KR20110031548A

KR20110031548A - 연약지반 개량용 드레인 장비의 보조 압입장치

Info

Publication number: KR20110031548A
Application number: KR1020090088851A
Authority: KR
Inventors: 나승국; 정윤성
Original assignee: 나승국
Priority date: 2009-09-21
Filing date: 2009-09-21
Publication date: 2011-03-29

Abstract

본 발명은 드레인 시공 장비용 보조 압입장치에 있어서, 드레인 장비의 하부에 설치되는 장착 프레임(10)과; 상기 장착 프레임(10) 내의 상면에 전후방으로 각각 설치되는 다수의 상부롤러(20)와; 상기 장착 프레임(10) 내의 하면에 설치되며 상부롤러(20)와 대향되는 위치되어 설치되는 다수의 하부롤러(30)와; 상기 상, 하부롤러(20, 30) 사이에 위치되는 유압장치(40)와; 상기 유압장치(40)에 의해 승강되는 승강체(50)와; 상기 승강체(50)의 양단에 설치되는 이송롤러(55)와; 상기 상, 하부롤러(20, 30)와 이송롤러(55)를 연결하는 와이어(60) 및; 상기 와이어(60)에 의해 당겨져 승강되는 클램핑장치(70)로 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

이에 의해 연약지반을 개량하기 위해 사용되는 드레인 시공 장비를 이용하여 드레인 케이싱을 지반에 압입하는 과정에서 단단한 층이 나오면, 보조 압입장치를 이용하여 압입시킬 수 있으므로 시공이 용이하며, 더욱이 다수 배열된 롤러와 유압장치를 엮도록 와이어가 배선되므로 유압장치의 왕복 이동거리에 비하여 클램핑장비의 이동거리를 더욱 길게 가져갈 수 있어 시공 시간을 단축할 수 있다.

PBD장비, 천공, 지반강화, 드레인 보드, 페이퍼 드레인, 보조 압입장치

Description

연약지반 개량용 드레인 장비의 보조 압입장치{DRIVING MACHINE OF PAPER DRAIN BOARD IN THE UNDERGROUND SUBSOIL}

본 발명은 드레인 장비의 드레인 케이싱의 보조 압입장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 연약지반의 개량시공 중, 지반 내로 드레인 케이싱을 압입하는 과정에서 단단한 층이 나오면, 이 보조 압입장치를 사용하여 와이어에 주는 부하를 줄일 수 있고, 더욱이 다수 배열된 롤러와 유압장치를 엮도록 와이어가 배선되어 보조 압입장치를 이용한 클램핑장치의 1회 승강 이동거리를 더욱 길게 가져갈 수 있는 연약지반 개량용 드레인 장비의 보조 압입장치에 관한 것이다.

일반적으로 해안이나 하천, 호스, 항만 등을 간척이나 준설 또는 매립하여 형성시킨 지반은 그 지표면에 점성토 또는 물과 개펄이 혼합된 습지를 형성하고, 그 지반 내부에는 간극수가 내재되어 지반 전체적인 강도가 매우 약한 연약지반을 형성하게 되고, 이러한 연약지반은 부지활용도를 낮추는 주요인이 되기 때문에 이러한 연약지반을 개량하는 선행 작업을 하게 된다.

이와 같은 연약 지반을 개량하기 위해서는 각종 드레인 보드를 연약 지반 상에 압입하여 사용하는 드레인 시공 장비를 사용하는데, 연약 지반을 개량하는 시공방법에 따라 샌드 드레인(sand drain) 공법, 페이퍼 드레인(paper darin)공법, 상기 페이퍼 드레인 공법을 이용하여 드레인 보드를 케이싱에 의하여 지반에 압입시켜 지중의 간극수를 지표면으로 배출시키는 수직배수공법, 모래다짐말뚝을 지반에 형성시켜 지중 간극수의 배출시키면서도 지반의 지지력을 보강하는 샌드 컴펙션 파일(sand compaction pile)공법, 산토 매립 등에 의한 강제치환 공법, 석회기둥을 이용한 림컬럼(lime column)공법 등 시공 현장 여건에 따라서 다양하게 채택되어 사용되고 있다.

이중에서도 통상적으로 널리 사용하고 있는 페이퍼 드레인 공법은, 드레인 케이싱을 이용하여 페이퍼 드레인 보드를 지반에 압입시켜 매립하게 되는데, 이처럼 드레인 케이싱을 지반 내에 압입시키기 위해 승, 하강용 와이어 드럼을 각각 설치하고, 각 와이어 드럼의 조작에 의해 드레인 케이싱이 승, 하강 되면서 연약 지반 내에 압입된다.

