KR20080048057A - A machine for making a continuous wall in the ground - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 지반에 연속적인 벽을 만들기 위한 기계, 및 이러한 벽을 만드는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a machine for making continuous walls in ground, and a method of making such walls.
지반에 연속적인 벽을 만들기 위하여, 가장 통상적으로 사용되는 기술은 만들고자 하는 벽의 경로에 상응하는 홈을 파고, 그리고 될 수 있는 한 보강재와 함께 콘크리트로 홈을 채우는 것이다. 더욱 상세하게는, 이 홈은 통상적으로 연속적인 구역들로 형성되는데, 그 다음 홈의 파인 구역이 연속적인 벽의 패널(panel)을 구성하도록 콘크리트로 채워진다. To create a continuous wall in the ground, the most commonly used technique is to dig a groove corresponding to the path of the wall to be made, and fill the groove with concrete with reinforcement as much as possible. More specifically, this groove is typically formed of continuous zones, which are then filled with concrete so that the fine zone of the groove constitutes a panel of continuous walls.
만들고자 하는 벽의 깊이가 아주 깊지 않으면, 홈의 다양한 구역들이 형성됨에 따라 홈을 따라 이동되는 굴착기를 사용하는 것이 가능하다.If the wall to be made is not very deep, it is possible to use an excavator that moves along the groove as the various zones of the groove are formed.
미국 특허 제 3 893 302 호는 홈을 굴착하고 그리고 굴착된 홈에 벽을 만드는 기계와 방법을 개시하고 있다. 이 기계는 그 전방부에 배치된 커터 도구를 포함하고, 이 도구는 무한 굴착기 체인을 갖춘 버킷의 형태이다. 이 기계의 후방부는 금방 판 홈을 채우기 위해 홈의 외부에 위치한 컨테이터로부터 이 기계의 후방으로 콘크리트를 운반하기 위한 수직 덕트를 갖추고 있다.U. S. Patent No. 3 893 302 discloses a machine and method for excavating grooves and making walls in the excavated grooves. The machine includes a cutter tool disposed at its front, which is in the form of a bucket with an endless chain of excavators. The rear part of the machine is equipped with a vertical duct for transporting concrete from the container located outside of the groove to the rear of the machine to quickly fill the plate groove.
이 기계는 특히 연속적인 버킷 체인이 모든 형태의 지층에서 홈이 배출되는 것을 가능하게 하지 않고, 이러한 커터 도구가 견고한 지층에서 사용될 수 없는 결점들을 갖는다. 어떤 홈은 상이한 경도의 지질층들로 형성될 필요가 있음이 알려져 있다.This machine does not in particular allow continuous bucket chains to allow grooves to escape from all types of strata, and has the drawbacks that such cutter tools cannot be used in solid strata. It is known that some grooves need to be formed of lipid layers of different hardness.
본 발명의 제1 목적은 지반에서 연속적인 벽을 만들기 위한 기계를 제공하여 전술한 결점들을 개선하기 위한 것이다.It is a first object of the present invention to provide a machine for making continuous walls in the ground to remedy the above mentioned drawbacks.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 지반에 연속적인 벽을 만들기 위한 기계는,In order to achieve this purpose, a machine for making continuous walls on the ground,
홈의 측벽에 고정하기 위한 제1 고정 수단; 및 상기 기계의 후방에 위치되는 홈의 부분을 콘크리트로 채우기 위한 수단;을 포함하는 후방부:First fixing means for fixing to the side wall of the groove; And means for filling a portion of the groove located in the rear of the machine with concrete;
홈의 측벽에 고정하기 위한 제2 고정 수단과; 상기 기계의 전방의 홈의 부분을 만들기 위한 커터 수단; 및 상기 커터 수단에 의해 깎인 지반토를 배출하기 위한 배출 수단;을 포함하는 전방부: 및Second fixing means for fixing to the side wall of the groove; Cutter means for making a portion of a groove in front of the machine; And discharging means for discharging the ground soil cut by the cutter means.
