KR20140006474A

KR20140006474A - 직경 가변식 복합형 확경 해머를 이용한 지반 천공 공법

Info

Publication number: KR20140006474A
Application number: KR1020120073480A
Authority: KR
Inventors: 장병철
Original assignee: (주)하이탑
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2012-07-05
Publication date: 2014-01-16

Abstract

본 발명은 직경 가변식 복합형 확경 해머를 이용한 지반 천공 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지반 천공시 1차로 천공한 구멍의 하부를 부품 교체 없이 단계적으로 즉시 확장시킬 수 있는 복합형 확경 해머를 이용하여 지반 천공 작업을 효율적으로 진행할 수 있도록 한 지반 천공 공법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 굴착기의 연결로드에 결합된 복합형 확경 해머의 타격해머와 확공해머를 이용하여 지반에 소정 직경을 갖는 천공홀을 1차로 굴착하는 단계; 1차 굴착 후, 상기 복합형 확경 해머를 상승시켜 천공홀 내 확경시작점으로 이동시키는 단계; 상기 복합형 확경 해머가 확경시작점에 도달한 뒤, 확공해머의 확공용 해머비트를 외측으로 벌려서 굴착반경을 확장시키는 단계; 상기 복합형 확경 해머를 회전시켜 발생하는 회전력으로 상기 확공용 해머비트가 천공홀의 가장자리를 천공하여 천공홀을 방사방향으로 확장 굴착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직경 가변식 복합형 확경 해머를 이용한 지반 천공 공법을 제공한다.

Description

직경 가변식 복합형 확경 해머를 이용한 지반 천공 공법 {Boring method using composite hammer for extending hole}

본 발명은 직경 가변식 복합형 확경 해머를 이용한 지반 천공 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지반 천공시 1차로 천공한 구멍의 하부를 부품 교체 없이 단계적으로 즉시 확장시킬 수 있는 복합형 확경 해머를 이용하여 지반 천공 작업을 효율적으로 진행할 수 있도록 한 지반 천공 공법에 관한 것이다.

일반적으로 건축물의 기초 공사시 굴착기로 먼저 지반을 뚫고 그 구멍으로 강관이나 철골과 함께 콘크리트를 채워 지반에 매몰되는 기둥을 형성하는데, 건축물의 자중을 충분히 견디면서 지반의 침하를 방지하기 위해서는 가능한 구멍을 깊게 파거나 구멍의 직경을 확장하여야 한다.

그러나, 기존의 해머를 사용한 굴착의 경우 구멍의 상단부와 하단부가 일률적인 직경을 가질 수 밖에 없어 구멍이 깊어지게 되고, 이에 따라 깊고 큰 구멍을 굴착하기 위해서는 작업시 많은 시간과 비용이 소요되며 장비 또한 대형화되어야 하는 문제점이 있다.

이러한 문제점은 굴착되는 구멍의 하단부만 국부적으로 확장할 수 있는 장비를 도입하여 해결할 수 있는바, 종래에는 2종의 해머를 순차적으로 사용하여 1차 굴착 작업으로 소정 직경의 구멍을 천공한 후 2차 확공 작업을 수행함으로써 천공한 구멍의 하단부를 국부적으로 확장하였다.

즉, 종래에는 굴착 작업시 하단부만 국부적으로 확장된 구멍을 천공하기 위하여, 먼저 1차 굴착 작업을 통해 소정 직경의 구멍을 일정 깊이로 천공한 후 기장착되어 있는 해머를 확공용 해머로 교체하고, 교체한 확공용 해머를 이용하여 소정 직경으로 천공한 구멍의 하단부를 확경 천공하여 구멍의 하단부만 국부적으로 굴착 반경을 확장하는 등 단계적으로 굴착 작업을 수행하였다.

이때, 굴착기의 연결로드에 기장착되어 있는 해머로는 보통 에어해머를 사용하고 교체되는 확경용 해머로는 유압해머를 사용한다.

