KR102357154B1

KR102357154B1 - 현장 조립이 가능한 지반 표준관입시험기

Info

Publication number: KR102357154B1
Application number: KR1020200060422A
Authority: KR
Inventors: 유성일
Original assignee: (주)지오뱅크
Priority date: 2020-05-20
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2022-01-27
Also published as: KR20210143533A

Abstract

본 발명은 현장 조립이 가능한 지반 표준관입시험기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건설공사 현장의 협소함으로 인하여 지반조사를 위한 표준관입시험기의 투입이 어려운 장소에도 투입이 가능한 지반 표준관입시험기에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 접철이 용이한 프레임; 상기 프레임의 상부 중심에 설치되는 윈치; 상기 윈치에 의해 상승되어 자유낙하되는 드라이브 해머; 및 상기 드라이브 해머의 중심에 관통되게 설치되되, 일측은 하부 지반에 수직 삽입되고 중심부에 상기 드라이브 해머가 충격되는 노킹헤드가 수평 형성된 로드;로 이루어진 것을 기술적 요지로 한다.

Description

현장 조립이 가능한 지반 표준관입시험기{Ground standard penetration tester that able to assemble on field}

본 발명은 현장 조립이 가능한 지반 표준관입시험기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건설공사 현장의 협소함으로 인하여 지반조사를 위한 표준관입시험기의 투입이 어려운 장소에도 투입이 가능한 지반 표준관입시험기에 관한 것이다.

건축물이 설치되는 하부 지반의 강도는 건축물의 안정성 유지에 있어 매우 중요한 요소로서, 일반적으로 공사 시작 전에 그 지반의 종류나 지지력 등을 파악하는 시험이 이루어지고 있다.

특히, 표준관입시험은 이러한 지반의 지지력을 파악하는 시험방법 중의 하나로서, 중량물을 자유 낙하시켜 기설정값만큼 관입되는데 소요되는 자유 낙하 회차를 측정함으로써 지반의 지지력과 같은 물리 역학적 특성의 파악과 지반의 시료 샘플을 회수하는 데 일반적으로 사용된다.

이러한 표준관입시험을 위해서 중량물의 자유낙하가 가능하도록 구비되는 자동식 시추장비가 사용되는데, 시추장비의 진입이 어려운 협소 구역이나 안전 또는 공간상의 문제로 시추장비의 설치가 어려운 구역에서는 시추장비를 이용할 수 없는 문제점이 있었다.

이러한 경우, 자동식이 아닌 수동식의 장비를 설치할 수 있으나 중량물에 따른 운반상의 어려움이 있으며, 이를 분리 형성하는 경우에 충격에 의해 그 파손이 쉽게 일어나거나 파손에 의한 충격량의 불일정한 전달로 인하여 그 시험결과를 신뢰하기 어려운 문제점이 있었다.

KR

10-1447197

B1

KR

10-1265437

B1

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 자동식 시추장비의 접근이 어려운 곳에서도 지반 표준관입시험이 이루어지도록 하되, 그 이동이 용이하고 신뢰성있는 시험결과를 얻어낼 수 있는 현장 조립이 용이한 지반 표준관입시험기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 현장 조립이 용이한 지반 표준관입시험기는 접철이 용이한 프레임; 상기 프레임의 상부 중심에 설치되는 윈치; 상기 윈치에 의해 상승되어 자유낙하되는 드라이브 해머; 및 상기 드라이브 해머의 중심에 관통되게 설치되되, 일측은 하부 지반에 수직 삽입되고 중심부에 상기 드라이브 해머가 충격되는 노킹헤드가 수평 형성된 로드;로 이루어진 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 상기 드라이브 해머는, 중심에 로드삽입홀이 형성되고, 상기 로드삽입홀의 양측에 볼트홀이 형성되어 적층설치되는 복수개의 금속제 웨이트플레이트; 만곡부가 상부에 위치하도록 상기 볼트홀에 관통설치되는 U볼트; 및 상기 U볼트의 나사산에 체결되되, 적층설치된 상기 웨이트플레이트의 상부와 하부에 밀착접촉되는 복수개의 너트로 이루어진 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 하부 지반에 수직 삽입된 상기 로드의 일측단에는 분리가능한 샘플러가 더 구비된 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 상기 웨이트플레이트는 스테인레스로 이루어진 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 상기 윈치는 전동윈치인 것을 기술적 특징으로 한다.

상기한 구성에 의한 본 발명은 아래와 같은 효과를 기대할 수 있다.

자동식 시추장비에 의하여 지반 표준관입시험이 이루어지기 힘든 장소의 지반 표준관입시험이 이루어질 수 있게 되므로, 안정적인 건축물의 시공이 용이하게 이루어질 수 있다.

