KR20210098166A - 강관말뚝 착탈장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 하부측 강관말뚝의 상부단에 일체로 구비되는 제1커플러; 상부측 강관말뚝의 하부단에 일체로 구비되는 제2커플러 ; 상기 제1,2커플러의 각 내부면에 돌출형성된 제1,2쐐기면에 접하여 밀착되는 협착홈을 외측면에 함몰형성하여 상기 제1커플러의 하부단과 상기 제2커플러의 상부단이 접하는 부위에 배치되는 복수개의 그립퍼; 상기 제1,2커플러의 제1,2배치홈과의 합형에 의해서 형성되는 배치공을 통하여 외부노출되고, 상기 그립퍼에 일단이 구속되는 수나사부의 타단에 체결되는 너트부재의 체결력에 의해서 상기 제1,2커플러와 그립퍼를 일체화하여 상,하부측 강관말뚝을 연결하는 복수개의 체결부 ; 및 상기 제1,2배치홈에 인접하여 함몰형성되는 제1,2보조배치홈과의 합형에 의해서 형성되는 보조배치공을 통하여 진입되는 일정길이의 분리바 ;를 포함하여, 상기 체결부의 너트부재가 풀림해제된 상태에서 상기 보조배치공으로 진입되어 그립퍼의 외측면에 단부가 접해지는 분리바의 외력에 의해서 상기 제1,2커플러의 제1,2쐐기면으로부터 그립퍼의 협착홈을 이격 분리하여 상,하부측 강관말뚝을 서로 분해한다.

Description

강관말뚝 착탈장치 및 방법{A Steel Pipe Detachable Device and Method}

본 발명은 강관말뚝을 연결하거나 분리하는 착탈장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 지중에 회전 관입되어 매입설치되는 기초구조물인 강관말뚝을 서로 연결하는 작업과 더불어 강관말뚝을 분리하여 분해하는 작업을 간편하고 안전하게 수행할 수 있는 강관말뚝 착탈장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 강관말뚝은 고층 건축물이나 중량 건축물의 시공시 연약한 지층이 깊어서 기초상부의 하중을 지지할 수 없거나 부등침하의 우려가 있는 시공영역에 말뚝구조물을 회전관입시킴으로써 기초의 지반 지지력을 증대시키는데 사용되는 것이다.

이러한 강관말뚝은 중공파이프로 이루어지는 일정길이의 강관부재로 이루어지며, 강관말뚝이 회전관입되는 지층의 깊이가 공사현장마다 다르기 때문에 일정길이의 강관말뚝은 하부 측 강관말뚝의 상단과 상부 측 강관말뚝의 상단을 용접방식 및 볼트 접합방식으로 등으로 서로 연결하여 시공하였다.

즉, 공사현장에서 강관말뚝이 회전관입되는 깊이는 대략 얕게는 10m 에서 깊게는 70m 를 넘는 것도 있음에 따라 강관말뚝을 서로 연결시켜 사용하는 것이 필수불가결한 것이다.

또한, 강관말뚝이 서로 연결되는 연결부분은 기초상부의 하중이 강관말뚝 연결구조물을 통하여 지반으로 효율적으로 전달되도록 충분한 구조적 강도를 가지고 연결되어야 할뿐만 아니라 강관말뚝을 서로 연결하는 작업에 따른 인건비 등의 절약을 위하여 말뚝 연결작업 시간을 단축시키는 것이 필요하게 되었다.

(특허문헌 1) KR10-2014-0124628 A

특허문헌 1에는 제1부재의 일단에 결합한 숫나사부재와 제2부재의 일단에 결합한 암나사부재의 나사결합에 의해 형성되고, 상기 숫나사부재는 상기 제1부재의 외경에 비해 큰 외경을 갖는 숫나사부; 상기 숫나사부의 외경에 비해 큰 외경을 갖도록 상기 숫나사부의 일단에 돌출형성됨과 아울러 상기 제1부재에 고정되도록 형성된 받침부를 구비하고, 상기 암나사부재는 상기 숫나사부가 삽입됨과 아울러 일단이 상기 받침부에 면접촉하도록 형성된 암나사부; 상기 암나사부의 타단에 형성됨과 아울러 상기 제2부재에 고정되도록 형성된 지지부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 파일 조립체를 개시하고 있다.

