KR20230173404A - 선천공 파일을 이용한 천공장치 및 이 천공장치를 이용한 모노파일 시공 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선천공파일을 이용한 천공장치와 이를 사용한 모노파일 시공 공법을 제공한다. 상기 천공장치는 해저지반에 수직으로 설치되는 선천공파일과, 상기 선천공파일을 따라 수직방향으로 추종되는 추종가이드부를 가지는 메인프레임과, 상기 메인프레임의 하부에 상기 추종가이드부와 동축상으로 회전가능하게 설치되는 가동프레임과, 상기 메인프레임과 가동프레임에 설치되어 상기 메인프레임에 대해 가동프레임을 회전시키기 위한 구동유닛과, 상기 추종가이드부에 설치되며 상기 선천공파일에 선택적으로 위치고정하기 위한 위치고정부와, 위치고정부에 의해 추종가이드부가 위치고정된 상태에서 상기 메임프레임을 승강시키는 승강유닛과, 상기 가동프레임의 하면에 수직으로 설치되어 해저에 모노파일을 시공하기 위한 천공홀을 형성하는 복수개의 천공햄머들을 구비한다.

Description

선천공 파일을 이용한 천공장치 및 이 천공장치를 이용한 모노파일 시공 공법{Drilling device using pre-drilled pile and monopile construction method using this drilling device}

본 발명은 대구경의 홀을 형성하는 천공장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 해상 풍력 발전장치의 모노파일의 시공을 위한 선천공 파일을 이용한 천공장치 및 이 천공장치를 이용한 모노파일 시공공법에 관한 것이다.

일반적으로 천연자원의 고갈과 화력 및 원자력 발전에 대한 환경 및 안정성 등의 문제가 대두되면서 대표적인 환경친화적 그린에너지 원으로 풍력 및 태양광이 이용되고 있다.

풍력을 이용하여 발전하는 풍력발전 시스템은 구조나 설치가 상대적으로 간단하기 때문에 운영 및 관리가 용이하고, 또한, 무인화 및 자동화 운전이 가능하므로 설치가 증가하고 있다.

풍력발전시스템은 풍력 자원량, 미관, 장소의 제약 등의 문제로 인해 최근에는 해상에 대규모의 풍력단지가 건설되고 있다. 그러나 해상에 안전하게 풍력발전 구조물을 건설하기 위해서는 높은 위치에 설치될 블레이드 및 타워 구조물에 대한 안전한 공법이 요구되고 있다.

해상 풍력발전시스템의 구조물은 크게 터빈(Turbine)과 지지구조물(Substructure)로 구분된다. 상기 지지구조물(Substructure)은 대표적으로, 콘크리트 케이슨 타입(Concrete caisson type), 모노파일 타입(Mono-pile type), 자켓 타입(Jacket type), 삼각대 타입(Tripod Type) 및 부유식 타입(Floating type) 등이 적용되고 있다.

상기 자켓 타입은 현재 해상 풍력발전 단지 보유국에서 많은 관심을 보이고 실증중에 있는 타입으로서, 수심 20~80m에 설치가 가능하다. 이러한 자켓 타입은 자켓식 구조물로 지지하고 파일(pile)로 해저에 고정하는 방식이다.

지지구조물의 다른 시공 방식으로 잭업바지를 이용하는 방식이 있다. 이 방식은 해상 지지구조물을 운반용 바지를 이용하여 설치해역으로 운반하여 다수의 시도에 의해 해저면에 거치시키고, 이후, 해저면에 거치된 지지구조물을 기초파일에 고정시키는 방식이다.

모노파일 타입은 현재 가장 많이 쓰이고 있는 해상 풍력발전단지 기초 방식으로서, 25~30m의 수심에 설치가 가능하다. 이 모노파일 타입은 해저면에 대구경의 파일(pile)을 항타 또는 드릴링(Drilling)하여 고정하는 방식으로 주로 풍력발전기 3MW 이하에 적용되는데, 지반조건이 양호한 경우 경제성이 매우 좋다. 이때, 모노파일 타입의 기초 직경은 3~6m의 것이 많이 사용된다.