그러나, 상기와 같이 2종의 해머를 이용하여 하단부만 국부적으로 확장된 구멍을 천공하는 경우, 해머 교체 작업에 대략 하루가 소요되어 작업이 중단되고 이에 작업이 현저하게 지체되어 공사 기간 및 비용이 증가하게 되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 해결하기 위해 고안한 것으로서, 소정 직경으로 구멍을 천공하는 1차 굴착 작업과 1차 굴착으로 천공한 구멍의 하부를 확경 천공하는 2차 확공 작업을 별도의 장비 교체 없이 단계적으로 즉시 수행할 수 있는 직경 가변식 복합형 확경 해머를 이용한 지반 천공 공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 굴착기의 연결로드에 결합된 복합형 확경 해머의 타격해머와 확공해머를 이용하여 지반에 소정 직경을 갖는 천공홀을 1차로 굴착하는 단계; 1차 굴착 후, 상기 복합형 확경 해머를 상승시켜 천공홀 내 확경시작점으로 이동시키는 단계; 상기 복합형 확경 해머가 확경시작점에 도달한 뒤, 확공해머의 확공용 해머비트를 외측으로 벌려서 굴착반경을 확장시키는 단계; 상기 복합형 확경 해머를 회전시켜 발생하는 회전력으로 상기 확공용 해머비트가 천공홀의 가장자리를 천공하여 천공홀을 방사방향으로 확장 굴착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직경 가변식 복합형 확경 해머를 이용한 지반 천공 공법을 제공한다.

상기 확공용 해머비트는 상단부에 결합된 실린더 장치와 하단부에서 해머비트의 승강 이동을 지지하는 볼마운트 사이에 기울어진 구조로 연결되고, 상기 실린더 장치의 신축 길이에 의해 굴착반경이 조절된다.

또한, 상기 확공용 해머비트는 하단부에 복합형 확경 해머의 회전력에 의해 천공홀의 가장자리를 방사방향으로 천공할 수 있는 톱니구조를 가진다.

이에 본 발명에 따르면, 복합형 확경 해머를 이용하여 지반을 천공하는 경우, 별도의 장비 교체 없이 1차 굴착 작업과 2차 확공 작업을 단계적으로 즉시 수행할 수 있으며, 이에 장비 교체에 따른 작업 시간 및 비용이 크게 절감되고 작업 중단에 따른 작업성 저하를 방지할 수 있다.

즉, 굴착하고자 하는 시공부지에 1차로 소정 직경의 구멍을 천공한 뒤 복합형 확경 해머를 구멍 내에서 일정 높이로 상승시켜 목표지점에 도달하면 확공용 해머비트를 외측으로 벌려 굴착반경을 증가시킨 후 다시 하강시키면서 굴착함으로써 별도의 장비 교체 없이 상기 구멍의 하부를 확장할 수 있어 굴착하는 구멍의 하부만 국부적으로 확장하는 2차 확공 작업을 신속하고 원활하게 진행할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 지반 천공 공법에 사용되는 복합형 확경 해머를 나타내는 사시도,
도 3은 본 발명의 지반 천공 공법에 사용되는 복합형 확경 해머를 나타내는 정면도,
도 4 및 도 5는 본 발명의 지반 천공 공법에 사용되는 복합형 확경 해머의 하부 조립구조를 나타내는 사시도 및 단면도,
도 6a 내지 6e는 본 발명의 직경 가변식 복합형 확경 해머를 이용한 지반 천공 공법을 순서대로 나타낸 도면,
도 7 및 8은 본 발명의 지반 천공 공법에 사용되는 복합형 확경 해머의 작동상태를 나타내는 저면 사시도 및 정면도와 저면도.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 소정 시공부지에 해머를 이용한 천공 작업을 진행할 때, 구체적으로는 지반에 굴착하는 구멍의 하부만 국부적으로 확장시키는 굴착 작업을 진행할 때, 복합형 확경 해머를 이용함으로써 상부와 하부가 동일한 직경을 가지는 구멍을 천공하는 1차 굴착 작업 후 상기 구멍의 하부를 확장하기 위한 2차 확공 작업을 수행함에 있어 별도의 장비 교체 없이 단계적으로 1차 굴착한 구멍의 하부만 국부적으로 천공할 수 있도록 한다.

먼저, 본 발명의 지반 천공 공법에 이용되는 복합형 확경 해머(160)에 대한 구성을 도 1 내지 5를 참조로 하여 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 지반 천공 공법에 사용되는 복합형 확경 해머(160)는 굴착기에 결합시켜 이용하는 굴착 해머로서, 상단부에 굴착기의 연결로드(180)와 결합가능한 로드연결부(116)가 구비되며, 상부와 하부가 동일한 직경을 갖는 구멍을 1차 굴착한 뒤 장비 교체 없이 2차 확공 작업을 바로 수행하기 위하여 2종의 해머가 복합 구성된다.

