KR101126152B1

KR101126152B1 - 이중관 멀티 케이싱 및 시공방법

Info

Publication number: KR101126152B1
Application number: KR1020100006084A
Authority: KR
Inventors: 이규철
Original assignee: 이규철; 녹우건설(주)
Priority date: 2010-01-22
Filing date: 2010-01-22
Publication date: 2012-03-22
Also published as: KR20110086378A

Abstract

본 발명은 해안가나 매립지역의 파일 시공시 케이싱을 상하 이중으로 배치한 멀티 케이싱을 사용하여 장심도(長深度)까지 케이싱을 설치하는 방법과 이때 사용하는 이중관 멀티 케이싱에 관한 것이다.
본 발명은 파일 시공을 위한 지반 천공시 길이 확장이 가능한 케이싱을 이용하여 천공 깊이에 따라서 적절하게 길이를 늘려가면서 작업을 수행할 수 있고, 특히 케이싱을 상하 이중으로 조합한 형태의 멀티 케이싱을 사용하여 최장 55m까지 케이싱을 설치할 수 있는 새로운 올 케이싱 공법을 구현함으로써, 공기 단축과 더불어 시공의 효율을 극대화시킬 수 있는 한편, 멀티 케이싱의 높이 조절시 키 체결구에 체결되는 키의 위치를 잡아줄 수 있는 키 스톱퍼를 사용함으로써, 멀티 케이싱의 다단 위치 조절을 용이하게 할 수 있는 등 케이싱 높이 조작과 관련한 작업성을 크게 향상시킬 수 있는 이중관 멀티 케이싱 및 시공방법을 제공한다.

Description

이중관 멀티 케이싱 및 시공방법{Multi casing for deep depth filing hole and filing method}

본 발명은 해안가나 매립지역의 파일 시공시 케이싱을 상하 이중으로 배치한 멀티 케이싱을 사용하여 장심도(長深度)까지 케이싱을 설치하는 방법과 이때 사용하는 이중관 멀티 케이싱에 관한 것이다.

일반적으로 다양한 구조물을 시공하기 위해서는 이들 구조물의 설치 안정성을 높이기 위한 기초부를 시공하게 되고, 이러한 기초부의 시공을 위한 기초공사인 파일 설치작업 또는 연약지반의 보강을 위한 그라우팅 작업 등을 하기 위해서는 천공장비로 지반에 홀을 천공한 후, 천공 홀에 파일을 설치하거나 모르타르나 지반경화제 등을 주입하게 된다.

이러한 기초공사에서 파일을 시공하는 방법으로는 타설 시공법과 굴삭 시공법 등이 사용되고 있다.

상기 타설 시공법은 주로 경암지반의 시공시 사용하는 공법으로서, 기중기에 수직으로 설치한 리더 상부의 권양로프를 이용하여 중량체의 해머를 상승시켰다가 낙하시켜서 파일을 타설하거나, 컴프레셔의 압축공기를 이용하여 해머를 상승시켰다가 하강시키면서 파일을 타설하여 지반에 삽입 설치하는 공법이다.

상기 굴삭 시공법은 주로 연약지반의 시공시 사용하는 공법으로서, 지중에 파일을 설치하기 위하여 굴착장비에 장착된 오거(Auger)를 사용하여 지반층까지 홀을 천공하고, 이렇게 천공한 홀로부터 오거를 인발한 후, 이때의 천공 홀 내에 파일을 근입 설치함으로써, 파일 설치작업 중에 소음 발생을 방지할 수 있는 이점이 있다.

이렇게 오거를 사용하여 연약지반 등을 천공하는 경우, 천공된 구멍의 내면이 무너져 내리는 것을 방지하기 위한 수단으로 케이싱을 주로 사용한다.

예를 들면, 오거에 구비되어 있는 스크류 고정용 오거 리더와 케이싱 고정용 오거 리더에 스크류와 케이싱을 각각 장착한 후, 이렇게 장착한 스크류와 케이싱을 별도의 구동장치를 이용하여 각각 양방향으로 회전시키면서 지반을 천공하게 되며, 지반의 구멍에 끼워진 상태로 남아 있는 케이싱 내부에 강관파일을 투입하여 지반에 박아 고정시키면 파일 매립 작업을 완료할 수 있다.

그러나, 현재의 굴착시공의 경우 케이싱의 장착 한계로 인해 시공 효율이 많이 떨어지는 문제점이 있다.

