KR20220108991A

KR20220108991A - 바이브로 해머를 이용한 강관 항타공법

Info

Publication number: KR20220108991A
Application number: KR1020210012135A
Authority: KR
Inventors: 양희종; 조금형
Original assignee: 주식회사 송현이엔씨; 주식회사 금오건설
Priority date: 2021-01-28
Filing date: 2021-01-28
Publication date: 2022-08-04
Also published as: KR102492406B1

Abstract

본 발명에 의한 바이브로 해머를 이용한 강관 항타공법은, 수직으로 세워진 강관 상단에 파지유닛을 결합시키고, 상기 파지유닛에 바이브로 해머를 장착시키는 제1 단계; 상기 바이브로 해머를 작동시켜 상기 강관을 항타하는 제2 단계; 상기 강관 내부의 토사를 제거하는 제3 단계; 상기 강관의 하단측에 윤활제를 공급하는 제4 단계; 상기 바이브로 해머를 작동시켜 상기 강관을 항타하는 제5 단계;를 포함한다. 본 발명에 의한 바이브로 해머를 이용한 강관 항타공법을 이용하면, 지반과 강관 사이의 마찰력을 줄여 상기 강관을 용이하게 시공할 수 있고, 강관 주변의 공극이 윤활제로 채워지도록 하여 지반 변위를 줄일 수 있으며, 지반 아래에 암석이 존재하더라도 상기 암석을 파쇄할 수 있어 강관 시공이 가능해진다는 장점이 있다.

Description

바이브로 해머를 이용한 강관 항타공법 {Steel pipe piling method using vibro hammer}

본 발명은 바이브로 해머를 이용하여 강관을 지반에 박는 항타공법에 관한 것으로, 더 상세하게는 강관과 지반 간의 마찰력을 감소시켜 강관을 용이하게 박을 수 있는 강관 항타공법에 관한 것이다.

통상적으로 연약지반(soft ground)이라 함은 지반 자체가 상부 구조물로부터 전해오는 하중을 견딜 수 없거나 혹은 예측 침하량이 허용치를 넘는 경우로서, 연약한 점토, 느슨한 사질토, 유기질토 등이 이에 속하며, 이러한 연약한 점성토나 유기질토로 구성된 지반 위에 도로, 교량, 건물 등이 그대로 놓이면 전단면 침하량이 과대하여지고, 지지력이 부족하여 안전상의 문제가 생기며, 최근에 와서 쓰레기가 중요한 환경문제가 되고 있을 뿐만 아니라, 쓰레기 매립에 의해 이루어진 지반을 도로나 건축물의 기초로 활용하고자 하는 방안도 강구되고 있어, 이러한 지반에서도 과도한 침하와 지지력의 부족이 예상되므로 연약지반 처리대책이 요구된다.

이와 같은 연약지반을 기초로 하는 구조물의 안정성과 침하문제에 대한 대책 중 흔히 사용되는 성토하중을 지지층에 도달하는 공법(PILE이용 공법)은, 공장에서 미리 생산된 강관 파일, PHC 파일, PC 파일, RC 파일 등을 타입공법(타격, 진동)이나 매입공법 등의 방법으로 시공하게 되며, 이러한 파일은 그 지반의 상태에 따라 타격 후에 연속으로 이어 타격되며, 적정하게 타격된 뒤에는 계획 지반 상부로 돌출된 파일을 적절히 절단하고, 그 상부에 수평 방향으로 바닥 철근을 배근한 뒤, 기초 콘크리트를 타설하여 항타한 파일과 타설된 콘크리트에 의해 구조물(건축물)을 안정적으로 지지하도록 하는 것이다.

항타용 파일(Pile)에는 대표적으로 스틸(Steel)로 제작된 강관 파일(이하 '강관'이라 약칭한다)이 있는데, 이와 같은 강관을 지반에 박고자 하는 경우에는 바이브로 해머(Vibro hammer)를 이용하여 강관을 하향 타격함으로써 상기 강관을 지반에 매립하는 방법이 주로 사용되고 있다.