지반의 특성에 따른 맞춤 시공이 이루어질 수 있으므로, 공정의 적용에 있어 시행착오의 가능성이 낮아져 건축물 시공 기간이 단축될 수 있으며, 궁극적으로는 시공 비용의 절감이 이루어질 수 있다.

구성물의 이동이 용이하여 신속한 지반 표준관입시험의 시행이 이루어질 수 있으며, 각 구성물이 분리 결합될 수 있어 신속한 설치와 분해 및 운반시 발생할 수 있는 안전사고나 근골격계 질환의 발생 가능성이 현저하게 낮아질 수 있다.

안전사고의 발생 가능성의 저하나, 신속한 설치와 분해는 궁극적으로는 시공기간을 단축시키는 경제적 효과를 얻을 수 있다.

궁극적으로는 신뢰성있는 지반 표준관입시험이 시행에 의하여 견고한 건축물의 시공이 가능할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 현장 조립이 용이한 지반 표준관입시험기의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 브라켓의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 드라이브 해머의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 웨이트플레이트의 구성도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 현장 조립이 용이한 지반 표준관입시험기를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 현장 조립이 용이한 지반 표준관입시험기의 전체 구성도, 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 브라켓의 구성도, 도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 드라이브 해머의 구성도 및 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 웨이트플레이트의 구성도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 현장 조립이 용이한 지반 표준관입시험기는 도 1에 도시된 바와 같이 프레임(100), 윈치(200), 드라이브 해머(300) 및 로드(400)로 구성된다.

먼저, 상기 프레임(100)을 살펴본다.

프레임(100)은 전체 구성을 지탱하는 구성으로서, 후술할 윈치(200)가 설치될 수 있는 지지대 역할을 할 수 있다.

프레임(100)은 복수개의 바(110)(Bar)로 이루어지되 설치 후 안정적인 지지를 제공하는 것이라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있으나, 이하에서는 세개의 바(110)의 결합으로 이루어진 형태를 갖는 것을 상정하여 설명하기로 한다.

각 바(110)의 일측은 브라켓(130)에 의하여 결합되고, 타측은 지면에 지지될 수 있다.

브라켓(130)은 각 바(110)가 삽입고정되는 복수개의 픽스부(131)가 힌지결합되어 형성되되, 픽스부(131)에 삽입된 바(110)의 외면에 접촉하여 가압고정되도록 하는 조임용 볼트(133)가 구비될 수 있다.

브라켓(130)의 중심에는 하향 동출된 링부(135)가 형성될 수 있다.

링부(135)는 후술할 윈치(200)가 설치될 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로서, 전체적인 구성의 안정성을 고려하면 브라켓(130)의 중심에 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

다음으로, 상기 윈치(200)를 살펴본다.

윈치(200)는 도르래원리를 이용하여 중량물의 권상과 권하를 용이하게 하는 도구를 통칭하는 것으로서, 후술할 드라이브 해머(300)의 권상과 권하를 견인하는 역할을 할 수 있다.

윈치(200)는 일반적으로 상하부에 훅(210)(Hook)이 구비되어 있어, 상부의 훅(210)은 상술한 프레임(100)의 링부(135)에 설치 및 분리가 용이하게 이루어지고, 하부의 훅(210)은 후술할 드라이브 해머(300)가 설치될 수 있다.

바람직하게는, 윈치(200)는 전동으로 구성되어 후술할 드라이브 해머(300)를 용이하게 권상시키도록 할 수 있다.

또한, 윈치(200)는 중량물인 드라이브 해머(300)가 일정 위치에서 자유낙하할 수 있도록, 중량물에 대한 구속력이 일시에 완전히 제거되는 기능이 구비될 수 있다.

다음으로, 상기 드라이브 해머(300)를 살펴본다.

드라이브 해머(300)는 상술한 윈치(200)에 의하여 상부로 권상되어 자유낙하에 의하여 후술할 로드(400)의 노킹헤드(410)를 타격하여 지반 표준관입시험이 이루어지도록 하는 역할을 할 수 있다.

드라이브 해머(300)는 웨이트플레이트(310), U볼트(330) 및 너트(350)로 이루어질 수 있다.

드라이브 해머(300)의 중심은 후술할 로드(400)가 관통되어 있어, 드라이브 해머(300)는 로드(400)에 의해 가이드되어 노킹헤드(410)에 타격될 수 있다.

드라이브 해머(300)는 전체 구성중 가장 중량물로 구성되어 있으나, 복수개의 웨이트플레이트(310)의 결합에 의하여 이루어져 있어 이동이 용이할 수 있다.

상세하게는, 웨이트플레이트(310)는 중심에 로드삽입홀(311)이 형성되어 있으며, 로드삽입홀(311)의 양측에 볼트홀(313)이 형성될 수 있다.

