KR20230057306A - 파일의 수직시공이 가능한 파일 드라이버와 이를 이용한 파일의 수직 시공 공법 - Google Patents

파일의 수직시공이 가능한 파일 드라이버와 이를 이용한 파일의 수직 시공 공법 Download PDF

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KR20230057306A
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Abstract

본 발명에 따른 파일의 수직시공이 가능한 파일 드라이버는 드라이버하우징와, 상기 드라이버하우징에 탄성지지유닛에 의해 지지되며, 파일을 시공을 위한 진동을 발생시키는 진동발생유닛을 구비한 진동본체와, 상기 진동본체의 측면에 설치되어 파일을 파지하기 위한 사이드그립부와, 상기 드라이버하우징에 설치되는 결합브라켓과, 상기 드라이버하우징과 진동본체에 설치되어 진동본체의 진동방향을 수직방향으로 가이드 하기 위한 진동방향규제유닛를 구비한다.

Description

파일의 수직시공이 가능한 파일 드라이버와 이를 이용한 파일의 수직 시공 공법{Pile driver capable of vertical construction of piles and vertical construction method of piles using the same}
본 발명은 파일 드라이버에 관한 것으로, 더 상세하게는 진동발생유닛에 의해 발생되는 진동을 수직방향으로 규제하여 파일(pile)의 수직 시공이 가능한 파일 드라이버와 이를 이용한 파일의 수직 시공 공법에 관한 것이다.
일반적으로 건축구조물 또는 토목구조물을 시공하기 위해서는 기초 파일을 지층까지 매입하여 지지력을 확보하게 되는데, 이러한 기초를 위한 파일은 강재 및 콘크리트 등 다양한 재료가 이용되고 있으며, 항타 등 다양한 시공법에 의해 시공된다.
특히, 도로, 호안, 항만 및 하천공사 등에 사용되는 시트파일은 상단 두부를 항타기의 척에 장착한 후 진동을 이용하여 지반에 압입하게 된다.
한편, 일본 특허 평 07-102562호에는 자주식 진동항타기가 게시되어 있으며, 일본 공개특허 제 2006-169942호에는 진동병용 파일시공기계 및 진동병용 회전식 항타공법이 게시되어 있다.
상술한 바와 같은 자주식 진동항타기는 파일을 경사방향으로 시공하는 경우, 진동본체에 의한 진동방향에 의한 타격방향이 파일과 나란한 상태를 유지할 수 없으므로 타격 시 분력이 발생되어 시공성이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 상기와 같이 파일의 시공을 위한 진동본체의 규제가 원활하게 이루어지지 않게 됨으로써 진동본체의 진동이 파일에 정확하게 전달되지 못하는 문제점이 있다.　
대한민국 등록특허 제 10-1268417호에는 중장비용 진동리퍼가 게시되어 있다. 게시된 중장비용 리퍼는 붐에 연결되는 마운트를 가지는 본체; 상기 본체에 지지되면서 바이브레이터를 통해 진동되어 암반을 파쇄시키거나 토사를 굴착하는 리퍼; 상기 리퍼를 지지하는 수단으로서, 본체와 리퍼측 간에 개재되어 선형의 볼 배열을 통해 슬라이드 동작되며, 리퍼 진동 및 작업 시 리퍼를 위아래로 움직여주면서 충격이나 진동을 저감시키고 리퍼 몸체부를 지지해주는 방진 유닛;을 구비한다.
상술한 바와 진동리퍼는 암반이의 파쇄, 토상의 굴착 시 진동리퍼로 전달되는 반력 또는 진동을 최소화할 수 있는 것으로 파일의 수직 시공이 어렵다.