이에 상기 로드연결부(116)의 하부에는 2종의 해머 및 기타 구성요소들을 수용할 수 있도록 내부가 비어있는 중공 구조를 가지는 해머본체(100)가 구성된다.

상기 해머본체(100)는 상단부에 굴착기의 연결로드(180)와 결합가능한 마운트블록(110)이 구비되고, 이러한 마운트블록(110)을 포함하는 하우징 구조를 가진다.

상기 마운트블록(110)은 로드연결부(116)의 하부에서 적층구조로 결합되는 상부블록(111)과 하부블록(112)으로 구성되며, 상부블록(111)에는 공기의 공급 및 배출을 위한 복수 개의 에어출입홀(113,114) 및 로드연결부(도 3의 116 참조)의 장착을 위한 복수 개의 결합홀(115)이 구비되고, 상기 하부블록(112)의 하단부에는 해머본체(100)의 내부에 배치되는 타격해머(120)와 확공해머(130)가 장착된다.

여기서, 상기 에어출입홀(113,114)은 타격해머(120)로 공급되는 공기 및 확공해머(130)의 실린더 장치(133)에 출입하는 공기의 공급 및 배출을 위한 통로 역할을 한다.

상기 타격해머(120)는 하단부로 배출되는 압축공기를 이용한 타격을 통해 지반을 천공할 수 있는 에어해머로서, 하단부에 해머비트(121)를 구비하여 압축공기에 의한 타격이 가능한 일반적인 에어해머로 구성되거나 또는 그와 유사한 구조의 에어해머로 구성될 수 있다.

상기 타격해머(120)는 상단부가 마운트블록(110)의 내측에 삽입된 형태로 결합되어 해머본체(100)의 중앙에 위치하며, 마운트블록(110)의 중앙에 배치된 에어출입홀(113)에 연결되어 굴착 작업을 위한 압축공기를 공급받게 된다.

상기 확공해머(130)는 타격해머(120)를 이용한 1차 굴착 작업으로 천공한 구멍의 하단부를 국부적으로 확경하기 위한 해머로, 하단부에 톱날구조를 가지는 해머비트(131)와 상단부에 실린더 장치(133)가 결합된 형태로 구성된다.

상기 해머비트(혹은 확공용 해머비트라고 함)(131)의 톱날구조는 송곳 모양으로 된 복수 개의 비트날(132)이 일렬로 배열되어 구성되며, 상기 비트날(132)은 예컨대 표면에 동심 구조로 복수 개의 링형 돌기를 가지는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 해머비트(131)는 실린더 장치(133)의 하단부에 결합시 상기 비트날(132)이 천공 구멍의 가장자리를 긁어내어 천공할 수 있도록 외측을 향하게 하여 장착된다.

상기 실린더 장치(133)는 확공용 해머비트(131)의 승강이동수단으로서, 예를 들어 공압실린더나 유압실린더로 구성될 수 있고, 그 피스톤 로드(134)가 실린더 내외로 출입하며 상하방향으로 신축함에 따라 확공용 해머비트(131)를 승강 이동시키게 된다.

이러한 확공해머(130)는 복수 개로 구성되어 해머본체(100)의 내측 및 타격해머(120)의 외곽에서 일정 간격으로 배열 설치되고, 상단부에 실린더 장치(133)가 마운트블록(110)의 하단부에 장착되어 고정된다.

첨부한 도면으로 나타낸 실시예에서 확공해머(130)는 3개로 구성되어 해머본체(100)의 내측에 타격해머(120)를 기준으로 120도 간격을 두고 배치되었으나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

전술한 바와 같이, 상기 확공용 해머비트(131)는 실린더 장치(133)의 피스톤 운동에 의해 승강 이동하게 되는데, 상단부가 실린더 장치(133)의 피스톤 로드(134)와 회동가능하게 핀결합되어서 후술되는 볼마운트(144)를 관통하여 선형 이동할 수 있게 된다.

