KR20210016202A - 로드셀 기반의 관입력 측정시스템이 구비된 드레인재 타설장치 - Google Patents

로드셀 기반의 관입력 측정시스템이 구비된 드레인재 타설장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 앙카링의 신뢰성이 개선되고, 드레인 케이싱의 목표 심도를 지반의 상태에 맞추어 실시간으로 수정하여 작업할 수 있는 로드셀 기반의 관입력 측정시스템이 구비된 드레인재 타설장치를 제공한다.
본 발명의 드레인제 타설장치(1201)는, 리더(1202)를 따라 승강 이동이 가능하도록 구성되는 드레인 케이싱 고정홀더(1203)와, 상기 드레인 케이싱 고정홀더에 장착되고 내부에 통공부를 갖는 드레인 케이싱(1204)과, 상기 드레인 케이싱의 통공부를 통하여 드레인재(P)를 공급하는 릴 장치(1206)와, 상기 드레인 케이싱의 관입력 측정 시스템(1230)을 구비한다. 특히, 상기 드레인 케이싱의 관입력 측정 시스템(1230)은, 상기 드레인 케이싱이 지중으로 인입 또는 인발시 그 드레인 케이싱에 걸리는 압력을 측정하는 무선 로드셀(280)과, 상기 드레인 케이싱의 심도 측정기(1225)와, 상기 드레인 케이싱의 심도 측정기 및 무선 로드셀로부터 수신되는 실측 데이터와, 외부로부터 입력된 토질 시추공 데이터를 비교 연산하는 제어부(1110)와, 상기 비교 연산된 데이터를 맵핑하여 디스플레이하는 표시부(1115)를 포함하고, 상기 드레인 케이싱의 목표 심도 도달 후 그 드레인 케이싱의 관입 압력이 상기 토질 시추공 데이터의 관입 압력보다 작을 경우 상기 드레인 케이싱을 추가 관입하도록 구성된다.

Description

로드셀 기반의 관입력 측정시스템이 구비된 드레인재 타설장치{Paper drain board installing equipment with mandrel pressure measuring system using load cell}
본 발명은 연약지반이나 습지 등을 개량하는데 이용되는 드레인재를 지중에 수직으로 삽입하여 매설하는 드레인재 타설장치에 관련된 것이고, 더 상세히는 드레인재를 지중에 삽입할 때 위성항법장치(GPS:global position system)와 로드셀 기반의 관입력 측정시스템을 결합하여 드레인재의 삽입 시공의 정확성과 시공의 품질관리를 효과적으로 할 수 있도록 하는 드레인재 타설장치에 관한 것이다.
일반적으로 연약지반이나 습지를 개량하기 위한 공법 중 하나로 드레인 공법이 알려져 있다.
드레인 공법은 연약지반 내에 함유된 과잉 공극수를 배출하여 지반을 강화하는 일반적인 기술이다.
드레인 공법을 이용한 연약지반 내의 공극수 배출은 도 1, 도 2와 같이 작업 대상지역(A)을 일정 영역(A1,A2,A3,A4...)으로 구획하고 각 구획된 영역마다 샘플 시추공을 뚫어 그 토질 시추공 데이터에 의해 얻어진 지반 조건에 맞추어 드레인재의 삽입 깊이 및 삽입 위치를 표시하는 작업 시방서를 제작하고 그 시방서에 따라 각 구획된 영역에 드레인재(P1,P2,P3,P4...)를 삽입 시공한다.
상기 지중에 삽입된 드레인재(P1,P2,P3,P4...)는 연약지반(9) 상에 포설된 배수층(11) 및 복토층(10) 등의 하중 압력과 드레인재의 모세관 현상에 의하여 지중의 공극수를 지상의 배수층(11)으로 배출하게 되고, 결국 시간이 경과함에 따라 연약지반(9)이 침하 경화되면서 지지력이 강화된다.