상기 전방부와 상기 후방부 사이의 거리를 수평 방향으로 변경하기 위한 수단:Means for changing a distance between the front portion and the rear portion in a horizontal direction:
을 포함하고Including
상기 커터 수단은,The cutter means,
수직 안내 수단;Vertical guide means;
홈의 폭에 평행한 수평의 회전 축선을 갖는 적어도 하나의 회전 커터; 및At least one rotary cutter having a horizontal axis of rotation parallel to the width of the groove; And
상기 커터를 홈의 하부에 상응하는 하부 위치와 홈의 위에 배치되는 상부 위치 사이에서 상기 안내 수단을 따라 이동시키기 위한 수단;Means for moving the cutter along the guiding means between a lower position corresponding to the lower portion of the groove and an upper position disposed above the groove;
을 포함하고,Including,
상기 커터는 홈의 지반을 깎기에 그리고 반죽 상태의 물질을 얻기 위해 깎인 지반토를 반죽하기에 적합한 것을 특징으로 한다.The cutter is characterized in that it is suitable for cutting the ground of the grooves and for kneading the ground soil to obtain the dough material.
홈의 길이에 직각인 수평의 회전 축선을 갖는 커터를 사용함으로써, 커터가 건축 부지에 통상적으로 존재하는 지층의 모든 층들을 관통할 수 있는 도구를 실제로 갖출 수 있음을 알 수 있을 것이다. 이러한 커터 도구는 커터 픽(cutter pick)으로 구성될 수 있다.It will be appreciated that by using a cutter with a horizontal axis of rotation perpendicular to the length of the groove, the cutter can actually be equipped with a tool that can penetrate all layers of the strata normally present on the building site. Such a cutter tool may consist of a cutter pick.
또한, 홈의 전체 높이를 따른 커터의 상방 및 하방 이동 중에, 커터는 지반을 깎을 뿐만 아니라 깎인 지반토를 지반 내에 보통 자연적으로 존재하는 물과 반죽하는 작용도 한다. 이는 그 결과로서 용이하게 배출될 수 있는 반죽 상태의 물질을 만들어 낸다.In addition, during the up and down movement of the cutter along the overall height of the groove, the cutter not only cuts the ground, but also acts to knead the ground soil with water normally present in the ground. This results in a doughy substance that can be easily discharged as a result.
경우에 따라, 파는 중에, 특히 기존에 있는 물의 양이 반죽 상태를 얻기에 충분하지 않다면, 물질을 분사하는 것이 바람직하다. 이러한 물질은 중합체를 가지거나 가지지 않은 것으로서 경도 및/또는 투수성을 바꾸기 위한 지반-조절 첨가물과 진흙일 수 있다.In some cases, it is desirable to spray the material during digging, especially if the amount of existing water is not sufficient to obtain a kneaded state. Such materials may or may not be soil-modifying additives and muds for changing hardness and / or permeability as having or without polymers.
본 발명의 다른 하나의 목적은 전술한 굴착기를 특정하게 그러나 한정적이지 않게 사용하여 지반에 연속적인 벽을 만드는 방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of making a continuous wall in the ground using the above-mentioned excavators specifically but not exclusively.
