KR102410111B1 - An Apparatus For Inserting Large Diameter Steel Pipe Casing - Google Patents
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Abstract
본 발명은 굴착공을 굴착하기 위해 리더(2)의 가이드에 장착된 스크류오거(4)와, 대직경의 강관 케이싱(8) 상단을 지지하는 홀더(7)를 구비하는 항타기에서, 대직경 강관 케이싱(8)을 지중에 관입하기 위해 대직경의 강관 케이싱 하단부에 굴착부(10)를 구비한 대직경 강관 케이싱 삽입장치에 관한 것으로, 상기 홀더(7)에는 대직경 강관 케이싱(8)을 요동운동시키기 위한 구동부(9)가 장착되며, 상기 구동부(9)는 적어도 두개의 대향된 위치에 장착된 유압실린더(91)를 포함하며, 상기 유압실린더(91)는 그 고정단부가 상기 홀더(7)의 저면에 회동가능하게 장착되고, 유압실린더의 피스톤로드(92)는 그 자유단부가 대직경 강관 케이싱(8)에 연결되어 유압실린더의 피스톤로드의 왕복운동에 의해 대직경 강관 케이싱의 회전 요동운동에 따라 그 굴착부(10)에 의해 관입되는 것을 특징으로 하여 구성됨으로써, 요동운동시킴으로써 대직경의 강관 케이싱의 하단에 장착된 굴착부에 의해 일반 토사와 함께 암반층도 굴착하면서, 내부에서 대형 오거스크류에 의해 토사나 암반 파쇄물을 제거하여 대직경의 강관 케이싱이 안정되게 굴착공에 삽입될 수 있고, 강관 케이싱의 수직도 관리가 매우 간편하여 작업 효율성이 향상되는 효과가 있다.The present invention is a driving machine having a screw auger (4) mounted on the guide of the leader (2) for excavating an excavation hole, and a holder (7) for supporting the upper end of a large-diameter steel pipe casing (8), a large-diameter steel pipe It relates to a large-diameter steel pipe casing insertion device having an excavation part (10) at the lower end of the large-diameter steel pipe casing in order to penetrate the casing (8) into the ground, wherein the holder (7) swings the large-diameter steel pipe casing (8) A driving unit (9) for moving is mounted, the driving unit (9) comprising a hydraulic cylinder (91) mounted at at least two opposite positions, the hydraulic cylinder (91) having a fixed end of the holder (7) ) is rotatably mounted on the bottom surface of the hydraulic cylinder, and the free end of the piston rod 92 of the hydraulic cylinder is connected to the large-diameter steel pipe casing 8. It is configured to be penetrated by the excavation part 10 according to the movement, so that the rock layer is also excavated with the general earth and sand by the excavation part mounted on the lower end of the large-diameter steel pipe casing by oscillating, while excavating the large auger from the inside The large-diameter steel pipe casing can be stably inserted into the excavation hole by removing the soil or rock crushed material by means of a screw, and the verticality management of the steel pipe casing is very easy to improve work efficiency.
Description
본 발명은 항타기에 설치된 대직경 강관 케이싱 삽입장치에 관한 것으로, 특히 교량이나 대형 건축물용으로 직경이 예를들어 1,000mm ~ 3,000mm의 기둥을 시공하기 위하여 대직형의 굴착공을 시공하기 위해 항타기의 홀더에서 지지되는 대직경 강관 케이싱을 소정 각도범위내에서 정역회전 요동운동시키면서 대직경 강관 케이싱 하단에 제공된 굴착부에 의해 굴착공의 형성과 함께 케이싱 튜브내의 토사 또는 암반 파쇄물을 스크류오거로 제거하도록 된 대직경 케이싱 튜브 삽입장치에 관한 것이다. The present invention relates to a large-diameter steel pipe casing inserting device installed on a driving machine, and in particular, for a bridge or large building, for example, 1,000 mm to 3,000 mm in diameter. While the large-diameter steel pipe casing supported by the holder is rotated and rotated forward and backward within a predetermined angular range, an excavation hole is formed by the excavation part provided at the bottom of the large-diameter steel pipe casing and the soil or rock crushed material in the casing tube is removed with a screw auger. It relates to a large-diameter casing tube insertion device.