예를 들면, 해안가나 매립지역의 지중 안으로 케이싱을 설치할 때, 지역의 특성상 파일이 설치되는 경질지반의 깊이가 깊은 관계로 파일공 또한 깊게 천공해야 하는데, 이때 케이싱의 최대 길이가 29m인 관계로 별도의 조인트 또는 현장 용접으로 모자라는 길이만큼의 케이싱을 이어붙혀서 설치해야 하므로, 시공시간이 늘어날 뿐 아니라 작업성 또한 크게 떨어지는 등 전반적으로 시공성이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서,멀티 케이싱의 높이 조절시 키 체결구에 체결되는 키의 위치를 잡아줄 수 있는 키 스톱퍼를 사용함으로써, 멀티 케이싱의 다단 위치 조절을 용이하게 할 수 있는 등 케이싱 높이 조작과 관련한 작업성을 크게 향상시킬 수 있는 이중관 멀티 케이싱 및 시공방법을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 파일 시공을 위한 지반 천공시 길이 확장이 가능한 케이싱을 이용하여 천공 깊이에 따라서 적절하게 길이를 늘려가면서 작업을 수행할 수 있고, 특히 케이싱을 상하 이중으로 조합한 형태의 멀티 케이싱을 사용하여 최장 55m까지 케이싱을 설치할 수 있는 새로운 올 케이싱 공법을 구현함으로써, 공기 단축과 더불어 시공의 효율을 극대화시킬 수 있는 이중관 멀티 케이싱 및 시공방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 이중관 멀티 케이싱은 오거의 리더측에 결합되어 회전가능하고 내주면에는 키 홈을 갖는 다수의 키 체결구가 길이방향으로 따라 배치되어 있는 형태로 이루어진 상부 외부 케이싱과, 상기 상부 외부 케이싱의 내부에 슬라이드 가능한 구조로 결합되며 외주면 상단과 하단에 형성되어 있는 키를 통해 상기 상부 외부 케이싱의 각 키 체결구와 하기 하부 외부 케이싱의 각 키 체결구에 선택적으로 체결가능한 내부 케이싱을 포함하되, 상기 상부 외부 케이싱에는 키 체결구의 위치에 상응하는 위치에 홀이 마련되고, 이 홀을 통해 착탈가능한 키 스톱퍼가 장착되어, 케이싱 높이 조절시 내부 케이싱에 있는 키가 상부 외부 케이싱에 있는 키 체결구의 키 홈에 체결될 때, 키 스톱퍼의 도움을 받을 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 상부 외부 케이싱에는 키 체결구의 위치에 상응하는 위치에 홀을 마련하고, 이때의 홀을 통해 착탈가능한 키 스톱퍼를 장착하여, 케이싱 높이 조절시 내부 케이싱에 있는 키가 상부 외부 케이싱에 있는 키 체결구의 키 홈에 체결될 때, 키 스톱퍼의 도움을 받아 손쉽게 체결될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이때, 내부 케이싱의 외부에 슬라이드 가능한 구조로 결합되며 내주면에는 키 홈을 갖는 다수의 키 체결구가 길이방향으로 따라 배치되어 있는 형태로 이루어진 하부 외부 케이싱 등을 포함하는 형태로 이루어져 있으며, 지반의 천공 깊이에 따라 상하부 외부 케이싱과 내부 케이싱의 높이를 확장하면서 지반을 효과적으로 천공할 수 있도록 된 것이 특징이다.

그리고, 상기 키 스톱퍼의 경우에는 평상시 홀을 마감하면서 장착되는 마감용 키 스톱퍼와, 높이조절시 홀을 마감하면서 장착되어 키의 방향을 유도하는 안내용 키 스톱퍼의 두종류를 마련하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 시공방법은 상기 이중관 멀티 케이싱을 오거에 장착하는 단계와, 상하부 외부 케이싱과 내부 케이싱의 조합으로 이루어진 이중관 멀티 케이싱을 이용하여 케이싱 높이를 늘려가면서 지반을 천공하는 단계, 예를 들면 길이가 축소된 상태로 상하부 외부 케이싱과 내부 케이싱이 겹쳐있는 형태의 이중관 멀티 케이싱을 이용하여 지반을 천공하되, 지면에 하부 외부 케이싱 상단이 위치될 때까지 천공하는 과정과, 지반에 하부 외부 케이싱을 남겨둔 채 상부 케이싱 및 내부 케이싱을 위로 들어올려 케이싱 높이를 확장하되, 천공깊이에 맞게 상부 외부 케이싱과 내부 케이싱 간의 체결위치를 적절히 선택하여 케이싱 높이를 확장하는 과정과, 높이가 확장된 상태로 상부 외부 케이싱 및 내부 케이싱과 하부 외부 케이싱이 늘어나 있는 형태의 이중관 멀티 케이싱을 이용하여 지반을 천공하되, 지면에 상부 외부 케이싱 상단이 위치될 때까지 천공하는 과정으로 이루어지는 지반 천공 단계와, 지반 천공 후 케이싱 내부로 파일을 근입 설치하는 단계와, 파일 근입 설치 후에 이중관 멀티 케이싱을 인발하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 이중관 멀티 케이싱과 이것을 이용하는 시공방법은 다음과 같은 장점을 제공한다.

