KR20130047235A - 파일 자동 압입 시스템 및 이를 이용한 파일 시공방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파일을 절단하지 않고, 원래의 길이를 유지한 상태에서 지속적으로 압입할 수 있는 파일 자동 압입 시스템 및 이를 이용한 파일 시공방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 파일 자동 압입 시스템은 본 발명에 따른 파일 자동 압입 시스템은 파일이 삽입될 수 있는 삽입공이 형성된 지지체에 하단이 고정되고 상방으로 소정길이 연장되는 서포트유닛과, 상기 서포트유닛에 고정되며, 상기 파일이 통과할 수 있도록 제1 관통부가 형성되어 있는 메인지지유닛과, 상기 메인지지유닛의 상부 또는 하부에 설치되며, 상기 파일이 관통하는 제2 관통부가 마련되되, 상기 관통부를 통과하는 파일을 잡거나 놓음으로써 상기 파일과 고정 또는 분리되는 클램핑유닛과, 일단과 타단이 상기 메인지지유닛과 상기 클램핑유닛에 각각 지지되도록 설치되어 상기 클램핑유닛이 상기 메인지지유닛에 대하여 상하방향으로 승하강 되게 하는 압입액추에이터를 구비한다.
본 발명에 따른 파일 자동 압입 시스템 및 이를 이용한 파일 시공방법은 보강파일의 길이에 제한이 없으므로 보강파일을 절단하지 않고 삽입할 수 있어 파일의 연결을 위한 용접시간을 최소화할 수 있고, 파일 압입 시공의 자동화가 가능한 이점이 있다.

Description

파일 자동 압입 시스템 및 이를 이용한 파일 시공방법 {AUTOMATIC PILE PRESSING SYSTEM AND PILE PRESSING METHOD USING THAT}
본 발명은 파일 자동 압입 시스템 및 이를 이용한 파일 시공방법에 관한 것으로서, 파일을 절단하지 않고, 원래의 길이를 유지한 상태에서 지속적으로 압입할 수 있는 파일 자동 압입 시스템 및 이를 이용한 파일 시공방법에 관한 것이다.
연약지반의 보강 또는 구조물의 기초 보강을 위해 주로 사용되는 공법 중 하나가 보강파일을 지반에 삽입하는 방법이다.
보강파일을 삽입하는 방법은 소정 직경의 파일을 항타기를 이용해 타격하여 지중으로 삽입하는 타격식 삽입방법과 유압잭을 이용해 파일을 압입하는 방법이 주로 이용된다.
종래의 유압잭을 이용한 파일 압입장치는 지지면에 고정되고 상바으로 연장되는 반력체와, 상기 반력체의 상단에 고정되는 고정판과, 이 고정판에 설치되어 파일을 하방으로 압입하는 유압잭으로 이루어지는 경우가 대부분이었으며, 이 경우 압입되는 파일을 상기 지지면과 유압잭이 최상단으로 상승한 높이 사이의 길이로 절단하여 먼저 압입된 파일의 상단에 새로 압입할 파일을 용접 결합한 후 파일을 연속적으로 압입 시공하는 형태로 파일 시공이 이루어졌다.
그런데 이와 같은 종래의 파일 압입 장치 또는 압입방법은 시공되는 파일의 길이가 유압잭과 지지면 사이의 거리 이내로 제한되기 때문에 소정 길이로 파일을 절단한 후 다시 이를 용접을 통해 연결해야 하므로 압입 공정이 복잡해지고 파일의 용접에 따른 시공 시간이 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 보강파일을 절단하지 않고 연속적으로 압입할 수 있으며, 자동으로 파일의 압입 시공이 이루어질 수 있는 파일 자동 압입 시스템 및 이를 이용한 파일 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파일 자동 압입 시스템은 파일이 삽입될 수 있는 삽입공이 형성된 지지체에 하단이 고정되고 상방으로 소정길이 연장되는 서포트유닛과, 상기 서포트유닛에 고정되며, 상기 파일이 통과할 수 있도록 제1 관통부가 형성되어 있는 메인지지유닛과, 상기 메인지지유닛의 상부 또는 하부에 설치되며, 상기 파일이 관통하는 제2 관통부가 마련되되, 상기 관통부를 통과하는 파일을 잡거나 놓음으로써 상기 파일과 고정 또는 분리되는 클램핑유닛과, 일단과 타단이 상기 메인지지유닛과 상기 클램핑유닛에 각각 지지되도록 설치되어 상기 클램핑유닛이 상기 메인지지유닛에 대하여 상하방향으로 승하강 되게 하는 압입액추에이터를 구비한다.