그러나 상기 모노파일 타입은 하나의 대구경의 파일(pile)을 해저면에 시공하여야 하므로 상술한 바와 같은 항타기나 드릴링 장치를 이용한 방법으로는 시공이 용이하지 않아, 시공에 따른 많은 작업공수가 소요되는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0573064호에는 해상 녹색에너지 발전을 포함하는 기초파일 시공용 지그 및 이를 이용한 해상기초 구조물 시공공법이 게시되어 있다.

게시된 공법은 해저면에 지그를 정착하고 이 지그를 통해 파도, 조류 등의 영향을 받지 않고 기초파일의 위치제어를 용이하게 하며 또한 기초파일을 해수면 위에 배치하여 기초파일과 자켓의 연결작업이 용이하도록 한 것이다.

대한민국 공개특허 제 10-2018-0120041호에는 수상지지축 설치장치가 게시되어 있다.

대한민국 등록특허 제10-0573064호 대한민국 공개특허 제 10-2018-0120041호

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 해상에 설치되는 풍력 발전 기초시스템의 구축을 위한 대구경의 모노파일 시공성을 향상시킬 수 있는 선천공 파일을 이용한 천공장치 및 이 천공장치를 이용한 모노파일 시공 공법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 모노파일의 시공을 위한 천공작업 시 수직방향으로의 타격력과 회전력을 전달할 수 있으므로 굴착시 발생되는 암편, 토사 등의 선천공 강관을 이용하여 배출할 수 있으므로 굴착효율을 높일 수 있으며, 설치되는 모노파일의 시공에 따른 직진도를 높일 수 있는 선천공 파일을 이용한 천공장치 및 이 천공장치를 이용한 모노파일 시공 공법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선천공파일을 이용한 천공장치는 해저지반에 수직으로 설치되는 선천공파일과,

상기 선천공파일을 따라 수직방향으로 추종되는 추종가이드부를 가지는 메인프레임과, 상기 메인프레임의 하부에 상기 추종가이드부와 동축상으로 회전가능하게 설치되는 가동프레임과,

상기 메인프레임과 가동프레임에 설치되어 상기 메인프레임에 대해 가동프레임을 회전시키기 위한 구동유닛과,

상기 추종가이드부에 설치되며 상기 선천공파일에 선택적으로 위치고정 된 상태에서 상기 메임프레임을 승강시키는 승강유닛과,

상기 가동프레임의 하면에 수직으로 설치되어 해저에 모노파일을 시공하기 위한 천공홀을 형성하는 복수개의 천공햄머들을 구비한 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 가동프프레임은 중앙부에 상기 선천공파일을 따라 가이드 되는 가이드부가 형성되고, 이 가이드부로부터 반경방향으로 설치되는 햄머지지부를 구비하며, 상기 가이드부에는 상하방향으로 소정폭 전후진 가능하도록 스플라인결합부에 의해 결합되며, 상기 메인프레임의 하면에 베어링 결합되는 구동휠부재와, 상기 구동휠부재와 상기 햄머지지부들에 설치되어 수직방향으로 완충력을 제공하는 완충유닛을 구비한다.

그리고 상기 구동유닛은 상기 구동휠부재에 설치되는 링기어와, 상기 메인프레임에 설치되는 구동모터와, 상기 구동모터의 회전축에 설치되며 상기 링키어와 치합되는 구동기어를 구비한다.

상기 승강유닛은 추종가이드부에 슬라이딩 가능하게 설치되는 슬라이딩부재와, 상기 슬라이딩부재에 설치되어 상기 선천공파일의 외주면에 선택적으로 결합 및 분리되는 위치고정부와, 상기 추종가이드부와 위치고정부의 사이에 설치되는 복수개의 승강실린더를 구비하며,

위치고정부는 슬라이딩부재에 설치되는 지지브라켓과, 상기 지지브라켓에 설치되어 상기 로드의 단부에 고정된 파지부재를 상기 선천공파일의 외주면에 밀착 및 분리시키기 위한 고정실린더들을 구비한다.

