KR20110038337A

KR20110038337A - 지반 굴착용 교반로드

Info

Publication number: KR20110038337A
Application number: KR1020090095588A
Authority: KR
Inventors: 정종선
Original assignee: 주식회사 성원중기계
Priority date: 2009-10-08
Filing date: 2009-10-08
Publication date: 2011-04-14
Also published as: KR101052548B1

Abstract

본 발명은 지반 굴착용 교반로드에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 지반 굴착용 교반로드는, 정,역회전 시 클러치에 의해 상호 대응 결합되어 각 회전방향과 동일방향으로 회전하도록 하나의 관체를 형성하는 등 내부에 슬러지 분사유로를 구비한 내측분사로드와, 지반굴착날개 또는 굴착비트가 일체화된 지반굴착날개 및 굴착교반날개를 구비한 외측굴착교반로드의 원주면에 시멘트계 고화재 슬러리의 토출구를 각각 형성하되, 상기 굴착교반날개의 상,하측에 각각 위치되도록 토출구를 형성하여 상기 내측분사로드의 정,역 회전 시 클러치에 의해 결착되어 이와 동일방향으로 회전하는 외측굴착교반로드의 원주면에 형성된 상,하부토출구와 내측분사로드의 원주면에 형성된 상,하부토출구가 각각 일치를 이루도록 구성된 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명에 의하면, 원지반 내의 굴착 및 인상 시 확대 굴착 및 파쇄된 토립자의 교반을 수행하는 굴착교반날개를 이용하되, 굴착 시엔 정회전에 따라 상호 일치된 하부토출구 이와 반대로 인상 시엔 역회전에 따라 상호 일치된 상부토출구로부터 슬러리를 각각 분사시켜 이를 통한 토립자와 슬러간의 교반효율을 최대한으로 높여 강도에 불균형이 적은 고품질의 보강체 조성을 가능토록 하는 등의 탁월한 효과가 있다.

지반 굴착, 교반로드, 연약지반, 클러치, 정역회전, 내측분사로드, 외측굴착교반로드, 지반굴착날개, 굴착비트, 굴착교반날개, 토출구, 시멘트계 고화재 슬러리

Description

지반 굴착용 교반로드{The agitating rod for excavating a ground}

본 발명은 연약지반을 개량하기 위하여 지반의 조직을 파쇄하여 형성된 토립자와 시멘트계 고화재 슬러리를 혼합 교반하여 천공된 원지반 내에 말뚝체나 차수벽 등의 보강체를 시공하는데 사용되는 지반 굴착용 교반로드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지반굴착교반장치의 연결봉에 결합되는 지반굴착 교반로드 즉, 정,역회전 시 클러치에 의해 상호 대응 결합되어 각 회전방향과 동일방향으로 회전하도록 하나의 관체를 형성하는 등 내부에 슬러지 분사유로를 구비한 내측분사로드 및 원주면에 지반굴착날개와 굴착비트를 구비한 외측굴착교반로드의 원주면에 시멘트계 고화재 슬러리의 토출구를 각각 형성하되, 상기 굴착교반날개의 상,하측에 각각 형성하여 상기 내측분사로드의 정,역 회전 시 클러치에 의해 결착되어 이와 동일방향으로 회전하는 외측굴착교반로드의 원주면에 형성된 상,하부토출구와 내측분사로드의 원주면에 형성된 상,하부토출구가 각각 일치를 이루도록 구성함으로써, 원지반 내의 굴착 및 인상 시 확대 굴착 및 파쇄된 토립자의 교반을 수행하는 굴착교반날개를 이용하되, 굴착 시엔 정회전에 따라 상호 일치된 하부토출구 이와 반대로 인상 시엔 역회전에 따라 상호 일치된 상부토출구로부터 슬러리를 각각 분사시켜 이를 통한 토립자와 슬러간의 교반효율을 최대한으로 높여 강도에 불균형이 적은 고 품질의 보강체 조성을 가능토록 한 지반 굴착용 교반로드에 관한 것이다.

일반적으로, 연약지반에 건축물을 축조하기 위해서는 우선적으로 건축물의 지주를 안전하게 지지할 수 있는 고강도의 원주형이나 직사각형태의 말뚝체나 물을 차단하기 위한 차수벽 등의 보강체를 시공하여 연약지반을 보강하였다.