그러나 극소수의 샘플링에 의하여 얻어진 토질 시추공 데이터를 기준으로 드레인재를 삽입하는 경우 어떤 지점에서는 지반 상태가 시추공 데이터와 불일치하여 드레인재 삽입 시공의 품질이 떨어지는 단점이 있다.
상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 대한민국 특허공개번호 10-2008-0056353호에는 연약지반 개량 공사를 시공하는 장비에 관입 심도를 측정하는 심도 측정센서, 관입용 케이싱 파이프에 가해지는 인장이나 압축 또는 회전력을 측정하는 로드셀 또는 토크메타와 컨트롤러로 구성된 일량 측정장치를 개시하고 있다.
상기 종래 일량 측정장치는 샘플링에 의하여 얻어진 토질 시추공 데이터와 실재 드레인재 삽입 시공을 하면서 얻어진 관입력 측정장치의 데이터를 비교하여 관입량을 보정할 수 있도록 하는 것을 요지로 하고 있다.
그러나 연약지반 개량 공사를 시공하는 장비에 구성되는 종래 일량 측정장치는, 관입력 측정의 오차 변수를 줄이는 점에 중점을 두고 있기 때문에 데이터의 비교 분석에 대한 효율성이 떨어지고, 시공에 대한 사후 관리 데이터로 활용되지 못하는 구조적인 문제점이 있다.
또, 도 3과 같이 드레인재(P: paper drain board)를 이용하여 연약지반(9)을 개량하는 경우 드레인재(P)를 지중으로 끌고 들어가는 드레인 케이싱(204)의 삽입 깊이만 데이터로 활용하므로 드레인재(P)의 공상 현상(드레인재(P)가 지중에 삽입된 후 그 드레인재의 단부가 앙카플레이트(12)에 의하여 심도 바닥에 앙카링되지 못하고 드레인 케이싱(204)과 함께 화살표 방향을 따라 위로 올라오는 현상)의 변수가 데이터에 반영되지 못하는 문제점이 있다.
또, 작업 대상 영역이 넓은 경우 작업자가 미리 드레인재 삽입지점을 표시해 주어야 하므로 표시작업에 따른 작업 공수 및 인력이 과도하게 소요되고 드레인재 삽입 지점의 표시를 작업 시방서에 의존하여 작업자가 직접 표시하기 때문에 삽입 지점의 편차 및 표시 오류가 발생하여 시공 불량으로 이어질 수 있는 단점이 있다.
대한민국 특허공개번호 10-2008-0056353호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 드레인재의 삽입 위치를 자동으로 정확히 특정할 수 있고, 각 시공 지점마다 토질 시추공 데이터와 비교 분석하여 현장에서 즉시 드레인 케이싱의 삽입 위치 및 심도의 보완시공이 가능하도록 함으로써 시공 품질을 향상할 수 있는 드레인재 타설장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 드레인재의 앙카링을 촉진하고 드레인재의 공상 현상을 줄여 시공의 품질 향상과 사후 관리 데이터로 활용할 수 있도록 하는 것에 있다.
