KR101040042B1 - Method for constructing pile using variable type excavating bit - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 파일 시공 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파일의 내부를 통하여 굴진 중굴하여 파일 시공하며 무용접 방식으로 종류가 서로 다른 파일을 복합적으로 서로 연결하여 시공할 수 있는 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pile construction technique, and more particularly, a pile using a variable drilling bit that can be constructed by connecting a pile of different types in a non-welding manner by digging and digging through the inside of the pile. It is about a construction method.
일반적으로 연약지반에 건축물을 축조하기 위해서는 우선적으로 건축물의 지주를 안전하게 지지할 수 있는 고강도를 가진 원주형 또는 직사각형의 파일(pile)이나 물을 차단하기 위한 차수벽 등의 보강체를 시공하여 연약지반을 보강한다.In general, in order to construct a building on a soft ground, it is first necessary to construct a soft ground by constructing a reinforcement such as a cylindrical or rectangular pile having a high strength that can securely support the pillar of the building or a water barrier to block water. Reinforce.
특히 파일을 이용한 시공 방법은 지상에 축조되는 구조물의 하중을 지중에 전달시키기 위한 공법으로, 지반의 견고한 지지층에 파일을 견고히 관입하여 시공성을 우수하게 개선하고 구조적 강성을 효율적으로 확보하기 위하여 스틸 파일(steel pile), 콘크리트 파일(concrete pile), 합성 파일 등을 이용하여 시공한다.In particular, the construction method using piles is a method to transfer the load of the structure constructed on the ground to the ground.In order to improve the workability and secure structural rigidity efficiently by injecting piles firmly into a solid support layer of the ground, Construct using steel pile, concrete pile, composite pile, etc.
이와 같은 파일을 시공하는 방법은 항타기를 이용해 파일을 지반의 최종 지지층까지 강제로 타입시키는 타입 공법과, 어스오거(Earth-Auger) 등의 굴착장비로 지반을 먼저 천공하여 굴착공을 형성하고, 그 굴착공에 파일을 삽입한 다음 파일의 주변을 그라우팅하여 소정의 지지력을 확보하는 프리보링(Preboring) 공법이 있다.The method of constructing such piles is a type method of forcing the piles to the final support layer of the ground using driving, and drilling equipment is formed by drilling the ground first with excavation equipment such as Earth-Auger. There is a preboring method in which a pile is inserted into an excavation hole and then grouted around the pile to secure a predetermined support force.
타입 공법에 의한 파일 시공은 공기가 빠르고, 공사비가 저렴하며, 시공 후 파일 주면의 마찰력이 크게 확보되는 등의 장점이 있다. 하지만 타입 공법에 의한 파일은 파일의 선단이 지반의 최종 지지층에 도달하기 이전의 항타 작업 도중, 지반의 중간에 단단한 층이 존재할 경우, 큰 항타력이 소요되므로 파일이 손상될 우려가 있다. 이로 인해 목표한 최종 지지층까지 관입시키는 것이 곤란한 단점이 있다. 즉, 종래의 타입 공법에 의한 파일은 지지력을 극대화하는데 한계가 따를 수밖에 없다. 또한 상부구조물의 설계하중을 차질없이 완벽하게 지지하기 위해서는 필요이상 많은 수의 파일들이 소요되므로 파일의 자재비와 시공비가 높아지는 것이 불가피하고, 공기도 길어져 전체 공사비가 증가하는 요인으로 작용한다.The pile construction by the type construction method has advantages such as fast air, low construction cost, and large friction force of the pile main surface after construction. However, the pile method by the type construction method may cause damage to the pile because a large drag force is required when there is a hard layer in the middle of the ground during the driving operation before the tip of the pile reaches the final support layer of the ground. As a result, it is difficult to penetrate the target final support layer. That is, the pile by the conventional type method is bound to limit the maximum support capacity. Also, in order to perfectly support the design load of the upper structure without a hitch, a large number of piles are required more than necessary, so it is inevitable to increase the material cost and construction cost of the pile, and the air also becomes long, which contributes to the increase of the overall construction cost.
그리고 프리보링 공법에 의한 파일의 시공은, 지반에 단단한 층이 존재할 가능성이 높거나, 소음, 진동 등의 공해로 인해 항타 작업이 곤란한 경우, 또는 선단 지지력이 중요한 경우 유효한 공법이다. 프리보링 공법에 의한 파일 시공의 경우에는 파일이 설치되는 전체 깊이에 걸쳐 처음부터 끝까지 굴착하기 때문에 굴착량이 많을 뿐만 아니라, 무조건 선 굴착후 파일을 삽입하므로, 현장 여건상 지반의 지층변화가 심한 점을 고려할 때 공사비 낭비 요소가 매우 큰 문제점이 있다. 굴착시 지표부에서 지하수 등에 의한 공벽 붕괴가 발생할 우려가 높기 때문에 공벽 붕괴를 방지시키기 위한 케이싱을 설치해야 하는 등 별도의 조치가 필요하고, 굴착작업에 많은 시간이 소요됨으로써 공기가 길어진다.The construction of the pile by the pre-boring method is an effective method when there is a high possibility that a hard layer exists on the ground, or when driving is difficult due to pollution such as noise and vibration, or when tip support is important. In the case of pile construction by the pre-boring method, the pile is excavated from the beginning to the end over the entire depth where the pile is installed, and not only is there a large amount of excavation, but also the pile is inserted after the unconditional drilling. Considering this, the waste of construction cost is a very big problem. When drilling, there is a high possibility that the collapse of the wall due to groundwater, etc. in the surface area is required to take additional measures, such as to install a casing to prevent the collapse of the wall, and the excavation work takes a lot of time, the air is long.
또한 타입 공법과 프리보링 공법에 의한 파일 시공은 관입되는 파일 보다 목표하는 지지층이 깊은 경우, 파일 관입 작업 도중 이음 시공이 요구되나 이러한 이음 시공 작업으로 용접 방식은 작업시간이 많이 소요되고 난이도 있는 숙련성을 요구한다.In addition, pile construction by the type and pre-boring methods requires a joint construction during pile penetration work when the target support layer is deeper than the pile pile. However, the welding method requires a lot of time and difficulty in welding. Require.
또한 이와 같은 파일은 지반을 굴착하는 파일 시공 장치를 사용하여 시공하며, 이때 굴착 로드에 장착된 굴착 비트를 통해 지반을 굴착한 후 파일을 시공한다. 그러나 이러한 종래의 굴착 비트는 선단이나 후단이 모두 동일한 직경으로 굴착이 이루어져 시공되는 파일의 직경도 일정하다. 이에 따라 파일의 선단부의 지지력이 양호하지 못하여 연약지반의 보강을 효과적으로 할 수 없게 되는 문제점이 있다.In addition, such a pile is constructed using a pile construction device for excavating the ground, and at this time, the pile is constructed after excavating the ground through the excavation bit mounted on the excavating rod. However, such a conventional drilling bit is excavated by the same diameter in both the front end and the rear end is also a constant diameter of the pile is constructed. Accordingly, there is a problem in that the bearing capacity of the tip of the pile is not good and the reinforcement of the soft ground cannot be effectively performed.
따라서 본 발명의 목적은 파일의 내부를 통하여 굴진 중굴하여 파일을 시공할 수 있는 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a pile construction method using a variable drilling bit that can be dug through the inside of the pile to construct the pile.
본 발명의 다른 목적은 무용접 방식으로 종류가 서로 다른 파일을 복합적으로 서로 연결하여 시공할 수 있는 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a file construction method using a variable drilling bit that can be connected to each other in a complex combination of different types of files in a non-welding manner.
본 발명의 또 다른 목적은 굴착 비트로 굴착시 굴착공을 굴착 비트의 외경보다는 크게 확장하여 굴착할 수 있는 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 장치를 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a pile construction apparatus using a variable drilling bit that can be excavated by expanding the excavation hole larger than the outer diameter of the excavation bit when excavating with an excavation bit.
본 발명의 또 다른 목적은 굴착 로드의 회전 방향에 따라 안정적으로 가변 비트가 고정 비트의 회전 반경 밖으로 돌출되거나 회전 반경 안으로 들어오는 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 장치를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a pile construction apparatus using a variable drilling bit that protrudes out of the rotation radius of the fixed bit or enters the rotation radius stably according to the rotation direction of the drilling rod.