이와 같은 연약지반 내에 보강체를 시공하기 위한 수단으로서, 지반굴착교반장치의 연결봉에 결합되어 회전하면서 연약지반 즉, 원지반의 지면으로부터 일정크기 및 일정깊이로 천공하는 지반 굴착용 교반로드가 사용되는데, 이때 상기 지반 굴착용 교반로드의 경우 로드 원주면상에 다수개의 교반익을 일정한 각도와 방향 및 간격으로 용접 고정하고, 이의 최하단에 굴착비트를 설치 고정하여 상기 지반 굴착용 교반로드의 회전 시 이와 일체로 용접 고정된 교반익과 굴착비트가 일방향으로 회전하면서 굴착함과 동시에 이를 통해 파쇄된 토립자와 상기 지반 굴착용 교반로드로부터 분사된 시멘트계 고화재 슬러리가 혼합 교반되어 고강도의 보강체를 시공하게 된다.

그러나, 종래 지반 굴착용 교반로드의 경우 굴착비트가 용접 고정된 최하단의 토출구를 통해 분사됨에 따라 상기 지반 굴착용 교반로드의 굴착시에만 토립자와 분사된 시멘트계 고화재 슬러리가 혼합 교반되게 될 뿐, 상기 지반 굴착용 교반로드를 지면으로 상승시키는 인상시에는 시멘트계 고화재 슬러리의 분사가 전혀 이루어지지 않아 이에 따른 토립자와 슬러리 간의 2차 혼합 교반이 이루어지지 않으므로 인한 토립자와 슬러리 간의 교반효율이 크게 저하될 뿐만 아니라, 이를 통한 불균형적인 보강체를 조성할 수밖에 없는 등의 커다란 문제점이 있었다.

이에, 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 2002년 05월 09일자로 공개된 "고압분사 주입공법 및 그 장치(특허공개번호 제2002-35082호)"가 제안되었는데, 이는 개량주를 생성시킬 위치에 고압분사로드가 장착된 고압분사기계를 설치하는 제1공정과, 고압분사로드의 회전과 고압분사로드의 선단에 부착된 굴착비트에 의해 지반을 삭공하는 제2공정과, 삭공이 완료된 후 삭공의 최저에서부터 시멘트와 혼화제 등을 분사하면서 지반을 파쇄하고 분사압으로 파쇄된 토립자와 시멘트 및 혼화제 등을 교반하여 개량주를 생성시키는 제3공정으로 구성된 고압분사 주입공법에 있어서, 제2공정은 고압분사기계의 커플링에 스위블이 고정되고 상기 스위블에 필요 깊이만큼 이음된 다수개의 고압분사로드의 하단에 익형고압분사로드가 이음되어 굴착을 행하고, 제3공정은 익형고압분사로드를 회전하면서 공기공급관과 혼화제공급관으로 공기와 혼화제를 송출하여 상부굴착날개의 양단부에 형성된 분사구로 공기와 혼화제를 분사하고, 공기공급관과 시멘트공급관으로 공기와 시멘트를 송출하여 하부굴착날개의 양단부에 형성된 분사구로 시멘트와 공기를 분사하며, 파쇄된 지반의 토립자와 시멘트 및 혼화제를 상부굴착날개와 하부굴착날개로써 교반하여 개량주를 생성시키는 것으로 구성되어 있다.

그러나, 종래 고압분사 주입장치 중 익형고압분사로드의 경우 상부굴착날개의 양단부와 하부굴착날개의 양단부에 분사구가 각각 형성되어 있기 때문에 상기 익형고압분사로드의 회전에 따른 상,하부굴착날개의 회전 시 파쇄 형성된 토립자가 토출구에 직접 유입되어 상기 토립자에 의해 각 분사구가 막히게 되는 문제점과 함 께, 상기 토립자에 의한 토출구의 막힘현상에 따른 슬러리의 토출압 역시 상승하게 되는 등의 커다란 문제점이 있었다.

