KR20140052629A

KR20140052629A - 해머비트 및 이를 이용한 시공방법

Info

Publication number: KR20140052629A
Application number: KR1020120118967A
Authority: KR
Inventors: 이광익; 이수영
Original assignee: 이광익; 이수영; 주식회사 다산이엔지; 주식회사 펜타지오텍
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2014-05-07
Also published as: KR101465987B1

Abstract

본 발명은 해머비트 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 해머 비트는, 구동수단에 의해 진동 및 회전되는 중공의 가이드 디바이스와; 상기 가이드 디바이스에 승강가능하게 삽입되는 축부를 가지며, 지면을 천공하는 하우징비트와; 상기 하우징비트에 상하의 경사진 방향으로 승강되도록 결합되어, 평상시 하강되어 상기 하우징비트의 하면에 위치되고, 스틸관을 삽입하기 위한 확공 시는 상승되어 상기 하우징비트의 외측으로 돌출되는 하단 윙비트와; 상기 가이드 디바이스에 상하의 경사진 방향으로 승강되도록 결합되어 상기 하우징비트의 승강에 의해 상기 가이드 디바이스에 수용 및 돌출되고, 천공 시는 하강되어 상기 가이드 디바이스의 하면에 위치되고, 천공된 굴착공의 내벽과 스틸관의 외벽 사이에 확공을 위한 이중 확공 시는 상승되어 상기 가이드 디바이스의 외측으로 돌출되는 상단 윙비트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

해머비트 및 이를 이용한 시공방법{HAMMER BIT AND CONSTRUCTION METHOD USING THE SAME}

본 발명은 해머비트 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 굴착공에 스틸관을 매립하면서 굴착을 실시하는 방식에 사용되는 것으로, 스틸관 외측의 지면을 한번 더 확공하여 천공된 굴착공의 내벽과 스틸관의 외벽 사이의 2차 확공으로 형성된 부분에 주입재를 주입함으로써 보다 강한 마찰 지지력으로 스틸관의 지지력을 키울 수 있는 해머비트 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 해머비트는 지열, 지하수 개발, 온천개발, 건축 구조물 기초공사, 터널 보강 공법, 소일 네일링 공법, 가시설 네일링 공법, 파일 공법, 비탈면(사면) 보강공법, 어스 앵커 공법, 부력 앵커 공법 등 다양한 공법 등에 사용되는 굴착용 해머드릴이나, 드릴 롯드에 결합되어 진동 및 회전하면서 시추공을 천공함 과 동시에 원하는 지점에서 정확한 수직도 및 수평도를 유지하며 정밀 확공을 가능케 하는 굴착용 해머비트이다.

이러한 굴착용 해머비트는 그 용도가 지층의 조건에 따라서 각기 다른 규격 및 구조를 갖게 되고, 이와 같은 해머비트의 종류는 크게 직접 굴착방식용 해머비트와 간접 굴착방식용 해머비트로 구별된다.

직접 굴착방식용 해머비트는 지층의 상태가 양호하여 굴착 후 주위의 지반이 무너지지 않는 안전지층에 사용되거나 깊이 굴착하지 않는 방식에 사용되는 것으로, 이때는 별도의 스틸관을 사용하지 않고 굴착용 해머드릴의 하단부에 해머비트를 장착하여 지층을 굴착하게 된다.

간접 굴착방식용 해머비트는 굴착공에 스틸관을 매립하면서 굴착을 실시하는 방식에 사용되는 것으로, 해머드릴에 장착된 해머비트를 스틸관 속으로 삽입하여 해머비트가 스틸관의 하단으로 노출되도록 한 후, 해머비트가 회전하면서 스틸관 지름보다 넓은 구멍을 뚫게 되며, 굴착이 종료되면 해머비트의 회수를 위해 다시 스틸관을 통하여 인양된다.

이러한 종래의 해머비트로서 대한민국특허청 특허등록번호 제10-0871127호에 개시되어 있는 바와 같이, 해머비트가 해머드릴의 하단부에 결합되어 스틸관 내부로 삽입된 후, 진동 및 회전하는 해머드릴로부터 외력을 제공받아 비트하우징(이하에서는 "하우징비트" 라 한다)이 시계방향으로 회동하게 되는데, 이때 다구동비트(이하에서는 "윙비트" 라 한다)가 초기에는 하우징비트의 외경보다 작게 내측으로 접혀 있다가 하우징비트가 지면에 닿게 되면, 지면 접촉과 동시에 윙비트가 펴져서 하우징비트 및 스틸관의 외경보다 넓은 지름을 형성하게 되고, 이 상태로 계속해서 해머드릴로부터 회전력을 제공받으면 원주방향의 지반을 굴착하면서 지하로 파고 들어가게 된다.