상기 목적 달성을 위하여 본 발명의 드레인재 타설장치는, 리더를 따라 승강 이동이 가능하도록 구성되는 드레인 케이싱 고정홀더와, 상기 드레인 케이싱 고정홀더에 장착되고 내부에 통공부를 갖는 드레인 케이싱과, 상기 드레인 케이싱의 통공부를 통하여 드레인재를 공급하는 릴 장치와, 상기 드레인 케이싱의 관입력 측정 시스템을 구비하고,
상기 드레인 케이싱의 관입력 측정 시스템은, 상기 드레인 케이싱이 지중으로 인입 또는 인발시 그 드레인 케이싱에 걸리는 압력을 측정하는 무선 로드셀과,
상기 드레인 케이싱의 심도 측정기와, 상기 드레인 케이싱의 심도 측정기 및 무선 로드셀로부터 수신되는 실측 데이터와, 외부로부터 입력된 토질 시추공 데이터를 비교 연산하는 제어부와, 상기 비교 연산된 데이터를 맵핑하여 디스플레이하는 표시부를 포함하되,
상기 드레인 케이싱의 목표 심도 도달 후 그 드레인 케이싱의 관입 압력이 상기 토질 시추공 데이터의 관입 압력보다 작을 경우 상기 드레인 케이싱을 추가 관입하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 드레인 케이싱의 추가 관입은 상기 토질 시추공 데이터의 관입 압력에 도달하는 깊이까지 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 드레인재 타설장치에는 위성항법장치가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 드레인 케이싱에는 드레인재의 앙카링 심도 측정유닛이 설치되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 드레인재의 앙카링 심도 측정유닛은 상기 드레인 케이싱의 인발시 그 드레인 케이싱의 단부로부터 상기 드레인재를 지지하는 앙카플레이트의 이탈을 감지할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 드레인재의 앙카링 심도 측정유닛은 적어도 진동장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 진동장치는 상기 드레인 케이싱의 단부로 노출되도록 구성되는 접촉감지부를 구비하고, 상기 접촉감지부는 상기 앙카플레이트와 접촉 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 접촉감지부는 압력 감지센서로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 드레인 케이싱의 심도 측정기, 상기 무선 로드셀, 상기 드레인재의 앙카링 심도 측정유닛으로부터 수신되는 실측 데이터와, 상기 토질 시추공 데이터를 비교 연산하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 드레인재 타설장치는, 리더를 따라 승강 이동이 가능하도록 구성되는 드레인 케이싱 고정홀더와, 상기 드레인 케이싱 고정홀더에 장착되고 내부에 통공부를 갖는 드레인 케이싱과, 상기 드레인 케이싱의 통공부를 통하여 드레인재를 공급하는 릴 장치와, 상기 드레인 케이싱의 관입력 측정시스템을 구비하고,
상기 관입력 측정시스템은, 상기 드레인 케이싱이 지중으로 인입 또는 인발시 그 드레인 케이싱에 걸리는 압력을 측정하는 무선 로드셀과,
상기 드레인 케이싱의 심도 측정기와, 상기 드레인 케이싱의 심도 측정기 및 무선 로드셀로부터 수신되는 실측 데이터와, 외부로부터 입력된 토질 시추공 데이터를 비교 연산하는 제어부와, 상기 비교 연산된 데이터를 맵핑하여 디스플레이하는 표시부를 포함하고,
상기 드레인 케이싱의 목표 심도 도달 후 그 드레인 케이싱의 관입 압력이 상기 토질 시추공 데이터의 관입 압력보다 작을 경우 상기 드레인 케이싱을 추가 관입할 수 있도록 제어됨으로써,
현장에서 즉시 드레인 케이싱의 삽입 심도의 보완시공이 가능하고, 드레인재의 삽입 위치를 지반의 상태에 따라 정확히 특정하여 작업할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또, 드레인 케이싱의 인발시 그 드레인 케이싱의 단부로부터 상기 드레인재를 지지하는 앙카플레이트의 이탈을 촉진하고 감지할 수 있도록 진동장치 및 앙카플레이트의 접촉감지부로 구성된 드레인재의 앙카링 심도 측정유닛을 구비함으로써, 드레인 케이싱의 인발 직전에 드레인재의 단부를 지중에 고정하는 앙카플레이트의 앙카링 및 드레인 케이싱과 앙카플레이트의 분리를 촉진할 수 있고, 동시에 드레인재의 앙카링 심도를 측정하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 일반적인 연약지반 개량을 위한 드레인재 삽입 대상지역을 구획하여 나타내는 평면도이다.
도 2는 일반적인 연약지반에 드레인재가 삽입된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 일반적인 드레인재의 공상현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 로드셀 기반의 관입력 측정시스템이 구비된 드레인재 타설장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 로드셀 기반의 관입력 측정시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 로드셀 기반의 관입력 측정시스템이 구비된 드레인재 타설장치의 동작을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 7은 본 발명의 드레인재의 앙카링 심도 측정유닛을 설명하기 위한 입체도 이다.
