KR20030017742A - 시트파일 오거 항타기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시트파일을 무소음 무진동으로 타입하는 시트파일 오거 항타기에 관한 것으로, 오거 드라이버 유닛과, 상기 오거 드라이버 유닛의 하단 중심부에 회전가능하게 연결되는 오거연결로드와, 상기 오거연결로드의 하단에 조립되어 굴착된 흙의 배토작동을 수행하는 오거스크류로드와, 상기 오거스크류로드의 하단에 부착되어 굴착작동을 수행하는 오거헤드와, 상기 오거연결로드를 회전가능하게 감싼 채 오거 드라이버 유닛의 직하방에 설치되는 회전장치와, 상기 오거 드라이버 유닛의 하단에는 실린더몸체가 지지된 채 피스톤로드는 상기 회전장치를 지지하는 유압실린더와, 상기 회전장치의 하단 플랜지에 조립된 채 오거스크류로드를 감싸주는 케이싱로드와, 상기 케이싱로드의 하단측에는 시트파일의 하단을 붙잡아주는 계지핀 및 상기 케이싱로드의 상단측에는 시트파일의 상단을 붙잡아주는 크램프장치가 구성되어 있는 것에 있어서,

상기 회전장치의 상면 중심부에 수직상으로 설치된 채 오거 드라이버 유닛에 연결된 오거연결로드의 회전작동을 방해하지 않도록 감싸주는 슬라이딩 중공기둥과; 상기 회전장치의 상면에 고정 설치된 채 오거연결로드의 관통을 허용하는 소음방지장치와; 상기 소음방지부재의 상방에 설치된 채 슬라이딩 중공기둥을 타고 상,하로 승강작동하면서 시트파일에 타력을 가하는 중량체의 타격해머와; 상기 타격해머를 원하는 높이까지 강제로 상승시킨 후 자연낙하시켜 타격해머의 자체 중량으로 시트파일에 타력을 가하도록 하는 해머승강장치를 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 발명이다.

Description

시트파일 오거 항타기{Hitting machine to drive sheet pile deeply using auger}

본 발명은 주강제(鑄鋼製) 시트파일(SHEET PILE)을 무소음 무진동으로 타입하는 시트파일 오거 항타기에 관한 것이다.

일반적으로 토목공사나 건설공사에서 지반을 굴착할 때에는 먼저 굴착하고자 하는 지반에 H형빔을 일정간격으로 박아놓은 다음 지반을 굴착하면서 서로 마주하는 2개의 H형빔 사이에 각목 등으로 된 토류벽을 설치하는 공법으로 기 굴착된 지층이 붕괴되는 것을 방지하고 있는 바, 이러한 공법은 H형빔을 지반에 타입할 때 소음공해 및 진동공해 등 각종 공해를 유발시키고 있기 때문에 주거지역이나 산업지역 등 특정지역에서는 그 시공공법 자체가 규제대상이 되고 있다.

따라서 근래에 와서는 대기오염, 수질오염, 소음, 진동, 등 각종 공해를 정의한 공해대책기본법에 따라 소음규제법, 진동규제법이 제정되었으며, 이에 따라 건설공사의 분야에서도 무공해공법이 필요하게 되어 시트파일(SHEET PILE : 강널말뚝)을 박아주는 공법이 개발되고 있다.

상기한 시트파일은 재질이 주강제이고 그 단면은 대체로 ㄷ자형을 가지면서 개방된 양단이 외측으로 벌어진 사다리꼴모양을 이루고 있으며, 또한 사다리꼴모양을 이루도록 외측을 향해 벌어진 양단에는 서로 이웃한 것끼리 대칭상으로 결합될수 있는 구조를 가지고 있다. 따라서 다수의 시트파일들은 일직선상으로 연결되는 구조로 지반에 타입 설치되거나 또는 일직선상으로 연결되게 하면서 타입 설치하다가 원하는 각도로 방향을 틀어서 타입 설치할 수 있으며, 또는 원형을 이루도록 타입 설치할 수 있는 구조를 가지고 있으며, 이와 같은 시트파일은 콘크리트 건축물을 건설할 때, 또는 물막이 연속벽을 구축할 때 및 교량이나 고가도로 등의 교각을 구축할 때 등 무소음 무진동 공법으로 지반에 압입되는데 많이 사용되고 있다.

종래 기술에서 상기한 시트파일을 무소음 무진동으로 타입 설치하는 공법은 여러 종류가 개발되어 사용되고 있으며, 그 중 오거 드라이버 유닛(AUGER DRIVER UNIT)과 유압실린더를 이용한 공법이 있는데, 이 공법은 오거 드라이버 유닛을 이용하여 흙을 기계적으로 교란 및 굴착하는 한편, 리더 하부에 설치된 유압실린더의 압입력이 시트파일에 전달되게 하는 방법으로 시트파일이 오거스크류로드의 굴착작동과 함께 지하에 박아주고 있으나, 이는 지반이 모래질과 같이 점착력이 약한 경우에는 시트파일을 누르고 있는 오거 드라이버 유닛의 자체 중량만으로도 시트파일의 압입작동이 잘 이루어질 수 있는 반면에, 지반의 흙이 점착력이 대단히 강하거나 또는 지반에 크고 작은 암반이 불규칙적으로 산재해 있는 경우에는 시트파일을 누르고 있는 오거 드라이버 유닛의 자체 중량만으로는 시트파일이 용이하게 점토질 흙이나 암반을 뚫고 들어가지 못하게 되며, 이렇게 오거 드라이버 유닛의 자체 중량으로는 시트파일이 흙을 뚫고 들어가지 못할 때 리더 하부에 설치된 유압실린더를 작동시켜주므로서 시트파일의 압입력을 증강시켜서 시트파일을 강제로 박아주게 되는데, 이 경우 유압실린더의 압입력에는 한계가 있기 때문에 유압실린더의 압력으로 시트파일을 박아줄 수 없게 될 때에는 시트파일의 압입작업을 더이상 진행할 수 없게 되는 것이며, 또는 윈치드럼에 감긴 와이어로서 시트파일에 압력을 가해 박아주는 방법도 있으나 와이어로 시트파일을 박아주는 데에도 역시 한계가 있기 때문에 지반의 점착력이 강하여 시트파일이 박히지 않게 되거나 또는 시트파일이 암반에 걸려 더이상 압입되지 아니할 경우에는 더이상 시트파일 압입작업을 진행할 수 없게 된다.