그러나, 이러한 종래의 강관말똑 연결구조는, 지중 아래에 강관말뚝을 일정깊이 회전관입하는 과정에서 시공부위에 위치하는 암반부위나 쓰레기 매립부위에 의해서 강관말뚝을 인상한 다음, 나사결합된 하부 측 강관말뚝을 분리하는 작업이 매우 어렵기 때문에 작업생산성을 저하시키고, 시공시간이 길어지면서 공사비용을 증가시키는 주요요인으로 작용하였다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 상,하부측 강관말뚝을 서로 연결하는 작업과 더불어 지중으로부터 지상으로 인상된 상부측 강관말뚝에 대한 하부측 강관말뚝을 분리하여 분해하는 작업을 간편하고 신속하게 수행할 수 있는 강관말뚝 착탈장치 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서, 본 발명의 바람직한 실시예는, 하부측 강관말뚝의 상부단에 일체로 구비되는 제1커플러; 상부측 강관말뚝의 하부단에 일체로 구비되는 제2커플러 ; 상기 제1,2커플러의 각 내부면에 돌출형성된 제1,2쐐기면에 접하여 밀착되는 협착홈을 외측면에 함몰형성하여 상기 제1커플러의 하부단과 상기 제2커플러의 상부단이 접하는 부위에 배치되는 복수개의 그립퍼; 상기 제1,2커플러의 제1,2배치홈과의 합형에 의해서 형성되는 배치공을 통하여 외부노출되고, 상기 그립퍼에 일단이 구속되는 수나사부의 타단에 체결되는 너트부재의 체결력에 의해서 상기 제1,2커플러와 그립퍼를 일체화하여 상,하부측 강관말뚝을 연결하는 복수개의 체결부 ; 및 상기 제1,2배치홈에 인접하여 함몰형성되는 제1,2보조배치홈과의 합형에 의해서 형성되는 보조배치공을 통하여 진입되는 일정길이의 분리바 ;를 포함하여, 상기 체결부의 너트부재가 풀림해제된 상태에서 상기 보조배치공으로 진입되어 그립퍼의 외측면에 단부가 접해지는 분리바의 외력에 의해서 상기 제1,2커플러의 제1,2쐐기면으로부터 그립퍼의 협착홈을 이격 분리하여 상,하부측 강관말뚝을 서로 분해하는, 강관말뚝 착탈장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예는, 하부측 강관말뚝의 상부단에 일체로 구비되는 제1커플러; 상부측 강관말뚝의 하부단에 일체로 구비되는 제2커플러 ; 상기 제1,2커플러의 각 내부면에 돌출형성된 제1,2쐐기면에 접하여 밀착되는 협착홈을 외측면에 함몰형성하여 상기 제1커플러의 하부단과 상기 제2커플러의 상부단이 접하는 부위에 배치되는 복수개의 그립퍼; 상기 제1,2커플러의 제1,2배치홈과의 합형에 의해서 형성되는 배치공을 통하여 외부노출되고, 상기 그립퍼에 일단이 구속되는 수나사부의 타단에 체결되는 너트부재의 체결력에 의해서 상기 제1,2커플러와 그립퍼를 일체화하여 상,하부측 강관말뚝을 연결하는 복수개의 체결부 ; 및 상기 체결부의 수나사부는 상기 그립퍼의 몸체에 일단이 일체로 연결되어 구속되는, 강관말뚝 착탈장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예는, 하부측 강관말뚝의 상부단에 일체로 구비되는 제1커플러; 상부측 강관말뚝의 하부단에 일체로 구비되는 제2커플러 ; 상기 제1,2커플러의 각 내부면에 돌출형성된 제1,2쐐기면에 접하여 밀착되는 협착홈을 외측면에 함몰형성하여 상기 제1커플러의 하부단과 상기 제2커플러의 상부단이 접하는 부위에 배치되는 복수개의 그립퍼; 상기 제1,2커플러의 제1,2배치홈과의 합형에 의해서 형성되는 배치공을 통하여 외부노출되고, 상기 그립퍼에 일단이 구속되는 수나사부의 타단에 체결되는 너트부재의 체결력에 의해서 상기 제1,2커플러와 그립퍼를 일체화하여 상,하부측 강관말뚝을 연결하는 복수개의 체결부 ; 및 상기 하부측 강관말뚝의 상부단 내부면이나 상기 제1커플러의 하부단 내부면에 고정설치되어 상기 제1커플러의 제1배치홈에 상기 수나사부가 올려진 그립퍼의 하부낙하를 방지하는 낙하방지판을 포함하고, 상기 낙하방지판에는 상기 그립퍼의 내측면과 접해지는 접촉면을 갖추어 상기 제1커플러의 제1쐐기면과 상기 그립퍼의 외측면과의 사이에 형성되는 일정간격을 설정하는 그립퍼 정렬부재를 포함하는, 강관말뚝 착탈장치를 제공한다

이때, 상기 제1커플러와 제2커플러와의 사이에는 적어도 하나의 전단키를 포함하며, 상기 전단키는 상기 제1커플러의 상부면에 함몰형성되는 제1키이홈에 몸체일부가 삽입배치되고, 상기 제2커플러의 하부면에 함몰형성되는 제2키이홈에 몸체 나머지가 삽입배치될 수 있다.

이때, 상기 제1,2보조배치공에 의해서 형성되는 보조배치공에는 상,하부측 강관말뚝의 회전관입시 지중 토양이 침입되는 것을 방지하도록 적어도 하나의 삽입재를 배치하여 구비할 수 있다.

이때, 상기 분리바는 상기 보조배치공을 통하여 삽입되는 깊이를 확인할 수 있도록 몸체 외부면에 길이방향으로 눈금부를 형성한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예는, 상부단에 제1커플러를 일체로 구비하는 하부측 강관말뚝을 준비하고, 하부단에 제2커플러를 일체로 구비하는 상부측 강관말뚝을 준비하는 준비단계 ; 상기 제1,2커플러의 각 내부면에 돌출형성된 제1,2쐐기면과 대응하는 외측면에 협착홈을 함몰형성한 복수개의 그립퍼를 상기 제1,2커플러가 접하는 부위에 위치대기하도록 상기 그립퍼에 일단이 구속되는 체결부의 수나사부를 상기 제1커플러의 제1배치홈에 배치하는 배치단계 ; 및 상기 제1,2커플러에 함몰형성되는 제1,2배치홈과의 합형에 의해서 형성되는 배치공을 통하여 외부노출되는 수나사부에 체결되는 너트부재의 체결력에 의해서 상기 제1,2커플러와 그립퍼를 일체화하여 상,하부측 강관말뚝을 연결하는 연결단계 ; 를 포함하고, 상기 체결부의 너트부재가 풀림해제된 상태에서 상기 제1,2배치홈에 인접하여 함몰형성되는 제1,2보조배치홈과의 합형에 의해서 형성되는 보조배치공을 통하여 일정길이의 분리바를 진입시켜 제1,2커플러와 그립퍼와의 걸림을 완전해제하는 분리단계;를 포함하여, 상기 보조배치공으로 진입되어 그립퍼의 외측면에 단부가 접해지는 분리바의 외력에 의해서 상,하부측 강관말뚝을 서로 분해하도록 상기 제1,2쐐기면으로부터 그립퍼의 협착홈을 이격 분리하는 것을 특징으로 하는 강관말뚝 착탈방법을 제공한다.