도 8은 본 발명의 드레인 케이싱(1204)의 지중 삽입시 드레인 케이싱에 가해지는 압력 변화를 나타내는 그래프이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 드레인재의 앙카링 심도 측정유닛의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
본 발명의 로드셀 기반의 관입력 측정시스템(1230)이 구비된 드레인재 타설장치(1201)는 도 4와 같이 리더(1202)와 드레인 케이싱 고정홀더(1203), 드레인 케이싱(1204), 드레인재(P)가 감겨있는 릴 장치(1206)를 구비한다. 릴 장치(1206)는 설정된 장력(한 예로 2~10kg) 이상의 힘으로 당길 경우 릴 장치의 릴이 역회전 가능하도록 구성된다. 릴 장치의 릴을 역회전 가능하도록 구성하는 이유는 도 9에 도시한 것처럼 지상에서 앙카플레이트(12)에 드레인재(P)를 고정하였을 때는 드레인재(P)에 장력이 작용하여 앙카플레이트(12)가 드레인 케이싱(1204)의 단부로부터 이탈되지 않도록 하고, 드레인 케이싱(1204)을 하강시켜 지중으로 삽입할 때는 드레인재(P)가 릴 장치로부터 풀려 드레인 케이싱과 함께 내려가도록 하기 위한 것이다.
상기 리더(1202)는 드레인재 타설장치의 본체에 각도 조정이 가능한 상태로 입설되고, 그 리더의 상하 방향을 따라 상기 드레인 케이싱 고정홀더(1203)가 승강 이동 가능하도록 구성된다. 상기 드레인 케이싱 고정홀더는 와이어(1233)가 권선된 활차(1244)에 고정되어 유압실린더(1245)로 간접 구동하거나, 와이어 없이 드레인 케이싱 고정홀더에 유압실린더를 직접 고정하여 구동할 수 있다. 상기 활차(1244)의 회전에 의하여 이동되는 드레인 케이싱(1204)의 승강 길이는 활차의 회전수 등을 감지하는 센서(도시생략)에 의하여 측정할 수 있다. 활차의 회전수 등을 감지하는 센서는 도 5에 도시된 본 발명의 드레인 케이싱의 심도측정기(1225)로 기능 한다.
또, 본 발명의 드레인재 타설장치(1201)는, 도 5와 같이 무선 로드셀(280), 드레인 케이싱의 심도측정기(1225), 위성항법장치(1224:GPS(global position system)), 드레인재의 앙카링 심도측정유닛(1250), 기준 데이터 입력부(1120), 표시부(1115), 제어부(1110)로 이루어진 드레인 케이싱(1204)의 관입력 측정시스템(1230)을 구비한다.
상기 무선 로드셀(280)은 드레인 케이싱 고정홀더(1203)에 고정된 드레인 케이싱(1204)이 지중으로 인입되는 과정에서 그 드레인 케이싱(1204)에 가해지는 하중 압력을 측정하기 위해 드레인 케이싱 고정홀더(1203)와 와이어(1223) 사이에 설치된다.
상기 위성항법장치(1224)로부터 측정되는 드레인 케이싱(1204)의 위치 좌표 데이터, 무선 로드셀(280)으로부터 수신되는 데이터, 드레인 케이싱의 심도 측정기(1225)로부터 수신되는 데이터, 드레인재의 앙카링 심도측정유닛(1250)으로 부터 수신되는 데이터는 기준데이터 입력부(1120)를 통하여 외부로부터 입력된 토질 시추공 데이터와 비교 판단되고, 그 결과가 실시간으로 표시부(1115)를 통하여 디스플레이됨으로써, 드레인재 타설장치를 운전하는 오퍼레이터가 드레인 케이싱(1204)의 위치 좌표 및 심도, 드레인재의 앙카링 심도, 지중 상태 등의 정보를 제공 받을 수 있다.