또한, 굴착작업이 완료되면 해머비트를 굴착작업의 반대방향(여기서는 반시계방향)으로 회전시켜 윙비트가 원위치 즉 하우징비트의 하부로 이동되도록 하여 해머비트를 수축시킨 후, 상기 스틸관을 통해 해머비트를 인양함으로써 지반의 시추작업이 완료된다.

하지만, 이러한 종래의 해머비트는 천공하고자 하는 구경에 따라 각기 다른 규격의 해머비트를 사용해야 하는 불편함이 있다. 즉, 일반 천공 시는 윙비트가 없는 일반 비트가 장착된 해머비트로 천공작업을 하고, 확공 천공 시는 윙비트가 구비된 해머비트로 교체한 후 천공작업을 해야 하므로 수 배의 작업시간이 소요되고 금전적 손실 및 작업성이 저하되는 단점이 있다.

대한민국특허청 특허등록번호 제10-0871127호

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 하나의 해머비트에 하우징비트와 다수의 윙비트를 구성하여 지반을 굴착할 때 하나의 해머비트로서 천공과 동시에 스틸관을 매립시킬 수 있는 해머비트 및 이를 이용한 시공방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 천공된 굴착공의 내벽과 스틸관의 외벽 사이에 이중의 확공이 가능한 해머비트 및 이를 이용한 시공방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 구동수단에 의해 진동 및 회전되는 중공의 가이드 디바이스와; 상기 가이드 디바이스에 승강가능하게 삽입되는 축부를 가지며, 지면을 천공하는 하우징비트와; 상기 하우징비트에 상하의 경사진 방향으로 승강되도록 결합되어, 평상시 하강되어 상기 하우징비트의 하면에 위치되고, 스틸관을 삽입하기 위한 확공 시는 상승되어 상기 하우징비트의 외측으로 돌출되는 하단 윙비트와; 상기 가이드 디바이스에 상하의 경사진 방향으로 승강되도록 결합되어 상기 하우징비트의 승강에 의해 상기 가이드 디바이스에 수용 및 돌출되고, 천공 시는 하강되어 상기 가이드 디바이스의 하면에 위치되고, 천공된 굴착공의 내벽과 스틸관의 외벽 사이에 확공을 위한 이중 확공 시는 상승되어 상기 가이드 디바이스의 외측으로 돌출되는 상단 윙비트를 포함하는 것을 특징으로 하는 해머비트에 의해 달성된다.

여기서, 상기 가이드 디바이스에 록킹핀이 삽입되어 결합되고, 상기 하우징비트의 축부 외주면에는 록킹핀이 관통되어 결합되는 록킹홈이 단차지게 형성되어, 상기 록킹핀에 의해 하우징비트가 가이드 디바이스에 결합된 상태에서 원주방향으로 회전이 가능하게 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드 디바이스의 내부에는 각각의 걸림턱이 상하로 이격되어 형성되고, 상기 가이드 디바이스에 삽입되는 하우징비트의 축부 외측면에는 상기 가이드 디바이스의 걸림턱과 결합 및 분리되는 다수의 걸림홈이 상하부에 각각 이격 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드 디바이스와 하우징비트에는 서로 연통되는 에어라인이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 상단 윙비트가 상기 가이드 디바이스의 반경방향 외측으로 돌출된 직경은 상기 하단 윙비트가 상기 하우징비트의 반경방향 외측으로 돌출된 직경보다 큰 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적은, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 상기 해머비트의 하우징비트를 가이드 디바이스의 하부로 하강시켜 상단 윙비트를 상기 가이드 디바이스의 하면에 위치시킨 상태에서 상기 가이드 디바이스를 일방향으로 회전시켜 상,하부의 걸림턱을 각각 하우징비트의 상면과 중앙부의 걸림홈에 걸림되게 한 후, 상기 가이드 디바이스에 의해 상기 하우징비트를 일방향으로 회전시켜 스틸관을 삽입하기 위한 확공을 하는 단계와; 스틸관을 삽입하기 위한 확공 후 상기 가이드 디바이스를 반대방향으로 회전시켜 상,하부의 걸림턱을 각각 상기 하우징비트의 상면과 중앙부의 걸림홈에서 해제시킨 상태에서 상기 하우징비트를 상기 가이드 디바이스 내부로 상승시켜 상기 가이드 디바이스의 외측으로 상단 윙비트를 돌출시킨 후, 상기 가이드 디바이스를 일방향으로 회전시켜 상,하부의 걸림턱을 각각 상기 하우징비트의 상부 걸림홈과 하부 걸림홈에 걸림되게 한 후, 상기 가이드 디바이스에 의해 상기 상단 윙비트를 일방향으로 회전시켜 천공된 굴착공의 내벽과 스틸관의 외벽 사이에 확공을 위한 이중 확공을 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해머비트를 이용한 시공방법에 의해서도 달성된다.

