KR200395566Y1 - 지반보강재 분산 포설용 회전체를 갖는 지반보강재포설장치 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따른 지반보강재 분산 포설용 회전체를 갖는 지반보강재 포설장치는, 연약지반에의 장비진입을 위한 전초작업으로서 연약지반을 보강하기 위하여 토사, 토석, 모래, 쇄석 등의 지반보강재를 효율적으로 이동하여 포설하기 위한 장치로서, 연약지반 위에 지반보강재의 포설을 위해 미리 포설된 토목섬유 위에 접지압이 최소화될 수 있는 광폭의 무한궤도를 가지며, 엔진부 및 운전석이 마련되어 있는 주몸체부; 주몸체부로부터 일정 거리 떨어진 전방에 지반보강재를 밀고가는 배토판; 배토판을 주몸체부에 기계적으로 연결 및 고정하며, 주몸체부에 힌지식 상,하 회동이 가능하게 설치되는 배토판 고정축; 주몸체부의 일측에 설치되며, 상기 배토판 고정축을 상,하 방향으로 상승 및 하강시키기 위한 고정축 승강장치; 및 배토판의 전방에 상하로 힌지식 거동이 가능하게 상기 배토판 고정축에 설치되며, 배토판에 의해 밀려 적체된 지반보강재를 회전에 의해 배토판의 전방으로 균질하게 분산 포설하는 회전체를 포함하여 구성된다.

이와 같은 본 고안에 의하면, 지반보강재 포설장치의 전진이 더 이상 어려운 지점에서 지반보강재 포설장치를 정지시킨 상태에서, 회전체에 의해 지반보강재를 균질하게 분산 포설함으로써 연약층의 변형을 최소화하고 지반보강재의 포설을 위해 미리 포설한 토목섬유(매트)의 밀림현상을 방지할 수 있다.

Description

지반보강재 분산 포설용 회전체를 갖는 지반보강재 포설장치{Apparatus for spreading ground reinforcing materials having a rotating device for spreading the same materials}

본 고안은 지반보강재 분산 포설용 회전체를 갖는 지반보강재 포설장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 연약지반 처리시 지반이 연약하여 지반처리에 필요한 장비진입이 불가능할 경우 장비진입을 위한 주행성(trafficability) 확보를 위한 것으로, 습지 도저(dozer)와 같이 연약지반 주행이 용이하도록 접지압이 적으며 무한궤도를 갖는 장비 앞에 복토재를 운반하여 회전체에 의해 균질하게 분산 포설하여 지반을 보강하는 지반보강재 분산 포설용 회전체를 갖는 지반보강재 포설장치에 관한 것이다.

일반적으로, 연약지반을 탈수공법에 의해 개량하는 경우 약 50∼150 톤급 정도의 대형 장비를 이용하여 드레인을 박아 지반을 개량하게 되는데, 대상 지반이 해성점토나 해성점토로 매립된 지역과 같이 초연약지반인 경우 장비 진입이 불가능하여 장비 진입을 위한 사전 조치를 필요로 하게 된다.

장비 진입을 위한 사전 조치 방법으로는 현재 주로 습지 도저를 이용한 토사 복토 방법, 표층 고화 처리방법 및 최근에 본 출원인과 동일 출원인에 의하여 선출원된 특허출원(출원번호:10-2002-0054534/실용이중출원:20-2002-0027074)에 개시되어 있는 주행식 벨트 컨베이어에 의한 포설공법이 있다.

