KR970004944B1 - 구조용 벽의 주입성형 장치 - Google Patents

구조용 벽의 주입성형 장치 Download PDF

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파운데이션 테크놀로지(오스트) 프러프라이어터리 리미티드
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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
구조용 벽의 주입성형 장치
[도면의 간단한 설명]
본 발명을 첨부도면에 의거 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는 대지에 설치될 벽을 보여주는 개략적 평면도이고,
제2도는 연속 주입성형되는 벽의 개략도이고,
제3도는 부움에 작업헤드(명확하게 하기 위하여 일부가 생략되어 있음)의 설치를 보여주는 배면도이며,
제4도는 작업헤드의 측단면도이고,
제5도는 작업헤드에 대한 안내장치의 개략도이고,
제6도는 안내장치의 개략적 회로도이다.
[발명의 상세한 설명]
[발명의 배경]
(1) 발명의 분야
본 발명은 구조용 콘크리트 벽의 연속 주입성형 장치에 관한 것이다.
(2) 선행 기술
기초 공사의 완성 속도 및 비용은 사용되는 공법과 직접 관련이 있다. 오스트레일리아의 황금해안지대 같은 고도로 발달된 지역에서 사용되는 공법은 때때로 부지 경계선에 대한 현존 건물의 근접에 의하여 좌우된다. 이외에, 사용되는 공법은 많은 형태의 토양의 낮은 구조강도를 고려하여야만 한다.
황금해안지역에서, 예컨대 연속 파일링 공법이 이용되고 있으나 이들 공법은 일반적으로 느리며 매력이 없는 외관을 가지며 누수되기 쉬우며 일반적으로 비용이 많이든다.
구조용 벽의 연속 주입성형은 예컨대 미국 특허 제2,526,176호(Van Eyck)에 제한되어 있다. 그러나, 이 특허에 기술된 방법은 매우 어려우며, 굴착 및 성형기에 대한 트랙의 비용은 현존하는 벽에 근접(예컨대 10㎜ 이내)하여 벽을 주입성형하는 것을 방해하고 있다.
[본 발명의 요약]
본 발명의 목적은 개량된 구조용 벽의 연속 주입성형장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 바람직한 목적은 기초 도랑이 주위 흙을 안정화 시키도록 가압하에 펌프되는 콘크리트로 적접 채워지게 하는 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 바람직한 목적은 부지 경계선에 근접하여 현존하는 기초벽의 받침대 및 지주에 대한 필요성을 제거하여주는 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또한 바람직한 목적은 정지 작업을 거의 요하지 않으며 또한 얻어진 벽이 치수에 있어서 정확한 직선 수준면이 가능하도록 하는 장치를 제공하는데 있다.
기타 본 발명의 바람직한 목적은 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명은 가동 장치에 설치할 수 있는 작업헤드, 작업헤드가 전진됨에 따라 도랑을 굴착하도록된 작업헤드에 설치된 연속굴착기, 굴착직후 작업헤드가 전진됨에 따라 도랑에 측부를 지지하는 형틀수단, 및 도랑을 채우고 흙을 안정화 시키고 벽을 형성하기 위하여 가압하에 도랑에 콘크리트를 공급하기 위한 수단으로 구성되는 구조용 콘크리트 벽의 주입성형 장치에 있어서, 작업헤드는 바퀴 또는 트랙이 달린 차량 샤시에 설치된 회전(slewing), 버핑(buffing) 및/또는 신장가능한 부움의 말단부에 설치된다. 작업헤드는 차량이 불균일한 지역위로 전진될 때 그의 정확한 방향이 유지되도록 부움에 대한 세 개의 모든 축으로 이동하도록 설치되는 것이 바람직하다.
굴착기는 버킷 또는 기타 연속 굴착기로 구성되고, 흙은 적당한 운반수단에 의하여 도랑으로부터 멀리 운반될 수 있는 것이 바람직하다.
형틀은 평면이 U-형이고, 형틀의 레그는 도랑의 측부와 결합지지하고, 형틀의 기부는 굴착기와 콘크리트 사이에 시일드를 제공하는 것이 바람직하다.
형틀은 벽의 상부를 형성하는 조절가능한 판을 포함하는 것이 바람직하다.
적당한 호오스 또는 파이프가 콘크리트를 가압하에 원격 콘크리트 펌프로부터 형틀로 운반할 수 있으며, 하나 이상의 진동장치가 콘크리트를 압밀하도록 형틀에 제공될 수 있다.
