KR100975409B1

KR100975409B1 - 이중 굴착시스템

Info

Publication number: KR100975409B1
Application number: KR1020070093280A
Authority: KR
Inventors: 이홍재; 김덕형
Original assignee: 중앙지하개발(주)
Priority date: 2007-09-13
Filing date: 2007-09-13
Publication date: 2010-08-11
Also published as: KR20090028022A

Abstract

본 발명은 본체(110); 본체(110)의 전단에 형성되어, 고압 그라우트재(a)를 분사하는 고압 그라우트재 분사부(120); 본체(110)의 전단에 형성되어, 고압 그라우트재(a)의 분사에 의해 응집력이 약해진 지반(A)을 굴착하는 굴착부(130);를 포함하는 이중 굴착장치(100)를 제시함으로써, 지중 파일의 균일도를 일정하게 하도록 하여, 지중 파일 및 이를 기초로 시공된 구조물의 구조적 안정성을 확보할 수 있도록 한다.

굴착, 분사, 그라우팅

Description

이중 굴착시스템{SYSTEM FOR DOUBLE-DRILLING}

도 1은 종래의 그라우팅 공법에 사용되는 굴착장치의 구성도.

도 2 내지 4는 본 발명에 의한 이중 굴착장치의 실시예를 도시한 것으로서,

도 2는 제1실시예의 구성도.

도 3은 제2실시예의 구성도.

도 4는 제3실시예의 구성도.

도 5,6은 본 발명에 의한 이중 굴착시스템의 실시예에 의한 공정을 도시한 구성도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

a : 고압 그라우트재 A : 지반

b : 그라우트 B : 지중 파일

100 : 이중 굴착장치 110 : 본체

120 : 고압 그라우트재 분사부

121 : 고압 그라우트재 분사용 노즐

130 : 굴착부 131 : 회전식 비트

132 : 타격식 비트 140 : 그라우트 분사용 노즐

200 : 보강 관

본 발명은 토목 분야에 관한 것으로서, 상세하게는, 지반을 효율적으로 굴착하기 위한 장치에 관한 것이다.

거의 모든 토목 공사에서 지반의 굴착공사는 반드시 이루어지는 것이고, 특히 그라우팅 공법에 있어서의 굴착장치는 그 성능에 따라 그라우팅 공사 전체의 우수성이 좌우될 만큼 중요한 위치를 차지하고 있다.

그라우팅 공법은 지반의 굴착 후 그라우트를 주입함으로써 지반을 보강, 개량하는 공법으로서, 구조물의 기초 시공, 터널의 굴착면 보강 등의 토목공사에 대단히 널리 사용되고 있다.

도 1은 종래의 그라우팅 공법에 사용되는 굴착장치의 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본체(11)의 선단에 굴착용 비트(12)가 장착되고, 둘레부에는 그라우트(b)의 분사를 위한 그라우트 분사용 노즐(12)이 형성되어 있다.

이는 굴착용 비트(12)에 의해 지반(A)을 굴착함과 동시에, 그라우트 분사용 노즐(12)을 통해 측방으로 그라우트(b)를 고압으로 분사함으로써 굴착과 그라우트 작업을 동시에 수행하거나, 굴착을 완료한 후 굴착의 반대방향으로 굴착장치를 후퇴하여 그라우트(b)를 고압으로 분사함으로써 지중에 파일을 형성하는 공법에 사용된다.

그런데, 이와 같은 구성을 취하는 종래의 굴착장치는 다음과 같은 점에서 문제로 지적되어 왔다.

자연 지반은 불규칙하게 형성되어 있으므로, 굴착용 비트(12)에 의한 굴착 작업시 굴진 속도를 일정하게 유지하기가 어렵고, 이는 그라우트 분사용 노즐(13)을 통한 그라우트(b)의 분사가 천공 홀의 모든 영역에 걸쳐 일정하게 이루어지기 어렵다는 문제를 야기한다.

