WO2010093080A1 - 지반 굴착장비 및 이를 이용한 지하 다각형상 쇼링 공법 - Google Patents

지반 굴착장비 및 이를 이용한 지하 다각형상 쇼링 공법 Download PDF

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WO2010093080A1
WO2010093080A1 PCT/KR2009/000805 KR2009000805W WO2010093080A1 WO 2010093080 A1 WO2010093080 A1 WO 2010093080A1 KR 2009000805 W KR2009000805 W KR 2009000805W WO 2010093080 A1 WO2010093080 A1 WO 2010093080A1
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ground
auger
polygonal
coupled
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PCT/KR2009/000805
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차연석
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주식회사 경인
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    • E21B6/00Drives for drilling with combined rotary and percussive action
    • E21B6/02Drives for drilling with combined rotary and percussive action the rotation being continuous
    • E21B6/04Separate drives for percussion and rotation

Definitions

  • the present invention relates to a ground excavation equipment for excavating the ground to form a wall in the basement and an underground polygonal shoring method using the same, and more specifically, to excavate a soft ground made of sand, etc. using an auger device and a vibro device.
  • the excavation is made in a polygonal shape and relates to a ground excavation equipment that can be excavated into a model having a certain shape, such as a letter or c letter, and underground polygonal shoring method using the same.
  • the method of installing the H pile and wood earthen board is generally used for excavating the ground and forming the wall.
  • Such conventional earthen construction methods include H-PILE and earth plate method, CIP method, SCW method and SLURRY WALL method.
  • CIP CAST-IN PLACE PILE
  • H-PILE H-PILE
  • SCW SOIL CEMENT WALL
  • the SCW method is a column-heated site casting pile method as shown in Figure 3, after the hole drilling to the ground drilling equipment (three-axis auger) to the planned depth, forming the injection material into the input wall and the H-PILE stress material
  • the ground drilling equipment three-axis auger
  • the excavation surface is formed using mostly auger of circular shape.
  • the conventional excavation surface forms a continuous circular excavation surface, such a circular shape does not have a constant cross-sectional area, in particular, the cross-sectional area in the portion (A) overlapping circular shape is more There was a problem that the wall is not formed uniformly to become small.
  • Ground excavation equipment of the present invention and underground polygonal shoring method using the same to solve the above problems is an auger device consisting of an auger drive to rotate the auger formed auger bit;
  • a vibro device comprising a vibro mounted to a casing formed outside the auger of the auger device;
  • a polygonal plate coupled to the lower side of the casing of the vibro device;
  • a lower side is formed in the same shape as the plate and coupled, and an inner side is coupled to an outer circumferential surface of the casing, and a tapered portion having an inclined surface formed at an edge thereof so that the casing can be easily drawn out when the casing is drawn out;
  • It is formed in the same shape so as to be coupled to the polygonal plate on the upper side, the side formed between each corner on the side to form a streamlined portion of the concave lens shape, the lower side of the auxiliary excavating portion forming an excavation tip; Characterized in that consisting of.
  • Ground excavation equipment of the present invention and the underground polygonal shoring method using the same is made in addition to the excavation work using a conventional auger device at the same time through the excavation work via a vibro device to increase the efficiency in the soft ground excavation work made of sand.
  • the ground size to be excavated is larger and constant than in the prior art when inserting a polygonal pile
  • the spacing between piles can be narrowed to prevent inflow of groundwater.
  • the straightness is increased by the auxiliary excavation formed in the polygonal shape, it can be used as an alternative method of the underground continuous wall by the above effects.
  • the excavation is made in a polygonal shape is a useful invention that can be excavated into a model having a certain shape, such as a letter or c letter.
  • 1 to 4 is a state diagram showing a conventional clogging method.
  • Figure 5 is a state diagram showing an excavation surface formed by a conventional earth film construction method.
  • Figure 6 is a front view showing the ground excavation equipment according to the present invention.
  • Figure 7 is a state diagram showing the plate shape of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view showing only a part of the ground drilling equipment according to the present invention.
  • Figure 9 is a state diagram showing an embodiment of the auxiliary excavator according to the present invention.
  • Figure 10 (a), (b) is a state diagram showing the excavation surface formed by the ground excavation equipment provided with a rectangular plate according to the present invention.
  • FIG. 11 is a state diagram showing another first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a state diagram showing another embodiment according to the present invention.
  • Figure 13 is a flow chart illustrating in detail the construction method of Figure 10 (b).
  • Figure 14 is a state diagram showing an excavation surface formed by the ground excavation equipment is installed block-shaped plate according to the present invention.
  • Auger drive 20 Vibro device
  • auxiliary drilling part 51 streamlined part
  • the auger device 10 is driven to rotate the auger 12 having the auger bit 11 and the auger 12 rotated to the auger drive 13 to excavate soft ground or sand. consist of.
  • the auger device 10 is a conventional equipment, specific operations and configurations are not described in detail in the present invention.
  • the vibrating apparatus 20 is provided with a casing 21 on the outer side of the auger 12 of the auger apparatus 10, vibrating the excavation of soft ground, sand, etc. by applying vibration to the casing 21.
