KR20160084089A

KR20160084089A - 지반 굴착용 교반 로드

Info

Publication number: KR20160084089A
Application number: KR1020150000557A
Authority: KR
Inventors: 양성문
Original assignee: 양성문
Priority date: 2015-01-05
Filing date: 2015-01-05
Publication date: 2016-07-13

Abstract

본 발명은 지반과의 마찰을 최소화하여 저항을 줄일 수 있고, 토사를 잘게 분쇄하여 교반 작업을 효율적으로 할 수 있는 지반 굴착용 교반 로드에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 지상에 수직상으로 설치된 리더에 승강 가능하게 설치되는 오거장치의 하부로 결합되어 지반을 굴착 및 교반하는 지반 굴착용 교반 로드로서, 지반을 굴착할 수 있도록 하단에 설치된 굴착 비트; 상기 굴착 비트의 상부에 설치되는 하부 로드와 상기 하부 로드의 외주면에 돌출되게 설치된 다수개의 하부 교반날개로 이루어진 하측 교반부; 및 상기 하측 교반부의 상부에 설치되는 상부 로드와 상기 상부 로드의 외주면에 돌출되게 설치된 다수개의 상부 교반날개로 이루어진 상측 교반부;를 포함하고, 상기 하측 교반부의 하부 교반날개는, 상기 하부 로드의 외주면에 나선형으로 배열되도록 원주 방향을 따라 일정 간격으로 설치되고, 상기 상측 교반부의 상부 교반날개는, 상기 상부 로드의 외주면에 방사상으로 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

지반 굴착용 교반 로드{Agitating rod for ground excavation}

본 발명은 지반 굴착용 교반 로드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연약지반을 개량하기 위한 교반 로드가 하측 교반부와 상측 교반부로 구분되도록 분리 구성되어 싱글 오거작업 및 더블 오거작업을 할 수 있게 하고, 또 교반 날개의 구조를 개선함으로써 지반과의 마찰을 최소화하여 저항을 줄일 수 있는 효과가 있고 토사를 잘게 분쇄하여 굴착 및 교반 작업의 성능을 향상시킬 수 있는 지반 굴착용 교반 로드에 관한 것이다.

통상, 지반 위에 직접 구조물을 건설할 때에는 그 지반의 지형적인 특성을 고려하여 연약지반일 경우에는 그 지반을 개량하여 보강하는 작업을 하고 제방이나 쓰레기 매립장 등 차수를 필요로 하는 공사의 경우에는 지중에 연직 차수벽을 형성한다.

일반적으로 연약지반 개량공사 또는 파일설치공사에는 주로 지반을 굴착하는 지반굴착기계가 사용되고 있으며, 오거장치의 하부에는 로드가 1축이나 다축으로 설치되며, 상기 로드들은 일정 길이로 된 것이 상하 다단상으로 연결 조립되는 것이며, 또한 최하단측의 각 로드의 끝단에는 지반을 굴착하게 되는 굴착비트가 장착되어 있다.

첨부된 도면 도 1을 참조하면, 종래의 로드에는 굴착공사의 목적에 따라 로드(12)의 외주면에 막대형 날개의 교반날개(14)가 상 하측 방사상으로 형성되어 있다.

이러한 상기 막대형의 교반날개(14)는 굴착되는 토사를 굴착공 안에서 휘젓는 교반작용으로 굴착되는 토사와 시멘트풀이 고르게 혼합되게 하여 지하층을 견고한 강도로 경화시키는 연약지반의 개량공사에 사용된다.

상기 연약지반을 개량하는 공사에 적용되는 막대형의 교반 날개(14)는 단순히 동일한 폭을 가지는 막대로 형성되며 로드의 상하에 적당한 간격을 두고 이격되도록 설치되는바 이러한 구조로 형성된 교반날개들은 로드의 회전 작동시 오거헤드로부터 굴착된 토사를 휘저어주는 교반 작동을 하게 된다.

이러한 상기 막대형의 교반날개(14)의 경우 굴착하고자 하는 연약지반의 토사층이 함수율이 낮은 점토질로 되어 있을 경우에는 오거헤드로 굴착되는 점토질 토사는 잘게 분쇄된 상태로 굴착되기 때문에 막대형으로 된 각 교반 로드가 굴착되는 토사를 휘저어주는 교반 작동만으로도 굴착되는 토사에 시멘트풀이 고르게 혼합된다.