일반적으로 지면 보강작업은 항타기의 오거스크류로 굴착공을 천공하고 그 속에 콘크리트 프리캐스트 기둥을 삽입한 후 콘크리트 그라우팅을 하여 보강 기둥들을 형성한다.In general, ground reinforcement work forms reinforcement columns by drilling an excavation hole with an auger screw of a driving machine, inserting a concrete precast column into it, and then performing concrete grouting.
그러나 굴착공의 직경이 큰 경우, 예를들어 교량공사나 대형 건축물의 기초부를 시공하기 위해서는 대직경, 예를들어 1,000mm ~ 3,000mm 직경의 기둥을 시공해야 하는 경우에는 토사와 물이 굴착공으로 유입될 수 있어서 상기한 같은 일반적인 오거스크류에 의해 굴착공을 시공하기 어렵다.However, when the diameter of the excavation hole is large, for example, when it is necessary to construct a column with a large diameter, for example, 1,000 mm to 3,000 mm in order to construct the foundation of a bridge or large building, earth and water flows into the hole It is difficult to construct an excavation hole by a general auger screw as described above.
이러한 대구경의 기둥을 시공하기 위하여, 국내 공개특허공보 제10-2009-0104927호(공개일자 2009년10월07일)에는 목적 지반 상에 오거스크류 등을 이용하여 굴착 가능한 토사층까지 천공하면서, 파일 드라이버를 통해 센터케이싱을 동시에 삽입하고, 토사층의 천공 상태에서는 해머비트를 이용하여 토사층 하부의 암반층을 천공하고, 목적지반의 충분한 천공깊이가 완성되면 상기한 해머비트를 제거하여 수직센터공을 완성한 다음, 그 수직센터공에 철근망을 삽입하고, 콘크리트 몰탈을 주입하여 콘크리트 기둥을 완성하는 다중 케이싱 천공에 의한 확장 대구경 타설 공법이 개시되어 있다.In order to construct such a large-diameter column, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2009-0104927 (published on October 07, 2009) discloses that while drilling up to the excavable soil layer using an auger screw on the target ground, a pile driver At the same time, insert the center casing through An expanded large-diameter casting method by inserting a reinforcing bar mesh into the vertical center hole and injecting concrete mortar to complete a concrete column is disclosed.
그러나, 상기한 종래 기술에서 파일 드라이버에 의한 천공과 동시에 예를들어 진동에 의하거나 해머에 의해 센터케이싱을 삽입함에 있어서, 센터케이싱의 중심을 잡기가 어렵고, 암반층의 경우에는 오거스크류를 해머 비트로 교체하여야 하므로 작업시간이 많이 소요되어 공기 지연이 초래되는 문제가 있었다. However, in the above prior art, it is difficult to center the center casing when drilling by a pile driver and inserting the center casing by, for example, vibration or a hammer at the same time, and in the case of a bedrock layer, the auger screw is replaced with a hammer bit There was a problem in that it took a lot of work time and caused a delay in the construction period.