첫째, 이중과 멀티 케이싱의 높이를 조절할 때, 키 스톱퍼를 사용하여 키 체결구에 체결되는 키의 위치를 용이하게 잡아줌으로써, 키 체결구에 키를 손쉽게 체결할 수 있는 등 케이싱 높이 조작시의 작업성을 크게 향상시킬 수 있다.

둘째, 상부 외부 케이싱, 내부 케이싱 및 하부 외부 케이싱의 조합 형태로 이루어져 필요에 따라 케이싱 높이를 조절할 수 있는 이중 멀티 케이싱을 적용함으로써, 현장의 천공 깊이에 맞게 적절히 대응할 수 있는 등 공기 단축은 물론 전체적인 시공의 효율을 향상시킬 수 있다.

셋째, 케이싱을 이어붙혀 작업을 수행하는 것이 아니라 하나의 케이싱으로 높이를 확장 및 축소시켜가면서 작업을 수행하는 올 케이싱 공법이므로, 해안 또는 매립지의 40m 이상의 파일공사시의 시공성을 높일 수 있다.

즉, 이중관 멀티 케이싱을 최대로 확장하여 작업을 수행하면 최장 55m까지 케이싱을 설치할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중관 멀티 케이싱을 나타내는 분해 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중관 멀티 케이싱을 나타내는 결합 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중관 멀티 케이싱에서 키 체결구를 나타내는 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중관 멀티 케이싱에서 키 스톱퍼를 이용하여 키 체결구에 키를 체결하는 과정을 나타내는 개략도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중관 멀티 케이싱에서 내부 케이싱과 상하부 외부 케이싱의 높이 조절상태를 나타내는 정면도
도 6a 내지 6h는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중관 멀티 케이싱을 이용하여 지반을 천공하는 시공방법을 나타내는 개략도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중관 멀티 케이싱을 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중관 멀티 케이싱에서 키 체결구를 나타내는 사시도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 이중관 멀티 케이싱은 3개의 케이싱 조합 형태, 예를 들면 상하 외부 케이싱(12), 내부 케이싱(14) 및 하부 외부 케이싱(15)의 조합 형태로 이루어지며, 지반 천공시 천공 깊이에 맞춰 상하부 외부 케이싱(12,15) 및 내부 케이싱(14) 간의 높이를 적절히 조절해가면서 천공작업을 수행할 수 있도록 되어 있다.

이를 위하여, 상기 상부 외부 케이싱(12)은 상단부 외주면에 있는 양쪽 2개의 구동용 키(25)에 의해 오거의 리더측에 결합되어 함께 회전되고, 상기 내부 케이싱(14)은 상기 상부 외부 케이싱(12)의 내측에 슬라이드 조합되면서 그 상단부에 있는 양쪽 2개의 키(13)를 통해 상부 외부 케이싱(12)의 소정의 위치에 체결되며, 그리고 상기 하부 외부 케이싱(12)은 내부 케이싱(14)의 외측에 슬라이드 조합되면서 내부 케이싱(14)의 하단부에 있는 양쪽 2개의 키(13)와 체결된다.

이에 따라, 내부 케이싱(14)과 상하부 외부 케이싱(12,15) 간의 수납 및 인출 상태에 따라 케이싱 전체 높이가 축소되거나 확장될 수 있게 되고, 이렇게 축소 또는 확장된 상태에서 각 케이싱들은 함께 회전될 수 있게 된다.

상기 케이싱 간의 높이 조절은 키 체결구(11a,11b)와 키(13) 간의 체결에 의해 이루어지며, 이때의 키 체결구(11a,11b)는 상하부 외부 케이싱(12,15)의 내주면에 구비되어 높이 조절시 케이싱 간의 위치를 잡아주는 역할을 하게 되고, 결국 케이싱의 길이조절된 상태를 유지시켜줄 수 있게 된다.