종래의 습지 도저를 이용한 토사 복토 방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 연약 토층 상단에 토목 섬유(101)를 깐 후, 그 위에 소형 습지 도저(102)를 이용하여 1회에 약 50cm 정도로 수차례 반복하여 소정의 두께만큼 토사를 포설하는 방법이다. 그러나, 이 방법은 연약토층 위에서 소형 도저(102)로 복토재를 운반 포설하는 방법으로, 도저 본체와 복토용 토사 간의 거리가 가까워 지중응력이 중복되어 응력이 증가할 뿐만 아니라, 연약토층 상단까지 장비가 직접 진입하여 복토재를 밀어 포설함에 따라 도 2에 도시된 바와 같이, 장비 및 운반 토사의 하중으로 인한 연약토층 함몰과 포설되는 복토재 전방의 연약토층이 융기와 복토재를 밀면서 포설함에 따른 수평력에 의한 연약토층의 밀리는 현상으로 더 이상 복토시공이 곤란해지는 경우가 많다.

표층 고화 처리방법은 연약토층 상층부의 일정 부분에만 시멘트 등을 주입, 믹싱하여 강도를 증가시키는 방법으로, 우선 공사비가 고가이고, 고화된 지층과 연약토층 간의 토질 특성이 달라 불규칙한 하중 전달로 후속 공정인 하부 연약토층 개량시 악영향을 미치는 경우가 많다.

주행식 벨트 컨베이어에 의한 포설공법은 전방에 복토재를 포설한 후 주행하는 방법으로, 연약토층 위를 포설하는 공법으로서 우수한 공법이라 할 수 있으나, 복토재 재질이 토사나 토석인 경우는 효율이 급격히 떨어져 시공이 곤란하며, 따라서 복토재로서 모래나 일정한 규격의 쇄석골재만 사용이 가능한 단점이 있다.

이에 대한 대안으로 본 출원인과 동일 출원인에 의해 "연약지반에의 장비진입을 위한 지반보강재 포설장치 및 그를 이용한 지반보강재 포설방법"(출원번호:10-2004-0026070)이 선출원된 바 있다. 그러나, 이 방법은 포설장비의 본체와 복토재의 하중을 비교적 멀리 이격시키고, 복토되는 지점으로부터 일정 거리 떨어져서 복토할 수 있으며, 필요시 스크류에 의해 배토판 앞에 밀려 적체되는 연약점토 및 지반보강재를 측방으로 이송할 수 있어 연약층의 변형 및 밀림현상을 최소화할 수 있는 장점이 있기는 하나, 복토재를 배토판에 의해 밀어서 포설하는 방식이므로 연약지반 위에 지반보강재의 포설을 위해 미리 포설한 토목섬유(매트)가 밀리는 현상이 발생될 수 있고, 직접 하중으로부터 2∼3m 정도만 이격 포설이 가능하여 양호한 연약지반에서만 작업이 가능한 단점이 있다.

본 고안은 이상과 같은 종래 연약지반에의 장비진입을 위한 복토 방법들에서의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 포설장비의 본체와 지반보강재의 하중을 비교적 멀리 이격시키고, 복토되는 지점으로부터 일정 거리 떨어져서 복토할 수 있으며, 회전체에 의해 지반보강재를 균질하게 분산 포설함으로써 연약층의 변형을 최소화하고 지반보강재의 포설을 위해 미리 포설한 토목섬유(매트)의 밀림현상을 방지할 수 있는 지반보강재 분산 포설용 회전체를 갖는 지반보강재 포설장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 지반보강재 분산 포설용 회전체를 갖는 지반보강재 포설장치는, 연약지반에의 장비진입을 위한 전초작업으로서 연약지반을 보강하기 위하여 토사, 토석, 모래, 쇄석 등의 지반보강재를 효율적으로 이동하여 포설하기 위한 장치로서,

상기 연약지반 위에 지반보강재의 포설을 위해 미리 포설된 토목섬유 위에 접지압이 최소화될 수 있는 광폭의 무한궤도를 가지며, 엔진부 및 운전석이 마련되어 있는 주몸체부;

상기 주몸체부로부터 일정 거리 떨어진 전방에 지반보강재를 밀고가는 배토판;