또한, 상기 스틸관을 삽입하기 위한 확공하는 단계에서, 상기 하단 윙비트는 지면과의 접촉에 의해 상승되어 상기 하우징비트의 반경방향 외측으로 돌출하여 확공을 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 해머비트 및 이를 이용한 시공방법에 따르면, 하나의 해머비트에 하우징비트와 다수의 윙비트를 구성하여 지반을 굴착할 때 하나의 해머비트로서 천공과 동시에 스틸관을 매립시킬 수 있다.

또한, 천공된 굴착공의 내벽과 스틸관의 외벽 사이에 이중의 확공이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 해머비트를 도시한 분리 구성도,
도 2는 도 1의 결합 구성도,
도 3a는 본 발명에 따른 해머비트의 각 윙 비트가 최대 수축시의 단면 구성도,
도 3b는 도 3a의 저면 구성도,
도 4a는 본 발명에 따른 해머비트의 확공 시의 단면 구성도,
도 4b는 도 4a의 저면 구성도,
도 5a는 본 발명에 따른 해머비트의 이중 확공 시의 단면 구성도,
도 5b는 도 5a의 저면 구성도,
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 해머비트를 이용하여 확공 작업 과정을 단계적으로 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 해머비트를 도시한 도면이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 해머비트(100)는 가이드 디바이스(200), 상단 비트(400), 하우징비트(500), 하단 윙비트(600)를 포함한다.

상기 가이드 디바이스(200)는 그 내부가 빈 중공부재로서, 그 내부에는 공기가 유동할 수 있는 에어라인(201)이 형성된다.

그리고, 상기 가이드 디바이스(200)는 그 상부에 구동수단(미도시)이 연결되고, 하부에는 하우징비트(500), 하단 윙비트(600) 등이 구성된다.

여기서, 상기 구동수단은 굴착용 해머드릴이나 드릴롯드로 구성될 수 있고, 이러한 구동수단으로부터 동력을 제공받아 가이드 디바이스(200)가 일방향, 즉 시계방향으로 진동하면서 회전 구동된다.

한편, 후술될 하우징비트(500)가 삽입되는 가이드 디바이스(200)의 내부에는 다수의 걸림턱(210,220)이 상,하로 이격되어 돌출 형성된다. 이와 같은 걸림턱(210,220) 중에서 상부의 걸림턱(210)은 서로 대향되게 다수 개로 형성되고, 하부의 걸림턱(220)은 다수의 상부 걸림턱(210) 중에서 일측의 걸림턱과 동일선상의 하부측에 형성된다.

또, 상기 가이드 디바이스(200)의 외측면에는 록킹핀(250)이 삽입되어 결합되는 록킹홀(240)이 축방향과 수직한 방향으로 형성된다.

그리고, 가이드 디바이스(200)의 외주면 양측에는 상하방향으로 경사진 상부 안내홈(260)이 형성된다.

따라서, 상기 상부 안내홈(260)에 의해서 후술될 상단 윙비트(400)가 가이드 디바이스(200)에서 상하의 경사진 방향으로 승강될 수 있게 된다.

한편, 이와 같은 상부 안내홈(260)은 상하 모두 개구되어 있어, 상단 윙 비트(400)를 쉽게 조립할 수 있다.

상기 상단 윙비트(400)는 가이드 디바이스(200)의 상부 안내홈(260)에 슬라이딩 가능하게 결합되어, 가이드 디바이스(200) 상에서 상하의 경사진 방향으로 승강되는 바, 이를 위해 상기 상단 윙비트(400)의 일측에는 가이드 디바이스(200)의 상부 안내홈(260)과 슬라이딩 가능하게 결합되는 상단 윙비트 결합부(410)가 사선방향으로 돌출 형성된다.

따라서, 이와 같은 상단 윙비트 결합부(410)와 상부 안내홈(260)에 의해서, 천공된 굴착공의 내벽과 스틸관(20, 도 6a 참조)의 외벽 사이에 확공을 위한 이중 확공 시는 상단 윙비트(400)가 후술될 하우징비트(500)에 의해 상승되어 가이드 디바이스(200)의 반경방향 외측으로 돌출되지만, 스틸관(20)을 삽입하기 위한 확공 시, 즉 하우징비트(500)의 하강 시는 그 자중에 의해서 신속하게 하강되어, 가이드 디바이스(200)의 하면에 위치하게 된다. 이 때, 상기 가이드 디바이스(200)의 하면에 위치한 상단 윙비트(400)는 후술할 하우징비트(500)의 안착홈(590)의 면적 내에 위치됨으로써 일반 천공에는 전혀 개입되지 않는다. 여기서, 상단 윙비트(400)가 가이드 디바이스(200)의 반경방향 외측으로 돌출된 직경은 후술할 하단 윙비트(600)가 하우징비트(500)의 반경방향 외측으로 돌출된 직경보다 큰 것이 바람직하다. 이에, 상단 윙비트(400)는 천공된 굴착공의 내벽과 스틸관(20)의 외벽 사이에 확공을 위한 이중 확공을 하게 된다.