지반에 연속적인 벽을 만드는 방법은,How to make a continuous wall on the ground,
홈 내에서 수평으로 이동하는 기계에 의해 지반에 연속적인 구역들로 홈을 파는 공정;Digging grooves into successive zones on the ground by a machine moving horizontally within the grooves;
홈의 연속적인 구역들을 파는 것에 상응하여 지반토를 배출하는 공정;Discharging the soil in correspondence with digging up successive sections of the groove;
상기 기계를 홈의 구역들에 상응하는 연속적인 공정들로 이동시키는 공정; 및Moving the machine into successive processes corresponding to zones of the groove; And
상기 기계의 후방에 위치되는 홈의 구역을 콘크리트로 채우는 공정;Filling the area of the groove located behind the machine with concrete;
을 포함하고,Including,
홈의 구역들을 파는 공정은 홈에서 지반을 깎기에 그리고 깎인 지반토를 반죽 상태의 물질로 변형하기 위해 깎인 지반토를 홈을 반죽하기에 적합한 회전 도구를 수직으로 이동시킴으로써 실행되는 것을 특징으로 한다.The process of digging areas of the grooves is characterized in that it is carried out by vertically moving a rotating tool suitable for kneading the ground soil to shear the ground in the grooves and to transform the ground soil into kneaded material.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 이하의 본 발명의 실시예에 대한 설명에 명료하게 기재되어 있으며, 이 실시예는 본 발명을 제한하는 것이 아니라 예시적인 것임을 알 수 있을 것이다. 실시예에 대한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 기술되어 있다.Other features and advantages of the invention are set forth clearly in the following description of the embodiments of the invention, which will be understood to be illustrative and not restrictive of the invention. Description of the embodiments is described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 벽의 외부에서 조종 크레인에 의해 지지된 굴착기를 전체적으로 도시하는 사시도이다.1 is a perspective view of the excavator as a whole supported by a maneuvering crane outside the wall;
도 2는 굴착기의 하부를 도시하는 사시도이다.2 is a perspective view showing the lower part of the excavator.
도 3은 반죽 상태의 물질을 배출하기 위한 수단의 바람직한 실시예를 도시하는 사시도이다.3 is a perspective view showing a preferred embodiment of the means for discharging the substance in the dough state.
도 4는 굴착기의 하부의 평면도이다.4 is a plan view of the bottom of the excavator.
도 5는 사용시의 굴착기를 전체적으로 도시하는 사시도이다.5 is a perspective view showing the excavator as a whole in use.
도 1은 바람직하게는 무한 궤도(12)를 갖추고 실질적으로 수직의 붐(14)을 구비한 플랫폼(10)을 포함하는 조종 크레인을 도시한다. 이 붐은 풀리 블럭(16)을 형성하는 케이블을 지지하는 기능을 하며, 굴착기(18)는 케이블의 하단부로부터 적절하게 매달리게 된다. 굴착기의 커터 도구는 이하에 더욱 상세하게 기술된 커터(20)이다. 커터(20)는 제어 바(22), 즉 "켈리(kelly)"에 의해 굴착기(18)의 구조물을 따라 수직으로 이동할 수 있다. 제어 바(22)는 조종 크레인 상의 윈치에 의해 수직으로 이동할 수 있다. 부재번호 24는 지표면에서 제어 바(22)를 안내하기 위한 구조물을 나타낸다. 1 shows a steering crane preferably comprising a
도 2와 도 4를 더 상세하게 참조하면서, 굴착기(18)의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다. 굴착기는 전방부(26)와 후방부(28)로 구성되어 있다.Referring to Figures 2 and 4 in more detail, a preferred embodiment of the