그러나 연약지반의 지층이 함수율이 높은 갯벌로 이루어져 있을 경우에는 오거헤드에 의해 굴착되는 갯벌의 지하층은 잘게 분쇄된 상태로 굴착되지 않고 덩어리진 채로 굴착되기 때문에 덩어리진 상태를 단순히 막대형으로 돌출되어 있는 교반날개로 휘저어주는 교반 작동만으로는 작은 크기로 분쇄시킬 수 없게 된다는 단점이 있다.

이와 같이 연약지반 개량 공사시 토사가 덩어리 상태로 굴착될 때 그 흙덩어리를 분쇄시키지 못하게 되면 굴착된 토사에 시멘트 풀이 고르게 혼합 및 분포되지 못하게 되며, 이러한 현상은 연약지반을 견고하게 하는 시멘트풀이 흙덩어리와는 분리된 상태로 경화되어 지반 개량공사를 설계대로 시공할 수 없게 될 뿐만 아니라 부실공사로 이어지는 문제점이 발생할 수 있다.

국내 특허 공개번호 제10-2011-0024046호, 지반개량장치의 굴착교반로드. 국내 특허 공개번호 제10-2005-0069954호, 접이식 교반날개가 설치된 지반굴착용 교반로드.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 연약지반을 개량하기 위한 교반 로드가 하측 교반부와 상측 교반부로 구분되도록 분리 구성되어 싱글 오거작업 및 더블 오거작업을 할 수 있도록 된 교반 로드에 구비되는 교반날개의 구조를 변경함으로써, 지반과의 마찰을 최소화하여 저항을 줄일 수 있는 효과가 있고, 토사를 잘게 분쇄하여 굴착 및 교반 작업의 성능을 향상시킬 수 있게 한 지반 굴착용 교반 로드를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지상에 수직상으로 설치된 리더에 승강 가능하게 설치되는 오거장치의 하부로 결합되어 지반을 굴착 및 교반하는 지반 굴착용 교반 로드로서, 지반을 굴착할 수 있도록 하단에 설치된 굴착 비트; 상기 굴착 비트의 상부에 설치되는 하부 로드와 상기 하부 로드의 외주면에 돌출되게 설치된 다수개의 하부 교반날개로 이루어진 하측 교반부; 및 상기 하측 교반부의 상부에 설치되는 상부 로드와 상기 상부 로드의 외주면에 돌출되게 설치된 다수개의 상부 교반날개로 이루어진 상측 교반부;를 포함하고, 상기 하측 교반부의 하부 교반날개는, 상기 하부 로드의 외주면에 나선형으로 배열되도록 원주 방향을 따라 일정 간격으로 설치되고, 상기 상측 교반부의 상부 교반날개는, 상기 상부 로드의 외주면에 방사상으로 설치되되, 방사상으로 설치된 각각의 상부 교반날개는: 상기 상부 로드로부터 외측으로 일정 거리를 두고 설치되는 수직 프레임부재와, 상기 수직 프레임부재의 상단에서 경사부를 이루며 상기 상부 로드에 연결되게 설치되는 상부 프레임부재와, 상기 수직 프레임부재의 하단에서 경사부를 이루며 상기 상부 로드에 연결되게 설치되는 하부 프레임부재로 이루어지고, 상기 수직 프레임부재와 상부 로드의 사이에 상하로 일정 간격을 두고 이격되도록 다수개의 연결 프레임부재가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 하부 교반날개는: 상기 하부 로드의 외주면으로부터 돌출되게 설치되는 판 형상의 하부 교반편과, 상기 하부 교반편의 일면 중앙에 돌출되게 형성되며 상기 하부 로드의 중심부로부터 멀어지도록 하부 교반편의 길이 방향으로 형성되어 상기 하부 교반날개의 단면적이 "T" 형상으로 형성되게 한 하부 보강돌부로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 상부 교반날개는: 상기 상부 로드의 중심부로부터 120도 각도로 3등분된 위치에서 방사상으로 3개가 설치되되, 3개의 상부 교반날개에는: 상기 연결 프레임부재가 서로 어긋나도록 설치되는 것이 바람직하다.