  • the furnace 22 is provided.
  • the combination of the casing 21 and the vibro 22 of the vibro device 20 may be combined by any coupling method as long as the vibration of the vibro 22 can be smoothly transmitted to the casing 21. Do.
  • the polygonal plate 30 is coupled to the lower side of the casing 21 of the vibro apparatus 20 through normal welding.
  • the plate 30 may be any shape as long as it is a polygon, but more preferably a rectangle or a block arrow ( It is preferable to form in any one of the shape.
  • the taper portion 40 is coupled to the upper surface of the polygonal plate 30 and the outer circumferential surface of the casing 21 by normal welding, and the auger apparatus 10 and the vibro apparatus 20 are provided. After the excavation of the ground is completed through the inclined surface 41 in the corner portion to facilitate the drawing operation of the casing 21 formed in the vibrating device 20 in the drawing work.
  • both sides of the tapered portion 40 further forms a pyramid-shaped bit 42, so that the first ground excavation work is overlapped with the excavation surface where the first ground excavation work was made during the next ground excavation work. This can be done more smoothly than when drilling.
  • auxiliary excavation portion 50 is formed with a lower side in the same shape so as to be combined with the polygonal plate 30, the concave lens-shaped streamline portion 51 on the surface (F) formed between each corner. Formed, it is configured to facilitate the operation during the ground excavation work through the casing 21 of the vibro device 20, the excavation work of the ground smoothly under the auxiliary excavation 50 Excavation tip 52 is configured to be made.
  • the excavation tip 52 is coupled to the lower end side of the auxiliary excavation portion 50 through the usual bolt (B) as shown in Figure 9 (a) so that when the wear occurs in the excavation tip 52
  • the usual bolt (B) as shown in Figure 9 (a) so that when the wear occurs in the excavation tip 52
  • the excavation tip 52 may be coupled to the lower side of the auxiliary rake 50 by welding.
  • the excavation tip 52 is formed on the lower side of the coupling portion 53 as shown in FIG.
  • the drilling tip 52 to form a secondary drilling tip (52a) by using a conventional bolt (B) to be configured to be excavated using the auxiliary drilling tip (52a) when the wear of the drilling tip (52) It may be.
  • the auger apparatus 10 and the vibro apparatus 20 are mounted, and the plate 30 is joined to the lower side of the casing 21 of the vibro apparatus 20 by normal welding.
  • the tapered portion 40 is welded to the upper side of the plate 30 and the outer side of the casing 21 of the vibro device 20 by welding, and the excavation tip 52 is attached to the lower side of the plate 30. Coupling the auxiliary excavation portion 50 by combining through.
  • the excavation tip 52 coupled to the auxiliary excavation portion 50 may be formed on the lower side or lower side of the auxiliary excavation portion 50, and the excavation tip 52 is the lower portion of the auxiliary excavation portion 50.
  • the auxiliary drilling tip 52a is coupled to the drilling tip 52 using the bolt B.
  • the assembly is completed as described above, the auger bit 11 formed in the auger 12 by the auger drive 13 of the auger device 10 Ground excavation is made, and at the same time, the excavation tip of the auxiliary excavation portion 50, in which the casing 21 of the vibro device 20 is operated by the vibro 22 and coupled to the casing 21 ( 52) the ground is excavated.
  • auxiliary excavation tip 52a is formed on the excavation tip 52 of the auxiliary excavation part 50, it is natural that the ground excavation is performed by the auxiliary excavation tip 52a.
  • the soil generated during the excavation through the auger device 10 and the vibro device 20 as described above is discharged to the ground by the auger 12 of the auger device 10.
  • the vibro device 20 is formed by the excavation portion 50 including the excavation tip 52 formed on the lower side in the ground excavation process as shown in Fig. Excavation is made, and as described above, the overall excavation area is large and uniformly formed by the excavation section of the polygonal shape, as well as to obtain the effect of blocking the inflow of groundwater after the excavation operation, the vibro device (20) It is possible to obtain the effect of increasing the straightness by the polygonal auxiliary excavation portion 50 formed on the lower surface of the casing (21).
  • the excavation surface is formed in the polygonal shape as described above, after the excavation operation, the work of pouring the filling material such as cement (not shown) in the state of inserting the polygonal pile (not shown) and After the drawing work is done, the excavation work is performed again.
  • the filling material such as cement
  • the first cross section excavated in the polygonal shape and the excavated cross section made thereafter may be formed in the same size.
  • the inclined surface 41 formed in the corner portion of the tapered portion 40 formed so that the smooth draw operation of the casing 21 during the drawing operation of the casing 21 of the vibro device 20 during the excavation work as described above. By acting so that the soil does not accumulate on the plate 30 coupled to the casing 21, it is also possible to increase the efficiency of the drawing operation.
  • the present invention is applicable to various forms such as a c-shaped or c-shaped excavation surface or a continuous wall and polygonal excavation surface formed in the basement.
  • the bit 42 is further formed on both sides of the tapered portion 40 so as to further have an excavation surface overlapping with the first excavated surface, in FIG. As shown, the excavation surface can be made larger.
