 제어되도록 하면서 회전관입이 진행된다.

또한 회전관입이 진행되면, 토크 측정부(531), 압입속도 측정부(532), 압입력 측정부(533), 회전속도 측정부(534) 및 관입깊이 측정부(535)에서 측정된 관입깊이 측정값, 압입속도 측정값, 토크 측정값, 압입력 측정값, 회전속도 측정값이 제어부(550)에 전달되고, 제어부(550)가 관입상황표시 제어명령을 출력하며, 제어부(550)의 관입상황표시 제어명령에 따라 조종실 단말(510)과 관리자 단말(520)의 터치패널(513, 523)의 관입상황표시화면(512, 522)에 토크 측정값, 압입속도 측정값, 압입력 측정값, 회전속도 측정값, 관입깊이 측정값이 표시된다.

또한 제어부(550)는 회전속도 측정값으로부터 누적회전수를 산출하여 누적회전수 표시 제어명령을 출력하고, 제어부(550)의 누적회전수 표시 제어명령에 따라 관입상황표시화면(512, 522)에 누적회전수 산출값이 표시된다.

제8 공정으로, 상기 하부 연장말뚝(200)이 완전히 관입되기 전에 회전관입이 정지되고, 하부 연장말뚝 결합부(220)에서 회전척(470)이 분리되며, 승강압입장치(460)와 말뚝가이드(480)가 상승된다(도 18 참조).

이 공정에서, 제어부(550)는 관입깊이 측정값이 2차 관입깊이 설정값보다 크거나 같으면 관입상황표시화면(512, 522)의 관입깊이 표시부가 적색으로 점멸 표시되도록 하는 관입깊이 경보 제어명령을 출력함과 아울러 승강압입장치(460)의 압입과 회전척(470)의 회전이 정지되도록 하는 2차 관입 정지 제어명령을 출력한다.

제어부(550)의 관입깊이 경보 제어명령에 따라 조종실 단말(510)과 관리자 단말(520)의 터치패널(513, 523)의 관입상황표시화면(512, 522)의 관입깊이 표시부가 적색으로 점멸한다.

이에 따라 조종사와 관리자가 관입깊이를 육안으로 확인 및 판단하지 않고서도 다음 공정을 준비하는 등 상황에 대처할 수 있게 된다.

제어부(550)의 2차 관입 정지 제어명령에 따라 승강압입장치(460)의 압입과 회전척(470)의 회전이 정지되어 2차 관입이 정지된다.

이후, 하부 연장말뚝 결합부(220)에서 회전척(470)이 분리되며, 승강압입장치(460)와 말뚝가이드(480)가 상승된다(도 18 참조).

하부 연장말뚝 결합부(220)와 회전척(470)의 분리와, 승강압입장치(460)과 말뚝가이드(480)의 상승은 관입제어수단(500)에 의하여 자동으로 제어되도록 할 수 있으나, 이 부분은 안전으로 고려하여 조종사와 관리자 및 협업 작업자들에 의해 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

제9 공정으로, 하부 연장말뚝 본체(210)의 상단에 상부 연장말뚝(300)의 하단이 결합된다(도 19 참조).

이때, 상부 연장말뚝 본체(310)의 하단에 결합된 상부 연장말뚝 하단결합링(350)이 하부 연장말뚝 상단결합링(260)에 삽입되고, 복수개의 볼트관통공(261)에 관통되는 복수개의 결합볼트(B2)가 복수개의 볼트체결공(351)에 체결된다.

또한 상부 연장말뚝 하단결합링(350)의 볼트체결공(351)이 형성된 부분의 외주부에 절취홈(352)이 형성되고, 이 절취홈(232)에 조임너트(N2)가 삽입되어 결합볼트(B2)가 볼트체결공(351)과 함께 조임너트(N2)에도 체결되며, 이 과정에서 조임너트(N2)가 하부 연장말뚝 상단결합링(260)의 내주면에 조여지게 되어 하부 연장말뚝 상단결합링(260)과 상부 연장말뚝 하단결합링(350)의 결합이 더욱 견고하게 이루어짐과 아울러 조임너트(N2)가 로크너트 역할을 하게 되어 결합볼트(B2)가 풀리지 않게 된다.

또한 하부 연장말뚝(200)과 상부 연장말뚝(300)의 결합이 현장 용접 없이 신속하고 견고하게 이루어지게 되어 시공 시간을 단축할 수 있게 된다.