상기 메인프레임과 구동휠부재의 사이에는 에어분배 스위벨이 설치될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선천공파일을 이용한 천공장치를 사용한 모노파일 시공 공법은 해저면에 수직방향으로 적어도 하나의 선천공파일을 시공하기 위한 제1천공을 형성하는 제1천공단계와,

상기 제1천공에 중공부를 가지는 적어도 하나의 선천공파일을 삽입하는 선천공파일 삽입단계와,

상기 선천공파일의 중공부를 통하여 선천공파일의 하부를 그라우팅하는 그라우팅단계와,

상기 선천공파일을 따라 수직방향으로 추종되는 추종가이드부를 가지는 메인프레임과, 상기 메인프레임의 하부에 상기 추종가이드부와 동축상으로 회전가능하게 설치되는 가동프레임과, 상기 메인프레임과 가동프레임에 설치되어 상기 메인프레임에 대해 가동프레임을 회전시키기 위한 구동유닛과, 상기 추종가이드부에 설치되며 상기 선천공파일에 선택적으로 위치고정 된 상태에서 상기 메임프레임을 승강시키는 승강유닛과, 상기 가동프레임의 하면에 수직으로 설치되어 해저에 모노파일을 시공하기 위한 천공홀을 형성하는 복수개의 천공햄머들을 구비한 천공장치를 준비하는 천공장치준비단계와,

상기 천공장치의 가이드부와 추종가이드부에 선천공파일을 삽입하여 선천공파일과 천공장치를 결합하는 천공장치와 선천공파일 결합단계와,

상기 승강유닛의 위치고정부을 이용하여 선천공파일을 파지하고, 구동유닛과 햄머장치을 구동시켜 메인프레임에 대해 가동프레임을 회전시킴과 아울러 승강실린더를 작동시켜 메인프레임을 상기 선천공파일을 따라 하강시킴으로써 천공작업을 수행하는 제2천공단계와,

상기 전공장치를 이용하여 해저지반천공이 이루어진 제2천공에 모노파일을 시공하는 모노파일시공단계를 구비한 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1천공단계에 있어서, 제1천공 시 해저지반이 무너지는 것을 방지하기 위한 시공될 선천공파일의 직경보다 큰 직경을 가진 보호파일을 시공하는 보호파일 시공단계를 더 구비한다.

본 발명에 따른 선천공파일을 이용한 천공장치와 이를 사용한 모노파일의 시공 공법은 천공장치가 선천공파일을 추종하면서 천공작업을 수행하게 되는데, 천공과정에서 선천공파일에 지지된 지지력을 이용하여 메인프레임을 하강시킬 수 있으므로 수심에 관계없이 굴착력을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 선천공 파일을 이용한 천공장치의 측단면도,
도 2는 도 1에 도시된 선천공 파일을 이용한 천공장치 및 이 천공장치의 평면도,
도 3은 도 1에 도시된 위치고정부를 발췌하여 도시한 평면도,
도 4은 본 발명에 따른 선천공 파일을 이용한 천공장치의 작동상태를 나타내 보인 측면도,
도 5는 본 발명에 따른 선천공 파일을 이용한 천공장치를 사용한 모노파일 시공 공법을 나타내 보인 블록도
도 6 내지 도 10은 본 발명에 따른 선천공 파일을 이용한 천공장치를 사용한 모노파일 시공 공법을 단계적으로 나타내 보인 도면,

본 발명에 따른 본 발명에 따른 선천공 파일을 이용한 천공장치는 해상에 설치되는 풍력발전장치의 모노파일을 해저면에 설치하기 위한 장치로, 일 실시 예를 도 1 내지 도 4에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 선천공파일을 이용한 천공장치(10)는 풍력발전장치의 모노파일(200)이 설치되는 해저지반에 수직으로 설치되는 선천공파일(100)을 따라 승강됨과 아울러 선천공파일(100)의 지지력을 이용하여 해저지반에 모노파일의 시공을 위한 천공작업을 수행하게 된다.