대한민국 특허등록 제 10-1219299호 대한민국 공개특허 제 2009-051629호 일본특허 평 07-102562호 대한민국 등록특허 제 10-1268417호
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 진동본체가 설치된 드라이버하우징을 시공을 위한 파일과 나란한 수직방향으로 진동시킬 수 있으므로 파일의 시공 방향으로 안정적인 가진력을 제공할 수 있으며, 진동하중의 변위에 따라 수직 상태를 유지할 수 있는 파일의 수직시공이 가능한 파일 드라이버와 이를 이용한 파일의 수직 시공공법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 드라이버하우징에 수직방향으로 설치된 제1,2가이드부재와 이를 따라 이동하는 추종부재에 의해 진동본체가 지지되는 구조를 가지고 있으므로 탄성지지부재의 일부 손상에도 안정적인 운영이 가능하며, 시공을 위한 파일을 측면에서 파지할 수 있으므로 파일의 파지효율을 향상시킬 수 있는 파일의 수직시공이 가능한 파일 드라이버와 이를 이용한 파일의 수직 시공 공법를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파일의 수직시공이 가능한 파일 드라이버는 드라이버하우징과, 상기 드라이버하우징에 탄성지지유닛에 의해 지지되며, 파일을 시공을 위한 진동을 발생시키는 진동발생유닛을 구비한 진동본체와,
상기 진동본체의 측면에 설치되어 파일을 파지하기 위한 사이드그립부와, 상기 드라이버하우징에 설치되는 결합브라켓과,
상기 드라이버하우징과 진동본체에 설치되어 진동본체의 진동방향을 수직방향으로 가이드 하기 위한 진동방향규제유닛를 구비한 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 결합브라켓과 힌지축에 의해 회전가능하게 설치되는 지지부재를 구비하며, 상기 지지부재에 상기 드라이버하우징을 정역회전시킬 수 있는 스윙유닛을 더 구비한다.
상기 지지부재와 결합브라켓에 설치되어 결합브라켓에 대해 드라이버하우징 에 설치된 지지부재를 소정의 각도로 틸팅시키는 틸팅유닛을 구비한다.
상기 진동 방향규제유닛은 상기 진동본체의 양측면에 각각 수직으로 설치되는 가이드부재와, 상기 드라이버하우징에 설치되어 상기 가이드부재에 의해 추종됨으로써 진동본체가 수직방향으로 진동할 수 있도록 하는 추종부재를 구비한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파일의 수직시공이 가능한 파일 드라이버는 드라이버하우징와, 상기 드라이버하우징에 탄성지지유닛에 의해 지지되며, 파일을 시공을 위한 진동을 발생시키는 진동발생유닛을 구비한 진동본체와,
상기 진동본체의 측면에 설치되어 파일을 파지하기 위한 사이드그립부와,
굴착기의 붐과 결합되어 버켓실린더에 의해 드라버하우징을 회전시킬 수 있도록 드라이버하우징에 설치되는 결합브라켓과,
상기 파일의 시공 시 버켓실린더의 작동을 해지하여 붐에 대해 드라이버하우징의 회전자유도를 부여하는 버켓실린더작동해지유닛,
상기 드라이버하우징과 진동본체에 설치되어 진동본체의 진동방향을 수직방향으로 가이드 하기 위한 진동방향규제유닛을 구비한 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 버켓실린더작동해지유닛은 버켓실린더의 버켓실린더본체에 설치되어 버켓실린더의 로드를 전, 후진시키기 위한 포트들과 각각 연결되어 드러이버하우징으로부터 결합브라켓을 통하여 버켓실린더로드로 전달되는 외력에 의해 버켓실린더 로드의 전, 후진 시 작동유를 버켓실린더본체에 공급 및 배출하는 컨트롤 밸브를 더 구비한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파일 드라이버를 이용한 파일의 수직 시공 공법은 굴착기의 붐과 결합브라켓에 의해 결합된 드라이버하우징과, 상기 드라이버하우징에 탄성지지유닛에 의해 지지되며, 파일을 시공을 위한 진동을 발생시키는 진동발생유닛을 구비한 진동본체와, 상기 진동본체의 측면에 설치되어 파일을 파지하기 위한 사이드그립부와, 드라이버하우징과 진동본체에 설치되어 진동본체의 진동방향을 수직방향으로 가이드 하기 위한 진동방향규제유닛을 구비한 파일드라이버를 준비하는 단계와,
상기 파일드라이버의 사이드그립부의 액튜에이터를 조작하여 파일을 파지하는 파일파지단계와,
상기 굴착기를 이용하여 파일드라이버에 의해 진동본체로부터 발생되는 진동을 진동방향규제유닛에 의해 사이드그립부에 지지된 파일에 수직방향으로 가진력을 제공하여 시공하는 파일시공단계를 구비한 것 그 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 수직진동타격단계는 진동본체의 양측면에 각각 수직으로 설치된 가이드부재를 따라 상기 드라이버하우징에 설치된 추종부재가 추종되도록 구성된 진동방향규제유닛에 의해 사이드그립부에 의해 파지된 파일의 수직방향으로 진동충격을 가할 수 있도록 한다.