상기 드레인 케이싱 고정홀더(1203)에는 도 7과 같이 드레인 케이싱(1204)이 착탈 가능한 상태로 고정되고, 드레인 케이싱(1204)은 내부 중심축을 따라 릴 장치(1206)를 통하여 드레인재(P)가 공급되는 통공부(1208)가 형성된다.
한편, 본 발명의 드레인재의 앙카링 심도측정유닛(1250)은, 통공부(1208) 중심축을 따라 릴 장치(1206)를 통하여 드레인재(P)가 공급되는 드레인 케이싱(1204)에 구성된다.
본 발명의 드레인재의 앙카링 심도측정유닛(1250)은, 적어도 1개 이상의 진동장치(1251,1252)와, 상기 드레인 케이싱(1204)의 하단부로 노출되도록 상기 진동장치(1251,1252)와 연결된 압력 감지센서(1251a,1252a)로 구성된다. 상기 압력 감지센서(1251a,1252a)는 각 진동장치마다 복수개 구성할 수 있다. 압력 감지센서(1251a,1252a)는 드레인 케이싱(1204)의 단부에 지지되는 앙카프레이트(12)와 접촉 가능하도록 구성됨으로써 앙카플레이트가 어느 심도에서 드레인 케이싱(1204)의 단부와 분리되었는지를 감지할 수 있다.
상기 진동장치(1251,1252)와 압력 감지센서(1251a,1252a)는 드레인 케이싱(1204)의 단부로 노출되므로 드레인재(P)를 고정하는 앙카플레이트(12)와 직접 접촉 가능한 상태가 된다. 즉, 압력 감지센서(1251a,1252a)와 앙카프레이트(12)와의 접촉이 없어 압력감지가 않되면 그 순간의 드레인 케이싱(1204)의 단부 위치를 앙카프레이트(12)의 앙카링 위치로 판단한다.
본 발명에서는 드레인 케이싱의 단부에 진동장치(1251,1252)를 양쪽에 설치한 구조를 예시하였으나 1개만 구성하여도 된다. 상기 진동장치(1251,1252)는 전원 또는 에어압에 의하여 구동되도록 구성할 수 있고, 전원선(1251b,1252b) 또는 에어 공급용 호스는 매우 적은 체적을 차지하므로 드레인 케이싱의 통공부(1208)를 통하여 배선될 수 있다. 상기 진동장치는 드레인 케이싱의 하단부에 강한 진동을 줄 수 있도록 하는 것이므로 공지의 진동장치 중 어느 것을 이용하더라도 관계없다. 상기 진동장치에 결합되는 압력 감지센서(1251a,1252a)는 진동장치의 구동시 함께 연동되어 진동을 전달할 수 있도록 구성된다. 압력 감지센서(1251a,1252a)의 신호는 별도의 유선 라인(도시 생략)을 통하여 제어부(1110)에 전송할 수 있다.
상기 압력 감지센서(1251a,1252a)는 표면이 딱딱한 앙카플레이트(12)와 접촉된 상태에서는 그 진동 압력이 크고, 앙카플레이트(12)와 접촉되지 않는 상태에서는 그 진동 압력이 작거나 없기 때문에 그 진동 압력차이를 감지하여 앙카링 위치를 정확히 알 수 있다.
또, 상기 압력 감지센서(1251a,1252a)는 진동장치 내부로부터 도시되지 않은 스프링 등에 탄지되어 진동장치의 단부보다 약간(0.5~1cm) 돌출된 상태를 유지하도록 구성함으로써, 과도한 압력으로부터 압력 감지센서를 보호할 수 있다. 상기 진동장치는 드레인 케이싱의 인발과 동시에 구동되어 일정 시간 지속되지만 압력 감지센서에 의하여 앙카플레이트의 분리가 확인되면 진동장치의 구동은 즉시 멈출 수 있다.
