KR102485844B1 - 파일 인발용 굴착유닛 - Google Patents

Abstract

단단한 지반에 설치된 파일(예 : 콘크리트 파일, H빔, 말뚝 등) 또는 지반에 비스듬하게 박힌 파일을 인발할 때, 유용한 파일 인발용 굴착유닛을 개시한다.
실시예에 따른 굴착유닛은 유니버셜 조인트; 및 파이프 형태로, 상부에 상기 유니버셜 조인트의 하부와 결합되는 소켓부가 구비되고, 하부에 굴착바이트부가 구비된 보디;를 포함하고, 상기 보디는 회전하면서 지면을 굴착하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

파일 인발용 굴착유닛{EXCAVATION UNIT FOR PILE PULL-OUT}

본 개시(The Disclosure)는 인발(引)에 의한 것(IPC : E02D 9/02)과 관련된다.

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한국 등록특허공보 제10-1787291호에는 PHC 파일 인발 장치 및 이를 이용한 PHC 파일 인발 방법이 게재되어 있다.

전술한 공보를 참조하면, 종래에는 지반에 설치된 파일(예 : 콘크리트 파일, H빔, 말뚝 등)을 인발하고자 하는 경우, ① 하부에 링바이트부가 구비된 케이싱부재(이하 '파쇄유닛'이라 함)를 수직 방향으로 왕복 운동하는 바이브로(Vibro) 해머에 장착한 뒤, ② 전술한 파쇄유닛을 이용하여 파일 둘레의 지반을 소정 깊이까지 점진적으로 파쇄하고, ③ 기중기와 로프를 이용하여 지반에서 파일을 잡아 당기는 방법이 주로 사용되어 왔다.

한편 전술한 파쇄유닛은 연약한 지반을 파쇄하는 데에는 유용하나, 단단한 암반층은 제대로 파쇄하지 못하는 단점이 있다. 또한 전술한 파쇄유닛은 그 작동 원리상 지반에 비스듬하게 박힌 파일에는 적용할 수 없는 문제점이 있다.

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KR 10-1787291 B1 (2017.10.18. 공고) KR 10-1840640 B1 (2018.03.21. 공고)

단단한 지반에 설치된 파일(예 : 콘크리트 파일, H빔, 말뚝 등) 또는 지반에 비스듬하게 박힌 파일을 인발할 때, 유용한 파일 인발용 굴착유닛을 제공하는 것이다.

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실시예에 따른 굴착유닛은 유니버셜 조인트; 및 파이프 형태로, 상부에 상기 유니버셜 조인트의 하부와 결합되는 소켓부가 구비되고, 하부에 굴착바이트부가 구비된 보디;를 포함하고, 상기 보디는 회전하면서 지면을 굴착하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 실시예에 따른 굴착유닛은 일단이 소켓부에 결합되고, 타단이 상기 보디의 하부를 향하는 유체분사관;를 더 포함하고, 상기 유니버셜 조인트는 하부에 요크부가 형성된 제1 실린더; 상부에 요크부가 형성되고, 하부가 상기 소켓부와 결합되는 제2 실린더; 상기 제1 실린더의 요크부와 상기 제2 실린더의 요크부를 연결하는 저널; 및 상기 제1 실린더의 내부 공간와 상기 제2 실린더의 내부 공간을 연결하는 튜브;로 구성되고, 상기 소켓부의 내부에는 상기 제2 실린더의 내부 공간 및 상기 유체분사관을 이어주는 빈 공간이 형성되고, 상기 유니버셜 조인트로 유체를 공급받아 상기 유체분사관으로 분사하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 굴착바이트부는 복수 개가 구비되어, 상기 보디의 외측면 둘레를 따라 결합되는 제1 바이트; 복수 개가 구비되되, 그 각각이 상기 제1 바이트에 비하여 좁은 폭을 갖고, 상기 보디의 외측면 둘레를 따라 결합되는 제2 바이트; 및 복수 개가 구비되어, 상기 보디의 내측면 둘레를 따라 결합되는 제3 바이트;를 포함할 수 있다.

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실시예에 따른 굴착유닛을 이용하면, 단단한 지반에 설치된 파일 또는 지반에 비스듬하게 박힌 파일을 용이하게 인발할 수 있다.

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도 1은 실시예에 따른 굴착유닛을 원근 시점에서 본 모습을 나타낸다.
도 2는 분해된 실시예에 따른 굴착유닛을 원근 시점에서 본 모습을 나타낸다.
도 3은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ 선을 따라 절단된 실시예에 따른 굴착유닛의 단면을 나타낸다.
도 4는 실시예에 따른 굴착유닛을 저면에서 본 모습을 나타낸다.
도 5는 실시예에 따른 굴착유닛이 구비된 항타기를 이용하여, 지면에 비스듬하게 박힌 파일 주위의 지반을 굴착하는 모습을 개략적으로 나타낸다.
도 6은 유체분사관의 다양한 결합 형태를 나타낸다.
도 7은 실시예에 따른 굴착유닛의 변형 예를 나타낸다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 실시예에 따른 굴착유닛 및 실시예에 따른 파일 인발 방법을 구체적으로 설명한다.