그러나 이처럼 드레인 케이싱을 연약지반 내에 압입하기 위해 승, 하강용 와이어에만 의존하여 작업을 하기 때문에 와이어에 많은 부하가 발생하고, 이에 의해 와이어의 수명이 짧아져 교체주기가 짧아지는 문제가 있다.

또한 연약지반이라 하더라도 때때로 단단한 층이 혼재되어 있을 수 있고, 이 경우에는 와이어에 더욱 큰 부하를 주기 때문에 작업 도중에 단선되는 문제도 발생한다.

따라서 이러한 문제를 해소하기 위해 한국등록특허 제0204638호(연약지반 개량용 크레인의 드레인재 보조압입장치)가 개시되어 있다.

상기 기술은 도 1에서와 같이 상호 역방향으로 회전되는 한 쌍의 압입롤러에 의해 내측에 드레인재가 삽입된 파이프를 연약지반에 압입시키는 압입장치의 상측에는 하측전후방에 가이드레일(110)이 수직 설치된 틀체(120)가 설치되고, 상기 틀체(120)의 내측상부에 수직방향으로 적어도 한 개 이상의 승강 실린더(130)가 하향 설치되며, 상기 승강 실린더(130)의 하부로드에는 상기 가이드레일(110)에 승강 안내되는 승강체(140)가 설치되고, 상기 승강체(140)의 하부양측에는 선단부에 죠가 설치된 클램핑 실린더(160)가 서로 마주보게 각각 설치되어 상기 양측 죠로서 파이프를 클램핑 한 뒤에 상기 승강 실린더(130)를 하강시켜 연약지반의 단단한 층에 파이프를 강제로 압입시킬 수 있도록 한 것으로 구성된다.

그러나 상기 기술은 승강체(140)가 1회 승강 되는 높이가 승강 실린더(130)에 의해 제한되고, 이 길이를 더욱 길게 하기 위해서는 전체적인 길이를 더욱 길게 해야 하는 구조적인 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 본 발명은 드레인 케이싱을 압입하는 과정에서 단단한 층이 나와 승강 와이어에 큰 부하가 걸려 단선이 생기는 문제를 해소하기 위한 보조 압입장치에 있어서, 구조적으로 높이를 높게 하지 않고도 클램핑장치의 압입 및 인발 깊이를 더욱 깊게 하여 시공시간을 단축할 수 있는 개선된 구조의 보조 압입장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적에 따른 본 발명은 드레인 장비의 하부에 설치되는 장착 프레임과; 상기 장착 프레임 내의 상면에 전후방으로 각각 설치되는 다수의 상부롤러와; 상기 장착 프레임 내의 하면에 설치되며 상부롤러와 대향되는 위치에 설치되는 다수의 하부롤러와; 상기 상, 하부롤러 사이에 위치되는 유압장치와; 상기 유압장치에 의해 승강되는 승강체와; 상기 승강체의 양단에 설치되는 이송롤러와; 상기 상, 하부롤러와 이송롤러를 연결하는 와이어 및; 상기 와이어에 의해 당겨져 승강되는 클램핑장치로 구성되는 것에 의해 달성된다.

본 발명의 사용으로 연약지반을 개량하기 위해 사용되는 드레인 시공 장비를 이용하여 드레인 케이싱을 지반에 압입하는 과정에서 단단한 층이 나오면, 보조 압입장치를 이용하여 압입시켜 드레인 케이싱의 승강 와이어의 부하를 줄여 단선을 방지할 수 있다.

또한 보조 압입장치에 상하로 다수 배열된 롤러와 유압장치가 서로 엮이도록 와이어가 배선되므로 유압장치의 왕복 이동거리에 비하여 클램핑장치의 이동거리가 적어도 2배 이상이 될 수 있고, 이에 따라 1회 작동에 따른 드레인 케이싱의 압입 깊이를 더욱 깊게 할 수 있어 전체 시공 시간을 단축하게 된다.