웨이트플레이트(310)는 다양한 형태로 구성될 수 있으나, 노킹헤드(410)로의 균일한 충격을 견인한다는 점에서 원형으로 구성되는 것이 바람직할 수 있다.

로드삽입홀(311)은 웨이트플레이트(310)의 중심에 관통 형성되어 있되, 후술할 로드(400)가 관통되어 드라이브 해버가 로드(400)에 의해 가이드되도록 하는 역할을 할 수 있다.

로드삽입홀(311)의 양측에는 볼트홀(313)이 형성되어 후술할 U볼트(330)가 관통함으로써, 복수개의 웨이트플레이트(310)가 중첩되어 결합될 수 있다.

볼트홀(313)은 웨이트플레이트(310)의 중심보다 일측으로 편향되어 형성함으로써 U볼트(330)의 결합시 로드(400)와 간섭이 생기지 않도록 할 수 있다.

각 웨이트플레이트(310)는 상술한 로드삽입홀(311)과 볼트홀(313)이 공히 형성되어 있어, 웨이트플레이트(310)를 중첩설치시 용이하게 결합이 가능할 수 있다.

추가적으로는, 웨이트플레이트(310)는 스테인레스 재질로 형성되고, 복수개의 웨이트플레이트(310)가 총 중량 60kg이 조합될 수 있도록 60의 약수로 형성되되, 작업자가 추가적인 도구없이 이동시킬 수 있는 15 또는 20kg으로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

상술한 웨이트플레이는 중첩되어 형성될 수 있는데, 웨이트플레이트(310)에 형성된 볼트홀(313)에는 U볼트(330)가 관통설치되어 결합될 수 있다.

U볼트(330)는 만곡에 의해 U자로 형성되어 양단에 나사산(331)이 형성되는 것을 통칭하는 것일 수 있다.

U볼트(330)에 의하여 웨이트플레이트(310)의 결합시 U볼트(330)의 양단은 웨이트플레이트(310)에 관통설치되고, 만곡부는 상부에 위치하도록 결합될 수 있다.

이러한 결합형태로 인하여, 드라이브 해머(300)는 상술한 윈치(200)의 훅(210)에 걸림으로써 권상 및 자유낙하가 가능할 수 있다.

U볼트(330)에는 나사산(331)이 형성될 수 있는데, 웨이트플레이트(310)에 결합시 웨이트플레이트(310)의 하부에 위치하는 양단에 나사산(331)이 형성되고, 웨이트플레이트(310)의 상부에 위치하는 U볼트(330)의 몸체에도 나사산(331)이 형성될 수 있다.

이러한 나사산(331)에 너트(350)가 복수개 체결될 수 있음으로써, 웨이트플레이트(310)의 상부와 하부면이 너트(350)에 의하여 견고하게 결합될 수 있다.

추가적으로는, U볼트(330)는 3.5kg의 중량을 가지도록 함으로써, 상술한 중첩된 웨이트플레이트(310)와의 조합과 함께 지반 표준관입시험에 사용되는 드라이브 해머(300)의 기준중량인 63.5kg을 형성할 수 있다.

상술한 구조를 기준으로 드라이브 해머(300)의 조립순서를 살펴보면, U볼트(330)의 몸체에 형성된 나사산(331)에 먼저 너트(350)를 체결한 후에, U볼트(330)의 양단을 웨이트플레이트(310)의 볼트홀(313)에 관통시킨다.

웨이트플레이트(310)의 조합에 따라 총 중량이 60kg이 되도록 3개 또는 4개의 웨이트플레이트(310)를 중첩하도록 하고, 관통된 U볼트(330)의 양단에 형성된 나사산(331)에 너트(350)를 체결한다.

이렇게 체결된 너트(350)는 렌치 등을 이용하여 고정되도록 하되, 웨이트플레이트(310)의 상부에 위치한 너트(350)는 하향하도록 잠금하고, 웨이트플레이트(310)의 하부에 위치한 너트(350)는 상향하도록 잠금함으로써, 상하부 너트(350)의 상호작용에 의해 웨이트플레이트(310)의 잠금이 더욱 견고하도록 할 수 있다.

마지막으로, 상기 로드(400)를 살펴본다.

로드(400)는 전체 구성의 중심에 위치함으로써, 상술한 드라이브 해머(300)가 자유낙하시 낙하방향을 가이드하는 역할을 하며 끝단이 지반에 삽입되는 길이를 측정하는 기준점이 될 수 있다.

로드(400)는 일측은 하부 지반에 수직삽입되고, 중심부에 상기 드라이브 해머(300)가 충격되는 노킹헤드(410)가 수평형성될 수 있다.

로드(400)의 형태는 원형 봉 또는 사각형 봉의 형태 등 어떠한 형태도 가능할 수 있으나, 상술한 드라이브 해머(300)의 형태 및 설치상의 용이함을 고려하면 원형 봉으로 형성되는 것이 바람직하다.

