KR20110111637A - 암반용 천공 및 철강재 압입 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천공 및 시트 파일 압입을 위해 구비되는 크레인에 설치되는 압입 장치로서, 그 구성은 크레인에 연결되고, 상하 진동 구동되는 바이브로 해머와; 바이브로 해머 하부에 연결되고, 상하 진동 구동되는 타격 해머와; 타격 해머 하부에 연결되고, 시트 파일이 파지되는 파지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 바이브로 해머와 타격 해머를 결합함으로써, 연약지반이나 토사층에서는 바이브로 해머의 진동력으로 파일을 압입하고 사석(호박돌)층이나 암반층에서는 타격해머의 타격힘으로 파일을 압입하여 공정이 복잡해지거나 비용이 증대되는 문제없이 암반및사석에서 시트 파일의 압입이 용이한 효과가 있다. 특히, 계획한 심도까지에 암반의 분포나 강도에 따라 시트 파일의 선단에 여러 강도의 특수강을 장착함으로써, 파일의 손망실 없이 암반및사석에서의 압입이 더욱 용이해질 수 있다.

Description

암반용 천공 및 철강재 압입 장치 및 방법{DOWN HOLE AND STEEL PRESSING APPARATUS FOR ROCK BASE AND METHOD USING THE SAME}

본 발명은 천공 및 철강재 압입 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 암반용 천공 및 철강재 압입 장치 및 방법에 관한 것이다.

지하에 건축물을 건설하거나 구축물을 설치하기 위하여 지하를 파는 공사, 강이나 바다에서 실시하는 물막이 공사, 도로를 확장하는 공사 등과 같은 각종 공사를 실시할 때에는 토사가 흘러내리거나 지반이 무너지는 것을 방지하기 위하여 방호벽, 예컨대 시트 파일(sheet pile), H-PILE , 강관 등의 기타 철강재를 설치한다.

일반적으로 시트 파일을 압입하는 방법으로는 천공(down hole) 없이 시트 파일만을 압입하는 방법이 있다. 그런데, 연약 지반에 시트 파일을 압입하는 경우에는 문제가 없지만, 견고한 지반에 압입하는 경우, 시트 파일이 압입되지 못하는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위한 종래 기술로서, 천공 후 항타 하는 공법이 가장 많이 사용되고 있다. 이 공법은 대형 천공기에 공기 압축기의 압력으로 공압해머를 구동하여 비트를 회전과 동시 수직 타격함으로써 암반(사석 등)을 파쇄하면서 천공한 후 항타한다. 이 공법은 H-PILE, 강관파일 등을 독립적으로 항타하는 경우에는 용이하다. 그러나, 시트파일과 같이 연속적으로 물리면서 항타하는 경우, 천공경로를 장비기사가 수직으로 조절하기에는 사실상 불가하고, 지면에 설정한 경로를 벗어나 앞서 천공한 곳이나 좀 더 연약한 곳으로 천공되면서 파일을 연속적으로 항타하기가 불가능하며, 특히 기존의 설치된 파일과 부딪히면서 파일과 비트의 손상이 발생하는 심각한 문제점이 있다. 이로 인해, 여러 번의 천공을 실시하여야 하고 파일과 비트의 손상으로 시간과 비용이 증가되는 문제점이 있다. 그리고 이러한 방법을 위해서는 많은 장비와 부품이 필요하고, 많은 인원이 투입되어야 하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 보완하기 위한 다른 종래 기술로서, 등록특허 제10-0507983호에 기재된 천공된 암반의 시트파일 설치방법이 있다. 그러나, 이 공법만으로는 양방향으로 천공경로가 벗어나는 것을 방지 할 수 없고, 보조 파일을 설치 및 해체하는데 비용과 시간이 많이 소요된다. 특히 사석이나 전석층에서는 케이싱 및 파일을 인발하면서 토사의 붕괴로 사석이 함몰되어 사석층에서는 항타가 불가능한 문제점이 있다. 그리고 이 방법을 위해서는 많은 장비와 부품이 필요하고, 많은 인원이 투입되어야 하는 문제점이 있다.