본 발명은 상기와 같이 오거 드라이버 유닛을 이용하여 시트파일을 압입시키는 종래 기술에서 나타나는 제반 문제점을 해결하고자 창출한 것으로, 오거 드라이버 유닛과 그 하방에 설치되는 회전장치 사이에 타격해머를 설치하는 수단으로 오거헤드 및 오거스크류로드의 회전작동으로 지반을 굴착 및 배토하면서 시트파일의 압입작동을 진행하는 과정에서 타격해머도 함께 승강작동하면서 시트파일에 반복적인 타력을 가할 수 있도록 하므로서 지반 자체가 점착력이 강한 점토질이거나 또는 지층에 작은 암반이 불규칙하게 산재해 있는 지반일 경우에도 시트파일의 압입작동이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는데 목적을 두고 발명한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수단은,

오거 드라이버 유닛과, 상기 오거 드라이버 유닛의 하단 중심부에 회전가능하게 연결되는 오거연결로드와, 상기 오거연결로드의 하단에 조립되어 굴착된 흙의 배토작동을 수행하는 오거스크류로드와, 상기 오거스크류로드의 하단에 부착되어 굴착작동을 수행하는 오거헤드와, 상기 오거연결로드를 회전가능하게 감싼 채 오거드라이버 유닛의 직하방에 설치되는 회전장치와, 상기 오거 드라이버 유닛의 하단에는 실린더몸체가 지지된 채 피스톤로드는 상기 회전장치를 지지하는 유압실린더와, 상기 회전장치의 하단 플랜지에 조립된 채 오거스크류로드를 감싸주는 케이싱로드와, 상기 케이싱로드의 하단측에는 시트파일의 하단을 붙잡아주는 계지핀 및 상기 케이싱로드의 상단측에는 시트파일의 상단을 붙잡아주는 크램프장치가 구성되어 있는 것에 있어서,

상기 회전장치의 상면 중심부에 수직상으로 설치된 채 오거 드라이버 유닛에 연결된 오거연결로드의 회전작동을 방해하지 않도록 감싸주는 슬라이딩 중공기둥과;

상기 회전장치의 상면에 고정 설치된 채 오거연결로드의 관통을 허용하는 소음방지부재와;

상기 소음방지부재의 상방에 설치된 채 슬라이딩 중공기둥을 타고 상,하로 승강작동하면서 시트파일에 타력을 가하는 중량체의 타격해머와;

상기 타격해머를 원하는 높이까지 강제로 상승시킨 후 자연낙하시켜 타격해머의 자체 중량으로 시트파일에 타력을 가하도록 하는 해머승강장치;

를 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 것이며,

또한 상기 해머승강장치는, 타격해머의 상부 양측에 회전가능하게 설치된 한쌍의 해머측 활차와, 상기 오거 드라이버 유닛의 하단에 돌출된 브라켓 양측에 회전가능하게 설치되는 한쌍의 오거측 활차와, 상기 오거 드라이버 유닛의 전면 일측에 회전가능하게 부착된 복수의 승강안내활차와, 상기 승강안내활차를 통해서 하향으로 인입되어 해머측 활차와 오거측 활차에 지그재그상으로 연설되게 한 다음 그 끝단이 오거 드라이버 유닛의 하단 일측에 고정 부착되는 승강용 와이어로 구성되며, 상기 승강용 와이어는 외부의 동력에 의하여 타격해머를 강제로 들어올린 후 자연낙하시키는 작동을 반복적으로 수행할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이며,

또한 상기 해머승강장치는 타격해머의 상단 양측에 외측을 향해 대칭상으로 돌출되는 브라켓과, 상기 회전장치의 양측에 피스톤로드가 상향을 향해 출몰작동하도록 수직상으로 설치된 채 피스톤로드의 선단을 상기 브라켓에 결합핀으로 결착시킨 공압실린더로 구성되어 상기 공압실린더의 피스톤로드가 상향으로 출현할 때에는 타격해머를 강제로 들어올리고 피스톤로드가 몰입작동할 때에는 타격해머가 자연낙하되는 상태가 되게 하는 작동을 반복적으로 수행할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이며,

또한 상기 오거 드라이버 유닛과 회전장치를 지지하는 유압실린더의 피스톤로드 선단에 부착된 채 상기 회전장치의 상면 양측에 고정 설치된 브라켓의 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 연결부재에는 타격해머의 타격작동시 회전장치가 일정거리만큼 하강이동을 허용하는 안전장공이 형성된 것을 특징으로 하는 것이다.

도 1a∼1e는 본 발명을 설명하기 위한 시트파일의 타입공정도.

도 2는 본 발명을 설명하기 위하여 시트파일의 구조를 보인 사시도.

도 3은 본 발명에서 주요부로 하는 타격해머를 승강작동시키는 일실시예를

설명하기 위하여 일부 단면한 정면도.

도 4는 도 3 실시예의 측면도.

도 5는 본 발명에서 시트파일의 하단부분을 붙잡아주는 계지핀이 형성된 케

이싱 로드의 측면도.

도 6은 도 5의 X-X선 단면도.

도 7은 본 발명에서 시트파일의 상단부분을 붙잡아주는 크램프 작동상태도.

도 8 및 도 9는 본 발명의 타격해머를 승강시키는 다른 일실시예의 일부

단면한 정면도 및 측면도.

도 10은 본 발명의 실시예에서 시트파일을 회전시키는 것을 나타낸 측면도.

도 11a 및 11b는 본 발명의 유압실린더의 피스톤로드와 회전장치의 연결구조

를 나타낸 정면 단면도 및 측면도.