상기 배토판을 주몸체부에 기계적으로 연결 및 고정하며, 주몸체부에 힌지식 상,하 회동이 가능하게 설치되는 배토판 고정축;

상기 주몸체부의 일측에 설치되며, 상기 배토판 고정축을 상,하 방향으로 상승 및 하강시키기 위한 고정축 승강장치; 및

상기 배토판의 전방에 상하로 힌지식 거동이 가능하게 상기 배토판 고정축에 설치되며, 배토판에 의해 밀려 적체된 지반보강재를 회전에 의해 배토판의 전방으로 균질하게 분산 포설하는 회전체를 포함하여 구성된 점에 그 특징이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 지반보강재 분산 포설용 회전체를 갖는 지반보강재 포설장치의 구성을 보여주는 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 고안에 따른 지반보강재 분산 포설용 회전체를 갖는 지반보강재 포설장치(300)는, 연약지반에의 장비진입을 위한 전초작업으로서 연약지반의 지반을 보강하기 위하여 토사, 토석, 모래, 쇄석 등의 지반보강재를 효율적으로 이동하여 포설하기 위한 장치로서, 주몸체부(310), 배토판(320), 배토판 고정축(330), 고정축 승강장치(340) 및 회전체(350)를 포함하여 구성된다.

상기 주몸체부(310)는 상기 연약지반 위에 지반보강재의 포설을 위해 미리 포설된 토목섬유(410)(도 4a 참조) 위에 접지압이 최소화될 수 있는 광폭의 무한궤도(311)를 가지며, 엔진부(312) 및 운전석(313)이 또한 마련된다.

상기 배토판(320)은 상기 주몸체부(310)로부터 일정 거리 떨어진 전방에 지반보강재를 밀고 간다. 이와 같은 배토판(320)은 불도저의 귀삽날의 구조와 거의 동일한 구조를 갖는다.

상기 배토판 고정축(330)은 상기 배토판(320)을 주몸체부(310)에 기계적으로 연결 및 고정한다. 이 배토판 고정축(330)은 주몸체부(310)에 힌지식 상,하 회동이 가능하게 설치된다.

상기 고정축 승강장치(340)는 상기 주몸체부(310)의 일측에 설치되며, 상기 배토판 고정축(330)을 상,하 방향으로 상승 및 하강시킨다. 이 고정축 승강장치(340)는 유압실린더 시스템으로 구성될 수 있다.

상기 회전체(350)는 상기 배토판(320)의 전방에 상하로 힌지식 거동이 가능하게 상기 배토판 고정축(330)에 설치되며, 배토판(320)에 의해 밀려 적체된 지반보강재를 회전에 의해 배토판(320)의 전방으로 균질하게 분산 포설한다. 여기서, 이러한 회전체(350)는 도 3a에 도시된 바와 같이, 회전력을 제공하는 회전축(350s)과, 그 회전축(350s)에 상호 소정 간격 이격되어 방사상으로 설치된 지반보강재 분산 포설용의 다수의 회전날개(350w)로 구성된다.

또한, 이 회전체는 와이어 로프(360)에 의해 상기 주몸체부(310)에 연결되어 와이어 로프(360)를 감았다 풀었다 함에 따라 상하로 회동가능하게 설치된다. 또한, 이 회전체(350)의 일측에는 회전체(350)의 회전구동력을 제공하는 모터(미도시)가 설치되고, 이 모터를 작동시키기 위한 동력원은 유압시스템으로부터 공급받도록 구성되는 한편, 모터의 온/오프 작동은 운전석(313)의 운전자에 의해 제어되도록 구성된다.

그러면, 이상과 같은 구성을 갖는 본 고안에 따른 지반보강재 분산 포설용 회전체를 갖는 지반보강재 포설장치를 이용하여 연약지반 위에 지반보강재를 포설하는 방법에 대해 도 3 및 도 4a 내지 도 4c를 참조하면서 간략히 설명해 보기로 한다.