이러한 천공장치(10)는 선천공파일(100)을 따라 수직방향으로 추종되는 추종가이드부(21)를 가지는 메인프레임(20)과, 상기 메인프레임(20)의 하부에 상기 추종가이드부(21)와 동축상으로 회전가능하게 설치되는 가동프레임(30)이 구비된다. 그리고 상기 메인프레임(20)과 가동프레임(30)에는 상기 메인프레임(20)에 대해 가동프레임(30)을 회전시키기 위한 구동유닛을 회전시키기 위한 구동유닛(40)이 설치되고, 상기 추종가이드부(21)에는 상기 선천공파일(100)에 선택적으로 위치 고정된 상태에서 상기 메임프레임(20)을 승강시키는 승강유닛(50)이 설치된다. 상기 가동프레임(30)의 하면에는 수직으로 설치되어 해저에 모노파일(200)을 시공하기 위한 천공홀을 형성하는 복수개의 천공햄머(70)들을 구비한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 천공장치의 구성들을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

선천공파일(100)은 후술한 바와 같이 풍력발전장치의 기초가 설치되는 해저면에 별도의 천공장치를 이용하여 천공작업을 수행하고, 이 천공에 선천공파일(100)을 삽입한 후 기부를 그라우팅 한 것이다. 상기 선천공파일(100)은 직경의 4-6m의 모노파일(200)의 시공중심부위에 위치되며, 복수개의 파일로 이루어질 수도 있다.

천공장치(10)의 메인파일(20)의 중앙부에 설치되는 추종가이드부(21)는 선천공파일(100)를 따라 가이드될 수 있도록 선천공파일의 단면과 유사한 관상으로 형성될 수 있다.

상기 추종가이드부(21)의 상부측에 설치되는 승강유닛(50)은 추종가이드부(21)에 이를 따라 길이 방향을 슬라이딩 가능하도록 슬라이딩부재(51)가 설치되고, 이 슬라이딩부재(51)의 상부에는 선천공파일(100)의 외주면에 선택적으로 결합 및 분리되는 위치고정부(60)가 설치되고, 상기 추종가이드부(21)와 위치고정부(60)의 사이에는 복수개의 승강실린더(55)들이 설치된다.

상기 위치고정부(60)은 슬라이딩부재(51)에 지지브라켓(61)이 고정설치되고, 이 지지브라켓(61)에는 복수개의 고정설린더(65)가 원주방향으로 배열되는데, 고정실린더(65)의 로드(66)의 단부에는 파지부재(67)가 설치된다.

상기 메인프레임(20)에 대해 회전가능하게 설치되는 가동프레임(30)은 중앙부에 상기 선천공파일(100)을 따라 가이드 되는 가이드부(31)가 상기 메인프레임(20)의 추종가이드부재(21)와 동축상으로 설치되고, 상기 가이드부(31)에는 이로부터 반경방향으로 연장되는 햄머지지부(32)가 형성된다. 그리고 상기 가이드부(31)의 상부측에는 소정폭 상하방향으로 소정폭 이동가능하도록 스플라인결합부(33)에 의해 결합되며 메인프레임(20)의 하면과 베어링에 의해 회전가능하게 지지되는 구동휠부재(35)가 설치된다. 상기 구동휠부재(35)와 상기 햄머지지부(32)들의 사이에는 상기 천공햄머(70)들에 의해 수직방향으로 작용하는충격력을 흡수하기 위한 완충유닛(37)이 설치되는데, 상기 완충유닛(37)은 스프링, 탄성고무 등으로 이루어질 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않는다.

그리고 상기 메인프레임(20)에 대해 가동프레임(30)을 회전시키기 위한 구동유닛(40)은 상기 구동휠부재(35)의 회전중심과 동축상으로 링기어(41)가 설치되고, 상기 메인프레임(20)에 설치되어 링기어(41)를 구동시키기 구동모터(42)의 구동축에는 상기 링기어(41)과 치합되는 구동기어(43)가 설치된다.