상기와 같은 종래의 강관 항타공법을 이용하면 강관을 수직으로 항타할 수 있지만, 지반의 밀도가 높은 경우에는 강관 파일과 지반 사이에 마찰력이 크게 발생하여 강관 파일이 용이하게 박히지 아니할 뿐만 아니라, 강관 파일 주변에 공극이 발생하여 지반 변위가 발생하게 된다는 문제점이 있다.

또한, 지반 아래에 암석이 존재하는 경우에는 강관을 큰 힘으로 하향 타격한다 하더라도 상기 암석이 강관에 의해 파쇄되지 아니하는 한 강관이 쉽게 박히지 아니하게 된다는 문제점도 있다.

KR 10-1726229 B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 지반과 강관 사이의 마찰력을 줄일 수 있고, 강관 주변의 공극 발생을 방지하여 지반 변위를 줄일 수 있으며, 지반 아래에 암석이 존재하더라도 강관을 박을 수 있는 강관 항타공법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 바이브로 해머를 이용한 강관 항타공법은, 수직으로 세워진 강관 상단에 파지유닛을 결합시키고, 상기 파지유닛에 바이브로 해머를 장착시키는 제1 단계; 상기 바이브로 해머를 작동시켜 상기 강관을 항타하는 제2 단계; 상기 강관 내부의 토사를 제거하는 제3 단계; 상기 강관의 하단측에 윤활제를 공급하는 제4 단계; 상기 바이브로 해머를 작동시켜 상기 강관을 항타하는 제5 단계;를 포함한다.

상기 파지유닛은, 상기 강관의 상단에 결합되되 상호 등간격을 이루도록 배열되는 복수 개의 클램퍼와, 상기 바이브로 해머에 장착되는 장착부와, 상기 복수 개의 클램퍼를 상기 장착부에 연결하는 복수 개의 연결바로 구성되어,

상기 제2 단계와 제5 단계는 상기 강관의 상단 각 방향을 동일한 힘으로 항타하도록 구성된다.

상기 제4 단계는, 상기 강관 주변에 형성된 공극이 모두 윤활제로 채워질 때까지 윤활제 공급을 지속하도록 구성된다.

상기 제4 단계는, 윤활제 주입관의 끝단을 상기 강관의 내측으로 인입시킨 후 상기 강관의 하단 측벽을 관통하도록 장착시키는 과정과, 고압의 윤활제를 상기 윤활제 주입관으로 공급하는 과정으로 구성된다.

상기 강관은 측벽을 수직으로 관통하는 복수 개의 관통홀을 구비하고, 상기 제4 단계는, 윤활제 주입관을 상기 관통홀의 상단에 연결하는 과정과, 고압의 윤활제를 상기 윤활제 주입관으로 공급하는 과정으로 구성된다.

상기 관통홀의 하측에는 암나사산이 형성되고, 상기 제2 단계와 제5 단계는, 상기 암나사산에 나사결합 가능한 나사블록이 하단에 구비된 삽입봉을 상기 관통홀에 삽입 장착시킨 후, 상기 바이브로 해머를 이용하여 상기 강관을 항타하도록 구성되고, 상기 제4 단계는 상기 관통홀로부터 상기 삽입봉을 탈거시킨 후 상기 윤활제 주입관을 상기 관통홀 상단에 연결하도록 구성된다.

작업자가 상기 삽입봉을 회전시킬 수 있도록, 상기 삽입봉의 상단에는 손잡이가 구비된다.

상기 제2 단계와 제5 단계는, 상기 강관의 하단이 지반 아래에 위치하는 암석에 닿는 경우, 상기 나사블록의 하단에 폭발물을 장착시키고 상기 폭발물이 상기 암석에 닿도록 상기 나사블록을 상기 암나사산에 장착시키는 과정과, 상기 폭발물을 폭파시켜 상기 암반을 파쇄시키는 과정을 거친 후, 상기 바이브로 해머를 이용하여 상기 강관을 항타하도록 구성된다.

상기 삽입봉은, 길이방향 일단이 상기 폭발물에 전기적으로 연결되고 길이방향 타측이 지상으로 인출되도록 내장되는 전선을 구비한다.

상기 제2 단계와 제5 단계는, 상기 관통홀로 굴착봉을 삽입시켜 상기 암석에 굴착공을 형성하는 과정이 선행되어, 상기 나사블록에 장착된 폭발물이 상기 굴착공에 삽입되어 폭발되도록 구성된다.

