KR102497143B1 - Extendable perforator rod and a using method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연약지반 개선 기술 중 굴착공의 형성 장치 및 방법에 관한 것으로서, 지반을 천공하는 롯드는 교반날개를 접거나 확장할 수 있도록 구조화한 확장날개가 포함된 확장 롯드로 제공하고 작업중 회전축의 회전 방향을 변경하는 것만으로 확장날개가 전개하여 확장함으로써 굴착공의 직경을 더 크게 지원할 수 있는 확장 롯드 및 이를 이용한 굴착공의 형성방법이다. The present invention relates to an apparatus and method for forming an excavation hole among soft ground improvement technologies, wherein a rod for drilling the ground is provided as an extension rod including an extension blade structured to fold or expand a stirring blade, and rotation of a rotating shaft during work An expansion rod capable of supporting a larger diameter of a drilling hole and a method of forming a drilling hole using the rod by expanding and expanding the expansion wing only by changing the direction.
갯벌 등을 간척하여 만들어지는 지반 지하는 단단한 암반층과 함께 갯벌 등 무른 지층이 다층 구조를 형성하는 경우가 많고 이 때문에 간척지 상부에 시설물 설치시 안전성에 큰 문제가 발생할 수 있다. In many cases, the ground underground made by reclamation of tidal flats forms a multi-layered structure with soft strata such as tidal flats along with hard rock layers, and this can cause a major safety problem when installing facilities on top of the reclaimed land.
또한 공지의 굴착 장비는 가압 회전력을 제공하며 롯드 착탈부를 구비하는 오거장치와, 오거장치 하부에 착탈되며 다양한 외경의 돌출부가 있어 회전시 굴착공을 형성하는 롯드 및, 롯드의 하부에 착탈하며 최하단에서 지면에 접해 암석과 흙을 굴착하기 위한 비트로 이루어져 있다. In addition, known excavation equipment provides pressurized rotational force and has an auger device having a rod attachment and detachment unit, a rod that is detachable to the lower part of the auger device and has protrusions of various outer diameters to form a drilling hole during rotation, and detachable to the lower part of the rod and at the bottom It consists of a bit for excavating rocks and soil in contact with the ground.
한편 연약지반은 굴착시 지하부 깊이에 따라 단단한 암반층과 무른 지층이 혼합되는 경우가 많은데 그 위에 건설하는 지상물은 그 안전성을 담보하기 위해 지중에 말뚝을 시공하고 바람직하게는 보다 넓은 면적의 지하부에 기둥을 세우는 것이 좋지만 건설비용이 과다한 문제가 있다. On the other hand, soft ground is often mixed with hard rock layer and soft layer depending on the depth of the underground part during excavation. In order to ensure the safety of ground objects built on top of it, piles are constructed in the ground, and preferably, pillars are placed in the underground area of a larger area. It is good to build it, but there is a problem that the construction cost is excessive.
연약지반에서 확인되는 지층에 대해 실제로 확인해보면 대개 단단한 암반층과 상대적으로 무른 지층이 여러번 반복되는 것이 확인되기 때문에 동일한 직경으로 말뚝 시공시 무른 지층에 형성된 말뚝은 암반층에 형성된 것에 비해 다소 약한 문제가 생기게 되고, 시간경과에 따라 지지력이 떨어지게 됨으로써 상부 구조물 안전성에 큰 위협을 줄 수 있다. 그럼에도 불구하고 지층의 구조에 따른 맞춤형 굴착장치는 복잡한 기술과 장비의 중량화와 고비용으로인해 현장에서 사용하기 어려운 문제가 있다. If you actually check the stratum identified in the soft ground, it is usually confirmed that the hard rock layer and the relatively soft stratum are repeated several times. However, as the bearing capacity decreases over time, it can pose a great threat to the safety of the superstructure. Nevertheless, customized excavation rigs according to the structure of the stratum are difficult to use in the field due to the heavy weight and high cost of complex technology and equipment.
지반 굴착장치를 이용한 암자갈층 연직차수벽 구축공법으로 제안된 한국등록특허제10-1177724호의 경우 오거장치, 기어박스, 시멘트풀 공급용스위벨, 굴착롯드 및 오거헤드를 이용한 굴착장치로서, 상부 굴착롯드와 하부 굴착롯드가 결합한 굴착롯드에 토사 및 파쇄된 돌맹이를 배토할 수 있도록 축 외주에 스크류날개를 구비하고, 스크류날개 나선방향을 일정간격으로 나선형 스크류날개에서 돌출하는 길이를 갖는 막대형 교반날개가 일체로 결합된 상태로 제공함으로써 하측 굴착롯드 회전축 내부 해머드릴로 암층과 자갈층을 파쇄하면서 동시에 굴착되는 토사와 파쇄 돌맹이에 시멘트풀을 배출시켜 고르게 혼합되게 함으로써 지하에 연속벽체를 구축할 수 있으나 약한 지층에 대한 추가보강에 대해서는 언급이 없고, 지반과 마찰최소화로 저항이 적고 토사는 잘게 분쇄하여 교반작업을 더욱 효과적으로 제공하는 한국공개특허제10-2016-0084088호는 본 출원인이 개발한 신기술로 오거장치 하부로 결합되며 지반을 굴착 및 교반하는 지반 굴착용 교반로드와 지반을 굴착하는 로드하단 설치 굴착비트; 굴착비트의 상부에 설치되는 하부 로드와, 하부 로드의 외주면에 돌출되게 설치된 다수개의 하부 교반날개로 이루어진 하측 교반부; 및 하측 교반부의 상부에 설치되는 상부 로드와 상기 상부 로드에 외주면에 돌출되게 설치된 다수개의 상부 교반날개로 이루어진 상측 교반부;를 포함하며 상하부 교반날개는 상부 및 하부 로드 외주면에 나선형으로 배열되게 원주방향을 따라 일정 간격으로 설치되고 상부 교반날개 단부에는 하부로 돌출되는 교반팁을 포함하고 교반팁은 상기 상부 교반날개가 상부로 갈수록 길이가 길게 형성되어 상부 로드의 중심부로부터 거리가 순차적으로 멀어지는 위치에 설치하는 기술이나 연약지반의 무른 지층에 대한 문제에 대해 언급이 없다. In the case of Korea Patent Registration No. 10-1177724, proposed as a method of constructing a vertical barrier wall for a rock gravel layer using a ground excavation device, an excavation device using an auger device, a gear box, a swivel for supplying cement pool, an excavation rod, and an auger head, the upper excavation rod and The excavation rod coupled with the lower excavation rod is provided with screw wings on the outer circumference of the shaft so that soil and crushed stones can be discharged, and a rod-type stirring blade with a length protruding from the spiral screw blades at regular intervals in the spiral direction of the screw blades is integrated. By providing it in a combined state, it is possible to build a continuous wall underground, but it is possible to build a continuous wall underground by crushing the rock layer and gravel layer with the hammer drill inside the rotating