상기 목적을 달성하기 위하여, 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 방법으로, 지면에 수직 방향으로 배치된 크레인의 리더에 하부 오거 및 상부 오거가 설치된 파일 시공 장치를 파일을 시공할 위치로 투입하는 투입 단계; 상기 하부 오거에 하부 파일의 상단부를 결합하고, 상기 하부 오거 및 하부 파일에 삽입된 하부 굴착 로드의 상단부를 상기 하부 오거의 상부에 위치하는 상기 상부 오거에 결합하고, 상기 하부 파일의 하부로 돌출된 상기 하부 굴착 로드의 하단부에 상기 가변형 굴착 비트를 장착하는 장착 단계; 상기 가변형 굴착 비트가 상기 상부 오거로부터 구동력을 전달받아 정회전하면서 상기 가변형 굴착 비트의 가변 비트를 확장시켜 굴착하여 굴착공을 형성하고, 상기 하부 오거가 상기 굴착공에 상기 하부 파일을 압입하여 시공하는 하부 파일 시공 단계; 상기 하부 오거를 상기 하부 파일에서 분리하고, 상기 상부 오거를 상기 하부 굴착 로드에서 분리하는 하부 분리 단계; 중간 파일의 내부에 중간 굴착 로드가 삽입된 상태로 상기 하부 파일 상부로 위치시킨 상태에서, 상기 중간 굴착 로드의 하단부를 상기 하부 굴착 로드의 상단부에 결합하고, 상기 중간 파일의 하단부를 상기 하부 파일의 상단부에 결합하고, 상기 중간 파일의 상단부를 상기 하부 오거에 결합하고, 상기 중간 굴착 로드의 상단부를 상기 상부 오거에 결합하는 중간 파일 및 중간 굴착 로드 이음 단계; 상기 가변형 굴착 비트가 상기 상부 오거로부터 구동력을 전달받아 정회전하면서 상기 가변형 굴착 비트의 가변 비트를 확장시켜 굴착하여 굴착공을 형성하고, 상기 하부 오거가 상기 굴착공에 상기 중간 파일을 압입하여 시공하는 중간 파일 시공 단계; 상기 하부 오거를 상기 중간 파일에서 분리하고, 상기 상부 오거를 상기 중간 굴착 로드에서 분리하는 중간 분리 단계; 상부 파일의 내부에 상부 굴착 로드가 삽입된 상태로 상기 중간 파일 상부로 위치시킨 상태에서, 상기 상부 굴착 로드의 하단부를 상기 중간 굴착 로드의 상단부에 결합하고, 상기 상부 파일의 하단부를 상기 중간 파일의 상단부에 결합하고, 상기 상부 파일의 상단부를 상기 하부 오거에 결합하고, 상기 상부 굴착 로드의 상단부를 상기 상부 오거에 결합하는 상부 파일 및 상부 굴착 로드 이음 단계; 상기 가변형 굴착 비트가 상기 상부 오거로부터 구동력을 전달받아 정회전하면서 상기 가변형 굴착 비트의 가변 비트를 확장시켜 굴착하여 굴착공을 형성하고, 상기 하부 오거가 상기 굴착공에 상기 상부 파일을 압입하여 시공하는 상부 파일 시공 단계; 상기 가변형 굴착 비트가 분사 노즐을 통하여 시멘트 밀크를 상기 굴착공의 하단부의 내벽에 분사하여 그라우팅하는 그라우팅 단계; 상기 상부 오거가 상기 가변형 굴착 비트를 역회전시켜 상기 가변 비트를 축소시킨 후 상기 가변형 굴착 비트 및 상기 굴착 로드를 복수의 상기 파일을 통하여 인발하는 인발 단계; 및 상기 상부 파일에서 상기 하부 오거를 분리한 후 상기 상부 파일의 상부를 경타하여 상기 하부 파일의 하단부를 그라우팅된 상기 지지층에 안착시키는 경타 단계를 포함하는 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, in the pile construction method using a variable drilling bit, the step of putting the pile construction device provided with the lower auger and the upper auger in the leader of the crane disposed in the vertical direction on the ground to the position to install the pile; Coupling the upper end of the lower pile to the lower auger, the upper auger of the lower drilling rod inserted into the lower auger and the lower pile is coupled to the upper auger located above the lower auger, protruding to the lower portion of the lower pile Mounting the variable drilling bit at a lower end of the lower drilling rod; The variable drilling bit receives the driving force from the upper auger and rotates forward while expanding the variable bit of the variable drilling bit to form an excavation hole, and the lower auger presses the lower pile into the excavation hole to construct the lower portion. Pile construction step; A lower separation step of separating the lower auger from the lower pile and the upper auger from the lower drilling rod; In the state in which the intermediate drilling rod is inserted into the inside of the intermediate pile, and positioned above the lower pile, the lower end of the intermediate drilling rod is coupled to the upper end of the lower drilling rod, and the lower end of the intermediate pile is An intermediate pile and intermediate drilling rod joint step of coupling to an upper end, coupling an upper end of the intermediate pile to the lower auger, and coupling an upper end of the intermediate drilling rod to the upper auger; The variable drilling bit receives the driving force from the upper auger and rotates forward while expanding the variable bit of the variable drilling bit to form an excavation hole, and the lower auger presses the intermediate pile into the drilling hole to construct the intermediate hole. Pile construction step; An intermediate separation step of separating the lower auger from the intermediate pile and the upper auger from the intermediate drilling rod; In a state where the upper drilling rod is inserted into the upper pile in the upper pile, the lower end of the upper drilling rod is coupled to the upper end of the intermediate drilling rod, and the lower end of the upper pile is An upper pile and an upper drilling rod joint step of coupling to an upper end, coupling an upper end of the upper pile to the lower auger, and coupling an upper end of the upper drilling rod to the upper auger; The variable drilling bit receives a driving force from the upper auger and rotates forward while expanding the variable bit of the variable drilling bit to form an excavation hole, and the lower auger presses the upper pile into the excavation hole to construct the upper portion. Pile construction step; A grouting step in which the variable drilling bit grouts the cement milk through an injection nozzle to the inner wall of the lower end of the drilling hole; A drawing step of pulling the variable drilling bit and the drilling rod through the plurality of piles after the upper auger reverses the variable drilling bit to reduce the variable bit; And separating the lower auger from the upper pile, and then tilting the upper portion of the upper pile to mount the lower portion of the lower pile onto the grouted support layer.
본 발명에 따른 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 방법에 있어서, 상기 가변형 굴착 비트는 본체, 고정 비트, 복수의 분사 노즐 및 한 쌍의 가변 비트를 포함하는 파일 시공 장치용 가변형 굴착 비트를 제공한다. 상기 본체는 일측이 굴착 로드에 연결되며, 상기 굴착 로드로부터 회전력을 전달받아 회전한다. 상기 고정 비트는 상기 본체의 하단부에 설치된다. 상기 복수의 분사 노즐은 상기 고정 비트가 설치된 상기 본체의 부분에 설치되어 고압 공기, 고압수 또는 시멘트 밀크를 상기 본체의 외측면 밖으로 분사한다. 그리고 상기 한 쌍의 가변 비트는 상기 고정 비트가 설치된 부분보다는 위쪽의 상기 본체의 양쪽에 가변축을 매개로 설치되며, 상기 본체의 회전 방향에 따른 상기 가변축의 이동에 따라 상기 고정 비트의 회전 반경 밖으로 돌출되거나 상기 고정 비트의 회전 반경 안으로 들어온다.In the pile construction method using a variable drilling bit according to the present invention, the variable drilling bit provides a variable drilling bit for a pile construction device including a main body, a fixed bit, a plurality of injection nozzles and a pair of variable bits. One side of the main body is connected to the excavating rod, and rotates by receiving a rotational force from the excavating rod. The fixing bit is installed at the lower end of the main body. The plurality of spray nozzles are installed in a portion of the main body in which the fixing bit is installed to inject high pressure air, high pressure water or cement milk out of the outer surface of the main body. The pair of variable bits is provided on both sides of the main body above the portion where the fixed bit is installed via a variable shaft, and protrudes out of the rotation radius of the fixed bit according to the movement of the variable axis in the rotational direction of the main body. Or into the turning radius of the fixing bit.
본 발명에 따른 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 방법에 있어서, 상기 하부 파일, 중간 파일 및 상부 파일 시공 단계에서, 상기 가변형 굴착 비트는 상기 분사 노즐로 고압 공기, 고압수 또는 시멘트 밀크를 분사하면서 굴착할 수 있다.In the pile construction method using a variable drilling bit according to the present invention, in the lower pile, intermediate pile and upper pile construction step, the variable drilling bit is excavated while spraying high pressure air, high pressure water or cement milk to the injection nozzle Can be.