  • FIGS. 11 to 13 the auger device 10 and the vibro device 20 and the casing 21 of the vibro device 20 are described.
  • a side weight 60 having the same length as that of the casing 21 may be formed, and the above-described auxiliary excavation part 50 may be further formed below the casing 21.
  • the weight 60 may be formed in various shapes, preferably a square or block arrow ( ) Can be formed in any one shape, and when the weight 60 is formed in a quadrangular shape as shown in FIG. Block arrow as shown in FIG.
  • the perforated perforations 61 may be further formed to reduce the weight of the weight 60, and the effect is to be the same as described above.
  • the ground is excavated in a polygonal shape (S10) by using the auger device 10 and the auxiliary excavation portion 50 formed in the vibro device 20 of the above-mentioned ground drilling equipment (80), and polygonal to the drilling surface
  • an insertion means such as a conventional auger crane (S20)
  • the filling material such as gravel or concrete is to be placed on the excavation surface excavated by the ground drilling equipment 80 (S30)
  • the plate 30 of the ground drilling rig 80 of the present invention is formed in a rectangular shape, the taper portion 40 is coupled to the auger 21 formed in the plate 30 and the vibro device 20
  • the bit 42 is further added to the excavation surface, the first excavation surface formation, the insertion of the file, the filling of the first filling material, and the drawing operation after the completion of the drawing operation, as shown in FIG.
  • the groove H is formed in the process of the bit 42 of the taper portion 40 digging a part of the first filling material formed on the excavation surface, and the groove H is formed after the second excavation surface is formed.
  • the first filling material and the second filling material can be obtained to be formed in the form of mutual female, male coupling.
  • the plate 30 is replaced with a block arrow (
  • the plate 30 is replaced with a block arrow (
  • the present invention can not only increase the order effect by forming the excavation surface with the same size, but also by continuously forming the excavation surface formed by the polygonal auxiliary excavation portion 50, the excavation surface of a constant size made of a large area Formation is possible to increase the strength and reliability of the wall.

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Abstract

본 발명은 지반을 굴착하여 지하에 벽체를 형성하는 지반 굴착장비 및 이를 이용한 지하 다각형상 쇼링 공법에 관한 것으로, 지반을 굴착하는 오거 장치 및 바이브로 장치와 상기 바이브로 장치에 결합하여 바이브로 장치에 의해 다각형상으로 지반을 굴착할 수 있도록 다각 형상의 플레이트 및 테이퍼부와 보조굴착부를 형성하여, 오거 장치 및 바이브로 장치를 이용해 모래 등으로 이루어진 연약지반을 이중으로 굴착하여 효율성을 증대하면서, 다각형상으로 굴착면을 형성한 후 다각 형상의 파일을 삽입하여 파일간의 간격을 좁혀 지하수의 유입을 차단함과 동시에 굴착시 직진도를 향상시켜, 지하 연속벽 공법으로 이용가능하며, 특히, 다각형상으로 굴착이 이루어져 ㄱ자나 ㄷ자와 같은 일정한 형태를 갖춘 모형으로 굴착 가능한 지반 굴착장비 및 이를 이용한 지하 다각형상 쇼링 공법을 제공한다.

Description

지반 굴착장비 및 이를 이용한 지하 다각형상 쇼링 공법
본 발명은 지반을 굴착하여 지하에 벽체를 형성하는 지반 굴착장비 및 이를 이용한 지하 다각형상 쇼링 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오거 장치 및 바이브로 장치를 이용해 모래 등으로 이루어진 연약지반을 이중으로 굴착하여 효율성을 증대하면서, 다각형상으로 굴착면을 형성한 후 다각 형상의 파일을 삽입하여 파일간의 간격을 좁혀 지하수의 유입을 차단함과 동시에 굴착시 직진도를 향상시켜, 지하 연속벽 공법으로 이용가능하며, 특히, 다각형상으로 굴착이 이루어져 ㄱ자나 ㄷ자와 같은 일정한 형태를 갖춘 모형으로 굴착 가능한 지반 굴착장비 및 이를 이용한 지하 다각형상 쇼링 공법에 관한 것이다.
일반적으로, 지하를 굴착하고 벽체를 형성하는 흙막이는 H파일 및 목재 토류판을 설치하는 방법이 이용되는 것이 통상적이지만, 도심시가지와 같이 인접 건물이 존재하는 경우, 지반의 변위를 막아야 하고, 특히 파이핑 현상에 의한 배면토사 유실 및 지하수 저하에 따른 지반 침하발생 등을 방지하기 위해 차수벽의 형성이 매우 중요하고, 지질(토사층 및 암층)의 양상도 고려해야 하므로, 이러한 사항들을 고려하여 효율적이고 경제적인 다양한 흙막이 시공공법이 개발되었다.
이러한 종래의 흙막이 시공공법으로는 H-PILE 과 토류판을 이용하는 공법, CIP 공법, SCW공법 및 지하연속벽(SLURRY WALL)공법 등이 있다.