전방부(26)는 수직 안내부(29)를 구성하는 구조물, 깎인 지반토를 배출하기 위한 장치(30), 및 바람직하게는 액체 첨가물을 깎인 지반토로 분사하기 위한 튜브들을 포함하며, 이 튜브들은 부재번호 32와 34로 표시되어 있다. 또한, 전방부(26)는 홈의 측벽에서 고정하기 위한 2개의 측면 슈우(shoe)를 2열로 구비하고 있으며, 이들 슈우는 부재번호 36과 38로 표시되어 있다. 이들 슈우는 액추에이터(40)에 의해 제어된다. 뻗은 위치에서, 슈우(36, 38)는 홈의 벽(42)에 대항하여 가압하며, 이에 의해 굴착기의 전방부를 움직이지 않게 유지시킨다.The
굴착기의 후방부(28)는 만들어진 홈의 구역으로 콘크리트를 주입하기 위한 파이프(46)와 수직 구조물(44)에 의해 필수적으로 구성된다. 또한, 후방부(28)는 액추에이터(52)에 의해 제어되는 2세트의 안내 슈우(48, 50)를 구비하고 있다. 뻗은 위치에서, 슈우(48, 50)는 홈의 측벽(42)에 맞물리는 고정 수단을 형성하며, 이에 의해 굴착기(18)의 후방부(28)를 움직이지 않게 유지시킨다.The
또한 전방부(26)는 제어 바(22)의 하단부에 장착된 커터 도구(20)를 갖추고 있다. 커터 도구는 바람직하게는 만들고자 하는 홈의 폭에 평행한 수평의 축선을 갖는 2개의 드럼(54, 56)을 포함하는 커터로 구성된다. 이 커터는 안내부(29)에 의해 병진 운동하도록 안내되는 지지부(58) 상에 회전하도록 장착되어 있다. 드럼(54, 56)은 종래의 커터 픽(59, cutter pick)을 갖추고 있다.The
변경 실시예에서, 드럼(54, 56)으로 구성된 커터 도구(20)는 수직 안내부(29)에 의해 안내되는 지지부 상에 장착될 수 있으며, 이 지지부는 홈의 하부에 해당하는 하부 위치와 커터 도구가 홈 위에 배치되는 상부 위치 사이에서 병진 운동하는 것을 가능하게 하는 모터를 갖추고 있다.In an alternative embodiment, the
굴착기의 전방부 및 후방부(26, 28)는 적어도 2개의 수평-작용 액추에이터, 각각 하부 액추에이터(60)와 상부 액추에이터(62)에 의해 상호 연결되어 있다. 이들 액추에이터는 굴착기의 전방부(26)와 후방부(28) 사이의 수평 거리를 변경하고, 굴착기의 전방부(26)에 추력을 가하는 기능을 한다. 굴착기의 이러한 중간부는 바람직하게는 전방부와 후방부가 수평 평면으로 소정의 각도를 형성하는 것을 가능하게 하기 위한 시스템(64)을 갖추고 있다. 예를 들어, 이 시스템은 상부 액추에이터(62)의 실린더 상에 장착된 제어 액추에이터(66)로 구성될 수 있으며, 이 제어 액추에이터(66)는 그 로드의 단부에 체결된 일단부와 굴착기의 전방부(26)의 구조물에 연결된 타단부를 갖는 링크(68)를 제어한다. 제2 링크(70)는 변형가능한 평행 사변형을 구성하도록 제1 링크(68)와 상호 작용한다. 따라서, 제어 액추에이터(66)를 제어함으로써 굴착기의 후방부에 대한 굴착기의 전방부(26)에 수평 평면으로 소정의 각도를 부여하는 것이 가능함을 알 수 있다. 그래서, 직선이 아닌 홈을 만드는 것이 가능하다. 이러한 각도를 부여하기 전에, 커터 도구(20)는 홈 위에 위치되도록 상승하게 된다. 이는 커터 도구가 각도를 형성하는 것을 방해하지 않기 때문에 각도를 얻는 것을 용이하게 한다.The front and
도 3은 깎인 지반토를 배출하기 위한 시스템(30)의 바람직한 실시예를 도시한다. 배출 시스템은 굴착기의 구조물의 높이보다 작지 않은 높이의 원통부(80)로 구성되어 있다. 이 원통부(80) 내에는 오거(82, auger)가 수직 축(84)에 대하여 회전하도록 장착되어 있다. 원통부(80)의 상부 위에는 오거를 회전시키기 위한 모터(86)가 장착되어 있다. 또한, 원통부(80)의 상단부는 예상되는 깎인 지반토를 운반하기 위한 배출구를 가지고 있다. 원통부(80)는 제거할 깎인 지반토가 오거(82) 위에 위치되는 것을 가능하게 하도록 하는 큰 치수의 높이인 복수의 개구부(88)를 갖고 있다. 3 shows a preferred embodiment of a
물론, 다른 깎인 지반토-배출 시스템들, 예를 들어, 밸브를 갖춘 신축자재의 튜브 또는 버킷 체인, 또는 연동 펌프(peristaltic pump)의 원리를 사용하는 휘일에 의해 평평하게 되는 실제로 가요성의 튜브가 사용될 수 있는데, 이 수단들은 순수한 유압식이 아니라면 사용될 수 있다.Of course, other sheared geo-discharge systems may be used, for example flexible tubes or bucket chains with valves, or indeed flexible tubes that are flattened by a wheel using the principle of a peristaltic pump. These means can be used if they are not purely hydraulic.
