KR102659328B1 - 저심도 그라우팅 장치 및 이를 이용한 그라우팅 공법 - Google Patents

저심도 그라우팅 장치 및 이를 이용한 그라우팅 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저심도 그라우팅 장치와 이를 이용한 그라우팅 공법을 게시한다. 상기 저심도그라우팅 장치는 천공기 헤드부의 구동축과 결합되는 것으로, 상호 연결된 단위로드들과, 상호 연결되는 단위로드들의 단부에 설치되어 지반의 천공 및 그라우트재를 주입하기 위한 비트와, 상기 헤드부의 구동축과 연결되어 상기 단위로드들에 그라우트재를 주입하기 위한 그라유트재 주입유닛을 구비하며,
상기 비트는 비트본체의 하면측으로 상기 단위로드의 중공부와 연결되는 적어도 하나의 배출공이 형성되고,
상기 비트본체에는 비트의 회전시 그라우트재가 원심력에 의해 반경방향으로 배출될 수 있도록 회전방향의 역방향으로 복수개의 원심배출부가 형성되고, 각 원심배출부의 출구측 비트본체의 외주면에는 배출된 그라우트재에 원심력을 부여함과 아울러 배출된 그라우트재를 반경방향으로 가압하기 위한 원심가압부재가 형성되어 이루어진 임펠러부가 구비된다.

Description

저심도 그라우팅 장치 및 이를 이용한 그라우팅 공법{Low depth grouting device and grouting method using the same}
본 발명은 그라우팅 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 주입되는 그라우팅재가 주입구를 통하여 역류되는 것을 방지할 수 있는 저심도 그라우팅장치 및 이를 이용한 그라우팅 공법에 관한 것이다.
일반적으로 지반을 보강하는 그라우팅(Grouting) 공법은 상향식 공법, 하향식공법, 또는 멘젯튜브공법 등이 적용되고 있다.
상기 상향식 그라우팅 공법은 설계 심도만큼 지반에 시추를 실시한 다음 그 시추공 하부에서부터 상향으로 일정간격 마다 패커(Packer)를 이동 설치하고 그라우트재를 주입을 실시하는 공법인데, 이때 패커(Packer)의 설치 및 인양 작업에 따른 많은 작업공수가 소요된다.
상기 상향식 주입공법에 대비되어 적용되는 하향식 주입공법은 지표에서부터 일정심도(구간 1)를 시추하고 그 구간 1을 시추공 내에서 패커를 설치하기에 이상이 없게끔 1차 그라우팅 주입을 실시하여 그 주입된 주입재가 고결된 후 다시 일정심도(구간 1)의 고결된 주입재를 재천공하고 그 하부 구간의 일정심도(구간2)를 시추한 다음 일정심도(구간 2)에 2차 주입 작업을 반복하면서 설계심도까지 주입하는 공법이다. 이는 시추 후 주입된 주입재가 고결될 때까지 시추기 및 인력의 대기와 시추기 이동, 패커 재설치, 재시추 등의 이중 반복 작업으로 번거롭고 작업 시간이 많이 소요된다.
상기의 상향식공법과 하향식 공법의 단점을 보완하고 패커가 찢어지거나 매몰되는 것을 방지하기 위하여 강관다단 그라우팅공법 같이 강관이나 전선관을 설치하는 맨젯튜브(Machine tube) 공법이 보완되어 실시하고는 있으나, 이 또한 튜브 내에서 그라우팅 설계심도까지 일정 구간별로 패커를 이동 설치하는 작업은 상향식 주입공법과 동일하여 시공에 따른 많은 작업공수가 소요된다.
한편, 농수용 저수지, 발전용 댐. 하천의 재방 등의 지반보강을 위한 그라우팅은 심도가 깊지 않은 지역에서 이루어지게 되므로 상향식 공법이 주로 이용된다.
그러나 상술한 바와 같이 저심도에서 패커의 설치 및 운영에 따른 많은 작업공수가 소요되는 문제점이 있으므로 패커를 설치하지 않고 시공하는 경향이 있다. 이 경우, 주입된 그라우트재가 지하수가 흐르는 공동구로 완전히 주입되지 못하고 시추공을 따라 역류하는 경향이 있다.