도 12a 및 12b는 본 발명으로 시트파일을 연속적으로 타입시키는 것을 보인

평면 예시도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 오거 드라이버 유닛 2 : 회전장치

3 : 유압실린더 4 : 오거스크류로드

5 : 크램프장치 6 : 시트파일

7 : 케이싱 로드 8 : 타격해머

9 : 해머승강장치 9a : 승강용 와이어

9b : 공압실린더 11 : 출력축

12 : 톱시브 13 : 트러스트 시브

14 : 가이드 시브 15 : 견인용 와이어

16,21,97 : 브라켓 22 : 안전핀

23 : 선회기어 24 : 워엄기어

31 : 실린더몸체 32 : 피스톤로드

33 : 연결부재 34 : 안전장공

41 : 오거연결로드 42 : 오거헤드

51 : 크램핑 유압실린더 52 : 크램프

53 : 크램핑공간 61 : 스토퍼

62 : 구멍 63 ; 파일용 와이어

71 : 계지핀 72 : 배토공

81 : 슬라이딩 중공기둥 82 : 소음방지부재

91 : 해머측 활차 92 : 오거측 활차

93 : 승강안내활차

본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하기로 한다.

도 1a∼1e는 본 발명을 설명하기 위한 시트파일의 타입공정도이며, 도 2는 본 발명을 설명하기 위하여 시트파일의 구조를 보인 사시도이고, 도 3은 본 발명에서 주요부로 하는 타격해머를 승강작동시키는 일실시예를 설명하기 위하여 일부 단면한 정면도이며, 도 4는 도 3 실시예의 측면도이고, 도 5는 본 발명에서 시트파일의 하단부분을 붙잡아주는 계지핀이 형성된 케이싱 로드의 측면도이며, 도 6은 도 5의 X-X선 단면도이고, 도 7은 본 발명에서 시트파일의 상단부분을 붙잡아주는 크램프 작동상태도이며, 도 8 및 도 9는 본 발명의 타격해머를 승강시키는 다른 일실시예의 일부 단면한 정면도 및 측면도이고, 도 10은 본 발명의 실시예에서 시트파일을 회전시키는 것을 나타낸 측면도이며, 도 11a 및 11b는 본 발명의 유압실린더의 피스톤로드와 회전장치의 연결구조를 나타낸 정면 단면도 및 측면도이고, 도 12a 및 12b는 본 발명으로 시트파일을 연속적으로 타입시키는 것을 보인 평면 예시도를 도시한 것이다.

도면부호 1은 오거 드라이버 유닛을 나타내는 것으로, 상기 오거 드라이버 유닛(1)의 내부에는 기존의 것과 마찬가지로 회전장치가 내설되어 있고 그 회전장치의 출력축(11)은 하향으로 돌출되어 있으며, 또한 상기 오거 드라이버 유닛(1)의 상부에는 복수개의 톱시브(TOP SHEAVE : 12)가 설치되어 있는데, 상기 톱시브(12)들은 오거 드라이버 유닛을 공중에 매달아 놓은 상태에서 승강작동을 안내하는 작용을 담당한다.

즉, 오거 드라이버 유닛(1)은 도시하지 않은 크롤러 주행장치에서 인출되어 리더의 상단에 설치된 복수개의 가이드 시브를 거친 행거용 와이어(도시 생략)가 톱시브(12)에 연설되는 구조에 의하여 리더의 상단측에 매달린 상태로 설치되는 것이며, 이렇게 설치된 오거 드라이버 유닛(1)은 크롤러 주행장치의 운전자가 운전석등에 장착된 와이어 조작레바로 행거용 와이어를 인출작동시키거나 또는 행거용 와이어를 권취작동시키는 작동에 따라서 하강하거나 또는 상승하게 되는 것이다.

상기 오거 드라이버 유닛(1)의 양측면에는 트러스트 시브(THRUST SHEAVE : 13)가 장착되어 있으며, 상기 트러스트 시브(13)와 도시하지 않은 리더의 하단에 설치된 가이드 시브(14)에는 견인용 와이어(15)가 연설되어 있는데, 상기 견인용 와이어(15)의 견인단(15a)는 외부의 동력으로 회전하면서 견인용 와이어를 감아주고 풀어주는 윈치장치(도시 없음)에 연결되어 있는 반면에 상기 견인단(15a)의 반대측 끝단(15b)은 리더(도시 없음) 또는 크롤러 주행장치(도시 없음)에 고정되어 있다. 따라서 외부의 윈치장치가 견인용 와이어(15)의 견인단(15a)을 감아주는 작동으로 당기게 되면 오거 드라이버 유닛(1)은 하강압력을 받아 하강하는 상태가 되며, 이와 반대로 외부의 윈치장치가 견인용 와이어(15)의 견인단(15a)을 풀어주게 되면 오거 드라이버 유닛(1) 자체는 상승작동이 가능한 상태가 되는 것이다.

상기 오거 드라이버 유닛(1)의 하방에는 회전장치(2)가 설치되어 있으며, 상기 회전장치(2)는 오거 드라이버 유닛(1)의 하단 양측에 힌지결합된 두개의 유압실린더(3)에 의하여 매달린 상태로 설치되어 있다.

상기 유압실린더(3)의 실린더몸체(31)의 일단(도면상 상단)은 오거 드라이버 유닛(1)의 하단 양측에 힌지결합되어 있고, 또한 유압실린더(3)의 피스톤로드(32) 선단은 회전장치(2)의 상면 양측에 고정 설치된 브라켓(21)을 관통하는 안전핀(22)에 의해 연결된 상태인데, 그 연결구조는 상기 유압실린더(3)의 피스톤로드(32) 선단에 용접된 연결부재(33)가 상기 브라켓(21)의 상방에서 내측으로 슬라이딩 가능하게 삽입된 상태에서 안전핀(22)이 상기 브라켓(21)과 연결부재(33)를 관통하는 구조에 의하여 연결된다.(도 11a,11b 참조)

또한 상기 브라켓(21)에 삽입되는 연결부재(33)에는 수직방향으로 길게 뚫어진 안전장공(34)이 형성되어 있으며, 상기 안전장공(34)으로 안전핀(22)이 관통하는 구조로서 유압실린더의 피스톤로드(32)와 회전장치의 브라켓(21)이 연결되는 것이며, 이와 같이 브라켓(21)에 삽입되어 안전핀(22)에 의해 연결 지지되는 연결부재(33)에는 안전장공(34)이 형성되어 있는 바, 상기 안전장공(34)은 본 발명으로 시트파일을 압입시킬 때 오거 드라이버 유닛(1)과 유압실린더(3) 및 오거스크류로드와 오거헤드를 안전하게 보호하면서 시트파일의 압입작동이 원활하게 이루어질 수 있게 하는 구성인 바, 이에 대한 작용은 후술하기로 한다.