또한, 상기 익형고압분사로드의 경우 전술한 바와 같이 상부굴착날개의 양단부와 하부굴착날개의 양단부에 분사구가 각각 형성됨에 따라 상기 상부굴착날개의 양단부에 형성된 분사구에서는 공기와 혼화제를 분사하고, 상기 하부굴착날개의 양단부에 형성된 분사구에서는 공기와 시멘트를 분사하는 등 각 분사구를 통해 혼화제와 시멘트가 각각 분리된 상태로 분사되기 때문에 상기 익형고압분사로드를 포함한 종래 고압분사 주입장치의 구조 자체가 매우 복잡해질 뿐만 아니라, 전체크기 역시 커질 수밖에 없는 등의 문제점도 있었다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명은, 정,역회전 시 클러치에 의해 상호 대응 결합되면서 각 회전방향과 동일방향으로 회전하도록 하나의 관체를 형성하는 등 내부에 슬러지 분사유로를 구비한 내측분사로드 및 원주면에 지반굴착날개와 굴착비트를 구비한 외측굴착교반로드로 이루어진 지반굴착 교반로드 중 상호 끼움 결합된 상기 내측분사로드와 외측굴착교반로드의 각 원주면에 시멘트계 고화재 슬러리의 토출구를 각각 형성하되, 굴착교반날개의 상,하측에 각각 형성하여 상기 내측분사로드의 정,역 회전 시 클러치에 의해 결착되어 이와 동일방향으로 회전하는 외측굴착교반로드의 원주면에 형성된 상,하부토출구와 내측분사로드의 원주면에 형성된 상,하부토출구가 각각 일치를 이루도록 구성함에 따라 원지반 내의 굴착 및 인상 시 확대 굴착 및 파쇄된 토립자의 교반을 수행하는 굴착교반날개를 이용하되, 굴착 시엔 정회전에 따라 상호 일치된 하부토출구 이와 반대로 인상 시엔 역회전에 따라 상호 일치된 상부토출구로부터 슬러리를 각각 분사시켜 이를 통한 토립자와 슬러간의 교반효율을 최대한으로 높여 강도에 불균형이 적은 고품질의 보강체 조성을 가능토록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 경우 상기 시멘트계 고화재 슬러리의 토출구가 전술한 바와 같이 지반굴착 교반로드의 원주면 즉, 상호 끼움 결합된 상기 내측분사로드와 외측굴착교반로드의 각 원주면에 토출구를 각각 형성하되, 상기 외측굴착교반로드 상에 고정되는 굴착교반날개의 상,하측에 각각 형성됨에 따라 종래와 같이 지반굴착날개의 양측 끝단에 토출구가 형성된 종래 지반굴착 교반로드로부터 발생된 문제점 즉, 상기 지반굴착날개의 회전 시 파쇄 형성된 토립자가 토출구에 직접 유입되어 상기 토립자에 의해 토출구가 막히게 되는 문제점과 함께, 상기 토립자에 의한 토출구의 막힘현상에 따른 슬러리의 토출압 역시 상승되는 문제점을 해소 및 방지할 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명의 지반 굴착용 교반로드는, 정,역회전 시 클러치에 의해 상호 대응 결합되어 각 회전방향과 동일방향으로 회전하도록 하나의 관체를 형성하는 등 내부에 슬러지 분사유로를 구비한 내측분사로드와, 지반굴착날개 또는 굴착비트가 일체화된 지반굴착날개 및 굴착교반날개를 구비한 외측굴착교반로드의 원주면에 시멘트계 고화재 슬러리의 토출구를 각각 형성하되, 상기 굴착교반날개의 상,하측에 각각 위치되도록 토출구를 형성하여 상기 내측분사로드의 정,역 회전 시 클러치에 의해 결착되어 이와 동일방향으로 회전하는 외측굴착교반로드의 원주면에 형성된 상,하부토출구와 내측분사로드의 원주면에 형성된 상,하부토출구가 각각 일치를 이루도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 의하면, 원지반 내의 굴착 및 인상 시 확대 굴착 및 파쇄된 토립자의 교반을 수행하는 굴착교반날개를 이용하되, 굴착 시엔 정회전에 따라 상호 일치된 하부토출구 이와 반대로 인상 시엔 역회전에 따라 상호 일치된 상부토출구로부터 슬러리를 각각 분사시켜 이를 통한 토립자와 슬러간의 교반효율을 최대한으로 높여 강도에 불균형이 적은 고품질의 보강체 조성을 가능토록 하는 등의 탁월한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 경우 상기 시멘트계 고화재 슬러리의 토출구가 전술한 바와 같이 지반굴착 교반로드의 원주면 즉, 상호 끼움 결합된 상기 내측분사로드와 외측굴착교반로드의 각 원주면에 토출구를 각각 형성하되, 상기 외측굴착교반로드 상에 고정되는 굴착교반날개의 상,하측에 각각 형성됨에 따라 종래와 같이 지반굴착날개의 양측 끝단에 토출구가 형성된 종래 지반굴착 교반로드로부터 발생된 문제점 즉, 상기 지반굴착날개의 회전 시 파쇄 형성된 토립자가 토출구에 직접 유입되어 상기 토립자에 의해 토출구가 막히게 되는 문제점과 함께, 상기 토립자에 의한 토출구의 막힘현상에 따른 슬러리의 토출압 역시 상승되는 문제점을 해소 및 방지할 수 있는 등의 효과 역시 있다.