shaft of the lower excavation rod and discharging the cement paste into the excavated soil and crushed stones at the same time so that they are mixed evenly. There is no mention of additional reinforcement for the ground, and Korean Patent Publication No. 10-2016-0084088, which provides less resistance by minimizing friction with the ground and pulverizes soil to provide a more effective agitation operation, is a new technology developed by the present applicant, lower part of the auger device Combined with an agitating rod for excavating and agitating the ground and an excavation bit installed at the bottom of the rod for excavating the ground; A lower agitation unit composed of a lower rod installed on the top of the excavation bit and a plurality of lower agitation wings protruding from the outer circumferential surface of the lower rod; and an upper stirring unit composed of an upper rod installed above the lower stirring unit and a plurality of upper stirring blades protruding from the outer circumferential surface of the upper rod, wherein the upper and lower stirring blades are spirally arranged on the outer circumferential surface of the upper and lower rods in a circumferential direction. It is installed at regular intervals along the upper stirring blade and includes a stirring tip that protrudes downward at the end of the upper stirring blade, and the stirring tip is installed at a position where the upper stirring blade is formed longer in length toward the top and the distance from the center of the upper rod is sequentially increased. There is no mention of the technology or the problem of the soft strata of the soft ground.
한편 한국등록특허제10-1481123호는 연약지반용 확장 천공장치에 관한 것으로, 전면에 굴착비트가 형성된 굴착헤드와; 굴착헤드에 전후진 가능하게 연결되며 함께 회전하게 연결되는 피스톤블록; 피스톤블록에 연결되는 로드; 중앙부가 힌지 결합된 굴절형이며 굴착헤드와 피스톤블록의 사이에 배치되면서 양측이 굴착헤드와 피스톤블록에 각각 연결되어 상기 피스톤블록 전진에 의해 오므라들면서 확장되는 굴절형 확장비트를 포함한 기술이나 통상의 천공장치를 이용하여 연약지반 속에 지면에서부터 선단확장공의 시점까지 일정한 단면의 1차 굴착공을 천공하는 제1단계와; 제1단계 이후 연약지반용 확장 천공장치를 상기 1차 굴착공에 삽입 및 선단의 굴착헤드를 1차 굴착공의 공저에 밀착시킨 상태에서 연약지반용 확장 천공 장치의 피스톤블록을 전진시켜 굴절형 확장비트가 벌어지도록 한 후 이를 유지하면서 회전과 전진에 의해 선단확장공의 종점까지 상기 1차 굴착공의 단면보다 큰 단면의 선단확장공을 2차 굴착하여 1차 굴착공 및 선단확장공으로 구성된 확장형 앵커공을 천공하는 단계를 포함하는 4단계 연약지반 보강 공법을 개시하였으나 기술이 복잡하고 작업시간이 과다하며 비용이 과도하다는 평이 있다.Meanwhile, Korean Patent Registration No. 10-1481123 relates to an expansion drilling device for soft ground, comprising: an excavation head having an excavation bit formed on the front side; A piston block connected to the excavation head in a forward and backward direction and rotatably connected together; A rod connected to the piston block; The central part is a hinged articulated type and is disposed between the excavation head and the piston block, and both sides are connected to the excavation head and the piston block, respectively, and are retracted and expanded by the advancement of the piston block Technology or ordinary drilling including an articulated expansion bit A first step of drilling a primary excavation hole of a constant cross section from the ground to the point of the tip expansion hole in the soft ground using a device; After the first step, the expansion drilling device for soft ground is inserted into the primary drilling hole and the piston block of the expansion drilling device for soft ground is moved forward while the excavation head at the tip is in close contact with the hole bottom of the primary drilling hole. After allowing the bit to widen, it is rotated and moved forward to the end point of the tip expansion hole by secondary excavation of a tip expansion hole with a cross section larger than that of the primary excavation hole, followed by an expansion type anchor composed of the primary excavation hole and the tip expansion hole. Although a 4-step soft ground reinforcement method including the step of drilling a hole has been disclosed, it is evaluated that the technology is complicated, the work time is excessive, and the cost is excessive.
2018년 특허 한국등록특허제10-1882628호의 경우 천공작업에 사용되는 굴착기 스크류 롯드 하부에 부착되어 연약지반 보강용 보강기초를 타설하기 하기 위하여 일정 부분을 1차천공 크기보다 확장하여 2차천공으로 확공(擴孔)하는 확산안테나를 이용하여 지반을 보강하는 시공방법이 제안되었으나 이는 확공시에만 전개되는 별도의 확산안테나를 롯드 및 비트와 별개로 하여 회전축 내에 숨겨 두었다가 필요시 펼치게 하여 작용 기술이 좀 복잡하고 비용상 증가요인이 있었다.In the case of the 2018 patent, Korea Patent Registration No. 10-1882628, it is attached to the bottom of the excavator screw rod used for drilling, and a certain portion is expanded beyond the size of the first drilling to expand it to the second drilling in order to lay a reinforcing foundation for soft ground reinforcement. A construction method of reinforcing the ground using a diffusing antenna has been proposed, but this requires a separate diffusing antenna, which is deployed only during expansion, to be hidden in the rotating shaft separately from the rod and bit, and then unfolded when necessary, so the working technology is a bit complicated. And there was an increase in cost.