상기 파일시공단계는 파일드라이버에 의해 파일이 시공되는 과정에서 파일드라이버을 지지하는 굴착기의 붐과 이에 설치된 바켓실린더의 회전에 의해 시공되는 파일에 측방향으로 외력이 전달되는 것을 방지하기 위한 버켓실린더작동해지단계를 구비 더 구비한다.
본 발명에 따른 파일의 수직시공이 가능한 파일 드라이버는 진동발생유닛을 이루는 진동본체의 진동방향을 수직으로 가이드 할 수 있으므로 파일의 정밀 수직 시공이 가능하고, 파일의 시공을 위한 가진력의 분력 발생을 줄일 수 있으므로 파일에 가하여지는 진동충격력을 높일 수 있다.
또한 파일의 시공 시 결합브라켓과 결합된 굴착기의 붐과 버켓실린더에 의해 작용하는 외력에 의해 파일의 시공방향이 왜곡되는 것을 방지할 수 있다.
그리고 진동본체의 측면측으로 파일을 파지하기 위한 사이드그립부가 형성되어 있으므로 시공을 위한 파일의 파지가 용이하고, 시공을 위한 파일의 길이가 길어짐에 따른 장비의 대형화를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 파일의 수직시공이 가능한 파일 드라이버가 굴착기에 장착된 상태를 나타내 보인 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 하우징에 진동본체가 진동방향규제유닛에 의해 수직방향으로 진동가능하도록 지지된 상태를 나타내 보인 단면도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 정밀 수직시공 시스템을 가진 파일 드라이버의 다른 실시예들을 나타내 보인 분리시시도,
도 5는 본 발명에 따른 파일의 수직시공이 가능한 파일 드라이버의 진동본체에 사이드그립부가 설치된 상태를 나타내 보인도면.
도 6은 본 발명에 따른 파일의 수직시공이 가능한 파일 드라이버의 버켓실린더작동해지유닛을 발췌하여 도시한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 파일의 수직시공이 가능한 파일 드라이버의 작동상태를 나타내 보인 사시도,
본 발명에 따른 본 발명에 따른 파일의 수직시공이 가능한 파일 드라이버의 실시예를 도 1 내지 도 3에 나타내 보였다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 파일의 수직시공이 가능한 파일 드라이버(10)는 굴착기(100)의 버켓실린더(111)가 설치된 붐(110)과 결합되는 결합브라켓(11)이 구비된 드라이버하우징(12)과, 상기 드라이버하우징(12)에 탄성지지부재(35)들에 의해 진동가능하게 지지되며 진동발생유닛(40)되는 진동본체(41)와, 상기 진동본체(41)의 측면으로 연장되어 파일을 파지하는 사이드그립부(50)를 구비한다. 그리고 상기 드라이버하우징(12)과 진동본체(41)에는 상기 진동본체(41)의 진동방향을 수직방향으로 가이드 하기 위한 진동방향규제유닛(60)이 설치된다.
그리고 드라이버에 의한 파일의 시공 시 버켓실린더(111)의 작동을 해지하여 붐(110)에 대해 드라이버하우징(12)의 회전자유도를 부여하는 버켓실린더작동해지유닛(80, 도 6참조)을 더 구비 한다.
그리고 도 4에 도시된 바와 같이 상기 결합브라켓(11)은 지지부재(15)와 힌지축(16)에 의해 회전가능하게 지지되고, 상기 지지부재(15)와 드라이버하우징(12)의 사이에는 상기 지지부재(15)에 대해 드리이버본체(12)를 회전가능하게 지지하는 스윙유닛(20)과, 지지부재(15)와 결합브라켓(11)에는 상기 결합브라켓(11)에 대해 드라이버하우징(12)를 틸팅시키기 위한 틸팅유닛(70)이 더 구비될 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 수직시공이 가능한 파일 드라이버를 구성요소별로 도 1 내지 도 6을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
수직시공이 가능한 파일 드라이버는 굴착기(100)의 붐(110)에 설치된 버켓실린더(111)에 의해 제어될 수 있도록 굴착기(100)의 붐(100) 및 버켓실린더(111)가 결합브라켓(11)와 힌지핀(11a)에 의해 결합된다. 그러나 이에 한정되지 않고, 굴착기의 붐(110)과 실린더(111)와 링크에 의해 결합되는 퀵커플러와 결합브라켓(11)이 결합될 수 있다.