도 4a 내지 도 4c는 본 고안에 따른 지반보강재 분산 포설용 회전체를 갖는 지반보강재 포설장치를 이용하여 연약지반 위에 지반보강재를 포설하는 작업 과정을 보여주는 도면이다.

먼저, 지반보강 시공 대상지역의 연약토층 위에 지반보강재를 포설하기 위한 사전작업으로서 토목섬유(410)를 포설한다.

그리고, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 포설된 토목섬유(410) 위의 일측 지점에서부터 상기 본 고안의 지반보강재 포설장치(300)를 이용하여 지반보강재(420)를 포설하여 대상지역의 전체로 복토층을 형성해 나간다.

상기 복토층을 형성해 나가는 과정에서 지반이 상대적으로 더욱 연약하여 지반보강재 포설장치(300)의 전진이 더 이상 어려운 지점에 다달으면, 도 4b에서와 같이, 그 지점에서 지반보강재 포설장치(300)를 정지시킨다. 이때까지 회전체(350)는 들어올려져 있는 상태이다.

그런 후, 도 4c에서와 같이, 그 정지 지점에서 상기 들어올려져 있던 회전체(350)를 배토판(320) 앞으로 하강시켜 회전체(350)를 회전시킴으로써 지반보강재(420)를 전방으로 균질하게 분산 포설한다. 여기서, 이와 같은 회전체(350)를 이용하여 지반보강재(420)를 전방으로 분산 포설하는 것에 대해 도 5를 참조하여 설명을 부연해 보기로 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 작업자(운전자)는 지반보강재 포설장치(300)를 정지시킨 상태에서, 그동안에 줄곧 들어올려져 있던 회전체(350)를 배토판(320) 앞으로 내려, 회전체(350)를 작동시킨다. 이에 따라 회전체(350)의 회전날개(350w)가 회전하게 되고, 그 결과 배토판(320) 앞에 적체되어 있던 지반보강재(420)는 회전날개(350w)의 회전운동에 의해 전방으로 흩뿌려져 포설되는 것이다. 이때, 작업자(운전자)에 의해 회전체(350)의 회전속도를 조절할 수도 있으며, 이에 의해 지반보강재(420)의 분산거리를 조절할 수 있다.

이상에 의해 회전체를 이용한 지반보강재의 전방으로의 분산 포설이 일단락되면, 상기 도 4a 내지 도 4c 까지의 과정을 수 차례 반복 실행하여 지반보강재 포설작업을 완료한다.

한편, 이상과 같은 일련의 작업 과정에서, 상기 회전체(350)를 처음부터 배토판(320) 앞으로 내려 작업을 수행할 수도 있다. 즉, 연약토층이 전체적으로 매우 연약하여 작업의 초기단계부터 연약토층이 밀려 지반보강재 포설장치(300)의 전진이 어려울 것으로 예상되는 경우, 회전체(350)를 처음부터 배토판(320) 앞으로 내려 그 회전체(350)에 의해 지반보강재를 전방으로 분산 포설하는 작업을 시작하는 것이다. 또한, 이와 같이, 연약토층이 매우 연약하지 않을 경우라도, 회전체(350)를 처음부터 배토판(320) 앞으로 내려 작업을 할 수도 있다. 이와 같이, 회전체(350)의 사용여부는 작업 현장의 상황 및 운전자의 판단에 따라 적절히 선택하면 될 것이다.

이상의 설명에서와 같이, 본 고안에 따른 지반보강재 분산 포설용 회전체를 갖는 지반보강재 포설장치는 필요에 따라 배토판 앞으로 회전체를 내려 그 회전체의 회전운동에 의해 지반보강재를 분산 포설할 수 있도록 구성되어 있어, 다음과 같은 장점 및 효과를 갖는다.

첫째, 지반보강재(복토재)와 포설장치 본체와의 거리가 일정 거리만큼 이격되어 있어 하중이 분산되어 연약토층의 융기 및 함몰을 최소화하면서 지반보강재(복토재)의 포설이 가능하다.