제10 공정으로, 회전척(470)에 상부 연장말뚝 결합부(320)가 결합된다(도 20 참조).

회전척(470)에 대한 상부 연장말뚝 결합부(320)의 결합은 상술한 회전척(470)에 대한 회전관입말뚝 결합부(120)나 하부 연장말뚝 결합부(220)의 결합과 동일한 방식으로 이루어진다.

제11 공정으로, 회전척(470)이 회전되어 상부 연장말뚝(300)과 하부 연장말뚝(200) 및 회전관입말뚝(100)이 지반에 회전관입된다(도 21 참조).

이때, 비트날부(130)가 먼저 지반을 천공하게 되고, 이어서 나선형 날개(140)가 지반을 굴삭하면서 관입된다.

이때, 0.1~0.2m 마다 회전척(470)에 걸리는 토크 값이 측정되고, 측정된 토크 값을 설계 토크 값과 비교되며, 비교 값에 따라 회전수와 하강속도가 제어되도록 하면서 회전관입이 진행된다.

또한 회전관입이 진행되면, 토크 측정부(531), 압입속도 측정부(532), 압입력 측정부(533), 회전속도 측정부(534) 및 관입깊이 측정부(535)에서 측정된 토크 측정값, 압입속도 측정값, 압입력 측정값, 회전속도 측정값, 관입깊이 측정값이 제어부(550)에 전달되고, 제어부(550)가 관입상황표시 제어명령을 출력하며, 제어부(550)의 관입상황표시 제어명령에 따라 조종실 단말(510)과 관리자 단말(520)의 터치패널(513, 523)의 관입상황표시화면(512, 522)에 토크 측정값, 압입속도 측정값, 압입력 측정값, 회전속도 측정값, 관입깊이 측정값이 표시된다.

또한 제어부(550)는 회전속도 측정값으로부터 누적회전수를 산출하여 누적회전수 표시 제어명령을 출력하고, 제어부(550)의 누적회전수 표시 제어명령에 따라 관입상황표시화면(512, 522)에 누적회전수 산출값이 표시된다.

제12 공정으로, 관입깊이가 설정된 관입깊이에 이르면, 상부 연장말뚝 결합부(320)에서 회전척(470)이 분리되며, 승강압입장치(460)와 말뚝가이드(480)가 상승된다(도 22 참조).

이 공정에서, 제어부(550)는 관입깊이 측정값이 최종 관입깊이 설정값보다 크거나 같고, 토크 측정값이 최대 토크 설정값보다 크거나 같으면, 으면 관입상황표시화면(512, 522)의 관입깊이 표시부와 토크 표시부가 적색으로 점멸 표시되도록 하는 관입깊이 경보와 토크 경보 제어명령을 출력함과 아울러 승강압입장치(460)의 압입과 회전척(470)의 회전이 정지되도록 하는 최종 관입 정지 제어명령을 출력한다.

제어부(550)의 관입깊이 경보 제어명령에 따라 조종실 단말(510)과 관리자 단말(520)의 터치패널(513, 523)의 관입상황표시화면(512, 522)의 관입깊이 표시부와 토크 표시부가 적색으로 점멸한다.

이에 따라 조종사와 관리자가 관입깊이를 육안으로 확인 및 판단하지 않고서도 다음 공정을 준비하는 등 상황에 대처할 수 있게 된다.

제어부(550)의 최종 관입 정지 제어명령에 따라 승강압입장치(460)의 압입과 회전척(470)의 회전이 정지되어 최종 관입이 정지된다.

이후, 상부 연장말뚝 결합부(320)에서 회전척(470)이 분리되며, 승강압입장치(460)와 말뚝가이드(480)가 상승된다(도 22 참조).

상부 연장말뚝 결합부(320)와 회전척(470)의 분리와, 승강압입장치(460)과 말뚝가이드(480)의 상승은 관입제어수단(500)에 의하여 자동으로 제어되도록 할 수 있으나, 이 부분은 안전으로 고려하여 조종사와 관리자 및 협업 작업자들에 의해 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 1차 관입과 2차 관입 및 최종 관입 공정에서 토크 측정값이 관리서버(540)에 저장된 최대토크 설정값보다 크거나 같으면, 제어부(550)는 관입깊이 측정값과는 무관하게 관입 중지 제어명령을 출력하게 되고, 제어부(550)의 관입 중지 제어명령에 따라 승강압입장치(460)의 하강압입과 회전척(470)의 회전이 정지되어 관입이 중지된다.

