KR102649546B1 - 케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법 - Google Patents

케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명의 구성은 상하부에 개방부가 구비되고 측면은 막혀 있는 케이싱(110)을 연약 지반(10) 위에 설치하는 케이싱 설치 단계; 상기 케이싱(110)의 안쪽 땅을 굴착하여 상기 케이싱(110)이 자중에 의해 하강하여 연약 지반(10)에 매설되도록 하는 굴착 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법{Soft ground digging method utilizing precast concrete casing}
본 발명은 케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 벌층과 같은 연약 지반을 굴착하는 도중에 벌과 같은 연약 지반의 흙이 다시 굴착되는 부분에 채워지는 문제를 해결하는 케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법에 관한 것이다.
일반적으로, 버티컬 펌프는 직립으로 세워서 유체의 유동을 이룰 수 있도록 구성되는 펌프이다. 이처럼, 유체를 수직방향으로 유동시키기 위한 버티컬 펌프는 깊은 곳의 양수에 편리하고, 설치 면적이 좁은 장소에도 편리하게 설치하여 사용할 수 있는 이점이 있는 것으로서 각종 펌프 중에서도 수직방향으로 유체를 편리하게 유동시키기 위하여 간편하게 사용할 수 있는 장치를 나타낸다.
이러한 버티컬 펌프는 대개, 유체가 저장된 탱크의 내측에 버티컬 펌프를 이루는 케이싱을 침수시킨 후 케이싱의 내측에 구비된 임펠러의 회전을 통하여 유체를 흡입한 후에 흡입된 방향의 반대방향으로 유체를 배출하도록 구성된다.
그런데, 플랜트 현장에서 파이프랙 철골을 설치하고, 파이프랙이 이미 설치되어 있는 상태에서 땅을 파서 버티컬 펌프를 매립해야 하는데, 인력으로 땅을 파서 하기에는 어려움이 있고, 이러한 상태에서 땅을 파다 보면 벌층과 같은 연약 지반이 있는 경우, 벌과 같은 연약 지반의 흙이 다시 채워지는 문제가 있다.
한국등록특허 제10-2177731호(2020년11월05일 등록) 한국등록특허 제10-2339876호(2021년12월10일 등록) 한국등록특허 제10-0622142호(2006년09월01일 등록)
본 발명의 목적은 벌층과 같은 연약 지반을 굴착하는 도중에 벌과 같은 연약 지반의 흙이 다시 굴착되는 부분에 채워지는 문제를 해결하여 작업성 등을 향상시킬 수 있는 케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 상하부에 개방부가 구비되고 측면은 막혀 있는 케이싱(110)을 연약 지반 위에 설치하는 케이싱 설치 단계; 상기 케이싱(110)의 안쪽 땅을 굴착하여 상기 케이싱(110)이 자중에 의해 하강하여 연약 지반에 매설되도록 하는 굴착 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법이 제공된다.