먼저 H-PILE 과 토류판을 이용하는 공법은 도 1과 같이 H-PILE(101)을 흙막이 를 설치해야할 지반에 지반 굴착장치로 천공 후 삽입 또는 직접 지반에 항타기로 항타하여 설치한 후, 터파기를 진행하면서 상기 설치된 H-PILE 사이에 목재 토류판(102)을 끼워 벽체 즉 흙막이를 형성한다.
또한, C.I.P(CAST-IN PLACE PILE)공법은 일종의 주열식 현장타설 말뚝공법으로 도 2와 같이 지반 굴착장비를 이용해 소정 직경으로 구멍을 천공하고, 철근(망)(104) 또는 H-PILE(101)을 상기 구멍에 삽입한 후, 자갈을 채우고 시멘트 페이스트를 상기 구멍에 주입하여 흙막이를 형성시키는 공법으로서, 협소구간의 흙막이 시공이 가능하며, 단면크기에 비해 강성이 크다는 장점이 있다.
그리고 S.C.W(SOIL CEMENT WALL) 공법은 도 3과 같이, 주열식 현장타설 말뚝공법으로서 계획심도까지 지반 굴착장비(3축 오거)로 구멍 천공 후, 주입재를 투입 벽체로 형성하고 H-PILE을 응력재로 삽입하여 흙막이를 형성시키는 공법으로서 연속벽체를 형성 할 수 있어 강성 및 차수효과를 동시에 가질 수 있다는 장점이 있다.
아울러, 지하연속벽(SLURRY WALL)공법은, 도 4와 같이 벤토나이트를 사용한 안정액으로 공벽을 유지하면서 지반을 굴착한 후, 철근망 등을 삽입하고, 안정액을 회수하면서, 콘크리트를 타설하여 흙막이 및 영구벽체로 이용하는 공법으로서 차수효과가 탁월한 효과 및 흙막이로서 강성확보가 유리하다는 장점이 있다.
상기에서 나열한 종래의 흙막이 공법은 대부분 원형 형상의 오거를 이용하여 굴착면을 형성하게 된다.
이때, 도 5에서와 같이 종래의 굴착면은 연속적인 원형 형상의 굴착면을 형성하게 되는데, 이러한 원형 형상은 일정한 단면적을 가지지 못할 뿐만 아니라, 특히, 원형형상이 겹치는 부분(A)에서는 단면적이 더욱 작아지게 되어 벽체가 일정하게 형성되지 못하는 문제점이 있었다.
이는, 벽체의 강도뿐만 아니라, 지하수 유입에 의해 터파기 공간 내부로 유입되는 결과를 초래하게 되어 부실공사의 원인으로 지적되곤 하였다.
아울러, 지하연속벽 공법은 고도의 숙련된 기술이 필요하고 넓은 작업장이 필요하며 무엇보다 공사비가 고가라는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 지반 굴착장비 및 이를 이용한 지하 다각형상 쇼링 공법은 오거비트를 형성한 오거를 회전시키는 오거드라이브로 이루어진 오거 장치와; 상기 오거장치의 오거 외측으로 형성되는 케이싱에 장착되는 바이브로를 포함하는 바이브로 장치와; 상기 바이브로 장치의 케이싱 하측면에 결합하는 다각형상의 플레이트와; 하측은 상기 플레이트와 동일한 형상으로 형성되어 결합되고 내측은 케이싱의 외주면에 결합되되 케이싱의 인발시 케이싱이 용이하게 인발될 수 있도록 모서리 부분에 경사면을 형성한 테이퍼부와; 상측으로는 상기 다각형상의 플레이트와 결합할 수 있도록 동일한 형상으로 이루어지고, 측면으로는 각각의 모서리 사이에 형성된 면이 오목렌즈 형상의 유선형부를 형성하며, 하측으로는 굴착팁을 형성한 보조굴착부;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 지반 지반 굴착장비 및 이를 이용한 지하 다각형상 쇼링 공법은 통상의 오거 장치를 이용한 굴착작업 이외에 바이브로 장치를 통한 굴착작업도 동시에 이루어져 모래 등으로 이루어진 연약지반 굴착작업시 효율성이 높아지게 된다.
또한, 바이브로 장치의 케이싱 하측면에 다각형상으로 이루어진 플레이트 및 보조굴착부를 형성하여 다각 단면으로 굴착이 이루어지기 때문에, 굴착되는 지반 크기가 종래에 비해 크면서 일정하게 형성되어 다각형상의 파일의 삽입시 파일간의 간격을 좁힐 수 있어 지하수의 유입을 차단할 수 있다.
그리고 다각 형상으로 형성된 보조굴착부에 의해 직진도가 높아지며, 상기와 같은 효과에 의해 지하연속벽의 대체공법으로서 이용할 수 있다.
아울러, 다각형상으로 굴착이 이루어져 ㄱ자나 ㄷ자와 같은 일정한 형태를 갖춘 모형으로 굴착 가능한 유용한 발명이다.
도 1 내지 도 4는 종래의 흙막이 공법을 도시한 상태도.
도 5는 종래의 흙막이 공법에 의해 형성된 굴착면을 도시한 상태도.
