KR20100046731A - 현장타설말뚝 천공시 수직도 문제해결을 위한 측면비트장치를 구비한 Ｌｏｎｇ Ｂｉｔ―Ｂｏｄｙ - Google Patents

Abstract

본 발명은 현장타설말뚝(RCD) 공사에서 사용되는 천공기기인 Long Bit-Body에 관한 것으로 더욱 상세하게는,

현장타설말뚝(RCD) 천공시 수직도 문제해결을 위한 장치에 관한 것으로, 선단에 장착된 하부비트(110)의 회전력과 자중에 의해 지반을 천공하는 롱비트바디(100);와 상기 롱비트바디(100)의 내부에 고정설치되는 실린더(230);와 일단이 상기 실린더(230)와 연결되어 길이 조절이 가능한 측면비트 고정대(220);와 상기 롱비트바디(100)의 하부 둘레를 따라 구비된 측면비트 홈(120)에 위치하되, 상기 측면비트 고정대(220)의 타단과 자가회전가능하게 연결되어 회전 및 유압에 의해 측면을 굴착하는 측면비트(210); 및 일단은 상기 실린더(230)와 연결되고 타단은 외부장치로 연결되어 실린더(230)에 압력을 가할 수 있게 하는 연결호스(240);로 구성된 것을 특징으로 하는 측면비트를 구비한 롱비트바디(Long Bit-Body)를 제공한다.

롱비트바디(Long Bit-Body), 현장타설말뚝(RCD), 천공, 수직도

Description

현장타설말뚝 천공시 수직도 문제해결을 위한 측면비트장치를 구비한 Ｌｏｎｇ Ｂｉｔ―Ｂｏｄｙ{Side bit device of Long Bit-Body for the vertical boring}

본 발명은 현장타설말뚝(RCD) 공사에서 사용되는 천공기기인 Long Bit-Body에 관한 것이다. 일반적으로 현장타설말뚝을 설치하기 위해서는 지반을 천공하고, 그 내부에 철근을 배근한 후에 콘크리트를 타설하게 된다. 그러므로 지반을 천공하는 과정은 매우 중요하고, 지반의 천공은 수직도를 유지하면서 행해져야만 한다.

종래의 현장타설말뚝(RCD) 공법은 Long Bit-Body의 선단에 Bit를 설치하여 Long Bit-Body의 자중과 Bit의 회전력으로 암반층을 천공하여 원하는 심도까지 굴착하는 공법이다(도 1의 (a)참조). RCD 공법은 현장타설 말뚝으로 하중이 기초 선단부까지 전달하는 것이 중요하며 그러기 위해서는 천공 수직도가 매우 중요하다. 일반적으로 적용되는 수직도는 약 1/300 정도로 10m 굴착시 3.3cm의 정도를 요구한다.

그러나 천공 수직도는 암반층의 상태(절리 간격 및 각도, 암반 강도 등)에 따라 많은 영향을 받아 암반이 강하며 절리각이 크고 발달하면 수직오차가 허용기준치 이상으로 크게 발생하는 경우가 많이 발생한다(도 1의 (b)참조). 수직오차가 허용기준(1/300) 이상으로 발생하면 대부분 수직오차가 발생한 구간까지 콘크리트를 타설하고 7일 이상의 충분한 양생기간이 지난 후 재천공을 하고 있는 것이 현실이다(도 1의 (c)참조). 이 경우 콘크리트 되메움과 재천공에 따른 공사비 및 공기가 증가하게 되므로 공사에 많은 영향을 주고 있는 실정이다. 여러 현장을 보더라도 수직오차에 의한 재천공율은 약 10%~50%정도로 매우 높은 것으로 파악된다.

일반적으로 RCD 말뚝은 구조물의 하중을 단단한 지반에 전달하여 지지력을 확보하는 구조물로 수직오차가 발생할 경우 기둥에 편심이 발생하여 지지력이 저하되는 문제가 발생한다. 따라서 수직도 확보는 RCD공사에서 반드시 확보하여야하는 품질 조건이다. 이에 대해 기존의 방법은 암반의 강도와 절리에 따라 많은 수직오차를 발생할 경우 이에 대한 보정방법이 없어 매번 콘크리트 타설 후 재천공하는 과정을 거쳐왔다.