이는 결국 그라우팅에 의해 형성된 지중 파일의 균일도가 지반의 종류에 따라 다르게 나타나는 결과를 가져오므로, 지중 파일 및 이를 기초로 시공된 구조물의 구조적 안정성을 해하는 요인이 되는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 굴진 속도를 일정하게 유지하도록 하여, 그라우팅 등의 후속 작업시 작업의 균일도를 일정하게 함에 따라, 지중 파일 및 이를 기초로 시공된 구조물의 구조적 안정성을 확보할 수 있도록 하는 이중 굴착장치 및 이중 굴착시스템을 제공함을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본체(110); 상기 본체(110)의 전단에 형성되어, 천공방향을 향하여 고압 그라우트재(a)를 분사하는 고압 그라우트재 분사부(120); 상기 본체(110)의 전단에 형성되어, 상기 고압 그라우트재(a)의 분사에 의해 응집력이 약해진 지반(A)을 굴착하는 굴착부(130);를 포함하는 이중 굴착장치(100)를 제시한다.

상기 굴착부(130)는 회전식 비트(131)인 것이 바람직하다.

상기 고압 그라우트재 분사부(120)는 상기 회전식 비트(131)의 심부에 형성된 고압 그라우트재 분사용 노즐(121)을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 굴착부(130)는 타격식 비트(132)인 것이 바람직하다.

상기 고압 그라우트재 분사부(120)는 상기 타격식 비트(132)의 주위부에 형성된 고압 그라우트재 분사용 노즐(121)을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 본체(110)의 둘레부에 형성되어, 그라우트(b)를 분사하는 그라우트 분사용 노즐(140)을 더 구비한 것이 바람직하다.

상기 본체(110)는 천공방향을 축으로 회전하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 이중 굴착장치(100); 상기 이중 굴착장치(100)의 외주를 덮도록 설치되는 보강 관(200);을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 굴착시스템을 추가로 제시한다.

상기 본체(110)는 천공방향을 축으로 회전하고, 상기 본체(110)의 회전방향과 상기 보강 관(200)의 회전방향은 상호 반대방향인 것이 바람직하다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 2 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 이중 굴착장치(100)는 기본적으로, 본체(110); 본체(110)의 전단에 형성되어, 천공방향을 향하여 고압 그라우트재(a)를 분사하는 고압 그라우트재 분사부(120); 본체(110)의 전단에 형성되어, 고압 그라우트재(a)의 분사에 의해 응집력이 약해진 지반(A)을 굴착하는 굴착부(130);를 포함하여 구성된다.

즉, 굴착부(130)에 의한 본 굴착 작업 이전에, 미리 천공방향을 향하여 지반에 고압 그라우트재(a)를 분사하여, 지반(A)의 응집력을 약하게 하거나, 예비적인 굴착을 수행함으로써, 본 굴착시 굴진 속도를 일정하게 유지할 수 있도록 한 것이다.

따라서 굴착작업과 함께 그라우팅 기타 작업을 동시에 수행하는 경우에 있어서, 굴착장치(100)의 굴진 속도를 일정하게 유지할 수 있는바, 효율적인 작업이 가능해진다는 효과를 얻을 수 있다.

특히, 도 4 이하에 도시된 바와 같이, 본체(110)의 둘레부에 형성되어, 그라우트(b)를 분사하는 그라우트 분사용 노즐(140)이 구비된 구성을 취하는 경우, 일정한 굴진 속도에 의해 굴착과 그라우팅 작업이 동시에 이루어지도록 할 수 있다.

이는 그라우트 분사작업시 그라우트(b)의 분사가 천공 홀의 모든 영역에 걸쳐 일정하게 이루어질 수 있도록 하므로, 그라우팅에 의해 형성된 지중 파일의 균일도를 일정하게 할 수 있고, 결국 지중 파일 및 이를 기초로 시공된 구조물의 구조적 안정성을 확보할 수 있다는 효과를 얻도록 한다.

상기 굴착부(130)는 회전식 비트(131)의 구성을 취할 수도 있고(도 2), 타격식 비트(132)의 구성을 취할 수도 있는데(도 3), 고압 그라우트재 분사부(120)는 이와 같은 굴착부(130)의 구성에 따라 설치 구조를 다소 상이하게 하는 것이 바람직하다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 굴착부(130)가 회전식 비트(131)의 구성을 취하는 경우, 고압 그라우트재 분사부(120)는 회전식 비트(131)의 심부에 고압 그라우트재 분사용 노즐(121)이 형성된 구조를 취함으로써, 회전식 비트(131)의 회전축을 관통하여 고압 그라우트재의 유로를 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 굴착부(130)가 타격식 비트(132)의 구성을 취하는 경우에는, 고압 그라우트재 분사용 노즐(121)이 그 심부에 형성되는 것이 곤란할 것인바, 도 3에 도시된 바와 같이, 고압 그라우트재 분사부(120)는 타격식 비트(132)의 주위부에 고압 그라우트재 분사용 노즐(121)이 형성된 구조에 의해 구현되는 것이 바람직하다.