도 6은 본 발명에 따른 지반 굴착장비를 도시한 정면도.
도 7은 본 발명의 플레이트 형상을 도시한 상태도.
도 8은 본 발명에 따른 지반 굴착장비의 일부분만을 도시한 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 보조굴착부의 실시 예를 도시한 상태도.
도 10의 (a), (b)는은 본 발명에 따른 사각형상의 플레이트를 설치한 지반 굴착장비에 의해 형성된 굴착면을 도시한 상태도.
도 11은 본 발명의 다른 제 1 실시 예를 도시한 상태도.
도 12는 본 발명읜 다른 제 2 실시 예를 도시한 상태도.
도 13은 도 10의 (b) 시공방법을 상세히 설명한 흐름도.
도 14는 본 발명에 따른 블록화살표 형상의 플레이트를 설치한 지반 굴착장비에 의해 형성된 굴착면을 도시한 상태도.
◈도면 주요 부분에 대한 부호의 설명◈
F : 면 10 : 오거 장치
11 : 오거비트 12 : 오거
13 : 오거드라이브 20 : 바이브로 장치
21 : 케이싱 22 : 바이브로
30 : 플레이트 40 : 테이퍼부
41 : 경사면 42 : 비트
50 : 보조굴착부 51 : 유선형부
52 : 굴착팁 52a : 보조굴착팁
80 : 지반 굴착장비
이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 구성을 더욱 상세히 살펴보면 다음과 같다.
도 6에서와 같이 오거 장치(10)는 오거비트(11)를 형성한 오거(12)와 상기 오거(12)를 회전하도록 구동하여 연약지반이나 모래 등을 굴착할 수 있도록 오거드라이브(13)로 이루어져 있다.
상기 오거 장치(10)는 통상의 장비이므로 본 발명에서는 구체적인 작동 및 구성은 상세히 기재하지 않도록 한다.
또한, 바이브로 장치(20)는 상기 오거 장치(10)의 오거(12) 외측으로 케이싱(21)이 구비되고, 상기 케이싱(21)에 진동을 가하여 연약지반이나 모래 등을 굴착할 수 있는 바이브로(22)가 구비된다.
여기서, 상기 바이브로 장치(20)의 케이싱(21)과 바이브로(22)의 결합은 바이브로(22)의 진동을 케이싱(21)에 원활히 전달할 수 있을 정도면 어떠한 결합방법으로 결합하여도 무방하다.
그리고 도 7에서와 같이 다각형상의 플레이트(30)는 상기 바이브로 장치(20)의 케이싱(21) 하측에 통상의 용접을 통해 결합되어 있다.
여기서, 상기 플레이트(30)는 다각형상이면 어떠한 형태로 이루어지든 상관없으나, 더욱 바람직하게는 사각형이나, 블록화살표(
Figure PCTKR2009000805-appb-I000001
) 형상 중 어느 하나의 형상으로 형성함이 바람직하다.
한편, 도 8에서와 같이 테이퍼부(40)는 상기 다각형상의 플레이트(30) 상측면과 케이싱(21)의 외주면에 통상의 용접으로 결합되며, 상기 오거 장치(10) 및 바이브로 장치(20)를 통해 지반의 굴착이 완료된 후 인발하는 작업에서 바이브로 장치(20)에 형성된 케이싱(21)의 인발작업이 용이하도록 모서리 부분에 경사면(41)을 형성하고 있다.
이는, 통상적으로 오거 장치(10)와 바이브로 장치(20)를 통한 지반 굴착 작업시 발생하는 케이싱(21) 내측의 흙은 오거(12)를 통해 지상으로 배출되지만, 바이브로 장치(20)의 케이싱(21) 외측 지반의 흙은 바이브로 장치(20)의 진동에 의해 굴착된 부분의 지하로 낙하하게 되는데, 이때, 본 발명에서는 원형형상의 케이싱(21) 이외에 상기 케이싱(21) 하측으로 다각형상의 플레이트(30)를 장착하였기에 지하로 낙하하는 흙이 상기 플레이트(30) 상측에 쌓이는 현상이 발생하게 된다.
물론, 상기 플레이트(30) 상측에 쌓이게 되는 흙이 소량일 경우에는 큰 문제가 발생하지는 않겠지만, 모래 등으로 이루어진 연약지반의 경우에는 오거 장치(10)와 바이브로 장치(20)를 통한 지반굴착 작업시 다량의 흙이 굴착된 부분의 지하로 낙하할 수 있기 때문에, 상기와 같이 플레이트(30)의 상측에 경사면(41)을 형성한 테이퍼부(40)를 형성함으로써, 굴착작업 후 인발작업시 작업의 효율성을 더 높일 수 있게 형성하는 것이다.