상기 메인지지유닛은 상기 제1 관통부를 통과하는 파일이 상기 메인지지유닛에 고정 또는 분리될 수 있도록 상기 파일을 잡거나 놓을 수 있도록 형성되고, 상기 메인지지유닛과 클램핑유닛은 각각 상기 파일의 일측을 지지하도록 제1 지지홈이 형성되어 있는 고정부와, 상기 고정부에 회동 또는 슬라이딩 가능하게 설치되며 상기 제1 지지홈과 함께 상기 제2 관통부를 형성하는 제2 지지홈이 형성되어 있는 가동부와, 상기 가동부가 상기 고정부에 인접하거나 멀어지도록 회동 또는 슬라이딩 구동시키는 가동액추에이터를 구비하는 것이 바람직하다.
아울러 상기 고정부는 상기 제1 지지홈이 형성되어 있는 고정바디와, 상기 고정바디의 일측으로부터 연장되고 상기 가동부가 슬라이딩 될 수 있도록 상기 가동부의 이동을 가이드하는 테두리부재를 포함하고, 상기 가동액추에이터는 상기 테두리부재에 설치되어 상기 가동부를 상기 테두리부재를 따라 진퇴구동시키도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 압입액추에이터와 상기 가동액추에이터는 각각 복동식 유압실린더가 적용되며, 상기 압입액추에이터와 가동액추에이터에 유압을 공급하기 위한 유압탱크와, 상기 유압탱크의 작동유를 펌핑하기 위한 유압펌프와, 상기 유압펌프를 통해 펌핑된 작동유를 상기 압입액추에이터와 가동액추에이터에 공급하는 오일순환관을 포함하는 유압공급부와, 상기 오일순환관에 설치되어 상기 압입액추에이터와 가동액추에이터에 공급되는 유압의 공급경로를 단속하기 위한 컨트롤밸브와, 상기 컨트롤밸브의 구동을 단속하도록 상기 컨트롤밸브에 구동신호를 송출하는 컨트롤러를 포함하는 제어부를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 파일 자동 압입 시스템을 이용한 파일 시공방법은 파일이 삽입되는 삽입공이 형성된 지지체에 고정된 서포트유닛에 고정 설치되는 메인지지유닛과, 상기 메인지지유닛의 상부 또는 하부에 지지된 압입액추에이터를 통해 상하로 승강 가능하게 설치되며 상기 파일을 잡거나 놓을 수 있도록 된 클램핑유닛을 포함하는 파일 자동 압입 시스템에 있어서, 상기 메인지지유닛의 제1 관통부와 상기 클램핑유닛의 제2 관통부를 통과하도록 상기 파일을 설치하는 파일 설치단계와, 상기 클램핑유닛이 상기 지지체로부터 상방으로 멀리 이격되어 있는 상태에서 상기 클램핑유닛이 상기 파일을 파지하여 파일을 고정하는 1차 파일 고정단계와, 상기 클램핑유닛과 파일이 고정된 후 상기 압입액추에이터의 구동을 통해 상기 클램핑유닛을 하방으로 하강시켜 상기 파일을 하방으로 압입하는 파일 압입단계와, 상기 클램핑유닛에 고정된 파일의 고정상태를 해제하는 1차 고정해제단계와, 상기 파일의 고정 해제 후 상기 압입액추에이터를 구동하여 상기 클램핑유닛을 상방으로 상승시키는 클램핑유닛 상승단계를 구비한다.
상기 메인지지유닛은 상기 클램핑유닛과 함께 상기 파일을 잡거나 놓아 상기 파일에 고정 또는 분리 가능하도록 형성되고, 상기 파일 압입단계 진행 후 상기 메인지지유닛이 상기 제1 관통부를 통과하는 파일을 파지하여 상기 파일을 상기 메인지지유닛에 고정하는 2차 파일 고정단계와, 상기 클램핑유닛의 상승단계에서 클램핑유닛이 상승한 후 상기 메인지지유닛에 고정된 파일의 고정상태를 해제하는 2차 고정해제단계를 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 파일 자동 압입 시스템 및 이를 이용한 파일 시공방법은 보강파일의 길이에 제한이 없으므로 보강파일을 절단하지 않고 삽입할 수 있어 파일의 연결을 위한 용접시간을 최소화할 수 있고, 파일 압입 시공의 자동화가 가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 파일 자동 압입 시스템의 일 실시예를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 파일 자동 압입 시스템의 상부서포트유닛을 도시한 부분발췌 사시도,
도 3은 도 2의 파일 자동 압입 시스템의 하부서포트유닛을 도시한 부분발췌 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 파일 자동 압입 시스템을 이용한 파일 시공방법 중 파일 장착단계를 도시한 단면도,
도 5는 파일 자동 압입 시스템을 이용한 파일 시공방법 중 파일 압입단계를 도시한 단면도,
도 6은 하부서포트유닛 상승단계를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 파일 자동 압입 시스템 및 이를 이용한 파일 시공방법을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 4에는 본 발명에 따른 파일 자동 압입 시스템(100)의 제1 실시예가 도시되어 있다.