또 다른 종래기술로서, 등록실용신안공보 제20-0358930호에 기재된 암반착공 제이브이 파이로트 공법용 파일이 있다. 그러나, 이 기술의 경우, 바이브로 해머의 진동 힘과 150kgf/㎠의 고압수로는 약한 암반(일축압축강도300kgf/㎠)을 깨기에도 상당한 시간이 걸리고, 강한 암반 또는 사석층에서는 작업이 불가능한 문제점이 있다.

또 다른 종래기술로서, 공개특허공보 제10-2003-0017742호에 기재된 시트파일 오가 항타기 공법이 있다. 이 기술의 경우, 시트파일 선단부에 있는 비트가 시트파일 단면 보다 작기 때문에 일반토사나 모래 함유량이 많은 자갈층에서는 가능하나, 사석(호박돌)층 및 암반에서는 적용이 불가능한 문제점이 있다. 그리고 이 방법을 위해서는 많은 장비와 부품이 필요하고, 많은 인원이 투입되어야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 암반 및 사석층에서 압입이 용이한 암반용 천공 및 철강재 압입 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 공정이 복잡해지거나 비용이 증대되는 문제없이 암반 및 사석층에서 압입이 용이한 암반용 천공 및 철강재 압입 장치 및 방법를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 바이브로 해머와 타격 해머를 결합하여 압입이 용이한 암반용 천공 및 철강재 압입 장치 및 방법를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 천공 및 시트 파일 압입을 위해 구비되는 크레인에 설치되는 압입 장치는, 상기 크레인에 연결되고, 상하 진동 구동되는 바이브로 해머(vibro hammer)와; 상기 바이브로 해머 하부에 연결되고, 상하 진동 구동되는 타격 해머와; 상기 타격 해머 하부에 연결되고, 시트 파일이 파지되는 파지부;를 포함하는 것에 특징이 있다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 암반용 천공 및 철강재 압입 방법은, 전술한 암반용 천공 및 철강재 압입 장치를 이용하여 암반에 천공을 하거나 철강재를 압입하는 것에 특징이 있다.

본 발명에 따르면 바이브로 해머와 타격 해머를 결합함으로써, 공정이 복잡해지거나 비용이 증대되는 문제없이 암반 및 사석층에서 시트 파일의 압입이 용이한 효과가 있다. 특히, 시트 파일의 끝단에 고강도 재질의 특수부를 더 연결시킴으로써, 암반 및 사석층에서의 파일의 손실 없이 압입이 더욱 신속하고 용이해질 수 있다.

그리고 본 발명은 통상적인 암반 및 사석 천공에서 이용되는 타격해머를 이용하게 되는데, 기존의 천공방법은 시트파일보다 큰 단면적을 천공을 해야 하지만, 본 발명은 시트파일의 단면적만 천공이 되므로 비용절감과 시간단축에서 획기적인 공법이라 할 수 있다

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되나, 이는 예시적인 것이며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 시트 파일 압입 장치가 설치된 크레인을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 시트 파일 압입 장치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 시트 파일 압입 장치에 사용되는 시트 파일을 나타낸 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 암반에서 압입이 용이한 시트 파일 압입 장치를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 시트 파일 압입 장치가 설치된 크레인을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 시트 파일 압입 장치를 나타낸 단면도이다. 그리고 도 3은 본 발명에 따른 시트 파일 압입 장치에 사용되는 시트 파일을 나타낸 사시도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 암반에서 압입이 용이한 시트 파일 압입 장치(100)는 바이브로 해머(vibro hammer; 10), 타격 해머(20), 및 파지부(30)로 구성된다. 본 발명에서 바이브로 해머(10)는 일반적인 바이브로 해머에서 본 발명의 파지부(30)가 제외된 형태를 의미한다.

바이브로 해머(10)는 고리와 후크를 통해 크레인(40)의 끝단과 연결된다. 바이브로 해머(10)는 상하 진동 구동된다. 바이브로 해머(10)는 유압 또는 전압에 의해 상하 진동 구동될 수 있고, 바이브로 해머(10)의 구동을 위한 유압 또는 전압은 유압선 또는 전기선을 통해 제공된다. 바이브로 해머(10)의 상하 진동 구동 힘으로 인해, 연약지반에 시트 파일(50)이 압입될 수 있다.