자동 안내수단이 작업헤드를 제어하도록 작업헤드에 제공되는 것이 바람직하다. 안내수단은 기준을 제공하는 하나 이상의 레이저로부터의 비임을 검출하는 센서 및 상기 센서 출력을 평가하고 작업헤드를 제어하여 불균일 대지에 의하여 야기되는 편차를 보정하는 컴퓨터를 포함할 수도 있다.
[바람직한 실시예의 상세한 설명]
제1도와 관련하여, 본 발명은 대지(12)의 경계선(11)둘레에 구조용 기초벽(10)을 설치하는데 이용된다.
본 발명의 굴착 및 주입성형기(이하 기계라 칭함)(13)는 인접 경계선을 따라 벽을 형성하기 위하여 대지의 일측 모서리에 인접하여 도시되어 있다.
대지의 중앙에 인접한 회전 레이저(14)는 벽(10)의 높이에 대한 기준 수준면을 설정하는 반면에, 고정 레이저(15)는 벽의 직선 정확도에 대한 기준선을 설정하도록 비임이 경계선(11)을 따라 향하도록 한다.
콘크리트는 가압하에서 콘크리트 혼합기(18)에 제공된 콘크리트 펌프(17)로부터 가요성 호오스(16)를 경유하여 기계(13)에 펌프된다.
제2도 및 제3도와 관련하여, 기계(13)는 트랙(20)에 설치된 샤시(19)를 갖고 있다. 작업 플랫포옴(21)은 샤시(19)에 회전가능하게 설치되어 있으며 조작자의 운전석(22)과 동력부(23)가 제공되어 있다.
부움 지지부재(24)는 플랫포옴(21)의지지 브래킷(25)에 회전가능하게 설치되어 있으며 램(25a)에 의하여 상승 및 하강된다.
신축 부움(26)이 부움 지지부재(24)의 상단부에서 러핑(luffing)운동하도록 설치되어 있으며 램(27)에 의하여 상승 및 하강된다. 램(도시하지 않았음)이 부움이 내측부분(29)에 대하여 외측부분(28)을 신장 또는 수축시키도록 제공되어 있다.
작업헤드 조립체(30)는 부움(26)의 말단부에 회전가능하게 설치된 하우징(31)을 갖고 있고, 부움에 대하여 X-축에 대한 하우징의 회전은 램(32)에 의하여 제어된다. 하우징(31)의 수압모우터(33)는 Z-축에 대하여 작업헤드를 회전시킨다.
수평 아암(35)은 하우징(31)의 하측 단부로부터 내측으로 연장되어 있으며 작업헤드 캐리어(36)를 형성하는 수직 레그를 갖고 있다. 축(37)은 작업헤드 캐리어에 대하여 수평으로 연장되어 있으며 작업헤드 유닛(38)은 그의 상측 단부에서 축(37)에 지지되어 있다. 수압램(39)는 Y-축에 대하여 작업헤드 유닛(38)을 회전시키도록 캐리어(36) 및 작업헤드 유닛의 내측의 지지판(40)에 연결되어 있다.
수압 모우터(41)는 작업헤드 유닛(38)에 설치된 연속 굴착기(43)에 작동가능하게 연결된 캐리어의 기어박스(42)를 구동시킨다.
제4도에서, 작업헤드 유닛(38)은 평면이 H-형상으로 되어 있으며, 한쌍의 측판(44)이 형틀(46)로부터 굴착기(43)를 분리하는 횡방향 분리벽(45)에 의하여 상호연결되어 있다. 굴착기(43)는 측판에 저어널되어 기어박스(42)에 의하여 구동되는 구동축(48)에 고정된 상측 구동활차 또는 풀리(47)를 갖고있다. 한쌍의 연속 측부체인(49), 운반 버킷 또는 피크(pick)(50)는 구동풀리(47)둘레와 하측 피동 풀리(51) 둘레를 지나가는데, 상기 피동 풀리(51)는 측판(44)의 하측단부 사이에 저어널된 축(52)에 설치되어 있다. 기계가 전진함에 따라, 굴착기의 전진주행중에 있는 버킷(50)은 도랑을 굴착하여 굴착된 흙을 그 양측으로 쏟아버린다.