본 실시예의 파일 자동 압입 시스템(100)은 삽입공(11)이 형성되어 있는 지지체(10)에 하단이 고정되어 있는 서포트유닛(110)과, 상기 서포트유닛(110)에 고정되는 메인지지유닛(120)과, 메인지지유닛(120)의 하부에 설치되는 클램핑유닛(130)과, 메인지지유닛(120)에 설치되고 클램핑유닛(130)을 상하방향으로 승하강 시키는 압입액추에이터(150)를 포함한다.
지지체(10)는 서포트유닛(110)이 설치될 수 있는 지지물로서 파일(20)을 시공할 수 있도록 삽입공(11)이 형성되고, 기초를 보강하는 대상 구조물이 지지체(10)의 역할을 하게 된다.
상기 서포트유닛(110)은 후술하는 메인지지유닛(120)을 지지체(10)에 대하여 고정 및 지지하기 위한 것으로 상기 삽입공(11)의 주변에 형성되어 있는 체결공을 통해 상기 지지체(10)의 하방으로 연장되어 있는 다수개의 서포트로드(111)와, 상기 서포트로드(111)의 하단에 형성되어 있는 앵커(112)를 포함한다.
상기 앵커(112)가 지지체(10)에 매립되거나 상기 지지체(10)를 관통한 후 콘크리트몰탈을 타설하여 지지체(10)에 고정됨으로써 서포트로드(111)가 상기 지지체(10)에 고정되며, 서포트로드(111)는 상방으로 소정길이 연장되고, 상호 소정간격 이격 설치된다.
본 실시예에서는 복수개의 서포트로드(111)로 서포트유닛(110)이 구성되어 있으나, 이와는 달리 벽체 형태로 형성될 수도 있으며, 메인지지유닛(120)을 지지체(10)로부터 상방으로 소정거리 이격된 상태로 안정적으로 지지할 수만 있다면 서포트유닛(110)은 본 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 구현될 수 있다.
상기 메인지지유닛(120)은 서포트로드(111)의 상단에 고정설치되는데, 상기 서포트로드(111)의 상단에는 메인지지유닛(120)의 결합홀을 통해 상방으로 돌출되는 돌출부(113)가 형성되며, 이 돌출부(113)의 하부에 상기 메인지지유닛(120)이 하방으로 하강하는 것을 방지하기 위한 스토퍼(미도시)가 형성되어 있어서 상기 메인지지유닛(120)이 서포트로드(111)에 고정된다. 상기 메인지지유닛(120)의 상부로 돌출된 돌출부(113)에는 고정너트(114)가 결합되어 상기 메인지지유닛(120)이 서포트로드(111)의 상부로 이탈하는 것을 차단하게 됨으로써 메인지지유닛(120)이 서포트로드(111)의 상단에 고정된다.
메인지지유닛(120)에는 파일(20)이 통과할 수 있는 제1 관통부(121)가 메인지지유닛(120)의 상하면을 관통하도록 형성되어 있고, 메인지지유닛(120)의 양측 가장자리에는 후술하는 압입액추에이터(150)를 설치하기 위한 지지판(122)이 외측으로 돌출되게 형성되어 있다.
상기 압입액추에이터(150)는 유압실린더가 적용되었는데, 실린더바디(151)는 상기 지지판(122)에 고정되어 있고 실린더바디(151)로부터 인출되는 인출로드(152)는 하방으로 인출이 가능하게 형성되어 있다.
본 실시예에서는 상기 압입액추에이터(150)가 두 개가 설치되는 것으로 도시되어 있으나 상기 압입액추에이터(150)는 하나 또는 세 개 이상이 설치될 수도 있다.
상기 클램핑유닛(130)은 압입액추에이터(150)에 의해 메인지지유닛(120)의 하부에서 상하방향으로 승강 가능하도록 설치된다.
클램핑유닛(130)은 제1 지지홈(133)이 형성되어 있는 고정부(131)와, 상기 고정부(131)의 일측에 형성되는 가동부(139)와, 상기 가동부(139)를 슬라이딩 구동시키는 가동액추에이터(142)를 포함한다.