이를 위하여, 상기 상하부 외부 케이싱(12,15)의 내주면에는 둘레를 따라 장착되는 다수 개의 키 체결구(11a,11b)가 마련되고, 이러한 각각의 키 체결구(11a,11b)는 케이싱 길이방향을 따라 일정간격을 두고 배치되며, 각 키 체결구(11a,11b)에는 내부 케이싱(14)이 갖는 키(13)가 체결되는 키 홈(10a,10b)이 각각 마련된다.

즉, 상기 키 체결구(11a,11b)에는 내부 케이싱(14)의 키(13)가 지나다닐 수 있도록 케이싱 길이방향을 따라 터져 있는 형태로 이루어진 절개부(18)가 형성되고, 이렇게 형성되는 절개부(18)의 한쪽 옆에서 수평으로 통하는 형태의 키 홈(10a,10b)이 마련된다.

이에 따라, 상기 내부 케이싱(14)의 키(13)는 절개부(18)를 통해 진입한 후에 옆으로 회전하면서 키 홈(10a,10b)에 체결될 수 있고, 결국 상하부 외부 케이싱(12,15)과 내부 케이싱(14)은 키(13)와 키 홈(10a,10b) 간의 체결에 의해 일체식으로 결속될 수 있게 된다.

여기서, 각각의 키 체결구(11a,11b)가 갖고 있는 각각의 절개부(18)는 케이싱 길이방향을 따라 일직선상에 놓이게 되며, 따라서 내부 케이싱(14)의 키(13)는 케이싱 높이 조절시 별도의 부가적인 동작없이 곧바로 상승 및 하강하면서 상하부 외부 케이싱(12,15)의 키 홈(10a,10b)과 원활하게 체결될 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에서는 상부 외부 케이싱(12)에 3개의 키 체결구(11a)를 구비하여 내부 케이싱(14)과의 높이를 3단계로 조절할 수 있는 예를 제공하고 있고, 하부 외부 케이싱(15)에 상하단의 2개의 키 체결구(11b)를 구비하여 내부 케이싱(14)과의 높이를 2단계로 조절할 수 있는 예를 제공하고 있지만, 필요에 따라 더 많은 수의 키 체결구를 구비하여, 상하부 외부 케이싱(12,15)과 내부 케이싱(14) 간의 높이를 좀더 많은 단계로 조절할 수 있음은 물론이다.

특히, 상기 키 체결구(11a,11b)는 케이싱 축선을 기준으로 180°대칭 구조로 이루어져 있으며, 이에 따라 케이싱 간의 결착상태가 안정적으로 균형을 이룰 수 있게 된다.

즉, 상기 키 체결구(11a,11b)는 상하부 외부 케이싱(12,15)의 내주 둘레면을 따라가는 형태로 장착되는데, 키 체결구(11a,11b)의 한쪽에는 절개부(18) 및 키 홈(10a,10b)이 마련되고, 원주방향을 따라 180°위상차를 두고 다른 한쪽에 절개부(18) 및 키 홈(10a,10b)이 마련된다.

이때, 상기 양쪽의 키 홈(10a,10b)은 서로 같은 회전방향으로 끼워지는 형태가 될 수 있다.

물론, 상기 키 체결구(11a,11b)가 대칭 구조를 가짐에 따라 이에 상응하여 내부 케이싱(14)에 있는 키(13) 또한 케이싱 원주방향을 따라 180°간격을 두고 위치되는 2개가 마련될 수 있다.

또한, 상기 키 체결구(11a,11b)에는 절개부(18)가 있는 쪽으로 하향 경사지게 모이는 경사면으로 이루어진 좌우 대칭형태의 키 안내부(19)가 형성되고, 이에 따라 도 4에 볼 수 있듯이 내부 케이싱(14)의 키(13)가 체결을 위해 절개부(18)측으로 진입할 때(실질적으로는 키는 그대로 있고 절개부가 키 쪽으로 움직일 때), 방향이 약간 안맞는 경우에도 키 안내부(19)와의 접촉간섭을 통해 잘개부(18)가 있는 쪽으로 방향이 유도될 수 있고, 결국 상하부 외부 케이싱(12,15)와 내부 케이싱(14) 간의 체결작동이 용이하게 이루어질 수 있게 된다.

그리고, 상기 상하부 외부 케이싱(12,15)에는 내부 케이싱(14)과의 완전 탈거를 막아주는 수단이 마련될 수도 있다.