또한, 상기 테이퍼부(40)의 양 측면에는 피라미드 형상의 비트(42)를 더 형성하여, 최초 지반굴착작업이 이루어진 후 다음 지반굴착작업시 최초 지반굴착작업이 이루어졌던 굴착면과 겹치도록 하여 최초 굴착작업을 할 때보다 더 원활히 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
아울러, 보조굴착부(50)는 상기 다각형상의 플레이트(30)와 결합할 수 있도록 동일한 형상으로 하측이 형성되어 있으며, 각각의 모서리 사이에 형성된 면(F)에는 오목렌즈 형상의 유선형부(51)를 형성하여, 바이브로 장치(20)의 케이싱(21)을 통한 지반 굴착작업시 작업을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 구성되어 있으며, 상기 보조굴착부(50)의 하측에는 지반의 굴착작업이 원활히 이루어질 수 있도록 굴착팁(52)이 구성된다.
여기서, 상기 굴착팁(52)은 도 9의 (a)와 같이 보조굴착부(50)의 하단부 측면에 통상의 볼트(B)를 통해 결합하여 굴착팁(52)에 마모가 발생시 교체할 수 있도록 할 수 있으며, 도 9의 (b)에서와 같이 보조굴차부(50)의 하측면에 용접을 통해 결합할 수도 있다.
여기서, 상기 보조굴착부(50)의 하측면에 굴착팁(50)을 형성하였을 경우에는 도 6의 (c)에서와 같이 결합부(53)의 하측면에 굴착팁(52)을 형성한 상태에서, 상기 굴착팁(52)에 통상의 볼트(B)를 이용해 보조굴착팁(52a)을 더 형성하여 굴착팁(52)의 마모 발생시 보조굴착팁(52a)을 이용하여 굴착할 수 있도록 구성할 수도 있다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 지반 굴착장비의 바람직한 실시 예를 살펴보면 다음과 같다.
우선, 오거 장치(10)와 바이브로 장치(20)를 장착하고, 상기 바이브로 장치(20)의 케이싱(21)의 하측면으로 플레이트(30)를 통상의 용접으로 결합한다.
그런 후, 상기 플레이트(30)의 상측 및 바이브로 장치(20)의 케이싱(21) 외측으로 테이퍼부(40)를 용접을 통해 결합하고, 상기 플레이트(30)의 하측면에 굴착팁(52)을 결합한 보조굴착부(50)를 용접을 통해 결합한다.
여기서, 상기 보조굴착부(50)에 결합된 굴착팁(52)은 보조굴착부(50)의 하단부 측면 또는 하측면에 형성할 수 있으며, 굴착팁(52)이 보조굴착부(50)의 하측면에 용접에 의해 결합되어 있을 경우에는, 보조굴착팁(52a)을 굴착팁(52)에 볼트(B)를 이용하여 결합하도록 한다.
또한, 굴착작업의 효율성을 올리기 위해 테이퍼부(40)의 양 측면에 피라미드 형상의 다수의 비트(42)를 더 형성할 수도 있다.
상기와 같이 조립이 완료된 본 발명의 지반 굴착장비(80)에 통상의 전원을 인가하여 작동시키게 되면, 오거 장치(10)의 오거드라이브(13)에 의해 오거(12)에 형성된 오거비트(11)에 의해 지반굴착이 이루어지게 되고, 이와 동시에 바이브로 장치(20)의 케이싱(21)이 바이브로(22)에 의해 작동하여 케이싱(21)에 결합되어 있는 보조굴착부(50)의 굴착팁(52)에 의해 지반이 굴착된다.
여기서, 상기 보조굴착부(50)의 굴착팁(52)에 보조굴착팁(52a)을 형성하였을 때에는 보조굴착팁(52a)에 의해 지반 굴착이 이루어짐은 당연한 것이다.
또한, 상기와 같이 오거 장치(10) 및 바이브로 장치(20)를 통한 지반굴착시 발생하는 흙은 오거 장치(10)의 오거(12)에 의해 지상으로 배출이 이루어지게 된다.
한편, 상기 바이브로 장치(20)는 지반굴착 과정에서 하측면에 형성된 굴착팁(52)을 포함하는 보조굴착부(50)에 의해 도 10(a)에서와 같이 다각 형상의 굴착 단면을 형성하면서 굴착이 이루어지게 되고, 상기와 같이 다각 형상의 굴착 단면에 의해 전체적인 굴착면적이 크면서 일정하게 형성되어, 굴착 작업 이후에 지하수의 유입을 차단하는 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 바이브로 장치(20)의 케이싱(21) 하측면에 형성된 다각 형상의 보조굴착부(50)에 의해 직진도가 높아지는 효과를 얻을 수 있게 된다.
이를 상세히 설명하면, 상기와 같이 다각 형상으로 굴착면이 형성되면, 굴착작업 이후에 다각 형상의 파일(도면에 미도시)을 삽입한 상태에서 시멘트와 같은 채움재(도면에 미도시)의 타설 작업 및 파일을 인발하는 작업이 이루어진 후 재차 굴착작업이 이루어지게 된다.
이러한 과정에서 다각형상으로 굴착된 최초의 단면과 이후에 이루어지게 되는 굴착된 단면은 동일한 크기로 형성할 수 있게 된다.