본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 대직경의 강관 케이싱의 하단에 굴착부를 장착하고, 항타기의 홀더에서 지지되는 대직경의 강관 케이싱을 소정 각도범위내에서 정역회전에 의한 요동운동시키면서 굴착부에 의해 굴착되면서 지중으로 삽입되고, 이때 발생되는 토사와 암반 파쇄물을 오거스크류로 제거하도록 하는 대직경 강관 케이싱 삽입장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to mount an excavation part on the lower end of a large-diameter steel pipe casing in order to solve the problems of the prior art, and to rotate the large-diameter steel pipe casing supported by the holder of the driving machine forward and reverse within a predetermined angle range. It is to provide a large-diameter steel pipe casing inserting device that is inserted into the ground while being excavated by the excavation unit while swinging, and that the generated earth and rock crushed material is removed with an auger screw.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 대직경 강관 케이싱 삽입장치는, 굴착공을 굴착하기 위해 리더의 가이드에 장착된 스크류오거와, 대직경의 강관 케이싱 상단을 지지하는 홀더를 구비하는 항타기에서, 대직경 강관 케이싱을 지중에 관입하기 위해 대직경의 강관 케이싱 하단부에 굴착부를 구비한 대직경 강관 케이싱 삽입장치에 있어서, 상기 홀더에는 대직경 강관 케이싱을 요동운동시키기 위한 구동부가 장착되며, 상기 구동부는 적어도 두개의 대향된 위치에 장착된 유압실린더를 포함하며, 상기 유압실린더는 그 고정단부가 상기 홀더의 저면에 회동가능하게 장착되고, 유압실린더의 피스톤로드는 그 자유단부가 대직경 강관 케이싱에 연결되어 유압실린더의 피스톤로드의 왕복운동에 의해 대직경 강관 케이싱의 회전 요동운동에 따라 그 굴착부에 의해 관입되는 것을 특징으로 하여 구성된다.In order to achieve the above object, a large-diameter steel pipe casing inserting device according to the present invention is a driving machine having a screw auger mounted on a guide of a leader for excavating an excavation hole, and a holder for supporting the upper end of the large-diameter steel pipe casing In the large-diameter steel pipe casing insertion device having an excavation part at the lower end of the large-diameter steel pipe casing to penetrate the large-diameter steel pipe casing into the ground, the holder is equipped with a driving unit for swinging the large-diameter steel pipe casing, the The driving unit includes at least two hydraulic cylinders mounted at opposite positions, the fixed end of the hydraulic cylinder is rotatably mounted on the bottom surface of the holder, and the piston rod of the hydraulic cylinder has a free end of a large-diameter steel pipe casing. It is connected to and is configured to be penetrated by the excavation part according to the rotational and oscillating motion of the large-diameter steel pipe casing by the reciprocating motion of the piston rod of the hydraulic cylinder.
상기 두개의 유압실린더들에 의한 대직경 강관 케이싱의 요동운동은 피스톤로드의 스트로크 길이와 강관 케이싱의 직경에 따라 미리 설정된 각도 범위내에서 설정된다.The swinging motion of the large-diameter steel pipe casing by the two hydraulic cylinders is set within a preset angular range according to the stroke length of the piston rod and the diameter of the steel pipe casing.
상기 굴착부는 대직경 강관 케이싱의 하단부에서 내측면에 측벽이 고정된 하우징과, 상기 하우징의 바닥부 저면에 굴착팁들이 직경방향으로 형성된 굴착판이 장착되고, 또한 굴착팁의 양측에 개구부들이 형성되어 구성된다.The excavation unit includes a housing having a side wall fixed to the inner surface at the lower end of the large-diameter steel pipe casing, an excavation plate having excavation tips formed in the radial direction on the bottom surface of the bottom of the housing, and openings are formed on both sides of the excavation tip. do.
본 발명에 따라, 대직경의 강관 케이싱을 소정 각도범위내에서 항타기의 홀더에 장착된 구동수단으로 정역회전에 의한 요동운동시킴으로써 대직경의 강관 케이싱의 하단에 장착된 굴착부에 의해 일반 토사와 함께 암반층도 굴착하면서, 내부에서 대형 오거스크류에 의해 토사나 암반 파쇄물을 제거하여 대직경의 강관 케이싱이 안정되게 굴착공에 삽입될 수 있고, 강관 케이싱의 수직도 관리가 매우 간편하여 작업 효율성이 향상되는 효과가 있다.According to the present invention, a large-diameter steel pipe casing is oscillated by forward and reverse rotation with a driving means mounted on a holder of a driving machine within a predetermined angular range. While excavating the bedrock layer, the large-diameter steel pipe casing can be stably inserted into the excavation hole by removing the earth or rock debris with a large auger screw from the inside, and the verticality management of the steel pipe casing is very easy to improve work efficiency. It works.