예를 들면, 상하부 외부 케이싱(12,15)이 갖는 여러 개의 키 체결구(11a,11b) 중에서 케이싱의 가장 아래쪽과 가장 윗쪽에 장착되는 키 체결구(11a,11b)에는 이 키 체결구(11a,11b)의 절개부(18) 한쪽을 막아주는 형태의 스톱퍼(26)가 마련된다.

이에 따라, 상하부 외부 케이싱(12,15)과 내부 케이싱(14)의 높이가 최대한 확장된 상태에서는 내부 케이싱(14)의 키(13)가 스톱퍼(26)에 의해 걸려지게 되므로서, 케이싱들이 서로 완전 탈거되는 문제를 방지할 수 있다.

여기서, 각 케이싱의 가장 아래쪽과 윗쪽의 마련되는 스톱퍼(26)는 내부 케이싱(14)을 상하부 외부 케이싱(12,15)에 조립한 상태에서 용접 등의 방법으로 나중에 부착할 수 있다.

특히, 본 발명에서는 상부 외부 케이싱(12)과 내부 케이싱(14) 간의 높이 조절시 키(13)의 체결위치를 용이하게 잡아주는, 즉 손쉽게 체결 위치를 확인할 수 있는 수단을 제공한다.

이를 위하여, 상기 상부 외부 케이싱(12)에는 키 체결구(11a)가 있는 위치에 상응하는 위치에 홀(16)이 형성되고, 이렇게 형성되는 홀(16)을 통해 착탈가능한 구조로 키 스톱퍼(17)가 장착된다.

상기 키 스톱퍼(17)는 상부 외부 케이싱(12)의 바깥면 둘레에 밀착 체결되기 위한 휘어진 형태의 체결판(22)과, 상기 체결판(22)의 내측면에 일체 형성되는 케이싱 두께 대응부(23)와, 상기 케이싱 두께 대응부(23)의 내측면에 일체 형성되어 키 체결구(11a)의 절개부(18) 내에 자리를 잡는 키 두께 대응부(24)로 구성된다.

이러한 키 스톱퍼(17)는 두종류가 마련되는데, 예를 들면 높이 확장이나 축소시를 제외한 평상시 상부 외부 케이싱(12)의 홀(16)을 단순히 막아주는 기능을 수행하는 마감용 키 스톱퍼(17a)와, 케이싱 높이 조절시에 키(13)의 방향을 키 홈(10a)이 있는 쪽으로 유도하는 기능을 수행하는 안내용 키 스톱퍼(17b)의 두종류가 마련된다.

여기서, 상기 마감용 키 스톱퍼(17a)는 키 두께 대응부(24)가 삭제된 형태로 이루어진다.

왜냐하면, 상부 외부 케이싱(12)에 여러 개의 홀(16)이 구비되어 있는 경우, 내부 케이싱(14)의 키(13)를 체결하는 홀 위치에만 안내용 키 스톱퍼(17b)를 장착하여 사용하면 되고, 나머지 홀 위치는 키(13)가 통과할 수 있도록 하면서 홀을 마감하기만 하면 되기 때문이다.

이에 따라, 케이싱 높이 조절을 위해 내부 케이싱(14)에 있는 키(13)가 상부 외부 케이싱(12)에 있는 키 체결구(11a)의 키 홈(10a)에 체결될 때, 키(13)가 윗쪽의 절개부(18)를 막고 있는 스톱퍼(17)의 키 두께 대응부(24)에 걸리게 되고, 이 위치에서 케이싱을 옆으로 회전시키면, 키(13)가 손쉽게 키 홈(11a) 내에 진입하면서 체결되므로, 결국 키(13)는 키 스톱퍼(17)의 도움을 받아 키 홈(11a)에 손쉽게 체결될 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 지반 천공을 완료한 후에 케이싱 서로 간의 길이를 축소시켜야 하는 상황도 필요하며, 이때 하부 외부 케이싱(15)이 지반에 박혀 있는 상태에서 상부 외부 케이싱(12)과 내부 케이싱(14)을 아래로 내려 수납시키게 되는데, 이러한 케이싱 간의 수납시 하중이나 부하에 의해 하부 외부 케이싱(15)이 지면으로 딸려 들어갈 수 있게 된다.