상기 실린더 장치(133)에는 피스톤 운동을 위한 압축공기의 공급 및 배출을 위해 에어공급관(135)과 에어배출관(136)이 각각 구비되고, 에어공급관(135)과 에어배출관(136)은 마운트블록(110)의 외곽 측에 구비된 에어출입홀(114)에 연결된다.

상기 확공용 해머비트(131)가 실린더 장치(133)의 피스톤 운동에 의해 하강 이동되면서 바깥쪽으로 벌어지도록 하기 위하여, 해머본체(100)의 하단부에는 실린더 장치(133)의 신축에 따른 확공용 해머비트(131)의 선형 및 회전 이동을 지지하기 위한 볼마운트(144) 및 상기 볼마운트(144)를 지지하기 위한 볼마운트지지블록(140)이 구성된다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 볼마운트(144)는 중앙부가 구형으로 된 파이프 형태로 구성되어 확공용 해머비트(131)에 각각 하나씩 관통된 형태로 결합되며, 볼마운트지지블록(140)에 회동가능하게 삽입된 형태로 설치되고, 타격해머(120)를 기준으로 대응하는 확공해머(130)의 실린더 장치(133)의 직하 방향에서 일정 각도로 이격된 자리에 배치된다.

이에 확공용 해머비트(131)는 실린더 장치(133)의 하단부와 볼마운트(144) 사이에 비스듬하게 경사진 형태로 연결되고, 볼마운트(144)를 통과하여 선형으로 슬라이딩 가능하게 된다.

상기 볼마운트지지블록(140)은 상하 적층구조로 결합되는 상부블록(141)과 하부블록(142)으로 구성되며, 볼마운트(144)를 수용하기 위해 복수 개의 볼마운트수용구(143)를 가진다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 볼마운트수용구(143)는 승강 이동되는 볼마운트(144) 및 확공용 해머비트(131)의 회동에 따른 볼마운트(144)의 움직임을 수용하는 동시에 지지하기 위하여 그에 대응하는 형태로 마련된다.

즉, 상기 볼마운트수용구(143)는 확공용 해머비트(131)의 최저점과 최고점 간 이동 및 회동에 따른 볼마운트(144)의 움직임을 수용하는 동시에, 해머비트(131)가 하강하여 최저점에 위치할 때부터 해머비트(131)가 상승하여 최고점에 위치할 때까지 볼마운트(144)의 외주면을 지지할 수 있도록 형성된다.

이에 볼마운트수용구(143)는 볼마운트(144)의 구형 외주면에 상응하는 구조로 가공됨과 더불어, 승강 이동하는 해머비트(131)의 회동에 따라 회전하게 되는 볼마운트(144)가 안착가능하게 부분적으로 경사 가공된다.

이에 상기 상부블록(141)과 하부블록(142)은 확공용 해머비트(131)의 승강 이동에 따른 볼마운트(144)의 회동을 안정적으로 유도하는 동시에 볼마운트(144)의 외주면을 밀착 지지하게 된다.

즉, 상기 확공용 해머비트(131)는 볼마운트(144) 및 볼마운트지지블록(140)에 의해 지지되어 실린더 장치(133)의 신축에 따라 비스듬하게 기울어진 형태로 선형 이동하게 되고, 이에 하강 이동시 바깥쪽으로 벌어지면서 천공 가능한 구멍의 직경이 증가하게 된다.

이러한 확공해머(130)는 구멍의 하단부만 국부적으로 확장하기 위한 2차 확공 작업시 실린더 장치(133)의 피스톤 운동에 의한 신축 길이에 따라 확장하고자 하는 구멍의 직경을 조절가능하게 되고, 해머본체(100)의 회전 운동에 의해 1차 굴착 작업시 천공한 구멍의 가장자리를 방사방향으로 긁어내어 확장 천공하게 된다.

즉, 상기 확공해머(130)는 피스톤 로드(134)가 배출되어 실린더 장치(133)의 길이가 연장됨에 따라 확공용 해머비트(131)가 하강하게 되는데, 이때 확공용 해머비트(131)가 피스톤 로드(134)의 하단부를 중심으로 회동하면서 볼마운트(144)의 내벽을 따라 슬라이딩되어 외측으로 벌어지게 된다.