고정부(131)는 제1 지지홈(133)이 형성되어 있는 고정바디(132)와, 상기 고정바디(132)의 일측으로부터 연장되는 테두리부재(135)를 포함하는데, 제1 지지홈(133)은 파일(20)이 관통할 수 있는 제2 관통부를 형성하기 위한 것으로 파일(20)의 반경에 대응하는 반경으로 인입되어 있으며, 내주면에는 파일(20)을 파지할 때 파일(20)의 파지가 용이하도록 내측으로 돌출되어 있는 다수의 파지돌기(134)들이 내주면의 원주방향을 따라 소정간격 이격되도록 형성되어 있다.
상기 테두리부재(135)는 제1 지지홈(133)이 형성되어 있는 고정부(131)의 일측 양 가장자리로부터 나란하게 연장되어 있는 가이드로드(136)와, 상기 가이드로드(136)의 단부를 상호 연결하는 연결로드(138)를 포함하는데, 각각의 가이드로드(136)의 내주면에는 길이방향을 따라 연장되고 소정깊이 인입되어 있는 가이드홈(137)이 형성되어 있다.
상기 가동부(139)는 상기 가이드로드(136)에 슬라이딩 가능하게 설치되는데, 양측면에 상기 가이드홈(137)으로 인입되는 가이드돌기(140)가 형성되어 있고, 제1 지지홈(133)과 마주보는 일측에는 제1 지지홈(133)과 대응하는 제2 지지홈(141)이 형성되어 있다. 상기 제2 지지홈(141)은 제1 지지홈(133)과 함께 제2 관통부를 형성하게 되며, 제1 지지홈(133)과 마찬가지로 내주면에 파지돌기(134)들이 형성되어 있다.
상기 가동액추에이터(142)는 상기 연결로드(138)에 설치되어 있으며, 가동부(139)와 연결되어 가동부(139)를 가이드로드(136)의 길이방향을 따라 진퇴 구동시킨다. 따라서 가동액추에이터(142)의 구동에 의해 상기 가동부(139)가 전진하면 가동부(139)가 고정바디(132)와 인접한 방향으로 진행하게 되고, 가동부(139)가 후퇴하면 고정바디(132)로부터 멀어지게 된다.
상기 클램핑유닛(130)은 상기 가동액추에이터(142)의 구동에 의해 시공되는 파일(20)과 고정 또는 분리가 이루어지게 되는데, 가동액추에이터(142)에 의해 가동부(139)가 고정바디(132) 측으로 전진하면서 제2 관통부를 통과하는 파일(20)의 외주면을 가압하여 파일(20)이 클램핑유닛(130)에 고정되고, 반대로 가동부(139)가 고정바디(132)로부터 멀어지도록 후퇴하면 가동부(139)가 파일(20)로부터 멀어지면서 파일(20)과 클램핑유닛(130)의 고정이 해제된다.
도 3 및 도 4를 참조하여 본 실시예의 파일 자동 압입 시스템(100)을 이용한 파일(20) 시공방법을 설명한다.
먼저 압입액추에이터(150)의 인출로드(152)가 실린더바디(151)에 입입되게 하여 클램핑유닛(130)이 지지체(10)로부터 상방으로 이격되어 있게 하고 상기 가동부(139)가 고정바디(132)로부터 이격되어 제2 관통부의 직경을 확장시킨 상태에서 시공할 파일(20)을 파일 자동 압입 시스템(100)에 장착한다.(파일 설치단계)
이후, 가동액추에이터(142)를 구동하여 가동부(139)를 고정바디(132)측으로 전진시켜 파일(20)을 클램핑유닛(130)에 고정되게 하고(파일 고정단계), 압입액추에이터(150)를 구동하여 파일(20)이 고정된 상태의 클램핑유닛(130)을 하방으로 하강시킨다. 상기 파일(20)은 클램핑유닛(130)에 고정되어 있기 때문에 클램핑유닛(130)과 함께 하강하게 되며, 하단부는 지면으로 삽입이 이루어지게 된다.(파일 압입단계)
클램핑유닛(130)의 하강 후 상기 가동액추에이터(142)를 통해 가동부(139)가 고정바디(132)로부터 멀어지도록 후퇴시킴으로써 클램핑유닛(130)에 대한 파일(20)의 고정을 해제하고(고정해제단계), 파일(20)이 분리된 상태의 클램핑유닛(130)이 다시 상승하도록 압입액추에이터(150)를 구동시킨다(클램핑유닛 상승단계).