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도 1은 실시예에 따른 굴착유닛(1)[이하 '굴착유닛(1)'이라 함]을 원근 시점에서 본 모습을 나타내고, 도 2는 분해된 굴착유닛(1)을 원근 시점에서 본 모습을 나타낸다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 굴착유닛(1)은 유니버셜 조인트(100) 및 보디(200)를 포함한다.

도 4를 참조하면, 유니버셜 조인트(100)는 항타기(A)의 구동모터(B)와 보디(200)를 연결하고, 보디(200)가 파일(P)의 기울기에 따라 일정 각도 기울어질 수 있도록 한다. 즉 유니버셜 조인트(100)는 보디(200)가 파일(P)과 평행한 상태가 되도록 한다.

유니버셜 조인트(100)는 복수 개가 구비되어, 수직 방향을 결합되면, 보디(200)가 구동모터(B)를 기준으로 다축 방향으로 기울어질 수 있다. 예컨대, 유니버셜 조인트(200)가 2개가 수직 방향으로 결합될 경우, 보디(200)는 8축 방향으로 기울어질 수 있다.

다시 도 1 내지 도 2를 참조하면, 보디(200)는 제거하고 하는 파일의 지름에 비하여, 큰 내부 지름을 갖는 파이프 형태로 구성된다. 보디(200)의 상부에는 유니버셜 조인트(100)와 결합되는 소켓부(210)가 구비되고, 보디(200)의 하부에는 굴착바이트부(220)가 구비된다.

보디(200)는 외부 동력원에 의하여, 회전하며, 파일 주변의 지반을 굴착하는 기능을 한다. 보디(200)는 길이 방향으로 확장 가능하도록 구성될 수 있다.

한편, 굴착유닛(1)은 외부에서 유체(예 : 물, 공기 등)를 공급받아 보디(200)의 하부 방향으로 분사하는 적어도 하나 이상의 유체분사관(300)을 더 포함할 수 있다. 전술한 유체는 윤활 작용과 굴착된 토사를 지면 밖으로 밀어내는 작용을 한다.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 유체분사관(300)은 소정 길이를 갖고, 일단이 소켓부(210)에 결합되고, 타단이 보디(200)의 하부에 위치될 수 있다. 이때, 유니버셜 조인트(100)는 하부에 요크부(111)가 형성된 제1 실린더(110)와, 상부에 요크부(121)가 형성되고 하부가 소켓부(210)와 결합되는 제2 실린더(120)와, 2개의 요크부(111, 121)를 상호 연결하는 저널(130) 및, 제1 실린더(110)의 내부 공간(112)과 제2 실린더(120)의 내부 공간(122)을 상호 연결하는 튜브(140)로 구성되고, 소켓부(210)의 내부에는 제2 실린더(120)의 내부 공간(122)과 유체분사관(300)을 이어주는 빈 공간(211)이 형성된다.

즉, 유체공급기(미도시)에서 공급된 유체는 제1 실린더(110)의 내부 공간(112) → 튜브(140) → 제2 실린더(120)의 내부 공간(122) → 소켓부(210)의 빈 공간(211)을 경유하여, 유체분사관(300)을 통해 지반 방향으로 분사된다.

도 6 (a)에 도시된 바와 같이, 유체분사관(300)은 보디(200)의 외측면에 구비될 수도 있고, 도 6 (b)에 도시된 바와 같이, 유체분사관(300)은 보디(200)의 내측면에 구비될 수도 있다.

아울러, 도 6 (c)에 도시된 바와 같이, 유체분사관(300)이 보디(200)의 내부에 구비되어, 소켓부(210)의 빈 공간(211)과 수직으로 연통되어도 무방하다.

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도 1, 도 4를 참조하면, 굴착바이트부(220)는 복수 개의 제1 바이트(221, 221', 221"), 복수 개의 제2 바이트(222, 222', 222") 및 복수 개의 제3 바이트(223, 223', 223")로 구성될 수 있다.

복수 개의 제1 바이트(221, 221', 221")는 보디(200)의 외측면 둘레를 따라 결합되고, 지반을 실질적으로 굴착하는 기능을 한다.

복수 개의 제2 바이트(222, 222', 222")는 그 각각이 제1 바이트(221)에 비하여, 좁은 폭을 갖고, 보디(200)의 외측면 둘레를 따라 결합된다. 복수 개의 제2 바이트(222, 222', 222")는 제1 바이트(221)에 굴착된 토사를 유체와 교반하는 기능을 한다.

복수 개의 제3 바이트(223, 223', 223")는 보디(200)의 내측면 둘레를 따라 결합된다. 복수 개의 제3 바이트(223, 223', 223")는 파일 주위에 지반을 분쇄하는 기능을 한다.