그리고 상기 햄머지지부(32)에 수직방향으로 설치되는 천공햄머(70)은 워터햄머를 사용함이 바람직하며, 상기 햄머지지부(32)의 단부에는 시공될 모노파일(200)의 내주면과 접촉되어 마찰을 줄이기 위한 마찰을 줄이기 위한 마찰방지부재가 설치될 수도 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 시공을 위한 모노파일(200)의 지지를 위한 지지부재가 될 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 선천공파일을 이용한 천공장치를 사용한 모노파일 시공 공법을 도 5 내지 도 11도를 참조하여 설명하면 다음가 같다.

상기 풍력발전시스템의 모노파일(200)을 시공하기 위해서는 먼저, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 해저면에 수직방향으로 적어도 하나의 선천공파일(100)을 시공하기 위한 제1천공을 형성하는 제1천공단계(310)와, 상기 제1천공에 중공부를 가지는 적어도 하나의 선천공파일을 삽입하는 선천공파일 삽입단계(320)와, 상기 선천공파일의 중공부를 통하여 선천공파일의 하부를 그라우팅하여 그라우팅단계(330)을 포함한다.

상기 제1천공단계(310)는 별도의 천공장치(1)를 이용하여 소정의 직경과 깊이로 해저면을 천공하게 된다. 제1천공단계(310)는 천공된 홀에 소정 직경(1219mm) 두께 16mm)의 파이프 즉, 보조파일(312)을 시공하는 보조파일 시공단계(311)를 더 구비한다. 상기 파이프의 삽입은 천공장치(1)에 의해 해저면이 천공되는 과정에서 무너지는 것을 방지하기 위함이다. 이때에 상기 천천공깊이는 모노파일(200)의 시공하기 위한 깊이와 동일하거나 깊게 천공한다.

상기 선천공파일 삽입단계(320)는 도 7에 도시된 바와 같이 제 1천공단계(310)에 의해 형성된 천공홀에 적어도 하나의 선천공파일(100)을 삽입한다. 상기 선천공파일(100)은 중공부를 가지는 관상의 부재로 이루어질 수 있다. 상기 선천공파일 삽입단계(320)에 의해 시공된 선천공파일(100)의 해저면으로부터 소정의 높이로 돌출되도록 함이 바람직하다.

상기와 같이 적어도 하나의 선천공파일(100)이 삽입되면, 보조파일시공단계(311)에서 시공된 보조파일(312)은 인출하여 제거하는 보조파일회수단계(321)를 수행한다. 보조파일회수단계(321)은 별도의 항타장치를 이용하여 분리할 수 있다.

그리고 상기 보조파일(312)의 회수가 완료되면, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 선천공파일(100)의 중공부를 통하여 콘크리트몰탈을 주입하여 선천공파일(100)의 하단부를 고정하기 위한 그라우팅단계(330)을 수행한다. 상기 그라우팅단계(330)를 위해 상기 선천공파일(100)의 하단부측 외주면에는 콘크리트몰탈의 배출을 위한 관통공들이 형성될 수 있다.

상기와 같이 선천공파일(100)의 시공이 완료되면, 도 1에 도시된 바와 같은 천공장치(10)를 준비하는 천공장치 준비단계(340)을 수행하고, 천공장치(10)의 메인프레임(20)에 가이드부(31)과 추종가이드부(21)에 선천공파일(100)이 삽입되도록 하고, 선천공파일(100)의 주위의 해저면을 천공할 수 있도록 상기 추종가이드부(21)에 설치된 위치고정부(60)을 작동시켜 천공장치(10)을 선천공파일(100)에 고정하는 천공장치와 선천공파일 결합단계(350)을 수행한다.

천공장치와 선천공파일 결합단계(350)에 있어서, 선천공파일에 대한 천공장치의 고정은 상기 햄머지지부(32)에 지지된 천공햄머(70)들이 해저면에 밀착된 상태에서 이루어져야 한다.