이외에도 널리 공지된 연약지반 보강 공법들로는 붙임 도면 도 7의 (A)와 같이 상부 탑라인을 플랫하게 지중에 굴착공 기둥을 다수 형성하되 지표면에는 더 많은 기둥을 형성함으로써 지표면 탑라인에 상부지지력이 분산되도록 하는 닥터트리플 공법, 도 7의 (B)와같이 큰 날개로 이루어진 롯드가 상부에만 장착됨으로써 상부만 굴착시 확장시킨 굴착공 기둥을 지상부측에만 제공하는 이엑스티사의 포인트기초공법, 도 8의 (A)와같이 저압과 고압을 동시에 분사하여 굴착공의 직경을 달리하는 에어분사형 지반 개량장치를 개시한 씨엘지오텍사 SCF공법, 도 8의 (B)와같이 하부 방향으로 체결되는 롯드들의 점차 작아지고 시공시 수평 및 수직으로 교반하며 역삼각으로 지중 구근 기둥을 형성하는 파일웍스사의 TR기초공법이 있으나 연약지반 특정 위치를 한정하여 선택적 굴착공으로 확장하는 것은 언급이 없었다.In addition to the well-known soft ground reinforcement methods, as shown in (A) of the attached drawing, the upper top line is flat and a plurality of excavation hole columns are formed in the ground, but more columns are formed on the ground surface, so that the upper bearing capacity is distributed over the top line of the ground surface. The doctor triple method to ensure that, as shown in (B) of FIG. 7, a rod made of large wings is mounted only on the upper part, so that the excavation hole column expanded when only the upper part is excavated is provided only on the ground side. The point foundation method of FIG. 8 As shown in (A), the SCF method of CL Geotech, which disclosed an air injection type ground improvement device that sprays low and high pressure at the same time to change the diameter of the excavation hole, and the rods fastened downward as shown in FIG. There is a TR foundation method of Pileworks, which forms underground bulb columns in an inverted triangle while stirring horizontally and vertically during construction, but there is no mention of expanding to a selective excavation hole by limiting a specific location in soft ground.
이상과 같이 연약지반의 지하에 위치한 무른 지층이 상, 중, 하 어디에 있어도 이를 정밀 보강하는 방법은 공지기술로 해소할 수 없었고 개발된 기술들은 기술이 복잡하고 조작이 어려우며 비용이 높아 사용에 다소 문제가 있었다. As described above, even if the soft stratum located underground in the soft ground is located anywhere in the upper, middle, or lower part, the method of precisely reinforcing it could not be solved with known technologies, and the developed technologies were complicated in technology, difficult to operate, and high in cost, which caused some problems in use. there was
본 발명은 생산 및 유지관리비가 적은 간단한 구조의 확장 롯드를 제공하고자 한다. The present invention is to provide an expansion rod having a simple structure with low production and maintenance costs.
또한 본 발명은 롯드축의 역회전 만으로도 토압을 이용하여 롯드 날개를 확장할 수 있는 확장 롯드를 제안하고자 한다.In addition, the present invention is to propose an extension rod capable of expanding rod wings using earth pressure only by reverse rotation of the rod axis.
또한 본 발명은 확장된 롯드를 이용, 지중에 다양한 직경과 길이의 굴착공을 효과적으로 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to effectively provide drilling holes of various diameters and lengths in the ground using an extended rod.
또한 본 발명은 굴착용 제어장비의 부하를 크게 줄인 확장 롯드 이용기술을 제공하고자 한다. In addition, the present invention is to provide an extension rod utilization technology that greatly reduces the load of control equipment for excavation.
본 발명의 목적은 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며 언급되지 아니한 다른 해결과제들도 아래 기재들로부터 당업자에게 명확히 이해되어 질 것이다.The object of the present invention is not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 양 단부에 체결부가 구비된 소정 길이의 롯드축과; 상기 롯드축으로부터 수직방향으로 돌출하되 선단부에는 교반팁을 구비한 바아형 교반날개와; 상기 바아형 교반날개와 힌지 결합하여 자유 회동하되 소정각도 범위 내에서만 회동하도록 일측 선단부에는 회동 범위 제한을 위한 스토퍼를 구비하며, 타측 선단부에는 굴착용 교반팁을 구비하고, 상기 굴착용 교반팁이 형성된 이면 절곡부 부근에는 지지팁을 구비하는 L형 확장날개로; 이루어진 확장 롯드를 이용한 굴착공 형성방법에 있어서, 상기 확장 롯드에서 힌지 결합은 상기 바아형 교반날개의 길이방향 외주면 단부로부터 소정 길이만큼 내측에 구비되되 바아형 교반날개의 표면으로부터 돌출하여 형성되는 2이상의 체결공과, 이에 대응하여 L형 확장날개의 절곡부 근처 일면 날개에 구비되며 날개로부터 돌출된 2이상의 체결공에 체결핀을 끼워 결합하며, 상기 확장 롯드의 바아형 교반날개 및 L형 확장날개는 길이방향으로 소정각도 비틀어지게 구비됨으로써, 롯드축의 정 회전시에는 L형 확장날개가 접히며 절곡부 표면 지지팁이 바아형 교반날개 선단부 교반팁의 굴착 기능을 보강하도록 하고, 롯드축의 역 회전시에는 토압의 작용으로 L형 확장날개가 전개 후 타 단부의 굴착용 교반팁이 굴착공을 확장하도록 지원하는 것을 특징으로 하는, 확장 롯드를 이용한 굴착공 형성방법을 제공할 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention is a rod shaft having a predetermined length provided with fastening parts at both ends; Bar-type stirring blades protruding in a vertical direction from the rod axis but having a stirring tip at the front end; A stopper for limiting the rotation range is provided on one side of the front end so as to freely rotate by being hinged with the bar-shaped stirring blade, but to rotate only within a predetermined angle range, and the other side has an agitation tip for excavation, and the agitation tip for excavation is formed An L-shaped extension wing having a support tip near the back side bent portion; In the excavation hole forming method using an expansion rod formed, the hinge coupling in the expansion rod is provided inside by a predetermined length from the end of the outer circumferential surface in the longitudinal direction of the bar-type stirring impeller, but is formed by protruding from the surface of the bar-type stirring impeller At least two The fastening hole and correspondingly provided on one side of the wing near the bent part of the L-shaped expansion wing and coupled by inserting a fastening pin into two or more fastening holes protruding from the wing, and the bar-type stirring wing and the L-shaped extension wing of the extension rod have a length By being twisted at a predetermined angle in the direction, when the rod shaft rotates forward, the L-shaped expansion blade is folded, and the support tip on the surface of the bent part reinforces the excavation function of the agitation tip at the tip of the bar-shaped stirring blade. It is possible to provide a drilling hole forming method using an expansion rod, characterized in that after the L-shaped expansion wing is deployed by the action of supporting the drilling agitation tip at the other end to expand the drilling hole.