본 발명의 지반 굴착용 교반로드(이하, 지반굴착 교반로드라 함)를 첨부된 도면과 대비하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 지반굴착 교반로드를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 대한 지반굴착 교반로드의 분해 사시도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명에 대한 지반굴착 교반로드의 결합 단면도를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명이 적용된 또 다른 지반굴착 교반로드를 나타낸 실시예도이다.

본 발명의 지반굴착 교반로드(1)는, 연약지반을 개량하기 위하여 지반의 조직을 파쇄하여 형성된 토립자와 시멘트계 고화재 슬러리를 혼합 교반하여 천공된 원지반 내에 말뚝체나 차수벽 등의 보강체를 시공하는데 사용되는 장치로서, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 지반굴착교반장치(10)의 연결봉(12)에 결합됨과 동시에 정,역회전 시 클러치(21,31)에 의해 상호 대응 결합되면서 각 회전방향과 동일방향으로 회전하도록 하나의 관체를 형성하는 등 크게 내부에 슬러지 분사유로(27)를 구비한 내측분사로드(20)와; 원주면 상,하측 및 중앙에 지반굴착날개(36,37)와 굴착교반날개(39)를 구비한 외측굴착교반로드(30)와; 상기 굴착교반날개(39)의 상,하측에 각각 위치되는 상태로 내측분사로드(20)와 외측굴착교반로드(30)의 각 원주면에 관통 형성되며, 내측분사로드(20)로부터 공급되는 시멘트계 고화재 슬러리가 외측굴착교반로드(30)를 통해 천공된 원지반 내부로 분사되도록 하는 토출구(24,25,34,35)를 포함하여 구성되되, 상기 내측분사로드(20)의 정,역 회전 시 클러치(21,31)에 의해 결착되어 이와 동일방향으로 회전하는 외측굴착교반 로드(30)의 원주면에 형성된 상,하부토출구(34,35)와 내측분사로드(20)의 원주면에 형성된 상,하부토출구(24,25)가 각 회전방향에 따라 각각 일치를 이루도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 지반굴착 교반로드(1) 중 상기 클러치(21,31)의 경우 상호 끼움 결합되는 외측굴착교반로드(30)와 내측분사로드(20)의 각 상단에 일체화된 암수형태의 1개조로 형성되어 있으며, 상기 암수형태로 이루어진 클러치(21,31)의 각 상,하단 원주면에는 상호 결합되어 내측분사로드(20)의 회전력을 외측굴착교반로드(30)로 전달하기 위한 요(凹), 철(凸) 형태의 결합홈(23,33) 및 결합돌기(22,32)가 각각 상하 및 좌우에 서로 대향되게 형성되어 있는데, 이때 상기 내측분사로드(20)측 클러치(21)의 결합홈(23)과 상기 외측굴착교반로드(30)측 클러치(31)의 결합홈(33)은 각각 120도와 100도의 원주각도로 이루어져 있는 등 각 결합홈(23,33) 간에 20도의 각도차를 갖도록 형성되고, 이와 반대로 상기 각 결합홈(23,33)과 대응 결합되는 상기 내측분사로드(20)측 클러치(21)의 결합돌기(22)와 상기 외측굴착교반로드(30)측 클러치(31)의 결합돌기(32)는 각각 60도와 80도의 원주각도로 이루어져 있는 등 각 결합돌기(22,32) 간 역시 전술한 각 결합홈(23,33)과 마찬가지로 20도의 각도차를 갖도록 형성되어 있기 때문에, 상기 지반굴착교반장치(10)의 연결봉(12)에 결합된 내측분사로드(20)의 정회전 또는 역회전 시 클러치(21,31)에 의해 결착 즉, 상기 내측분사로드(20)측 클러치(21)에 형성된 결합돌기(22)의 일측단이나 타측단이 외측굴착교반로드(30)측 클러치(31)의 결합홈(33) 내에서 40도의 각도차 만큼 자유회동 함과 동시에 상기 외측굴착교반로드(30)측 클 러치(31)에 형성된 결합돌기(32)의 타측단이나 일측단에 결착되어 이와 동일방향으로 회전하는 외측굴착교반로드(30)의 원주면에 형성된 상,하부토출구(34,35)와 내측분사로드(20)의 원주면에 형성된 상,하부토출구(24,25)가 각 회전방향에 따라 각각 일치를 이루게 되는 등 상기 내측분사로드(20)의 정회전 시엔 외측굴착교반로드(30)의 원주면에 형성된 하부토출구(35)와 내측분사로드(20)의 원주면에 형성된 하부토출구(25)가 일치를 이루게 되고, 이와 반대로 상기 내측분사로드(20)의 역회전 시엔 외측굴착교반로드(30)의 원주면에 형성된 상부토출구(34)와 내측분사로드(20)의 원주면에 형성된 상부토출구(24)가 일치를 이루게 되어 이를 통해 내측분사로드(20)로부터 공급되는 시멘트계 고화재 슬러리가 천공된 원지반 내부로 분사 배출되게 된다.