한편, 상기와 같은 상단 윙비트(400)의 하면에는 지면(10)을 확공하는 다수의 볼팁(420)이 돌출 형성된다.

하우징비트(500)는 가이드 디바이스(200)의 하부에 위치되어 지면(10)을 천공하는 비트로서, 지면(10)을 직접 천공하는 비트부(560)와, 비트부(560)의 상면에서 상방향으로 돌출 형성된 축부(510)를 포함한다.

하우징비트(500)의 축부(510)는 원기둥 형상을 가지며, 가이드 디바이스(200)의 내부로 삽입되어 승강가능하게 결합된다.

이러한 하우징비트(500)의 축부(510) 외주면에는 가이드 디바이스(200)의 걸림턱(210,220)과 결합 및 분리되는 다수의 걸림홈(520,530,540)이 상하부에 각각 이격 형성된다.

특히, 다수의 걸림홈(520,530,540) 중, 축부(510)의 외주면 상단부 양측에 단차를 이루며 형성되는 상부의 걸림홈(520)에는 상부의 걸림턱(210)이 삽입되어 결합되고, 축부(510)의 외주면 중앙부와 하부의 동일선상에서 단차를 이루며 형성되는 중앙부와 하부의 걸림홈(530,540)에는 하부의 걸림턱(220)이 선택적으로 삽입되어 결합된다.

그리고, 상기 걸림홈(520,530,540) 반대편의 축부(510) 외주면에는 록킹핀(250)이 관통되어 결합되는 록킹홈(550)이 일정한 면적으로 원주방향을 따라 단차를 이루며 형성됨으로써, 상기 록킹핀(250)에 의해 하우징비트(500)가 가이드 디바이스(200)에 결합된 상태에서 원주방향으로 회전가능하게 구비된다. 특히, 상기 록킹홈(550)은 축부(510)의 원주방향을 따라 단차를 이루며 형성되어 있으므로, 록킹핀(250)의 회전을 가능케 한다.

한편, 상기 축부(510)의 하단부에 일체로 형성된 비트부(560)는 그 하면에 지면(10)을 천공할 수 있도록 다수의 볼팁(570)이 돌출 형성된다.

상기와 같이 형성된 하우징비트(500)에는 축부(510)로부터 비트부(560)까지 연통되어 분기되는 다수의 홀로 이루어진 에어라인(511)이 형성되고, 이 에어라인(511)은 전술한 가이드 디바이스(200)의 에어라인(201)과 연통된다.

한편, 하우징비트(500)의 외주면 양측에는, 즉 비트부(560)의 외주면 양측에는 상하방향으로 경사진 하부 안내홈(580)이 형성된다.

하부 안내홈(580)에 의해서 후술될 하단 윙비트(600)가 하우징비트(500)에서 상하의 경사진 방향으로 승강될 수 있게 된다.

한편, 이와 같은 하부 안내홈(580)은 상하 모두 개구되어 있어, 하단 윙 비트(600)를 쉽게 조립할 수 있다.

상기 하단 윙비트(600)는 하우징비트(500)의 하부 안내홈(580)에 슬라이딩 가능하게 결합되어, 하우징비트(500) 상에서 상하의 경사진 방향으로 승강되는 바, 이를 위해 상기 하단 윙비트(600)의 일측에는 하우징비트(500)의 하부 안내홈(580)과 슬라이딩 가능하게 결합되는 하단 윙비트 결합부(610)가 사선방향으로 돌출 형성된다.

한편, 상기와 같은 하단 윙비트(600)의 하면에는 스틸관(20)을 삽입하기 위한 확공을 하는 다수의 볼팁(620)이 돌출 형성된다.

따라서, 이와 같은 하단 윙비트 결합부(610)와 하부 안내홈(580)에 의해서 확공 시는 하단 윙비트(600)가 지면(10)과의 접촉에 의해 상승되어 하우징비트(500)의 외측으로 돌출되지만, 확공 미작업시 즉 하우징비트(500)의 하강 시는 그 자중에 의해서 신속하게 하강되어, 하우징비트(500)의 하면에 위치하게 된다.

또한, 축부(510)의 외주면에는 상단 윙비트(400)가 안착되는 안착홈(590)이 형성되어 있다. 상단 윙비트(400)가 가이드 디바이스(200)의 하면에 위치할 때, 상단 윙비트(400)는 가이드 디바이스(200)의 외측으로 돌출하지 않도록 안착홈(590)에 안착된다. 또한, 축부(510)의 외주면에 스토퍼(595)가 형성되어 있어 상단 윙비트(400)가 상승하지 못하도록 눌러주는 역할을 한다.