이하에서 본 발명의 실시예를 도시한 첨부도면을 통해 더욱 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 연약지반을 개량하기 위해 사용하는 다양한 공법 중에서도 도 2에서와 같이 드레인 보드를 지반에 압입하는 방식의 드레인 시공 장비에 적용되는 것으로, 이러한 드레인 시공 장비를 통해 드레인 케이싱을 지반에 압입하는 도중에 단단한 층이 나오게 되거나 드레인 케이싱의 최초 압입 시 드레인 케이싱의 승강 와이어 이외에 별도로 장착된 보조압입장치를 제공하고자 하며, 이를 통해 드레인 케이싱의 압입시공이 더욱 용이하도록 하기 위한 것이다.

따라서 본 발명은 도 3에서와 같이 드레인 장비의 하부에 설치되는 장착 프 레임(10)과; 상기 장착 프레임(10) 내의 상면에 전후방으로 각각 설치되는 다수의 상부롤러(20)와; 상기 장착 프레임(10) 내의 하면에 설치되며 상부롤러(20)와 대향되는 위치에 설치되는 다수의 하부롤러(30)와; 상기 상, 하부롤러(20, 30) 사이에 위치되는 유압장치(40)와; 상기 유압장치(40)에 의해 승강되는 승강체(50)와; 상기 승강체(50)의 양단에 설치되는 이송롤러(55)와; 상기 상, 하부롤러(20, 30)와 이송롤러(55)를 연결하는 와이어(60) 및; 상기 와이어(60)에 의해 당겨져 승강되는 클램핑장치(70)를 포함한다.

장착프레임(10)은 일반적은 드레인 시공 장비의 가이드레일(100) 하단에 설치될 수 있는 적정의 크기를 갖고, 그 내부에 후술하는 유압장치(40) 및 다수의 롤러가 장착될 수 있는 공간이 형성된다.

이러한 장착프레임(10)은 가이드레일(100)의 하단에 설치된 다음, 가이드레일(100)의 하중에 의해 쉽게 변형되지 않도록 적정의 강도를 갖는 강성재질로 구성된다.

또한 장착프레임(10) 중 드레인 케이싱이 승강되는 방면의 측면프레임(11)은 이 드레인 케이싱을 고정하여 압입하기 위한 클램핑장치(70)가 승강 되는 이송레일 기능을 한다.

상, 하부롤러(20, 30)는 도 3과 도 4에서와 같이 장착프레임(10)의 내부 상면에 장착되는 롤러로서, 이중 상부롤러(20)는 전, 후 좌, 우 방향에 각각 1개의 롤러가 설치되어 총 4개의 롤러가 배열된다.

하부롤러(30)는 상기 상부롤러(20)와 대향하도록 장착프레임(10)의 내의 하면에 위치되며, 이 또한 상부롤러(20)와 같이 4개의 롤러가 설치된다.

이와 같은 상, 하부롤러(20)와 후술하는 이송롤러(55)를 2개의 와이어(60)로 연결하고, 이 각각의 와이어(60)의 양단을 클램핑장치(70)의 일단에 고정함으로서 와이어(60)가 당겨지는 방향에 따라 클램핑장치(70)가 승강된다.

유압장치(40)는 도 5에서와 같이 장착프레임(10)의 중간에 설치되며, 그 상단에는 인입/인출되는 피스톤이 구비되는 유압실린더로서, 이 유압장치(40)는 후술하는 승강체(50)를 승강시켜 승강체(50)에 연결된 와이어(60)의 한쪽이 당겨지게 한다.

승강체(50)는 상기의 유압장치(40)의 피스톤 끝단에 설치되고, 그 좌우 양단으로 이송롤러(55)가 설치되는 것으로, 상기 이송롤러(55)는 각각 2개 한 쌍의 롤러가 전, 후, 좌, 우로 각각 설치되어 총 8개의 롤러가 배열된다.

이송롤러(55)는 상, 하부롤러(20, 30)를 통과하는 와이어(60)가 엇갈리게 배선될 수 있도록 2개 한 쌍의 롤러가 전후방으로 각각 4개 총 8개의 롤러가 배열된다.

와이어(60)는 일반적으로 드레인 시공 장비에서 사용되는 승강용 와이어와 동일 또는 이에 준하는 정도의 굵기를 가지는 강선이며, 이러한 와이어(60)를 상하측에 각각 2개를 준비하여 각각의 상, 하부롤러(20, 30)와 이송롤러(55)를 순차적으로 연결시키고, 그 양단이 최종적으로 클램핑장치(70)의 한쪽 방면에 설치 고정된다.

즉, 상부롤러(20)에 연결되는 와이어(60)는 일단이 클램핑장치(70)에 고정된 뒤, 타단이 상부롤러(20)와 이송롤러(55)를 순차적으로 연결되어 통과하고, 그 단이 다시 클램핑장치(70)에 고정된다.