그러나 RCD 말뚝과 같은 대구경 말뚝은 공내에 삽입되는 철골기둥의 수직도를 확보하면서 하중을 받는 구근에서만 수직도 및 천공직경을 확보한다면 구조적으로 문제가 없게 된다. 따라서 수직오차가 허용 기준치 이상으로 발생할 경우 RCD 천공장비인 Long bit-body에 측면비트(Side Bit)를 설치하여 수직도가 불량한 구간에서 실린더에 의한 가압으로 확공을 하여 수직도 문제 및 구근 형성을 확보하면 종래 기술의 문제점인 콘크리트 타설 및 재천공에 따른 공사비 절감과 양생기간 단축에 따른 공기 단축으로 문제점을 해결할 수 있을 것이다.

본 발명은 현장타설말뚝(RCD) 천공시 수직도 문제해결을 위한 장치에 관한 것으로, 선단에 장착된 하부비트(110)의 회전력과 자중에 의해 지반을 천공하는 롱비트바디(100);와 상기 롱비트바디(100)의 내부에 고정설치되는 실린더(230);와 일단이 상기 실린더(230)와 연결되어 길이 조절이 가능한 측면비트 고정대(220);와 상기 롱비트바디(100)의 하부 둘레를 따라 구비된 측면비트 홈(120)에 위치하되, 상기 측면비트 고정대(220)의 타단과 자가회전가능하게 연결되어 회전 및 유압에 의해 측면을 굴착하는 측면비트(210); 및 일단은 상기 실린더(230)와 연결되고 타단은 외부장치로 연결되어 실린더(230)에 압력을 가할 수 있게 하는 연결호스(240);로 구성된 것을 특징으로 하는 측면비트를 구비한 롱비트바디(Long Bit-Body)를 제공한다.

수직오차가 발생한 RCD는 지지력 부족 및 철골이 굴착면에 간섭되어 시공이 불가능하여 재 천공이 불가피하다. 이 경우 기존의 방법은 콘크리트 되메움 및 양생 후 재 천공을 하게 되므로 공사비 및 공기 지연 문제가 발생하게 되는데, 본 발명은 종래기술의 이러한 문제를 해결할 수 있을 것이다.

그러므로, 종래 기술에 비해 콘크리트 되메움 및 재 천공과정을 행하기 않아도 되므로 공사기간을 현저히 단축할 수 있을 뿐 아니라, 이에 부대하여 들어가는 비용도 감축시키는 효과를 볼 수 있다.

본 발명은 현장타설말뚝(RCD) 천공시 수직도 문제해결을 위한 장치에 관한 것으로, 선단에 장착된 하부비트(110)의 회전력과 자중에 의해 지반을 천공하는 롱비트바디(100); 및 상기 롱비트바디(100)의 하부 둘레를 따라 장착되는 측면굴착장치(200); 로 구성된 것을 특징으로 하는 측면비트를 구비한 롱비트바디(Long Bit-Body)를 제공한다.

또한, 본 발명에서 상기 측면굴착장치(200)는, 상기 롱비트바디(100)의 하부 둘레를 따라 구비된 측면비트 홈(120)에 자가회전가능하게 장착되어 회전에 의해 측면을 굴착하는 측면비트(210);인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 측면굴착장치(200)는, 상기 롱비트바디(100)의 내부에 고정설치되는 실린더(230);와 일단이 상기 실린더(230)와 연결되어 길이 조절이 가능한 측면비트 고정대(220);와 상기 롱비트바디(100)의 하부 둘레를 따라 구비된 측면비트 홈(120)에 위치하되, 상기 측면비트 고정대(220)의 타단과 자가회전가능하게 연결되어 회전 및 유압에 의해 측면을 굴착하는 측면비트(210); 및 일단은 상기 실린더(230)와 연결되고 타단은 외부장치로 연결되어 실린더(230)에 압력을 가할 수 있게 하는 연결호스(240);로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 현장타설말뚝(RCD) 천공시 수직도 문제해결을 위해 롱비트바디에 장착되는 측면굴착장치로서, 롱비트바디(100)의 내부에 고정설치되는 실린더(230);와 일단이 상기 실린더(230)와 연결되어 길이 조절이 가능한 측면비트 고정대(210);와 상기 롱비트바디(100)의 하부 둘레를 따라 구비된 측면비트 홈(120)에 위치하되, 상기 측면비트 고정대(220)의 타단과 자가회전가능하게 연결되어 회전 및 유압에 의해 측면을 굴착하는 측면비트(210); 및 일단은 상기 실린더(230)와 연결되고 타단은 외부장치로 연결되어 실린더(230)에 압력을 가할 수 있게 하는 연결호스(240);로 구성된 것을 특징으로 하는 측면굴착장치도 제공한다.