이때, 상기 배치단계는, 상기 하부측 강관말뚝의 상부단 내부면에 구비되는 낙하방지판의 정중앙에 배치되는 그립퍼 정렬부재를 포함하고, 상기 제1커플러의 제1배치홈에 배치되는 수나사부의 일단에 구속되는 그립퍼의 내측면과 상기 그립퍼의 접촉면과의 접촉에 의해서 상기 제1커플러에 위치대기하는 그립퍼와 하강되는 제2커플러와 와의 상호 간섭이 없도록 상기 제1그립퍼의 제1쐐기면과 상기 그립퍼의 외측면과의 사이에 형성되는 일정간격을 설정할 수 있다.

이때, 상기 분리단계는, 상,하부측 강관말뚝의 회전관입시 지중 토양이 침입되는 것을 방지하도록 상기 보조배치공에 삽입배치되는 삽입재를 포함하고, 상기 분리바는 상기 보조배치공으로 삽입재를 분리하여 제거한 다음 분리바를 삽입하여 상기 그립퍼의 외측면에 외력을 전달하거나 상기 보조배치공에 삽입배치된 삽입재를 매개로 하여 상기 그립퍼의 외측면에 외력을 전달할 수 있다.

이때, 상기 연결단계는, 상기 연결단계는, 상기 제1,2커플러와 그립퍼가 일체로 결합되면서 상,하부측 강관말뚝이 서로 연결된 다음, 상기 배치공의 양측에 위치하는 좌우한쌍의 보조배치공을 통하여 눈금부를 외부면에 형성하는 분리바를 각각 진입시켜 분리바의 선단이 상기 그립퍼의 외측면에 접해질 때 상기 분리바의 진입깊이를 상기 눈금부에 의해서 서로 비교함으로써, 상기 그립퍼의 협착홈이 제1,2커플러의 제1,2쐐기면에 균일하게 압착되는 접촉상태를 확인할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

상,하부측 강관말뚝의 제1,2커플러의 제1,2쐐기면에 그립퍼의 합착홈을 체결부의 수나사부와 나사결합되는 너트부재의 체결력에 의해서 압착함으로써 하부측 강관말뚝과 상부측 강관말뚝을 서로 연결하는 작업을 보다 간편하게 수행할 수 있다.

지중에 회전관입된 상,하부측 강관말뚝을 역방향으로 인상시켜 상부측 강관말뚝을 지상으로 인상하고, 너트부재를 풀림해제한 다음, 보조배치공을 통하여 그립퍼에 선단이 접해지면서 전달되는 외력에 의해서 제1,2커플러의 제1,2쐐기면에 강한 압착력으로 밀착된 그립퍼의 합착홈을 분리 이격시킴으로써 하부측 강관말뚝과 상부측 강관말뚝을 분리하여 분해하는 작업을 간편하고 신속하게 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 강관말뚝 착탈장치에 의해서 상,하부측 강관말뚝이 연결된 상태를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 강관말뚝 착탈장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 강관말뚝 착탈장치를 도시한 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 강관말뚝 착탈장치를 도시한 평단면도이다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c 는 본 발명의 실시예에 따른 강관말뚝 착탈장치를 이용하여 상,하부측 강관말뚝을 연결하는 작업도이다.
도 6a 와 도 6b 는 본 발명의 실시예에 따른 강관말뚝 착탈장치를 이용하여 상,하부측 강관말뚝을 분해하여 분리하는 작업도이다.
도 7a, 도 7b 및 도 7c 는 본 발명의 실시예에 따른 강관말뚝 착탈장치에 적용되는 그립퍼 정렬부재를 이용하여 복수개의 그립퍼를 정렬배치하는 공정도이다.
도 8a 와 도 8b 는 본 발명의 실시예에 따른 강관말뚝 착탈장치에 적용되는 그립퍼와 체결부를 도시한 구성도이다.
도 9a, 도 9b 및 도 9c 는 본 발명의 실시예에 따른 강관말뚝 착탈장치에 적용되는 전단키를 도시한 구성도이다.
도 10 은 본 발명의 실시예에 따른 강관말뚝 착탈장치의 그립퍼에 수나사부가 일체로 구비되는 분해 사시도이다.
도 11 은 본 발명의 실시예에 따른 강관말뚝 착탈장치의 그립퍼에 수나사부가 일체로 구비되는 종단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구조 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강관말뚝 착탈장치(100)는 도 1, 도 2, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 지중에 회전관입 이전에 하부측 강관말뚝(1)과 상부측 강관말뚝(2)을 서로 연결하고, 지중에 회전관입된 후 지상으로 인상되는 하부측 강관말뚝(1)과 상부측 강관말뚝(2)을 서로 분리하여 분해하는 작업을 보다 간편하고 신속하게 수행할 수 있도록 제1커플러(10), 제2커플러(20), 그립퍼(30), 체결부(40) 및 분리바(50)를 포함한다.

상기 제1커플러(10)는 하부측 강관말뚝(1)의 상부단에 일체로 구비되는 링형 연결관체로 이루어지고, 상기 제2커플러(20)는 하부측 강관말뚝(2)의 상부단에 일체로 구비되는 링형 연결관체로 이루어질 수 있다.

상기 제1,2커플러(10,20)는 상,하부 측 강관말뚝(1,2)과 용접부(W)를 매개로 하여 각각 일체로 구비되며, 상기 상,하부측 강관말뚝과 대응하는 상기 제1,2커플러의 각 일단 외측테두리에는 용접부가 위치되어 형성되도록 일정각도 절개된 면취부를 형성하는 것이 바람직하다.

이러한 제1,2커플러(10,20)의 각 내부면에는 반경방향으로 일정높이 돌출형성되는 제1,2쐐기면(12,22)을 각각 구비하고, 상기 제1,2쐐기면(12,22)은 제1,2커플러의 각 내부면에 원주방향으로 연속되는 환고리형태로 구비되어 상기 제1,2커플러의 각 내경보다 큰 내경크기를 갖는 링형 돌출부로 구비될 수 있다.