또한, 본 발명의 지반굴착 교반로드(1) 중 상기 내측분사로드(20)의 경우 전체 형상이 내부에 슬러지 분사유로(27)가 관통되는 중공의 원통 관체로 형성됨과 아울러, 그 원주면상엔 상,하부토출구(24,25)가 상호 40도의 각도차를 갖도록 즉, 중심선상에 관통된 하부토출구(25)로부터 각도가 40도 만큼 중심이 편심 회동된 위치상에 상부토출구(24)가 관통 형성되어 있다.

이와 더불어, 상기 내측분사로드(20)의 상,하단 양측에는 지반굴착교반장치(10)의 연결봉(12) 및 하단에 삼각형태의 굴착비트(42)를 구비한 하단천공부재(41)를 각각 핀결합시키기 위한 핀결합홈(26a,26b)이 형성되어 있는데, 이때 상기 하단천공부재(41)의 경우 전술한 바와 같이 단순히 하단 저면에 삼각형태의 굴착비트(42)가 용접 고정된 형태로서 사용할 수 있지만, 원지반 바닥면의 천공작용 을 극대화시키기 위하여 도 4에 도시한 바와 같이 삼각형태의 굴착비트(42)와 함께 하단천공부재(41)의 원주면상에 별도로 삼각뿔 형태의 굴착비트(42a)가 나선형태로 다수 용접 고정된 형태로서 사용할 수도 있음을 미리 밝혀둔다.

그리고, 본 발명의 지반굴착 교반로드(1) 중 상기 외측굴착교반로드(30)의 경우 역시 내측분사로드(20)와 마찬가지로, 전체 형상이 상기 내측분사로드(20)가 삽입 결합되기 위한 중공의 원통 관체로 형성됨과 아울러, 그 원주면상엔 상,하부토출구(34,35)가 상호 동일 중심선상에 관통 형성되어 있으며, 특히 상기 토출구(34,35)에는 내측분사로드(20)로부터 공급되는 시멘트계 고화재 슬러리의 분사량을 조절하기 위한 중공의 분사조절덮개(40)가 설치되어 있는데, 이때 상기 분사조절덮개(40)의 경우 공사현장의 작업상태에 따라 상기 상,하부토출구(34,35)에 각각 설치하여 사용하거나 또는 상기 상,하부토출구로(34,35)부터 분사조절덮개(40)를 분리시킬 수도 있음을 미리 밝혀둔다.

이와 더불어, 상기 외측굴착교반로드(30)의 원주면 상,하측 및 중앙에는 원지반을 일정크기의 직경으로 굴착 천공 및 교반하는 동일크기의 지반굴착날개(36,37)와 상기 하측 지반굴착날개(37)를 통해 일정크기로 천공된 원지반을 확대 굴착 및 교반하는 굴착교반날개(39)가 각각 용접 고정되어 있는데, 이때 상기 지반굴착날개(36,37)의 경우 전술한 바와 같이 단순히 원주면 상,하측에 사각판상으로 형성됨과 동시에 각각 나선상태로 경사져 좌우 양측에 용접 고정된 형태로서 사용할 수 있지만, 원지반의 바닥면과 측벽의 천공작용을 극대화시키기 위하여 도 4에 도시한 바와 같이 상기 지반굴착날개(36,37) 중 하측 지반굴착날개(37)의 하단에 별도로 삼각뿔 형태의 굴착비트(37a)를 다수 용접 고정시킨 형태로서 사용할 수도 있음을 미리 밝혀둔다.