이상과 같은 해머비트(100)를 이용한 시공방법은, 해머비트(100)의 하우징비트(500)를 가이드 디바이스(200)의 하부로 하강시켜 상단 윙비트(400)를 가이드 디바이스(200)의 하면에 위치시킨 상태에서 가이드 디바이스(200)를 일방향으로 회전시켜 상,하부의 걸림턱(210,220)을 각각 하우징비트(500)의 상면과 중앙부의 걸림홈(530)에 걸림되게 한 후, 가이드 디바이스(200)에 의해 하우징비트(500)를 일방향으로 회전시켜 스틸관(20)을 삽입하기 위한 확공을 하는 단계와; 스틸관(20)을 삽입하기 위한 확공 후 가이드 디바이스(200)를 반대방향으로 회전시켜 상,하부의 걸림턱(210,220)을 각각 하우징비트(500)의 상면과 중앙부의 걸림홈(530)에서 해제시킨 상태에서 하우징비트(500)를 가이드 디바이스(200) 내부로 상승시켜 가이드 디바이스(200)의 외측으로 상단 윙비트(400)를 돌출시킨 후, 가이드 디바이스(200)를 일방향으로 회전시켜 상,하부의 걸림턱(210,220)을 각각 하우징비트(500)의 상부 걸림홈(520)과 하부 걸림홈(540)에 걸림되게 한 후, 가이드 디바이스(200)에 의해 상단 윙비트(400)를 일방향으로 회전시켜 천공된 굴착공의 내벽과 스틸관(20)의 외벽 사이에 확공을 위한 이중 확공을 하는 단계를 포함한다.

한편, 스틸관(20)을 삽입하기 위한 확공 시 하단 윙비트(600)가 지면(10)과의 접촉에 의해 상승되어 하우징비트(500)의 반경방향 외측으로 돌출하여, 하우징비트(500)와 함께 확공을 한다.

이러한 본 발명에 따른 해머비트의 조립 및 시공방법을 좀 더 상세히 설명한다.

먼저, 도 2는 본 발명에 따른 해머비트의 결합 구성도로서, 가이드 디바이스(200)의 외측에서 상단 윙비트(400)의 상단 윙비트 결합부(410)를 가이드 디바이스(200)의 상부 안내홈(260)에 일치시켜 결합하고, 상단 윙비트(400)가 결합된 가이드 디바이스(200)를 하우징비트(500)의 축부(510)에 끼워 결합한다.

이후, 하우징비트(500)의 축부(510)를 가이드 디바이스(200)의 하면으로 삽입하면서 가이드 디바이스(200)의 록킹홀(240)에 록킹핀(250)을 결합한다.

그러면, 가이드 디바이스(200)에 결합되는 록킹핀(250)은 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징비트(500)의 록킹홈(550)을 관통한 상태로 결합되어, 가이드 디바이스(200)에 하우징비트(500)가 회전 및 상하 이동이 가능한 상태로 걸림되어 구속된다.

한편, 상기와 같이 조립된 해머비트(100)는 본 실시예의 도 2에서는 상단 윙비트(400)가 가이드 디바이스(200)의 반경방향 외측으로 돌출된 상태로 조립된 것을 예시하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 상단 윙비트(400)가 가이드 디바이스(200)의 하면으로 돌출되어 위치된 상태로도 조립될 수도 있다.

그리고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 해머비트의 각 윙 비트가 최대 수축시의 단면 구성도와 저면 구성도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 해머비트의 확공 시의 단면 구성도와 저면 구성도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 조립된 본 발명의 해머비트(100)를 이용하여 지면(10)을 확공할 시는 가이드 디바이스(200)를 오른쪽으로 회전시킨다.

그러면, 가이드 디바이스(200)와 록킹핀(250)이 하우징비트(500)의 록킹홈(550) 상에서 하우징비트(500)에 간섭받지 않고 회전됨으로써 하우징비트(500)와 각 윙비트(400,600)는 회전되지 않고, 가이드 디바이스(200)의 걸림턱(210,220)과 하우징비트(500)의 걸림홈(520,530,540)은 서로 분리된 상태이므로 도 3a에 도시된 바와 같이 하우징비트(500)는 그 자중에 의해서 가이드 디바이스(200) 상에서 하강하게 되고, 이러한 하우징비트(500)의 하강은 하우징비트(500)의 록킹홈(550) 상단부가 가이드 디바이스(200)의 록킹홀(240)에 삽입된 록킹핀(250)에 걸림될 때까지 이루어진다. 이 때, 상단 윙비트(400)는 가이드 디바이스(200)의 하면에 위치하게 되고, 동시에 하단 윙비트(600)는 하우징비트(500)의 하면에 위치하게 된다.