본 발명에 의한 바이브로 해머를 이용한 강관 항타공법을 이용하면, 지반과 강관 사이의 마찰력을 줄여 상기 강관을 용이하게 시공할 수 있고, 강관 주변의 공극이 윤활제로 채워지도록 하여 지반 변위를 줄일 수 있으며, 지반 아래에 암석이 존재하더라도 상기 암석을 파쇄할 수 있어 강관 시공이 가능해진다는 장점이 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 강관 항타공법에 필요한 장비를 도시한다.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 의한 강관 항타공법을 순차적으로 도시한다.
도 7은 윤활제 주입관 장착구조의 다른 실시예를 도시한다.
도 8 내지 도 10은 관통홀에 삽입봉이 장착되는 구조를 도시한다.
도 11 및 도 12는 폭발물을 이용하여 지반 아래의 암석을 파쇄하는 과정을 도시하는 단면도이다.
도 13 및 도 14는 폭발물을 이용하여 지반 아래의 암석을 파쇄하는 과정의 다른 실시예를 도시하는 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 바이브로 해머를 이용한 강관 항타공법의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 강관 항타공법에 필요한 장비를 도시하고, 도 3 내지 도 6은 본 발명에 의한 강관 항타공법을 순차적으로 도시한다.

본 발명에 의한 바이브로 해머를 이용한 강관 항타공법은 강관(100)을 수직으로 세워 지반 아래로 박기 위한 공법으로서, 강관(100)과 토사 간의 마찰력을 줄일 수 있도록 강관(100)의 하측단으로 윤활제를 공급하는 단계를 추가로 구성한다는 점에 구성상의 특징이 있다.

본 발명에 의한 강관 항타공법을 이용하여 강관(100)을 시공하고자 하는 경우에는, 먼저 도 1에 도시된 바와 같이 수직으로 세워진 강관(100) 상단에 파지유닛(400)을 결합시키고 상기 파지유닛(400)에 바이브로 해머(300)를 장착시킨다.

이때, 상기 파지유닛(400)에 하향 타격을 인가하는 바이브로 해머(300)는 본원 발명이 해당하는 기술분야에서 다양한 구조로 상용화되어 있는바, 상기 바이브로 해머(300)의 내부 구성 및 작동 원리에 대한 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 파지유닛(400)은 바이브로 해머(300)의 타격력이 강관(100)의 상단 각 부위에 고르게 전달될 수 있도록 구성된다는 점에 구성상의 특징이 있다. 즉, 상기 파지유닛(400)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 강관(100)의 상단에 결합되되 상호 등간격을 이루도록(상기 강관(100)의 수직 중심축을 중심으로 방사형을 이루도록) 배열되는 복수 개의 클램퍼(410)와, 상기 바이브로 해머(300)에 장착되어 바이브로 해머(300)의 타격력을 인가받는 장착부(420)와, 상기 복수 개의 클램퍼(410)를 상기 장착부(420)에 연결하도록 장착되어 상기 장착부(420)로 인가된 바이브로 해머(300)의 타격력을 각 클램퍼(410)로 전달하는 복수 개의 연결바(430)로 구성된다.

이와 같이 다수 개의 클램퍼(410)와 연결바(430)가 강관(100)의 수직 중심축을 중심으로 방사형을 이루도록 등간격으로 배열되면, 상기 장착부(420)에 인가된 바이브로 해머(300)의 타격력은 각 클램퍼(410)로 고르게 분산되어 전달되므로, 상기 강관(100)은 상단의 각 부위가 동일한 힘으로 타격된다. 따라서 상기 강관(100)은 항타 과정에서 어느 일측으로 기울어지거나 비틀어지지 아니하고 수직 상태를 그대로 유지하면서 지반 아래로 압입될 수 있게 된다. 이때, 본 실시예에서는 클램퍼(410)와 연결바(430)가 각각 4개씩 구비된 경우만을 도시하고 있으나, 상기 클램퍼(410)와 연결바(430)의 갯수는 강관(100)의 규격이나 파지유닛(400)의 구조적 강도, 바이브로 해머(300)의 타격 크기 등 여러가지 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

상기 언급한 바와 같이 바이브로 해머(300)를 작동시켜 상기 강관(100)을 항타함으로써 상기 강관(100)을 지반 아래로 일정 깊이 압입시키면, 도 3에 도시된 바와 같이 강관(100)의 내부에는 토사가 존재하게 된다.