또한, 상기 외측굴착교반로드(30)의 원주면 중앙에 고정되는 굴착교반날개(39)의 경우 외측굴착교반로드(30)의 원주면을 감싼 상태로 상호 체결되는 2개의 연결플랜지(38) 사이에 설치되어 상기 연결플랜지(38)와 함께 볼트 체결 고정되며, 상기 연결플랜지(38)가 결착되는 원주면 중앙 상측에는 연결플랜지(38)와 함께 볼트 고정된 굴착교반날개(39)의 상하 유동을 방지하기 위한 원반형태의 걸림턱(38a)이 각각 일체로 형성되어 있다.

이하, 본 발명에 대한 지반굴착 교반로드(1)의 작동과정을 첨부된 도면과 대비하여 그 실시예를 바람직하게 설명한다.

도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 대한 지반굴착 교반로드의 작동 상태도를 나타낸 것이다.

먼저, 원지반 내에 말뚝체나 차수벽 등의 보강체를 시공하여 연약지반을 개량하기 위해 본 발명의 지반굴착 교반로드(1)를 지반굴착교반장치(10)의 연결봉(12)에 결합시킨 상태에서 상기 지반굴착교반장치(10)의 작동시키게 되면, 이의 회전력을 통해 본 발명의 지반굴착 교반로드(1) 중 내측분사로드(20)가 정방향으로 회전함과 동시에 클러치(21,31)에 의해 내측분사로드(20)와 상호 결합된 외측굴착교반로드(30) 역시 상기 내측분사로드(20)와 동일방향으로 정회전하게 되는데, 이의 과정을 좀더 상세히 설명하면, 도 5a에 도시한 바와 같이 상호 끼움 결합되는 외측굴착교반로드(30)와 내측분사로드(20)의 각 상단에 일체화된 암수형태의 1개조 로 형성된 클러치(21,31)에 의해 상기 내측분사로드(20)의 회전력을 외측굴착교반로드(30) 측으로 전달하여 상기 외측굴착교반로드(30)가 내측분사로드(20)와 동일방향으로 하도록 결착된 즉, 상기 내측분사로드(20)측 클러치(21)에 60도 각도로 형성된 결합돌기(22)의 일측단이 외측굴착교반로드(30)측 클러치(31)의 100도 각도로 형성된 결합홈(33) 내에서 40도의 각도차 만큼 자유회동 함과 동시에 상기 외측굴착교반로드(30)측 클러치(31)에 80도 각도로 형성된 결합돌기(32)의 타측단에 결착되는 등 상기 내측분사로드(20)와 동일방향으로 회전하는 외측굴착교반로드(30)의 원주면에 형성된 하부토출구(35) 측으로 상기 내측분사로드(20)의 원주면에 형성된 하부토출구(25)가 회전하여 일치를 이루면서 본 발명의 지반굴착 교반로드(1)가 정방향으로 회전하게 된다.

이의 상태에서 정방향으로 회전하는 상기 지반굴착 교반로드(1)를 가압하여 방연약지반을 천공 굴착하게 되는데, 이때 연약지반 즉, 원지반의 굴착은 상기 지반굴착 교반로드(1) 중 외측굴착교반로드(30)의 원주면 상,하측 및 중앙에 용접 고정된 지반굴착날개(또는 도 4와 같이 다수의 굴착비트(37a)가 일체로 형성된 지반굴착날개)(36,37)와 굴착교반날개(39), 그리고 외측굴착교반로드(30)에 내삽된 내측분사로드(20)의 하단에 핀결합된 상태로 상기 외측굴착교반로드(30)의 하단에 위치 고정되는 삼각형태의 굴착비트(42)를 구비한 하단천공부재(또는 도 4와 같이 삼각형태의 굴착비트(42)가 용접 고정됨과 동시에 그 원주면상에 삼각뿔 형태로 이루어진 별도의 굴착비트(42a)가 나선형태로 다수 용접 고정된 하단천공부재)(41)에 의해 도 5b에 도시한 바와 같이 지면으로부터 목적한 깊이로서 천공 굴착이 이루어 지게 된다.