상기 오거 드라이버 유닛(1)의 출력축(11)에는 오거연결로드(41)가 회전가능하게 연결되는데, 상기 오거연결로드(41)는 회전장치(2)와 그 내부에 회전가능하게 설치된 선회기어(23) 각각의 중심부를 관통하여 상기의 출력축(11)에 연결된다.

상기 회전장치(2) 내부에 설치된 선회기어(23)는 워엄휠로 구성되어 있으며, 상기 선회기어(23)는 회전장치의 일측에 설치된 유압모터(도시 생략)의 출력축인 워엄기어(24)에 치합되어 상기 워엄기어(24)의 회전작동에 의해 회전하도록 구성되어 있다.

상기에서 회전장치(2)와 선회기어(23) 및 오거연결로드(41) 각각은 상호간에 회전작동을 방해하지 않도록 설치되어 있으며, 또 상기 오거연결로드(41)의 하단은 상기 회전장치(2)의 하단 중심부에 선회기어(23)와 연결된 플랜지(25)를 관통한 상태에서 오거스크류로드(4)와 연결된다.

상기 오거연결로드(41)의 하단에 연결되는 오거스크류로드(4)는 지반의 굴착깊이에 따라 복수개가 하향을 향해 다단상으로 연결되는 것이며, 상기 오거스크류로드(4)의 하단에는 오거헤드(42)가 부착되어 있다.

다음, 상기 회전장치(2)의 선회기어(23)에 연결된 플랜지(25)에는 오거연결로드(41)의 하단부분과 그 하단에 연결된 오거스크류로드(4)를 감싸주는 크램프장치(5)가 연결 조립되어 있으며, 상기 크램프장치(5)의 일측(도면상 정면측)에는 크램핑 유압실린더(51)와 크램프(52)가 설치되어 있다.

상기 크램핑 유압실린더(51)는 그 실린더몸체가 크램프장치(5)의 본체에 힌지결합된 채 하향을 향해 경사지게 돌출되어 있고, 상기 크램핑 유압실린더(51)의 피스톤로드 선단은 크램핑장치(5)의 본체 하단에 힌지결합된 크램프(52)에 힌지결합되어 있으며, 상기 크램프(52)와 크램프장치(5)의 하단 사이에는 크램핑공간(53)이 형성되어 있다.

상기에서 크램프(52)는 캠구조로 구성되어 크램핑 유압실린더(51)의 피스톤로드가 출현(전진)작동한 상태에서는 크램핑공간(53)이 벌어진 상태가 되어 시트파일(6) 상단의 삽입을 허용할 수 있도록 구성되어 있는 한편, 상기의 피스톤로드가 몰입(후퇴)작동을 한 상태에서는 크램핑공간(53)이 좁아진 상태가 되어 그 공간으로 삽입된 시트파일(6)의 상단을 견고하게 압압하여 고정시킬 수 있도록 구성되어 있다.

상기 크램핑장치(5)의 하단에는 오거스크류로드(4)의 회전작동을 허용하는상태로 감싸주는 케이싱 로드(7)가 고정상태로 조립되어 있으며, 상기 케이싱 로드(7)의 하단에는 시트파일(6)의 하단을 견고하게 붙잡아주는 계지핀(71)이 설치되어 있다.

즉, 상기 계지핀(71)은 케이싱 로드(7)의 하단 양측에 돌출된 상태로 용접되어 시트파일(6)의 하단 내측의 양쪽 코너부분에 대칭상으로 용접된 스토퍼(61)에 삽입되는 구조를 가지고 있다.

그리고 상기한 시트파일(6)의 상단 일측에는 구멍(62)을 형성하여 시트파일을 들어올리는 파일용 와이어(63)의 일단을 묶어줄 수 있도록 하였으며, 또한 상기한 파일용 와이어(63)는 상기 크램핑장치(5)의 일측에 회전가능하게 부착 설치된 안내활차(54)에 연설된 상태에서 그 타단이 외부의 동력에 의해 와이어를 감고 풀어주는 윈치드럼(도시 없음)에 연결되어 있다.

본 발명의 특징은, 오거 드라이버 유닛(1)과 회전장치(2) 사이에 승강가능하게 설치되어 자체의 중량으로 자연낙하하면서 시트파일(6)에 타력을 가할 수 있는 중량체의 타격해머(8)를 설치한 것에 있다.(도 3,4 및 도 8,9 참조)

이를 위한 구성으로서, 상기 회전장치(2)의 상면 중심부에는 그 중심부를 관통하는 오거연결로드(41)의 회전작동을 허용하면서 감싸주는 슬라이딩 중공기둥(81)와 상기 슬라이딩 중공기둥(81)이 관통한 상태로서 회전장치(2)의 상면에 소음방지부재(82)가 고정 설치되어 있으며, 상기 소음방지부재(82)의 상측에 중량체의 타격해머(8)가 슬라이딩 중공기둥(81)을 타고 상,하로 승강작동할 수 있도록 설치되어 있으며, 또한 상기 타격해머(8)는 해머승강장치(9)에 의하여 강제로상승작동하였다가 자체의 중량으로 자연낙하하면서 타력을 가할 수 있도록 구성된 것이다.