상기 제2커플러(20)와 대응하여 접해지는 제1커플러(10)의 일단부인 상부면에는 제1배치홈(13)을 함몰형성하고, 상기 제1배치홈과 인접하는 제1보조배치홈(14)을 함몰형성하며, 상기 제1커플러(10)와 대응하는 제2커플러(20)의 일단부인 하부면에는 상기 제1배치홈(13)과 합형되어 대략 원형의 배치공을 형성하는 제2배치홈(23)을 함몰형성하고, 상기 제1보조배치홈(14)과 합형되어 대략 사각의 보조배치공을 형성하도록 상기 제2배치홈(23)과 인접하는 제2보조배치홈(24)을 함몰형성한다.

여기서, 상기 제1커플러(10)와 제2커플러(20)는 상,하부측 강관말뚝의 연결시 형성되는 수평한 접합면을 기준으로 하여 상하대칭구조를 갖는 독립구조물이다.

상기 제1,2보조배치홈(14,24)은 대략 사각단면상을 갖는 분리바의 진출입이 가능하도록 상하합형시 사각의 보조배치공을 형성하는 사각홈으로 함몰형성되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 원형단면상의 분리바의 진출입이 가능하도록 상하합형시 원형의 보조배치공을 형성하는 반원홈으로 함몰형성될 수 있다.

상기 제1커플러(10)와 제2커플러(20)와의 사이에는 이들간의 결합력을 높이면서 회전관입시 비틀림력 및 전단력을 받을 수 있도록 적어도 하나의 전단키(60)를 포함하며, 이러한 전단키(60)는 상기 제1커플러(10)의 상부면에 함몰형성되는 제1키이홈(16)에 몸체일부가 삽입배치되고, 상기 제2커플러(20)의 하부면에 함몰형성되는 제2키이홈(26)에 몸체 나머지가 삽입배치된다.

이러한 전단키(60)는 도 9a 에 도시한 바와 같이, 상기 제1,2커플러(10,20)의 상부면 폭크기보다 작은 외경크기를 갖는 원기둥상으로 구비되어 제1,2키이홈(16,26)을 통해 외부노출되지 않도록 삽입배치되거나, 도 9b 에 도시한 바와 같이 상기 제1,2커플러의 상부면 폭크기보다 큰 외경크기를 갖는 원기둥상으로 구비되어 제1,2키이홈(16,26)을 통해 몸체 일부가 외부노출되도록 구비될 수 있다.

그리고, 상기 전단키(60a)는 도 9c 에 도시한 바와 같이, 상기 제1,2커플러의 상부면에 함몰형성되는 다각형 제1,2키이홈(16a)에 삽입배치되는 다각형상으로 구비될 수 있다.

상기 그립퍼(30)는 상기 제1커플러의 내부면에 돌출형성된 제1쐐기면과 상기 제2커플러의 내부면에 돌출형성된 제2쐐기면에 동시에 접하여 밀착되는 협착홈(32)을 상기 제1,2커플러의 내부면과 대응하는 외측면에 일정깊이 함몰형성한 대략 원호단면상의 강구조물이다.

그립퍼(30)는 상,하부측 강관말뚝(1,2)의 연결시 상기 제1,2커플러의 내부면에 돌출형성된 제1,2쐐기면(12,22)과 협착홈(32)이 동시에 접하도록 상기 제1커플러의 하부단과 상기 제2커플러의 상부단이 접하는 접합부위에 원주방향으로 등간격을 두고 배치된다.

이러한 그립퍼(30)는 상기 제1,2커플러의 내측에 대략 90°의 간격을 두고 4개의 독립적인 부재로 배치되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제1,2커플러의 내경크기에 맞추어 그 설치갯수가 늘어나거나 줄어들 수 있다.

상기 체결부(40)는 상기 그립퍼(30)에 수나사부(141)의 일단이 구속되고, 상기 제1커플러(10)의 상부에 함몰형성되는 제1배치홈(13)과 상기 제2커플러(20)의 하부에 함몰형성되는 제1배치홈(23)과의 합형시 상기 제1,2커플러사이에 형성되는 배치공을 통하여 외부노출되는 수나사부의 타단에 나사결합되어 체결되는 너트부재(44)를 갖춤으로써, 제1,2커플러의 외부면에 와셔부재(43)를 매개로 하여 접해지도록 수나사부에 체결되는 너트부재(44)의 체결력에 의해서 상,하부측 강관말뚝(1,2)의 제1,2커플러(10,20)에 돌출형성된 제1,2쐐기면(12,22)에 협착홈(32)을 강제 밀착시킴으로써 상기 상,하부측 강관말뚝을 서로 연결하도록 제1,2커플러(10,20)와 그립퍼(30)를 일체화하는 것이다.

상기 체결부(40)의 수나사부(41)는 도 8a 에 도시한 바와 같이, 상기 그립퍼의 몸체중앙에 관통형성되는 장착공(33)에 배치되거나 상기 장착공에 형성된 암나사부에 나사결합되고, 상기 장착공에 나사머리(42)가 걸림배치되는 일정길이의 볼트부재로 이루어지거나 도 8b 에 도시한 바와 같이, 상기 그립퍼(30)의 몸체중앙에 나사머리(42)가 일체로 연결되어 수나사부(37)가 그립퍼(30)의 외측면으로 일정길이 연장되는 볼트부재로 이루어질 수 있다.

상기 분리바(50)는 상기 제1커플러(10)의 제1배치홈(13)에 인접하여 나란하게 함몰형성되는 제1보조배치홈(14)과 상기 제2커플러(20)의 제2배치홈(23)에 인접하여 나란하게 함몰형성되는 제2보조배치홈(24)과의 합형에 의해서 형성되는 보조배치공을 통하여 진입되는 일정길이의 바부재이다.