도 1은 본 발명에 의한 대직경 강관 케이싱 삽입장치가 장착된 항타기의 측면도.
도 2는 도 1의 대직경 강관 케이싱을 미리 설정된 각도범위내에서 구동수단으로서 실린더에 의해 요동시키는 것을 보여주기 위한 개략적인 횡단면도.
도 3은 도 2의 제 1 실린더의 초기 상태의 부분확대도.
도 4는 도 3에서 제 1 실린더의 작동으로 강관 케이싱이 미리 설정된 각도범위에서 정역 요동운동하는 것을 보여주는 부분확대도.
도 5는 도 1의 대직경 강관 케이싱의 하단부에 제공된 굴착부의 저면에서 본 사시도.
도 6은 도 5에서 대직경 강관 케이싱의 하단부에 제공된 굴착부의 개략적인 분해사시도.
도 7은 도 6의 굴착부가 대직경 강관 케이싱에 장착된 상태를 보여주는 단면도로서 굴착부의 저면에 굴착팁이 제공된 것을 보여준다.
도 8은 도 7의 굴착부의 굴착팁이 대직경 강관 케이싱의 요동운동에 따라 함께 요동운동하면서 지면의 암반층과 토사층들을 굴착하는 것을 보여준다.
1 is a side view of a driving machine equipped with a large-diameter steel pipe casing insertion device according to the present invention.
Fig. 2 is a schematic cross-sectional view showing that the large-diameter steel pipe casing of Fig. 1 is oscillated by a cylinder as a driving means within a preset angular range;
3 is a partially enlarged view of an initial state of the first cylinder of FIG. 2 ;
4 is a partial enlarged view showing that the steel pipe casing swings forward and backward in a preset angular range by the operation of the first cylinder in FIG. 3 .
Figure 5 is a perspective view from the bottom of the excavated portion provided at the lower end of the large-diameter steel pipe casing of Figure 1;
Figure 6 is a schematic exploded perspective view of the excavation provided at the lower end of the large-diameter steel pipe casing in Figure 5;
7 is a cross-sectional view showing a state in which the excavation part of FIG. 6 is mounted on a large-diameter steel pipe casing, and shows that an excavation tip is provided on the bottom surface of the excavation part.
FIG. 8 shows that the excavation tip of the excavation part of FIG. 7 excavates the bedrock layer and the soil layer on the ground while rocking along with the rocking motion of the large-diameter steel pipe casing.
이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings showing embodiments of the present invention.