해머본체(100)의 각 확공해머(130)들이 하강 이동되면서 볼마운트(144)의 내벽을 따라 슬라이딩되어 상기와 같이 모두 외측으로 벌어짐에 의해 해머본체(100)의 굴착반경이 증가하게 되고, 이에 1차 굴착 작업시 천공한 구멍의 하단부만 국부적으로 확장하는 2차 확공 작업이 수행 가능하게 된다.

상기 볼마운트(144)는 볼마운트지지블록(140)에 밀착 지지되어 여러 방향으로 자유롭게 회동가능한바, 실린더 장치(133)의 신축 길이에 따라 확공용 해머비트(131)가 최고점에서 최저점 사이의 임의의 위치로 이동되어 그 위치 및 자세가 변화되더라도 볼마운트지지블록(140) 내에서 흡수 및 수용할 수 있게 된다.

여기서, 타격해머(120)와 확공해머(130)의 해머비트(121,131)는 볼마운트지지블록(140) 및 볼마운트(144)를 밀착 구조로 관통하게 되며, 상기 각 해머비트(121,131)는 해머본체(100) 내부에 수용되는 동시에 그 하단부가 해머본체(100)의 중공 구조 외부로 돌출되어 볼마운트지지블록(140)의 하방에 돌출되어 위치하게 된다.

아울러, 상기 해머본체(100)에는 외주면을 따라 상하 방향으로 연장되어 길게 함몰된 슬러지배출로(150)가 구비되며, 이러한 슬러지배출로(150)는 마운트블록(110) 및 볼마운트지지블록(140)의 외주면까지 연장되고 해머본체(100)의 외주면에 일정한 간격으로 배열된다.

첨부한 도면으로 나타낸 실시예에서는 3개의 슬러지배출로(150)가 서로 120도의 간격을 두고 배열된다.

굴착과정에서 발생되는 슬러지는 타격해머(120)의 하단부로 배출되는 공기에 의해 이송하게 되는데, 상기 해머본체(100)의 슬러지배출로(150)를 따라 해머본체(100)의 상부로 이동하게 되고 해머본체(100)와 연결된 오거스크류에 안착되어 지상으로 배출되게 된다.

이에 따라 굴착과정에서 발생되는 슬러지를 즉시 배출가능하여 굴착 작업 후 별도로 슬러지를 제거할 필요가 없게 된다.

또한, 상기의 확공해머(130)는 1차 굴착 작업시에도 타격해머(120)와 함께 사용가능한바, 예를 들어 도 3과 같이 확공용 해머비트(131)가 최고점에 위치한 상태에서 해머본체(100)가 회전됨에 의해 타격해머(120)와 함께 지반을 굴착하게 되고, 이러한 1차 굴착 작업 후 확공용 해머비트(131)를 바깥쪽으로 벌려 확장시킨 뒤 다시 해머본체(100)가 회전됨에 의해 1차 천공한 구멍의 하단부만 확장하여 2차 확공 작업을 수행하게 된다.

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어진 복합형 확경 해머(160)를 이용한 본 발명의 지반 천공 공법을 첨부한 도 6a 내지 6e, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.

먼저, 굴착기의 연결로드(180)에 복합형 확경 해머(160)의 로드연결부(116)를 결합시킨 뒤, 복합형 확경 해머(160)를 회전시켜 타격해머(120)와 확공해머(130)가 회전력 및 타격력으로 지반을 굴착하며 1차로 천공한다(도 6a 및 도 6b 참조).

이때 상기 타격해머(120)는 마운트블록(110)의 에어출입홀(113)을 통해 공급되는 공기를 이용한 타격력으로 지반을 천공하고, 확공해머(130)는 복합형 확경 해머(160)의 회전력으로 지반을 천공하게 된다.

여기서, 상기 확공해머(130)의 확공용 해머비트(131)는 실린더 장치(133)가 최소 길이로 축소되어 있음에 따라 최고점으로 상승 위치되어 있는 상태에서 최소 굴착반경으로 굴착 작업을 수행하게 된다(도 7 및 도 8의 좌측 도면 참조).

또한, 여기서 1차 굴착으로 천공된 구멍(즉, 천공홀)(170)은 상부와 하부의 직경이 소정 직경으로 동일하며 일정 깊이를 가지게 된다.