상기 제1,2보조배치홈(14,34)은 상기 제1,2배치홈(13,23)의 양측에 각각 한쌍으로 함몰형성되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 제1,2배치홈의 양측 중 일측에 선택적으로 함몰형성되어 제1,2커플러의 상하접합시 분리바가 진입되는 보조배치공을 형성할 수 있다.

이에 따라, 상기 분리바(50)를 이용하여 제1,2커플러와 결합된 그립퍼를 분리하여 이들간의 걸림을 해제하는 작업은, 상기 체결부(40)의 너트부재(44)가 분리된 상태에서 상기 제1,2보조배치홈(14,34)의 상하합형에 의해서 형성된 보조배치공을 통하여 분리바(50)의 선단이 진입되면서 상기 그립퍼(30)의 외측면에 분리바의 단부가 접해지면서 외력을 그립퍼에 전달함으로써, 상기 분리바의 외력에 의해서 상기 제1,2쐐기면으로부터 그립퍼의 협착홈을 이격 분리하여 제1,2커플러(10,20)와 그립퍼(30)와의 걸림을 완전해제할 수 있기 때문에, 지반에 회전관입되어 고정되거나 다른 강관말뚝의 상단에 연결된 하부측 강관말뚝에 대하여 상부측 강관말뚝을 직상부로 상승시켜 이들을 서로 분리할 수 있는 것이다.

상기한 구성을 갖는 강관말뚝 착탈장치(100)를 이용하여 상,하부측 강관말뚝을 서로 연결하고, 시공중 서로 연결된 상,하부측 강관말뚝을 서로 분리하는 작업은, 준비단계, 배치단계, 연결단계 및 분리단계를 포함한다.

상기 준비단계는, 도 5a에 도시한 바와 같이, 상부단에 제1커플러(10)를 일체로 구비하는 하부측 강관말뚝(1)을 준비하고, 하부단에 제2커플러(20)를 일체로 구비하는 상부측 강관말뚝(2)을 준비한다.

상기 하부측 강관말뚝(1)은 도 1에 도시한 바와 같이, 하부단에 날개(4)와 항심키(5)를 갖추어 회전구동력에 의해서 지중에 일정깊이 회전관입되는 최하부단 강관말뚝일 수 있으며, 상기 상부측 강관말뚝(2)은 하부측 강관말뚝과 더불어 지상으로 인출되는 최상측 강관말뚝일 수 있으며, 상기 상,하부측 강관말뚝은 제1,2커플러 및 그립퍼를 매개로 하여 상호 일체로 연결되어 지중에 일정깊이 삽입되는 기초구조물일수 있다.

지중에 위치고정된 하부측 강관말뚝(1)에 대하여 상부측 강관말뚝(2)은 미도시된 기중기에 의해서 서로 일정간격을 두고 이격배치된다.

이때, 상기 하부측 강관말뚝의 제1커플러(10)의 상부면에 함몰형성되는 제1배치홈(13)과 이에 인접하는 제1보조배치홈(14)은 상기 상부측 강관말뚝의 제2커플러의 하부면에 함몰형성되는 제2배치홈(23)과 이에 인접하는 제2보조배치홈(24)과 서로 일대일로 대응한다.

상기 배치단계는 도 5b 에 도시한 바와 같이, 상기 제1,2커플러(10,20)의 각 내부면에 돌출형성된 제1,2쐐기면(12,22)과 대응하는 외측면에 협착홈(32)을 함몰형성한 복수개의 그립퍼(30)를 준비하고, 이러한 그립퍼(30)에 일단이 구속되는 체결부의 수나사부(141)를 상기 제1커플러의 제1배치홈(13)에 배치하여 거치한다.

상기 그립퍼(30)는 상기 협착홈(32)이 제1쐐기면(12)으로부터 일정간격을 두고 이격배치되면서 상기 제1,2커플러의 상,하부단이 접해지는 부위에 위치하여 대기한다.

이때, 상기 제1커플러(10)의 제1쐐기면(12)과 그립퍼(30)의 외측면과의 사이에 형성되는 일정간격은 위치고정된 하부측 강관말뚝(1)에 대하여 상부측 강관말뚝(2)을 하강시켜 제1커플러의 상부면과 제2커플러의 하부면이 서로 접해질때 하강되는 제2커플러와 위치대기하는 그립퍼와의 상호 간섭이 없도록 설정될 수 있다.

여기서, 상기 하부측 강관말뚝(1)의 상부단 내부면에는 상기 제1커플러의 제1배치홈에 상기 수나사부가 올려져 거치되는 그립퍼(10)의 하부낙하를 방지할 수 있도록 낙하방지판(9)을 포함할 수 있다.

상기 낙하방지판(9)은 강관말뚝의 내부면에 외측테두리가 용접되거나 나사결합되는 대략 원반상의 판재로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 낙하방지판(9)의 정중앙에는 도 7a 에 도시한 바와 같이, 상기 제1커플러(10)의 제1쐐기면(12)과 그립퍼(30)와의 사이에 형성되는 일정간격을 설정하도록 상기 그립퍼와 대응하여 상기 그립퍼의 내측면과 접해지는 평탄한 접촉면을 갖는 그립퍼 정렬부재(70)를 포함한다.

상기 그립퍼(30)의 내측면에는 상기 그립퍼 정렬부재의 접촉면과 균일하게 접해지도록 평탄면으로 이루어지는 돌출면(35)을 돌출형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 그립퍼 정렬부재(70)는 도 7a 에 도시한 바와 같이 상기 낙하방지판(9)의 정중앙에 돌출형성되는 핀부재(9a)에 대응결합되는 핀공(75)을 하부면 중앙에 관통형성하는 대략 직육면체상의 박스체로 이루어지는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 도 7b에 도시한 바와 같이 상기 낙하방지판(70)의 정중앙에 관통형성되는 핀공(9b)에 대응결합되는 핀부재(75a)를 하부면 중앙에 돌출형성하여 구비되는 대략 직육면체상의 박스체로 이루어질 수 있으며, 이러한 그립퍼 정렬부재(70)는 상기 그립퍼(10)의 설치갯수에 맞추어 삼각, 오각과 같은 다각박스체로 이루어질 수 있다.