본 발명은 생산 및 유지비가 저렴한 확장 롯드를 제공하고 이를 이용하여 연약지반 보강 비용을 크게 절감할 수 있다.The present invention provides an expansion rod with low production and maintenance costs, and it is possible to greatly reduce soft ground reinforcement costs by using the same.
또한 본 발명은 롯드축의 역회전만으로도 접혀진 롯드의 날개를 확장하는 확장 롯드를 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide an extension rod that expands the wings of the folded rod only by reverse rotation of the rod axis.
또한 본 발명은 토압을 이용하여 롯드의 날개를 확장하는 확장 롯드를 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide an extension rod that expands the wing of the rod using earth pressure.
또한 본 발명은 굴착공에서 지층별 굴착 직경을 자유롭게 지원하는 확장 롯드를 제공할 수 있다. In addition, the present invention can provide an extension rod that freely supports the excavation diameter for each stratum in the excavation hole.
본 발명은 지층별에 맞게 미리 확장 롯드를 조립하여 사용함으로써 굴착용 제어장비 부하를 크게 줄이고 중장비 접근이 어려운 곳에 굴착공 작업을 지원할 수 있다. The present invention can greatly reduce the load of control equipment for excavation by assembling and using an expansion rod in advance for each stratum, and can support excavation work in a place where access to heavy equipment is difficult.
또한 본 발명은 굴착공 직경을 다양한 크기로 조합 제공할 수 있어 지반의 무른 지층 맞춤형 굴착공 형성 및 말뚝시공을 지원할 수 있다.In addition, the present invention can provide a combination of drilling hole diameters in various sizes, thereby supporting the formation of customized drilling holes and pile construction for soft ground.
또한 본 발명을 이용하여 지반 맞춤형 굴착공에 토사 및 고화재를 이용한 혼합말뚝을 효과적으로 구축할 수 있다. In addition, by using the present invention, it is possible to effectively build a mixed pile using soil and solidifying material in a customized excavation hole for the ground.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것에 한정되지 않으며 언급되지 아니한 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 것이다.Effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and effects not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
도 1은 확장 롯드가 장착된 굴착 제어장비를 도시한 것으로 장비는 최상부의 오거장치 회전력을 이용하고자 그 하부에 확장 롯드가 착탈되고 확장 롯드의 하부에는 비트가 체결되어 지반의 아래로 굴착할 수 있도록 이루어져 있다.
도 2는 확장 롯드의 분해사시도로 확장 롯드의 상하부 양 단부에 체결부가 구비된 소정 길이의 롯드축과; 상기 롯드축으로부터 수직방향으로 돌출하는 바아형 교반날개와; 상기 바아형 교반날개의 길이방향 외주면 단부 부근에 힌지 결합하여 자유 회동하되 소정각도 범위 내에서만 회동하는 L형 확장날개로; 이루어진다.
도 3은 확장 롯드의 회전방향에 따른 L형 확장날개의 전개 상태도로서, 정회전시에는 L형 확장날개가 소정 각도 범위 내에 회동하여 바아형 교반날개 선단부의 교반팁(미도시) 및 L형 확장날개 지지팁을 굴착에 이용하며, 역회전시에는 회전날개가 토압에 의해 펼쳐 전개되면서 L형 회전날개 선단부 교반팁을 이용하여 굴착하는 과정을 도시하였다.
도 4는 확장 롯드와 비트 간 착탈 방식을 예시한 것으로 비트 축에 형성된 관통공과 확장 롯드의 슬릿을 대응되도록 한 후 체결핀으로 체결할 수 있다.
도 5는 상하로 단단한 암반 지층이 있고 중간은 토사 등 무른 지층이 혼합된 지반에서 본 발명에 따른 굴착공 직경을 2이상 달리 형성하는 방법을 예시한 것으로서, 먼저 확장 롯드가 하나 부착된 제어장비가 롯드 결합체를 정회전하며 하부로 굴착한 후(A), 무른 지층에서는 당해 지층의 하측에 확장 롯드를 위치시킨 후 역회전하며 상하로 이동시키는데 이때 토압으로 인해 L형 확장날개가 확장하면서 넓은 직경의 굴착공을 굴착하게 되며(B,C), 넓은 직경의 굴착공 작업완료 후 다시 회전방향을 바꿔 정회전시키면 L형 확장날개는 소정 각도범위 내에서 회동하기 때문에 토압으로 인해 다시 접힌 상태로 돌아가고 이 상태에서 제어장비가 제거되면 (D), 지하에는 직경이 2이상인 확장된 굴착공이 포함된 원통형 굴착공이 만들어진다(E).