상기 케이싱 설치 단계에서는 케이싱(110)의 안쪽 땅을 중장비(20)에 의해 굴착하여 상기 케이싱(110)의 자중에 의해 연약 지반에 매설되도록 하강시키며, 상기 케이싱(110)을 다수층으로 적층할 때마다 다수층의 상기 케이싱(110)들의 합쳐진 중량에 의해 더 원활하게 케이싱(110)들이 하강하여 연약 지반에 매설되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
다수층의 상기 케이싱(110)의 내부에 버티컬 펌프를 내장 설치하는 버티컬 펌프 설치 단계; 다수층의 상기 케이싱(110) 중에서 최상층의 케이싱(110) 위에 커버 케이싱(112)을 적층하여 마감하는 커버 케이싱 적층 단계;를 더 포함하며, 상기 커버 케이싱(112)의 중앙부에 출입구가 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 케이싱을 이용한 연약 지반 굴착방법은 상면 및 하면이 개방되고, 측면은 막혀 있는 케이싱을 미리 제작하여 벌층 위에 위치시키고, 가운데 부분을 포크레인으로 파면, 포크레인으로 파낸 부피만큼 케이싱 무게에 의해 자연스럽게 케이싱이 하강하여 버티컬 펌프를 내장 설치하기 위한 맨홀(PC M/H : Precast concrete manhole)이 설치되므로, 땅이 굴착된 부분에 벌이 다시 채워지는 문제를 방지하면서, 땅을 지속적으로 파낼수 있으므로, 현장 시공 작업 효율성이 높아지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법에 의해 굴착 시공을 시행하기 이전의 시공 장소 현황을 개략적으로 보여주는 측단면도,
도 2는 본 발명에 의한 케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법에 의해 굴착 시공을 시행하는 과정을 개략적으로 보여주는 측단면도,
도 3은 본 발명에 의한 케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법에 의해 굴착 시공이 완료된 상태를 보여주는 측단면도,
도 4는 본 발명에 의한 케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법에 이용되는 케이싱을 적층 시공한 상태를 보여주는 사시도,
도 5는 도 4의 평면도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법에 이용되는 케이싱을 적층한 상태를 보여주는 측단면도,
도 7은 도 6에 도시된 다른 주요부를 확대하여 보여주는 측단면도,
도 8은 도 7에 도시된 주요부인 가압 밀착 바아의 가압편이 최하층의 케이싱의 내측면에 가압되어 바닥판이 고정된 상태를 보여주는 측단면도,
도 9는 도 8에 도시된 주요부인 고정 가이드 바아와 가압 밀착 바아 부분을 확대하여 보여주는 측단면도,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법에 이용되는 케이싱의 일부를 적층하기 이전의 상태를 보여주는 측단면도,
도 11은 도 10에 도시된 주요부를 확대하여 보여주는 측단면도,
도 12는 도 11에 도시된 주요부인 적층 결합 지지핀 부분의 확대도,
도 13은 도 12에 도시된 주요부의 확대도,
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법에 이용되는 케이싱의 일부를 적층한 상태를 보여주는 측단면도,
도 15는 도 14의 주요부의 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되고나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 발명에서 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 의한 케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법에 의해 굴착 시공을 시행하기 이전의 시공 장소 현황을 개략적으로 보여주는 측단면도, 도 2는 본 발명에 의한 케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법에 의해 굴착 시공을 시행하는 과정을 개략적으로 보여주는 측단면도, 도 3은 본 발명에 의한 케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법에 의해 굴착 시공이 완료된 상태를 보여주는 측단면도, 도 4는 본 발명에 의한 케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법에 이용되는 케이싱을 적층 시공한 상태를 보여주는 사시도, 도 5는 도 4의 평면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명은 케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법에 관한 것으로서, 상하부에 개방부가 구비되고 측면은 막혀 있는 케이싱(110)을 연약 지반(10) 위에 설치하는 케이싱 설치 단계; 상기 케이싱(110)의 안쪽 땅을 굴착하여 상기 케이싱(110)이 자중에 의해 하강하여 연약 지반(10)에 매설되도록 하는 굴착 단계;를 포함한다.
상기 케이싱 설치 단계에서는 상기 케이싱(110)을 다수층으로 적층하도록 구성되어, 상기 케이싱(110)의 안쪽 땅을 중장비(20)에 의해 굴착하여 다수층의 상기 케이싱(110)의 합쳐진 중량에 의해 다수층의 상기 케이싱(110)들이 더 원활하게 하강하여 연약 지반(10)에 매설되도록 구성된다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에서는 연약 지반(10)을 일정 깊이 사면으로 터파기를 한 다음, 터파기가 이루어진 지반에 굴착기와 같은 중장비(20)를 설치하고, 굴착기의 외측 위치의 지반에 최하층의 케이싱(110)의 하단부를 접촉되도록 설치한다. 도 2에서 1단으로 표시된 케이싱(110)의 최하층의 케이싱(110)이다.
이러한 상태에서 굴착기로 1단 케이싱(110)의 안쪽 땅을 굴착한다. 그러면, 1단 케이싱(110), 다시 말해, 최하층의 케이싱(110)이 자연적으로 자중에 의해 연약 지반(10)의 내부로 하강하여 진입하게 된다.