상기 그립퍼 정렬부재(70) 또는 낙하방지판(9)에 선택적으로 형성되는 핀공은 원형단면상의 핀부재가 대응삽입되는 대략 원형공으로 관통형성되어 구비거나 사각단면과 같은 다각단면상의 핀부재가 대응삽입되는 대략 사각형의 다각공으로 관통형성되어 구비될 수 있다.

상기 그립퍼 정렬부재(70)와 결합되는 낙하방지판(9)은 도 7a 와 도 7b 에 도시한 바와 같이, 하부측 강관말뚝(1)의 상단 내부면에 외측테두리가 접하여 용접방식으로 고정설치되는 대략 원반상의 판부재로 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 도 7c 에 도시한 바와 같이, 상기 제1커플러(10)의 하부단 내부면에 외측테두리가 접하여 고정설치되는 대략 원반상의 판부재로 구비될 수 있다.

상기 제1커플러(10)에 외측테두리가 고정설치되는 낙하방지판(9)은 상기 제1커플러의 하부단 내부면에 원주방향으로 외측테두리가 용접방식으로 전체적으로 고정설치되거나 원주방향으로 일정간격을 두고 외측테두리가 점용접방식으로 부분적으로 고정설치될 수 있다.

이때, 상기 제1커플러(10)의 하부단 내부면과 상기 낙하방지판(9)의 외측테두리가 부분적으로 점용접되는 부위는 상기 그립퍼(30)와의 간섭을 방지할 수 있도록 서로 인접하는 그립퍼들사이에 위치하는 전단키(60)와 대응하는 위치로 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 낙하방지판(9)의 몸체일부인 상부측은 상기 제1커플러(10)의 하부단 내부면에 고정설치되고, 몸체 나머지인 하부측은 외부로 노출되면서 하부측 강관말뚝(1)의 내부면에 대응삽입됨으로써 상기 제1커플러(10)를 하부측 강관말뚝(1)의 상부단에 용접하여 설치하는 작업을 보다 용이하게 수행할 수 있도록 되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 작업자는 상기 그립퍼 정렬부재에 의해서 하강되는 상부측 강관말뚝의 제2커플러와 상기 그립퍼가 서로 접촉하지 않도록 상기 제1커플러의 제1쐐기면과 그립퍼의 외측면사이의 일정간격을 간편하고 정확하게 설정하면서 상기 그립퍼를 상기 제1,2커플러가 접해지는 부위에 정확하게 위치대기할 수 있는 것이다.

그리고, 상기 배치단계는, 상기 제1커플러(10)와 제2커플러(20)와의 사이에는 적어도 하나의 전단키(60)를 포함하며, 이러한 전단키(60)는 상기 제1커플러(10)의 상부면에 함몰형성되는 제1키이홈(16)에 몸체일부가 삽입배치되고, 상기 제2커플러(20)의 하부면에 함몰형성되는 제2키이홈(26)에 몸체 나머지가 삽입배치된다.

이에 따라, 위치고정된 하부측 강관말뚝에 대하여 상부측 강관말뚝이 하강되여 상기 제1,2커플러가 서로 접해질때 상기 제1,2키이홈에 배치되는 전단키에 의해서 외부동력에 의해서 회전관입되는 상,하부측 강관말뚝간의 연결부위에 대한 걸림체결력을 높일 수 있는 것이다.

상기 연결단계는 도 5c 에 도시한 바와 같이, 위치고정된 하부측 강관말뚝에 대하여 상부측 강관말뚝을 상대이동시켜 상기 제1,2커플러(10,20)가 서로 접해진 상태에서, 상기 제1,2커플러(10,20)에 함몰형성되는 제1,2배치홈과의 합형에 의해서 형성되는 배치공을 통하여 외부노출되는 수나사부(41)의 단부에 너트부재(44)를 체결하게 되면, 상기 너트부재(44)의 체결력에 의해서 상기 제1,2커플러의 제1,2쐐기면으로부터 일정간격을 두고 이격되어 있던 그립퍼(30)의 협착홈(32)이 상하합형된 제1,2쐐기면(12,22)에 접해지면서 너트부재의 체결력에 비례하여 강하게 압착되기 때문에, 상기 제1,2커플러와 그립퍼는 서로 일체로 결합됨과 동시에 상,하부측 강관말뚝(1,2)은 지중에 회전관입이 가능하도록 서로 일체로 연결되는 것이다.

상기 분리단계는 도 6a 와 도 6b 에 도시한 바와 같이, 상기 체결부(40)의 너트부재(44)가 풀림해제된 상태에서 상기 제1,2배치홈(13,23)에 인접하여 함몰형성되는 제1,2보조배치홈(14,24)과의 합형에 의해서 형성되는 보조배치공을 통하여 일정길이의 분리바를 진입시킴으로써, 진입되는 분리바의 외력에 의해서 제1,2커플러의 제1,2쐐기면(12,22)에 협착홈(32)이 압착된 그립퍼(30)를 강제로 밀어내어 이들간의 걸림을 완전히 해제하는 것이다.

즉, 작업자가 일정길이를 갖는 분리바(50)를 파지하고, 파지된 분리바의 선단을 보조배치공을 통하여 진입시킴으로써 상기 분리바의 단부가 상기 협착홈이 함몰형성되는 그립퍼(30)의 외측면에 접해지면, 상기 분리바의 외력이 그립퍼에 전달되면서 상기 제1,2쐐기면으로부터 그립퍼의 협착홈이 분리되고, 상기 협착홈이 상부측 강관말뚝과 더불어 상승되는 제2커플러의 제2쐐기면과 간섭되지 않도록 이격되기 때문에 하부측 강관말뚝에 대하여 상부측 강관말뚝을 상승시켜 이들을 서로 분해할 수 있는 것이다.