타격 해머(20)는 바이브로 해머(10) 하부에 연결된다. 타격 해머(20)는 상하 타격 구동된다. 타격 해머(20)는 유압 또는 공기압에 의해 상하 진동 구동될 수 있고, 타격 해머(20)의 구동을 위한 유압 또는 공기압은 유압선 또는 공기압선을 통해 제공된다. 타격 해머(20)의 상하 타격 힘과 전술한 바이브로 해머(10)의 상하 진동 구동 힘으로 인해, 연약지반은 물론이고 암반에서도 시트 파일(50)이 용이하게 압입될 수 있다.

파지부(30)는 타격 해머(20) 하부에 연결된다. 파지부(30)는 시트 파일(50)을 파지하는 부분이다. 본 실시예에서는 시트 파일(50)을 압입하는 것을 예로 들어 설명하지만, 이러한 형태에 한정되는 것은 아니고, H-PILE , 강관 등의 기타 철강재를 압입할 수도 있다.

한편, 본 발명에서 사용되는 시트 파일은 일반적인 시트 파일이 사용될 수 있고, 도 3에 도시된 바와 같이, 지반에 삽입되는 끝단에 고강도 재질의 특수부(55)가 연결된 시트 파일(50)이 사용될 수 있다. 시트 파일(50)의 끝단에 고강도 재질의 특수부(55)가 연결되어, 고강도 재질의 특수부(55)로 인해 암반에서도 용이하게 시트 파일(50)이 압입될 수 있다.

특수부(55)는 일회용 또는 다회용으로 사용될 수 있는데, 이러한 시트 파일(50)을 본 발명에 따른 암반에서 압입이 용이한 시트 파일 압입 장치(100)로 지반에 압입하는 방법을 살펴본다.

먼저, 특수부(55)는 일회용으로 사용되는 경우를 살펴본다. 본 발명에 따른 시트 파일 압입 장치(100)로 시트 파일(50)을 지반에 압입하는 것으로, 시트 파일(50)의 압입 공정이 수행될 수 있다. 즉, 시트 파일(50)의 압입으로, 특수부(55)가 지반에 묻히게 된다.

이 때, 본 발명에 따른 시트 파일 압입 장치(100)와 시트 파일(50)의 특수부(55)로 인해, 시트 파일(50)의 압입이 용이하게 이루어질 수 있다. 그리고 특수부(55)가 일회용이기 때문에, 종래 기술에서와 같이, 시트 파일(50)을 다시 인발한 뒤, 특수부(55)를 제거하고, 다시 시트 파일(50)을 압입하는 것과 같은 번거로운 공정은 필요 없게 된다.

다음으로, 특수부(55)는 다회용으로 사용되는 경우를 살펴본다. 이 경우는, 종래 기술에 기재된 시트 파일과 일부 유사하지만, 본 발명에 따른 시트 파일 압입 장치(100)로 시트 파일(50)을 압입하는 것이다. 즉, 시트 파일 압입 장치(100)로 시트 파일(50)을 압입한 후, 시트 파일(50)을 다시 인발하여 특수부(55)를 제거한다. 그리고 특수부(55)가 제거된 시트 파일(50)을 시트 파일 압입 장치(100)로 다시 압입한다.

이 때, 본 발명에 따른 시트 파일 압입 장치(100)와 시트 파일(50)의 특수부(55)로 인해, 시트 파일(50)의 압입이 용이하게 이루어질 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 암반에서 압입이 용이한 시트 파일 압입 장치는 전술한 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 중심 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 이는 본원발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

100; 시트 파일 압입 장치
10; 바이브로 해머
20; 타격 해머
30; 파지부
40; 크레인
50; 시트 파일
55; 특수부

Claims (2)

1. 천공 및 철강재 압입을 위해 구비되는 크레인에 설치되는 압입 장치에 있어서,
   상기 크레인에 연결되고, 상하 진동 구동되는 바이브로 해머(vibro hammer)와;
   상기 바이브로 해머 하부에 연결되고, 공압 또는 유압을 통해 상하 진동 구동되는 타격 해머와;
   상기 타격 해머 하부에 연결되고, 시트 파일이 파지되는 파지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 암반용 천공 및 철강재 압입 장치.
2. 전술한 청구항 1항에 기재된 암반용 천공 및 철강재 압입 장치를 이용하여 암반에 천공을 하거나 철강재를 압입하는 암반용 천공 및 철강재 압입 방법.

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