상기와 같이 다각 형상의 굴착면을 동일한 크기로 형성하게 되면 벽체의 간격을 촘촘히 형성할 수 있기 때문에 지하수의 유입을 차단할 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기와 같이 굴착작업 과정에서 바이브로 장치(20)의 케이싱(21) 인발 작업시 케이싱(21)의 원활한 인발작업이 이루어질 수 있도록 형성된 테이퍼부(40)의 모서리 부분에 형성된 경사면(41)에 의해 흙이 케이싱(21)에 결합된 플레이트(30)에 쌓이지 않도록 작용함으로써, 인발작업의 효율성도 높일 수 있게 되는 것이다.
이러한, 작업과정을 통해 본 발명은 흙막이 공법이나 지하에 연속벽 및 다각형상의 굴착면 형성으로 다양한 형상, 예컨대, ㄱ자나 ㄷ자와 같은 다양한 형태로도 적용가능하게 되는 것이다.
아울러, 도 9의(c)에서와 같이 테이퍼부(40)의 양 측면으로 비트(42)를 더 형성하여 최초 굴착된 면과 겹치는 굴착면을 더 가질 수 있도록 하면, 도 7의 (b)에서 도시된 것처럼 굴착면을 더 크게 형성할 수도 있게 된다.
한편, 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시 예를 살펴보면, 전술한 오거 장치(10) 및 바이브로 장치(20)와 상기 바이브로 장치(20)의 케이싱(21)의 외측면으로 케이싱(21)과 동일한 길이로 다각 형상의 웨이트(60)를 형성하고, 상기 케이싱(21) 하측으로 전술한 보조굴착부(50)를 더 형성할 수 있다.
여기서, 상기 웨이트(60)는 다양한 형상으로 형성할 수 있으며, 바람직하게는 사각형상 또는 블록화살표(
Figure PCTKR2009000805-appb-I000002
) 형상 중 어느 하나의 형상으로 형성할 수 있으며, 도 9에서와 같이 사각형상으로 웨이트(60)를 형성할 경우에는 양 측면으로 비트(42a)를 웨이트(60)의 길이와 동일하게 더 형성할 수 있고, 도 13에서와 같이 블록화살표(
Figure PCTKR2009000805-appb-I000003
) 형상으로 형성할 경우에는, 웨이트(60)의 중량을 줄일 수 있도록 관통된 타공부(61)를 더 형성할 수도 있으며, 작용 효과는 상술한 내용과 동일하게 이루어지게 되는 것이다.
이하, 지반 굴착장비를 이용한 지하 다각형상 쇼링 공법을 살펴보도록 한다.
우선, 상술한 지반 굴착장비(80)의 오거 장치(10) 및 바이브로 장치(20)에 형성된 보조굴착부(50)를 이용하여 지반을 다각형상으로 굴착(S10)하고, 상기 굴착면에 다각 형상의 파일을 통상의 오거크레인과 같은 삽입수단(도면에 미도시)을 이용하여 삽입(S20)한 후, 자갈이나 콘크리트와 같은 채움재를 지반 굴착장비(80)로 굴착한 굴착면에 타설하도록 한다.(S30)
아울러, 상기 굴착면에 삽입한 다각형상의 파일을 인발 하도록 한다.(S40)
상기 과정을 반복하여 지하에 벽체를 형성하고자 하는 공사구간까지 작업을 한후 완료(S50)함으로써 본 발명의 공법을 완료할 수 있다.
여기서, 본 발명의 지반 굴착장비(80)의 플레이트(30)를 사각형상으로 형성하고, 상기 플레이트(30) 및 바이브로 장치(20)에 형성된 오거(21)에 결합되어 있는 테이퍼부(40)에 비트(42)를 더 추가하여 굴착면을 형성하였을 경우, 도 14에서와 같이 첫번째 굴착면 형성, 파일 삽입, 첫번째 채움재 타설, 파일 인발 작업이 끝난 후, 두번째로 굴착면을 형성할 때에, 첫번째 굴착면에 형성된 첫번째 채움재의 일부를 테이퍼부(40)의 비트(42)가 굴착하는 과정에서 홈(H)을 형성하게 되고, 상기 홈(H)은 두번째 굴착면 형성 후, 타설하는 두번째 채움재의 타설시 첫번째 채움재와 두번째 채움재가 상호 암, 수 결합형태로 형성되도록 하는 효과를 얻을 수 있게 된다.
즉, 이러한 과정을 통해서 각각의 벽체들의 결합력이 더욱 증대할 수 있게 되는 것이다.
또한, 도 15에서와 같이 플레이트(30)를 블록화살표(
Figure PCTKR2009000805-appb-I000004
) 형상으로 형성하였을 때에는, 별도의 비트(42) 없이도 상술한 바와 같은 효과를 얻을 수 있음은 당연한 것이다.
본 발명은 동일한 크기로 굴착면을 형성하여 차수 효과를 증대할 수 있을 뿐만 아니라, 다각 형상의 보조굴착부(50)에 의해 형성된 굴착면을 연속적으로 형성함으로써, 넓은 면적으로 이루어진 일정한 크기의 굴착면 형성이 가능하여 벽체의 강도 및 신뢰성을 높일 수 있게 되는 것이다.
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 기재한 것이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상이 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 실시 가능함은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 기술자에게 있어서는 당연한 것임을 명시한다.