본 발명에 따른 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 방법에 있어서, 상기 상부 파일 및 상부 굴착 로드 이음 단계 이전에, 상기 중간 파일 및 중간 굴착 로드 이음 단계, 상기 중간 파일 시공 단계 및 상기 중간 분리 단계를 상기 하부 파일에 연결할 복수의 상기 중간 파일의 개수에 대응되게 반복하여 수행할 수 있다.In the pile construction method using a variable drilling bit according to the present invention, the intermediate pile and intermediate drilling rod joint step, the intermediate pile construction step and the intermediate separation step before the upper pile and the upper drilling rod joint step The operation may be repeatedly performed corresponding to the number of the plurality of intermediate files to be connected to the file.
본 발명에 따른 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 방법에 있어서, 상기 하부 파일 및 중간 파일로는 콘크리트 파일을 사용하고, 상기 상부 파일로는 스틸 파일을 사용할 수 있다.In the pile construction method using the variable drilling bit according to the present invention, a concrete pile may be used as the lower pile and the intermediate pile, and a steel pile may be used as the upper pile.
본 발명에 따른 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 방법에 있어서, 상기 하부 파일, 중간 파일 및 상부 파일의 양단부에는 연결 밴드가 형성되어 있다. 상기 하부 파일, 중간 파일 및 상부 파일의 서로 접하는 연결 밴드의 외측면을 복수의 접속 플레이트로 둘러싼 후 접속 볼트로 체결하여 연결할 수 있다.In the pile construction method using the variable drilling bit according to the present invention, connecting bands are formed at both ends of the lower pile, the intermediate pile and the upper pile. The outer side of the connection band of the lower pile, the intermediate pile and the upper pile which are in contact with each other may be surrounded by a plurality of connection plates, and then may be connected by fastening with a connection bolt.
그리고 본 발명에 따른 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 방법에 있어서, 상기 하부 파일 시공 단계 이전에 수행되는, 상기 가변형 굴착 비트는 상기 분사 노즐을 통하여 고압 공기를 분사하여 상기 분사 노즐의 상태를 확인하는 단계;를 더 포함할 수 있다.And in the pile construction method using the variable drilling bit according to the present invention, the variable drilling bit performed before the lower pile construction step injects high pressure air through the spray nozzle to check the state of the spray nozzle. It may further include;
본 발명에 따르면, 본체의 양쪽에 본체의 회전 방향에 따라 길이가 가변되는 한 쌍의 가변 비트가 설치되어 있기 때문에, 굴착시 굴착공을 굴착 비트의 외경보다는 크게 확장하여 굴착할 수 있다. 특히 본체에 한 쌍의 가변 비트가 가변축으로 연결되기 때문에, 안정적으로 본체 밖으로 돌출되거나 본체 안으로 들어올 수 있다. 이때 가변축이 설치되는 가이드 블록에 형성된 장공은 본체의 회전축의 중심에서 마주보는 양쪽에 동일 거리에, 본체의 회전축의 중심을 통과하는 중심선에 대해서 수직한 방향으로 형성되기 때문에, 장공에 설치된 가변축을 매개로 연결된 가변 비트가 본체의 회전 방향에 따라서 길이가 용이하게 가변될 수 있다.According to the present invention, since a pair of variable bits whose lengths are variable in accordance with the rotation direction of the main body is provided on both sides of the main body, the excavation hole can be expanded by digging larger than the outer diameter of the excavating bit. In particular, since a pair of variable bits are connected to the main body by a variable shaft, it can stably protrude out of the main body or enter into the main body. At this time, the long hole formed in the guide block in which the variable shaft is installed is formed in the direction perpendicular to the center line passing through the center of the rotating shaft of the main body at the same distance from both sides facing the center of the rotating shaft of the main body, so that The variable bits connected through the medium can be easily changed in length according to the rotation direction of the main body.
그리고 가변 비트와 고정 비트 사이의 본체 부분에, 고압 공기, 고압수, 시멘트 밀크를 분사하는 분사 노즐이 설치되어 있기 때문에, 가변 비트와 함께 고압수를 분사하면서 효과적인 확장 굴착을 수행할 수 있다.And since the injection nozzle which injects high pressure air, high pressure water, and cement milk is provided in the main-body part between a variable bit and a fixed bit, it is possible to perform an effective expansion excavation, spraying high pressure water with a variable bit.
또한 복수의 파일의 양단을 서로 연결할 때, 복수의 접속 플레이트 및 접속 볼트를 이용한 볼트 체결 방식을 이용하여 연결하기 때문에, 무용접 방식으로 종류가 서로 다른 파일을 복합적으로 서로 연결하여 시공할 수 있다. 특히 접속 플레이트와 볼트를 이용하여 파일을 연결하기 때문에, 조립성이 우수하고, 작업 공정을 간소화할 수 있다.In addition, when the two ends of the plurality of files are connected to each other, it is connected by using a bolt fastening method using a plurality of connecting plates and connecting bolts, it is possible to construct by connecting the files of different types in a non-welding manner. In particular, since the pile is connected using a connection plate and a bolt, the assembly is excellent and the work process can be simplified.
또한 본 발명에 따른 파일 시공은 파일의 내부를 통하여 파일과 함께 굴진 중굴하여 파일을 시공하기 때문에, 700mm 내지 1200mm의 대구경의 파일도 시공할 수 있을 뿐만 아니라 파일 시공의 공기와 공사비도 줄일 수 있다.In addition, the pile construction according to the present invention is to be dug with the pile through the inside of the pile to construct the pile, not only can construct a large diameter pile of 700mm to 1200mm, but also reduce the air and construction cost of pile construction.
또한 복수의 파일을 조합하여 시공할 때, 지반의 견고한 지지층에는 선단 지지력이 우수한 콘크리트 파일을 이용하여 시공하고, 휨모멘트, 축력 및 전단력이 크게 작용하는 지면에 근접하는 부분에는 스틸 파일을 시공함으로써, 기존 보다 적은 파일을 사용하면서 지반을 안정적으로 보강할 수 있다.In addition, when constructing a plurality of piles, construct a concrete pile with excellent tip support on the solid support layer of the ground, and construct a steel pile on the part close to the ground where the bending moment, axial force and shear force are largely applied. It can reliably reinforce the ground while using less files than the existing one.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이다.
도 3은 도 1의 가변형 굴착 비트를 보여주는 도면으로, 가변 비트가 축소된 상태를 보여주는 도면들이다.
도 4는 도 3의 저면도이다.
도 5는 도 1의 가변형 굴착 비트를 보여주는 도면으로, 가변 비트가 확대된 상태를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5의 저면도이다.
도 7은 도 1의 파일 간의 결합 상태를 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 방법에 따른 흐름도이다.
도 9 내지 도 21은 도 8의 파일 시공 방법에 따른 단계들을 보여주는 도면들이다.1 is a view showing a pile construction apparatus using a variable drilling bit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a portion A of FIG. 1.
FIG. 3 is a view illustrating a variable drilling bit of FIG. 1 and illustrating a state in which a variable bit is reduced.
4 is a bottom view of FIG. 3.
FIG. 5 is a view illustrating a variable drilling bit of FIG. 1 and illustrating an enlarged state of the variable bit. FIG.
6 is a bottom view of FIG. 5.
7 is an exploded perspective view illustrating a coupling state between the piles of FIG. 1.
8 is a flowchart illustrating a file construction method using a variable drilling bit according to an embodiment of the present invention.