도 1에 있어서, 항타기(1)는 리더(2)의 전방측에 가이드(3)가 장착되고, 그 가이드(3)에 스크류오거(4)가 장착되어 있으며, 리더의 상단에 활차(5)가 설치되어 와이어(6)에 의해 스크류오거가 승하강된다. 또한, 상기 가이드(3)에는 홀더(7)가 장착되어 대직경 강관 케이싱(8)을 지지한다.In Fig. 1, in the
본 발명에 따라, 상기 홀더(7)에는 대직경 강관 케이싱(8)을 요동운동시키기 위한 구동부(9)가 장착되며, 상기 구동부(9)는 도 2에 도시된 바와같이 적어도 두개, 도시된 실시예에서는 대향된 위치에 장착된 유압실린더(91)를 포함한다.According to the present invention, the holder 7 is equipped with a driving unit 9 for swinging the large-diameter
상기 유압실린더(91)는 그 고정단부가 상기 홀더(7)의 저면에 회동가능하게 장착되고, 유압실린더의 피스톤로드(92)는 그 자유단부가 대직경 강관 케이싱(8)에 연결된다.The
상기 두개의 유압실린더(91)는 서로 반대방향으로 배치되어서, 피스톤로드(92)가 도 3에 도시된 초기 상태에서 도 4에 도시된 바와 같이 전진하면 피스톤로드의 자유단부에 연결된 대직경 강관 케이싱(8)은 반시계방향으로 회전하며, 피스톤로드(92)가 도 3에 도시된 위치로 후퇴하면 대직경 강관 케이싱(8)은 시계방향으로 회전하게 된다.The two
이와 같이, 홀더(7)와 대직경 강관 케이싱(8) 사이에서 반대로 장착된 두개의 유압실린더(91)가 작동하여 각각의 피스톤로드(92)의 전진과 후진을 반복함에 따라 피스톤로드(92)들에 연결된 대직경 강관 케이싱(8)은 반시계방향과 시계방향으로의 요동운동을 반복하게 된다.In this way, as the two
본 발명에서의 대직경 강관 케이싱(8)은 그 직경이 1000~3000mm을 갖는 강관 케이싱을 의미하며, 대직경 강관 케이싱(8)이 두개의 유압실린더(91)들에 의해 요동운동할 때의 각도 범위는 피스톤로드(92)의 스트로크 길이와 강관 케이싱의 직경에 따라 예를들어 15~25°범위로 설정될 수 있다.The large-diameter
상기 대직경 강관 케이싱(8)의 하단에는 굴착부(10)가 장착되어 있어서, 상기 대직경 강관 케이싱(8)이 설정된 각도 범위내에서 요동운동을 반복함에 따라 굴착부(10)에 의해 지면이 굴착된다. An
도 5 내지 7에 도시된 바와 같이, 상기 굴착부(10)는 대직경 강관 케이싱(8)의 하단부에서 내측면에 측벽(12)이 고정된 하우징(11)과, 상기 하우징(11)의 바닥부(13) 저면에 굴착팁(14')들이 직경방향으로 형성된 굴착판(14)이 장착되고, 또한 굴착팁의 양측에 개구부(15)들이 형성되어 있다.As shown in FIGS. 5 to 7 , the
상기 하우징(11)의 상부판(16)과 바닥부(13) 사이에 연장되고 상부판(16)에 상단이 아이들링되게 장착된 지지축(17)의 하단에는 적어도 2개의 개구부(15)가 형성된 굴착판(14)이 고정되어 있다.At least two
이로써, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 홀더(7)와 대직경 강관 케이싱(8) 사이에 장착된 유압실린더(91)의 작동에 의해 대직경 강관 케이싱(8)이 소정 각도 범위에서 요동운동하게 되면, 대직경 강관 케이싱(8)의 하단에 측벽(12)이 고정된 하우징(11)의 바닥부(13)에 제공된 굴착판(14)에 제공된 굴착팁(14')들에 의해 지층이 굴착되며, 이때 암반층을 만나게 되더라도 예를들어 다이아몬트로 된 굴착팁들에 의해 암반층이 파쇄되면서 굴착된다.Accordingly, as shown in FIG. 8, the large-diameter
이때 발생되는 토사나 암반 파쇄물은 하우징 바닥부(13)에 형성된 개구부(13')를 통하여 그리고 굴착판(14)의 개구부(15)들을 통해서 대직경 강관 케이싱내로 유입된다. 이렇게 유입되는 토사나 암반 파쇄물은 스크류오거에 의해 상승되어 배출된다. At this time, the generated earth or rock crushed material flows into the large-diameter steel pipe casing through the
상기한 바와같이, 본 발명에 따라 대직경 강관 케이싱 삽입장치의 실린더들에 의해 대직경 강관 케이싱의 상단이 고정된 상태에서 설정된 각도 범위에서 요동운동을 하게 하고, 이때 대직경 강관 케이싱의 하단에 제공된 굴착부에 의해 굴착공을 굴착하면서 대직경 강관 케이싱이 굴착공에 삽입되므로, 대직경 강관의 삽입을 효율적으로 수행할 수있고, 상단이 실린더들에 의해 홀더에 고정된 상태에서 하단부의 굴착부에 의해 굴착되는 동안 대직경 강관 케이싱의 자중에 의해 직립도가 유지되므로 직립도 유지 관리가 매우 간편하며, 구조가 단순하여 제조비용 및 보수유지 비용을 절감할 수 있다.As described above, according to the present invention, the upper end of the large-diameter steel pipe casing is fixed by the cylinders of the large-diameter steel pipe casing insertion device to swing within a set angular range, and at this time, provided at the lower end of the large-diameter steel pipe casing Since the large-diameter steel pipe casing is inserted into the excavation hole while excavating the excavation part by the excavator, the insertion of the large-diameter steel pipe can be efficiently performed, and the upper end is fixed to the holder by the cylinders, and the lower end As the uprightness is maintained by the weight of the large-diameter steel pipe casing during excavation by the