이러한 것을 방지하기 위하여 하부 외부 케이싱(15)의 상단부 외주 둘레에는 홈 형태로 이루어진 멈춤링(21)이 구비되고, 이 멈춤링(21)을 지면에 설치되는 지지판(20)으로 걸어주게 되므로서, 하부 외부 케이싱(15)이 지면으로 딸려 들어가는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중관 멀티 케이싱에서 내부 케이싱과 상하부 외부 케이싱의 높이 조절상태를 나타내는 정면도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 여기서는 내부 케이싱(14)과 상하부 외부 케이싱(12,15) 간의 높이를 여러 단계로 선택 조절하는 형태를 보여준다.

예를 들면, 상하부 외부 케이싱(12,15)에는 길이방향을 따라 가면서 일정간격을 유지한 채 다수의 키 체결구(11a,11b)가 마련되고, 각 키 체결구(11a,11b)에는 절개부(18)측으로부터 연통되는 키 홈(10a,10b)이 구비된다.

이에 따라, 내부 케이싱(14)의 키(13)에 체결되어 있던 어느 하나의 키 체결구(11a,11b)에 있는 키 홈(10a,10b)이 옆으로 방향을 돌려 키(13)로부터 빠져나올 수 있고, 계속해서 케이싱 축선방향을 따라 상하로 이동하면서 선택된 다른 하나의 키 체결구(11a,11b)에 있는 키 홈(10a,10b)이 내부 케이싱(14)의 키(13)와 체결될 수 있다.

결국, 상하부 외부 케이싱(12,15)은 자신이 갖고 있는 각각의 키 체결구(11a,11b)를 선택하여 내부 케이싱(14)의 키(13)에 체결되므로서, 케이싱의 전체 높이가 필요에 따라 임의의 높이로 축소 및 확장될 수 있게 되는 것이다.

따라서, 이와 같이 구성되는 이중관 멀티 케이싱을 이용하여 굴착공을 시공하는 방법에 대해 살펴보면 다음과 같다.

도 6a 내지 6h는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중관 멀티 케이싱을 이용하여 지반을 천공하는 시공방법을 나타내는 개략도이다.

먼저, 도 6a에 도시한 바와 같이, 상하부 외부 케이싱(12,15)과 내부 케이싱(14)의 조합형태로 이루어진 이중관 멀티 케이싱(100)을 오거 리더(110)에 장착하고, 이중관 멀티 케이싱(100)을 굴착지점에 위치시킨다.

이때, 상기 이중관 멀티 케이싱(100)은 상하부 외부 케이싱과 내부 케이싱이 서로 겹쳐있어 그 길이가 최대한 축소된 상태이다.

다음, 지반 굴착을 위해 이중관 멀티 케이싱(100)을 반시계 방향으로 회전시키면서 하 방향으로 이동시키면, 이중관 멀티 케이싱(100)의 회전에 의해, 즉 함께 회전하는 상하부 외부 케이싱 및 내부 케이싱에 의해 지반을 굴착할 수 있다(물론 이때의 하부 케이싱에 있는 링비트가 회전하고 스크류도 함께 회전하면서 지반을 굴착하게 된다).

도 6b에 도시한 바와 같이, 길이가 축소된 상태의 이중관 멀티 케이싱(100)을 이용하여 지면에 하부 외부 케이싱의 상단이 위치될 때까지 1차 지반을 천공한다.

도 6c 및 6d에 도시한 바와 같이, 지반에 박혀 있는 하부 외부 케이싱으로부터 상부 외부 케이싱 및 내부 케이싱을 들어 올려서 케이싱 전체 길이를 확장한다.

즉, 상부 외부 케이싱 및 내부 케이싱을 시계방향으로 약간 회전시켜 하부 외부 케이싱의 키 체결구에 있는 키 홈으로부터 내부 케이싱의 하단 키가 벗어나게 한 다음, 상부 외부 케이싱 및 내부 케이싱을 위로 들어 올리고, 계속해서 내부 케이싱의 하단 키를 하부 외부 케이싱의 윗쪽에 있는 키 체결구의 키 홈에 체결한다.

이와 함께, 상부 외부 케이싱과 내부 케이싱 간의 높이도 조절하게 되는데, 즉 내부 케이싱에 있는 키를 체결할 상부 외부 케이싱의 키 체결구 위치를 설정한 다음, 이렇게 설정한 위치의 키 체결구의 홀을 막고 있는 마감용 키 스톱퍼를 떼어내고, 상부 외부 케이싱을 위로 들어 올려 작업자가 홀을 통해 내부 케이싱의 키 위치를 확인한다.

이때, 상부 외부 케이싱의 키 체결구가 내부 케이싱의 키 위치보다 좀더 윗쪽에 오도록 들어 올린다.