9 to 21 are diagrams illustrating steps according to the file construction method of FIG. 8.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention. In the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the embodiment of the present invention will be described, it should be noted that the description of other parts will be omitted so as not to distract from the gist of the present invention.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
The terms or words used in the specification and claims described below should not be construed as being limited to the ordinary or dictionary meanings, and the inventors are appropriate to the concept of terms in order to explain their invention in the best way. It should be interpreted as meanings and concepts in accordance with the technical spirit of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only one preferred embodiment of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 장치를 보여주는 도면이다. 도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이다.1 is a view showing a pile construction apparatus using a variable drilling bit according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of a portion A of FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 파일 시공 장치(100)는 파일(19)의 내부를 통하여 가변형 굴착 비트(20)를 이용하여 굴진 중굴하여 파일(19)을 지중의 지지층에 시공하는 장치이다.1 and 2, in the embodiment of the present invention, the
본 실시예에 따른 파일 시공 장치(100)는 리더(11; leader)를 갖는 크레인(12; crane), 하부 오거(13; bottom auger), 상부 오거(15; top auger) 및 가변형 굴착 비트(20)를 포함하여 구성된다. 그 외 가변형 굴착 비트(20)로 고압 공기, 고압수 또는 시멘트 밀크를 제공하는 제공부를 더 포함할 수 있다.The
크레인(12)에는 일측으로 지면(71)에 수직한 방향으로 일정 높이의 리더(11)가 설치된다. 리더(11)는 하부 오거(13) 및 상부 오거(15)의 상하 이동을 안내한다. 예컨대 리더(11)로는 수직 길이가 30m인 리더가 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다.The
하부 오거(13)는 리더(11)에 설치되어 리더(11)를 따라 상하로 이동하며, 하부에 적어도 하나의 파일(19)이 체결된다. 즉 하부 오거(13)는 시공할 파일(19)이 연결되는 부분으로서, 가변형 굴착 비트(20)의 굴착에 따라 파일(19)을 굴착공(73) 아래로 이동시키는 기능을 수행한다. 이때 하부 오거(13)에는 모터가 설치되어 있으며, 그 모터의 구동에 따라 파일(19)을 일정 속도로 회전시키면서 형성된 굴착공(73)을 따라서 아래로 이동시킨다.The
상부 오거(15)는 하부 오거(13) 상부의 리더(11)에 설치되며, 리더(11)를 따라 상하로 이동한다. 상부 오거(15)는 하부에 하부 오거(13)에 결합된 파일(19)에 삽입되는 굴착 로드(17)가 체결된다. 상부 오거(15)는 체결된 굴착 로드(17)에 회전력을 전달하여 가변형 굴착 비트(20)를 구동시킨다. 이때 상부 오거(15)에는 모터가 설치되어 있으며, 그 모터의 구동에 따라 굴착 로드(17)를 정회전(반시계방향) 또는 역회전(시계방향)시키면서 파일(19) 시공을 수행한다.The
이때 하부 및 상부 오거(13,15)는 리더(11)를 따라서 이동할 때, 파일(19)을 굴착공(73)에 삽입할 때는 아래로 같이 이동하지만, 하부 및 상부 오거(13,15)는 서로 독립적으로 이동할 수 있다.At this time, when the lower and
굴착 로드(17)는 외주면에 스크루 날개(17d)가 길이 방향으로 나선형으로 형성되어 있기 때문에, 굴착시 발생되는 토사를 시공하는 파일(19)의 내부를 통하여 밖으로 배출시킨다.Since the
그리고 가변형 굴착 비트(20)는 파일(19)의 하부로 둘출된 굴착 로드(17)의 말단에 체결된다. 따라서 가변형 굴착 비트(20)는 굴착 로드(17)를 통하여 회전력을 전달받아 굴착 시공을 수행한다. 이때 가변형 굴착 비트(20)는 굴착 로드(17)를 통하여 전달되는 고압 공기, 고압수 또는 시멘트 밀크를 분사하면서 굴착 시공을 수행할 수 있다.And the
특히 가변형 굴착 비트(20)는 굴착 로드(17)의 회전 방향에 따라 회전 반경을 확대하거나 축소한다. 즉 파일 시공을 위해 굴착 로드(17)가 정회전할 때, 가변형 굴착 비트(20)는 파일(19)을 안정적으로 설치할 수 있도록 굴착 반경을 확대하여 굴착을 수행한다. 이때 가변형 굴착 비트(20)의 회전 반경은 파일(19)의 외경에 대응되게 확대될 수 있다. 그리고 굴착을 완료한 후 이후에는 굴착 로드(17)를 역회전시켜 가변형 굴착 비트(20)를 파일(19)의 회전 반경을 파일(19)의 내경보다는 좁게 형성한 후, 상부 오거(15)를 리더(11)를 따라 상승시켜 파일(19)의 내부를 통하여 파일(19) 밖으로 인발한다. 즉 가변형 굴착 비트(20)는 파일(19)의 내부를 통하여 외부로 인발할 수 있도록, 축소된 가변형 굴착 비트(20)의 크기는 파일(19)의 내부 홀의 크기보다는 작은 것을 사용하는 것이 바람직하다.In particular, the
이와 같인 본 실시예에 따른 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 장치는 파일의 내부를 통하여 파일과 함께 굴진 중굴하여 파일을 시공하기 때문에, 700mm 내지 1200mm의 대구경의 파일도 시공할 수 있을 뿐만 아니라, 파일 시공의 공기와 공사비도 줄일 수 있다.
Since the pile construction apparatus using the variable drilling bit according to the present embodiment as described above is piled by digging with the pile through the inside of the pile, the pile construction can not only construct a large diameter pile of 700 mm to 1200 mm, but also pile construction. It can also reduce air and construction costs.
이와 같은 본 실시예에 따른 가변형 굴착 비트(20)에 대해서 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 3 및 도 4는 도 1의 가변형 굴착 비트(20)를 보여주는 도면들로서, 가변 비트(60)가 축소된 상태를 보여주는 도면들이다. 그리고 도 5 및 도 6은 도 1의 가변형 굴착 비트(20)를 보여주는 도면들로서, 가변 비트(60)가 확대된 상태를 보여주는 도면들이다.This
가변형 굴착 비트(20)는 굴착 로드(도 2의 17)의 회전 방향에 따라 확대되거나 축소되는 가변 비트(60)를 포함하는 굴착 비트로서, 본체(30), 고정 비트(40), 분사 노즐(50) 및 한 쌍의 가변 비트(60)를 포함하여 구성된다.The
본체(30)는 일측이 굴착 로드(17)에 연결되며, 굴착 로드(17)로부터 회전력을 전달받아 회전한다. 이때 본체(30)는 일정 길이를 갖는 관 형상으로, 일측 즉, 상단부에 굴착 로드(17)가 연결되는 체결부(31)를 포함한다.The
고정 비트(40)는 본체(30)의 하단부에 설치된다. 이때 고정 비트(40)는 비트 날개(41) 및 복수의 비트(43)를 포함한다. 비트 날개(41)는 본체(30)의 외주면에 설치되며, 굴착 로드(17)의 스크루 날개(17d)의 나선 방향에 대응되게 형성된다. 복수의 비트(43)는 비트 날개(41)의 하단부에 설치된다. 이때 비트 날개(41)는 본체(30)의 외주면에 한 쌍이 설치될 수 있으며, 고정 비트(40)는 본체(30)의 회전에 따라 본체(30) 하부를 굴착한다.The fixing
분사 노즐(50)은 고정 비트(40)가 설치된 본체(30)의 부분에 설치되며, 고압 공기, 고압수 또는 시멘트 밀크를 본체(30)의 외측면 밖으로 분사한다. 이때 분사 노즐(50)은 본체(30)에 한 쌍이 설치될 수 있으며, 한 쌍의 비트 날개(41) 사이로 본체(30) 부분이 외부로 노출되는 부분에 설치될 수 있다. 한 쌍의 분사 노즐(50)은 본체(30)의 회전축을 중심으로 서로 반대되는 위치에 설치될 수 있다.The
그리고 한 쌍의 가변 비트(60)는 고정 비트(40)가 설치된 부분보다는 위쪽의 본체(30)의 양쪽에 가변축(63)을 매개로 설치된다. 한 쌍의 가변 비트(60)는 본체(30)의 회전 방향에 따른 가변축(63)의 이동에 따라 고정 비트(40)의 회전 반경 밖으로 돌출되거나 고정 비트(40)의 회전 반경 안으로 들어온다. 이때 한 쌍의 가변 비트(60)는 본체(30)의 양쪽에 본체(30)의 회전축을 중심으로 마주보면서 수평하게 이동하는 가변축(63)을 매개로 본체(30)에 설치될 수 있다.In addition, the pair of
본 실시예에 따른 한 쌍의 가변 비트(60)는 한 쌍의 비트 날개(61) 및 한 쌍의 가이드 블록(65)을 포함한다. 한 쌍의 비트 날개(61)는 일측에 가변축(63)이 결합될 수 있는 축 설치구멍이 형성되어 있으며, 하부에 복수의 비트(62)가 설치되어 있다. 한 쌍의 가이드 블록(65)은 본체(30)의 회전축의 중심에서 양쪽으로 연장되며, 비트 날개(61)의 일측이 삽입되어 가변축(63)을 매개로 회동 가능하게 설치되고, 고정 비트(40)의 회전 반경 내에 위치한다.The pair of
가이드 블록(65)은 한 쌍의 가이드 판(65a) 및 고정판(65b)을 포함한다. 한 쌍의 가이드 판(65a)은 본체(30)에서 외측으로 비트 날개(61)의 일측이 삽입될 수 있는 간격으로 이격되어 돌출되며, 삽입된 비트 날개(61)의 일측에 가변축(63)이 결합되는 장공(67)이 각각 형성되어 있다. 그리고 고정판(65b)은 한 쌍의 가이드 판(65a)의 일측을 서로 연결하며, 고정 비트(40)의 회전 반경 밖으로 돌출되는 비트 날개(61)의 위치를 구속한다. 이때 비트 날개(61)는 고정판(65b)의 외곽에 걸려 안정적으로 구속될 수 있도록, 복수의 비트(62)가 형성된 쪽의 반대쪽이 고정판(65b)의 외곽에 걸릴 수 있도록 뒤쪽으로 돌출되어 있다.The
이때 가이드 판(65a)의 장공(67)은 비트 날개(61)가 안정적으로 절첩될 수 있도록, 본체(30)의 회전축의 중심에서 마주보는 양쪽에 동일 거리에, 본체(30)의 회전축의 중심을 통과하는 중심선에 대해서 수직한 방향으로 중심선을 포함할 수 있도록 형성된다. 따라서 본체(30)의 회전 방향에 따라 장공(67)에 결합된 가변축(63)이 이동하면서 가변축(63)에 결합된 비트 날개(61)가 고정 비트(40)의 회전 반경 밖으로 돌출되거나 고정 비트(40)의 회전 반경 안으로 들어오게 된다.At this time, the
또한 장공(67)이 전술된 바와 같이 형성되기 때문에, 본체(30)가 정회전하여 비트 날개(61)가 펼쳐질 때 가이드 블록(65)의 고정판(65b)에 의해 구속되며, 본체(30)를 중심으로 양쪽으로 펼쳐진 비트 날개(61)는 본체(30)의 회전축을 중심으로 서로 180도를 이룰 수 있도록 펼쳐진다.In addition, since the
그리고 비트 날개(61)에 형성된 복수의 비트(62)는 본체(30)가 역회전하여 가이드 블록(65)에 절첩되는 과정에서 기계적인 간섭이 발생되는 것을 방지하기 위해서, 비트 날개(61)가 가이드 블록(65) 안으로 삽입된 상태일 때, 복수의 비트(62)는 가이드 블록(65) 밖으로 노출되는 비트 날개(61) 부분에 형성된다.