또한 본 발명은 현장타설말뚝(RCD) 천공시 수직도 문제를 해결하여 말뚝을 타설하는 방법에 관한 것으로,

(1) 현장타설말뚝의 천공기기를 사용하여 지반을 굴착하는 단계;

(2) 상기 굴착된 구멍이 허용 수직오차를 초과하는 경우에는 기존에 굴착을 목표로 하던 천공의 내부 벽을 굴착하는 천공의 확공 단계; 및

(3) 상기 확공된 천공에 조립된 철근을 집어 넣고 콘크리트를 타설하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 현장타설말뚝의 수직도 문제를 고려한 말뚝타설공법도 제공한다.

이하, 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.

도1(a)는 종래의 RCD공법에 사용되는 Long Bit-body의 사시도이고, 도1(b)는 종래의 RCD공법에 사용되는 Long Bit-body로 천공하여 수직오차가 허용기준치 이상으로 크게 발생하는 경우를 나타내는 개념도이며, 도1(c)는 수직오차가 허용기준치 이상으로 발생한 경우 콘크리트 되메움을 하는 모습을 보여주는 개념도이다.

도1에서 보듯이 종래의 롱비트바디는 측면굴착장치를 구비하지 않고 있어서 지반을 천공하는 과정에서 암반층이나 절리각이 큰 지반에서 천공을 하는 경우에는 수직도를 유지할 수 없는 문제점이 있었고, 이러한 수직도 문제의 해결을 위해서는 수직오차가 허용기준치 이상으로 나면서 천공된 부분을 되메움 한 후에 재 천공하는 과정을 거쳐야만 했다.

도2는 본 발명에 따른 측면비트를 구비한 롱비트바디(Long Bit-Body)를 나타 내는 것으로, (a)는 사시도, (b)는 단면도를 나타내는 것이고, 도3은 본 발명에 따른 측면비트를 구비한 롱비트바디(Long Bit-Body)를 사용하여 지반을 천공하는 모습을 나타낸 개념도이다.

도2에서 보듯이 본 발명은 종래의 RCD공법에서의 천공의 수직도 문제를 해결하기 위해 롱비트바디(100)에 측면굴착장치(200)를 추가한 구성이다.

롱비트바디(100)는 기존에 사용되던 것과 동일한 것을 사용하는 것이 일반적이나, 지반을 천공하는 장치나 기계라면 제한이 있는 것은 아니다. 즉, 천공의 수직도가 문제되는 기기라면 어떤 기기라도 가능하다. 상기의 롱비트바디(100)에는 선단에 지반을 천공하는 장치로 회전가능한 하부비트(110)가 장착되어 있으며, 하부비트(110)의 회전과 롱비트바디(100) 자체의 자중에 의해 지반을 천공하게 된다. 물론, 하부비트(110)의 자체회전 뿐 아니라 롱비트바디(100)도 전체적으로 회전하면서 천공을 진행하게 된다. 또한, 롱비트바디(100)는 하부의 외주면 둘레에 이하 설명할 측면굴착수단(200) 중 측면비트(side bit, 210)가 장착될 수 있도록 측면비트 홈(120)을 구비하게 된다. 측면비트 홈(120)은 가능한한 롱비트바디(100)의 선단부에 가까운 부분의 외주면 둘레에 구비하게 되며, 이는 장착되는 측면비트(210)의 수에 따라 다수개를 구비하게 된다. 또한, 롱비트바디(100)의 외주면에는 비트바디보강철판(130)을 구비할 수 있으며, 내부에는 선단에서 굴착된 흙, 먼지, 자갈 등이 액체(물, 특수액 등)와 혼합된 것을 외부로 배출시키기 위해 슬라임 배출관(140)을 구비하는 것이 일반적이다.

상기 롱비트바디(100)의 하부 외주면 둘레에 설치되는 측면굴착장치(200)는 현장타설말뚝(RCD) 천공시에 굴착된 구멍의 수직오차가 허용 기준치 이상으로 발생한 경우 측면굴착장치(200)를 사용하여 수직도가 어긋난 부분의 측면을 굴착하는 확공을 함으로써 수직도 문제 및 구근 형성을 확보하게 되면 기존에 행하던 콘크리트 되메움을 하지 않을 수 있다(도 3참조).

측면굴착장치(200)는 단순하게 상기의 측면비트 홈(120)에 자가회전가능하게 고정 설치되는 측면비트(210)로만 구성되는 것이 가능하다. 하지만 그 효용성을 높이기 위해 측면비트(210)의 위치를 조절 가능하게 하는 것이 좋다.