또한 하부롤러(30)도 상부롤러(20)와 동일한 방법으로 각각의 하부롤러(50)와 이송롤러(55)를 순차적으로 연결되어 클램핑장치(70)에 양단이 고정된다.

이때 상, 하부롤러(20, 30)의 연결이 용이하도록 상하부롤러(20, 30) 중 일부의 롤러의 방향을 적정한 각으로 회전시켜 와이어(60)의 방향 전환이 용이하게 한다.

한편, 상, 하부롤러(20, 30)에 연결되는 와이어(60)의 장력을 조절하기 위해서 일측에 장력조절 롤러(30C)를 더 구비하여 실시될 수 있는데, 이 장력조절 롤러(30C)는 실린더에 의해 승하강되어 높이가 조절되며, 이러한 높이조절에 의해서 연결된 와이어(60)의 장력이 자연스럽게 조절되게 한 것으로 실시된다.

클램핑장치(70)는 상기 와이어(60)가 당겨지는 방향에 의해 승강이 결정되고, 클램핑장치(70)가 승강 할 때에 클램핑장치(70)가 이탈하는 것을 방지하기 위 해 측면프레임(11)을 감싸는 이송가이드(71)가 구비된다.

또한 드레인 케이싱(110)이 관통되는 적정 크기의 보드삽입부(72)가 구비되며, 상기 보드삽입부(72) 내에서 드레인 케이싱(110)을 밀착 고정할 수 있는 압착판(73)이 구비된다.

상기 압착판(73)은 유압실린더와 같은 장치에 연결되어 필요에 따라 드레인 케이싱(110)을 밀착 고정하거나 놓게 되고, 이러한 동작에 의해 드레인 케이싱(110)을 지반 내로 압입하거나 인발하게 된다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 도 6에서와 같이 드레인 시공 장비의 가이드 레일(100)의 하단에 설치되고, 그 전방 면에 구비된 드레인 케이싱(110)이 클램핑장치(70)의 보드삽입부(72)를 통과하도록 설치된다.

이때 드레인 케이싱(110) 내에는 통상 시공에 사용되는 드레인 보드가 삽입되어 있고, 통상의 시공 방법으로 드레인 케이싱(110)을 승강 와이어에 의해 지반 내로 압입하던 도중에 단단한 층이 나와 압입이 어려워지면, 이 보조 압입장치를 가동하게 된다.

이처럼 보조 압입장치가 가동되면, 클램핑장치(70)는 도 7에서와 같이 그 외측의 드레인 케이싱(110)을 압착판(73)에 의해 밀착 고정하고, 유압장치(40)가 승강되면서 와이어(60)가 당겨져 클램핑장치(70)가 하강된다.

여기서 클램핑장치(70)는 드레인 케이싱(110)의 고정 후 하강되어 드레인 케이싱(110)을 보조 압입한 뒤, 드레인 케이싱(110)의 고정을 해제하고, 반대로 상승 하여 복귀한다.

또한 클램핑장치(70)는 별도의 유압장치에 의해 작동하는 방법에 따라 압착판(73)의 밀착과 이격을 적시에 수행함으로서, 드레인 케이싱(110)의 압입 동작을 빠르게 수행할 수 있다.

한편 본 발명에서는 와이어(60)의 연결을 달리하여 실시될 수 있는데, 이는 도 8에서와 같이 좌우 한 쌍으로 연결되는 2개의 와이어(60)를 구비하여 실시될 수 있다.

여기서 와이어(60)의 연결 순서 및 구조에 대하여 설명하면, 먼저 와이어(60)의 한쪽 끝단이 클램핑장치(70)의 후방에 설치 고정되고, 자유단은 일측 상부롤러(20A)를 통과하게 설치한다.

상부롤러(20A)를 통과한 와이어(60)의 자유단은 승강체(50)의 이송롤러(55')를 통과한 뒤, 타측 이송롤러(55")를 수평으로 연결하고, 이송롤러(55")를 통과한 자유단은 다시 타측 상부롤러(20B)를 통과하게 설치한다.

상부롤러(20B)를 통과한 와이어(60)의 자유단은 하부롤러(20B)를 통과하도록 연결되고, 하부롤러(20B)를 통과한 다음, 승강체(50)의 이송롤러(55")와 연결되며, 이송롤러(55")를 통과하여 타측 이송롤러(55')와 수평으로 연결된다.