상기 상,하부측 강관말뚝을 연결하기 위한 제1,2커플러(10,20)의 상하접합시 상기 제1,2보조배치공에 의해서 형성되어 상기 분리바가 진출입되는 보조배치공에는 상,하부측 강관말뚝의 회전관입시 지중 토양이 침입되는 것을 방지하도록 적어도 하나의 삽입재를 배치하여 구비하는 것이 바람직하다.

이러한 삽입재는 상기 보조배치공의 형성길이와 동일한 길이를 갖추어 상기 분리바(50)를 이용하여 상기 제1,2쐐기면으로부터 그립퍼의 협착홈을 이격 분리하여 걸림을 해제하는 작업시 사전에 미리 상기 보조배치공으로부터 외부로 분리제거되거나 상기 보조배치공에 삽입배치된 삽입재를 매개로 하여 상기 그립퍼의 외측면에 외력을 전달할 수 있다.

또한, 상기 분리바(50)는 상기 보조배치공을 통하여 삽입되는 깊이를 확인할 수 있도록 몸체 외부면에 길이방향으로 눈금부를 형성한다.

이러한 경우, 상기 체결부(40)의 너트부재(44)의 체결력에 의해서 상기 제1,2쐐기면과 상기 협착홈이 압착되어 상기 제1,2커플러와 그립퍼가 일체로 결합되면서 상,하부측 강관말뚝이 서로 연결된 상태에서, 작업자가 상기 제1,2보조배치홈(14,24)의 상하합형에 의해서 상기 배치공의 양측에 위치하는 좌우한쌍의 보조배치공을 통하여 상기 눈금부를 외부면에 형성하는 분리바(50)를 각각 진입시킴으로써 진입되는 분리바의 선단이 상기 그립퍼(30)의 외측면에 접해질 때 상기 분리바의 진입깊이를 서로 비교하여 확인할 수 있기 때문에 상기 그립퍼(30)의 협착홈(32)이 제1,2커플러의 제1,2쐐기면(12,22)에 전체적으로 균일하게 압착되는 접촉상태를 간편하게 간접적으로 확인할 수 있는 게이지 검사기능을 수행할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

1,2 : 상,하부측 강관말뚝
9 : 낙하방지판
10,20 : 제1,2커플러
12,22 : 제1,2쐐기면
13,23 : 제1,2배치공
14,24 : 제1,2보조배치공
30 : 그립퍼
32 : 협착홈
33 : 장착공
35 : 돌출면
40 : 체결부
41 : 수나사부
42 : 나사머리
44 : 너트부재
50 : 분리바
60 : 전단키
70 : 그립퍼 정렬부재

Claims (10)