상기 드레인 케이싱의 단부에 구성되는 진동장치(1251,1252) 외에 드레인 케이싱의 인발시 상하 또는 좌우 방향의 진동을 더 추가하기 위하여 드레인 케이싱의 상단에 부착되는 보조 진동장치(1253)을 더 구성할 수 있다.
진동장치(1251,1252) 및 보조 진동장치(1253)는 전원선(1251b,1252b,1253b) 또는 어에 호스를 개재하여 드레인 케이싱 고정홀더(1203)에 설치된 진동 동력전달장치(1255)와 연결된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 드레인재 타설장치(1201)의 구동 과정은 도 5 및 도 6을 주로 참고하여 설명한다.
먼저 드레인재 타설장치(1201)의 전원을 온(on)하여 운전 가능한 상태가 되도록 한다(S10).
이어서, 기준 데이터 입력부(1120)를 통하여 토질 시추공 데이터 등이 입력된 작업 시방서 상의 관입 위치와, 드레인 케이싱(1204)의 시공 위치가 일치하는지 GPS(1224) 데이터를 수신하여 표시부(1115) 맵핑한다(S20).
작업 시방서 상의 관입 위치와, 드레인 케이싱(1204)의 시공 위치가 일치하지 않는 경우, 드레인재 타설장치(1201)를 위치 이동시키고(S30), 위치가 일치하는 경우 심도1 에서 심도 n까지 드레인 케이싱(1204)을 지중에 관입시킨다(S40).
드레인 케이싱(1204)의 관입 과정에서 각 심도별 관입 압력이 무선 로드셀(280)에 의하여 측정된다(S50).
이어서, 드레인 케이싱(1204)의 관입과정에서 목표 심도에 도달하였는지 드레인 케이싱의 심도 측정기(1225)를 통하여 판단하고(S60), 목표 심도에 도달한 경우 드레인 케이싱의 관입 압력 데이터와 토질 시추공의 관입 압력 데이터를 제어부(1110)가 비교 연산하여 표시부(1115)에 매핑하여 표시한다(S70).
이어서, 제어부(1110)는 심도별로 드레인 케이싱(1204)의 관입 시공 데이터의 압력이 토질 시추공 데이터의 압력보다 큰가를 판단(S80)하고,
드레인 케이싱(1204)의 관입 시공 데이터의 종말 압력이 토질 시추공 데이터의 종말 압력보다 큰 경우에는 드레인재의 앙카링 심도 측정유닛(1250)을 통하여 드레인재의 앙카링 심도를 측정하는(S110)단계로 이동하고, 관입 시공 데이터의 종말 압력이 토질 시추공 데이터의 종말 압력보다 작은 경우에는 목표 심도를 변경한다(S90). 상기 목표 심도 변경은 토질 시추공 데이터의 종말 압력에 이를 때까지 드레인 케이싱(1204)을 추가 관입할 수 있고, 그 종말 압력과 관계없이 2~5m의 일정 깊이를 더 관입할 수 있도록 설정할 수 있다.
상기 드레인 케이싱(1204)의 관입 시공에 있어서 종말 압력은 도 8과 같이 예를 들어 목표 심도인 34m 근처에 도달하였을 때 압력을 가하더라도 드레인 케이싱(1204)이 더 이상 관입되지 않고 압력 수치만 증가하는 구간(단단한 지반층 구간)을 말한다.
드레인재(P)의 앙카링 심도측정이 이루어지면, 드레인 케이싱의 심도 측정기(1225), 무선 로드셀(280), 드레인재의 앙카링 심도 측정유닛(1250)으로부터 수신되는 실측 데이터와, 기준 데이터 입력부(1120)에 미리 입력된 토질 시추공 데이터를 비교 연산하여 표시부(115)에 맵핑하여 디스플레이할 수 있도록 한다(S120). 상기와 같이 드레인재의 앙카링 심도 위치를 드레인 케이싱의 심도 위치와 비교하여 나타냄으로써 드레인재의 삽입 시공의 품질을 정확하게 파악할 수 있는 장점이 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 드레인재의 앙카링 심도 측정유닛(1250)의 기술 구성 및 작용은 도 9 내지 도 11을 참고하여 설명한다.