In addition, the plurality of
이와 같은 본 실시예에 따른 가변형 굴착 비트(20)의 역회전 및 정회전에 따른 작동 관계를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation relationship according to the reverse rotation and forward rotation of the
먼저 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 굴착 로드(17)에 연결된 본체(30)가 역회전하면 가변 비트(60)는 고정 비트(40)의 회전 반경 안으로 이동한다. 즉 예컨대 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 가변 비트(60)가 고정 비트(40)의 회전 반경 밖으로 돌출된 상태에서 역회전을 시작하면, 가변 비트(60)는 관성에 의해 역회전 방향에 반대 방향으로 가변축(63)을 회전축으로 회전한다. 이로 인해 가변 비트(60)는 가이드 블록(65)의 고정판(65b)에서 이격되어 한 쌍의 가이드 판(65a) 사이의 홈을 따라서 이동하여 고정 비트(40)의 회전 반경 안으로 이동하게 된다. 즉 가변 비트(60)는 본체(30)의 회전 방향과 반대인 정방향으로 회전하여 본체(30) 쪽으로 이동한다.First, as shown in FIGS. 2 to 4, when the
이때 가변형 굴착 비트(20)를 파일(19)의 내부를 통하여 인발할 수 있도록, 고정 비트(40)의 회전 반경은 파일(19)의 내경(R1)보다는 작다. 물론 접혀진 상태의 가변 비트(60)의 회전 반경 또한 파일(19)의 내경(R1)보다는 작다.At this time, the turning radius of the fixing
다음으로 도 2, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 굴착 로드(17)에 연결된 본체(30)가 정회전하면 가변 비트(60)는 고정 비트(40)의 회전 반경 밖으로 이동한다. 즉 예컨대 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 가변 비트(60)가 고정 비트(40)의 회전 반경 안에 위치한 상태에서 정회전을 시작하면, 가변 비트(60)는 관성에 의해 정회전 방향에 반대 방향으로 가변축(63)을 회전축으로 회전한다. 이로 인해 가변 비트(60)는 본체(30)쪽에서 한 쌍의 가이드 판(65a) 사이의 홈을 따라서 이동하여 고정판(65b)으로 밀착되며, 고정 비트(40)의 회전 반경 밖으로 이동하게 된다. 즉 가변 비트(60)는 본체(30)의 회전 방향과 반대인 역방향으로 회전하여 고정 비트의(40) 회전 반경 밖으로 이동한다.Next, as shown in FIGS. 2, 5 and 6, when the
이때 가변형 굴착 비트(20)는 파일(19)의 외경(R2)보다는 크게 굴착공(73)을 형성할 수 있도록, 가변 비트(60)의 회전 반경은 파일(19)의 외경보다는 큰 외경을 갖는다.In this case, the
한편 굴착공(73)에 시공되는 파일(19)은, 도 21에 도시된 바와 같이, 하부 파일(19a), 중간 파일(19b) 및 상부 파일(19c)을 포함한다. 하부 파일(19a) 및 중간 파일(19b)로는 콘크리트 파일이 사용되고, 상부 파일(19c)로는 스틸 파일이 사용될 수 있다. 이와 같이 복수의 파일(19)을 조합하여 시공하는 이유는, 지반의 견고한 지지층에는 선단 지지력이 우수한 콘크리트 파일을 이용하여 시공하고, 휨모멘트, 축력 및 전단력이 크게 작용하는 지면에 근접하는 부분에는 스틸 파일을 시공함으로써, 기존 보다 적은 파일을 사용하면서 지반을 안정적으로 보강할 수 있기 때문이다.Meanwhile, the
또한 복수의 파일(19)의 양단을 서로 연결할 때, 도 7에 도시된 바와 같이, 접속 플레이트(12)를 이용한 볼트 체결 방식을 이용하기 때문에, 무용접 방식으로 종류가 서로 다른 파일(19a,19b)을 복합적으로 서로 연결하여 시공할 수 있다. 즉 하부 파일(19a), 중간 파일(19b) 및 상부 파일의 양단부에는 하부 연결 밴드(18) 및 상부 연결 밴드(16)가 형성되어 있다. 하부 파일(19a), 중간 파일(19b) 및 상부 파일의 서로 접하는 하부 및 상부 연결 밴드(16,18)의 외측면을 복수의 접속 플레이트(12)를 둘러싼 후 접속 볼트(14)로 체결하여 연결할 수 있다. 예컨대 도 7에서는 하부 파일(19a)의 상부 연결 밴드(16)와 중간 파일(19b)의 하부 연결 밴드(18)를 복수의 접속 플레이트(12) 및 접속 볼트(14)로 체결하여 연결한 상태를 도시하였다. 이와 같이 복수의 파일(19a,19b)을 접속 플레이트(12) 및 접속 볼트(14)를 이용하여 무용접 방식으로 연결하기 때문에, 조립성이 우수하고, 작업 공정을 간소화할 수 있다.In addition, when connecting both ends of the plurality of
한편 하부 오거(13)에 파일(19)의 상단부를 결합할 때도, 파일(19)을 연결할 때와 같이 접속 플레이트(12) 및 접속 볼트(14)를 이용할 수 있다. 이때 하부 오거(13)에 직접 파일(19)의 상단부를 결합할 수도 있지만, 조인트를 매개로 하부 오거(13)에 파일(19)을 결합할 수 있다. 이 경우 조인트와 파일(19)의 상부 연결 밴드(16)가 접속 플레이트(12) 및 접속 볼트(14)를 이용하여 연결된다.