제2 바이트(222)와 제3 바이트(223)는 일체로 구성될 수 있고, 이때 일체로 구성된 제2 바이트(222)와 제3 바이트(223)는 제1 바이트(221)와 동일한 폭으로 구성될 수 있다.

아울러, 도 7을 참조하면, 굴착유닛(1)은 복수 개의 리브(410, 410')를 매개로, 보디(200)의 내부에 설치되는 베어링(400)를 더 포함할 수 있다. 베어링(400)의 내부 지름은 인발하고자 하는 파일의 지름에 대응된다. 베어링(400)은 보디(200)가 파일(P)과 동일한 각도로 기울어지도록 가이드한다.

앞서 설명된 굴착유닛을 이용하면, 단단한 지반에 설치된 파일 또는 지반에 비스듬하게 박힌 파일을 용이하게 인발할 수 있는 효과가 있다.

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도 5를 참조하여, 실시예에 따른 파일 인발 방법을 설명한다.

먼저, 항타기(A)의 구동모터(B)에 굴착유닛(1)이 장착된다.

계속해서, 굴착유닛(1)에 의하여 파일(P) 주변의 지반이 수직 방향으로 굴착된다. 이때, 굴착유닛(1)의 보디(200)는 유니버셜 조인트(100)를 매개로, 구동모터(B)에 결합되어, 파일(P)이 지반에 비스듬하게 박혀 있더라도 파일(P)을 따라가며, 파일(P) 주변의 지반을 효과적으로 굴착한다.

이어서, 기중기(미도시)에 의하여, 굴착된 지반 위로 파일(P)이 잡아 당겨진다.

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본 개시(The Disclosure)의 실시예를 설명할 때 사용된 각종 표현(용어, 시각화된 이미지 등)들은 기술에 대한 이해를 높이기 위한 도구적인 목적에 의해 선택된 것에 불과하다.

또한 여건상 본 개시는 제한된 수의 실시예에 의하여 설명되었고, 당업자(당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람)는 설명된 실시예를 바탕으로 본 개시의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 새로운 실시예들을 창안해 낼 수 있을 것이다.

따라서 본 개시의 청구범위는 '발명의 설명' 및 '도면'에 나타난 일부 표현에 의하여 제한되어선 안되고, 명세서의 전반에 내재된 본원적인 기술적 사상을 바탕으로 폭넓게 해석되어야 함이 마땅하다.

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1... 굴착유닛
--
100... 유니버셜 조인트
110... 제1 실린더
111... 요크부
112... 내부 공간
120... 제2 실린더
121... 요크부
122... 내부 공간
130... 저널
140... 튜브
--
200... 보디
210... 소켓부
211... 빈 공간
220... 굴착바이트부
221, 221', 221"... 제1 바이트
222, 222', 222"... 제2 바이트
223, 223', 223"... 제3 바이트
--
300... 유체분사관
--
400... 베어링
410, 410'... 리브
--
A... 항타기 / B... 구동모터 / P... 파일

Claims (5)

1. 지반을 굴착할 때 사용되는 굴착유닛으로서,
   유니버셜 조인트; 및
   파이프 형태로, 상부에 상기 유니버셜 조인트의 하부와 결합되는 소켓부가 구비되고, 하부에 굴착바이트부가 구비된 보디;를 포함하고,
   상기 보디는 회전하면서 지면을 굴착하도록 구성된 것을 특징으로 하고,
   일단이 소켓부에 결합되고, 타단이 상기 보디의 하부를 향하는 유체분사관;를 더 포함하되,
   상기 유니버셜 조인트는,
   하부에 요크부가 형성된 제1 실린더;
   상부에 요크부가 형성되고, 하부가 상기 소켓부와 결합되는 제2 실린더;
   상기 제1 실린더의 요크부와 상기 제2 실린더의 요크부를 연결하는 저널; 및
   상기 제1 실린더의 내부 공간와 상기 제2 실린더의 내부 공간을 연결하는 튜브;로 구성되고,
   상기 소켓부의 내부에는 상기 제2 실린더의 내부 공간 및 상기 유체분사관을 이어주는 빈 공간이 형성되고, 상기 유니버셜 조인트로 유체를 공급받아 상기 유체분사관으로 분사하는 것을 특징으로 하는, 굴착유닛.
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3. 제1항에 있어서,
   상기 굴착바이트부는,
   복수 개가 구비되어, 상기 보디의 외측면 둘레를 따라 결합되는 제1 바이트;
   복수 개가 구비되되, 그 각각이 상기 제1 바이트에 비하여 좁은 폭을 갖고, 상기 보디의 외측면 둘레를 따라 결합되는 제2 바이트; 및
   복수 개가 구비되어, 상기 보디의 내측면 둘레를 따라 결합되는 제3 바이트;를 포함하는, 굴착유닛.
   
4. 삭제
5. 삭제

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