이 후, 스틸관(20)을 삽입하기 위한 확공을 하기 위해 가이드 디바이스(200)를 일 예로 50도 각도만큼 시계방향으로 회전시키면, 도 4a에 도시된 바와 같이 상부의 걸림턱(210)은 하우징비트(500)의 축부(510) 상면에 안착되어 파일롯 비트(500)의 상승을 막아주며, 하부의 걸림턱(220)은 하우징비트(500)의 중앙부 걸림홈(530)에 삽입되어 걸림된 상태가 된다.

또한, 하우징비트(500)가 지면(10)과 접촉함에 따라, 하우징비트(500)의 하면에 위치한 하단 윙비트(600)는 하우징비트(500)의 하부 안내홈(580)을 따라 상방향으로 경사지게 상승되면서, 하우징비트(500)의 반경방향 외측으로 돌출하게 된다.

이 때, 상단 윙비트(400)는 그 자중에 의해서 가이드 디바이스(200)의 하면에 위치되고, 이와 같이 가이드 디바이스(200)의 하면에 위치된 상단 윙비트(400)는 가이드 디바이스(200)와 하우징비트(500)의 안착홈(590) 면적 내에 위치하여, 천공 작업에 영향을 주지 않게 된다.

따라서, 굴착용 해머드릴이나 드릴롯드 등의 구동수단으로부터 동력을 전달받은 가이드 디바이스(200)가 일 예로 시계방향으로 회전 구동되면서 하부 걸림턱(220)과 중앙부 걸림홈(530)의 결합으로 인해 하우징비트(500)를 동일한 방향으로 회전시켜 하우징비트(500)의 비트부(560)와 하단 윙비트(600)를 통해서 지면(10)을 스틸관(20)을 삽입할 수 있도록 확공하게 된다.

도 5a 및 도 5b는 이중 확공 시의 단면 구성도와 저면 구성도이다.

상기와 같이 스틸관을 삽입하기 위한 확공 후, 천공된 굴착공의 내벽과 스틸관(20)의 외벽 사이에 확공을 위해 가이드 디바이스(200)를 일 예로 반시계방향으로 회전시킨다.

그러면, 하우징비트(500)의 중앙부의 걸림홈(530)에 걸림되어 있던 가이드 디바이스(200)의 하부 걸림턱(220)이 걸림홈(530)으로부터 분리되어 해제되고, 이로 인해 하우징비트(500)는 가이드 디바이스(200) 상에서 승강가능한 상태가 된다.

따라서, 하우징비트(500)를 지면(10)에 접촉시킨 상태에서 가이드 디바이스(200)를 누르면 하우징비트(500)가 가이드 디바이스(200) 내부로 삽입되어 상승되고, 이러한 하우징비트(500)의 상승은 하우징비트(500)의 록킹홈(550) 하단부가 록킹핀(250)에 걸림될 때까지 이루어진다. 특히, 상기와 같이 하우징비트(500)가 가이드 디바이스(200)의 내부로 상승되면, 하우징비트(500)의 안착홈(590)과 가이드 디바이스(200)의 하면 사이에 위치되어 있던 상단 윙비트(400)가 가이드 디바이스(200)의 상부 안내홈(260)을 따라 상방향으로 경사지게 상승되면서 가이드 디바이스(200)의 반경방향 외측으로 돌출된다.

그리고, 이와 같이 록킹핀(250)이 록킹홈(550)의 하단부에 위치하게 되면, 도 5a에서와 같이 가이드 디바이스(200)의 각 걸림턱(210,220)이 하우징비트(500)의 상부 걸림홈(520)과 하부 걸림홈(540)에 동일선상으로 위치된다.

상기와 같이 가이드 디바이스(200)의 내부로 하우징비트(500)를 상승시킨 후, 가이드 디바이스(200)를 일 예로 시계방향으로 15도 각도만큼 회전시킨다.

그러면, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상부의 걸림턱(210)은 하우징비트(500)의 상부 걸림홈(520)에 삽입되어 걸림되고, 하부의 걸림턱(220)은 하부의 걸림홈(540)에 삽입되어 걸림된다.

따라서, 상기와 같은 걸림턱(210,220)과 걸림홈(520,540)의 결합에 의해 하우징비트(500)는 가이드 디바이스(200) 내부에 걸림 고정되고, 이 상태에서 굴착용 해머드릴이나 드릴롯드 등의 구동수단으로부터 동력을 전달받은 가이드 디바이스(200)가 오른쪽으로 회전 구동되면서 하우징비트(500)를 동일한 방향으로 회전시키며, 하단 윙비트(600)에 의해 지면(10)을 스틸관(20)을 삽입하도록 확공함과 동시에, 상단 윙비트(400)가 하우징비트(500)와 동일한 방향으로 회전되면서 상단 윙비트(400)에 의해 하단 윙비트(600)에 의해 확공된 굴착공의 내벽과 스틸관(20)의 외벽 사이에 이중 확공이 행해지게 된다.