도 6은 본 발명 확장 롯드 이용시 무른 지층과 단단한 지층을 고려하여 직경이 2이상인 원통형 굴착공을 다양하게 제공할 수 있다는 점을 예시하였다.
도 7 및 도 8은 공지의 연약지반보강 공법들로서, 도 7의 (A)는 닥터트리플 공법, 도 7의 (B)는 이엑스티사의 포인트기초공법, 도 8의 (A)는 씨엘지오텍사 SCF공법, 도 8의 (B)는 파일웍스사의 TR기초공법에 관한 설명자료이다. 1 shows a drilling control equipment equipped with an extension rod, in order to use the rotational force of the top auger device, the extension rod is detached from the lower part and a bit is fastened to the lower part of the extension rod so that it can be excavated below the ground consist of.
Figure 2 is an exploded perspective view of the expansion rod; Bar-type agitation blades protruding in a vertical direction from the rod axis; An L-shaped expansion blade that is hinged near the end of the outer circumferential surface in the longitudinal direction of the bar-shaped stirring blade and rotates freely but rotates only within a predetermined angle range; It is done.
3 is a diagram showing the deployment state of the L-type expansion blades according to the rotational direction of the expansion rod. In the case of forward rotation, the L-type expansion blades rotate within a predetermined angular range to obtain a stirring tip (not shown) at the tip of the bar-shaped stirring blades and an L-type expansion blade. The support tip is used for excavation, and during reverse rotation, the process of excavating using the tip of the L-shaped rotor blade tip while the rotor blade is unfolded and deployed by earth pressure is shown.
4 is an illustration of a method for attaching and detaching between an expansion rod and a bit, and may be fastened with a fastening pin after matching a through hole formed on a bit shaft with a slit of an expansion rod.
5 illustrates a method of forming two or more different diameters of an excavation hole according to the present invention in a ground in which there is a hard rock stratum up and down and a soft stratum such as soil in the middle, first, a control equipment with one expansion rod attached After excavating downward while rotating the rod assembly forward (A), in the soft stratum, the extension rod is placed on the lower side of the stratum and rotates in reverse to move up and down. The ball is excavated (B, C), and when the rotation direction is changed again and rotated forward after the completion of the wide-diameter excavation hole, the L-type expansion wing rotates within a predetermined angle range, so it returns to the folded state due to earth pressure. When the control equipment is removed from (D), a cylindrical borehole containing an enlarged borehole with a diameter of 2 or more is created underground (E).
Figure 6 illustrates that when using the expansion rod of the present invention, it is possible to provide a variety of cylindrical drilling holes having a diameter of 2 or more in consideration of the soft stratum and the hard stratum.
7 and 8 are known soft ground reinforcement methods, FIG. 7 (A) is the Doctor Triple method, FIG. 7 (B) is the point foundation method of EXT, and FIG. 8 (A) is CL Geotech. The SCF method, FIG. 8 (B) is explanatory data on the TR basic method of File Works.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 중심으로 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be mainly described.
우선 공지기능이나 구성에 관한 구체적 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 상세한 설명을 생략하며, 후술 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려, 정의한 용어들로서 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으므로 정의 용어는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대에 기반하여야 할 것이다.First of all, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Since it may vary according to the like, the definition terms should be based on the content throughout this specification.
또한 본 발명에서 제어장비(400)란 오거장치(100), 롯드 및 비트(300)가 상하로 연속체결된 상태에서 오거장치(100)를 회전 조작하여 굴착하기 위한 장비를 지칭하며 중장비 및 경장비를 모두 포함하고, 지지팁(224)은 단순 지지 기능 이외에도 굴착을 위한 교반 기능까지 포함할 수 있다. 또한 비록 단수로 기재되어 있어도 복수 구성의 의미를 포함하는 것으로 해석되는 경우 복수의 의미로 해석할 수 있다. In addition, in the present invention, the
본 발명은 양 단부에 체결부가 구비된 소정 길이의 롯드축과;상기 롯드축으로부터 수직방향으로 돌출하는 바아형 교반날개(210)와;상기 바아형 교반날개(210)와 힌지 결합하여 자유 회동하되 소정각도 범위 내에서만 회동하는 L형 확장날개(220)로; 이루어지는 확장 롯드(200)를 제공할 수 있다. The present invention is a rod shaft of a predetermined length provided with fastening parts at both ends; a bar-type stirring
또한 본 발명은 L형 확장날개(220)의 일 단부에는 회동 범위 제한을 위한 스토퍼(221)가 구비되며, 타 단부에는 굴착용 교반팁(223)을 구비하도록 이루어지거나, 바아형 교반날개(210) 및/또는 L형 확장날개(220)는 길이방향으로 소정각도 비틀어지도록 제공할 수 있다. In addition, in the present invention, a
또한 본 발명에서 힌지 결합은 바아형 교반날개(210)의 길이방향 외주면 단부로부터 소정 길이만큼 내측에 구비된 체결공(212)과, 이에 대응하여 L형 확장날개(220)의 일면 날개에 구비된 체결공(222)에 체결핀(230)을 끼워 결합하도록 제공할 수 있고, 바아형 교반날개(210) 체결공(212)과 이에 대응한 L형 확장날개(220)의 체결공(222)은 모두 소정각도 비틀어져 대응되도록 제공될 수 있다.In addition, in the present invention, the hinge coupling is provided with a
또한 본 발명에서 바아형 교반날개(210)는 롯드축의 상하로 2이상 구비되며, 이에 체결되는 L형 확장날개(220)는 1 또는 2이상 대응하여 체결되는 것으로 이루어질 수 있다. In addition, in the present invention, two or more bar-
또한 본 발명은 확장 롯드(200)를 이용하여 지층에 원통형 굴착공의 직경을 2개 이상 다르게 형성하는 것을 특징으로 하는 확장 롯드(200)를 이용한 굴착공 형성방법을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a drilling hole forming method using the
이하에서 상술한다.detailed below.