대한민국 특허등록 제 10-0966382호에는 깊은 기초의 불안정 토사 사석층 지반차수 및 지반보강장치가 게시되어 있으며, 대한민국 특허출원 제1999-7203호에는 액화탄산가스를 이용한 지하수 심정패커장치가 게시되어 있다. 특허등록 제 1303333호에는 그라우팅 주입을 위한 구멍과 차수벽 일체 시공장치게 게시되어 있으며, 대한민국 등록특허 제 0656142호에는 지반굴착 및 그라우트재 주입용 장치와 이를 이용한 지반그라우팅 공법이 게시되어 있다.
대한민국 특허등록 제 10-0966382호 대한민국 특허출원 제1999-7203호 특허등록 제 1303333호 대한민국 등록특허 제 0656142호
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 저수지 제방, 댐 등의 그라우팅 작업 시 그라우트재가 지하수가 흐르는 유로를 따라 원활하게 압입될 수 있도록 하며, 그라우트재가 시추공을 따라 역류하는 것을 방지할 수 있는 저심도 그라우팅 장치 및 이를 이용한 그라우팅 공법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 비트를 이용한 그라우트재의 주입 시 원심력에 의해 그라우트재의 배출을 원활하게 하고, 배출된 그라우트재에 압력을 가할 수 있는 저심도 그라우팅 장치 및 이를 이용한 그라우팅 공법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저심도 그라우팅 장치는 천공기 헤드부의 구동축과 결합되는 것으로, 상호 연결된 단위로드들과, 상호 연결되는 단위로드들의 단부에 설치되어 지반의 천공 및 그라우트재를 주입하기 위한 비트와, 상기 헤드부의 구동축과 연결되어 상기 단위로드들에 그라우트재를 주입하기 위한 그라유트재 주입유닛을 구비하며,
상기 비트는 비트본체의 하면측으로 상기 단위로드의 중공부와 연결되는 적어도 하나의 배출공이 형성되고,
상기 비트본체에는 비트의 회전 시 그라우트재가 원심력에 의해 반경방향으로 배출될 수 있도록 회전방향의 역방향으로 복수개의 원심배출부재가 형성되고, 각 원심배출부의 출구측 비트본체의 외주면에는 배출된 그라우트재에 원심력을 부여함과 아울러 배출된 그라우트재를 반경방향으로 가압하기 위한 원심가압부재가 형성되어 이루어진 임펠러부가 구비된 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 가압부재의 외주면은 비트본체의 외주면으로부터 외측방향으로 연속된 곡면으로 형성되며 가이드부재의 상부측에는 가이드돌기가 더 구비된다.
그리고 비트가 설치된 단위로드와 이와 연결되는 단위로드의 사이에 상기 비트로부터 배출된 그라우트재가 시추공을 따라 역류하는 것을 방지하는 차단유닛이 더 구비된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 그라우팅 장치 및 이를 이용한 그라우팅 공법은 본 발명에 따른 저심도 그라우팅 장치를 준비하는 저심도 그라우팅 준비단계와, 헤드부의 주축과 연결된 단위로드들과 이의 단부에 설치된 비트를 이용하여 지반에 시추공을 형성하는 시추단계와 상기 그라우팅재의 주입영역의 상부를 차단할 수 있도록 상기 단위로드들의 사이에 차단유닛을 설치하는 차단유닛 설치단계와, 시추공에 차단유닛과 비트가 연결된 단우로드를 시추공에 삽입하고, 주축의 중공에 그라유트재공급유닛을 이용하여 그라우트재를 공급함과 아울러 주축을 회전시키는 그라우트재 공급단계를 구비하며,
상기 그라우트재 공급단계는 비트의 원심배출부를 통하여 그라우트재가 배출되는 그라우트재 원심배출단계와, 상기 원심배출부를 통하여 배출된그라우트재를 회전하는 원심가압부에 의해 시추공의 가압하는 그라우트 가압단계를 구비한다.
상기 그라우트재 공급단계는 중공부를 통하여 공급되는 그라우트재의 압력에 의해 차단로드본체의 그라우트배출공을 통하여 그라우트재가 배출압과 상기 비트로부터 배출되어 시추공을 따라 이동하는 그라우트재에 의해 제1,2커버부재를 회전시켜 시추공을 차단하는 차단단계를 구비한다.