측판(44)의 작업헤드가 전진함에 따라 벽(10)의 상측면을 형성하는 수직으로 조절가능한 상측판(53)을 가진 형틀(46)의 가동 측부를 형성한다. 가요성 호오스(16)는 형틀에 의하여 둘러쌓인 공동속으로 콘크리트가 펌프되도록 상측판(53)에 그의 출력이 연결되어 있다.
콘크리트가 주입될때 압밀되게 하는 분리벽(45)에 인접하여 형틀 아래에 다수의 진동장치(57)가 제공되어 있다.
작업헤드 유닛(38)이 도랑을 개방하는 것을 가능하게 하기위하여, 회전가능하게 설치된 굴착아암(58)이 분리벽(45)의 후방에서 작업헤드 유닛의 저부의 하우징(59)에 설치되어 있다[그리고 벽(60)에 의하여 형틀로부터 분리되어 있다]. 수암램(61)은 도랑을 파기시작할시 작업헤드 유닛이 소정 깊이로 하강될수 있도록 굴착아암(58)이 작업헤드 유닛으로부터 하향 및 전방으로 연장되게 작동할 수 있다. 작업헤드 조립체(30)에 대한 안내장치는 제1,5 및 6도와 관련하여 기술하고자 한다.
상술한 바와 같이, 회전 레이저(14)는 벽(10)에 대한 기준 수준면을 설정하며 회전 레이저(14)로부터의 비임은 하우징(31)의 축(63)에 설치된 센서(62)에 의하여 검출된다. 고정 레이저(15)는 작업헤드 조립체(30)가 경계선(11)를 따라 전진할때 작업헤드 조립체(30)에 대한 직선기준을 제공하여주며, 레이저로부터의 비임은 수평아암(66)에 지지된 일정간격 이격된 한쌍의 센서(64,65)에 의하여 검출된다. 하우징(31)과 캐리어(36)의 각각의 레벨 센서(67,68)는 각각 X-및 Y-축에 대한 작업헤드 조립체(30)의 방향을 모니터한다.
센서(62,64,65,67 및 68)로부터의 출력은 모두 마이크로 컴퓨터(69)(제6도 참조)에 공급되는데, 상기 마이크로 컴퓨터(69)는 정보를 처리하여 레이저(14,15)에 의하여 설정된 자료에 대하여 작업헤드 조립체(30)의 실제 위치를 결정한다. 리미트 스위치(70,71)는 부움(26)의 신장을 모니터하며, 자료는 또한 컴퓨터에 공급되는데, 상기 컴퓨터는 밸브(72)와 같은 각각의 제어 밸브를 작동하여 램(73)을 수축 및 신장시켜 부움(26) 또는 램(32,39) 또는 모우터(33)를 신장 또는 수축시키므로서 작업헤드 조립체(30)의 방향을 조절 및 보정한다. 이와 같은 제어는 조작자의 운전석(22)에 설치된 수동 조종간(74)에 의하여 무효로 될수 있다.
본 발명의 기계의 조작을 설명하면 다음과 같다.
레이저(14,15)를 설치하고자 하는 벽(10)에 대한 기즌 수준면과 기준선을 설정하기 위하여 제1도에 도시한 바와 같이 대지(12)에 위치시킨다.
벽을 설치하고자 하는 경우 트랙(20)이 경계선(11)에 대하여 사실상 평행을 이루게 하여 기계(13)를 대지의 모서리에 인접하여 위치시킨다. 부움(26)을 회전 및 신장시켜 대지의 모서리에 작업헤드 조립체(30)가 위치하게 하고, 램(32 및 39)을 작동시켜 작업헤드 조립체(30)가 X 및 Y축에 대하여 수직으로 위치되게 하는한편, 수압 모우터(33)를 작동시켜 작업헤드 조립체가 경계선과 정렬되게 한다.
그 다음 조작자는 굴착 아암(58)[램(61)을 경유하여]을 작동시켜 도랑이 개방되게 하고, 작업헤드 유닛(38)이 굴착 아암에 의하여 굴착된 구멍으로 들어가면 램(27)[및 램(25a)]을 수축시켜 부움(26)을 하강시킨다. 동시에, 컴퓨터(69)는 램(73)을 수축시켜 부움(26)을 수축시키고[기계와 작업헤드 유닛(38)사이의 거리를 유지시키기 위하여], 램(32)을 수축시켜 X-축에 대한 작업헤드 유닛의 수직방향을 유지시킨다.