그라우트 분사작업을 굴착장치(100) 본체(110)가 천공방향을 축으로 회전하면서 이루어지도록 하는 경우, 그라우트 분사용 노즐(140)로부터 분사된 그라우트(b)가 사방으로 방사되면서 원형의 지중 파일을 형성할 수 있다.

한편, 도 5,6에 도시된 바와 같이, 상술한 이중 굴착장치(100)의 외주를 덮도록 보강 관(200)을 설치하고, 이중 굴착장치(100)에 의한 굴착 및 그라우팅과 동시에 보강 관(200)이 함께 천공 홀에 삽입되도록 하는 굴착시스템을 구현할 수 있다.

이 경우, 굴착에 의해 발생한 슬라임(slime)이 굴착장치(100)와 보강 관(200) 사이의 공간을 통해 쉽게 배출된다는 점, 공사 완료 후 보강 관(200)과 지중 파일은 일체적 구조로서 거동하므로 파일의 구조적 안정성을 증대시킨다는 점 등의 측면에서 유리하다는 효과가 있다.

보강 관(200)의 삽입 및 슬라임 배출이 더욱 용이하도록 하기 위해서는, 보강 관(200)을 회전시키면서 삽입하는 것이 바람직하다.

다만, 상술한 바와 같이 굴착장치(100)가 회전하는 경우, 그 굴착장치(100)와 보강 관(200)의 회전 방향이 동일하면, 천공부에서 물림현상(zamming)이 발생하여 굴진 속도를 저하하는 요인이 될 수 있다.

따라서, 굴착장치(100)의 회전방향과 보강 관(200)의 회전방향은 상호 반대방향이 되도록 하는 것이 바람직한 것이다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

본 발명은 지중 파일의 균일도를 일정하게 하도록 하여, 굴진 속도를 일정하게 유지하도록 하여, 그라우팅 등의 후속 작업시 작업의 균일도를 일정하게 함에 따라, 지중 파일 및 이를 기초로 시공된 구조물의 구조적 안정성을 확보할 수 있도록 하는 이중 굴착장치 및 이중 굴착시스템을 제공한다.

Claims

본체(110);

상기 본체(110)의 전단에 형성되어, 천공방향을 향하여 고압 그라우트재(a)를 분사하는 고압 그라우트재 분사부(120);

상기 본체(110)의 전단에 형성되어, 상기 고압 그라우트재(a)의 분사에 의해 응집력이 약해진 지반(A)을 굴착하는 굴착부(130);

상기 본체(110)의 둘레부에 형성되어, 그라우트(b)를 분사하는 그라우트 분사용 노즐(140)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 이중 굴착장치(100) 및

상기 이중 굴착장치(100)의 외주를 덮도록 설치되는 보강 관(200);을 포함하고,

상기 본체(110) 및 보강 관(200)은 천공방향을 축으로 회전하며,

상기 본체(110)의 회전방향과 상기 보강 관(200)의 회전방향은 상호 반대방향인 것을 특징으로 하는 이중 굴착시스템.
제1항에 있어서,

상기 굴착부(130)는 회전식 비트(131)인 것을 특징으로 하는 이중 굴착시스템.
제2항에 있어서,

상기 고압 그라우트재 분사부(120)는 상기 회전식 비트(131)의 심부에 형성된 고압 그라우트재 분사용 노즐(121)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 굴착시스템.
제1항에 있어서,

상기 굴착부(130)는 타격식 비트(132)인 것을 특징으로 하는 이중 굴착시스템.
제4항에 있어서,

상기 고압 그라우트재 분사부(120)는 상기 타격식 비트(132)의 주위부에 형성된 고압 그라우트재 분사용 노즐(121)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 굴착시스템.
삭제
삭제
삭제
삭제