이와 같이 관입깊이와 무관하게 토크 측정값이 최대 토크 설정값보다 크거나 같으면 관입을 중지시킴으로써 회전관입말뚝(100)과 하부 연장말뚝(200) 및 상부 연장말뚝(300)이 비틀림에 의해 변형되거나 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 제어부(550)는 압입속도 측정값과 회전속도 측정값 및 관입깊이 측정값을 연산하여 1회전 당 관입깊이가 나선형 날개(140)의 두께 미만이면, 관입 중지 제어명령을 출력하고, 제어부(550)의 관입 중지 제어명령에 따라 승강압입장치(460)의 하강압입과 회전척(470)의 회전이 정지되어 관입이 중지될 수 있다.

한편, 상기 토크 측정값, 압입속도 측정값, 입입력 측정값, 회전속도 측정값, 관입깊이 측정값 및 누적회전수 산출값은 시간 대 별로 관리서버(540)에 저장되어 시공이 종료된 후 시공 과정을 복기하여 문제점과 개선점을 찾는데 활용할 수 있다.

본 발명에 의한 중대형 금생수 회전관입 말뚝 시공 방법에 의하면, 말뚝 본체의 직경이 100mm 이상이고 나선형 날개의 직경이 250mm 이상인 중대형 말뚝을 시공하는 것으로서, 관입 후 별도의 시멘트 밀크나 그라우팅제를 주입하지 않는 것이므로 만약의 경우 관입이 잘못된 경우 인발할 수 있다.

이후, 통상적인 방법으로 상부 연장말뚝 본체(310)의 두부 정리와 재하시험을 진행된다.

이상의 실시에에서는 회전관입말뚝(100)과 하부 연장말뚝(200) 및 상부 연장말뚝(300)의 3개의 말뚝을 사용한 예를 들어 설명하였으나, 설계깊이에 따라 회전관입말뚝(100)과 상부 연장말뚝(300)만을 사용하거나, 회전관입말뚝(100)과 상부 연장말뚝(300) 및 복수개의 하부 연장말뚝(200)을 사용할 수 있다.

상술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 회전관입말뚝 110 : 회전관입말뚝 본체
120 : 회전관입말뚝 결합부 150 : 회전관입말뚝 상단결합링
200 : 하부 연장말뚝 210 : 하부 연장말뚝 본체
220 : 하부 연장말뚝 결합부 250 : 하부 연장말뚝 하단결합링
260 : 하부 연장말뚝 상단결합링 300 : 상부 연장말뚝
310 : 상부 연장말뚝 본체 320 : 상부 연장말뚝 결합부
350 : 상부 연장말뚝 하단결합링 400 : 회전관입장비
440 : 리드 460 : 승강압입장치
470 : 회전척 480 : 말뚝가이드
500 : 관입제어수단 510 : 조종실 단말
520 : 관리자 단말 530 : 측정부
540 : 관리서버 550 : 제어부

Claims (6)