그리고 상기 진동본체(41)를 수직방향으로 가이드하기 위한 진동방향규제유닛(60)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 진동본체(41)의 양측과 대응되는 측에 각각 수직방향으로 드라이버하우징(12)에 설치되는 제 1,2가이드봉(61)(62)을 구비한다. 상기 제1,2가이드봉(61)(62)은 각각 복수개로 이루어질 수 있으며, 상호 엇갈리게 설치될 수도 있다.
상기 드라이버하우징(12)에는 진동본체(41)의 양측에 수직으로 설치된 제 1,2가이드봉(61)(62)을 따라 추종되는 제1,2추종부재(65)(66)들이 설치된다. 상기 제 1,2추종부재(65)(66)는 각각 상기 제1,2가이드봉(61)(62)에 접촉되는 것으로, 드라이버하우징(12)에 설치되는 가이드롤러들로 이루어질 수 있다. 상기 가이드롤러들은 제1 또는 제 2가이드봉(61)(62)에 대해 각각 적어도 두 쌍이 이상이 설치될 수 있도록 함이 바람직하다.
상기 제 1,2추종부재(65)(66)는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 상기 제1,2가이드봉(61)(62)과 결합되어 슬라이딩되는 슬라이딩부재로 이루어질 수도 있다.
상기 탄성지지부재(35)는 진동본체(41)를 드라이버하우징(12)에 대해 진동될 수 있도록 지지하는 것으로, 드라이버하우징(12)의 내면과 이와 대응되는 진동본체(41)의 측면에 각각 양단부가 고정된다. 상기 탄성지지부재(35)는 고무재와 금속판이 교호적으로 적층되어 이루어질 수도 있다. 상기 탄성재지부재(35)의 양측에는 고정을 위한 고정판부재가 설치될 수 있다. 상기 고정판부재는 드라이버하우징(12)의 내면과 이와 대응되는 진동본체(40)의 외면에 고정됨으로써 탄성지지부재(35)에 의해 진동본체(40)를 드라이버하우징(12)에 현가시키게 된다.
상기 탄성지지부재는 상기 실시예에 의해 한정되지 않고, 드라이버하우징(12)에 대해 상기 진동본체(41)를 진동가능하게 지지할 수 있도록 탄성스프링으로 이루어질 수 있다.
상기 진동본체(41)에 설치되어 이를 진동시키기 위한 진동발생유닛(40)은 진동본체(41)의 내부에 편심웨이트가 부착된 두 개의 구동축이 평행하게 설치되고, 이 구동축들에는 상호 치합되는 기어가 각각 설치된다. 상기 구동축들에 설치된 편심웨이트는 상하방향으로 진동을 극대화 시킬 수 있도록 구동축에 대해 동일방향으로 설치된다. 그리고 상기 진동본체에는 두 개의 구동축 중 적어도 하나의 구동축을 구동시키기 위한 액튜에이터인 유압모터가 설치된다.
이러한 구성은 본 발명인이 출원하여 등록받은 특허등록 제 0878296호에 게시되어 있다. 그러나 상기 진동발생유닛은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 상기 진동본체를 상하 방향으로 진동시킬 수 있는 구조이면 가능하다.
진동 방향규제유닛(60)을 가진 파일드라이버(10)의 스윙유닛(20)은 도 4에 도시된 바와 같이 지지부재(15)와 드라이버하우징(12)에 설치되는 것으로, 상기 지지부재(15)에는 드라이버하우징(12)에 고정된 회전축(21)이 회전가능하게 설치되고, 상기 회전축(21)에는 회전축(21)과 동축상으로 링기어(22)가 설치되는데, 상기 링기어(22)는 회전축(31)에 지지됨과 아울러 드라이버하우징(12)에 고정된다.