일반적으로 측면굴착장치(200)는 롱비트바디(100)의 내부에 장착되는 실린더(230), 실린더(230)와 연결되어 길이 조절이 가능한 측면비트 고정대(220), 상기 측면비트 고정대(220)에 자가회전 가능하게 고정되면서 측면비트 홈(120)에 위치하는 측면비트(side bit, 210) 및 상기 실린더(230)와 연결되어 공압 또는 유압을 불어 넣어 상기 측면비트 고정대(220)의 길이조절이 가능하게 하는 연결호스(240)로 구성된다.

실린더(230)는 일반적으로 사용되는 것을 의미하며 공기 또는 유체 등에 의해 그 길이 조절을 가능하게 하는 구조이면 어떤 것이든 가능하다. 실린더(230)는 롱비트바디(100)의 내부에 고정설치되는 것으로 실린더(230)의 압력에 의해 실린더(230)와 연결된 측면비트 고정대(220)의 길이 조절을 가능하게 한다.

측면비트 고정대(220)는 상기 실린더(230)와 일단이 연결되고 타단은 이하 설명할 측면비트(210)와 자가회전가능하게 연결된 것으로, 실린더(230)의 도움으로 길이 조절이 가능하여 이에 연결된 측면비트(210)를 상기 측면비트 홈(120)의 외부 로 밀어내면서 압력을 가하거나, 다시 당겨서 넣어주는 역할을 하게 된다. 현장타설말뚝 천공시에는 우선 상기 하부비트(110)만을 사용하여 수직방향으로만 천공이 진행되기 때문에 측면비트(210)는 항상 사용되는 것이 아니다. 즉, 수직도가 어긋나서 바로 잡아야 하는 경우에 비로서 측면비트(210)가 사용되게 된다. 즉, 도3에서 보는바와 같이 허용 수직도를 초과하여 천공이 된 경우에는 상기 설명한 측면비트(210)를 측벽으로 밀어주면서 확공이 되어야 할 부분을 굴착(천공)하여 기존에 목표로 하던 수직도를 확보할 수 있게 된다. 물론, 이렇게 하는 경우에는 구멍은 커지게 되나 말뚝이 목표로 하는 지지력을 얻을 수 있으므로 문제가 되지 않는다.

상기 측면비트 고정대(220)의 타단에는 자가회전가능하게 측면비트(210)가 설치되게 된다. 측면비트(210)는 평상시에는 측면비트 홈(120)에 들어가서 고정되어 있다가 확공을 하는 경우에 비로서 천공된 구멍의 측벽을 굴착하게 된다. 측면비트(210)는 일반적으로 사용되는 굴착장치와 같이 매우 단단한 재질로 이루어져야 한다. 측면비트(210)로 천공의 내부 벽면을 굴착하는 경우에는 상기 설명한 실린더(230)가 상기 측면비트(210)와 연결된 측면비트 고정대(220)를 밀어주면서 측면비트(210)가 천공의 내부 벽면에 압력을 가하면서 그 자체적으로 회전하면서 굴착하게 된다. 이 경우 롱비트바디(100) 자체도 전체적으로 회전시키는 것이 가능하다. 롱비트바디(100)를 전체적으로 회전시키게 되면 굴착을 더욱 빨리 할 수 있을 것이다.

또한, 상기 실린더(230)는 외부에서 공기 또는 유체압을 넣어 줄 수 있도록 외부와 연결호스(240)에 의해 연결되게 된다. 즉, 연결호스(240)의 일단은 실린 더(230)와 연결되고 타단은 외부의 기기와 연결되게 된다.

추가로, 본 발명은 현장타설말뚝(RCD) 천공시 수직도 문제를 해결하여 말뚝을 타설하는 방법에 관한 것으로,

(1) 현장타설말뚝의 천공기기를 사용하여 지반을 굴착하는 단계;

(2) 상기 굴착된 구멍이 허용 수직오차를 초과하는 경우에는 기존에 굴착을 목표로 하던 천공의 내부 벽을 굴착하는 천공의 확공 단계; 및

(3) 상기 확공된 천공에 조립된 철근을 집어 넣고 콘크리트를 타설하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 현장타설말뚝의 수직도 문제를 고려한 말뚝타설공법을 제공한다.

즉, 본 발명에서는 기존에 사용하지 않던 확공 방법을 사용하여 현장타설말뚝을 설치하게 된다.(도3참조) 지반을 굴착하는 방법에는 제한이 없으며 어떤 기기를 사용하는 것도 가능하다. 또한, 천공을 확공하는 단계에서 사용하는 기기에도 제한이 없으며 롱비트바디가 아닌 다른 기기를 사용하여 확공하는 것도 가능하다.