클램핑유닛(130)이 상승한 후에는 상기 파일 설치단계를 제외한 나머지 과정을 반복하면서 파일(20)을 연속적으로 압입하게 되며, 파일(20)이 연약지반을 통과해 경질지반에 압입될때까지 파일(20)의 압입 작업을 진행하게 된다. 아울러 연약지반의 깊이가 파일(20)의 길이보다 길 때에는 압입된 파일(20)의 상부에 새로운 파일(20)을 용접 결합한 후 상기 과정을 반복하여 파일(20)을 압입 시공한다.
도 5 내지 도 7에는 파일 자동 압입 시스템(200)의 제2 실시예가 도시되어 있다.
본 실시예의 파일 자동 압입 시스템(200)은 클램핑유닛(130)이 메인지지유닛(120)의 상부에서 상하방향으로 승강하면서 파일(20)을 삽입할 수 있도록 되어 있다.
본 실시예의 경우 압입액추에이터(150)의 실린더본체가 메인지지유닛(120)의 상면에 지지되어 있고, 인출로드(152)는 상방으로 인출이 이루어지게 형성되어 있다.
상기 클램핑유닛(130)은 제1 실시예와 마찬가지로 고정부(131)에 가동액추에이터(142)를 통해 가동부(139)가 슬라이딩 가능하게 형성되어 파일(20)을 잡거나 놓을 수 있도록 형성되어 있어서 파일(20)과 고정 또는 분리 가능하다.
본 실시예는 클램핑유닛(130)이 메인지지유닛(120)의 상부에 형성되어 있다는 것을 제외하면 서포트유닛(110)에 메인지지유닛(120)이 고정되고, 메인지지유닛(120)에 설치된 압입액추에이터(150)에 의해 파일(20)을 잡거나 놓을 수 있도록 된 클램핑유닛(130)이 상하로 승강 가능하게 설치된다는 점에서 구성이 동일하므로 나머지 구성요소에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.
도 6 및 도 7을 참조하여 본 실시예의 파일 자동 압입 시스템(200)의 파일(20) 시공 과정을 설명한다.
먼저 시공할 파일(20)을 클램핑유닛(130)의 제2 관통부와 메인지지유닛(120)의 제1 관통부(121)를 관통하도록 파일 자동 압입 시스템(200)에 설치한다.(파일 설치단계)
클램핑유닛(130)의 가동부(139)가 고정바디(132)로부터 멀어지는 방향으로 후퇴한 상태에서 클램핑유닛(130)이 상승하도록 압입액추에이터(150)의 인출로드(152)가 실린더바디(151)로부터 인출되게 한 후, 가동액추에이터(142)를 통해 가동부(139)를 고정바디(132)측으로 전진시켜 클램핑유닛(130)이 파일(20)을 파지하여 고정이 이루어지게 한다.(파일 고정단계)
파일(20)이 클램핑유닛(130)에 고정되면 압입액추에이터(150)의 인출로드(152)가 실린더바디(151)로 인입되도록 구동하여 상기 클램핑유닛(130)과 파일(20)을 하방으로 하강시킨다.(파일 압입단계)
클램핑유닛(130)이 하강한 후에는 가동액추에이터(142)를 통해 가동부(139)를 후퇴시켜 클램핑유닛(130)에 대한 파일(20)의 고정을 해제하고(고정해제단계), 다시 상기 압입액추에이터(150)를 구동하여 클램핑유닛(130)을 상방으로 상승시킨다(클램핑유닛 상승단계).
제1 실시예와 제2 실시예 모두 클램핑유닛(130)이 파일(20)과 고정되게 한 후 압입액추에이터(150)의 구동을 통해 클램핑유닛(130)을 하강시켜 파일(20)을 압입한 후 클램핑유닛(130)이 파일(20)과 분리되게 한 다음 클램핑유닛(130)을 상승시키는 과정을 통해 파일(20)을 연속적으로 압입한다는 점에서 파일(20)의 시공방법의 유사하다.
다만 상기 클램핑유닛(130)이 파일(20)과 고정된 상태에서 하강할 때 압입액추에이터(150)가 큰 힘을 내야 하므로 클램핑유닛(130)이 하강할 때 인출로드(152)가 실린더바디(151)로부터 인출되는 형태인 제1 실시예가 제2 실시예보다 유압의 힘을 더 크게 이용할 수 있다는 점에서 더 바람직한 형태이지만 상기 파일(20)의 압입 시공이 이루어지는 지형이나 기타 환경 조건에 따라 제1 실시예 또는 제2 실시예의 형태를 선택적으로 적용할 수 있다.
아울러 도 8에는 상기 제1 실시예와 제2 실시예의 가동액추에이터(142)와 압입액추에이터(150)에 유압을 공급하는 유압공급부(160)와 제어부(170)가 도시되어 있다.