한편, 도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 해머비트를 이용하여 천공 작업 과정을 단계적으로 도시한 도면이 도시되어 있다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 지면(10)에 매립하고자 하는 스틸관(20)을 기립 설치한 상태에서 스틸관(20)의 내부에 본 발명에 따른 해머비트(100)를 삽입한다. 이 때, 도 3a에 도시된 바와 같이 하우징비트(500)의 자중에 의해 하우징비트(500)는 가이드 디바이스(200)로부터 하강하게 되고, 동시에 하단 윙비트(600)는 자중에 의해 하강하여 하우징비트(500)의 하면에 위치하게 된다. 한편, 하우징비트(500)가 가이드 디바이스(200)로부터 하강함에 따라 상단 윙비트(400)는 가이드 디바이스(200)의 하면에 위치하게 된다.

이어서, 스틸관(20)을 삽입하기 위한 확공 작업을 위해 해머비트(100)를 지면(10)에 가압하면, 하단 윙비트(600)는 도 4a에 도시된 바와 같이 하우징비트(500)의 반경방향 외측으로 돌출되고, 가이드 디바이스(200)가 구동수단에 의해 회전함에 따라 하단 윙비트(600)는 지면(10)을 확공하게 된다. 이 때, 하단 윙비트(600)가 하우징비트(500)의 반경방향 외측으로 돌출되는 직경은 매립하고자 하는 스틸관(20)의 직경보다 큰 것이 바람직하다. 이로써, 하단 윙비트(600)에 의해 확공 작업을 하면서 스틸관(20)을 매립할 수 있게 된다.

한편, 천공된 굴착공의 내벽과 스틸관(20)의 외벽 사이에 확공을 하는 경우, 하단 윙비트(600) 및 상단 윙비트(400)를 도 5a에 도시된 바와 같이 각각 하우징비트(500) 및 가이드 디바이스(200)의 반경방향 외측으로 돌출시키고, 가이드 디바이스(200)가 구동수단에 의해 회전함에 따라 하단 윙비트(600)는 스틸관(20)을 삽입하도록 지면(10)을 확공함과 동시에, 상단 윙비트(400)는 하단 윙비트(600)에 의해 확공된 굴착공의 내벽과 스틸관(20)의 외벽 사이에 이중 확공을 하게 된다. 이 때, 도 6c에 도시된 바와 같이, 하단 윙비트(600)가 하우징비트(500)의 반경방향 외측으로 돌출되는 직경은 매립되는 스틸관(20)의 직경보다 크게 하고, 상단 윙비트(400)가 가이드 디바이스(200)의 반경방향 외측으로 돌출되는 직경은 하단 윙비트(600)가 하우징비트(500)의 반경방향 외측으로 돌출되는 직경보다 크게 하는 것이 바람직하다. 이로써, 지면(10)의 굴착공에 스틸관(20)을 매립하면서 굴착을 실시하게 되고, 특히 하단 윙비트(600)에 의해 확공된 굴착공의 내벽과 스틸관(20)의 외벽 사이의 2차 확공으로 형성된 확공된 부분에 주입재를 주입함으로써 보다 강한 마찰 지지력으로 스틸관(20)의 지지력을 키울 수 있게 된다.

이와 같이, 스틸관을 삽입하기 위한 확공 및 천공된 굴착공의 내벽과 스틸관(20)의 외벽 사이에 이중 확공 작업이 완료되면, 도 3a에 도시된 바와 같이 각 윙비트(400,600)를 가이드 디바이스(200) 및 하우징비트(500)에 수축시킨 상태에서 도 6d에 도시된 바와 같이 해머비트(100)를 인양하여 천공작업이 완료된다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 하나의 해머비트에 하우징비트와 다수의 윙비트를 구성하여 지반을 굴착할 때 하나의 해머비트로서 천공과 동시에 스틸관을 매립시킬 수 있으므로, 작업시간의 단축 및 이로 인한 작업능률의 향상을 기대할 수 있게 된다.

또한, 천공된 굴착공의 내벽과 스틸관의 외벽 사이에 이중의 확공이 가능하여, 천공된 굴착공의 내벽과 스틸관의 외벽 사이의 2차 확공으로 형성된 확공된 부분에 주입재를 주입함으로써 보다 강한 마찰 지지력으로 스틸관의 지지력을 키울 수 있게 된다.

한편, 전술한 실시예에서는 한 쌍의 윙비트가 해머비트의 길이방향을 따라 상단 및 하단에 각각 마련되어 있는 것으로 설명하고 있지만, 이에 한정하지 않고 다수의 윙비트가 해머비트의 길이방향을 따라 다단으로 마련될 수 있다.