그리고 상기 드라이버하우징(12)에는 링기어(22)를 정역회전시키기 위한 구동모터(24)가 설치되는데, 이 구동모터(24)의 구동축에는 상기 링기어(22)와 치합되는 구동기어(미도시)가 설치된다. 구동기어를 회전시키기 위한 모터(24)는 유압모터로 이루어질 수 있다.
상기 틸팅유닛(70)은 상기 결합브라켓(11)에 회전가능하게 설치되는 틸팅실린더(71)를 구비하고, 이 틸팅실린더(71)의 로드(72)는 상기 힌지축(16)과 직각을 이루도록 설치되는 고정브라켓(73)과 힌지핀(73a)에 의해 결합된다.
한편, 상기 사이드그립부(50)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 시공을 위한 파일(200)을 파지하기 위한 것으로, 드라이버하우징(12)의 전면측에 개방부를 통하여 돌출되도록 설치되는데, 진동본체(41)에 회전가능하게 설치되는 적어도 한 쌍의 사이드그립부재(51)(52)를 구비한다. 각 사이드그립부재(51)(52)의 전단부측에는 파일의 파지 시 파지력을 높일 수 있도록 제1,2패드(53)(54)가 설치된다.
그리고 사이드그립부재(51)(52)의 후단부측에는 사이드그립부재(51)(52)를 회동시키기 위한 액튜에이터(55)가 설치된다. 상기 액튜에이터는 유압실린더로 이루어질 수 있다.
상기 실린더자동해지유닛(80)은 굴착기(100)의 붐(110)에 설치된 실린더(111) 즉, 굴착기의 단부측의 붐(110)에 설치되는 버켓실린더(81)의 실린더본체(82)의 양측에 작동유를 공급하기 위한 포트(83)(84)들이 설치되는데, 이 포트(83)(84)는 제 1,2연결관(85)(86)에 의해 연결되는데, 제1,2연결관(85)(86)는 굴착기의 유압공급유닛에 의해 버켓실린더(81)를 컨트롤하기 위한 컨트롤밸브와 연결된다. 그리고 상기 제1,2연결관(85)(86)은 각각 제 1,2분기관(91)(92)와 연결되고, 제1,2분기관(91)(92)은 제1,2분기관(91)(92)를 차단하거나 제1,2분기관(91)(92)을 통하여 버켓실린더(81)의 로드가 자유롭게 움직일 수 있도록 제 1,2연결관(85)(86)과 제 1,2분기관(91)(92)를 통하여 작동유체를 탱크로 리턴시키기 위한 솔레노이드밸브(93)를 구비한다. 상기 솔레노이드밸브는 3포트 2위치의 컨트롤밸브를 사용함이 바람직하다.
한편, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 파일 드라이버를 이용한 파일의 수직 시공 공법은 상술한 바와 같이 구성된 파일드라이버를 이용하여 파일(200)을 수직으로 시공하기 위한 공법이다.
파일 드라이버를 이용한 파일의 수직 시공공법(100)은 굴착기의 붐(110)과 바켓실린더(111)과 결합된 결합브라켓(11)과 힌지축에 의해 결합된 드라이버하우징(12)과, 상기 드라이버하우징(12)에 탄성지지유닛(35)에 의해 지지되며, 파일(200)을 시공을 위한 진동을 발생시키는 진동발생유닛(40)을 구비한 진동본체(41)와, 상기 진동본체(41)의 측면에 설치되어 파일을 파지하기 위한 사이드그립부(50)와, 드라이버하우징(12)과 진동본체(41)에 설치되어 진동본체(41)의 진동방향을 수직방향으로 가이드 하기 위한 진동방향규제유닛(80)을 구비한 파일드라이버(10)을 준비하는 파일드라이버준비단계(310)를 구비한다.
상기와 같이 굴착기(100)에 상기와 같이 파일드라이버(10)의 결합되면, 상기 파일드라이버(10)의 사이드그립부(50)의 액튜에이터(55)를 조작하여 시공을 위한 파일(200)을 파지하는 파일 파지단계(320)를 수행한다.