다음, 최하층의 케이싱(110)의 상단부에 다음 층, 다시 말해, 2단의 케이싱(110)을 적층하면, 1단 케이싱(110)과 2단 케이싱(110)이 합쳐진 중량으로 인해 1단 케이싱(110)은 연약 지반(10)에서 더 아래로 내려가고 2단 케이싱(110)은 1단 케이싱(110)이 있던 자리로 내려온다.
다음, 2단의 케이싱(110)의 상단부에 다음 층, 다시 말해, 3단의 케이싱(110)을 적층하면, 1단 케이싱(110)과 2단 케이싱(110) 및 3단 케이싱(110)이 합쳐진 중량으로 인해 1단 케이싱(110)과 2단 케이싱(110)은 연약 지반(10)에서 더 아래로 내려가고 3단 2단 케이싱(110)이 있던 자리로 내려온다.
이어서, 다수층의 상기 케이싱(110)의 내부에 버티컬 펌프를 내장 설치하는 버티컬 펌프 설치 단계를 시행한다.
다음, 다수층의 상기 케이싱(110) 중에서 최상층의 케이싱(110) 위에 커버 케이싱(112)을 적층하여 마감하는 커버 케이싱 적층 단계를 더 수행한다.
이때, 상기 커버 케이싱(112)의 중앙부에 출입구가 구비되어, 출입구를 통해서 작업 인부가 드나들거나 버티컬 펌프 설치나 유지 보수 등의 장비를 투입하거나 배출할 수 있도록 한다.
한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법에 이용되는 케이싱을 적층한 상태를 보여주는 측단면도, 도 7은 도 6에 도시된 다른 주요부를 확대하여 보여주는 측단면도, 도 8은 도 7에 도시된 주요부인 가압 밀착 바아의 가압편이 최하층의 케이싱의 내측면에 가압되어 바닥판이 고정된 상태를 보여주는 측단면도, 도 9는 도 8에 도시된 주요부인 고정 가이드 바아와 가압 밀착 바아 부분을 확대하여 보여주는 측단면도, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법에 이용되는 케이싱의 일부를 적층하기 이전의 상태를 보여주는 측단면도, 도 11은 도 10에 도시된 주요부를 확대하여 보여주는 측단면도, 도 12는 도 11에 도시된 주요부인 적층 결합 지지핀 부분의 확대도, 도 13은 도 12에 도시된 주요부의 확대도, 도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법에 이용되는 케이싱의 일부를 적층한 상태를 보여주는 측단면도, 도 15는 도 14의 주요부의 확대도이다.
본 발명에서는 복수층으로 적층된 상기 케이싱(110) 중에서 최하층의 케이싱(110)의 하단부는 끝이 뾰족한 매설 가이드 경사부(122)로 구성되어, 복수층으로 상기 케이싱(110)이 적층될 때에 최하층의 케이싱(110)의 상기 매설 가이드 경사부(122)가 땅을 더 원활하게 파고 들어가므로, 연약 지반(10)에 보다 원활하고 손쉽게 복수층의 케이싱(110)을 매설할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에서는 최하층의 케이싱(110)의 내부에는 굴착된 연약 지반(10)에 매설되도록 고정 가이드 바아(132)가 구비되고, 최하층의 케이싱(110)의 내부에는 바닥판(142)이 배치되고, 상기 바닥판(142)의 중심부에는 바아 승강 가이드홈(144)이 구비되고, 상기 바아 승강 가이드홈(144)은 상기 바닥판(142)의 저면으로 관통되고, 상기 바닥판(142)의 내부에는 상기 바아 승강 가이드홈(144)을 기준으로 방사 방향으로 복수개의 바아 슬라이드홀(146)이 구비되고, 상기 바아 슬라이드홀(146)은 상기 바아 승강 가이드홈(144)에서부터 상기 바닥판(142)의 둘레부로 관통되고, 상기 바아 슬라이드홀(146)에는 가압 밀착 바아(148)가 슬라이드 가능하게 결합되어, 상기 바다판의 내부에 상기 바아 승강 가이드홈(144)을 기준으로 방사 방향으로 복수개이 가압 밀착 바아(148)가 슬라이드 가능하게 배치되고, 상기 가압 밀착 바아(148)의 선단부에는 가압편(149)이 구비된 것을 특징으로 한다.