이때, 상기와 같이 지반굴착 교반로드(1)를 통한 원지반의 굴착과정에서 도 5a와 같이 상호 일치된 내측분사로드(20)와 외측굴착교반로드(30)의 하부토출구(35)를 통해 내측분사로드(20)로부터 공급되는 시멘트계 고화재 슬러리가 천공된 원지반 내부로 분사됨과 동시에 상기 외측굴착교반로드(30)의 원주면 하측 및 최하단에 고정된 지반굴착날개(37)와 하단천공부재(41)의 굴착작용에 의해 파쇄되어 형성된 토립자와 섞여 도 5c에 도시한 바와 같이 상기 외측굴착교반로드(30)의 원주면 상,하측 및 중앙에 각각 고정된 지반굴착날개(36,37)와 굴착교반날개(39)의 회전작용에 의해 혼합 교반이 이루어지게 되고, 이와 같은 과정으로서 원지반의 지면으로부터 목적한 일정깊이로서 굴착 천공이 이루어지게 된다.

그리고, 본 발명의 지반굴착 교반로드(1)를 통해 상기와 같이 원지반의 지면으로부터 목적한 일정깊이로서 굴착 천공이 이루어지게 되면, 상기 지반굴착교반장치(10)의 작동을 통해 정방향으로 회전하는 내측분사로드(20)를 역방향으로 회전시킴과 동시에 이와 클러치(21,31) 결합된 외측굴착교반로드(30) 역시 역회전되면서 상기 지반굴착 교반로드(1)를 지상으로 인상시키게 되는데, 이때 상기 내측분사로드(20)와 클러치(21,31) 결합된 외측굴착교반로드(30)의 역회전 작용은 전술한 도 5a의 작동과정과 반대 즉, 상기 내측분사로드(20)측 클러치(21)에 60도 각도로 형성된 결합돌기(22)의 타측단이 외측굴착교반로드(30)측 클러치(31)의 100도 각도로 형성된 결합홈(33) 내에서 40도의 각도차 만큼 반대로 자유회동 함과 동시에 상기 외측굴착교반로드(30)측 클러치(31)에 80도 각도로 형성된 결합돌기(32)의 일측단 에 결착되면서 도 5d에 도시한 바와 같이 내측분사로드(20)와 외측굴착교반로드(30)의 원주면에 형성된 각 상부토출구(24,34)가 상호 일치되게 되고, 상기와 같이 일치된 상부토출구(24,34)를 통해 내측분사로드(20)로부터 공급되는 시멘트계 고화재 슬러리가 천공된 원지반 내부로 다시 분사되어 1차 혼합 교반된 토립자 및 슬러지 혼합물과 섞인 후 도 5e에 도시한 바와 같이 상기 외측굴착교반로드(30)의 원주면 상,하측 및 중앙에 각각 고정된 지반굴착날개(36,37)와 굴착교반날개(39)의 회전작용을 통해 2차 혼합 교반이 이루어지면서 지상으로 인상되게 된다.

따라서, 본 발명의 지반굴착 교반로드(1)를 이용한 굴착 및 인상과정에서 각 회전방향에 따라 클러치(21,31)에 의해 결착된 내측분사로드(20)와 외측굴착교반로드(30)의 각 원주면에 각 상부토출구(24,34) 및 각 하부토출구(25,35)를 회전 일치시켜 이를 통해 분사되는 시멘트계 고화재 슬러리와 원지반 내의 파쇄된 토립자 간의 1, 2차 혼합과정을 통해 토립자와 슬러간의 교반효율을 최대한으로 높여 강도에 불균형이 적은 고품질의 보강체 즉, 말뚝체나 차수벽 등의 보강체를 조성하게 된다.

이상에서와 같이 상술한 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

도 1은 본 발명의 지반굴착 교반로드를 개략적으로 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명에 대한 지반굴착 교반로드의 분해 사시도.

도 3은 본 발명에 대한 지반굴착 교반로드의 결합 단면도.

도 4는 본 발명이 적용된 또 다른 지반굴착 교반로드를 나타낸 실시예도.