먼저, 도 9와 같이 드레인 케이싱(1204)의 통공부(1208)을 통하여 릴 장치(1206)에 감겨있는 드레인재(P)의 단부를 인출한 후 그 단부에 앙카플레이트(12)를 고정한다. 드레인재의 단부에 고정된 앙카플레이트(12)를 놓으면 릴 장치의 장력이 작용하므로 드레인 케이싱(1204)의 하단부에 걸리는 앙카플레이트(12)에 의하여 드레인재(P)가 더 이상 딸려 올라가지 않고 드레인 케이싱(1204)의 단부에 지지된다. 드레인재(P)는 파이프형 또는 판형 중 어느 것을 이용하여도 되고, 그 이용되는 드레인재에 작합한 앙카플레이트를 사용하면 된다.
앙카플레이트(12)가 드레인 케이싱(1204)의 하단에 고정된 상태에서 도 10과 같이 드레인 케이싱(1204)을 하강시켜 연약지반(9)으로 소정 심도까지 삽입한다. 드레인 케이싱(1204)이 목표 작업 심도까지 삽입된 후에는 그 드레인 케이싱(1204)을 인발하기 직전에 본 발명의 드레인재의 앙카링 심도 측정유닛(1250)을 구성하는 진동장치(1251,1252) 및 보조 진동장치(1253)를 선택적으로 구동시켜 앙카플레이트(12)에 좌우 또는 상하 방향으로 진동을 일정시간(약5~20초) 부여한다.
상기 진동에 의하여 앙카플레이트(12)에 진동파가 전해지면 진동장치 및 압력 감지센서(1251a,1252a)가 앙카플레이트의 요동을 촉진하므로 앙카플레이트(12)의 단부가 연약지반의 홀 측벽을 쉽게 파고들어(도 10참조) 앙카링이 이루어지기 시작한다.
이어서, 진동장치가 구동되는 상태에서 도 10과 같이 드레인 케이싱(1204)이 지중으로부터 지상 쪽으로 인발되면 드레인 케이싱(1204)과 앙카플레이트(12)가 분리되고, 연약지반(9)의 홀 측벽으로부터 토압이 순간적으로 작용하여 앙카플레이트(12) 전체가 지중의 토사에 매몰되어 앙카링이 확실하게 이루어지므로 드레인재(P)가 드레인 케이싱(1204)의 인발 방향으로 더 이상 따라 올라가지 않게 된다.
드레인 케이싱(1204)의 인발 중에 앙카플레이트(12)가 드레인 케이싱(1204)의 단부로부터 분리되면 압력 감지센서(1251a,1252a)는 앙카플레이트(12)와의 접촉 해제 신호를 감지하여 드레인 케이싱의 단부가 위치하는 심도를 연산함으로써 드레인재의 단부가 앙카링되는 심도 위치를 감지할 수 있다.
즉, 본 발명의 드레인재의 앙카링 심도 측정유닛(1250)은 앙카플레이트(12)의 앙카링을 촉진하는 기능뿐만 아니라 앙카링 위치를 정확히 감지하는 기능을 동시에 갖도록 구성되어 있어 시공의 품질 관리에 매우 유용하게 활용할 수 있다.
이상 설명한 본 발명의 드레인재 타설장치(1201)은 상기 예시된 도면 구조 및 설명 내용에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 청구범위와 목적의 범주 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
본 발명은 드레인재를 지중에 수직 삽입하는 드레인재 타설장치에 관한 것으로 연약지반이나 습지 등을 개량하는데 이용된다.