1. 강관으로 된 회전관입말뚝 본체와, 상기 회전관입말뚝 본체의 상단에 하부에서 근접한 위치에 돌출된 회전관입말뚝 결합부와, 상기 회전관입말뚝 본체의 하단에 결합된 비트날부 및 상기 회전관입말뚝 본체의 하부에 상부에서 근접한 위치에 결합된 회전날개가 구비된 회전관입말뚝과;
   강관으로 이루어지며 상기 회전관입말뚝 본체의 상단에 하단이 결합되는 하부 연장말뚝 본체와, 상기 하부 연장말뚝 본체의 상단에 돌출되는 하부 연장말뚝 결합부를 구비한 하부 연장말뚝;과
   강관으로 이루어지며 상기 하부 연장말뚝 본체의 상단에 하단이 결합되는 상부 연장말뚝 본체와, 상기 상부 연장말뚝 본체의 상단에 돌출되는 상부 연장말뚝 결합부를 구비한 상부 연장말뚝; 및
   리드와, 상기 리드에 승강 가능하게 설치되는 승강압입장치와, 상기 승강압입장치의 하단에 구비된 회전척 및 말뚝가이드가 구비되는 회전관입장비;가 준비되는 제1 공정과;
   상기 회전척에 회전관입말뚝 결합부가 결합되는 제2 공정과;
   상기 회전척이 회전되고 회전관입말뚝이 지반에 회전관입되는 제3 공정과;
   상기 회전관입말뚝이 완전히 관입되기 전에 회전관입이 정지되고, 상기 회전관입말뚝 결합부에서 회전척이 분리되며, 승강압입장치와 말뚝가이드가 상승되는 제4 공정과;
   상기 회전관입말뚝 본체의 상단에 하부 연장말뚝 본체의 하단이 결합되는 제5 공정과;
   상기 회전척에 하부 연장말뚝 결합부가 결합되는 제6 공정과;
   상기 회전척이 회전되고 하부 연장말뚝과 회전관입말뚝이 회전관입되는 제7 공정과;
   상기 하부 연장말뚝이 완전히 관입되기 전에 회전관입이 정지되고, 하부 연장말뚝 결합부에서 회전척이 분리되며, 승강압입장치와 말뚝가이드가 상승되는 제8 공정과;
   상기 하부 연장말뚝 본체의 상단에 상부 연장말뚝의 하단이 결합되는 제9 공정과;
   상기 회전척에 상부 연장말뚝 결합부가 결합되는 제10 공정과;
   상기 회전척이 회전되고 상부 연장말뚝과 하부 연장말뚝 및 회전관입말뚝이 회전관입되는 제11 공정; 및
   관입깊이가 설정된 관입깊이에 이르면, 상부 연장말뚝 결합부에서 회전척이 분리되며, 승강압입장치와 말뚝가이드가 상승되어 관입이 종료되는 제12 공정;을 포함하여 구성되는 중대형 금생수 회전관입 말뚝 시공 방법에 있어서,
   상기 회전 관입말뚝은 회전관입말뚝 본체의 상단에 미리 용접되며 복수개의 볼트관통공이 형성된 회전관입말뚝 상단결합링을 포함하고,
   상기 하부 연장말뚝은 하부연장말뚝 본체의 하단에 미리 용접되며 상기 회전관입말뚝 상단결합링의 내경보다 작은 외경을 가지고 상기 회전관입말뚝 상단결합링의 볼트관통공에 대응하는 복수개의 볼트체결공이 형성되는 하부연장말뚝 하단결합링과, 하부연장말뚝 본체의 상단에 미리 용접되며 복수개의 볼트관통공이 형성된 하부연장말뚝 상단결합링을 포함하고,
   상기 상부 연장말뚝은 상부연장말뚝 본체의 하단에 미리 용접되며 상기 하부연장말뚝 상단결합링의 내경보다 작은 외경을 가지고 상기 하부연장말뚝 상단결합링의 복수개의 볼트관통공에 대응하는 복수개의 볼트체결공이 형성되는 상부연장말뚝 하단결합링을 포함하고,
   상기 하부연장말뚝 하단결합링에는 볼트체결공이 형성된 부분의 외주부에 절취홈이 형성되며, 상기 절취홈에 조임너트가 삽입되고,
   상기 상부연장말뚝 하단결합링에는 볼트체결공이 형성된 부분의 외주부에 절취홈이 형성되며, 상기 절취홈에 조임너트가 삽입되고,
   상기 회전관입말뚝 본체의 상단에 하부 연장말뚝 본체의 하단을 결합하는 제5 공정은 상기 회전관입말뚝 상단결합링에 하부연장말뚝 하단결합링을 삽입하고 회전관입말뚝 상단결합링의 복수개의 볼트관통공에 결합볼트를 관통시켜 하부연장말뚝 하단결합링의 볼트체결공에 체결되도록 함과 아울러 조임너트에도 체결되도록 하는 단계를 포함하여 회전관입말뚝 상단결합링과 하부연장말뚝 하단결합링의 결합이 견고하게 이루어지며 결합볼트가 풀리지 않도록 하는 단계를 포함하고,