도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 대한 지반굴착 교반로드의 작동 상태도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1,1a. 지반굴착 교반로드 10. 지반굴착교반장치

12. 연결봉 20. 내측분사로드

21, 31. 클러치 22, 32. 결합돌기

23, 33. 결합홈 24, 25, 34, 35. 토출구

27. 슬러지 분사유로 30. 외측굴착교반로드

36, 37. 지반굴착날개 37a, 42, 42a. 굴착비트

38. 연결플랜지 39. 굴착교반날개

40. 분사조절덮개 41. 하단천공부재

Claims

연약지반을 개량하기 위하여 지반의 조직을 파쇄하여 형성된 토립자와 시멘트 및 물이 혼합된 시멘트계 고화재 슬러리를 혼합 교반하여 천공된 원지반 내에 말뚝체나 차수벽 등의 보강체를 시공하는데 사용되도록 지반굴착교반장치의 연결봉에 결합되는 지반굴착 교반로드에 있어서,

상기 지반굴착 교반로드는, 정,역회전 시 클러치에 의해 상호 대응 결합되어 각 회전방향과 동일방향으로 회전하도록 하나의 관체를 형성하는 등 내부에 슬러지 분사유로를 구비한 내측분사로드와, 지반굴착날개 또는 굴착비트가 일체화된 지반굴착날개 및 굴착교반날개를 구비한 외측굴착교반로드의 원주면에 시멘트계 고화재 슬러리의 토출구를 각각 형성하되, 상기 굴착교반날개의 상,하측에 각각 위치되도록 토출구를 형성하여 상기 내측분사로드의 정,역 회전 시 클러치에 의해 결착되어 이와 동일방향으로 회전하는 외측굴착교반로드의 원주면에 형성된 상,하부토출구와 내측분사로드의 원주면에 형성된 상,하부토출구가 각각 일치를 이루도록 구성된 것을 특징으로 하는 지반 굴착용 교반로드.
제 1 항에 있어서, 상기 클러치는 외측굴착교반로드와 내측분사로드의 각 상단에 일체화된 암수형태의 1개조로 형성됨과 동시에 그 상,하단 원주면엔 상호 결합되어 내측분사로드의 회전력을 외측굴착교반로드로 전달하기 위한 요(凹), 철(凸) 형태의 결합홈 및 결합돌기가 각각 상하 및 좌우에 서로 대향되게 형성되되,

상기 내측분사로드측 클러치의 결합홈과 상기 외측굴착교반로드측 클러치의 결합홈은 각각 120도와 100도의 원주각도로 이루어져 각 결합홈 간에 20도의 각도차를 갖도록 형성되고,

상기 내측분사로드측 클러치의 결합돌기와 상기 외측굴착교반로드측 클러치의 결합돌기는 각각 60도와 80도의 원주각도로 이루어져 각 결합돌기 간에 20도의 각도차를 갖도록 형성되며,

상기 클러치에 의해 외측굴착교반로드와 상호 결착된 내측분사로드의 정회전 또는 역회전 시 내측분사로드측 클러치에 형성된 결합돌기의 일측단이나 타측단이 외측굴착교반로드측 클러치의 결합홈 내에서 40도의 각도차 만큼 자유회동 됨과 동시에 상기 외측굴착교반로드측 클러치에 형성된 결합돌기의 타측단이나 일측단에 결착되어 상기 내측분사로드와 동일방향으로 외측굴착교반로드가 정,역회전되는 것을 특징으로 하는 지반 굴착용 교반로드.
제 2 항에 있어서, 상기 토출구는 굴착교반날개를 기준으로 그 상,하측에 각각 위치되도록 내측분사로드와 외측굴착교반로드의 각 원주면에 각각 형성되되,

상기 내측분사로드의 원주면 상,하측에 형성된 상,하부토출구는 중심선상에 관통된 하부토출구로부터 각도가 40도 만큼 중심이 일측으로 편심 회동된 위치상에 상부토출구가 관통 형성되고,

상기 외측굴착교반로드의 원주면 상,하측에 형성된 상,하부토출구는 상호 동일 중심선상에 관통 형성된 것을 특징으로 하는 지반 굴착용 교반로드.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 외측굴착교반로드측 토출구에는 내측분사로드로부터 공급되는 시멘트계 고화재 슬러리의 분사량을 조절하기 위한 중공의 분사조절덮개가 더 구비된 것을 특징으로 하는 지반 굴착용 교반로드.