갯벌 등을 간척한 지반의 지층이 다층 구조인 경우 보강없이 그 상부에 시설물 설치시에는 안전성에 큰 문제가 발생할 수 있으므로 이를 개선하고자 지하에 굴착하여 굴착공을 형성하고 시멘트풀을 토사와 혼합하여 경화시키게 된다. 그러나 지하부의 구조상 단단한 암반층과 무른 지층이 혼합된 경우 이를 효과적으로 개선할 방법이 마땅치 않았다. If the stratum of the ground reclaimed from tidal flats has a multi-layer structure, when installing facilities on top of it without reinforcement, a major safety problem may occur. To improve this, excavate underground to form an excavation hole, and cement paste is mixed with soil to harden. will make However, due to the structure of the underground part, there was no way to effectively improve the mixture of hard rock layers and soft strata.
도 1을 참고하면 확장 롯드(200)가 장착된 굴착 제어장비(400)를 도시한 것으로, 회전력을 제공하는 오거장치(100) 하부에 착탈되는 확장 롯드(200)와, 확장 롯드(200) 하부에서 착탈되며 지반을 굴착하는 비트(300)를 이용하는 것을 알 수 있다. 또한 제어장비(400)는 확장 롯드를 하나 이상 포함하여 이용할 수 있고, 확장롯드가 아닌 공지의 롯드와 확장 롯드를 조합하여 이용할 수 있다. Referring to FIG. 1, it shows the
본 발명은 확장 롯드(200)에 관한 것으로서 상하 양 단부에 체결부가 구비됨으로써 상하로 2이상 복수개 롯드를 결합할 수 있는 소정 길이의 롯드축과; 상기 롯드축으로부터 수직방향으로 돌출하여 고정되는 바아형 교반날개(210)와; 바아형 교반날개(210)와 힌지 결합하여 자유 회동하되 소정각도 범위 내에서만 회동하도록 하는 L형 확장날개(220)로 이루어진다. The present invention relates to an
롯드축의 상하에 체결부를 둠으로써 상하로 오거장치(100) 및 비트(300)가 연결될 뿐 아니라 통상의 롯드와 같이 확장 롯드(200) 또한 수직으로 2이상 복수개 연결하여 사용할 수 있다. 이 때문에 확장 롯드(200)의 바아형 교반날개(210)는 공지의 굴착 기술과 동일한 방법으로 착탈 사용이 가능하며, 착용후 교반하여 굴착공을 형성하고, 역회전으로 확장되는 확장날개는 굴착공 중 무른 지층 등 소정부위에 대해 굴착공의 폭을 더 넓게 천공하게 지원한다. The
바아형 교반날개(210)란 막대형 즉, 바아(bar)형태 교반날개로서, 회전하는 롯드축으로부터 수직방향 돌출하여 그 선단부에는 교반팁을 구비하는 것이 바람직하다. 교반팁으로 인해 롯드축의 회전시 비트(300)가 지하로 진입하며 롯드는 지층의 측면부를 선단부의 교반팁을 이용하여 교반, 굴착하도록 기능한다. The bar-shaped
한편 L형 확장날개(220)는 바아형 교반날개(210) 선단부로부터 어느정도 길이만큼 이격된 내측에서 착탈되며, 도 2를 참고하면, 바아형 교반날개(210)와 형태가 동일하게 바아형태로서 두 바아형태의 일단부가 서로‘L’형으로 고정된 절곡부를 가진 것으로서, L형 확장날개(220)는 일측 선단부가 바아형교반날개와 힌지 결합부가 회동시 스토퍼(221)로 기능하도록 제공되며, 타측 선단부는 선단부에 교반팁(223)을 구비하여 확장날개 확장시 지층을 교반하도록 제공할 수 있다. On the other hand, the L-
또한 스토퍼(221)는 L형 확장날개가 접힐경우 맞접하는 바아형 교반날개 표면과 마찰을 고려하여 도 2 및 도 3에 예시와같이 선단부가 사선으로 절단된 상태로 제공하는 것이 바람직하다. In addition, the
또한 도 2와 같이, 바아형 교반날개(210)는 길이방향으로 선단부로부터 소정 길이만큼 내측에 구비되는 체결공(212) 및, 상기 소정 길이만큼 체결공으로부터 선단부까지 외측으로 지지부(211)가 구비되며, L형 확장날개(220)는 절곡부 근처의 일면 날개에 체결공(222)이 구비되어, 바아형 교반날개 및 L형 확장날개의 체결공을 맞댄 상태에서 체결핀(230)을 끼워 힌지 결합할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2, the bar-shaped
또한 L형 확장날개의 타측 선단부 교반팁이 형성된 면의 이면 절곡부 부근 표면에는 확장날개 확장시 지지력을 제공하며 확장날개가 접힐시 교반 기능을 제공하기 위한 지지팁(224)를 구비할 수 있다. 도 2의 확대도에서 처럼 바아형 교반날개(210)의 표면으로부터 체결공(212)이 돌출하여 형성될 경우, 이와 대응하는 L형 확장날개(220)의 체결공(222)도 날개로부터 돌출되기 때문에 힌지 결합축은 바아형 교반날개(210)의 표면으로부터 소정 높이만큼 이격되어 형성되기 때문에 이를 보정하고 L형 확장날개(220)를 안정적으로 지지함과 동시에, 확장날개가 접힌 상태에서는 굴착용 교반팁으로 작용할 수 있는 지지팁(224)을 L형 확장날개 표면에 제공하는 것이 바람직하다. 지지팁(224)은 L형 확장날개(220)가 접혀지면 바아형 교반날개(210) 선단부 교반팁의 굴착 기능을 더욱 보강하도록 지원할 수 있다. In addition, a
즉 도 3을 참고하여 살펴보면, 롯드축에 수직으로 돌출 고정된 확장 롯드(200)는 롯드축이 정회전하면 L형 확장날개(220)는 힌지 결합축을 중심으로 접힌 상태로 회전하게 되므로 바아형 교반날개(210) 선단부와 L형 확장날개(220)의 지지팁(224)이 교반기능을 제공하고 (A,B), 롯드축이 역회전하면 토압(500)의 작용으로 L형 확장날개(220)가 전개하여 확장하며 선단부 교반팁(223)이 굴착공의 폭을 더욱 크게 확장하여 형성하도록 지원한다(C). That is, referring to FIG. 3, when the rod axis is rotated forward, the
본 발명은 힌지 결합을 더욱 안정적으로 지원하기 위해 바아형 교반날개(210) 및 L형 확장날개(220)의 체결공(222)이 각각 2이상의 복수개로 대응하도록 지원할 수 있다. 이를 통해 확장날개 전개하여 확장날개가 지층 교반시 더욱 강력한 지지력을 제공할 수 있다. In the present invention, in order to more stably support the hinge coupling, the bar-