상기 연결 프레임부재는: 상기 상부 로드의 축 방향으로부터 경사지게 설치되는 것이 바람직하다.

상기 굴착 비트는: 하단에 다수개의 굴착 커터들이 설치됨과 아울러 굴착 비트의 외주면에는 굴착 스크류가 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 지반 굴착용 교반 로드에 의하면, 지반과의 마찰을 최소화하여 저항을 줄일 수 있는 효과가 있고, 토사를 잘게 분쇄하여 교반 작업을 효율적으로 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 굴착 로드를 나타낸 도면이고,
도 2는 지반 굴착용 교반 로드의 설치 상태를 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 지반 굴착용 교반 로드의 실시예를 나타낸 도면이고,
도 4는 도 3표시의 "A"부 확대도로서, 하부 교반날개를 나타낸 도면이고,
도 5는 도 4표시의 I-I선 단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 지반 굴착용 교반 로드에 구비되는 상측 교반부의 상부 교반날개를 나타낸 도면이고,
도 7은 도 6표시의 상부 교반날개를 위에서 보아 도시한 도면이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 지반 굴착용 교반 로드는 도 2에서 도시된 바와 같이, 지상에 수직상으로 고정 설치된 리더(10)에 상하로 승강이동 할 수 있도록 설치된 오거장치의 하부로 설치되어 있으며, 상기 교반 로드는 일정 길이로 된 것이 상하 다단상으로 연결 조립되는 구조로 설치될 수 있다.

이때, 상기 오거장치가 설치되는 리더(10)는 크롤러 주행장치(12)에 의해 수직상으로 지지된다. 또한, 상기 오거장치는 싱글오거(11a)와 더블오거(11b)가 설치될 수 있으며, 상기 싱글오거(11a) 및 더블오거(11b)에 의해 교반 로드를 회전시키면서 하강이동 시키게 됨으로써, 교반 로드의 최하단 끝단에 장착된 굴착 비트(100)가 지반을 굴착하면서 교반 로드의 지하 삽입을 유도하게 된다. 이러한 오거장치는 통상의 기술이다.

본 발명에 따른 지반 굴착용 교반 로드는 도 3에서 도시된 바와 같이, 하측 교반부(200) 및 상측 교반부(300)로 분리 구성된다.

상기 하측 교반부(200)와 상측 교반부(300)는 일정 길이로 이루어진 하부 로드(210)와 상부 로드(310)가 다단상으로 연결 조립되는데, 상기 하부 로드(210)의 최하단측에는 지반을 굴착하는 굴착 비트(100)가 장착되어 하부 로드(210)가 회전 작동하면서 지반을 굴착하게 된다.

이때, 상기 굴착 비트(100)의 하단에는 다수개의 굴착 커터(102)들이 설치되어 지반을 굴착할 수 있게 하고, 또 상기 굴착 비트(100)의 외주면에는 굴착 스크류(104)가 형성되어 지반 굴착을 더욱 용이하게 할 수 있다.

또한, 상기 하측 교반부(200)는 상기 굴착 비트(100)의 상부에 설치되는 하부 로드(210)와 상기 하부 로드(210)의 외주면에 돌출되게 설치된 다수개의 하부 교반날개(220)로 이루어진다.

이러한 상기 하측 교반부(200)의 하부 교반날개(220)는, 상기 하부 로드(210)에 외주면에 나선형으로 배열되도록 원주 방향을 따라 일정 간격으로 설치되는 것이 바람직하다.

이와 같은 상기 하부 교반날개(220)는 상기 하부 로드(210)의 외주면으로부터 돌출되게 설치되는 판 형상의 하부 교반편(222)과, 상기 하부 교반편(222)의 일면 중앙에 돌출되게 형성되며 상기 하부 로드(210)의 중심부로부터 멀어지도록 하부 교반편(222)의 길이 방향으로 형성되어 상기 하부 교반날개(220)의 단면적이 "T" 형상으로 형성되게 한 하부 보강돌부(224)로 이루어지는 것이 좋다.

이때, 상기 하부 보강돌부(224)는 판 형상의 하부 교반편(222)을 보강하는 역할도 하여, 상기 하부 교반편(222)에 의해 분쇄 및 교반이 이루어질 때 상기 하부 교반편(222)에 가해지는 하중을 상기 하부 보강돌부(224)에서 지지하여 하부 교반편(222)의 파손을 방지할 수 있다.