계속해서, 설정한 키 체결구 위치의 홀에 안내용 키 스톱퍼를 체결한 후, 상부 외부 케이싱을 아내로 내리게 되면, 내부 케이싱의 키는 상부 외부 케이싱의 안내용 키 스톱퍼에 걸리게 되고, 이 시점에서 상부 외부 케이싱을 옆으로 회전시켜 돌리게 되면, 내부 케이싱의 키가 상부 외부 케이싱의 키 체결구에 있는 키 홈에 체결된다.

이렇게 케이싱 높이를 확장한 상태에서, 도 6e에 도시한 바와 같이, 이중관 멀티 케이싱(100)을 재차 반시계 방향으로 회전시키면서 하 방향으로 이동시키면, 상하부 외부 케이싱 및 내부 케이싱의 회전에 의해 지반이 천공된다.

즉, 높이가 확장된 상태로 상하부 외부 케이싱 및 내부 케이싱이 늘어나 있는 형태의 이중관 멀티 케이싱(100)을 이용하여 지면에 상부 외부 케이싱의 상단이 위치될 때까지 지반을 2차 천공한다.

결국, 높이 조절이 가능한 이중관 멀티 케이싱(100)으로 지반의 1차 천공작업과 2차 천공작업을 일괄적으로 수행할 수 있게 된다.

지반 천공 후, 케이싱 내부로 파일(미도시)을 근입 설치하고, 이중관 멀티 케이싱(100)을 인발하면, 굴착공 천공과 파일 설치를 위한 시공을 완료할 수 있다.

여기서, 이중관 멀티 케이싱(100)을 이용하여 지반을 천공작업을 완료한 후에 상하부 외부 케이싱 및 내부 케이싱을 수축한 상태로 인발할 수 있다.

이를 위하여, 도 6f 내지 6h에 도시한 바와 같이, 먼저 확장된 상태의 이중관 멀티 케이싱(100)을 인발하되, 하부 외부 케이싱의 상단에 지면 위로 노출될 때까지 인발한다.

다음, 하부 외부 케이싱의 멈춤링에 지지판을 걸어 수축시 하부 외부 케이싱이 지면으로 딸려 들어가는 것을 조치한 다음, 하부 외부 케이싱과 내부 케이싱, 그리고 내부 케이싱과 상부 외부 케이싱 간의 키 및 키 홈 체결을 차례로 해제한 상태에서 내부 케이싱과 상부 외부 케이싱을 순차적으로 내려, 즉 케이싱들을 차례로 수납시켜 케이싱 높이를 축소시킨다.

계속해서, 높이가 축소된 상태의 이중관 멀티 케이싱(100)을 인발하면, 케이싱 인발작업을 마칠 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 이중관 멀티 케이싱을 이용한 시공에서는 케이싱 높이를 용이하게 확장하여 천공작업을 할 수 있고, 케이싱 길이 또한 현장의 천공 깊이에 맞춰 설정할 수 있으므로, 전체적인 굴착공 시공 및 파일 설치 시공을 효율적으로 수행할 수 있다.

10a,10b : 키 홈 11a,11b : 키 체결구
12 : 상부 외부 케이싱 13 : 키
14 : 내부 케이싱 15 : 하부 외부 케이싱
16 : 홀 17 : 키 스톱퍼
17a : 마감용 키 스톱퍼 17b : 안내용 키 스톱퍼
18 : 절개부 19 : 키 안내부
20 : 지지판 21 : 멈춤링
22 : 체결판 23 : 케이싱 두께 대응부
24 : 키 두께 대응부 25 : 구동용 키
26 : 스톱퍼