1차 굴착 작업으로 천공홀(170)을 굴착한 후, 복합형 확경 해머(160)를 상승시켜 확장 작업을 시작하기 위한 목표지점 즉, 확경시작점(P)으로 이동시킨다(도 6c 참조).

상기 복합형 확경 해머(160)가 확경시작점(P)에 도달한 뒤에는, 확공해머(130)의 확공용 해머비트(131)를 외측으로 벌려서 굴착반경을 확장시킨다.

이때, 상기 확공용 해머비트(131)의 굴착반경을 확장하기 위하여, 에어공급관(135)으로 실린더 내 공기를 공급하고 에어배출관(136)으로 실린더 내 공기를 배출하여 실린더 장치(133)를 신장시켜서 확공용 해머비트(131)를 볼마운트(144)를 통과하여 하강 이동시킨다(도 7 및 도 8의 우측 도면 참조).

도 7 및 도 8의 우측 도면에서, 확공용 해머비트(131)는 실린더 장치(133)가 최장 길이로 연장되어 있음에 따라 최저점으로 하강 이동되어 있는 상태로 최대 굴착반경을 가지게 된다.

상기 확공용 해머비트(131)는 그 승강 이동을 위해 상단부에 결합된 실린더 장치(133)와 하단부에서 확공용 해머비트(131)의 승강 이동을 지지하는 볼마운트(144) 사이에 기울어진 구조로 연결되어 있어서, 실린더 장치(133)를 신장시킴에 따라 하강 이동하게 되며 이와 동시에 볼마운트(144)를 통과하여 슬라이딩 되면서 외측으로 벌어지게 된다.

따라서, 상기 확공용 해머비트(131)의 굴착반경은 가변되는 실린더 장치(133)의 신축 길이에 의해 조절 가능하다.

즉, 상기 확공용 해머비트(131)는 실린더 장치(133)의 신축 길이에 따른 최고점에서 최저점까지 임의의 높이에 위치함에 따라 그 굴착반경이 달라지게 된다.

이렇게 확공용 해머비트(131)의 굴착반경을 확장시킨 상태에서, 복합형 확경 해머(160)를 회전시켜 확공용 해머비트(131)에 회전력을 부여하는 동시에 복합형 확경 해머(160)를 하강 이동시킨다.

그럼, 복합형 확경 해머(160)가 천공홀(170)을 따라 하강함과 동시에 확공용 해머비트(131)가 회전력으로 천공홀(170)의 가장자리를 천공하여 천공홀(170)을 방사방향으로 확장 굴착하게 된다.

이렇게 확공용 해머비트(131)가 천공홀(170)을 확장하는 동시에, 복합형 확경 해머(160)를 천공홀(170)의 확경시작점(P)부터 바닥까지 하강 이동시킴으로써 확공용 해머비트(131)가 천공홀(170)의 확경시작점(P)부터 바닥까지 천공홀(170)의 가장자리를 긁어내어 천공하여서 2차 확공 작업을 진행하게 된다(도 6d 및 도 6e 참조).

아울러, 상기 복합형 확경 해머(160)의 굴착에 의해 생성되는 암반 조각 및 토사들은 외부로부터 공급되는 물과 혼합된 후 슬러지 상태로 슬러지배출로(150)를 따라 이동된 뒤 해머본체(100)의 상부로 이동하게 되고, 이후 해머본체(100)와 연결된 오거스크류에 안착되어 지상으로 배출되게 된다.

상기 슬러지는 타격해머(120)의 하단부에서 배출되는 공기에 의해 천공홀(170) 내에서 슬러지배출로(150)를 따라 이동하게 되는바, 상기 타격해머(120)는 1차 굴착 작업시에는 물론이고 2차 확공 작업시에도 작동되어 하단부로 압축공기를 배출하게 된다.

이렇게 1차 굴착 작업 및 2차 확공 작업을 완료한 후에는, 역으로 실린더 장치(133)의 에어배출관(136)으로 실린더 내 공기를 공급하고 에어공급관(135)으로 실린더 내 공기를 배출시켜 실린더 장치(133)의 길이를 감소시킴으로써 확공용 해머비트(131)를 내측으로 좁혀 해머비트(131)의 굴착반경을 축소시킨 뒤 복합형 확경 해머(160)를 상승 이동시켜 지상으로 꺼내게 된다.