상술한 바와 같이 천공장치(10)과 선천공파일(100)의 결합이 이루어지면, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 천공장치를 이용하여 모노파일(200)를 시공하기 위한 제 2천공단계(360)를 수행한다.

상기 제 2천공단계와 천공장치(10)의 작용을 도 4 및 도 10를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저 선천공파일(100)에 지지된 천공장치(10)의 햄머지지부(92)에 지지된 천공햄머(70)에 유압 또는 공압을 공급하여 구동시킴과 아울러 구동유닛(40)을 이용하여 메인프레임(20)에 대해 가동프레임(30)을 선천공파일(100)을 중심으로 회전시킨다.

이와 같이 하면, 상기 천공햄머(70)들에 의해 선천공파일(100) 해저면을 천하게 된다. 천공햄머(70)들에 의해 천공이 이루어지는 과정에서 상기 승강유닛(50)의 승강실린더(55)를 작동시켜 상기 메인프레임(200)의 추종가이드부(21)를 상기 선천공파일(100)을 따라 하강시킨다.

따라서 천공햄머(70)은 선천공파일(100)의 주위를 천공하면서, 하강하게 된다. 상기 천공햄머(70)들에 의해 천공이 이루어지면서 발생하는 암석편, 토사등과 같은 천공부산물은 도면에 도시되어 않으나 적어도 하나의 선천공파일을 통하여 배출될 수 있다.

상기와 같이 천공이 일어지는 과정에서 상기 가동프레임(30)의 진동 즉, 진공햄머(70)들이 천공작업을 수행하면서 발생되는 진동은 완충유닛(38)의 스프링에 의해 흡수되는데, 이때에 발생되는 메인프레임(20)에 대한 가동프레임(30)의 상하 방향으로의 진동은 메인프레임(20)가 가동프레임(30)의 사이에 설치되는 스플라인결합부(33)에 의해 유도된다.

상기와 같은 방법으로 천공작업이 이루어짐에 따라 모노파일(200)이 삽입된다. 상기 모노파일(200)은 햄머지지부(32)에 지지된 상태로 천공이 이루어짐과 동시에 삽입이 이루어지도록 하여 모노파일시공단계(370)를 수행한다.(도 9, 도 10참조)

해저면에 상술한 바와 같은 방법으로 모노파일(200)의 시공이 완료되면, 도 11에 도시된 바와 같이 선천공파일(100)로부터 천공장치를 분리하고, 모노파일의 내부에 위치되는 선천공파일분리단계(380)를 수행한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 선천공 파일을 이용한 천공장치 및 이 천공장치를 이용한 모노파일 시공 공법은 해상에 풍력발전 시스템의 기초를 이루는 모노파일의 설치가 용이하여, 모노파일의 설치에 따른 작업공수를 줄여 시공성을 향상시킬 수 있으며, 해저면에 모노파일의 시공에 따른 자유도를 높일 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 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.

Claims (7)