Claims

오거의 리더측에 결합되어 회전가능하고 내주면에는 키 홈(10a)을 갖는 다수의 키 체결구(11a)가 길이방향으로 따라 배치되어 있는 형태로 이루어진 상부 외부 케이싱(12); 및
상기 상부 외부 케이싱(12)의 내부에 슬라이드 가능한 구조로 결합되며 외주면 상단과 하단에 형성되어 있는 키(13)를 통해 상기 상부 외부 케이싱(12)의 각 키 체결구(11a)에 선택적으로 체결가능한 내부 케이싱(14);을 포함하되
상기 상부 외부 케이싱(12)에는 키 체결구(11a)의 위치에 상응하는 위치에 홀(16)이 마련되고, 이 홀(16)을 통해 착탈가능한 키 스톱퍼(17)가 장착되어, 케이싱 높이 조절시 내부 케이싱(14)에 있는 키(13)가 상부 외부 케이싱(12)에 있는 키 체결구(11a)의 키 홈(10a)에 체결될 때, 키 스톱퍼(17)의 도움을 받을 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 이중관 멀티 케이싱.
청구항 1에 있어서, 상기 키 스톱퍼(17)는 평상시 홀(16)을 마감하면서 장착되는 마감용 키 스톱퍼(17a)와, 높이조절시 홀(16)을 마감하면서 장착되어 키(13)의 방향을 유도하는 안내용 키 스톱퍼(17b)의 두종류로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중관 멀티 케이싱.
청구항 1에 있어서, 상기 내부 케이싱(14)의 외부에 슬라이드 가능한 구조로 결합되며 내주면에는 키 홈(10b)을 갖는 다수의 키 체결구(11b)가 길이방향으로 따라 배치되어 있는 형태로 이루어진 하부 외부 케이싱(15)을 더 포함하여,지반의 천공 깊이에 따라 상하부 외부 케이싱과 내부 케이싱의 높이를 확장하여 지반을 천공할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 이중관 멀티 케이싱.
청구항 3에 있어서, 상기 상하부 외부 케이싱(12,15)의 키 체결구(11a,11b)는 내부 케이싱(14)이 갖는 양쪽의 키(13)를 동시에 체결하여 케이싱 간의 안정적인 결합형태를 확보하기 위하여 케이싱 축선을 기준으로 180°대칭 구조로 이루어지고, 내부 케이싱(14)의 키(13)가 지나다닐 수 있도록 터져 있는 형태로 이루어진 절개부(18)를 포함하며, 이 절개부(18)의 한쪽 옆에 키(13)를 걸어줄 수 있는 수평의 키 홈(10a,10b)이 마련되는 것을 특징으로 하는 이중관 멀티 케이싱.
청구항 4에 있어서, 상기 상하부 외부 케이싱(12,15)의 키 체결구(11a,11b)는 내부 케이싱(14)의 키(13)가 체결을 위해 진입할 때의 방향을 유도해주는 좌우 대칭형태의 경사면으로 이루어지는 키 안내부(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중관 멀티 케이싱.
청구항 3에 있어서, 상기 하부 외부 케이싱(15)의 상단부 외주 둘레에는 천공 완료 후 케이싱 축소시 지면의 지지판(20)에 걸려지면서 하부 외부 케이싱(15)이 지면으로 딸려 들어가는 것을 막아주는 홈 구조의 멈춤링(21)이 구비되는 것을 특징으로 하는 이중관 멀티 케이싱.
청구항 1, 청구항 2, 청구항 3, 청구항 4, 청구항 6 중 어느 한 항의 이중관 멀티 케이싱을 오거에 장착하는 단계와, 상하부 외부 케이싱과 내부 케이싱의 조합으로 이루어진 이중관 멀티 케이싱을 이용하여 케이싱 높이를 늘려가면서 지반을 천공하는 단계와, 지반 천공 후 케이싱 내부로 파일을 근입 설치하는 단계와, 파일 근입 설치 후에 이중관 멀티 케이싱을 인발하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중관 멀티 케이싱을 이용한 시공방법.
청구항 7에 있어서, 상기 지반을 천공하는 단계는 길이가 축소된 상태로 상하부 외부 케이싱과 내부 케이싱이 겹쳐있는 형태의 이중관 멀티 케이싱을 이용하여 지반을 천공하되, 지면에 하부 외부 케이싱 상단이 위치될 때까지 천공하는 단계와, 지반에 하부 외부 케이싱을 남겨둔 채 상부 케이싱 및 내부 케이싱을 위로 들어올려 케이싱 높이를 확장하되, 천공깊이에 맞게 상부 외부 케이싱과 내부 케이싱 간의 체결위치를 적절히 선택하여 케이싱 높이를 확장하는 단계와, 높이가 확장된 상태로 상부 외부 케이싱 및 내부 케이싱과 하부 외부 케이싱이 늘어나 있는 형태의 이중관 멀티 케이싱을 이용하여 지반을 천공하되, 지면에 상부 외부 케이싱 상단이 위치될 때까지 천공하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중관 멀티 케이싱을 이용한 시공방법.
청구항 8에 있어서, 상기 케이싱을 인발하는 단계는 상하부 외부 케이싱과 내부 케이싱을 축소시킨 인발하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중관 멀티 케이싱을 이용한 시공방법.