본 발명에 따른 저심도 그라우팅 장치 및 이를 이용한 그라우팅 공법은 저심도의 로드와 비트를 이용하여 그라우팅재의 주입 시 시추공을 따라 역류하는 것을 방지할 수 있으며, 주입된 그라우트재에 압력을 가하여 지하수의 누출부위 또는 공동, 크랙발생부위에 따라 주입효율을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따른 저심도 그라우팅 장치는 종래와 같이 그라우트재의 역류 방지를 위하여 단위로드와 연결되어 그라우트재의 주입압력에 의해 작동되는 차단유닛에 의해 그라우트재의 역류가 차단되는 구조를 가지고 있으로 이의 운영효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 저심도 그라우팅 장치를 도시한 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 단위로드와 차단유닛 및 비트가 분리된상태를 도시한 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 저심도 그라우팅 장치의 비트를 발췌하여 도시한 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 비트의 평면도,
도 5는 본 발명에 다른 비트의 다른 실시예를 나타내 보인 사시도,
도 6은 도 5에 도시되 비트의 임펠라부를 나타내 보인 단면도,
도 7는 도 1 및 도 2에 도시된 차단유닛을 발췌하여 도시한 사시도,
도 8는 단부측의 단위로드에 설치되는 비트에 의해 그라우트재가 원심방향으로 가압되는 상태를 나타내보인 단면도.
본 발명에 따른 저심도 그라우팅 장치의 일 실시예를 도 1 내지 도 4에 나타내 보였다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 저심도 그라우팅 장치(10)는 댐, 저수지의 둑, 하천의 둑 등의 보수 및 시공, 저심도 지하관정의 개발, 연약지반 보강, 지하공을 형성하기 위한 천공작업 등에 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 저심도 그라우팅 장치(10)는 천공기의 리드(101)를 따라 승강되는 헤드부(102)의 주축 즉, 유압모터와 같은 액튜에이터에 의해 회전되며 중공(미도시)을 가지는 주축(103)과, 상기 주축(103)과 결합되어 시추공의 깊이가 깊어짐에 따라 상호 연결되어 사용되는 단위로드(20)들과, 상호연결된 단위로드(20)의 최단부측에 연결되어 시추공을 형성하기 위한 비트(30)을 구비한다. 그리고 그라우트재의 주입 시 단위로드(20)들의 연결부위 중 적어도 하나에 설치되어 그라우트재가 시추공을 따라 역류하는 것을 방지하기 위한 차단유닛(50)을 구비한다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 저심도 그라우팅 장치를 구성요소별로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 시추기의 헤드부(102)에 구비된 주축(103)은 길이 방향으로 중공을 가진다. 그리고 상기 주축(103)과 나사결합 되는 단위로드(20)들은 상술한 바와 같이 주축(103)의 중공과 연통되는 중공부(21)를 구비하며, 상단부측과 하단부측의 중공부 내주면에는 주축(103)과 결합을 위한 나사결합부(22)(23)들이 각각 형성된다.
그리고 주축(103)의 상단부 측은 시추 시에 굴착된 흙과 암석칩을 편승시켜 배출하기 위한 물을 공급하기 위한 물공급유닛의 공급관과 연결되고, 그라우트재의 주입 시 그라우트재를 공급하기 위해 그라우트재 공급유닛의 공급관과 연결된다. 상기 주축(103)과 공급관의 연결은 로터리 조인트에 의해 이루어질 수 있다.
상기 물공급유닛은 도면에 도시되어 있지 않으나 고압물펌프로 이루어질 수 있으며, 그라우트재 공급유닛은 그라우트재를 고압의 펌핑하기 위한 왕복식 펌프로 이루어질 수 있다.
그리고 비트(30)는 도 3 및 도 4에 도시된 것으로, 상호 연결된 단위로드(20)의 단부에 결합되어 시추공의 형성을 위해 지반을 굴착하는 것으로, 비트본체(31)의 하면측으로 상기 단위로드(20)의 중공부와 연결되는 적어도 하나의 배출공(33)이 형성된다.
상기 배출공(33)의 출구측의 비트 하면은 시추 시의 물, 그루우트재 주입 시 글라우트재가 원활하게 배출될 수 있도록 그루브가 형성된다. 상기 그루브는 회전방향과 반대방향으로 형성될 수 있다.
그리고 상기 비트본체(30)에는 주입되는 그라우트재(200)를 원심력을 이용하여 배출함과 아울러 배출된 그라우트재(200)를 가압하기 위한 임펠라부(35)가 더 구비된다.