   상기 하부 연장말뚝 본체의 상단에 상부 연장말뚝 본체의 하단을 결합하는 제9 공정은 상기 하부연장말뚝 상단결합링에 상부연장말뚝 하단결합링을 삽입하고 하부연장말뚝 상단결합링의 볼트관통공에 결합볼트를 관통시켜 상부연장말뚝 하단결합링의 볼트체결공에 체결되도록 함과 아울러 조임너트에도 체결되도록 하는 단계를 포함하여 하부연장말뚝 상단결합링과 상부연장말뚝 하단결합링의 결합이 견고하게 이루어지며 결합볼트가 풀리지 않도록 하는 단계를 포함하고,
   활성화되었을 때 최대토크비 설정값, 토크 설정값, 압입속도 설정값, 압입력 설정값, 회전속도 설정값 및, 1차 관입깊이 설정값과 2차 관입깊이 설정값, 최종 관입깊이 설정값이 설정되는 설정화면과, 회전관입이 시작되면 토크 측정값, 압입속도 측정값, 압입력 측정값, 회전속도 측정값, 관입깊이 측정값 및 누적회전수 산출값이 표시되는 관입상황표시화면이 터치패널에 표시되는 어플리케이션이 설치된 조종실 단말과;
   활성화되었을 때 최대토크비 값, 토크 값, 압입속도 값, 압입력 값, 회전속도 값 및 관입깊이 값이 설정되는 설정화면이 표시되며, 회전관입이 시작되면 토크 측정값, 압입속도 측정값, 압입력 측정값, 회전속도 측정값, 관입깊이 측정값 및 누적회전수 산출값이 표시되는 관입상황표시화면이 터치패널에 표시되는 어플리케이션이 설치된 관리자 단말과;
   토크를 측정하는 토크 측정부, 압입속도를 측정하는 압입속도 측정부, 압입력을 측정하는 압입력 측정부, 회전속도를 측정하는 회전속도 측정부 및 관입깊이를 측정하는 관입깊이 측정부를 구비하는 측정부와;
   상기 회전관입장비의 제어장치에 연결됨과 아울러 조종사 단말과 유선통신 가능하게 연결되고, 상기 관리자 단말에 블루투스 통신과 인터넷통신을 포함하는 무선통신 가능하게 연결되며, 상기 회전관입장비의 최대토크 값과, 상기 최대토크비 설정값, 토크 설정값, 압입속도 설정값, 압입력 설정값, 회전속도 설정값 및 관입깊이 설정값과, 토크 측정값, 압입속도 측정값, 압입력 측정값, 회전속도 측정값, 관입깊이 측정값 및 누적회전수 산출값이 저장되는 관리서버와;
   상기 회전관입장비의 제어장치에 연결됨과 아울러 토크 측정부에서 전달되는 토크 측정값, 압입속도 측정부에서 전달되는 압입속도 측정값, 압입력 측정부에서 전달되는 압입력 측정값, 회전속도 측정부에서 전달되는 회전속도 측정값, 관입깊이 측정부에서 전달되는 관입깊이 측정값이 조종실 단말과 관리자 단말의 관입상황표시화면에 표시되도록 하며, 상기 토크 측정값이 토크 설정값보다 크거나 같거나 회전관입장비의 최대 토크값에 최대토크비값을 곱한 값보다 크거나 같으면 관입상황표시화면의 토크 표시부가 적색으로 점멸 표시되도록 하는 토크 경보 제어명령을 출력함과 아울러 회전척의 회전이 정지되도록 하는 회전척 정지 제어명령을 출력하고, 상기 압입속도 측정값이 압입속도 설정값보다 크거나 같으면 관입상황표시화면의 압입속도 표시부가 적색으로 점멸 표시되도록 하는 압입속도 경보 제어명령을 출력함과 아울러 승강압입장치의 압입속도가 감속되도록 하는 압입속도 감속 제어명령을 출력하며, 상기 압입력 측정값이 압입력 설정값보다 크거나 같으면 관입상황표시화면의 압입력 표시부가 적색으로 점멸 표시되도록 하는 압입력 경보 제어명령을 출력함과 아울러 승강압입장치의 압입력이 감소되도록 하는 압입력 감소 제어명령을 출력하고, 상기 관입깊이 측정값이 1차 관입깊이 설정값보다 크거나 같으면 관입상황표시화면의 관입깊이 표시부가 적색으로 점멸 표시되도록 하는 관입깊이 경보 제어명령을 출력함과 아울러 승강압입장치의 압입과 회전척의 회전이 정지되도록 하는 1차 관입 정지 제어명령을 출력하며, 상기 관입깊이 측정값이 2차 관입깊이 설정값보다 크거나 같으면 관입상황표시화면의 관입깊이 표시부가 적색으로 점멸 표시되도록 하는 관입깊이 경보 제어명령을 출력함과 아울러 승강압입장치의 압입과 회전척의 회전이 정지되도록 하는 2차 관입 정지 제어명령을 출력하고, 상기 관입깊이 측정값이 최종 관입깊이 설정값보다 크거나 같으면 관입상황표시화면의 관입깊이 표시부가 적색으로 점멸 표시되도록 하는 관입깊이 경보 제어명령을 출력함과 아울러 승강압입장치의 압입과 회전척의 회전이 정지되도록 하는 최종 관입 정지 제어명령을 출력하는 제어부;를 포함하는 관입관리수단을 더 포함하며,