본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 첨부된 도면과 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다. 따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.

도 1의 (a)는 종래의 RCD공법에 사용되는 Long Bit-body의 사시도이다.

도 1의 (b)는 종래의 RCD공법에 사용되는 Long Bit-body로 천공하여 수직오차가 허용기준치 이상으로 크게 발생하는 경우를 나타내는 개념도이다.

도 1의 (c)는 수직오차가 허용기준치 이상으로 발생한 경우 콘크리트 되메움을 하는 모습을 보여주는 개념도이다.

도 2는 본 발명에 따른 측면비트를 구비한 롱비트바디(Long Bit-Body)를 나타내는 것으로, (a)는 사시도, (b)는 측면비트 부분의 단면도를 나타내는 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 측면비트를 구비한 롱비트바디(Long Bit-Body)를 사용하여 지반을 천공하는 모습을 나타낸 개념도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 롱비트바디(Long Bit-Body)

110: 하부비트

120: 측면비트 홈

130: 비트바디 보강철판

140: 슬라임 배출관

200: 측면굴착장치

210: 측면비트

220: 측면비트 고정대

230: 실린더

240: 연결호스

Claims (5)

1. 현장타설말뚝(RCD) 천공시 수직도 문제해결을 위한 장치에 관한 것으로,

   선단에 장착된 하부비트(110)의 회전력과 자중에 의해 지반을 천공하는 롱비트바디(100); 및

   상기 롱비트바디(100)의 하부 둘레를 따라 장착되는 측면굴착장치(200); 로 구성된 것을 특징으로 하는 측면비트를 구비한 롱비트바디(Long Bit-Body).
2. 제1항에서, 상기 측면굴착장치(200)는,

   상기 롱비트바디(100)의 하부 둘레를 따라 구비된 측면비트 홈(120)에 자가회전가능하게 장착되어 회전에 의해 측면을 굴착하는 측면비트(210);인 것을 특징으로 하는 측면비트를 구비한 롱비트바디(Long Bit-Body).
3. 제1항에서, 상기 측면굴착장치(200)는,

   상기 롱비트바디(100)의 내부에 고정설치되는 실린더(230);

   일단이 상기 실린더(230)와 연결되어 길이 조절이 가능한 측면비트 고정대(220);

   상기 롱비트바디(100)의 하부 둘레를 따라 구비된 측면비트 홈(120)에 위치 하되, 상기 측면비트 고정대(220)의 타단과 자가회전가능하게 연결되어 회전 및 유압에 의해 측면을 굴착하는 측면비트(210); 및

   일단은 상기 실린더(230)와 연결되고 타단은 외부장치로 연결되어 실린더(230)에 압력을 가할 수 있게 하는 연결호스(240);로 구성된 것을 특징으로 하는 측면비트를 구비한 롱비트바디(Long Bit-Body).
4. 현장타설말뚝(RCD) 천공시 수직도 문제해결을 위해 롱비트바디에 장착되는 측면굴착장치로서,

   롱비트바디(100)의 내부에 고정설치되는 실린더(230);

   일단이 상기 실린더(230)와 연결되어 길이 조절이 가능한 측면비트 고정대(210);

   상기 롱비트바디(100)의 하부 둘레를 따라 구비된 측면비트 홈(120)에 위치하되, 상기 측면비트 고정대(220)의 타단과 자가회전가능하게 연결되어 회전 및 유압에 의해 측면을 굴착하는 측면비트(210); 및

   일단은 상기 실린더(230)와 연결되고 타단은 외부장치로 연결되어 실린더(230)에 압력을 가할 수 있게 하는 연결호스(240);로 구성된 것을 특징으로 하는 측면굴착장치.
5. 현장타설말뚝(RCD) 천공시 수직도 문제를 해결하여 말뚝을 타설하는 방법에 관한 것으로,

   (1) 현장타설말뚝의 천공기기를 사용하여 지반을 굴착하는 단계;

   (2) 상기 굴착된 구멍이 허용 수직오차를 초과하는 경우에는 기존에 굴착을 목표로 하던 천공의 내부 벽을 굴착하는 천공의 확공 단계; 및

   (3) 상기 확공된 천공에 조립된 철근을 집어 넣고 콘크리트를 타설하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 현장타설말뚝의 수직도 문제를 고려한 말뚝타설공법.

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