파일 파지단계(320)에 있어서, 파일(200)의 파지는 액튜에이터(55)를 이용하여 제1,2사이드그립부재(51)(52)를 벌림과 아울러 틸팅유닛(70)과 스윙유닛(20)을 이용하여 사이드그립부(50)를 자세를 파일(200)을 파지할 수 있는 상태로 조정한 수 파일(200)을 파지한다. 이때에 사이드그립부(50)에 의한 파일은 단부측을 파지할 필요는 없다.
상기와 같이 사이드그립부(55)에 의한 파일(200)의 파지가 완료된 상태에서 파일을 시공하는 파일 시공단계(330)를 수행한다.
상기 파일시공단계(330)은 파일(200)을 시공위치에 정렬하여 세팅하기 이한 파일세팅단계(331)와, 파일(200)에 진동충격력을 진동방향규제유닛(60)을 이용하여 파일(200)에 수직방향으로 충격력이 가하여지도록 하여 시공하는 수직진동타격단계(332)와, 파일드라이버(10)에 의해 파일(200)이 시공되는 과정에서 파일드라이버(10)을 지지하는 굴착기의 붐(110)과 이에 설치된 바켓실린더(111)의 회전에 의해 시공되는 파일(200)에 측방향으로 외력이 전달되는 것을 방지하기 위한 버켓실린더작동해지단계(133)를 구비한다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 수직시공이 가능한 파일 드라이버의 작용을 통하여 파일드라이버의 파일 시공공법을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저 파일을 시공하기 위해서는 굴착기(100)의 붐(110)과 이에 설치된 바켓실린더(111)와 결합되는 커플러와 결합브라켓(11)를 결합한다. 상태에서 상기 진동본체(41)에 설치된 사이드그립부(50)를 이용하여 시공 하고자 하는 파일(200)를 파지한다.
사이드그립부(50)을 이용하여 파일을 파지하는 파일파지단계(320)을 수행함에 있어서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 스윙유닛(20)과 틸팅유닛(70)을 이용하여 파일(200)이 놓인 상태에서 사이드그립부(50)에 의한 파일(200)의 파지가 용이하도록 진동본체(41)의 자세를 조정한다. 즉, 드라이버하우징(12) 또는 지지부재(15)에 설치되는 구동모터(24)에 의한 구동기어(23)를 구동시켜 이와 치합된 링키어(22)를 회전시킴으로써 드라이버하우징(12)를 소정의 각도로 회전시킨다.
또한 틸팅유닛(70)의 틸팅실린더(71)를 작동시켜 결합브라켓(11)과 힌지축(11a)에 의해 결합된 지지부재(15)를 소정의 각도로 회전시킴으로써 드라이버하우징(12)를 틸팅시켜 파일(200)이 이 놓인 상태에서 사이드그립부(50)를 이용하여 파일(200)을 파지한다.
이는 종래의 파일을 시공하기 위한 진동 파일 드라이버와 같이 별도의 크레인 등과 같은 장비를 이용하여 진동 파일을 이동시켜 장착할 필요가 없으므로 파일장치에 따른 작업성을 향상시킬 수 있다.
특히, 파일(200)을 파지함에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이 사이드그립부(50)가 진동본체(41)에 지지되어 전면측으로 돌출되는 제1,2사이드그립부재(51)(52)에 의해 시공되는 파일(200)를 측면에서 파지할 수 있으므로 상대적으로 긴 파일(200)의 시공을 위하여 굴착기의 붐이 상대적으로 길 필요가 없다. 이는 파일의 시공성과 작업성을 향상시킬 수 없다.
상기와 같이 파일(100)의 파지가 완료되면, 파일(200)을 시공위치로 이동시킨 후, 상술한 바와 같이 스윙유닛(20)과 틸팅유닛(70)을 이용하여 파일(200)의 시공 각도를 조정한다.
이 상태에서 진동발생유닛(40)을 이용하여 진동본체(41)를 진동시킴으로써 파일을 시공한다. 파일(200)을 시공 즉, 파일 시공단계(330)을 수행함에 있어서, 상기 진동발생유닛(40)의 진동본체(41)는 탄성지지부재(35)들에 의해 드라이버하우징(12)에 대해 진동하게 되는데, 상기 진동본체(41)는 진동방향규제유닛(60)에 의해 가이드되어 수직방향 즉, 시공되는 파일(100)의 수직방향으로 진동하게 된다. 상기 진동본체(41)의 양측에 설치된 추종부재(65)(66)인 가이드롤러가 제1,2가이드봉(61)(62)을 따라 이동하게 됨으로써 진동의 자유도가 제한되어 파일(200)에 수직방향으로 가진력을 가하는 수직진동타격단계(132)를 수행하게 된다.