따라서 상기 강관(100)을 일정 깊이 압입한 이후에는 도 4에 도시된 바와 같이 포크레인(200)을 이용하여 강관(100) 내부의 토사를 파내는 토사 제거공정을 거친 후, 바이브로 해머(300)를 이용한 강관(100) 항타 과정을 반복함으로써 도 5에 도시된 바와 같이 강관(100)을 지반 아래로 깊게 묻을 수 있게 된다.

이와 같이 강관(100)을 지반 아래로 깊게 묻는 경우에는 강관(100)과 토사 간에 마찰력이 크게 발생되므로 강관(100)이 쉽게 압입되지 아니하는 경우가 발생될 수 있다. 따라서 바이브로 해머(300)를 이용하여 강관(100)을 항타하기 이전에, 강관(100)의 하측으로 윤활제를 공급함으로써 상기 강관(100)이 보다 부드럽게 압입될 수 있도록 함이 바람직하다.

이때, 윤활제를 단순히 강관(100) 내측으로 붓는 작업으로는 상기 윤활제가 강관(100)의 외측면으로 원활하게 공급되지 아니하는바, 도 6에 도시된 바와 같이 윤활제 주입관(500)의 끝단을 상기 강관(100)의 내측으로 인입시킨 후 상기 강관(100)의 하단 측벽을 관통하도록 장착시킴이 바람직하다. 이와 같이 윤활제 주입관(500)의 끝단이 강관(100)의 하단 측벽을 관통하도록 장착되면, 상기 윤활제 주입관(500)으로 고압의 윤활제를 공급하였을 때 상기 윤활제가 강관(100)의 외측면과 토사 사이를 채우도록 주입되는바, 상기 강관(100)과 토사 간의 마찰력이 현저히 감소되어 강관(100)이 보다 원활하게 압입될 수 있게 된다.

한편, 윤활제 주입관(500)을 통해 윤활제를 공급할 때에는, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 강관(100) 주변에 형성된 공극이 모두 윤활제로 채워질 때까지 윤활제 공급을 지속함이 바람직하다. 이와 같이 강관(100) 주변의 공극이 모두 윤활제로 채워지면, 바이브로 해머(300)의 항타 과정에서 지반이 흔들려 무너지는 현상 즉, 지반 변위를 줄일 수 있게 된다는 장점이 있다.

도 7은 윤활제 주입관(500) 장착구조의 다른 실시예를 도시한다.

도 6에 도시된 바와 같이 윤활제 주입관(500)의 끝단을 강관(100)의 하단 측벽에 장착시키면, 강관(100)을 추가적으로 항타시킨 이후 강관(100) 내부의 토사를 제거할 때 상기 윤활제 주입관(500)이 포크레인(200)의 버킷에 간섭되어 손상될 우려가 있다.

따라서 강관(100) 내부의 토사를 제거할 때에는 윤활제 주입관(500)을 탈거시켰다가 윤활제를 추가로 주입하고자 할 때 다시 윤활제 주입관(500)을 체결해야 한다는 번거로움이 있을 수 있다.

본 발명에 의한 강관 항타공법은 이와 같은 문제점을 해결할 수 있도록, 상기 윤활제 주입관(500)을 강관(100)의 상단에 체결하도록 구성될 수 있다.

즉, 상기 강관(100)의 측벽에는 수직으로 관통하는 복수 개의 관통홀(110)이 형성되어, 윤활제 주입관(500)이 상기 관통홀(110)의 상단에 체결되도록 구성될 수 있다. 이와 같이 윤활제 주입관(500)의 끝단이 관통홀(110)의 상단에 체결되면, 상기 윤활제 주입관(500)이 포크레인(200)의 버킷에 간섭되지 아니하므로 상기 윤활제 주입관(500)의 탈착을 반복할 필요가 없어지게 되고, 이에 따라 강관(100) 시공에 소요되는 시간을 현저히 단축시킬 수 있게 된다는 장점이 있다.