본 명세서에서 순수한 유압식이 아닌 배출 수단이란 용어는 커터 도구의 작용에 기인한 파편이 액체에서 부유되는 것을 사용하지 않는 수단을 포함하기 위해 사용된다. 특히, 이러한 배출 수단의 사용은 깎인 지반토가 반죽 상태의 물질로 변형된다는 사실에 의해 가능하게 된다. 파편이 다량의 액체를 사용하지 않고 배출된다는 사실은 폐기 공정을 상당히 단순화시킨다.As used herein, the term purely non-hydraulic discharge means is used to include means that do not use floating debris from the liquid due to the action of the cutter tool. In particular, the use of such discharge means is made possible by the fact that the shaved soil is transformed into a doughy material. The fact that the debris is discharged without using a large amount of liquid greatly simplifies the disposal process.
이하에서는 전술한 굴착기가 어떻게 사용되는 지에 대한 설명과 지반에 연속적인 벽을 만들기 위한 본 발명의 방법에 대한 설명이 이어진다.The following is a description of how the above described excavator is used and a description of the method of the present invention for creating a continuous wall in the ground.
작업 깊이를 갖는 하나의 패널(panel)을 구성하는 제1 구역은 케이블 버킷 또는 유압 버킷과 같은 종래의 수단을 사용함으로써 만들어진다. 홈의 이러한 제1 구역의 폭은 굴착기의 폭 치수에 상응한다. 지층의 안전성을 확보하기 위하여, 패널은 진흙으로 채워진다.The first zone constituting one panel having a working depth is made by using conventional means such as a cable bucket or a hydraulic bucket. The width of this first section of the groove corresponds to the width dimension of the excavator. To ensure the safety of the strata, the panels are filled with mud.
다음, 굴착기(18)는 홈의 이러한 구역 내로 삽입된 후, 수평의 파는 공정을 시작하도록 위치된다. 이를 위해, 굴착기는 전방 슈우(36, 38)에 의해 초기에 움직이지 않게 유지된다. 커터 도구(20)는 지반 내로 수직으로 관통하게 된다. 전술한 바와 같이, 이러한 커터 도구는 구동되는 드럼을 갖는 커터에 의해, 바람직하게는 유압 모터에 의해 구성되며, 드럼에는 커터 픽(cutter pick)이 마련된다.The
이러한 도구의 깎는 성능은 건축 부지에 통상적으로 존재하는 지층의 모든 층들을 관통하는 것을 가능하게 하기에 적합하다. 하강 단계 중에, 깎인 지반토가 배출된다. 지반토는 깎인 다음 지반 내에 존재하는 물과 바람직하게는 파는 중에 파이프(32, 34)에 의해 분사되는 물질과도 혼합된다. 이러한 물질은 중합체를 가 지거나 가지지 않은 경도 및/또는 투수성을 바꾸기 위한 지반-조절 첨가물과 진흙일 수 있다. 그래서, 드럼은 홈을 만들기 위해서 지반을 깎을 할 뿐만 아니라 깎인 지반토를 반죽하는 기능을 한다. 커터 도구(20)는 일단 하부에 도달하면, 그 회전 방향을 선택적으로 변경하여 지표면 쪽으로 상승할 수 있다. 