최하층의 케이싱(110)의 내부에 상기 바닥판(142)을 하강시켜서 설치하면, 상기 고정 가이드 바아(132)가 상기 바닥판(142) 중심부의 바아 승강 가이드홈(144)으로 올라와서 복수개의 상기 가압 밀착 바아(148)의 기단부를 상기 바아 승강 가이드홈(144)에서 멀어지는 방향으로 밀어서 복수개의 방사 방향으로 배치된 가압 밀착 바아(148)가 상기 바닥판(142)의 둘레부에서 최하층의 상기 케이싱(110)의 내벽면 쪽으로 전진하고, 복수개의 가압 밀착 바아(148) 선단부의 상기 가압편(149)이 최하층의 케이싱(110)의 내벽면에 자동적으로 가압 밀착되므로, 최하층의 케이싱(110)의 내부에 바닥판(142)을 안정적으로 고정되도록 지지할 수 있는 효과를 기대할 수 있고, 나아가, 상기 바닥판(142) 위에 보다 안정적으로 버티컬 펌프를 고정되도록 설치할 수 있는 효과도 있다.
또한, 본 발명에서는 아래쪽에 적층되는 케이싱(110)의 내부에는 상단부로 관통된 결합 지지 관체(152)가 구비되고, 상기 결합 지지 관체(152)의 내부에는 상하 방향의 중심선을 기준으로 복수개의 가압 그립편(154)이 구비되고, 상기 가압 그립편(154)의 전면에는 상하 방향으로 복수개의 그립 블록(155)이 구비되고, 상기 가압 그립편(154)의 상단부와 하단부에는 걸림 지지편(156)이 구비되고, 상기 결합 지지 관체(152)의 내부에는 상기 가압 그립편(154)이 중심부 쪽으로 좁혀지거나 벌어지도록 이동하는 가압 그립편 이동 챔버(157)가 구비되고, 상기 가압 그립편 이동 챔버(157)의 상단부와 하단부에는 상기 걸림 지지편(156)이 걸려지는 지지턱(158)이 구비되고, 상기 가압 그립편 이동 챔버(157)와 상기 가압 그립편(154)의 바깥면 사이에는 탄성체(162)가 개재되고, 위쪽에 적층되는 케이싱(110)의 내부에는 하단부로 돌출된 적층 결합 지지핀(172)이 구비되고, 상기 적층 결합 지지핀(172)의 외주면에는 상하 방향으로 복수개의 적층 결합 지지홈(174)이 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 탄성체(162)는 탄성 스프링이나 탄성이 있는 실리콘 패드나 고무 패드와 같이 상기 가압 그립편(154)을 결합 지지 관체(152)의 상하 방향 중심선 쪽으로 탄성적으로 밀어줄 수 있는 재질이면 모두 채용 가능하다.
상기 지지턱(158)에 가압 그립편(154) 상하단부의 걸림 지지편(156)이 걸려져서 가압 그립편(154)이 결합 지지 관체(152)의 중심부 쪽으로 이탈되지 않고 상기 가압 그립편 이동 챔버(157)에서 전후진 작동될 수 있도록 구성된다.
아래쪽의 케이싱(110)의 상단부에 위쪽의 케이싱(110)의 하단부가 얹혀져서 적층되기 이전에는 상기 탄성체(162)가 밀어주는 탄성력에 의해 복수개의 상기 가압 그립편(154)이 상기 결합 지지 관체(152)의 가압 그립편 이동 챔버(157)의 전면 쪽에서 상기 결합 지지 관체(152)의 상하 방향 중심선 쪽으로 돌출되어 있게 된다.