상기에서 회전장치(2)의 상면에 고정 설치된 소음방지부재(81)는 타격해머(8)의 타력이 시트파일(6)에 전달되게 하면서 타격소음 및 타격진동을 감소시킬 수 있는 재질인 목재 또는 고무재를 사용하는 것이 바람직하며, 또한 타격해머(8)는 비중이 무거운 금속재를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 타격해머(8)를 승강작동시키는 해머승강장치(9)는 승강용 와이어(9a)를 이용한 것과 공압실린더(9b)를 이용한 것이 있는데, 먼저 도 3 및 도 4에 도시된 실시예와 같이 승강용 와이어(9a)를 이용한 해머승강장치(9)을 설명하면, 상기 타격해머(8)의 상단 양측에는 한쌍의 해머측 활차(91)를 회전가능하게 설치하고, 오거 드라이버 유닛(1)의 하단 전면측으로 돌출된 브라켓(16) 양측에 오거측 활차(92)를 회전가능하게 설치하며, 또한 오거 드라이버 유닛(1)의 전면 일측에는 수직방향으로 복수개의 승강안내활차(93)를 회전가능하게 설치한 다음 외부에 설치된 윈치장치(도시 없음)에서 인출되는 승강용 와이어(9a)의 인출단을 상측 및 하측의 승강안내활차(93)에 연설되게 하면서 차례로 통과시킨 후 타격해머(8)의 일측(도면상 우측)에 설치된 해머측 활차(91)를 감기면서 다시 그 상방에 설치된 오거측 활차(92)에 감기게 하고 이어서 타측(도면상 좌측)에 있는 오거측 활차(92)를 돌아서 그 하측에 있는 해머측 활차(91)에 감기게 한 다음 그 인출단의 끝부분을 오거 드라이버 유닛(1)의 하단(도면상 좌측부분)에 묶어주거나 도는 용접하여 고정시키는 구조로 되어 있으며, 이와 같이 각 활차에 연설된 승강용 와이어(9a)를 외부에설치된 윈치장치가 작동하여 잡아당기게 되면 그 당김작동에 의해 타격해머(8)가 상승이동하게 되며, 상기 타격해머(8)를 소정의 높이까지 상승시킨 다음 당겼던 승강용 와이어(9a)를 순간적으로 놓아주게 되면 타격해머(8)는 자체 중량으로 자연낙하하면서 소음방지부재(82)를 타격하게 되며, 상기 소음방지부재(82)에 가해진 타력이 시트파일(6)에 전달되도록 구성된 것이다.

그리고 도 8 및 도 9에 도시된 실시예와 같이 공압실린더(9b)를 이용한 해머승강장치(9)는, 상기 회전장치(2)의 양측에 두개의 공압실린더(9b)를 수직상으로 설치하되 상기 공압실린더(9b)의 실린더몸체(95)는 그 하단부분이 회전장치(2)의 상면을 뚫고 하부에 지지되게 하며, 또 피스톤로드(96)의 선단은 상기 타격해머(8)의 상단 양측에 대칭상으로 돌출된 브라켓(97)에 힌지결합시키는 구조로 되어 있으며, 상기 공압실린더(9b)가 작동하여 피스톤로드(96)를 출현작동시키게 되면 타격해머(8)가 상승이동하게 되며, 상기 타격해머(8)가 소정 높이까지 상승이동된 상태에서 피스톤로드(96)를 몰입작동시키게 되면 상승이동되었던 타격해머(8)는 자체 중량에 의해 자연낙하하면서 소음방지부재(82)를 타격하게 되어 그에 가해진 타력이 시트파일(6)에 전달되도록 구성된 것이다.

상기한 해머승강장치(9)의 각 실시예에서 타격해머(8)의 타격압력 조정은 유압실린더(3)로서 조정할 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 유압실린더(3)의 피스톤로드(32)를 완전히 몰입작동시킨 경우에는 타격해머(8)를 상승시킬 수 있는 높이가 가장 짧아져 타격압력이 가장 약한 상태가 되며, 피스톤로드(32)를 완전히 출현작동시킨 경우에는 타격해머(8)를 상승시킬 수 있는 높이가 가장 길어져 타격압력이가장 강한 상태가 된다. 따라서 타격해머(8)의 타격압력은 유압실린더(3)로서 조정할 수 있는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명으로 시트파일을 압입시키는 작용을 설명한다.

도 1a∼1e는 시트파일(6)을 케이싱 로드(7)에 설치하는 과정에서부터 시트파일을 지반에 타입하는 과정 및 시트파일의 타입을 완료한 후 오거스크류로드(4)와 케이싱 로드(7)를 지반에서 빼내는 과정을 나타낸 도면으로서, 먼저 시트파일(6)을 케이싱 로드(7)에 설치하는 과정을 설명한다.

시트파일(6)은 도 2와 같이 그 상단 일측에 천공된 구멍(62)에 파일용 와이어(63) 일단을 묶어준 다음 그 파일용 와이어(63)를 크램프장치(5)의 안내활차(54)에 걸어준 상태에서 외부의 동력을 이용하여 파일용 와이어(63)를 당겨주게 되면 상기 시트파일(6)은 도 1a에 도시된 바와 같이 수직으로 세워지며 이렇게 세워지는 시트파일(6)을 케이싱 로드(7)에 부착시키고자 할 때에는 먼저 시트파일(6)의 하단 내측 양코너부에 용접된 스토퍼(61)를 케이싱 로드(7) 하단의 계지핀(71) 밑에 위치하도록 하는 한편 시트파일(6)의 상단은 크램프장치(5)의 크램핑공간(53) 밑에 위치하도록 하는데, 이때 크램핑 유압실린더(51)의 피스톤로드를 출현작동시켜서 크램프(52)가 도면상 반시계방향으로 회전케 하여 크랭핑공간(53)을 넓게 열어놓은 상태가 되게 한다.