본 발명은 대형건축물의 기초공사 또는 교각용의 대직경의 기둥을 형성하기 위해 대직경의 강관 케이싱을 삽입하는데 이용될 수 있다.The present invention can be used to insert a large-diameter steel pipe casing to form large-diameter columns for foundation construction or piers of large-scale buildings.
1 : 항타기 2 : 리더
3 : 가이드 4 : 스크류오거
7 : 홀더 8 ; 대직경 강관 케이싱
9 ; 구동부 10 : 굴착부
91 : 유압실린더 92 : 피스톤로드
11 ; 하우징 13 : 바닥부
14 : 굴착판 14' : 굴착팁
15 : 개구부1 : Driving 2 : Leader
3: guide 4: screw auger
7:
9 ; Driving part 10: excavation part
91: hydraulic cylinder 92: piston rod
11 ; housing 13: bottom
14:
15: opening
Claims (3)
상기 굴착부(10)는 대직경 강관 케이싱(8)의 하단부에서 내측면에 측벽(12)이 고정된 하우징(11)과, 상기 하우징(11)의 개구부(13')가 형성된 바닥부(13) 저면에 굴착팁(14')들이 직경방향으로 형성되고 그 굴착팁의 양측에 적어도 2개의 개구부(15)가 형성된 굴착판(14)이 장착되고, 상기 굴착판(14)은 하우징(11)의 상부판(16)과 바닥부(13) 사이에 연장되고 상부판(16)에 상단이 아이들링되게 장착된 지지축(17)의 하단에 장착된 것을 특징으로 하는 대직경 강관 케이싱 삽입장치.
The screw auger (4) mounted on the guide of the leader (2) to excavate the excavation hole, the holder (7) supporting the upper end of the large-diameter steel pipe casing (8), and the large-diameter steel pipe casing (8) are penetrated into the ground An excavation part 10 provided at the lower end of the large-diameter steel pipe casing to It includes a hydraulic cylinder 91 rotatably mounted on the bottom surface of the holder 7 and the free end of the piston rod 92 connected to the large-diameter steel pipe casing 8, and the reciprocating motion of the piston rod of the hydraulic cylinder is provided. In the large-diameter steel pipe casing insertion device that is penetrated by the excavation part (10) according to the rotational oscillation motion within a preset angular range according to the stroke length of the piston rod (92) and the diameter of the steel pipe casing,
The excavation part 10 includes a housing 11 having a side wall 12 fixed to the inner surface at the lower end of the large-diameter steel pipe casing 8, and a bottom part 13 in which an opening 13' of the housing 11 is formed. ) The excavation tips 14' are formed in the radial direction on the bottom surface, and the excavation plate 14 having at least two openings 15 formed on both sides of the excavation tip is mounted, and the excavation plate 14 is a housing 11 A large-diameter steel pipe casing insertion device, characterized in that it is mounted on the lower end of the support shaft (17) extending between the upper plate (16) and the bottom portion (13) of the upper plate (16) is mounted to be idling.
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