또한, 상기 상측 교반부(300)는 하측 교반부(200)의 상부에 설치되는 상부 로드(310)와 상기 상부 로드(310)에 외주면에 돌출되게 설치된 다수개의 상부 교반날개(320)로 이루어진다.

이때, 상기 상측 교반부(300)의 상부 교반날개(320)는, 상기 상부 로드(310)의 외주면에 방사상으로 설치된다. 즉, 상기 상부 로드(310)의 외주면에 방사상으로 설치된 각각의 상부 교반날개(320)는 상기 상부 로드(310)로부터 외측으로 일정 거리를 두고 수직 프레임부재(322)가 설치되고, 상기 수직 프레임부재(322)의 상단에는 상부 프레임부재(324)가 경사지게 설치되어 상부 로드(310)에 연결되고, 상기 수직 프레임부재(322)의 하단에는 하부 프레임부재(326)가 경사지게 설치되어 상부 로드(310)에 연결된다.

또한, 상기 수직 프레임부재(322)와 상부 로드(310)의 사이에는 상하로 일정 간격을 두고 이격되도록 연결 프레임부재(328)가 설치되어, 상기 수직 프레임부재(322)와 상부 및 하부 프레임부재(326) 그리고 연결 프레임부재(328)가 상기 굴착 비트(100)에 의해 덩어리 상태로 굴착될 때 그 흙덩어리를 용이하게 분쇄시키면 교반할 수 있다.

이와 같은 상기 상부 교반날개(320)는 상기 상부 로드(310)의 중심부로부터 120도 각도로 3등분된 위치에서 방사상으로 3개가 설치되되, 3개의 상부 교반날개(320)에는 상기 연결 프레임부재(328)가 서로 어긋나도록 설치된 것이 바람직하다.

또한, 상기 연결 프레임부재(328)는 상기 상부 로드(310)의 축 방향으로부터 경사지게 설치되는 것이 바람직하다.

이와 같이 상기 연결 프레임부재(328)를 서로 어긋나는 위치에 경사지게 설치하게 되면 빈 공간이 없어져 교반이 가능한 영역이 증가하게 되어, 덩어리진 토사가 잘게 분쇄되어 교반작업이 원활하게 일어난다.

한편, 상기 상부 로드(310)와 하부 로드(210)가 맞닿는 접점 부위에는 상기 상부 로드(310)와 하부 로드(210)의 직경보다 큰 환 형상의 플랜지(212,312)가 각각 형성되는 것이 좋다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 지반 굴착용 교반 로드는 상기 하측 교반부(200)에 구비된 하부 교반날개(220)가 나선형으로 배열되게 설치되고, 상측 교반부(300)에 구비된 상부 교반날개(320)는 상부 로드(310)의 외부로 공간을 형성하면서 설치되어, 상기 굴착 비트(100)로부터 굴착된 흙덩어리 상태를 분쇄함과 동시에 교반하게 되며, 하부 교반날개(220)가 나선형으로 배열되게 설치되므로 로드의 회전시 지반과의 저항을 최소화하여 교반작업을 원활하게 한다.

특히, 상측 교반부(300)에 형성되는 상부 교반날개(320)가 상부 로드(310)의 외부로 공간을 형성하도록 방사상으로 설치된 구성으로, 이는 본 발명의 핵심적 구조이자, 교반의 효율성을 높이기 위한 중요한 수단이 된다.

보다 자세하게 살펴보면, 상부 교반날개(320)는 상부 로드(310)로부터 외측으로 일정 거리를 두고 수직 프레임부재(322)가 설치되고, 상기 수직 프레임부재(322)의 상단에서 경사부를 이루며 상기 상부 로드(310)에 연결되게 상부 프레임부재(324)가 설치되며, 상기 수직 프레임부재(322)의 하단에서 경사부를 이루며 상기 상부 로드(310)에 연결되게 하부 프레임부재(326)가 설치되되, 상기 수직 프레임부재(322)와 상부 로드(310)의 사이에 상하로 일정 간격을 두고 이격되도록 연결 프레임부재(328)가 설치됨과 아울러 상기 연결 프레임부재(328)가 서로 어긋나는 위치에 경사지게 설치된다.