유압공급부(160)는 가동액추에이터(142)와 압입액추에이터(150)에 공급되는 작동유를 저장하는 유압탱크(161)와, 유압탱크(161)와 가동액추에이터(142), 압입액추에이터(150)의 작동유의 순환이 가능하도록 연결하는 오일순환관(162)과, 유압탱크(161)의 작동유를 펌핑하기 위한 유압펌프(163)를 포함한다.
상기 제어부(170)는 오일순환관(162)에 설치되어 작동유의 공급경로를 단속하기 위한 컨트롤밸브(171)와, 컨트롤밸브(171)의 구동을 단속하는 컨트롤러(172)를 구비하는데, 컨트롤밸브(171)는 솔레노이드밸브 형태의 2포트 2위치 밸브이고, 컨트롤러(172)에 의해 단속 신호가 인가되면 컨트롤밸브(171)가 구동하여 상기 압입실린더나 가동실린더의 인출로드(152)가 인출 또는 인입되는 방향으로 유압이 공급되게 공급경로를 조절하게 된다.
상기 컨트롤러(172)는 상기 압입액추에이터(150)와 가동액추에이터(142)에 공급되는 유압의 공급 순서가 저장되어 있어서, 파일(20)의 설치 후 자동으로 파일(20)을 압입하는 과정을 반복하도록 하는 것이 바람직하다.
도 9 내지 도 13에는 파일 자동 압입 시스템(300)의 제3 실시예가 도시되어 있다.
본 실시예의 파일 자동 압입 시스템(300)은 서포트유닛(110)의 상부에 메인지지유닛(310)이 고정 설치되어 있고, 상기 메인지지유닛(310)의 하부에 클램핑유닛(320)이 압입액추에이터(330)에 의해 상하로 승강 가능하게 설치되어 있다.
본 실시예의 경우 메인지지유닛(310)과 클램핑유닛(320)이 모두 사각틀 형태의 테두리부재(311,321)와, 상기 테두리부재(311,321)의 일측에 형성되어 있는 제1 지지홈(313,323)을 갖는 고정부(312,322)와, 상기 테두리부재(311,321)의 타측에 고정부(312,322)를 향해 진퇴 가능하게 설치되고 제2 지지홈(315,325)을 갖는 가동부(314,324)와, 상기 테두리부재(311,321)에 설치되어 가동부(314,324)를 진퇴 구동시키는 가동액추에이터(316,326)를 포함하도록 되어 있다.
메인지지유닛(310)의 테두리부재(311)는 서포트로드(111)의 상단에 고정되어 있고, 클램핑유닛(320)의 테두리부재(321)는 서포트로드(111)가 관통하도록 이동홀이 마련되어 있어서 클램핑유닛(320)이 서포트로드(111)를 따라 상하로 승강 가능하게 형성되어 있다.
고정부(312,322)는 각 테두리부재(311,321)의 일측에 고정되어 있고, 제1 지지홈(313,323)이 형성되어 있으며, 상기 가동부(314,324)는 제1 지지홈(313,323)에 대응하는 제2 지지홈(315,325)이 형성되어 있고, 테두리부재(311,321)에 고정부(312,322)를 향해 진퇴 가능하도록 설치되어 있다.
아울러 상기 가동액추에이터(316,326)는 테두리부재(311,321)에 설치되어 가동부(314,324)를 진퇴구동시키는데, 앞선 실시예와 마찬가지로 가동부(314,324)를 진퇴시킴에 따라 제1, 제2 지지홈(313,323)(315,325)에 의해 형성되는 관통부를 통과하는 파일(20)을 잡거나 놓을 수 있게 되어 있다.
본 실시예의 경우 메인지지유닛(310)과 클램핑유닛(320)에 각각 별개로 구동하는 가동액추에이터(316,326)가 마련되고 압입액추에이터(330)도 별도로 유압을 공급받도록 되어 있기 때문에 도 13에 도시되어 있는 것처럼 각각의 가동액추에이터(316,326)와 압입액추에이터(330)에 공급되는 유압을 단속하기 위한 세 개의 컨크롤밸브(171)가 마련되고, 이 컨크롤밸브(171)와 유압펌프(163)의 구동을 단속하기 위한 컨트롤러(172)가 마련되어 있다. 상기 컨트롤러(172)는 구동신호를 인가하면 상기 컨크롤밸브(171)들에 신호를 보내 가동액추에이터(316,326)와 압입액추에이터(330)가 설정된 순서에 따라 반복적으로 가동되게 함으로써 파일(20)의 압입 시공이 자동으로 진행되도록 한다.