또한 확장롯드와 비트(300)의 체결은 공지의 착탈 방식을 이용하여 이루어지며, 도 4는 확장롯드와 그 하부의 비트(300)축에 형성된 관통공(330)과 확장롯드 체결부에 형성된 슬릿(320)에 체결핀(310)으로 고정하는 결합방법으로 예시하였다. In addition, the fastening of the extension rod and the
또한 본 발명은 바아형 교반날개(210) 체결공(212)과 이에 대응한 L형 확장날개(220)의 체결공(222)은 모두 소정각도 비틀어지게 대응하여 제공할 수 있다. 바아형 교반날개(210)와 L형 확장날개(220)에 대응 형성되는 체결공 각도가 비틀어져 있을 경우 L형 확장날개(220)가 접히거나 펼쳐져 전개하는 경우 바아형 교반날개(210)의 몸체에 대하여 L형 확장날개(220) 몸체는 어긋난 상태에서 회동할 수 있도록 지원하며, 이 때문에 L형 확장날개(220)는 전개하여 확장시 바아형 교반날개(210)와 다른 경로로 움직이게 되고 L형 확장날개(220) 선단부에 더욱 효과적으로 토압이 작용할 수 있다. In addition, in the present invention, both the
즉 롯드축 정회전시 바아형 교반날개(210) 선단부의 교반팁(223)이 지층을 굴착하게 되며 이 경우 교반팁(223)에 근접하여 힌지 결합된 L형 확장날개(220)는 접혀진 상태로 있게 되지만, 롯드축 역회전시에는 L형 확장날개(220)의 선단부는 바아형 교반날개(210)와 다른 경로로 전개, 펼쳐지기 때문에 토압(500)이 L형 확장날개(220)의 전개에 더욱 크게 작용할 수 있다.That is, when the rod axis is rotated forward, the stirring
또한 L형 확장날개(220)의 일 단부에는 회동 범위 제한을 위한 스토퍼(221)가 구비되며, 타 단부에는 굴착용 교반팁(223)을 구비하도록 제공할 수 있다. 즉 도 2와 같이 스토퍼(221)는 힌지 결합한 L형 확장날개(220) 회동범위를 제한하기 위한 것으로서, 체결핀(230)으로 힌지결합한 L형 확장날개(220)가 축 정회전시 내측으로 회동하되 소정각도 범위에서 바아형 교반날개(210)에 맞접하며 지지력을 제공하고 이를 통해 역회전시 더 빠르게 L형 확장날개(220)가 전개되도록 지원한다.In addition, a
또한 바아형 교반날개(210) 및 L형 확장날개(220) 몸체는 길이방향으로 소정각도 비틀어지도록 제공함으로써 굴착시 스크류 기능을 이용하여 굴착 효율성을 더 높일 수 있다. In addition, the body of the bar-shaped
또한 본 발명의 바아형 교반날개(210)는 롯드축의 상하로 2이상 구비되며 이에 체결되는 L형 확장날개(220)는 1 또는 2이상 대응하여 체결되는 것으로 이루어질 수 있다. 일예로 도 1의 경우는 확장롯드를 두 개 체결한 것으로서, 상부 확장롯드는 6개이고, 하부 확장롯드는 4개인 바아형 교반날개(210) 및 L형 확장날개(220) 세트이고, 도 2는 하나의 확장롯드 회전축의 양측에 각각 4개의 바아형 교반날개(210)와 함께 각각 4개의 L형 확장날개(220)가 체결된 것으로 총 8개 세트를 도시한 것이다. In addition, the bar-
그러나 본 발명의 L형 확장날개(220)는 하나의 롯드에서 특정 위치에 1개만 설치하더라도 회전축의 상하작용과 정역회전만으로도 복수개 설치된 것과 동일한 정도의 효과를 기대할 수 있다. However, even if only one L-shaped
또한 본 발명은 확장 롯드(200)를 이용하여 지층에 원통형 굴착공의 직경을 2개 이상 다르게 형성하는 굴착공 형성방법을 제공할 수 있다. 즉 도 5와 같이, 확장 롯드(200)가 하나 부착된 제어장비(400)가 비트(300)와 2이상 롯드 결합체를 정회전하며 하부로 굴착하고(A), 무른 지층에서는 당해 지층의 하측에 확장 롯드(200)를 위치시킨 후 역회전하며 상하로 이동시키고 이때 토압(500)으로 인해 L형 확장날개(220)가 확장하면서 직경이 넓은 도 6과 같은 확장된 굴착공(1000)을 원하는 위치에 형성하며(B,C), 넓은 직경의 굴착공 작업완료 후 다시 회전방향을 바꿔 정회전시키면 L형 확장날개(220)는 소정 각도범위 내에서 회동하기 때문에 토압(500)으로 인해 다시 접힌 상태로 돌아가며 굴착하여 도 6과같이 직경이 작은 일반 굴착공(2000)을 형성하면서 이 상태에서 제어장비(400)가 제거되면 (D), 지하에는 직경이 2이상인 원통형 굴착공이 만들어진다(E). In addition, the present invention can provide a drilling hole forming method for forming two or more different diameters of cylindrical drilling holes in a stratum using the
이처럼 본 발명은 지층 구조와 무관하게 간단한 구조의 확장 롯드를 하나만 이용하더라도 효과적으로 맞춤형 말뚝을 설치할 수 있다. 즉 도 6은 본 발명의 확장 롯드(200)를 이용하여 제공할 수 있는 지하 굴착공 및 말뚝 건설 형태로서, 상중하 3단보강형(A), 상부와 중부 보강형(B), 상부보강형(C), 하부보강형(D), 전체 보강형(E), 상하부보강형(F) 등을 예시할 수 있다. As such, the present invention can effectively install customized piles even if only one expansion rod of a simple structure is used regardless of the stratum structure. That is, Figure 6 is an underground drilling hole and pile construction form that can be provided using the
또한 본 발명은 도 5와 같이 형성된 굴착공에는 교반과정에서 나온 토사와 별도 설비를 통해 공급되는 고화재를 혼합하여 말뚝을 효과적으로 제조할 수 있다. In addition, the present invention can effectively manufacture a pile by mixing the earth sand from the stirring process and the solidifying material supplied through a separate facility in the excavation hole formed as shown in FIG.