타측 이송롤러(55')를 통과한 와이어(60)의 자유단은 하부롤러(30A)를 통과한 뒤, 클램핑장치(70)의 한쪽 방면에 설치 고정된다.

여기서 와이어(60)는 2개 한 쌍의 이송롤러(55)의 각각 다른 롤러에 엇걸려 배선되며, 이는 승강체(50)가 승강되면 어느 일방향의 와이어(60)가 반드시 당겨지는 구조이고, 이에 의해 승강체(50)가 승강되는 것으로 클램핑장치(70)가 승강된다.

이와 같은 본 발명은 드레인 시공 장비의 드레인 케이싱을 압입/인발할 때에 사용되는 보조 장비로서 연약지반 내에 비교적 단단한 층이 나와 드레인 케이싱의 승강 와이어만으로는 원활하게 압입하기 어려운 경우에 보조 압입력을 제공하기 위한 것인데, 여기서 본 발명은 와이어(60)가 다수의 롤러에 의해 연결되어 제한된 높이에서 와이어(60)에 의해 당겨지는 클램핑장치(70)의 왕복이동거리를 길게 할 수 있고, 이에 의해 1회 동작으로 압입되는 드레인 케이싱의 깊이를 더욱 깊게 하여 시공 시간을 절약할 수 있다.

도 1은 종래의 연약지반 개량용 크레인의 드레인재 보조압입장치의 예를 보인 사시도,

도 2는 드레인 시공 장비의 예를 보인 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 연약지반 개량용 드레인 장비의 보조 압입장치의 예를 보인 사시도,

도 4는 도 3의 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 유압장치와 승강체의 예를 보인 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 보조압입장치를 드레인 시공 장비에 장착한 예를 보인 단면도,

도 7은 본 발명에 따른 연약지반 개량용 드레인 장비의 보조 압입장치의 사용 상태도,

도 8은 본 발명에 따른 와이어를 다르게 연결한 예를 보인 사시도이다.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

10: 장착 프레임 11: 측면프레임

20, 20A, 20B: 상부롤러 30, 30A, 30B: 하부롤러

30C: 장력조절 롤러 40: 유압장치

50: 승강체 55, 55', 55": 이송롤러

60: 와이어 70: 클램핑장치

71: 이송가이드 72: 보드삽입부

73: 압착판 100: 가이드레일

110: 드레인 케이싱 120: 페이퍼 드레인보드

Claims

연약지반을 개량하기 위해 사용되는 드레인 시공 장비에 있어서,

드레인 장비의 하부에 설치되는 장착 프레임(10)과;

상기 장착 프레임(10) 내의 상면에 전후방으로 각각 설치되는 다수의 상부롤러(20)와;

상기 장착 프레임(10) 내의 하면에 설치되며 상부롤러(20)와 대향되는 위치에 설치되는 다수의 하부롤러(30)와;

상기 상, 하부롤러(20, 30) 사이에 위치되는 유압장치(40)와;

상기 유압장치(40)에 의해 승강되는 승강체(50)와;

상기 승강체(50)의 양단에 설치되는 이송롤러(55)와;

상기 각각의 상, 하부롤러(20, 30)와 이송롤러(55)를 연결하는 와이어(60) 및;

상기 와이어(60)에 의해 당겨져 승강되는 클램핑장치(70)로 구성되는 것을 특징으로 하는 연약지반 개량용 드레인 장비의 보조 압입장치.
청구항 1에 있어서,

상기 상, 하부롤러(20, 30)는 전, 후, 좌, 우측 각각에 설치되는 것을 특징으로 하는 연약지반 개량용 드레인 장비의 보조 압입장치.
청구항 1에 있어서,

상기 이송롤러(55)는 상, 하부롤러(20, 30)를 통과하는 와이어(60)가 엇걸리게 배선될 수 있도록 2개 한 쌍의 롤러가 전, 후, 좌, 우측에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 연약지반 개량용 드레인 장비의 보조 압입장치.
청구항 1에 있어서,

상기 장착 프레임(10)은 드레인 시공 장비의 가이드 레일의 하단에 설치되는 것을 특징으로 하는 연약지반 개량용 드레인 장비의 보조 압입장치.
청구항 1에 있어서,

상기 하부롤러(30)는 연결된 와이어(60)의 장력을 조절하기 위해 실린더에 의해 승하강되는 장력조절 롤러(30C)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 연약지반 개량용 드레인 장비의 보조 압입장치.