1. 하부측 강관말뚝의 상부단에 일체로 구비되는 제1커플러;
   상부측 강관말뚝의 하부단에 일체로 구비되는 제2커플러 ;
   상기 제1,2커플러의 각 내부면에 돌출형성된 제1,2쐐기면에 접하여 밀착되는 협착홈을 외측면에 함몰형성하여 상기 제1커플러의 하부단과 상기 제2커플러의 상부단이 접하는 부위에 배치되는 복수개의 그립퍼;
   상기 제1,2커플러의 제1,2배치홈과의 합형에 의해서 형성되는 배치공을 통하여 외부노출되고, 상기 그립퍼에 일단이 구속되는 수나사부의 타단에 체결되는 너트부재의 체결력에 의해서 상기 제1,2커플러와 그립퍼를 일체화하여 상,하부측 강관말뚝을 연결하는 복수개의 체결부 ; 및
   상기 제1,2배치홈에 인접하여 함몰형성되는 제1,2보조배치홈과의 합형에 의해서 형성되는 보조배치공을 통하여 진입되는 일정길이의 분리바 ;를 포함하여,
   상기 체결부의 너트부재가 풀림해제된 상태에서 상기 보조배치공으로 진입되어 그립퍼의 외측면에 단부가 접해지는 분리바의 외력에 의해서 상기 제1,2커플러의 제1,2쐐기면으로부터 그립퍼의 협착홈을 이격 분리하여 상,하부측 강관말뚝을 서로 분해하는, 강관말뚝 착탈장치.
2. 하부측 강관말뚝의 상부단에 일체로 구비되는 제1커플러;
   상부측 강관말뚝의 하부단에 일체로 구비되는 제2커플러 ;
   상기 제1,2커플러의 각 내부면에 돌출형성된 제1,2쐐기면에 접하여 밀착되는 협착홈을 외측면에 함몰형성하여 상기 제1커플러의 하부단과 상기 제2커플러의 상부단이 접하는 부위에 배치되는 복수개의 그립퍼;
   상기 제1,2커플러의 제1,2배치홈과의 합형에 의해서 형성되는 배치공을 통하여 외부노출되고, 상기 그립퍼에 일단이 구속되는 수나사부의 타단에 체결되는 너트부재의 체결력에 의해서 상기 제1,2커플러와 그립퍼를 일체화하여 상,하부측 강관말뚝을 연결하는 복수개의 체결부 ; 및
   상기 체결부의 수나사부는 상기 그립퍼의 몸체에 일단이 일체로 연결되어 구속되는, 강관말뚝 착탈장치.
3. 하부측 강관말뚝의 상부단에 일체로 구비되는 제1커플러;
   상부측 강관말뚝의 하부단에 일체로 구비되는 제2커플러 ;
   상기 제1,2커플러의 각 내부면에 돌출형성된 제1,2쐐기면에 접하여 밀착되는 협착홈을 외측면에 함몰형성하여 상기 제1커플러의 하부단과 상기 제2커플러의 상부단이 접하는 부위에 배치되는 복수개의 그립퍼;
   상기 제1,2커플러의 제1,2배치홈과의 합형에 의해서 형성되는 배치공을 통하여 외부노출되고, 상기 그립퍼에 일단이 구속되는 수나사부의 타단에 체결되는 너트부재의 체결력에 의해서 상기 제1,2커플러와 그립퍼를 일체화하여 상,하부측 강관말뚝을 연결하는 복수개의 체결부 ; 및
   상기 하부측 강관말뚝의 상부단 내부면이나 상기 제1커플러의 하부단 내부면에 고정설치되어 상기 제1커플러의 제1배치홈에 상기 수나사부가 올려진 그립퍼의 하부낙하를 방지하도록 낙하방지판을 포함하고, 상기 낙하방지판에는 상기 그립퍼의 내측면과 접해지는 접촉면을 갖추어 상기 제1커플러의 제1쐐기면과 상기 그립퍼의 외측면과의 사이에 형성되는 일정간격을 설정하는 그립퍼 정렬부재를 포함하는, 강관말뚝 착탈장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한항에 있어서,
   상기 제1커플러와 제2커플러와의 사이에는 적어도 하나의 전단키를 포함하며, 상기 전단키는 상기 제1커플러의 상부면에 함몰형성되는 제1키이홈에 몸체일부가 삽입배치되고, 상기 제2커플러의 하부면에 함몰형성되는 제2키이홈에 몸체 나머지가 삽입배치되는, 강관말뚝 착탈장치.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한항에 있어서,
   상기 제1,2보조배치공에 의해서 형성되는 보조배치공에는 상,하부측 강관말뚝의 회전관입시 지중 토양이 침입되는 것을 방지하도록 적어도 하나의 삽입재를 배치하여 구비하는, 강관말뚝 착탈장치.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한항에 있어서,
   상기 분리바는 상기 보조배치공을 통하여 삽입되는 깊이를 확인할 수 있도록 몸체 외부면에 길이방향으로 눈금부를 형성하는, 강관말뚝 착탈장치.
7. 상부단에 제1커플러를 일체로 구비하는 하부측 강관말뚝을 준비하고, 하부단에 제2커플러를 일체로 구비하는 상부측 강관말뚝을 준비하는 준비단계 ;
   상기 제1,2커플러의 각 내부면에 돌출형성된 제1,2쐐기면과 대응하는 외측면에 협착홈을 함몰형성한 복수개의 그립퍼를 상기 제1,2커플러가 접하는 부위에 위치대기하도록 상기 그립퍼에 일단이 구속되는 체결부의 수나사부를 상기 제1커플러의 제1배치홈에 배치하는 배치단계 ; 및
   상기 제1,2커플러에 함몰형성되는 제1,2배치홈과의 합형에 의해서 형성되는 배치공을 통하여 외부노출되는 수나사부에 체결되는 너트부재의 체결력에 의해서 상기 제1,2커플러와 그립퍼를 일체화하여 상,하부측 강관말뚝을 연결하는 연결단계 ; 를 포함하고,
   상기 체결부의 너트부재가 풀림해제된 상태에서 상기 제1,2배치홈에 인접하여 함몰형성되는 제1,2보조배치홈과의 합형에 의해서 형성되는 보조배치공을 통하여 일정길이의 분리바를 진입시켜 제1,2커플러와 그립퍼와의 걸림을 완전해제하는 분리단계;를 포함하여,
   상기 보조배치공으로 진입되어 그립퍼의 외측면에 단부가 접해지는 분리바의 외력에 의해서 상,하부측 강관말뚝을 서로 분해하도록 상기 제1,2쐐기면으로부터 그립퍼의 협착홈을 이격 분리하는, 강관말뚝 착탈방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 배치단계는, 상기 하부측 강관말뚝의 상부단 내부면에 구비되는 낙하방지판의 정중앙에 배치되는 그립퍼 정렬부재를 포함하고,
   상기 제1커플러의 제1배치홈에 배치되는 수나사부의 일단에 구속되는 그립퍼의 내측면과 상기 그립퍼의 접촉면과의 접촉에 의해서 상기 제1커플러에 위치대기하는 그립퍼와 하강되는 제2커플러와 와의 상호 간섭이 없도록 상기 제1그립퍼의 제1쐐기면과 상기 그립퍼의 외측면과의 사이에 형성되는 일정간격을 설정하는, 강관말뚝 착탈방법.
9. 제7항에 있어서,
   상기 분리단계는, 상,하부측 강관말뚝의 회전관입시 지중 토양이 침입되는 것을 방지하도록 상기 보조배치공에 삽입배치되는 삽입재를 포함하고,
   상기 분리바는 상기 보조배치공으로 삽입재를 분리하여 제거한 다음 분리바를 삽입하여 상기 그립퍼의 외측면에 외력을 전달하거나 상기 보조배치공에 삽입배치된 삽입재를 매개로 하여 상기 그립퍼의 외측면에 외력을 전달하는, 강관말뚝 착탈방법.
10. 제7항에 있어서,
    상기 연결단계는, 상기 제1,2커플러와 그립퍼가 일체로 결합되면서 상,하부측 강관말뚝이 서로 연결된 다음, 상기 배치공의 양측에 위치하는 좌우한쌍의 보조배치공을 통하여 눈금부를 외부면에 형성하는 분리바를 각각 진입시켜 분리바의 선단이 상기 그립퍼의 외측면에 접해질 때 상기 분리바의 진입깊이를 상기 눈금부에 의해서 서로 비교함으로써, 상기 그립퍼의 협착홈이 제1,2커플러의 제1,2쐐기면에 균일하게 압착되는 접촉상태를 확인하는, 강관말뚝 착탈방법.

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