로드(400)의 수직설치시 노킹헤드(410)의 상부에 위치하는 로드(400)의 길이는 0.76m 이상되도록 형성되도록 함으로써, 지반 표준관입시험시 드라이브 해머(300)의 낙하거리인 0.76m를 확보하도록 할 수 있다.

추가적으로는, 지반에 삽입된 로드(400)의 일측단에는 분리가능한 샘플러(500)가 더 구비될 수 있다.

샘플러(500)는 로드(400)의 노킹헤드(410)에 타격된 드라이브 해머(300)에 의해 로드(400)가 지반으로 삽입시 샘플러(500)에 지반이 삽입됨으로써, 지반의 구성을 알 수 있도록 하는 역할을 할 수 있다.

상술한 구성요소를 이용하여, 지반 표준관입시험을 하는 방법을 살펴본다.

협소한 지역이나 시추장비의 설치가 어려운 지역에 본 발명이 이용될 수 있다.

먼저 접철되어 이동이 용이한 프레임(100)을 지반 표준관입시험이 이루어질 장소에 설치한다.

프레임(100)의 상부 중심에는 브라켓(130)이 위치하게 되는데, 중심의 링부(135)에 윈치(200)의 상부 훅(210)을 걸어서 윈치(200)를 설치하게 된다.

윈치(200)의 하부 훅(210)에는 드라이브 해머(300)가 설치되는데, 드라이브 해머(300)는 상술한 바와 같이 웨이트플레이트(310)를 중첩설치하고 U볼트(330)와 너트(350)에 의하여 견고한 결합이 이루어지도록 한다.

드라이브 해머(300)의 중심에 위치한 로드삽입홀(311)에는 로드(400)가 삽입되는데, 로드(400)의 노킹헤드(410)는 드라이브 해머(300)의 하부에 위치하게 된다.

로드(400)의 하부 끝단에는 샘플러(500)가 추가적으로 구비될 수 있다.

윈치(200)에 의하여 상승된 드라이브 해머(300)는 지반 표준관입시험시 낙하거리로 지정된 0.76m까지 권상된 후에, 윈치(200)의 구속력을 한번에 해제함으로써 드라이브 해머(300)는 로드(400)에 의해 가이드되되 자유낙하하게 된다.

자유낙하된 드라이브 해머(300)는 로드(400)의 노킹헤드(410)를 타격함으로써 로드(400)는 지반으로 삽입되게 된다.

로드(400)와 함께 샘플러(500)도 지반으로 삽입되게 되는데, 샘플러(500)는 내부에 지반 샘플을 수집하게 된다.

상술한 드라이브 해머(300)의 자유낙하에 의한 타격은 반복 실시되며, 로드(400)가 지반으로 0.3m가 삽입될 때까지의 타격 횟수를 측정함으로써 지반의 지지력을 가늠할 수 있는 지반 표준관입시험의 결과를 얻게 된다.

상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야에 대한 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 상기의 실시예뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다.

100: 프레임
110: 바
130: 브라켓
131: 픽스부
133: 조임용 볼트
135: 링부
200: 윈치
210: 훅
300: 드라이브 해머
310: 웨이트플레이트
311: 로드삽입홀
313: 볼트홀
330: U볼트
331: 나사산
350: 너트
400: 로드
410: 노킹헤드
500: 샘플러

Claims

접철가능한 프레임;
상기 프레임의 상부 중심에 설치되되, 전동으로 동작되는 윈치;
상기 윈치에 의해 상승되어 자유낙하되는 드라이브 해머; 및
상기 드라이버 해머를 중심에 관통되게 설치되되, 일측은 하부 지반에 수직삽입되고 중심부에 상기 드라이브 해머가 충격되는 노킹헤드가 수평 형성된 로드; 로 이루어지되,
상기 드라이브 해머는,
중심에 로드삽입홀이 형성되고, 상기 로드삽입홀로부터 일측 편향되도록 볼트홀이 양측에 형성되어 적층 설치되는 복수개의 스테인레스 웨이트플레이트;
만곡부가 상부에 위치하도록 상기 볼트홀에 관통설치되는 U볼트; 및
상기 U볼트의 나사산에 체결되되, 적층설치된 상기 웨이트플레이트의 상부와 하부에 밀착 접촉되어 복수개로 이루어진 상기 웨이트플레이트의 이격을 제거하는 복수개의 너트로 이루어진 것을 특징으로 하는 현장 조립이 가능한 지반 표준관입시험기.
삭제
제1항에 있어서,
하부 지반에 수직 삽입된 상기 로드의 일측단에는 분리가능한 샘플러가 더 구비된 것을 특징으로 하는 현장 조립이 가능한 지반 표준관입시험기.
삭제
삭제