또한, 상기 윤활제 주입관(500)을 통해 공급된 윤활제는 관통홀(110)을 통과하여 강관(100)의 측벽뿐만 아니라 하단으로도 분사되는바, 도 6에 도시된 실시예보다 강관(100)과 토사 간의 마찰력 감소효과가 더욱 높아지게 된다는 장점도 있다.

연결한 후 윤활제를 공급함으로써 하는 과정과, 고압의 윤활제를 상기 윤활제 주입관(500)으로 공급하는 과정으로 구성된다.

도 8 내지 도 10은 관통홀(110)에 삽입봉(600)이 장착되는 구조를 도시한다.

도 7에 도시된 실시예와 같이 강관(100)의 측벽에 수직방향으로 연장된 관통홀(110)이 형성되면, 강관(100)을 지반 아래로 압입시킬 때 토사가 관통홀(110) 내부로 유입되는 현상이 발생될 수 있다. 이와 같이 관통홀(110) 내부가 토사로 막히게 되면 윤활제 공급이 원활하게 이루어지지 아니하여 강관(100) 압입 효율이 떨어지는 문제가 발생된다.

본 발명에 의한 강관 항타공법은 이와 같은 문제점을 해결할 수 있도록, 상기 강관(100)은 상기 관통홀(110)이 별도의 삽입봉(600)에 의해 막힌 상태에서 항타되도록 구성될 수 있다.

이때 상기 관통홀(110)의 하측에는 암나사산(112)이 형성되고, 상기 삽입봉(600)은 관통홀(110) 내부로 인입될 수 있는 굵기로 제작되되 상기 암나사산(112)에 나사결합 가능한 나사블록(610)이 하단에 구비된다. 따라서 도 10에 도시된 바와 같이 나사블록(610)이 암나사산(112)에 나사결합되면 상기 관통홀(110)은 하단이 밀폐된 상태가 되므로, 강관(100)이 지반 아래로 압입되더라도 상기 관통홀(110) 내측으로 토사가 유입되는 현상이 발생되지 아니하게 된다는 장점이 있다.

작업자는 강관(100)의 1차 항타가 완료된 이후 상기 관통홀(110)로부터 삽입봉(600)을 탈거시키고 윤활제 주입관(500)을 관통홀(110) 상단에 연결시켜 윤활제를 주입한 후, 강관(100)의 2차 항타를 수행할 수 있게 된다.

한편, 나사블록(610)에 암나사산(112)에 나사결합되거나 나사결합이 해제되기 위해서는 상기 삽입봉(600)이 회전을 해야 하는데, 상기 삽입봉(600)이 하나의 직선형 봉 형상으로 형성되면 작업자가 삽입봉(600)을 손으로 잡고 회전시키는데 많은 어려움이 있을 수 있다.

따라서 작업자가 상기 삽입봉(600)을 회전시킬 수 있도록, 상기 삽입봉(600)의 상단에는 수평방향으로 연장되는 손잡이(620)가 구비됨이 바람직하다. 이때 상기 손잡이(620)의 형상은 작업자가 손으로 잡고 용이하게 회전시킬 수 있는 형상이라면 본 실시예에 도시된 형상 이외에 다양한 형상으로 대체될 수 있다.

도 11 및 도 12는 폭발물(700)을 이용하여 지반 아래의 암석(10)을 파쇄하는 과정을 도시하는 단면도이다.

강관(100)의 하단이 지반 아래에 위치하는 암석(10)에 간섭되면, 바이브로 해버로 강관(100)을 강하게 타격하더라도 강관(100)이 원활하게 압입되지 아니하게 된다.

물론, 상기 암석(10)의 강도가 낮은 경우에는 강관(100)을 통해 전달되는 바이브로 해머(300)의 타격력에 의해 분쇄되지만, 상기 암석(10)의 강도가 기준치 이상으로 높은 경우에는 바이브로 해머(300)의 타격력에 의해 분쇄되지 아니하여, 강관(100)의 압입이 더 이상 진행되지 못하는 문제가 발생될 수 있다.

이와 같이 강관(100)의 하단에 암석(10)이 간섭되어 강관(100)의 항타가 더이상 불가능한 경우에는 상기 강관(100)을 인발시킨 후 별도의 분쇄장치를 이용하여 암석(10)을 분쇄하고, 강관(100)의 항타를 다시 재수행해야 하는바, 강관(100) 시공에 많은 기간이 소요된다.