본 발명은 간단한 롯드 구조만으로 종래 중장비를 이용해야 가능했던 비정형 굴착공 형성방법을 지원할 수 있다. 이 때문에 중장비가 진입하기 어려운 간척지 등에 대해 경장비만으로도 충분히 지원가능하며, 작업비용도 크게 절감할 수 있다.The present invention can support a method of forming an atypical excavation hole, which was only possible using a conventional heavy equipment, with only a simple rod structure. For this reason, it is possible to fully support reclaimed land where heavy equipment is difficult to enter with only light equipment, and work costs can be greatly reduced.
100 : 오거장치 200 : 확장 롯드
300 : 비트 400 : 제어장비
210 : 바아형 교반날개 220 : L형 확장날개
211 : 지지부 212, 222 : 체결공
221 : 스토퍼 223 : 교반팁
224 : 지지팁 230 : 체결핀
240 : 돌출형 결합부 250 : 홈형 결합부
310 : 체결핀 320 : 슬릿
330 : 관통공 500 : 토압
1000 : 확장된 굴착공 2000 : 일반 굴착공100: auger device 200: extension rod
300: bit 400: control equipment
210: bar-type stirring blades 220: L-type extension blades
211:
221: stopper 223: stirring tip
224: support tip 230: fastening pin
240: protruding coupling portion 250: groove coupling portion
310: fastening pin 320: slit
330: through hole 500: earth pressure
1000: extended drilling hole 2000: general drilling hole
Claims (7)
상기 확장 롯드에서 힌지 결합은 상기 바아형 교반날개의 길이방향 외주면 단부로부터 소정 길이만큼 내측에 구비되되 바아형 교반날개의 표면으로부터 돌출하여 형성되는 2이상의 체결공과, 이에 대응하여 L형 확장날개의 절곡부 근처 일면 날개에 구비되며 날개로부터 돌출된 2이상의 체결공에 체결핀을 끼워 결합하며,
상기 확장 롯드의 바아형 교반날개 및 L형 확장날개는 길이방향으로 소정각도 비틀어지게 구비됨으로써,
롯드축의 정 회전시에는 L형 확장날개가 접히며 절곡부 표면 지지팁이 바아형 교반날개 선단부 교반팁의 굴착 기능을 보강하도록 하고,
롯드축의 역 회전시에는 토압의 작용으로 L형 확장날개가 전개 후 타 단부의 굴착용 교반팁이 굴착공을 확장하도록 지원하는 것을 특징으로 하는, 확장 롯드를 이용한 굴착공 형성방법
A rod shaft having a predetermined length having fastening parts at both ends; Bar-type stirring blades protruding in a vertical direction from the rod axis but having a stirring tip at the front end; A stopper for limiting the rotation range is provided on one side of the front end so as to freely rotate by being hinged with the bar-shaped stirring blade, but to rotate only within a predetermined angle range, and the other side has an agitation tip for excavation, and the agitation tip for excavation is formed An L-shaped extension wing having a support tip near the back side bent portion; In the drilling hole forming method using the expanded rod formed,
In the extension rod, the hinge coupling is provided inside by a predetermined length from the end of the outer circumferential surface in the longitudinal direction of the bar-type stirring impeller, and is formed by protruding from the surface of the bar-type stirring impeller. Correspondingly, two or more fastening holes formed by bending of the L-type extension impeller It is provided on one side of the wing near the part and is coupled by inserting a fastening pin into two or more fastening holes protruding from the wing,
The bar-type stirring blades and the L-shaped extension blades of the extension rod are twisted at a predetermined angle in the longitudinal direction, so that
During normal rotation of the rod shaft, the L-shaped expansion blade is folded, and the support tip on the surface of the bent part reinforces the excavation function of the stirring tip at the tip of the bar-shaped stirring blade.
When the rod shaft rotates in reverse, the L-shaped expansion wing is deployed by the action of earth pressure, and then the agitating tip for drilling at the other end supports the expansion of the drilling hole. Method for forming a drilling hole using an expansion rod
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