본 실시예의 파일 자동 압입 시스템(300)에 의한 파일 시공방법은 다음과 같은 단계들로 이루어진다.
먼저 메인지지유닛(310)과 클램핑유닛(320)의 가동부(314,324)가 모두 고정부(312,322)로부터 후퇴되어 있는 상태에서 시공할 파일(20)을 메인지지유닛(310)과 클램핑유닛(320)을 통과하도록 장착한다(파일 설치단계).
상기 클램핑유닛(320)이 압입액추에이터(330)에 의해 상승되어 있는 상태에서 클램핑유닛(320)의 가동부(324)를 전진하여 클램핑유닛(320)에 파일(20)을 고정한다(1차 파일 고정단계)
클램핑유닛(320)에 파일(20)을 고정한 후에는 상기 압입액추에이터(330)를 구동하여 인출로드(332)가 실린더바디(331)로부터 인출되게 함으로써 클램핑유닛(320)과 파일(20)을 하방으로 하강시키며, 이 과정 중 파일(20)이 지중으로 압입된다(파일 압입단계).
클램핑유닛(320)이 하강한 후에는 상기 메인지지유닛(310)의 가동부(314)가 전진하도록 가동액추에이터(316)를 구동하여 파일(20)을 메인지지유닛(310)에 고정하고(2차 파일 고정단계), 상기 클램핑유닛(320)의 가동액추에이터(326)를 구동해 가동부(324)를 후퇴시켜 클램핑유닛(320)과 파일(20)의 고정을 해제한다(1차 고정해제단계).
이후, 상기 압입액추에이터(330)의 인출로드(332)를 당겨 클램핑유닛(320)을 상방으로 상승시키는데, 클램핑유닛(320)과 파일(20)의 고정이 해제되어 있기 때문에 파일(20)은 압입된 상태로 유지되고 클램핑유닛(320)만 상방으로 상승한다(클램핑유닛(320) 상승단계).
클램핑유닛(320)이 상승한 뒤 상기 클램핑유닛(320)의 가동부(324)를 전진시켜 클램핑유닛(320)과 파일(20)을 다시 고정한 후, 상기 메인지지유닛(310)의 가동부(314)를 후퇴시켜 메인지지유닛(310)과 파일(20)의 고정을 해제한다(2차 고정해제단계).
이후에는 상기 압입액추에이터(330)를 구동해 다시 클램핑유닛(320)을 하강시키는 일련의 과정을 반복하여 파일(20)을 연속적으로 하방으로 압입한다.
본 실시예는 메인지지유닛(310)과 클램핑유닛(320)이 모두 파일(20)과 고정 및 분리가 가능하도록 형성됨으로써 파일(20)의 연속시공이 가능하며, 특히 파일(20)의 압입과정에서 지지체(10)를 상방으로 인상시킬 때 클램핑유닛(320)이 상승하는 동안 메인지지유닛(310)이 파일(20)과 고정됨으로써 인상된 지지체(10)의 인상상태를 유지시킬 수 있다. 따라서 본 실시예의 경우 파일(20)의 압입 뿐 아니라 구조물의 인상작업시에도 용이하게 적용할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100,200; 파일 자동 압입 시스템
110; 서포트유닛
111; 서포트로드 112; 앵커
120; 메인지지유닛
130; 클램핑유닛
131; 고정부 139; 가동부
142; 가동액추에이터
150; 압입액추에이터
160; 유압공급부
170; 제어부
300; 파일 자동 압입 시스템
310; 메인지지유닛
320; 클램핑유닛
330; 압입액추에이터

Claims (7)

  1. 파일이 삽입될 수 있는 삽입공이 형성된 지지체에 하단이 고정되고 상방으로 소정길이 연장되는 서포트유닛과;
    상기 서포트유닛에 고정되며, 상기 파일이 통과할 수 있도록 제1 관통부가 형성되어 있는 메인지지유닛과;
    상기 메인지지유닛의 상부 또는 하부에 설치되며, 상기 파일이 관통하는 제2 관통부가 마련되되, 상기 관통부를 통과하는 파일을 잡거나 놓음으로써 상기 파일과 고정 또는 분리되는 클램핑유닛과;
    일단과 타단이 상기 메인지지유닛과 상기 클램핑유닛에 각각 지지되도록 설치되어 상기 클램핑유닛이 상기 메인지지유닛에 대하여 상하방향으로 승하강 되게 하는 압입액추에이터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 파일 자동 압입 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 클램핑유닛은 상기 파일의 일측을 지지하도록 제1 지지홈이 형성되어 있는 고정부와,
    상기 고정부에 회동 또는 슬라이딩 가능하게 설치되며 상기 제1 지지홈과 함께 상기 제2 관통부를 형성하는 제2 지지홈이 형성되어 있는 가동부와,
    상기 가동부가 상기 고정부에 인접하거나 멀어지도록 회동 또는 슬라이딩 구동시키는 가동액추에이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 파일 자동 압입 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 메인지지유닛은 상기 제1 관통부를 통과하는 파일이 상기 메인지지유닛에 고정 또는 분리될 수 있도록 상기 파일을 잡거나 놓을 수 있도록 형성되고,
    상기 메인지지유닛과 클램핑유닛은 각각 상기 파일의 일측을 지지하도록 제1 지지홈이 형성되어 있는 고정부와,
    상기 고정부에 회동 또는 슬라이딩 가능하게 설치되며 상기 제1 지지홈과 함께 상기 제2 관통부를 형성하는 제2 지지홈이 형성되어 있는 가동부와,
    상기 가동부가 상기 고정부에 인접하거나 멀어지도록 회동 또는 슬라이딩 구동시키는 가동액추에이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 파일 자동 압입 시스템.