   상기 제1 공정에서, 조종실 단말과 관리자 단말의 어플리케이션이 활성화되어 터치패널에 설정화면이 표시되면, 최대토크비 설정값, 토크 설정값, 압입속도 설정값, 압입력 설정값, 회전속도 설정값 및, 1차 관입깊이 설정값과 2차 관입깊이 설정값, 최종 관입깊이 설정값이 설정되고, 설정된 최대토크비 설정값, 토크 설정값, 압입속도 설정값, 압입력 설정값, 회전속도 설정값 및, 1차 관입깊이 설정값과 2차 관입깊이 설정값, 최종 관입깊이 설정값은 제어부의 제어명령에 의하여 관리서버에 저장되며,
   상기 제3 공정과 7 공정 및 제11 공정에서, 토크 측정부, 압입속도 측정부, 압입력 측정부, 회전속도 측정부 및 관입깊이 측정부에서 측정된 토크 측정값, 압입속도 측정값, 압입력 측정값, 회전속도 측정값, 관입깊이 측정값이 제어부에 전달되고, 제어부가 관입상황표시 제어명령을 출력하며, 제어부의 관입상황표시 제어명령에 따라 조종실 단말과 관리자 단말의 터치패널의 관입상황표시화면에 토크 측정값, 압입속도 측정값, 압입력 측정값, 회전속도 측정값, 관입깊이 측정값이 표시되고,
   제4 공정과 제8 공정 및 제12 공정에서, 제어부는 관입깊이 측정값이 관입깊이 설정값보다 크거나 같으면 관입상황표시화면의 관입깊이 표시부가 적색으로 점멸 표시되도록 하는 관입깊이 경보 제어명령을 출력함과 아울러 승강압입장치의 압입과 회전척의 회전이 정지되도록 하는 관입 정지 제어명령을 출력하며, 제어부의 관입깊이 경보 제어명령에 따라 조종실 단말과 관리자 단말의 터치패널의 관입상황표시화면의 관입깊이 표시부가 적색으로 점멸하고, 제어부의 1차 관입 정지 제어명령에 따라 승강압입장치의 압입과 회전척의 회전이 정지되어 1차 관입이 정지되도록 제어되며,
   상기 제3 공정과 제7 공정 및 제11 공정에서 토크 측정값이 관리서버에 저장된 최대토크 설정값보다 크거나 같으면, 제어부는 관입깊이 측정값과는 무관하게 관입 중지 제어명령을 출력하게 되고, 제어부의 관입 중지 제어명령에 따라 승강압입장치의 하강압입과 회전척의 회전이 정지되어 관입이 중지되어 회전관입말뚝과 하부 연장말뚝 및 상부 연장말뚝이 비틀림에 의해 변경되거나 파손되는 것을 방지할 수 있게 되고,
   상기 제어부(550)의 관입깊이 경보 제어명령에 따라 조종실 단말(510)과 관리자 단말(520)의 터치패널(513, 523)의 관입상황표시화면(512, 522)의 관입깊이 표시부와 토크 표시부가 적색으로 점멸하며, 이에 따라 조종사와 관리자가 관입깊이를 육안으로 확인 및 판단하지 않고서도 다음 공정을 준비하는 등 상황에 대처할 수 있게 되고,
   상기 제어부(550)의 최종 관입 정지 제어명령에 따라 승강압입장치(460)의 압입과 회전척(470)의 회전이 정지되어 최종 관입이 정지되며,
   이후, 상부 연장말뚝 결합부(320)에서 회전척(470)이 분리되며, 승강압입장치(460)와 말뚝가이드(480)가 상승하게 되고,
   상부 연장말뚝 결합부(320)와 회전척(470)의 분리와, 승강압입장치(460)과 말뚝가이드(480)의 상승은 관입제어수단(500)에 의하여 자동으로 제어되도록 하거나 안전으로 고려하여 조종사와 관리자 및 협업 작업자들에 의해 이루어지도록 하며,
   상기 제어부는 압입속도 측정값과 회전속도 측정값 및 관입깊이 측정값을 연산하여 1회전 당 관입깊이가 나선형 날개의 두께 미만이면, 관입 중지 제어명령을 출력하고, 제어부의 관입 중지 제어명령에 따라 승강압입장치의 하강압입과 회전척의 회전이 정지되어 관입이 중지됨을 특징으로 하는 중대형 금생수 회전관입 말뚝 시공 방법.
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