10 : 지면 20 : 스틸관
100 : 해머비트 200 : 가이드 디바이스
201 : 에어라인 210, 220 : 걸림턱
240 : 록킹홀 250 : 록킹핀
260 : 상부 안내홈 400 : 상단 윙비트
410 : 상단 윙비트 결합부 420 : 볼팁
500 : 하우징비트 510 : 축부
511 : 에어라인 520,530,540 : 걸림홈
550 : 록킹홈 560 : 비트부
570 : 볼팁 580 : 하부 안내홈
590 : 안착홈 595 : 스토퍼
600 : 하단 윙비트 610 : 하단 윙비트 결합부
620 : 볼팁

Claims

구동수단에 의해 진동 및 회전되는 중공의 가이드 디바이스와;
상기 가이드 디바이스에 승강가능하게 삽입되는 축부를 가지며, 지면을 천공하는 하우징비트와;
상기 하우징비트에 상하의 경사진 방향으로 승강되도록 결합되어, 평상시 하강되어 상기 하우징비트의 하면에 위치되고, 스틸관을 삽입하기 위한 확공 시는 상승되어 상기 하우징비트의 외측으로 돌출되는 하단 윙비트와;
상기 가이드 디바이스에 상하의 경사진 방향으로 승강되도록 결합되어 상기 하우징비트의 승강에 의해 상기 가이드 디바이스에 수용 및 돌출되고, 천공 시는 하강되어 상기 가이드 디바이스의 하면에 위치되고, 천공된 굴착공의 내벽과 스틸관의 외벽 사이에 확공을 위한 이중 확공 시는 상승되어 상기 가이드 디바이스의 외측으로 돌출되는 상단 윙비트를 포함하는 것을 특징으로 하는 해머비트.
제1항에 있어서,
상기 가이드 디바이스에 록킹핀이 삽입되어 결합되고, 상기 하우징비트의 축부 외주면에는 록킹핀이 관통되어 결합되는 록킹홈이 단차지게 형성되어, 상기 록킹핀에 의해 하우징비트가 가이드 디바이스에 결합된 상태에서 원주방향으로 회전이 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 해머비트.
제1항에 있어서,
상기 가이드 디바이스의 내부에는 각각의 걸림턱이 상하로 이격되어 형성되고,
상기 가이드 디바이스에 삽입되는 하우징비트의 축부 외측면에는 상기 가이드 디바이스의 걸림턱과 결합 및 분리되는 다수의 걸림홈이 상하부에 각각 이격 형성되는 것을 특징으로 하는 해머비트.
제1항에 있어서,
상기 가이드 디바이스와 하우징비트에는 서로 연통되는 에어라인이 형성되는 것을 특징으로 하는 해머비트.
제1항에 있어서,
상기 상단 윙비트가 상기 가이드 디바이스의 반경방향 외측으로 돌출된 직경은 상기 하단 윙비트가 상기 하우징비트의 반경방향 외측으로 돌출된 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 해머비트.
청구항 3의 해머비트를 이용한 시공방법에 있어서,
상기 해머비트의 하우징비트를 가이드 디바이스의 하부로 하강시켜 상단 윙비트를 상기 가이드 디바이스의 하면에 위치시킨 상태에서 상기 가이드 디바이스를 일방향으로 회전시켜 상,하부의 걸림턱을 각각 하우징비트의 상면과 중앙부의 걸림홈에 걸림되게 한 후, 상기 가이드 디바이스에 의해 상기 하우징비트를 일방향으로 회전시켜 스틸관을 삽입하기 위한 확공을 하는 단계와;
스틸관을 삽입하기 위한 확공 후 상기 가이드 디바이스를 반대방향으로 회전시켜 상,하부의 걸림턱을 각각 상기 하우징비트의 상면과 중앙부의 걸림홈에서 해제시킨 상태에서 상기 하우징비트를 상기 가이드 디바이스 내부로 상승시켜 상기 가이드 디바이스의 외측으로 상단 윙비트를 돌출시킨 후, 상기 가이드 디바이스를 일방향으로 회전시켜 상,하부의 걸림턱을 각각 상기 하우징비트의 상부 걸림홈과 하부 걸림홈에 걸림되게 한 후, 상기 가이드 디바이스에 의해 상기 상단 윙비트를 일방향으로 회전시켜 천공된 굴착공의 내벽과 스틸관의 외벽 사이에 확공을 위한 이중 확공을 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해머비트를 이용한 시공방법.
제6항에 있어서,
상기 스틸관을 삽입하기 위한 확공하는 단계에서, 상기 하단 윙비트는 지면과의 접촉에 의해 상승되어 상기 하우징비트의 반경방향 외측으로 돌출하여 확공을 하는 것을 특징으로 하는 해머비트를 이용한 시공방법.