  4. 제 2항 또는 제 3항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 제1 지지홈이 형성되어 있는 고정바디와, 상기 고정바디의 일측으로부터 연장되고 상기 가동부가 슬라이딩 될 수 있도록 상기 가동부의 이동을 가이드하는 테두리부재를 포함하고,
    상기 가동액추에이터는 상기 테두리부재에 설치되어 상기 가동부를 상기 테두리부재를 따라 진퇴구동시키도록 형성된 것을 특징으로 하는 파일 자동 압입 시스템.
  5. 제 2항 또는 제 3항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,
    상기 압입액추에이터와 상기 가동액추에이터는 각각 복동식 유압실린더가 적용되며,
    상기 압입액추에이터와 가동액추에이터에 유압을 공급하기 위한 유압탱크와, 상기 유압탱크의 작동유를 펌핑하기 위한 유압펌프와, 상기 유압펌프를 통해 펌핑된 작동유를 상기 압입액추에이터와 가동액추에이터에 공급하는 오일순환관을 포함하는 유압공급부와,
    상기 오일순환관에 설치되어 상기 압입액추에이터와 가동액추에이터에 공급되는 유압의 공급경로를 단속하기 위한 컨트롤밸브와, 상기 컨트롤밸브의 구동을 단속하도록 상기 컨트롤밸브에 구동신호를 송출하는 컨트롤러를 포함하는 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 파일 자동 압입 시스템.
  6. 파일이 삽입되는 삽입공이 형성된 지지체에 고정된 서포트유닛에 고정 설치되는 메인지지유닛과, 상기 메인지지유닛의 상부 또는 하부에 지지된 압입액추에이터를 통해 상하로 승강 가능하게 설치되며 상기 파일을 잡거나 놓을 수 있도록 된 클램핑유닛을 포함하는 파일 자동 압입 시스템에 있어서,
    상기 메인지지유닛의 제1 관통부와 상기 클램핑유닛의 제2 관통부를 통과하도록 상기 파일을 설치하는 파일 설치단계와;
    상기 클램핑유닛이 상기 지지체로부터 상방으로 멀리 이격되어 있는 상태에서 상기 클램핑유닛이 상기 파일을 파지하여 파일을 고정하는 1차 파일 고정단계와;
    상기 클램핑유닛과 파일이 고정된 후 상기 압입액추에이터의 구동을 통해 상기 클램핑유닛을 하방으로 하강시켜 상기 파일을 하방으로 압입하는 파일 압입단계와;
    상기 클램핑유닛에 고정된 파일의 고정상태를 해제하는 1차 고정해제단계와;
    상기 파일의 고정 해제 후 상기 압입액추에이터를 구동하여 상기 클램핑유닛을 상방으로 상승시키는 클램핑유닛 상승단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 파일 자동 압입 시스템을 이용한 파일 시공방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 메인지지유닛은 상기 클램핑유닛과 함께 상기 파일을 잡거나 놓아 상기 파일에 고정 또는 분리 가능하도록 형성되고,
    상기 파일 압입단계 진행 후 상기 메인지지유닛이 상기 제1 관통부를 통과하는 파일을 파지하여 상기 파일을 상기 메인지지유닛에 고정하는 2차 파일 고정단계와,
    상기 클램핑유닛의 상승단계에서 클램핑유닛이 상승한 후 상기 메인지지유닛에 고정된 파일의 고정상태를 해제하는 2차 고정해제단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 파일 자동 압입 시스템을 이용한 파일 시공방법.
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