이 수직진동타격단계(132)에 있어서는, 파일(100)을 시공함에 있어서, 진동본체(41)와 사이드그립부(50)를 통하여 파일(200)에 작용하는 진동의 분력이 발생되는 것을 방지할 수 있으며, 또한 사이드그립부(50)와 진동본체(41)의 하중이 파일에 수직방향으로 가하여지게 되므로 타격력을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 정밀 수직시공 시스템을 가진 파일 드라이버(10)는 진동본체(41)가 드라이버하우징(12))에 탄성지지부재(35)에 의해 현가되어 있으므로 탄성지지부재(35)가 손상되어도 진동본체(41)가 드라이버하우징(12)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 수직시공이 가능한 파일 드라이버는 굴착기(100)의 붐(110)과 이에 설치된 실린더(111)에 의해 상기 결합브라켓(11)과 결합된 상태에서 파일(200)의 시공이 이루어지게 되므로 파일(200)의 삽입이 이루어짐에 따라 굴착기의 붐의 같이 하강하게 되면서 외측방향으로 외력을 받게 된다. 따라서 운전자는 실린더를 미세조작하여 수평상태를 유지하여 주어야 하는데, 조작에 실질적인 한계가 있다.
그러나 붐에 설치된 실린더(110)는 파일(20)이 정상적으로 시공되는 동안 실린더작동해지유닛(80)의 제어부에 의해 솔레노이드밸브(93)를 조작하여 버켓실린더(111)를 조작하기 위한 자동유체를 제1,2분기관(91)(92)를 통하여 탱크로 리턴시킴으로써 버켓실린더(111)의 로드가 실린더본체(112)에 대해 자유롭게 인입 및 인출되어 버켓실린더(111)의 로드에 의해 파일(200)의 시공방향에 대해 측방향으로 외력이 가하여지지 않게 된다.(버켓실린더의 작동해지단계)
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 수직시공이 가능한 파일 드라이버와 이를 이용한 파일의 수직 시공공법은 진동본체를 수직방향으로 진동될 수 있도록 진동방향을 규제에 의해 가진력이 파일의 수직방향으로 작용하게 되므로 파일의 시공에 따른 효율을 극대화 시킬 수 있다.
또한 굴착기의 실린더가 설치됨 붐에 장착된 수직시공이 가능한 파일 드라이버에 의한 파일의 시공 시 굴착기의 붐에 설치되며 결합브라켓과 결합된 버켓 실린더에 의해 파일이 측방향으로 외력을 받지 않게 되므로 정밀 시공이 가능하게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야에 있어서, 통상의 지식을 가진자가 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따른 수직시공이 가능한 파일 드라이버와 이를 이용한 파일의 수직 시공공법은 항타 또는 암파쇄등에 적용 가능하다.

Claims (9)

  1. 드라이버하우징과, 상기 드라이버하우징에 탄성지지유닛에 의해 지지되며, 파일을 시공을 위한 진동을 발생시키는 진동발생유닛을 구비한 진동본체와,
    상기 진동본체의 측면에 설치되어 파일을 파지하기 위한 사이드그립부와, 상기 드라이버하우징에 설치되는 결합브라켓과,
    상기 드라이버하우징과 진동본체에 설치되어 진동본체의 진동방향을 수직방향으로 가이드 하기 위한 진동방향규제유닛를 구비한 것을 특징으로 하는 파일의 수직시공이 가능한 파일 드라이버.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 진동 방향규제유닛은 상기 진동본체의 양측면에 각각 수직으로 설치되는 가이드부재와, 상기 드라이버하우징에 설치되어 상기 가이드부재에 의해 추종됨으로써 진동본체가 수직방향으로 진동할 수 있도록 하는 추종부재를 구비한 것을 특징으로 하는 파일의 수직시공이 가능한 파일 드라이버.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 결합브라켓과 힌지축에 의해 회전가능하게 설치되는 지지부재를 구비하며, 상기 지지부재에 상기 드라이버하우징을 정역회전시킬 수 있는 스윙유닛과, 상기 지지부재와 결합브라켓에 설치되어 결합브라켓에 대해 드라이버하우징 이 설치된 지지부재를 소정의 각도로 틸팅시키는 틸팅유닛을 더 구비한 것을 특징으로 하는 파일의 수직시공이 가능한 파일 드라이버.