On the other hand, when coupling the upper end of the
이와 같은 본 실시예에 따른 가변형 굴착 비트(20)를 이용한 파일 시공 방법을 도 1 내지 도 20을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 가변형 굴착 비트(20)를 이용한 파일 시공 방법에 따른 흐름도이다. 도 9 내지 도 20은 도 8의 파일 시공 방법에 따른 단계들을 보여주는 도면들이다.The file construction method using the
먼저 도 1에 도시된 바와 같이, S81단계에서 파일(19)을 시공할 곳으로 본 실시예에 따른 파일 시공 장치(100)를 투입하는 단계로부터 시작한다. 즉 리더(11)에 하부 오거(13) 및 상부 오거(15)가 설치된 크레인(12)을 파일(19)을 시공할 위치로 이동시킨다. 아울러 복수의 굴착 로드(17), 가변형 굴착 비트(20), 가변형 굴착 비트(20)로 고압 공기, 고압수 또는 시멘트 밀크를 제공하는 제공부를 투입한다.First, as shown in FIG. 1, the process starts with the step of putting the
이어서 S82단계에서 파일 시공 장치(100)로 시공할 복수의 파일(19)을 반입한다. 이때 복수의 파일(19)은 복수의 콘크리트 파일과 스틸 파일을 포함한다. 도 21에 도시된 바와 같이, 시공될 복수의 파일(19) 중 맨 아래쪽에 위치하는 파일을 하부 파일(19a), 지면(71)에 근접하는 위치하는 파일을 상부 파일(19c), 그리고 하부 파일(19a)과 상부 파일(19c)을 서로 연결하는 파일을 중간 파일(19b)이라 한다. 파일(19)이 시공되는 깊이에 따라 적어도 하나의 파일(19)이 사용될 수 있다. 하부 및 중간 파일(19a,19b)로는 콘크리트 파일이 사용되고, 상부 파일(19c)로는 스틸 파일이 사용될 수 있다. 여기서 콘크리트 파일로는 PHC(Prestressed spun High strength Concrete Pile)가 사용될 수 있다.Subsequently, a plurality of
다음으로 도 1 및 도 9에 도시된 바와 같이, S83단계에서 파일 시공 장치(100)에 가변형 굴착 비트(20), 하부 굴착 로드(17a) 및 하부 파일(19a)을 장착한다. 즉 하부 오거(13)에 하부 파일(19a)의 상단부를 결합한다. 하부 오거(13) 및 하부 파일(19a)에 삽입된 하부 굴착 로드(17a)의 상단부를 하부 오거(13)의 상부에 위치하는 상부 오거(15)에 결합한다. 하부 파일(19a)의 하부로 돌출된 하부 굴착 로드(17a)의 하단부에 가변형 굴착 비트(20)를 장착한다.1 and 9, in step S83, the
예컨대 하부 파일(19a) 및 하부 굴착 로드(17a)가 하부 오거(13) 및 상부 오거(15)에 설치될 때, 보조 크레인을 이용하여 하부 파일(19a)에 하부 굴착 로드(17a)가 삽입된 상태로 인양되어 하부 오거(13) 아래로 이동할 수 있다. 이와 같이 이동된 상태에서, 하부 오거(13)에 하부 파일(19a)의 상단부가 결합된다. 하부 오거(13)를 통하여 상부 오거(15)를 향하여 돌출된 하부 굴착 로드(17a)의 상단부는 상부 오거(15)에 결합된다. 그리고 하부 파일(19a)의 하부로 돌출된 하부 굴착 로드(17a)에 가변형 굴착 비트(20)를 장착한다.For example, when the
다음으로 도 9 내지 도 12에 도시된 바와 같이, S84단계에서 가변형 굴착 비트(20)를 정회전으로 가변 비트(60)를 확장시켜 굴착하고 하부 파일(19a)을 압입한다. 즉 가변형 굴착 비트(20)가 상부 오거로부터 구동력을 전달받아 정회전을 시작하면서 아래로 이동하면, 고정 비트(40)에 의한 지면(71)에 대한 굴착이 시작된다. 아울러 가변 비트(60)는 고정 비트(40) 밖으로 돌출되어 고정 비트(40)에 의해 형성될 굴착공(73)의 크기를 확대시킨다. 그리고 하부 오거가 굴착공(73)에 하부 파일(19a)을 압입하여 시공한다.Next, as shown in FIGS. 9 to 12, in operation S84, the
이때 S84단계에서 가변형 굴착 비트(20)는 분사 노즐(50)을 통하여 고압 공기, 고압수 또는 시멘트 밀크를 분사할 수 있다. 예컨대 고압 공기 또는 고압수를 굴착공(73)의 내벽에 분사하여 지반을 교란함으로써, 가변 비트(60)에 의해 굴착공(73)의 확대를 용이하게 할 수 있다. 이때 분사 노즐(50)로 분사되는 고압 공기 또는 고압수의 분사 세기는 토질과 굴착공(73)의 확장 크기를 고려하여 결정된다. 분사 세기는 30 내지 100kg/cm2 사이에서 결정될 수 있다.At this time, the
또는 시멘트 밀크를 분사하여 굴착공(73)의 대상지반을 균일하게 개량시켜 반영구적인 차수벽을 형성하거나, 연약지반을 보강할 수 있다.Alternatively, the cement ground may be sprayed to uniformly improve the target ground of the
그리고 하부 오거는 하부 파일(19a)을 굴착공(73)에 용이하게 압입할 수 있도록, 하부 파일(19a)을 정회전시키면서 굴착공(73)에 압입할 수 있다.The lower auger may be press-fitted into the
한편 S84단계를 수행하기 이전에, 가변형 굴착 비트(20)는 분사 노즐(50)을 통하여 고압공기를 분사시켜 분사 노즐(50)의 상태를 확인하는 단계를 수행할 수 있다. 즉 실제 굴착 및 파일 시공을 하기 전에 가변형 굴착 비트(20)의 상태를 확인하기 위해서, 분사 노즐(50)을 통하여 고압공기를 분사시켜 분사 노즐(50)의 상태를 확인할 수 있다. 또한 가변형 굴착 비트(20)를 정회전 또는 역회전시키면서, 상부 오거에서 가변형 굴착 비트(20)로 구동력이 정확히 전달되어 고정 비트(40) 및 가변 비트(60)가 정상적으로 동작하는 지를 확인할 수 있다.On the other hand, before performing step S84, the
다음으로 S85단계에서 하부 오거를 하부 파일(19a)에서 분리하고, 상부 오거를 하부 굴착 로드(17a)에서 분리한다. 즉 하부 파일(19a)의 시공을 완료한 이후에, 중간 파일(19b)을 연결하여 시공하기 위해서, 하부 오거를 하부 파일(19a)에서 분리한 후 리더를 따라 상승시킨다. 또한 상부 오거를 하부 굴착 로드(17a)에서 분리한 후 리더를 따라 상승시킨다. 이때 하부 파일(19a)과 하부 오거 사이에 중간 파일(19b) 및 중간 굴착 로드(17b)를 개재하여 연결할 수 있도록, 하부 파일(19a)에 대한 하부 오거의 위치는 중간 파일(19b) 및 중간 굴착 로드(17b)의 길이 보다는 높은 위치이다. 통상적으로 중간 굴착 로드(17b)의 길이가 중간 파일(19b)의 길이보다 길기 때문에, 하부 파일(19a)에 대한 하부 오거는 중간 굴착 로드(17b)의 길이보다는 높은 곳에 위치시킨다.Next, in step S85, the lower auger is separated from the
다음으로 도 13에 도시된 바와 같이, S86 단계에서 하부 굴착 로드(17a)의 상단부에 중간 굴착 로드(17b)를 연결한다. 이어서 도 7 및 도 13에 도시된 바와 같이, S87단계에서 접속 플레이트(12)로 하부 파일(19a)에 중간 파일(19b)을 연결한다. 즉 보조 크레인을 이용하여 중간 파일(19b)의 내부에 중간 굴착 로드(17b)가 삽입된 상태에서 하부 파일(19a) 상부로 위치시킨다. 중간 굴착 로드(17b)의 하단부를 하부 굴착 로드(17a)의 상단부에 결합한다. 중간 파일(19b)의 하부 연결 밴드(18)를 하부 파일(19a)의 상부 연결 밴드(16) 위에 정렬한 상태에서 복수의 접속 플레이트(12) 및 접속 볼트(14)를 이용하여 체결한다. 중간 파일(19b)의 상단부를 하부 오거에 결합하고, 중간 굴착 로드(17b)의 상단부를 상부 오거에 결합한다.Next, as shown in FIG. 13, the
다음으로 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, S88단계에서 가변형 굴착 비트(20)를 정회전으로 확장시켜 굴착하고 중간 파일(19b)을 압입한다. 이때 S88단계에 따른 중간 파일(19b)의 시공은 S84단계에 따른 상부 파일(19a)의 시공과 동일한 방식으로 수행되기 때문에 상세한 설명은 생략한다.Next, as shown in FIGS. 14 and 15, in operation S88, the
다음으로 S89단계에서 하부 오거를 중간 파일(19b)에서 분리하고, 상부 오거를 중간 굴착 로드(17b)에서 분리한다. 이때 S89단계는 S85단계와 동일한 방식으로 수행되기 때문에 상세한 설명은 생략한다. 이때 중간 파일(19b)과 하부 오거 사이에 상부 파일(19c) 및 상부 굴착 로드(17c)를 개재하여 연결할 수 있도록, 중간 파일(19b)에 대한 하부 오거의 위치는 상부 파일(19c) 및 상부 굴착 로드(17c)의 길이 보다는 높은 위치이다.Next, in step S89, the lower auger is separated from the
다음으로 도 16에 도시된 바와 같이, S90단계에서 상부 굴착 로드(17c)를 중간 굴착 로드(17b)에 연결한다. 이때 S90단계는 S86단계와 동일한 방식으로 수행되기 때문에 상세한 설명은 생략한다.Next, as shown in FIG. 16, in operation S90, the
다음으로 도 16에 도시된 바와 같이, S91단계에서 접속 플레이트로 중간 파일(19b)에 상부 파일(19c)을 연결한다. 이때 S91단계는 S87단계와 동일한 방식으로 수행되기 때문에 상세한 설명은 생략한다.Next, as shown in FIG. 16, in operation S91, the
다음으로 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, S92단계에서 가변형 굴착 비트(20)를 정회전으로 확장시켜 굴착하고 상부 파일(19c)을 압입한다. 이때 S92단계는 S88단계와 동일한 방식으로 수행되기 때문에 상세한 설명은 생략한다. 하부 파일(19a)의 하단부는 지지층(75) 부분에 형성된 굴착공(73)의 선단부에 삽입된다.Next, as shown in FIG. 17 and FIG. 18, in operation S92, the
다음으로 도 18에 도시된 바와 같이, S93단계에서 가변형 굴착 비트(20)가 분사 노즐(50)을 통하여 시멘트 밀크(97)를 분사하여 굴착공(73)의 하단부를 그라우팅한다. 즉 상부 파일(19c)까지 시공을 완료한 이후에, 지지층(75)에 대한 복수의 파일(19a,19b,19c)의 지지력을 확보하기 위해서 그라우팅을 수행한다.Next, as shown in FIG. 18, in step S93, the
이어서 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, S94단계에서 가변형 굴착 비트(20)를 역회전으로 축소시킨 후 가변형 굴착 비트(20), 굴착 로드(17a,17b,17c)를 인발한 후 해체한다.Subsequently, as shown in FIGS. 19 and 20, in operation S94, the
즉 도 3, 도 4 및 도 19에 도시된 바와 같이, 가변형 굴착 비트(20)가 상부 오거로부터 구동력을 전달받아 역회전을 시작하면, 즉 가변 비트(60)가 고정 비트(40)의 회전 반경 밖으로 돌출된 상태에서 역회전을 시작하면, 가변 비트(60)는 관성에 의해 역회전 방향에 반대 방향으로 가변축(63)을 회전축으로 회전한다. 이로 인해 가변 비트(60)는 가이드 블록(65)의 고정판(65b)에서 이격되어 한 쌍의 가이드 판(65a) 사이의 홈을 따라서 이동하여 고정 비트(40)의 회전 반경 안으로 이동하게 된다. 즉 가변 비트(60)는 본체(30)의 회전 방향과 반대인 정방향으로 회전하여 본체(30) 쪽으로 이동한다. 따라서 가변형 굴착 비트(20)를 파일(19a,19b,19c)의 내부를 통하여 인발할 수 있다. 물론 고정 비트(40)의 회전 반경은 파일(19)의 내경(R1)보다는 작다. 물론 접혀진 상태의 가변 비트(60)의 회전 반경 또한 파일(19)의 내경(R1)보다는 작다.3, 4 and 19, when the