따라서 상기 상부 교반날개(320)에 의한 교반이 가능한 영역이 증가하게 되어, 즉, 연결 프레임부재(328)가 어긋나는 형태로 설치됨으로서 회전시 빈 공간이 줄어들어 덩어리진 토사가 잘게 분쇄되어 교반작업이 원활하게 일어난다.

이상에서와 같은 기술적 구성에 의해 본 발명의 기술적 과제가 달성되는 것이며, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 여기에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.

100 - 굴착 비트 200 - 하측 교반부
210 - 하부 로드 220 - 하부 교반날개
300 - 상측 교반부 310 - 상부 로드
320 - 상부 교반날개 322 - 수직 프레임부재
324 - 상부 프레임부재 326 - 하부 프레임부재
328 - 연결 프레임부재

Claims

지상에 수직상으로 설치된 리더에 승강 가능하게 설치되는 오거장치의 하부로 결합되어 지반을 굴착 및 교반하는 지반 굴착용 교반 로드에 있어서,
지반을 굴착할 수 있도록 하단에 설치된 굴착 비트(100);
상기 굴착 비트(100)의 상부에 설치되는 하부 로드(210)와 상기 하부 로드(210)의 외주면에 돌출되게 설치된 다수개의 하부 교반날개(220)로 이루어진 하측 교반부(200); 및
상기 하측 교반부(200)의 상부에 설치되는 상부 로드(310)와 상기 상부 로드(310)의 외주면에 돌출되게 설치된 다수개의 상부 교반날개(320)로 이루어진 상측 교반부(300);를 포함하고,
상기 하측 교반부(200)의 하부 교반날개(220)는, 상기 하부 로드(210)의 외주면에 나선형으로 배열되도록 원주 방향을 따라 일정 간격으로 설치되고,
상기 상측 교반부(300)의 상부 교반날개(320)는, 상기 상부 로드(310)의 외주면에 방사상으로 설치되되,
방사상으로 설치된 각각의 상부 교반날개(320)는:
상기 상부 로드(310)로부터 외측으로 일정 거리를 두고 설치되는 수직 프레임부재(322)와, 상기 수직 프레임부재(322)의 상단에서 경사부를 이루며 상기 상부 로드(310)에 연결되게 설치되는 상부 프레임부재(324)와, 상기 수직 프레임부재(322)의 하단에서 경사부를 이루며 상기 상부 로드(310)에 연결되게 설치되는 하부 프레임부재(326)로 이루어지고,
상기 수직 프레임부재(322)와 상부 로드(310)의 사이에 상하로 일정 간격을 두고 이격되도록 다수개의 연결 프레임부재(328)가 설치된 것을 특징으로 하는 지반 굴착용 교반 로드.
제1항에 있어서,
상기 하부 교반날개(220)는:
상기 하부 로드(210)의 외주면으로부터 돌출되게 설치되는 판 형상의 하부 교반편(222)과, 상기 하부 교반편(222)의 일면 중앙에 돌출되게 형성되며 상기 하부 로드(210)의 중심부로부터 멀어지도록 하부 교반편(222)의 길이 방향으로 형성되어 상기 하부 교반날개(220)의 단면적이 "T" 형상으로 형성되게 한 하부 보강돌부(224)로 이루어진 것을 특징으로 하는 지반 굴착용 교반 로드.
제1항에 있어서,
상기 상부 교반날개(320)는:
상기 상부 로드(310)의 중심부로부터 120도 각도로 3등분된 위치에서 방사상으로 3개가 설치되되,
3개의 상부 교반날개(320)에는:
상기 연결 프레임부재(328)가 서로 어긋나도록 설치된 것을 특징으로 하는 지반 굴착용 교반 로드.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 연결 프레임부재(328)는:
상기 상부 로드(310)의 축 방향으로부터 경사지게 설치된 것을 특징으로 하는 지반 굴착용 교반 로드.
제1항에 있어서,
상기 굴착 비트(100)는:
하단에 다수개의 굴착 커터(102)들이 설치됨과 아울러 굴착 비트(100)의 외주면에는 굴착 스크류(104)가 형성된 것을 특징으로 하는 지반 굴착용 교반 로드.