Claims (14)

  1. 오거비트(11)를 형성한 오거(12)를 회전시키는 오거드라이브(13)로 이루어진 오거 장치(10);
    상기 오거장치(10)의 오거(12) 외측으로 형성되는 케이싱(21)에 장착되는 바이브로(22)를 포함하는 바이브로 장치(20);
    상기 바이브로 장치(20)의 케이싱(21) 하측면에 결합하는 다각형상의 플레이트(30);
    하측은 상기 플레이트(30)와 동일한 형상으로 형성되어 결합되고 내측은 케이싱(21)의 외주면에 결합되되 케이싱(21)의 인발시 케이싱(21)이 용이하게 인발될 수 있도록 모서리 부분에 경사면(41)을 형성한 테이퍼부(40);
    상측으로는 상기 다각형상의 플레이트(30)와 결합할 수 있도록 동일한 형상으로 이루어지고, 측면으로는 각각의 모서리 사이에 형성된 면(F)이 오목렌즈 형상의 유선형부(51)를 형성하며, 하측으로는 굴착팁(52)을 형성한 보조굴착부(50);로 이루어진 것에 특징이 있는 지반 굴착장비.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 플레이트(30)는 사각형, 블록화살표(
    Figure PCTKR2009000805-appb-I000005
    ) 형상 중 어느 하나의 형상으로 이루어진 것에 특징이 있는 지반 굴착장비.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 보조굴착부(50)에 결합하는 굴착팁(52)은 하단부의 측면에 볼트(B)를 이용하여 결합하는 것에 특징이 있는 지반 굴착장비.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 보조굴착부(50)에 결합하는 굴착팁(52)은 하측면에 용접으로 결합되어 있는 것에 특징이 있는 지반 굴착장비.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 보조굴착부(50)의 하측면에 결합하는 굴착팁(52)에는 보조굴착팁(52a)을 더 형성하는 것에 특징이 있는 지반 굴착장비.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 테이퍼부(40)의 양 측면으로는 피라미드형상의 비트(42)를 더 형성하는 것에 특징이 있는 지반 굴착장비.
  7. 오거비트(11)를 형성한 오거(12)를 회전시키는 오거드라이브(13)로 이루어진 오거 장치(10);
    상기 오거장치(10)의 오거(12) 외측으로 형성되는 케이싱(21)에 장착되는 바이브로(22)를 포함하는 바이브로 장치(20);
    상기 바이브로 장치(20)의 케이싱(21) 외측에 결합하되, 케이싱(21)과 동일한 길이로 이루어진 다각형상의 웨이트(60);
    상측으로는 상기 다각형상의 웨이트(60)와 결합할 수 있도록 동일한 형상으로 이루어지고, 측면으로는 각각의 모서리 사이에 형성된 면(F)이 오목렌즈 형상의 유선형부(51)를 형성하며, 하측으로는 굴착팁(52)을 형성한 보조굴착부(50);로 이루어진 것에 특징이 있는 지반 굴착장비.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 웨이트(60)는 사각형, 블록화살표(
    Figure PCTKR2009000805-appb-I000006
    ) 형상 중 어느 하나의 형상으로 이루어진 것에 특징이 있는 지반 굴착장비.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 웨이트(60)가 사각형상으로 형성되었을 때에는 양 측면으로 비트(42a)를 더 형성하는 것에 특징이 있는 지반 굴착장비.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 웨이트(60)가 블록화살표 형상으로 형성되었을 때에는 웨이트(60)의 내측으로는 타공부(61)를 더 형성하는 것에 특징이 있는 지반 굴착장비.
  11. 제 7항에 있어서, 상기 보조굴착부(50)에 결합하는 굴착팁(52)은 하단부의 측면에 볼트(B)를 이용하여 결합하는 것에 특징이 있는 지반 굴착장비.
  12. 제 7항에 있어서, 상기 보조굴착부(50)에 결합하는 굴착팁(52)은 하측면에 용접으로 결합되어 있는 것에 특징이 있는 지반 굴착장비.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 보조굴착부(50)의 하측면에 결합하는 굴착팁(52)에는 보조굴착팁(52a)을 더 형성하는 것에 특징이 있는 지반 굴착장비.
  14. 제 1항 또는 제 7항의 지반 굴착장비를 이용한 지하 다각형상 쇼링 공법에 있어서,
    오거 장치 및 바이브로 장치의 보조굴착부를 이용하여 지반을 다각 형상으로 굴착하는 단계(S10);
    상기 굴착면에 다각형상의 파일을 삽입하는 단계(S20);
    상기 굴착단계에서 형성한 굴착면에 채움재를 타설하는 단계(30);
    상기 굴착면에 삽입한 다각 형상의 파일을 인발하는 단계(S40);
    지하에 벽체를 형성하고자 하는 구간까지 상기 굴착단계, 파일삽입단계 및 채움재 타설단계, 파일 인발단계를 반복적으로 수행하여 완료하는 단계(S50);로 이루어진 것에 특징이 있는 지반 굴착장비를 이용한 지하 다각형상 쇼링 공법.
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