1. 해저지반에 수직으로 설치되는 선천공파일과,
   상기 선천공파일을 따라 수직방향으로 추종되는 추종가이드부를 가지는 메인프레임과, 상기 메인프레임의 하부에 상기 추종가이드부와 동축상으로 회전가능하게 설치되는 가동프레임과,
   상기 메인프레임과 가동프레임에 설치되어 상기 메인프레임에 대해 가동프레임을 회전시키기 위한 구동유닛과,
   상기 추종가이드부에 설치되며 상기 선천공파일에 추종가이드부를 위치고정하기 위한 위치고정부와, 상기 위치고정부에 의해 선택적으로 추종가이드부가 위치고정 된 상태에서 상기 메임프레임을 승강시키는 승강유닛과,
   상기 가동프레임의 하면에 수직으로 설치되어 해저에 모노파일을 시공하기 위한 천공홀을 형성하는 복수개의 천공햄머들을 구비한 것을 특징으로 하는 선천공파일을 이용한 천공장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 가동프프레임은 중앙부에 상기 선천공파일을 따라 가이드 되는 가이드부가 형성되고, 이 가이드부로부터 반경방향으로 설치되는 햄머지지부를 구비하며, 상기 가이드부에는 상하방향으로 소정폭 전후진가능하도록 스플라인결합부에 의해 결합되며, 상기 메인프레임의 하면에 베어링 결합되는 구동휠부재와, 상기 구동휠부재와 상기 햄머지지부들의 설치되어 수직방향으로 완충력을 제공하는 완충유닛을 구비한 것을 특징으로 하는 선천공파일을 이용한 천공장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 구동유닛은 상기 구동휠부재에 설치되는 링기어와, 상기 메인프레임에 설치되는 구동모터와, 상기 구동모터의 회전축에 설치되며 상기 링기어와 치합되는 구동기어를 구비한 것을 특징으로 하는 선천공파일을 이용한 천공장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 승강유닛은 추종가이드부에 슬라이딩 가능하게 설치되는 슬라이딩부재와, 상기 슬라이딩부재에 설치되어 상기 선천공파일의 외주면에 선택적으로 결합 및 분리되는 위치고정부와, 상기 추종가이드부와 위치고정부의 사이에 설치되는 복수개의 승강실린더를 구비한 것을 특징으로 하는 선천공파일을 이용한 천공장치.
5. 제 1항에 있어서,
   위치고정부는 슬라이딩부재에 설치되는 지지브라켓과, 상기 지지브라켓에 설치되어 상기 로드의 단부에 고정된 파지부재를 상기 선천공파일의 외주면에 밀착 및 분리시키기 위한 고정실린더들을 구비한 것을 특징으로 하는 선천공파일을 이용한 천공장치.
6. 해저면에 수직방향으로 적어도 하나의 선천공파일을 시공하기 위한 제1천공을 형성하는 제1천공단계와,
   상기 제1천공에 중공부를 가지는 적어도 하나의 선천공파일을 삽입하는 선천공파일 삽입단계와,
   상기 선천공파일의 중공부를 통하여 선천공파일의 하부를 그라우팅하여 그라우팅단계와,
   상기 선천공파일을 따라 수직방향으로 추종되는 추종가이드부를 가지는 메인프레임과, 상기 메인프레임의 하부에 상기 추종가이드부와 동축상으로 회전가능하게 설치되는 가동프레임과, 상기 메인프레임과 가동프레임에 설치되어 상기 메인프레임에 대해 가동프레임을 회전시키기 위한 구동유닛과, 상기 추종가이드부에 설치되며 상기 선천공파일에 선택적으로 위치고정하는 위치고정부와, 상기 위치고정부에 의해 추종가이드부가 고정된 상태에서 상기 메임프레임을 승강시키는 승강유닛과, 상기 가동프레임의 하면에 수직으로 설치되어 해저에 모노파일을 시공하기 위한 천공홀을 형성하는 복수개의 천공햄머들이 설치된 천공장치를 준비하는 천공장치준비단계와,
   상기 천공장치의 가이드부와 추종가이드부에 선천공파일을 삽입하여 선천공파일과 천공장치를 결합하는 천공장치와 선천공파일 결합단계와,
   상기 승강유닛의 위치고정부를 이용하여 선천공파일을 파지하고, 구동유닛과 햄머장치을 구동시켜 메인프레임에 대해 가동프레임을 회전시킴과 아울러 승강실린더를 작동시켜 메인프레임을 상기 선천공파일을 따라 하강시킴으로써 천공작업을 수행하는 제2천공단계와,
   상기 천공장치를 이용하여 해저지반천공이 이루어진 제2천공에 모노파일을 시공하는 모노파일시공단계를 구비한 것을 특징으로 선천공파일을 이용한 천공장치를 사용한 모노파일 시공 공법.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 제1천공단계에 있어서, 제1천공 시 해저지반이 무너지는 것을 방지하기 위한 시공될 선천공파일의 직경보다 큰 직경을 가진 보호파일을 시공하는 보호파일 시공단계를 더 구비한 것을 특징으로 하는 선천공파일을 이용한 천공장치를 사용한 모노파일 시공 공법.
   
   
   
   
   
   
   

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