따라서 본 발명에 의한 강관 항타공법의 제2 단계와 제5 단계는, 항타 중인 강관(100)의 하단이 암석(10)에 간섭되었을 때 지반에 압입된 강관(100)을 인발하지 아니하고서도 암반을 파쇄시킬 수 있도록, 구성됨이 바람직하다.

즉, 상기 제2 단계와 제5 단계는, 상기 강관(100)의 하단이 지반 아래에 위치하는 암석(10)에 닿는 경우, 상기 나사블록(610)의 하단에 폭발물(700)을 장착시킨 후 도 11에 도시된 바와 같이 상기 폭발물(700)이 상기 암석(10)에 닿도록 상기 나사블록(610)을 상기 암나사산(112)에 장착시키는 과정과, 상기 폭발물(700)을 폭파시켜 상기 암반을 파쇄시키는 과정이 선행될 수 있다.

상기 삽입봉(600)의 내부에는, 길이방향 일단이 상기 폭발물(700)에 전기적으로 연결되고 길이방향 타측이 지상으로 인출되는 전선(630)이 구비되어 있는바, 작업자는 상기 전선(630)을 통해 전류를 공급하여 폭발물(700)을 폭파시킬 수 있게 된다.

도 11에 도시된 상태에서 상기 폭발물(700)이 폭파되면, 상기 폭발물(700)의 폭발력에 의해 암석(10)이 파쇄되는바, 강관(100)을 인발시키는 과정 없이 상기 강관(100)을 연속적으로 항타시킬 수 있게 된다.

도 13 및 도 14는 폭발물(700)을 이용하여 지반 아래의 암석(10)을 파쇄하는 과정의 다른 실시예를 도시하는 단면도이다.

도 11에 도시된 상태에서 상기 폭발물(700)이 폭발하면, 암석(10)만 파쇄되는 것이 아니라 강관(100)의 하단 및 나사블록(610)까지 파쇄되어 손상될 우려가 있다. 물론, 암석(10)은 파쇄될 수 있지만 강관(100)이나 나사블록(610)은 파쇄되지 아니하는 크기의 폭발력을 갖도록 상기 폭발물(700)을 제작하면 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있다. 그러나 이와 같이 폭발물(700)의 폭발력을 낮게 설정하면 상기 암석(10)이 파쇄되지 아니하는 경우가 발생될 수 있다.

따라서 본 발명에 의한 강관 항타공법은, 상기 폭발물(700)의 폭발력이 대부분 암석(10)으로만 전달되고 강관(100)이나 나사블록(610)으로는 전달되지 아니하도록, 상기 폭발물(700)을 암석(10) 내부에서 폭발시키도록 구성될 수 있다.

즉, 상기 제2 단계와 제5 단계는 폭발물(700)을 폭발시키기 이전에, 도 13에 도시된 바와 같이 상기 관통홀(110)로 굴착봉을 삽입시켜 상기 암석(10)에 굴착공(12)을 형성하는 과정이 선행될 수 있다. 이때, 상기 굴착봉은 외부로부터 인가되는 타격력을 전달 받아 상기 암석(10)에 굴착공(12)을 형성하도록 구성될 수도 있고, 드릴링 방식으로 상기 암석(10)에 굴착공(12)을 형성하도록 구성될 수도 있다. 즉, 상기 굴착봉은 암석(10)에 굴착공(12)을 형성할 수만 있다면 어떠한 구조로도 구성될 수 있다.