상기와 같이 시트파일(6)을 케이싱 로드(7)에 근접시킨 상태에서 파일용 와이어(63)를 잡아당기게 되면 시트파일(6)이 상승이동하게 되며, 이에 따라 시트파일(6)의 하단 내측에 용접된 스토퍼(61)는 계지핀(71)에 끼이게 됨과 동시 시트파일(6) 상단은 크램핑공간(53)에 삽입되는 것이며, 이어서 크램핑 유압실린더(51)의 피스톤로드를 몰입작동시키게 되면 크램프(52)가 도면상 시계방향으로 회전하여 시트파일(6)의 상단을 견고하게 물어주게 되며, 이와 같이 시트파일(6) 하단의 스토퍼(61)는 계지핀(71)에 걸림되고 상단은 크램프(52)에 견고하게 붙잡힌 상태가 되면 시트파일(6)의 설치작업은 완료되는 것이며, 파일용 와이어(63)는 해체한다.

다음, 도 1b의 도시는 상기 시트파일(6)의 설치작업을 완료한 후 오거 드라이버 유닛(1)의 측면에 설치된 트러스트 시브(13)와 도시하지 않은 리더의 하단에 설치된 가이드 시브(14)에 견인용 와이어(15)를 연결시키는 것을 나타낸 도면이며, 이와 같이 트러스트 시브(13)와 가이드 시브(14)에 연결된 상기 견인용 와이어(15)는 그 견인단(15a)은 외부의 동력으로 작동하는 윈치장치(도시 없음)에 연결되어 있으며, 그 끝단(15b)은 리더 또는 크롤러 주행장치(도시 없음)에 고정된다.

다음, 도 1c 및 도 1d의 도시는 오거 드라이버 유닛(1)을 구동시켜 오거헤드(42)로 지반을 굴착하면서 시트파일(6)을 압입시키는 것을 나타낸 도면으로서, 상기 시트파일(6)의 압입작동을 개시하고자 할 때에는 먼저 유압실린더(3)의 피스톤로드(32) 선단에 부착된 연결부재(33)에 형성된 안전장공(33)의 상단부분이 안전핀(22)을 누르고 있는 상태가 되게 한 후에 오거 드라이버 유닛(1)을 구동시켜서 오가헤드(42)로 지반의 굴착작업을 진행하게 되는데, 이와 같이 지반굴착작업을 진행할 때에는 오거 드라이버 유닛(1) 상단의 톱시브(12)에 연결된 행거용 와이어를 풀어주는 작동과 함께 견인용 와이어(15)의 견인단(15a)을 잡아당겨주는 작동이 동시에 일어나게 하므로서 오거 드라이버 유닛(1)는 그 자체 중량과 함께 견인용와이어(15)의 당김력에 의한 하강압력이 오거헤드(42)에 작용하게 되어 오거헤드(42)는 지반을 굴착하게 되며, 오거스크류로드(4)는 굴착된 토사를 상향으로 이동시키면서 케이싱 로드(7)의 일측에 일정간격으로 뚫어놓은 배토공(72)를 통해 지상으로 배출시키게 되므로서 오거헤드(42)가 파고들어가는 지층은 굴착된 토사가 지상으로 배출됨에 따라 점착력이 약화되는 상태가 되므로 시트파일(6)은 오거 드라이버 유닛(1)의 자체 중량과 견인용 와이어(15)의 당김력에 의하여 오거헤드(42)와 함께 지반에 압입되는 작동이 원활하게 진행되는 것이다.

그런데, 지반의 지층이 모래질과 같이 점착력이 약할 경우에는 오거헤드(42)의 지반굴착작동은 물론이고 시트파일(6)의 압입작동도 원활하게 진행될 수 있지만 지반이 점착력이 매우 강한 점토질 지반이거나 또는 지층에 자갈과 같은 크고 작은 암석들이 불규칙하게 산재해 있는 지반의 경우에는 오거 드라이버 유닛(1)의 자체 중량과 견인용 와이어(15)의 당김력만으로는 시트파일(6)의 압입작동이 원활하게 진행되지 않게 된다. 그 이유 중 하나로 시트파일(6)의 하단에 자갈이 위치하게 되면 시트파일(6)이 그 자갈을 깨뜨려야만 압입작동이 진행될 수 있는데 오거 드라이버 유닛(1)의 자체 중량과 견인용 와이어(15)의 당김력으로는 시트파일(6) 하단에 걸려있는 자갈을 깨뜨릴 수 있는 충격을 가할 수 없기 때문이며, 또는 시트파일(6)이 자갈에 걸려 압입작동이 원활하게 이루어지지 않을 때 견인용 와이어(15)를 더욱 강하게 잡아당겨 오거 드라이버 유닛(1)의 하강압력을 증강시키게 되더라도 그 자갈이 깨지지 아니하는 한 시트파일(6)의 압입작동은 쉽게 일어나지 않게 된다.

따라서 본 발명에서는 상기와 같이 지반이 점착력이 강한 점토질로 구성되어있거나 지층에 자갈과 같은 작은 암석들이 불규칙하게 산재해 있는 지반의 경우에도 시트파일(6)을 원활하게 압입시킬 수 있는 특징을 가지고 있다.

즉, 시트파일(6)을 압입시키는 작업을 개시할 때부터 완료할 때까지 오거 드라이버 유닛(1)과 회전장치(2) 사이에 설치한 중량체의 타격해머(8)를 해머승강장치(9)로 들어올린 다음 상기 해머승강장치(9)가 타격해머(8)를 놓아주는 작동을 반복적으로 수행하게 되는 것이며, 이와 같이 해머승강장치(9)가 중량체의 타격해머(8)를 소정 높이까지 들어올린 후 상기 타격해머(8)를 자연낙하시키게 되면 타격해머(8)는 위치에너지를 동반한 상태로 자연낙하하면서 자체 중량으로 소음방지부재(82)를 타격하게 되며, 이렇게 타격해머(8)가 소음방지부재(82)를 타격하게 되면 그 타격충격에 의해 상기 소음방지부재(82)와 회전장치(2)는 순간적으로 하강하게 되며, 이에 따라 상기 회전장치(2)의 플랜지(25)에 조립된 크램프장치(5)에 연결 및 설치되어 있는 케이싱 로드(7)와 시트파일(6)이 회전장치(2)와 함께 순간적으로 하강하게 되는데, 이렇게 순간 하강하는 시트파일(6)은 타격해머(8)의 순간적인 타격압력을 그대로 전달받은 상태로서 상당히 빠른 속도를 동반한 채 강한 하강압력으로 압입되는 상태가 된다.