다음으로 도 20에 도시된 바와 같이, 상부 오거가 리더를 따라서 상승하면, 복수의 파일(19a,19b,19c)의 내부를 통하여 가변형 굴착 비트(20) 및 복수의 굴착 로드(17a,17b,17c)가 복수의 파일(19a,19b,19c)로부터 인발된다.Next, as shown in FIG. 20, when the upper auger rises along the leader, the
이어서 상부 오거에서 가변형 굴착 비트(20) 및 복수의 굴착 로드(17a,17b,17c)를 해체한다. 아울러 하부 오거를 상부 파일(19c)에서 분리한다. 이때 상부 파일(19c)의 상부는 지면(71)에서 일정 높이로 돌출된 상태를 갖는다.The
그리고 S95단계에서 상부 파일(19c)을 경타하여 파일 시공을 완료한다. 즉 지면(71)에서 돌출된 상부 파일(19c)의 상부를 유압 헤머로 경타하여 그라우팅된 굴착공(73)이 형성된 지지층(75)에 하부 파일(19a)의 하단부를 안착시킨다.Then, in step S95, the construction of the pile is completed by beating the
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 한편 본 실시예에서는 건축 현장의 지면에 파일을 시공하는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 육상교량, 고층건축물, 플랜트, 항만 등 대구경의 파일 시공이 필요한 곳에 적용할 수 있다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the specification and drawings are merely presented specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. In addition to the embodiments disclosed herein, it is apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention may be implemented. On the other hand, the present embodiment discloses an example of constructing a pile on the ground of a building site, but is not limited thereto. For example, it can be applied to places where large-diameter pile construction is required, such as land bridges, high-rise buildings, plants, and ports.
11 : 리더 12 : 접속 플레이트
13 : 하부 오거 14 : 접속 볼트
15 : 상부 오거 16 : 상부 연결 밴드
17 : 굴착 로드 17a : 하부 굴착 로드
17b : 중간 굴착 로드 17c : 상부 굴착 로드
17d : 스크루 날개 18 : 하부 연결 밴드
19 : 파일 19a : 하부 파일
19b : 중간 파일 19c : 상부 파일
20 : 가변형 굴착 비트 30 : 본체
31 : 체결부 40 : 고정 비트
41 : 비트 날개 43 : 비트
50 : 분사 노즐 60 : 가변 비트
61 : 비트 날개 62 : 비트
63 : 가변축 65 : 가이드 블록
65a : 가이드 판 65b : 고정판
67 : 장공 71 : 지면
73 : 굴착공 75 : 지지층
97 : 시멘트 밀크 100 : 파일 시공 장치11: reader 12: connection plate
13: lower auger 14: connection bolt
15: upper auger 16: upper connection band
17:
17b:
17d: screw wing 18: lower connection band
19:
19b:
20: variable drilling bit 30: the main body
31: fastening portion 40: fixed bit
41: Beat Wings 43: Beat
50: injection nozzle 60: variable bit
61: Beat Wings 62: Beat
63: variable axis 65: guide block
65a: guide
67: Long Hole 71: Ground
73: excavation hole 75: support layer
97: cement milk 100: file construction device
Claims (7)
지면에 수직 방향으로 배치된 크레인의 리더에 하부 오거 및 상부 오거가 설치된 파일 시공 장치를 파일을 시공할 위치로 투입하는 투입 단계;
상기 하부 오거에 하부 파일의 상단부를 결합하고, 상기 하부 오거 및 하부 파일에 삽입된 하부 굴착 로드의 상단부를 상기 하부 오거의 상부에 위치하는 상기 상부 오거에 결합하고, 상기 하부 파일의 하부로 돌출된 상기 하부 굴착 로드의 하단부에 상기 가변형 굴착 비트를 장착하는 장착 단계;
상기 가변형 굴착 비트가 상기 상부 오거로부터 구동력을 전달받아 정회전하면서 상기 가변형 굴착 비트의 가변 비트를 확장시켜 굴착하여 굴착공을 형성하고, 상기 하부 오거가 상기 굴착공에 상기 하부 파일을 압입하여 시공하는 하부 파일 시공 단계;
상기 하부 오거를 상기 하부 파일에서 분리하고, 상기 상부 오거를 상기 하부 굴착 로드에서 분리하는 하부 분리 단계;
중간 파일의 내부에 중간 굴착 로드가 삽입된 상태로 상기 하부 파일 상부로 위치시킨 상태에서, 상기 중간 굴착 로드의 하단부를 상기 하부 굴착 로드의 상단부에 결합하고, 상기 중간 파일의 하단부를 상기 하부 파일의 상단부에 결합하고, 상기 중간 파일의 상단부를 상기 하부 오거에 결합하고, 상기 중간 굴착 로드의 상단부를 상기 상부 오거에 결합하는 중간 파일 및 중간 굴착 로드 이음 단계;
상기 가변형 굴착 비트가 상기 상부 오거로부터 구동력을 전달받아 정회전하면서 상기 가변형 굴착 비트의 가변 비트를 확장시켜 굴착하여 굴착공을 형성하고, 상기 하부 오거가 상기 굴착공에 상기 중간 파일을 압입하여 시공하는 중간 파일 시공 단계;
상기 하부 오거를 상기 중간 파일에서 분리하고, 상기 상부 오거를 상기 중간 굴착 로드에서 분리하는 중간 분리 단계;
상부 파일의 내부에 상부 굴착 로드가 삽입된 상태로 상기 중간 파일 상부로 위치시킨 상태에서, 상기 상부 굴착 로드의 하단부를 상기 중간 굴착 로드의 상단부에 결합하고, 상기 상부 파일의 하단부를 상기 중간 파일의 상단부에 결합하고, 상기 상부 파일의 상단부를 상기 하부 오거에 결합하고, 상기 상부 굴착 로드의 상단부를 상기 상부 오거에 결합하는 상부 파일 및 상부 굴착 로드 이음 단계;
상기 가변형 굴착 비트가 상기 상부 오거로부터 구동력을 전달받아 정회전하면서 상기 가변형 굴착 비트의 가변 비트를 확장시켜 굴착하여 굴착공을 형성하고, 상기 하부 오거가 상기 굴착공에 상기 상부 파일을 압입하여 시공하는 상부 파일 시공 단계;
상기 가변형 굴착 비트가 분사 노즐을 통하여 시멘트 밀크를 상기 굴착공의 하단부의 내벽에 분사하여 그라우팅하는 그라우팅 단계;
상기 상부 오거가 상기 가변형 굴착 비트를 역회전시켜 상기 가변 비트를 축소시킨 후 상기 가변형 굴착 비트 및 상기 굴착 로드를 복수의 상기 파일을 통하여 인발하는 인발 단계;
상기 상부 파일에서 상기 하부 오거를 분리한 후 상기 상부 파일의 상부를 경타하여 상기 하부 파일의 하단부를 그라우팅된 지지층에 안착시키는 경타 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 방법.File construction method using a variable drilling bit,
An input step of inserting a pile construction device provided with a lower auger and an upper auger into a position where a pile is to be constructed, to a leader of a crane arranged perpendicular to the ground;
Coupling the upper end of the lower pile to the lower auger, the upper auger of the lower drilling rod inserted into the lower auger and the lower pile is coupled to the upper auger located above the lower auger, protruding to the lower portion of the lower pile Mounting the variable drilling bit at a lower end of the lower drilling rod;
The variable drilling bit receives the driving force from the upper auger and rotates forward while expanding the variable bit of the variable drilling bit to form an excavation hole, and the lower auger presses the lower pile into the excavation hole to construct the lower portion. Pile construction step;
A lower separation step of separating the lower auger from the lower pile and the upper auger from the lower drilling rod;
In the state in which the intermediate drilling rod is inserted into the inside of the intermediate pile, and positioned above the lower pile, the lower end of the intermediate drilling rod is coupled to the upper end of the lower drilling rod, and the lower end of the intermediate pile is An intermediate pile and intermediate drilling rod joint step of coupling to an upper end, coupling an upper end of the intermediate pile to the lower auger, and coupling an upper end of the intermediate drilling rod to the upper auger;
The variable drilling bit receives the driving force from the upper auger and rotates forward while expanding the variable bit of the variable drilling bit to form an excavation hole, and the lower auger presses the intermediate pile into the drilling hole to construct Pile construction step;
An intermediate separation step of separating the lower auger from the intermediate pile and the upper auger from the intermediate drilling rod;