9 - 연약지반 10 - 복토층
11 - 배수층 12 - 앙카플레이트
P,P1,P2,P3,P4 - 드레인재
280 - 무선 로드셀 1110 -제어부
1115 - 표시부 1120 - 기준 데이터 입력부
1201 - 드레인재 타설장치 1202 - 리더
1203 - 드레인 케이싱 고정홀더 204, 1204 - 드레인 케이싱
1206 - 릴 장치 1208 - 드레인 케이싱의 통공부
1224 - GPS 1230 - 관입력 측정시스템
1233 - 와이어 1244 - 활차
1245 - 유압실린더 1250 - 드레인재의 앙카링 심도 측정유닛
1251,1252 - 진동장치 1253 - 보조 진동장치
1251a,1252a - 압력 센서 1251b,1252b,1253b - 전원선
1255 - 진동 동력전달장치

Claims (9)

  1. 리더를 따라 승강 이동이 가능하도록 구성되는 드레인 케이싱 고정홀더와, 상기 드레인 케이싱 고정홀더에 장착되고 내부에 통공부를 갖는 드레인 케이싱과, 상기 드레인 케이싱의 통공부를 통하여 드레인재를 공급하는 릴 장치와, 상기 드레인 케이싱의 관입력 측정 시스템을 구비하고,
    상기 드레인 케이싱의 관입력 측정 시스템은, 상기 드레인 케이싱이 지중으로 인입 또는 인발시 그 드레인 케이싱에 걸리는 압력을 측정하는 무선 로드셀과,
    상기 드레인 케이싱의 심도 측정기와, 상기 드레인 케이싱의 심도 측정기 및 무선 로드셀로부터 수신되는 실측 데이터와, 외부로부터 입력된 토질 시추공 데이터를 비교 연산하는 제어부와, 상기 비교 연산된 데이터를 맵핑하여 디스플레이하는 표시부를 포함하되,
    상기 드레인 케이싱의 목표 심도 도달 후 그 드레인 케이싱의 관입 압력이 상기 토질 시추공 데이터의 관입 압력보다 작을 경우 상기 드레인 케이싱을 추가 관입하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 로드셀 기반의 관입력 측정시스템이 구비된 드레인재 타설장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 드레인 케이싱의 추가 관입은 상기 토질 시추공 데이터의 관입 압력에 도달하는 깊이까지 이루어지는 것을 특징으로 하는 로드셀 기반의 관입력 측정시스템이 구비된 드레인재 타설장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 드레인재 타설장치에는 위성항법장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 로드셀 기반의 관입력 측정시스템이 구비된 드레인재 타설장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 드레인 케이싱에는 드레인재의 앙카링 심도 측정유닛이 설치되는 것을 특징으로 하는 로드셀 기반의 관입력 측정시스템이 구비된 드레인재 타설장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 드레인재의 앙카링 심도 측정유닛은 상기 드레인 케이싱의 인발시 그 드레인 케이싱의 단부로부터 상기 드레인재를 지지하는 앙카플레이트의 이탈을 감지할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 로드셀 기반의 관입력 측정시스템이 구비된 드레인재 타설장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 드레인재의 앙카링 심도 측정유닛은 적어도 진동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 로드셀 기반의 관입력 측정시스템이 구비된 드레인재 타설장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 진동장치는 상기 드레인 케이싱의 단부로 노출되도록 구성되는 접촉감지부를 구비하고, 상기 접촉감지부는 상기 앙카플레이트와 접촉 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 로드셀 기반의 관입력 측정시스템이 구비된 드레인재 타설장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 접촉감지부는 압력 감지센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 로드셀 기반의 관입력 측정시스템이 구비된 드레인재 타설장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 드레인 케이싱의 심도 측정기, 상기 무선 로드셀, 상기 드레인재의 앙카링 심도 측정유닛으로부터 수신되는 실측 데이터와, 상기 토질 시추공 데이터를 비교 연산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 로드셀 기반의 관입력 측정시스템이 구비된 드레인재 타설장치.
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