회전 레이저(14)로부터의 비임을 검출하는 센서(62)에 의하여 검출된 바와 같이 작업헤드 유닛이 소거의 깊이에 도달하면, 굴착기(43)는 작동되고 작업헤드 유닛은 전진된다. 레이저(15)에 의하여 설정된 기준선에 대하여 작업헤드 유닛의 정확한 방향을 유지시키기 위하여, 컴퓨터(69)는 부움을 회전시키고, 부움(26)을 수축시키고[램(73)을 수축시키므로서], 모우터(33)에 의하여 작업헤드 유닛(38)을 회전시켜야 한다.
Y-축에 대하여 작업헤드 유닛의 방향을 유지시키기 위하여, 예컨대 굴착기가 바위에 부딪치는 경우. 컴퓨터는 방해물이 제거될때까지 램(39)을 수축 또는 신장시키거나 부움의 회전을 중지시켜야 한다. 작업헤드 유닛이 전진할 때 기준선에 대한 작업헤드 유닛의 틀린 배열은 세너(64,65)에 의하여 탐지되며, 컴퓨터(69)는 필요한 보정을 이루도록 램등을 작동시킨다.
부움(26)이 경계선에 대하여 정상 위치로 회전되며, 기계(13)는 전진될 수 있으며, 컴퓨터는 작동하여 각종 센서(62,64,65,67 및 68)로부터 검출된 바와 같이 소망하는 방향으로 작업헤드 유닛을 유지시킨다.
대지의 모서리로부터 작업헤드 유닛(38)의 전진과 동시에, 콘크리트는 가압하에 가요성 호오스(16)를 통하여 펌프되고 형틀(46)에 의하여 형성된 공동을 채운다. 형틀(46)의 측판(44)과 상측 판(53)은 벽(10)의 측면과 상측면을 형성하고, 측판(44)은 작업헤드 유닛(38)이 전진될 때 도랑의 측부를 안정화시킨다. 콘크리트는 벽이 성형될때 진동장치(57)에 의하여 압밀되며, 얻어진 벽(10)은 평활한 측면과 상측면을 갖는다.
기계가 경계선의 단부에 도달하고, 굴착기(43)가 모서리에서 이미 설치된 벽에 근접하거나 벽과 결합하게 되면, 조작자는 굴착기를 정지시키고 부움을 들어올려 도랑으로부터 작업헤드 유닛을 인양한다. 콘크리트는 벽을 완성시키기 위하여 잔여 공동속으로 펌프될 수 있다.
기계를 마이크로 컴퓨터(69)를 경유하여 완전히 컴퓨터 제어되게 만들고, 센서(62,64,65,67,68)와 레이저 (14,15)를 사용함으로서, 조작자는 먼저 기계(13)를 위치시키고, 굴착아암(58)을 작동시켜 도랑을 개방하고, 경계선의 끝에서, 기계를 정지시키기만하면 된다. 도랑의 굴착 및 벽의 성형중 기계의 조작은 기계가 레이저(14,15)에 의하여 설정된 한계로부터 벗어나고 필요한 보정작용을 취할 수 없는 경우 기계를 정지시키도록 프로그램된 컴퓨터(69)에 의하여 완전히 제어될 수 있다. 사실상, 조작자는 일단 기계가 처음 위치되면 기계를 온·오프로 개폐시키기 위하여 예컨대 차고문을 제어하는데 사용되는 형태의 소형 손잡이 송신기로부터 기계를 제어할수도 있다.
기계의 이동과 작업헤드에 대한 콘크리트 흐름을 모니터 함으로서, 컴퓨터는 주입되는 콘크리트의 양 및 벽의 총 용적이 이미 개산된 경우에 벽을 완성하는데 요하는 콘크리트의 양을 계산할 수 있다.
필요에 따라, 회전 절단기(도시하지 않았음)가 굴착기(43)의 후방에서 작업헤드 유닛(38)의 기부에 제공되어 벽(10)에 발산하는 기부를 형성토록 도랑의 측부아래를 도려낼수도 있다.
작업헤드 조립체(39)가 부움(26)의 말단부에 지지되어 있기 때문에, 기계는 현존하는 벽에 근접(10㎜ 이내)하여 벽을 설치할 수 있다. 이외에, 형틀(46)은 굴착기(43)에 의하여 형성된 도랑의 측부를 지지하고 도랑은 가압 콘크리트에 의하여 안정화되기 때문에, 현존하는 벽의 받침대 또는 지주가 전혀 요구되지 않는다.