In a state where the upper drilling rod is inserted into the upper pile in the upper pile, the lower end of the upper drilling rod is coupled to the upper end of the intermediate drilling rod, and the lower end of the upper pile is An upper pile and an upper drilling rod joint step of coupling to an upper end, coupling an upper end of the upper pile to the lower auger, and coupling an upper end of the upper drilling rod to the upper auger;
The variable drilling bit receives the driving force from the upper auger and rotates forward while expanding the variable bit of the variable drilling bit to form an excavation hole, and the lower auger presses the upper pile into the drilling hole to construct Pile construction step;
A grouting step in which the variable drilling bit grouts the cement milk through an injection nozzle to the inner wall of the lower end of the drilling hole;
A drawing step of pulling the variable drilling bit and the drilling rod through the plurality of piles after the upper auger reverses the variable drilling bit to reduce the variable bit;
Separating the lower auger from the upper pile and beating the upper portion of the upper pile to put the lower portion of the lower pile on the grouted support layer;
File construction method using a variable drilling bit characterized in that it comprises a.
일측이 굴착 로드에 연결되며, 상기 굴착 로드로부터 회전력을 전달받아 회전하는 본체;
상기 본체의 하단부에 설치된 고정 비트;
상기 고정 비트가 설치된 상기 본체의 부분에 설치되어 고압 공기, 고압수 또는 시멘트 밀크를 상기 본체의 외측면 밖으로 분사하는 복수의 분사 노즐;
상기 고정 비트가 설치된 부분보다는 위쪽의 상기 본체의 양쪽에 가변축을 매개로 설치되며, 상기 본체의 회전 방향에 따른 상기 가변축의 이동에 따라 상기 고정 비트의 회전 반경 밖으로 돌출되거나 상기 고정 비트의 회전 반경 안으로 들어오는 한 쌍의 가변 비트;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 방법.The method of claim 1, wherein the variable drilling bit,
One side is connected to the excavating rod, the main body to rotate to receive a rotation force from the excavating rod;
A fixed bit installed at a lower end of the main body;
A plurality of injection nozzles installed in a portion of the main body in which the fixing bit is installed, for injecting high pressure air, high pressure water or cement milk out of the outer surface of the main body;
It is installed on both sides of the main body above the portion where the fixing bit is installed via a variable shaft, and protrudes out of the rotation radius of the fixing bit or into the rotation radius of the fixing bit according to the movement of the variable shaft in the rotational direction of the main body. Incoming pairs of variable bits;
File construction method using a variable drilling bit characterized in that it comprises a.
상기 가변형 굴착 비트는 상기 분사 노즐로 고압 공기, 고압수 또는 시멘트 밀크를 분사하면서 굴착하는 것을 특징으로 하는 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 방법.According to claim 2, In the lower pile, intermediate pile and upper pile construction step,
The variable drilling bit is a pile construction method using a variable drilling bit, characterized in that the excavation while spraying high pressure air, high pressure water or cement milk to the injection nozzle.
상기 중간 파일 및 중간 굴착 로드 이음 단계, 상기 중간 파일 시공 단계 및 상기 중간 분리 단계를 상기 하부 파일에 연결할 복수의 상기 중간 파일의 개수에 대응되게 반복하여 수행하는 것을 특징으로 하는 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 방법.The method of claim 2, wherein before the upper pile and upper drilling rod jointing step,
File using a variable drilling bit, characterized in that for repeating the intermediate pile and intermediate drilling rod coupling step, the intermediate pile construction step and the intermediate separation step corresponding to the number of the plurality of intermediate piles to be connected to the lower pile Construction method.
상기 하부 파일 및 중간 파일은 콘크리트 파일이고, 상기 상부 파일은 스틸 파일인 것을 특징으로 하는 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 방법.The method of claim 2,
The lower pile and the intermediate pile are concrete piles, and the upper pile is a pile pile method, characterized in that the steel pile.
상기 하부 파일, 중간 파일 및 상부 파일의 양단부에는 연결 밴드가 형성되어 있으며,
상기 하부 파일, 중간 파일 및 상부 파일의 서로 접하는 연결 밴드의 외측면을 복수의 접속 플레이트로 둘러싼 후 접속 볼트로 체결하여 연결하는 것을 특징으로 하는 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 방법.The method of claim 2,
Connection bands are formed at both ends of the lower pile, the middle pile and the upper pile,
Method for constructing a pile using a variable drilling bit, characterized in that the outer side of the connection band of the lower pile, the intermediate pile and the upper pile in contact with each other surrounded by a plurality of connecting plates and fastened by connecting bolts.
상기 가변형 굴착 비트는 상기 분사 노즐을 통하여 고압 공기를 분사하여 상기 분사 노즐의 상태를 확인하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 굴착 비트를 이용한 파일 시공 방법.According to claim 2, which is performed before the lower pile construction step,
The variable drilling bit is a step of injecting high pressure air through the injection nozzle to check the state of the injection nozzle;
File construction method using a variable drilling bit characterized in that it further comprises.
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| KR1020100056223A KR101040042B1 (en) | 2010-06-14 | 2010-06-14 | Method for constructing pile using variable type excavating bit |
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| KR1020100056223A KR101040042B1 (en) | 2010-06-14 | 2010-06-14 | Method for constructing pile using variable type excavating bit |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101342134B1 (en) * | 2012-04-05 | 2014-01-06 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Excavating equipment for Front edge expanded bulb having internal excavation method used high strength steel pile |
| CN107882510A (en) * | 2016-09-30 | 2018-04-06 | 上海城地建设股份有限公司 | A kind of boring drill bit device of reducing and construction method |
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2010
- 2010-06-14 KR KR1020100056223A patent/KR101040042B1/en active IP Right Grant
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