따라서 시트파일(6)은 점착력이 강한 점토질지층의 압입작동이 원활하게 이루어지게 됨은 물론이고 자갈과 같은 크고 작은 암석이 불규칙하게 산재해 있는 지층의 경우로서 시트파일(6)의 하단에 암석이 걸려있을 때에는 그 암석들은 시트파일(6)의 순간적인 강한 타격압력에 의해 깨지거나 또는 옆으로 밀려나게 되는 것이며, 이에 따라 시트파일(6)은 타격해머(8)의 타격압력이 작용된 만큼의 깊이로 압입되는 것이며, 이와 같은 타격해머(8)의 타격작동은 오가헤드(42)가 굴착작동을 진행하는 동안 반복적으로 이루어지게 되므로서 시트파일(6)은 굴착작동을 진행하는 오가헤드(42)와 함께 지반에 압입되는 것이다.

한편, 상기와 같이 타격해머(8)가 자연낙하하여 소음방지부재(82)를 타격하기 이전에는 앞에서 설명한 바 있듯이 상기 회전장치(2)를 지지하고 있는 유압실린더(3)는 그 피스톤로드(32) 선단의 연결부재(33)에 형성된 안전장공(34) 상단부분이 브라켓(21)을 관통하고 있는 안전핀(22)을 누르고 있는 상태이다. 따라서 상기한 안전핀(22)과 안전장공(34) 하단부분 사이에는 빈 공간이 형성되어 있는데, 바로 그 빈 공간이 타격해머(8)의 타격작동시 유압실린더(3) 및 오거 드라이버 유닛(1)은 하강시키지 않고 회전장치(2)만 하강시킬 수 있게 하는 안전거리가 되는 것이다.

즉, 상기 안전핀(22)과 안전장공(34)의 하단부분 사이에 형성되는 빈 공간의 안전거리는 타격해머(8)가 소정의 높이까지 상승이동한 후 자연낙하하는 한차례의 타격작동으로 시트파일(6)을 지반에 압입시킬 수 있는 최대거리가 되게 미리 설정해 놓은 것이며, 또한 상기 타격해머(8)가 한차례 타격작동으로 시트파일(6)을 압입시킨 만큼 오거 드라이버 유닛(1) 자체도 하강한 상태가 되므로서 유압실린더(3)와 그 피스톤로드(32) 선단의 연결부재(33)도 그만큼 하강하게 되는 것이며, 이에 따라 타격해머(8)가 다시 상승이동하여 재차 타격작동을 수행하는 동안에는 연결부재(33)가 브라켓(21) 속으로 재차 삽입되어 안전장공(34) 상단부분이 안전핀(22)을 누르고 있는 상태가 되므로서 상기 타격해머(8)가 연속적이고도 반복적인 타격작동을 수행하는 동안 타격해머(8)의 타력은 오거 드라이버 유닛(1) 및 유압실린더(3)에 작용되지 않고 회전장치(2), 크램프장치(5), 케이싱 로드(7) 및 시트파일(6)에만 작용하게 되는 것이다.

그리고 상기 오거 드라이버 유닛(1)의 출력축(11)에 다단상으로 연결되는 오거연결로드(41)와 오거스크류로드(4) 및 오거헤드(42) 각각은 타격해머(8), 소음방집재(82), 회전장치(2), 크램프장치(5) 및 케이싱 로드(7) 각각에 회전가능하게 삽입설치된 상태이다.

그러므로 상기 타격해머(8)의 타격작동이 반복적으로 진행되는 동안에도 상기 오거연결로드(41)와 오거스크류로드(4) 및 오거헤드(42)는 타격충격을 받지 않고 회전작동을 하면서 정상적으로 지반굴착작동을 수행하게 되는 것이다.

상기와 같이 오거 드라이버 유닛(1)을 구동시켜 지반을 굴착 및 배출시키는 작동과 타격해머(8)를 반복적인 타격작동으로 하나의 시트파일(6)을 압입시키는 작동을 완료한 다음 다시 시트파일(6)을 연장시켜서 압입시키고자 할 때에는 별도로 준비하고 있는 오거스크류로드(4)와 케이싱 로드(7)를 조립하여 연장시키는 한편, 시트파일(6)은 앞에서 설명한 도 1a 및 도 1b의 도시예와 같이 시트파일(6)을 새로 설치된 케이싱 로드에 설치한 다음 앞서 지반에 압입시킨 시트파일의 상단부와 새로 설치된 시트파일의 하단부를 용접한 다음 도 1c 및 도 1d의 도시예로 설명한 바와 같이 시트파일(6)을 압입시키는 것이다.

다음, 도 1e의 도시는 시트파일(6)의 압입작업을 완료한 후 오거 드라이버 유닛(1)을 상승이동시키는 것을 나타낸 도면으로서, 이때에는 크램프장치(5)의 크램프 유압실린더(51)를 작동시켜 크램프(52)가 시트파일(6)의 상단부분을 해지토록 한 다음 견인용 와이어(15)의 견인단(15a)을 풀어주면서 오거 드라이버 유닛(1)을 상승이동시키게 되면 케이싱 로드(7) 하단의 계지핀(71)은 시트파일(6)의 스토퍼(61)에서 빠져나오게 되므로서 상기 케이싱 로드(7)와 오거스크류로드(4) 및 오거헤드(42)만 지반에서 빼낼 수 있게 된다.