이러한 상태에서 아래쪽의 케이싱(110)의 상단부에 위쪽의 케이싱(110)의 하단부가 얹혀져서 적층될 때에는 상기 적층 결합 지지핀(172)이 상기 결합 지지 관체(152)의 내부로 진입하여 상기 적층 결합 지지핀(172)이 복수개의 상기 가압 그립편(154)과 그립 블록(155)을 상기 결합 지지 관체(152)의 상하 방향 중심선에서 멀어지는 방향으로 밀어내고 상기 탄성체(162)는 압축되어 있다가 상기 적층 결합 지지핀(172)의 복수개의 적층 결합 지지홈(174)에 복수개의 상기 가압 그립편(154) 전면으로 돌출된 복수개의 상기 그립 블록(155)이 삽입되면, 상기 가압 그립편(154)의 복수개의 그립 블록(155)이 상기 적층 결합 지지핀(172)을 잡아서 그립하는 구조가 되기 때문에, 복수층으로 케이싱(110)이 적층된 상태를 더욱 견고하고 안정적으로 유지하는 효과가 있다.
이상 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
20. 중장비 110. 케이싱
112. 커버 케이싱 122. 매설 가이드 경사부
132. 고정 가이드 바아 142. 바닥판
144. 바아 승강 가이드홈 146. 바아 슬라이드홀
148. 가압 밀착 바아 149. 가압편
152. 결합 지지 관체 154. 가압 그립편
155. 그립 블록 156. 걸림 지지편
157. 가압 그립편 이동 챔버 158. 지지턱
162. 탄성체 172. 적층 결합 지지핀
174. 적층 결합홈

Claims (3)

  1. 상하부에 개방부가 구비되고 측면은 막혀 있는 케이싱(110)을 연약 지반(10) 위에 설치하는 케이싱 설치 단계;
    상기 케이싱(110)의 안쪽 땅을 굴착하여 상기 케이싱(110)이 자중에 의해 하강하여 연약 지반(10)에 매설되도록 하는 굴착 단계;를 포함하고,
    상기 케이싱 설치 단계에서는 케이싱(110)의 안쪽 땅을 중장비(20)에 의해 굴착하여 상기 케이싱(110)의 자중에 의해 연약 지반(10)에 매설되도록 하강시키며, 상기 케이싱(110)을 다수층으로 적층할 때마다 다수층의 상기 케이싱(110)들의 합쳐진 중량에 의해 더 원활하게 케이싱(110)들이 하강하여 연약 지반(10)에 매설되도록 구성되고,
    다수층의 상기 케이싱(110)의 내부에 버티컬 펌프를 내장 설치하는 버티컬 펌프 설치 단계;
    다수층의 상기 케이싱(110) 중에서 최상층의 케이싱(110) 위에 커버 케이싱(112)을 적층하여 마감하는 커버 케이싱 적층 단계;를 더 포함하며,
    상기 커버 케이싱(112)의 중앙부에 출입구가 구비되고,
    최하층의 케이싱(110)의 내부에는 굴착된 연약 지반(10)에 매설되도록 고정 가이드 바아(132)가 구비되고, 최하층의 케이싱(110)의 내부에는 바닥판(142)이 배치되고, 상기 바닥판(142)의 중심부에는 바아 승강 가이드홈(144)이 구비되고, 상기 바아 승강 가이드홈(144)은 상기 바닥판(142)의 저면으로 관통되고, 상기 바닥판(142)의 내부에는 상기 바아 승강 가이드홈(144)을 기준으로 방사 방향으로 복수개의 바아 슬라이드홀(146)이 구비되고, 상기 바아 슬라이드홀(146)은 상기 바아 승강 가이드홈(144)에서부터 상기 바닥판(142)의 둘레부로 관통되고, 상기 바아 슬라이드홀(146)에는 가압 밀착 바아(148)가 슬라이드 가능하게 결합되어, 상기 바다판의 내부에 상기 바아 승강 가이드홈(144)을 기준으로 방사 방향으로 복수개이 가압 밀착 바아(148)가 슬라이드 가능하게 배치되고, 상기 가압 밀착 바아(148)의 선단부에는 가압편(149)이 구비된 것을 특징으로 하는 케이싱을 통한 연약 지반 굴착방법.
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