상기 임펠라부(35)는 비트(30)의 회전 시 그라우트재(200)가 원심력에 의해 반경방향으로 배출될 수 있도록 회전방향의 역방향으로 복수개의 원심배출부(36)가 형성되고, 각 원심배출부(36)의 출구측 비트본체(31)의 외주면에는 배출된 그라우트재에 원심력을 부여함과 아울러 배출된 그라우트재를 반경방향으로 가압하기 위한 원심가압부재(37)가 구비된다. 상기 원심가압부재(37)의 외주면은 비트본체(31)의 외주면으로부터 연속된 곡율로 비트 회전방향의 역방향으로 경사지게 돌출되는데, 상하측 가장자리에는 이를 따라 가이드돌기(38)가 형성된다. 상기 비트본체(31)의 외주면에는 등간격으로 적어도 3개의 원심가압부재(37)를 설치함이 바람직하다.
도 5에는 본 발명에 따른 비트의 다른 실시예를 나타내 보였다. 도면을 참조하면, 비트(40)는 상술한 실시예와 같이 단위로드(20)의 단부에 설치되는 것으로, 단위로드(20)의 중공부와 연통되는 중공(41)을 가지는 비트본체(42)를 구비하며, 이의 단부에는 지반의 천공을 위한 복수개의 팁(43)들이 설치된다.
그리고 비트본체(42)에는 비트의 회전 시 그라우트재(200)를 원심력을 부여하면서 반경방향으로 배출함과 아울러 가압하기 위한 임펠러부(45)가 설치된다. 이 임펠러부(45)는 비트본체(42)의 외주면에는 그라우트재(200)에 원심력을 부여할 수 있도록 비트본체(42)의 회전방향과 반대방향으로 경사지게 형성된 원심배출부(46)가 형성되고, 이 원심배출부(46)의 회전방향측 가장자리에는 원심가압부(47)가 형성된다. 그리고 상기 원심가압부(47)의 외주면측의 상하부측에는 배출된 그라우트재를 원주방향으로 가이드하기 위한 가이드돌기(48)가 형성된다.
상기 차단유닛(50)은 도 6에 도시된 바와 같이 단유로드(20)들의 사이에 단위로드(20)들을 연결하며 그라우트재(200)의 주입 시 시추공(113)을 따라 그라우트재가 역류하는 것을 방지하게 된다.
이러한 차단유닛(50)은 차단로드본체(51)에 길이 방향으로 중공부가 형성되고, 차단로드본체(51)의 양단부에는 연결을 위한 단위로드(20)들과 결합을 위한 나사부(52)(53)가 형성된다.
그리고 차단로드본체(51)에는 원주방향을 따라 복수개의 그라우트배출공(55)들이 형성되고, 이의 상부측의 차단로드본체(51)에 회전가능하게 회전부재(54)가 설치된다. 상기 회전부재(54)의 외주면은 후술하는 제1,2커버부재(56)(57)이 힌지결합될 수 있도록 단차진 구조를 가진다.
상기 그라우트배출공(55)들은 상기 회전부재(54)에 힌지결합되어 회전되는 복수개의 제1커버부재(56)들에 의해 차단되고, 상기 제1커버부재(56)들의 회전 시 이들의 사이를 차단하기 위한 제 2커버부재(57)들을 구비한다.
상기 제 1커버부재(56)의 상단부에 형성된 제1결합부(56a)는 차단로드본체(51)에 회전가능하게 설치된 회전부재(54)에 제1 힌지축에 의해 상부측으로 회전될 수 있도록 결합되는데, 상기 제1커버부재(56)가 제1힌지축에 의해 회전될 수 있는 각도는 상기 차단단위본체(51)의 외주면에 대해 반경방향의 각도가 즉, 90도를 넘지 않도록 스토퍼(56b)가 설치된다.
그리고 상기 제 2커버부재(57)들은 제 1커버부재(56)의 사이에 위치될 수 있도록 상기 회전부재(54)에 이의 상단부 측에 형성된 제 2결합부(57a)가 제 2힌지축에 의해 회전가능하게 결합된 구조를 가진다.
그리고 상기 제1,2힌지축에는 각각 상기 제1커버부재(56)와 제 2커버부재(57)를 상기 차단로드본체(51)의 외주면에 밀착될 수 있도록 탄성부재가 구비되는데, 상기 탄성부재는 제 1,2힌지축에 설치된 토오션 스프링(58)(59)으로 이루어질 수 있다. 상기 토오션스프링(58)(59)은 상기 그라우트배출공(55)을 통하여 배출되는 그라우트재의 압력에 의해 제1,2커버부재(56)(57) 열릴 수 있도록 탄성력을 갖는다. 제1,2커버부재(56)(57)는 차단로드본체(51)의 단순회전 시에는 열리지 않는다.