본 발명의 범위를 일탈함이 없이 여러가지 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (10)

  1. 이동형 차량에 설치된 작업헤드 조립체(30), 작업헤드 조립체의 전진시 도랑을 파도록 된 작업헤드 조립체상의 연속굴착기(43), 작업헤드 조립체의 전진시 도랑의 양측부를 지지하며 연속굴착기 직후방에 위치하는 작업헤드 조립체상의 형틀(46) 및 도랑으로 가압하에 콘크리트를 공급하여 도랑을 채우는 수단으로 구성된 구조용 콘크리트 벽의 연속주입성형장치에 있어서, 작업헤드 조립체(30)가 이동형 차량의 샤시(19)에 수평회전 및 러핑(luffing)운동하도록 설치된 신축성 부움(26)의 말단부에 설치되되, 제1수평축을 중심으로 부움에 상대적으로 축회전 운동하도록 부움에 설치되는 하우징(31) 및 제2수평축을 중심으로 하우징에 상대적으로 축회전운동하도록 하우징에 설치된 작업헤드유닛(38)으로 구성되고, 작업헤드유닛은 또한 하우징에 대해 수직축을 중심으로 회전가능하여서 작업헤드 조립체가 부움에 대해 세개의 축상에서 이동가능함을 특징으로 하는 구조용 콘크리트 벽의 연속주입성형장치.
  2. 제1항에 있어서, 이동형차량은 휠 또는 트랙이 설치된 샤시(19)를 가짐을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 두 수평축에서의 작업헤드 조립체(30)의 운동방향을 감시하는 센서(62,64,65,67,68)가 설치됨을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항에 있어서, 연속굴착기(43)는 작업헤드유닛의 전방에 수직으로 설치된 버킷형 연속굴착기이며, 이 굴착기는 작업헤드유닛의 전진시 도랑을 파도록 조절됨을 특징으로 하는 장치.
  5. 제4항에 있어서, 도랑을 파기시작할때 대지내로 작업헤드유닛(38)이 하강할 수 있는 구멍을 파도록 조절되는 작업헤드유닛 저부의 왕복이동 굴착아암(58)을 또한 포함함을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항에 있어서, 형틀(46)은 평면이 U형상이고 작업헤드 조립체(30)의 이동시 벽이 성형되도록 후방이 개방되어 있으며, 연속굴착기(43)로부터 형틀을 분리하는 분리벽(45)에 의해 상호연결된 한쌍의 측판(44) 및 상측판(53)을 갖되, 측판은 도랑의 양측부를 지지하며 성형벽의 측면을 형성하고 상측판은 벽의 상측면을 형성함을 특징으로 하는 장치.
  7. 제6항에 있어서, 가압하에 콘크리트를 공급하는 수단이 콘크리트 펌프에 연결되며 형틀(46)에 의해 형성된 공동내에 배출구를 갖는 가요성호오스(16)를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  8. 제7항에 있어서, 형틀(46)에 의해 형성된 공동내에 위치하여 콘크리트가 주입성혀오딜 때 콘크리트를 압밀시키는 적어도 하나의 진동장치(57)를 또한 포함함을 특징으로 하는 장치.
  9. 제3항에 있어서, 콘크리트 벽의 기준레벨을 설정하는 회전레이저(14) 및 벽의 기준선을 설정하는 고정 레이저(15)가 제공되며, 상기 회전 및 고정 레이저들에 의해 발생된 비임을 검출하도록 작업헤드조립체에 센서(62,64,65,67,68)가 제공되며, 컴퓨터(69)가 기준레벨 및 기준선에 대한 작업헤드 조립체의 방향을 결정하기 위해 센서로부터 데이터를 받고 부움(26) 및 작업헤드유닛(38)의 운동을 조절하여 기준레벨 및 기준선으로부터 작업헤드 조립체(30)의 방향이 일탈하는 것을 교정함을 특징으로 하는 장치.
  10. 제9항에 있어서, 수평축에 대한 작업헤드 조립체(30)의 방향을 감시하는 작업헤드 조립체상의 센서들을 포함하되, 이 센서들로부터의 출력이 컴퓨터(69)로 공급 및 가공되어 작업헤드 조립체의 방향을 제어함을 특징으로 하는 장치.
KR1019850700289A 1984-03-12 1985-03-12 구조용 벽의 주입성형 장치 KR970004944B1 (ko)

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