이와 같이 상기 암석(10)에 굴착공(12)이 형성되면, 도 14에 도시된 바와 같이 상기 나사블록(610)에 장착된 폭발물(700)을 상기 굴착공(12)에 삽입시킨 후 상기 폭발물(700)을 폭발시킬 수 있게 되는바, 상기 폭발물(700)의 폭발력에 의해 강관(100)이나 나사블록(610)이 파손되는 현상을 감소시킬 수 있게 된다는 장점이 있다. 또한, 폭발물(700)의 폭발력 대부분이 암석(10)으로 전달되므로, 상기 암석(10)이 보다 효과적으로 파쇄될 수 있다는 장점도 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

10 : 암석 12 : 굴착공
100 : 강관 110 : 관통홀
112 : 암나사산 200 : 포크레인
300 : 바이브로 해머 400 : 파지유닛
410 : 클램퍼 420 : 장착부
430 : 연결바 500 : 윤활제 주입관
600 : 삽입봉 610 : 나사블록
620 : 손잡이 630 : 전선
700 : 폭발물

Claims

수직으로 세워진 강관 상단에 파지유닛을 결합시키고, 상기 파지유닛에 바이브로 해머를 장착시키는 제1 단계;
상기 바이브로 해머를 작동시켜 상기 강관을 항타하는 제2 단계;
상기 강관 내부의 토사를 제거하는 제3 단계;
상기 강관의 하단측에 윤활제를 공급하는 제4 단계;
상기 바이브로 해머를 작동시켜 상기 강관을 항타하는 제5 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 강관 항타공법.
청구항 1에 있어서,
상기 파지유닛은, 상기 강관의 상단에 결합되되 상호 등간격을 이루도록 배열되는 복수 개의 클램퍼와, 상기 바이브로 해머에 장착되는 장착부와, 상기 복수 개의 클램퍼를 상기 장착부에 연결하는 복수 개의 연결바로 구성되어,
상기 제2 단계와 제5 단계는, 상기 강관의 상단 각 방향을 동일한 힘으로 항타하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 강관 항타공법.
청구항 1에 있어서,
상기 제4 단계는,
상기 강관 주변에 형성된 공극이 모두 윤활제로 채워질 때까지 윤활제 공급을 지속하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 강관 항타공법.
청구항 1에 있어서,
상기 제4 단계는,
윤활제 주입관의 끝단을 상기 강관의 내측으로 인입시킨 후 상기 강관의 하단 측벽을 관통하도록 장착시키는 과정과, 고압의 윤활제를 상기 윤활제 주입관으로 공급하는 과정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 강관 항타공법.
청구항 1에 있어서,
상기 강관은 측벽을 수직으로 관통하는 복수 개의 관통홀을 구비하고,
상기 제4 단계는, 윤활제 주입관을 상기 관통홀의 상단에 연결하는 과정과, 고압의 윤활제를 상기 윤활제 주입관으로 공급하는 과정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 강관 항타공법.
청구항 5에 있어서,
상기 관통홀의 하측에는 암나사산이 형성되고,
상기 제2 단계와 제5 단계는, 상기 암나사산에 나사결합 가능한 나사블록이 하단에 구비된 삽입봉을 상기 관통홀에 삽입 장착시킨 후, 상기 바이브로 해머를 이용하여 상기 강관을 항타하도록 구성되고,
상기 제4 단계는 상기 관통홀로부터 상기 삽입봉을 탈거시킨 후 상기 윤활제 주입관을 상기 관통홀 상단에 연결하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 강관 항타공법.
청구항 6에 있어서,
작업자가 상기 삽입봉을 회전시킬 수 있도록, 상기 삽입봉의 상단에는 손잡이가 구비되는 것을 특징으로 하는 강관 항타공법.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 단계와 제5 단계는,
상기 강관의 하단이 지반 아래에 위치하는 암석에 닿는 경우, 상기 나사블록의 하단에 폭발물을 장착시키고 상기 폭발물이 상기 암석에 닿도록 상기 나사블록을 상기 암나사산에 장착시키는 과정과, 상기 폭발물을 폭파시켜 상기 암반을 파쇄시키는 과정을 거친 후, 상기 바이브로 해머를 이용하여 상기 강관을 항타하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 강관 항타공법.
청구항 8에 있어서,
상기 삽입봉은, 길이방향 일단이 상기 폭발물에 전기적으로 연결되고 길이방향 타측이 지상으로 인출되도록 내장되는 전선을 구비하는 것을 특징으로 하는 강관 항타공법.
청구항 8에 있어서,
상기 제2 단계와 제5 단계는,
상기 관통홀로 굴착봉을 삽입시켜 상기 암석에 굴착공을 형성하는 과정이 선행되어, 상기 나사블록에 장착된 폭발물이 상기 굴착공에 삽입되어 폭발되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 강관 항타공법.