  4. 드라이버하우징과, 상기 드라이버하우징에 탄성지지유닛에 의해 지지되며, 파일을 시공을 위한 진동을 발생시키는 진동발생유닛을 구비한 진동본체와, 상기 진동본체의 측면에 설치되어 파일을 파지하기 위한 사이드그립부와,
    굴착기의 붐과 결합되어 버켓실린더에 의해 드라버하우징을 회전시킬 수 있도록 드라이버하우징에 설치되는 결합브라켓과,
    상기 파일의 시공 시 버켓실린더의 작동을 해지하여 붐에 대해 드라이버하우징의 회전자유도를 부여하는 버켓실린더작동해지유닛,
    상기 드라이버하우징과 진동본체에 설치되어 진동본체의 진동방향을 수직방향으로 가이드 하기 위한 진동방향규제유닛을 구비한 것을 특징으로 하는 파일의 수직시공이 가능한 파일 드라이버.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 진동방향규제수단은 상기 진동본체의 양측면에 각각 수직으로 설치되는 제1,2가이드부재와, 상기 드라이버하우징에 설치되어 상기 제1,2가이드부재에 의해 추종됨으로써 진동본체가 수직방향으로 진동할 수 있도록 하는 가이드롤러들을 구비한 것을 특징으로 하는 파일의 수직시공이 가능한 파일 드라이버.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 버켓실린더작동해지유닛은 버켓실린더의 버켓실린더본체에 설치되어 버켓실린더의 로드를 전, 후진시키기 위한 포트들과 연결관에 의해 각각 연결되어 드러이버하우징으로부터 결합브라켓을 통하여 버켓실린더로드로 전달되는 외력에 의해 버켓실린더 로드의 전, 후진 시 작동유를 버켓실린더본체에 공급 및 배출하는 컨트롤 밸브를 더 구비한 것을 특징으로 하는 파일의 수직시공이 가능한 파일 드라이버.
  7. 굴착기의 붐과 결합브라켓에 의해 결합된 드라이버하우징과, 상기 드라이버하우징에 탄성지지유닛에 의해 지지되며, 파일을 시공을 위한 진동을 발생시키는 진동발생유닛을 구비한 진동본체와, 상기 진동본체의 측면에 설치되어 파일을 파지하기 위한 사이드그립부와, 드라이버하우징과 진동본체에 설치되어 진동본체의 진동방향을 수직방향으로 가이드 하기 위한 진동방향규제유닛을 구비한 파일드라이버를 준비하는 단계와,
    상기 파일드라이버의 사이드그립부 액튜에이터를 조작하여 파일을 파지하는 파일파지단계와,
    상기 굴착기를 이용하여 파일드라이버에 의해 진동본체로부터 발생되는 진동을 진동방향규제유닛에 의해 사이드그립부에 지지된 파일에 수직방향으로 전달하여 파일을 시공하는 파일시공단계를 더 구비한 것을 특징으로 하는 파일 드라이버를 이용한 파일 수직 시공공법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 수직진동타격단계는 진동본체의 양측면에 각각 수직으로 설치된 가이드부재를 따라 드라이버하우징에 설치된 추종부재가 추종되도록 구성된 진동방향규제유닛에 의해 사이드그립부에 의해 파지된 파일의 수직방향으로 진동충격을 가하는 것을 특징으로 하는 파일 드라이버를 이용한 파일의 수직 시공 공법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 파일시공단계는 파일드라이버에 의해 파일이 시공되는 과정에서 파일드라이버을 지지하는 굴착기의 붐과 이에 설치된 바켓실린더의 회전에 의해 시공되는 파일에 측방향으로 외력이 전달되는 것을 방지하기 위한 버켓실린더작동해지단계를 더 구비한 것을 특징으로 하는 파일 드라이버를 이용한 파일의 수직 시공 공법.







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