상기와 같은 작동으로 시트파일(6)의 압입작동을 완료한 다음 그 압입된 시트파일(6)과 인접하여 새로운 시트파일을 압입하고자 할 때에는 도 11a 및 11b에 도시된 바와 같이 서로 인접한 시트파일(6)이 서로 대칭을 이루면서 인접한 양단 끝부분이 서로 결속된 상태로 압입되는 것인데, 이와 같이 서로 이웃한 시트파일(6)들이 대칭을 이루도록 하는 작동은 회전장치(2)에 설치된 유압모터의 워엄기어(24)의 회전구동으로 이루어진다.(도 10 참조)

즉, 시트파일(6)을 케이싱 로드(7)에 고정 설치한 다음 회전장치(2)의 상면 일측에 장착된 유압모터의 워엄기어(24)를 회전구동시키게 되면 이에 치합된 선회기어(23)가 회전하게 되는데, 이때 상기 회전장치(2) 자체는 정지되어 있고 선회기어(23)와 플랜지(25)가 회전하게 되므로서 상기 플랜지(25)에 조립된 크램프장치(5) 및 케이싱 로드(7)가 선회기어(23)와 함께 회전하게 되며, 이에 따라 시트파일(6)도 같이 회전하게 되므로 새로 압입시키고자 하는 시트파일(6)을 앞서 압입시킨 시트파일과 대칭상태로 이웃하여 결속되는 상태에서 압입시킬 수 있게 되는 것이며, 이에 따라 다수의 시트파일(6)을 도 12a 및 12b에 도시된 바와 같이 일직선상으로 연속해서 연결된 상태로 압입시킬 수 있을 뿐 아니라 원형상으로 연속해서 압입시킬 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명에 의하면 오거 드라이버 유닛을 이용하여 시트파일을 무소음 무진동 공법으로 압입시키는 장치에 있어 상기 오거 드라이버 유닛과 회전장치 사이에 중량체의 타격해머를 설치한 다음 그 타격해머를 정해진 높이로 상승시켰다가 자연낙하시키는 수단으로 상기 타격해머의 자체 중량으로 시트파일을 타격하여 압입시키게 되므로서 시트파일을 효과적으로 압입시킬 수 있는 효과가 있으며, 특히 점착력이 강한 점토질 지반이나 자갈과 같은 작은 암석들이 지층에 불규칙하게 분포되어 있는 지반에도 시트파일을 정확하게 압입시킬 수 있는 효과와 함께 시트파일을 압입시키는데 소요되는 시간과 인력을 줄일 수 있게 하는 효과를 가져다주어 시트파일의 압입시공비를 현저하게 절감시킬 수 있게 하는 이점을 제공하는 유용한 발명이다.

Claims (4)

1. 오거 드라이버 유닛과, 상기 오거 드라이버 유닛의 하단 중심부에 회전가능하게 연결되는 오거연결로드와, 상기 오거연결로드의 하단에 조립되어 굴착된 흙의 배토작동을 수행하는 오거스크류로드와, 상기 오거스크류로드의 하단에 부착되어 굴착작동을 수행하는 오거헤드와, 상기 오거연결로드를 회전가능하게 감싼 채 오거 드라이버 유닛의 직하방에 설치되는 회전장치와, 상기 오거 드라이버 유닛의 하단에는 실린더몸체가 지지된 채 피스톤로드는 상기 회전장치를 지지하는 유압실린더와, 상기 회전장치의 하단 플랜지에 조립된 채 오거스크류로드를 감싸주는 케이싱로드와, 상기 케이싱로드의 하단측에는 시트파일의 하단을 붙잡아주는 계지핀 및 상기 케이싱로드의 상단측에는 시트파일의 상단을 붙잡아주는 크램프장치가 구성되어 있는 것에 있어서,

   상기 회전장치의 상면 중심부에 수직상으로 설치된 채 오거 드라이버 유닛에 연결된 오거연결로드의 회전작동을 방해하지 않도록 감싸주는 슬라이딩 중공기둥과;

   상기 회전장치의 상면에 고정 설치된 채 오거연결로드의 관통을 허용하는 소음방지장치와;

   상기 소음방지부재의 상방에 설치된 채 슬라이딩 중공기둥을 타고 상,하로 승강작동하면서 시트파일에 타력을 가하는 중량체의 타격해머와;

   상기 타격해머를 원하는 높이까지 강제로 상승시킨 후 자연낙하시켜 타격해머의 자체 중량으로 시트파일에 타력을 가하도록 하는 해머승강장치;

   를 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 시트파일 오거 항타기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 해머승강장치는, 타격해머의 상부 양측에 회전가능하게 설치된 한쌍의 해머측 활차와, 상기 오거 드라이버 유닛의 하단에 돌출된 브라켓 양측에 회전가능하게 설치되는 한쌍의 오거측 활차와, 상기 오거 드라이버 유닛의 전면 일측에 회전가능하게 부착된 복수의 승강안내활차와, 상기 승강안내활차를 통해서 하향으로 인입되어 해머측 활차와 오거측 활차에 지그재그상으로 연설되게 한 다음 그 끝단이 오거 드라이버 유닛의 하단 일측에 고정 부착되는 승강용 와이어로 구성되며, 상기 승강용 와이어는 외부의 동력에 의하여 타격해머를 강제로 들어올린 후 자연낙하시키는 작동을 반복적으로 수행할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 시트파일 오거 항타기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 해머승강장치는 타격해머의 상단 양측에 외측을 향해 대칭상으로 돌출되는 브라켓과, 상기 회전장치의 양측에 피스톤로드가 상향을 향해 출몰작동하도록 수직상으로 설치된 채 피스톤로드의 선단을 상기 브라켓에 결합핀으로 결착시킨 공압실린더로 구성되어 상기 공압실린더의 피스톤로드가 상향으로 출현할 때에는 타격해머를 강제로 들어올리고 피스톤로드가 몰입작동할 때에는 타격해머가 자연낙하되는 상태가 되게 하는 작동을 반복적으로 수행할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 시트파일 오거 항타기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 오거 드라이버 유닛과 회전장치를 지지하는 유압실린더의 피스톤로드 선단에 부착된 채 상기 회전장치의 상면 양측에 고정 설치된 브라켓의 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 연결부재에는 타격해머의 타격작동시 회전장치가 일정거리만큼 하강이동을 허용하는 안전장공이 형성된 것을 특징으로 하는 시트파일 오거 항타기.