한편, 저심도 그라우팅 장치를 이용한 그라우팅 공법은 상술한 바와 같이 구성된 저심도 그라우팅 장치를 준비하는 저심도 그라우팅 준비단계와, 헤드부(102)의 주축(103)과 연결된 단위로드(20)들과 이의 단부에 설치된 비트를 이용하여 지반에 시추공을 형성하는 시추단계를 구비한다.
상기 그라우팅재의 주입영역의 상부를 차단할 수 있도록 상기 단위로드들의 사이에 차단유닛을 설치하는 차단유닛 설치단계와, 시추공에 차단유닛과 비트(30)가 연결된 단위로드(20)를 시추공에 삽입하고, 주축(103)의 중공에 그라우트재공급유닛을 이용하여 그라우트재를 공급함과 아울러 주축(103)을 회전시키는 그라우트재 공급단계를 구비한다.
상기 그라우트재 공급단계는 비트(30)의 원심배출부(36)를 통하여 그라우트재가 배출되는 그라우트재 원심배출단계와, 상기 원심배출부(36)를 통하여 배출된그라우트재를 회전하는 원심가압부재(37)에 의해 시추공의 가압하는 그라우트 가압단계를 구비하며,
그라우트재 공급단계는 중공부를 통하여 공급되는 그라우트재의 압력에 의해 차단로드본체(51)의 그라우트배출공(52)을 통하여 그라우트재가 배출압과 상기 비트로부터 배출되어 시추공을 따라 이동하는 그라우트재에 의해 제1,2커버부재를 회전시켜 시추공을 차단하는 차단단계를 구비한다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 저심도 그라우팅 장치의 작용을 통하여 그라우팅 장치를 이용한 공법을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 저심도 그라우티장치를 이용하여 저수지의 재방, 댐, 연약지반 등을 보강하기 위해서는 헤드부(102)의 주축(103)에 비트(30 또는 40))가 설치된 단위로드(20)을 결합하고, 보강을 위한 지반에 천공작업을 수행한다. 시공되는 시추공의 깊이가 깊어짐에 따라 단위로드(20)들을 상호 연결하면서 작업한다. 이때에 상기 주축(103)에는 물공급유닛의 공급관이 연결되어 주축(103)과 단위로드(20)들 및 비트를 통하여 배출될 수 있도록 함으로써 굴삭된 흙과 암석이 물에 편승되어 외부로 유출될 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이 지반의 보강을 위한 시추공의 형성이 완료되면 보강영역의 최상부측에 위치되는 단위로드들의 연결부에 차단유닛(50)을 설치함과 아울러 상기 단위로드(20)에 설치된 비트(30)가 천공전용인 경우, 그라우팅재를 원심배출 및 가압할 수 있는 비트(30)를 장착한다. 그리고 주축(103)에 결합된 단위로드(200)와 비트를 시공된 시추공에 삽입한다.
이 상태에서 상기 헤드부(102)의 주축(103)과 그라우트재공급장치는 공급관을 연결하고, 주축의 중공을 통하여 고압으로 그라우트재를 공급함과 아울러 주축을 고속, 시추공의 시추작업보다 상대적으로 높은 회전수로 회전시킨다.
이와 같이 하면, 상기 주축(103)의 중공으로 공급된 그라우트재(200)는 비트(30,40)의 그라우트배출공(33,41)를 통하여 배출됨과 아울러 원심배출부(36,46)를 통하여 외부로 배출된다. 그리고 차단유닛(50)의 그라우트배출공(55)을 통하여 그라우트재가 시추공(113)으로 배출된다.
이를 더욱 상세하게 설명하면, 회전하는 비트(30,40)을 통하여 배출되는 그라우트재(200)는 원심배출부(36,46)를 통과하면서 원심력에 위한 토출압이 부여되고, 시추공으로 배출 된다. 이와 같이 배출된 그라우트재(200)는 시추공(113)과 연결되는 공동으로 유입됨과 아울러 지하수가 흐르면서 형성된 공간으로 유입된다.