커터 도구의 상방 및 하방 이동 중에, 커터 도구는 지반을 깎을 뿐만 아니라 깎인 지반토를 반죽 상태의 물질로 변형하기 위하여 깎인 지반토를 반죽하는 작용을 한다.The mowing performance of such a tool is suitable to make it possible to penetrate all layers of the strata normally present on the building site. During the descent phase, the shaved soil is discharged. The soil is shaved and then mixed with the water present in the ground and preferably with the material sprayed by the
홈의 일부 구역이 배출되고 반죽 상태의 물질로 변형되면, 후방 슈우(50, 52)는 굴착기의 후방부(28)를 홈 내에서 고정시키기 위하여 뻗은 위치에 있게 되며, 전방 슈우는 수축된다. 후방 슈우로부터의 반작용을 받아서, 수평 액추에이터(60, 62)는 굴착기의 전방부(26)에, 특히 반죽 상태의 물질을 배출하기 위한 시스템(30)에 추력을 가한다. 이러한 추력은 배출 시스템이 개구부(88)를 통해 공급받는 것을 가능하게 한다. 다음, 오거(82)는 반죽 상태의 물질을 배출한다.When a portion of the groove is discharged and deformed into a kneaded material, the
이하의 단계에서, 전방측 슈우(36, 38)는 굴착기의 전방부(26)를 고정하기 위하여 뻗은 위치로 이동하며, 후방 슈우는 수축된다. 수평 액추에이터(60, 62)는 후방부(28)가 전방부(26)에 근접하게 이동하게 하도록 수축되며, 이에 의해 굴착기의 후방의 홈의 구역을 느슨하게 한다. 홈의 이러한 구역은 콘크리팅(concreting) 시스템(46)에 의해 콘크리트 또는 이러한 종류의 작업에 적합한 다른 물질로 즉시 채워진다. 콘크리팅 작업 중에, 굴착기가 전방 슈우에 의해 움직이지 않게 유지되지만, 커터 도구(20)에 의해 홈의 새로운 구역을 만들기 위한 파는 단계를 재시작하는 것이 가능함을 알 수 있을 것이다.In the following steps, the
홈의 깎이는 전방은 반죽 상태의 지층에 대항하여 지탱하는 커터 도구(20)에 의해 지지된다. 측방향 지지는 추력 모듈의 제한된 체적에 수압을 가하는 생물 분해성 유체에 의해 제공될 수 있다.The shaving front of the groove is supported by a
또한, 굴착기가 수직인 것을 확인하는 것이 가능하다. 굴착기의 전방부(26) 및 후방부(28)의 각각의 추력 슈우의 상부 및 하부 쌍들은 굴착기의 구조물이 실제로 수직 위치에 있게 하는 것을 보장하는 것이 가능하게 한다. 이러한 위치 조정은 홈의 다음 구역을 만들기 위해 커터 도구를 삽입하기 전에 실행된다. 수직성에 있어서의 오차는 전방 및 후방과 하부 및 상부의 여러 가지의 슈우에 적절히 작용함으로써 정정될 수 있다.It is also possible to confirm that the excavator is vertical. The upper and lower pairs of each thrust shoe of the
또한, 전술한 바와 같이, 굴착기는 바람직하게는 소정의 각도가 굴착기의 전방부(26)와 후방부(28) 사이에서 수평 평면으로 부여되는 것을 가능하게 하기 위한 시스템(64)을 포함한다. 이는 직선이 아닌 홈을 만드는 것을 가능하게 하며, 또는 이와 반대로, 직선의 홈을 형성하고자 할 때, 수평 경로의 오차를 정정하는 것을 가능하게 한다.In addition, as described above, the excavator preferably includes a
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