이와 같이 본 발명의 지반 천공 공법은 별도의 장비 교체 없이 하나의 복합형 확경 해머(160)를 이용하여 단계적인 굴착 및 확장 작업을 진행하여 굴착 구멍의 하단부를 국부적으로 확장시킬 수 있다.

다시 말해, 본 발명의 복합형 확경 해머를 이용한 지반 천공 공법은 다음과 같은 이점이 있다.

1. 별도의 장비 교체 없이 단계적 굴착을 통하여 국부적으로 굴착 반경을 확장시킬 수 있다.

1차 굴착 작업시에는 확공용 해머비트(130)를 상승시켜 상대적으로 반경이 작은 구멍을 굴착하고, 2차 확공 작업시에는 확공용 해머비트(130)를 하강시켜 1차 굴착 작업시 천공홀(170)의 하단부만을 확장할 수 있다.

즉, 하나의 복합형 확경 해머(160)를 이용하여 1차 굴착 작업과 2차 확공 작업을 별도의 장비 교체 없이 단계적으로 즉시 수행할 수 있다.

2. 확장되는 굴착 반경을 가능범위 내에서 임의로 조절할 수 있다.

확공용 해머비트(130)는 그 승강 높이(위치)에 따라 굴착가능반경이 달라지므로, 확공용 해머비트(130)의 승강 이동이 가능한 범위 내에서 확장되는 굴착 반경을 임의로 조절할 수 있다.

3. 1차 굴착 후 천공홀(170)의 하부를 확장함으로써 전체 구멍의 깊이나 반경을 크게 증대시키지 않더라도 건축물의 자중을 충분히 견디면서 지반의 침하를 방지할 수 있는 구멍을 굴착할 수 있는바, 설계상 요구되는 조건들을 충족하는 범위 내에서 굴착 작업을 신속하게 진행하여 공사기간을 단축하고 비용을 획기적으로 절감할 수 있다.

100 : 해머본체
110 : 마운트블록
113,114 : 에어출입홀
116 : 로드연결부
120 : 타격해머
121 : 타격해머의 해머비트
130 : 확공해머
131 : 확공용 해머비트
132 : 비트날
133 : 실린더 장치
140 : 볼마운트지지블록
141 : 볼마운트지지블록의 상부블록
142 : 볼마운트지지블록의 하부블록
143 : 볼마운트수용구
144 : 볼마운트
150 : 슬러비배출로
160 : 복합형 확경 해머
170 : 천공홀
180 : 굴착기의 연결로드
P : 천공홀 내 확경시작점

Claims

굴착기의 연결로드(180)에 결합된 복합형 확경 해머(160)의 타격해머(120)와 확공해머(130)를 이용하여 지반에 소정 직경을 갖는 천공홀(170)을 1차로 굴착하는 단계;
1차 굴착 후, 상기 복합형 확경 해머(160)를 상승시켜 천공홀(170) 내 확경시작점(P)으로 이동시키는 단계;
상기 복합형 확경 해머(160)가 확경시작점(P)에 도달한 뒤, 확공해머(130)의 확공용 해머비트(131)를 외측으로 벌려서 굴착반경을 확장시키는 단계;
상기 복합형 확경 해머(160)를 회전시켜 발생하는 회전력으로 상기 확공용 해머비트(131)가 천공홀(170)의 가장자리를 천공하여 천공홀(170)을 방사방향으로 확장 굴착하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 직경 가변식 복합형 확경 해머를 이용한 지반 천공 공법.
청구항 1에 있어서,
상기 확공용 해머비트(131)는 상단부에 결합된 실린더 장치(133)와 하단부에서 해머비트(131)의 승강 이동을 지지하는 볼마운트(144) 사이에 기울어진 구조로 연결되고, 상기 실린더 장치의 신축 길이에 의해 굴착반경이 조절되는 것을 특징으로 하는 직경 가변식 복합형 확경 해머를 이용한 지반 천공 공법.
청구항 1에 있어서,
상기 확공용 해머비트(131)는 하단부에 복합형 확경 해머(160)의 회전력에 의해 천공홀(170)의 가장자리를 방사방향으로 천공할 수 있는 톱니구조를 가지는 것을 특징으로 하는 직경 가변식 복합형 확경 해머를 이용한 지반 천공 공법.