상술한 바와 같은 유입은 비트(30,40)의 회전으로 시추공(113)의 내부에 그라우트재(200)의 압력이 상대적으로 높아지게 됨으로써 원활하게 공동 또는 이와 연결된 절개부로 유입된다.
이러한 과정에서 상기 그라우트재(200)는 차단유닛(50)의 차단로드본체(51)에 형성된 그라우트배출공(55)을 통하여 배출되는 배출압에 의해 제 1,2커버부재(56)(57)가 차단로드본체(51)의 외주면에 대해 소정의 각도로 펼쳐지게 되고, 비트(30)를 통하여 배출되는 그라우트재와 그라우트배출공(55)를 통하여 배출되는 그라우트재가 시추공에 일부채워짐에 따라 시추공을 따라 역류하게 되는데, 이 역류하는 그라우트재에 의해 제1,2커버부재(56)(57)는 더욱 펼쳐지게 되어 차단로드본체(51)의 외주면과 시추공의 내주면 사이를 차단하게 된다.
따라서, 시추공과 연결된 공동 또는 지하수의 흐름에 의해 생성되는 물길, 절개지 등은 구획되고, 상기 비트(30,40)의 임펠러부(35,45)에 의해 배출됨으로써 구획된 시추공(113) 내의 그라우트재 압력이 높아지게 된다.
또한 상기 비트(30,40)의 외주면에는 시추공에 주입된 그라우트재를 반경방향으로 가압하기 위한 원심가압부재(37,47)가 설치되어 있으므로 원심배출부(36,46)를 통하여 배출되는 그라우트재(200)의 배출을 원활하게 함과 아울러 제1,2커버부재(56)(57)에 의해 구획된 시추공(113) 내의 그라우트재를 가압하게 된다. 특히 상기 원심가압부재의 외주면 상하 가장자리에는 가이드돌기(38,48)가 형성되어 있으므로 그라우트재에 원심방향으로의 이송력을 제공하여 압력을 높일 수 있다.
따라서 상기 비트(30,40)과 차단유닛(50)의 그라우트 배출공을 통하여 배출되는 그라우트재는 시추공과 연결되는 공동과 지하수의 흐름에 의해 형성된 공간에 상대적으로 높은 압력으로 유입되어 채워짐으로써 그라우팅이 이루이게 된다.
상술한 바와 같이 그라우트재의 공급으로 그라우팅이 완료되면, 그라우트재(200)의 공급을 차단한다. 상기 그라우트재의 공급이 차단되면 차단유닛(50)의 제 1,2커버부재(56)(57)는 탄성스프링의 장력에 의해 그라우트배출공(55)를 차단하게 된다.
이 상태에서 헤드부(102)를 리드(101)를 따라 상승시켜 단위로드(20)과 차단유닛 및 비트를 시추공으로부터 인출한다. 제1,2커버부재가 시추공의 내주면에 결합되어 잽이 발생되는 경우, 상기 차단부재(50)가 시추공을 따라 상승하는 과정에서 제 1,2커버부재(56)(67)가 닫힐 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 저심도 그라우팅 장치는 그라우팅을 위한 지반에 형성한 시추공에 주입되는 그라우트재의 압력을 높여 시추공과 연결되는 공동, 지하수의 흐름에 의한 공간에 높은 압력으로 주입할 수 있으므로 그라우팅 효율을 높일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 천공기 헤드부(102)의 주축(103)과 결합되는 것으로, 상호 연결된 단위로드(20)들과, 상호 연결되는 단위로드(20)들의 단부에 설치되어 지반의 천공 및 그라우트재(200)를 주입하기 위한 비트(30)와, 상기 헤드부(102)의 주축(103)과 연결되어 상기 단위로드(20)들에 그라우트재를 주입하기 위한 그라우트재 주입유닛을 구비하며,
    상기 비트(30)는 비트본체(31)의 하면측으로 상기 단위로드(20)의 중공부와 연결되는 적어도 하나의 배출공(33)이 형성되고,
    상기 비트본체(31)에는 비트(30)의 회전 시 그라우트재가 원심력에 의해 반경방향으로 배출될 수 있도록 회전방향의 역방향으로 적어도 하나의 원심배출부(36)가 형성되고, 각 원심배출부(36)의 출구측 비트본체(31)의 외주면에는 배출되는 그라우트재에 원심력을 부여함과 아울러 배출된 그라우트재(200)를 반경방향으로 가압하기 위한 원심가압부재(37)가 형성되어 이루어진 임펠러부(35)가 구비되며,
    상기 원심가압부재(37)의 외주면은 비트본체의 외주면으로부터 외측방향으로 연속된 곡면으로 형성되며, 상기 원심가압부재(37)의 상,하부측에는 이를 따라 가이드돌기(38)가 구비된 것을 특징으로 하는 저심도 그라우팅 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 비트(30)가 설치된 단위로드(20)와 이와 연결되는 단위로드의 사이에 상기 비트로부터 배출된 그라우트재가 시추공을 따라 역류하는 것을 방지하는 차단유닛(50)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 저심도 그라우팅 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 차단유닛(50)은 단위로드(20)의 사이에 결합되는 차단로드본체(51)에 길이 방향으로 중공부가 형성되고, 차단로드본체(51)에는 원주방향을 따라 복수개의 그라우트배출공(55)들이 형성되며, 상기 그라우트배출공(55)들은 상기 차단로드본체(51)에 회전가능하게 설치된 회전부재(54)에 힌지축에 의해 복수개의 제1커버부재(56)들과, 상기 제1커버부재(56)들의 회전 시 이들의 사이를 차단하기 위해 회전부재(54)에 힌지축에 의해 결합되는 제 2커버부재(57)들을 구비한 것을 특징으로 하는 저심도 그라우팅 장치.