둘째, 지반이 상대적으로 더욱 연약하여 지반보강재 포설장치의 전진이 더 이상 어려운 지점에서 지반보강재 포설장치를 정지시킨 상태에서, 회전체에 의해 지반보강재를 균질하게 분산 포설함으로써 연약층의 변형을 최소화하고 지반보강재의 포설을 위해 미리 포설한 토목섬유(매트)의 밀림현상을 방지할 수 있다.

도 1은 종래 습지 도저를 이용한 토사 복토 시공 과정을 보여주는 도면.

도 2는 종래 습지 도저를 이용한 토사 복토 시공 과정에 있어서, 연약토층의 함몰과 복토재 전방의 연약토층의 융기현상을 보여주는 도면.

도 3은 본 고안에 따른 지반보강재 분산 포설용 회전체를 갖는 지반보강재 포설장치의 구성을 보여주는 도면.

도 3a는 본 고안의 지반보강재 포설장치에서의 지반보강재 분산 포설용 회전체의 구조를 보여주는 도면.

도 4a 내지 도 4c는 본 고안에 따른 지반보강재 분산 포설용 회전체를 갖는 지반보강재 포설장치를 이용하여 연약지반 위에 지반보강재를 포설하는 작업 과정을 보여주는 도면.

도 5는 본 고안의 지반보강재 분산 포설용 회전체를 갖는 지반보강재 포설장치를 이용한 지반보강재 포설방법에 있어서, 회전체에 의해 지반보강재를 분산 포설하는 상태를 확대하여 보여주는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

310...주몸체부 311...무한궤도

312...엔진부 313...운전석

320...배토판 330...배토판 고정축

340...고정축 승강장치 350...회전체

350s...회전축 350w...회전날개

360...와이어 로프 410...토목섬유

420...지반보강재(복토재)

Claims (3)

1. 연약지반에의 장비진입을 위한 전초작업으로서 연약지반을 보강하기 위하여 토사, 토석, 모래, 쇄석 등의 지반보강재를 효율적으로 이동하여 포설하기 위한 장치로서,

   상기 연약지반 위에 지반보강재의 포설을 위해 미리 포설된 토목섬유 위에 접지압이 최소화될 수 있는 광폭의 무한궤도를 가지며, 엔진부 및 운전석이 마련되어 있는 주몸체부;

   상기 주몸체부로부터 일정 거리 떨어진 전방에 지반보강재를 밀고가는 배토판;

   상기 배토판을 주몸체부에 기계적으로 연결 및 고정하며, 주몸체부에 힌지식 상,하 회동이 가능하게 설치되는 배토판 고정축;

   상기 주몸체부의 일측에 설치되며, 상기 배토판 고정축을 상,하 방향으로 상승 및 하강시키기 위한 고정축 승강장치; 및

   상기 배토판의 전방에 상하로 힌지식 거동이 가능하게 상기 배토판 고정축에 설치되며, 배토판에 의해 밀려 적체된 지반보강재를 회전에 의해 배토판의 전방으로 균질하게 분산 포설하는 회전체를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지반보강재 분산 포설용 회전체를 갖는 지반보강재 포설장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 회전체는 회전력을 제공하는 회전축(350s)과, 그 회전축(350s)에 상호 소정 간격 이격되어 방사상으로 설치된 지반보강재 분산 포설용의 다수의 회전날개(350w)로 구성된 것을 특징으로 하는 지반보강재 분산 포설용 회전체를 갖는 지반보강재 포설장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 회전체는 와이어 로프(360)에 의해 상기 주몸체부(310)에 연결되어 와이어 로프(360)를 감았다 풀었다 함에 따라 상하로 회동가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 지반보강재 분산 포설용 회전체를 갖는 지반보강재 포설장치.