  5. 천공기 헤드부의 구동축과 결합되는 것으로, 상호 연결된 단위로드들과, 상호 연결되는 단위로드들의 단부에 설치되어 지반의 천공 및 그라우트재를 주입하기 위한 비트와, 상기 헤드부의 구동축과 연결되어 상기 단위로드들에 그라우트재를 주입하기 위한 그라우트재 주입유닛을 구비하며,
    상기 비트는 비트본체의 하면측으로 상기 단위로드의 중공부와 연결되는 적어도 하나의 배출공이 형성되고, 상기 비트본체에는 비트의 회전 시 그라우트재가 원심력에 의해 반경방향으로 배출될 수 있도록 회전방향의 역방향으로 복수개의 원심배출부가 형성되고, 각 원심배출부의 출구측 비트본체의 외주면에는 배출된 그라우트재에 원심력을 부여함과 아울러 배출된 그라우트재를 반경방향으로 가압하기 위한 원심가압부재가 형성되어 이루어진 임펠러부가 구비되며,
    단위로드의 사이에 결합되는 차단로드본체에 길이 방향으로 중공부가 형성되고, 차단로드본체에는 원주방향을 따라 복수개의 그라우트배출공들이 형성되며, 상기 그라우트배출공들은 상기 차단로드본체에 힌지축에의해 힌지결합되는 회전되는 복수개의 제1커버부재들과, 상기 제1커버부재들의 회전 시 이들의 사이를 차단하기 위한 차단로드본체에 힌지축에 의해 결합되는 제 2커버부재들을 구비한 차단유닛을 포함하는 저심도 그라우팅 장치를 준비하는 저심도 그라우팅 장치 준비단계와,
    헤드부의 주축과 연결된 단위로드들과 이의 단부에 설치된 비트를 이용하여 지반에 시추공을 형성하는 시추단계와 상기 그라우트재의 주입영역의 상부를 차단할 수 있도록 상기 단위로드들의 사이에 차단유닛을 설치하는 차단유닛 설치단계와, 시추공에 차단유닛과 비트가 연결된 단우로드를 시추공에 삽입하고, 주축의 중공에 그라유트재공급유닛을 이용하여 그라우트재를 공급함과 아울러 주축을 회전시키는 그라우트재 공급단계를 구비하며,
    상기 그라우트재 공급단계는 비트의 원심배출부를 통하여 그라우트재가 배출되는 그라우트재 원심배출단계와, 상기 원심배출부를 통하여 배출된 그라우트재를 회전하는 원심가압부에 의해 시추공에 가압하는 그라우트 가압단계를 구비하며,
    상기 그라우트재 공급단계는 중공부를 통하여 공급되는 그라우트재의 압력에 의해 차단로드본체의 그라우트배출공을 통하여 그라우트재가 배출압과 상기 비트로부터 배출되어 시추공을 따라 이동하는 그라우트재에 의해 제1,2커버부재를 회전시켜 시추공을 차단하는 차단단계를 구비한 것을 특징으로 하는 저심도 그라우팅장치를 이용한 그라우팅 공법.














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