KR101043746B1 - Ground monitoring unit and ground reinforcement device including the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지반의 상태를 상시 감시할 수 있는 지반감시유닛에 관한 것으로서, 하우징; 상기 하우징 내에 삽입되는 삽입부재; 상기 삽입부재에 설치되어 지반의 상태를 측정하는 센서부; 상기 센서부를 구동하기 위한 전원부; 상기 센서부에서 측정된 데이터를 외부로 송출하는 송신부; 및 상기 하우징의 일단을 폐쇄하는 덮개;를 포함하고, 상기 삽입부재는 상기 센서부의 설치 및 교체가 용이하도록 상기 하우징의 길이방향으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a ground monitoring unit capable of constantly monitoring the state of the ground, the housing; An insertion member inserted into the housing; A sensor unit installed at the insertion member to measure a state of the ground; A power supply unit for driving the sensor unit; A transmitter for transmitting the data measured by the sensor to the outside; And a cover for closing one end of the housing, wherein the insertion member is movable in the longitudinal direction of the housing to facilitate installation and replacement of the sensor unit.

삽입부재, 밀봉부재, 센서, 전극봉, 지반감시유닛, 지반보강장치 Inserting member, sealing member, sensor, electrode, ground monitoring unit, ground reinforcing device

Description

지반감시유닛 및 이를 포함하는 지반보강장치{GROUND SENSING UNIT AND DEVICE FOR REINFORCING GROUND WITH THE SAME}Ground monitoring unit and ground reinforcement device including the same {GROUND SENSING UNIT AND DEVICE FOR REINFORCING GROUND WITH THE SAME}

본 발명은 지반감시유닛 및 이를 포함하는 지반보강장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 지반 내부에 매설되는 센서를 통해 지반을 상시 감시할 수 있고, 센서를 용이하게 설치 및 교체할 수 있어 유지보수의 간편화를 도모할 수 있는 지반감시유닛 및 이를 포함하는 지반보강장치에 관한 것이다.The present invention relates to a ground monitoring unit and a ground reinforcement device including the same, and more specifically, the ground can be monitored at all times through a sensor embedded in the ground, and the sensor can be easily installed and replaced to maintain maintenance. It relates to a ground monitoring unit and a ground reinforcement device including the same that can be simplified.

장마철에 큰 비 등에 의해 옹벽, 사면, 지하보도, 지하차도 등의 지반이 느슨해짐에 따라 발생하는 토사의 붕괴 또는 산사태 등에 의한 재해 발생을 사전에 예지할 수 있는 시스템의 개발이 절실하다. 눈으로 식별할 수 있을 정도로 지반에 이상이 생겼다면, 지반 내부에서는 이미 심각한 균열이 발생했다는 것이며, 따라서 재해 발생을 예방하기 위해서는 지중의 상태를 상시 감시할 수 있어야만 한다.In the rainy season, there is an urgent need to develop a system that can predict the occurrence of disasters caused by landslides or landslides caused by loosening of retaining walls, slopes, underground walkways, and underground roads. If there is an abnormality in the ground that can be discerned by eye, it means that a serious crack has already occurred inside the ground, so it must be able to monitor the condition of the ground at all times to prevent the occurrence of a disaster.

종래 지반의 느슨해짐 등을 검출하는 수단으로서는, 지상에 와이어를 펼쳐 설치하여 두고, 이 와이어가 지반의 변동으로 절단된 것을 가지고 검지하도록 한 것이 있다. 그러나, 이 방식은 광범위에 걸쳐 와이어를 펼쳐 설치하지 않으면 안되므로, 많은 수고와 시간이 걸릴 뿐 아니라, 지반의 변위 장소나 변위 방향을 특 정하기 어렵고, 그 변위 정도를 에측할 수 없다고 하는 문제가 있다.As a means for detecting the looseness of the conventional ground and the like, wires are laid out on the ground, and the wires are detected to have been cut due to the change of the ground. However, since this method requires wires to be spread out over a wide range, it takes not only a lot of effort and time, but also has a problem that it is difficult to determine the displacement position and the displacement direction of the ground, and the degree of displacement cannot be predicted.

또한, 지중에 검출기를 매설하여 지반의 변위를 검출하는 지반검출기가 많이 개발되어져 왔지만, 대부분은 검출기가 지중에 반영구적으로 매립되어, 유지보수에 어려움이 있을 뿐 아니라 센서의 교체 등이 불가능한 경우가 많다.In addition, many ground detectors have been developed to detect the displacement of the ground by embedding the detector in the ground. However, most of the detectors are semi-permanently embedded in the ground, which makes it difficult to maintain and replace the sensor. .

한편, 지반의 보강을 위해서 지반을 천공하여 지중에 지반보강장치를 매설하게 되는데, 통상 지반보강장치에서는 지반의 보강에만 관심이 있을 뿐, 보강된 지반의 상태를 센서를 사용하여 상시 진단하는 데에는 미치지 못하고 있다. 아울러, 지반보강장치에 센서를 설치한다고 하여도, 지반보강을 위한 그라우팅 작업에 의해 이 센서들이 지반에 반영구적으로 매설되므로 센서의 유지보수에 어려움이 많게 된다. On the other hand, the ground reinforcement device is embedded in the ground by drilling the ground for reinforcement of the ground. In the ground reinforcement device, only the ground reinforcement is only interested in the ground, and the condition of the reinforced ground is not always diagnosed using the sensor. I can't. In addition, even if the sensor is installed in the ground reinforcement device, since the sensors are semi-permanently embedded in the ground by the grouting work for the ground reinforcement, there is a lot of difficulty in maintaining the sensor.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 첫번째 과제는 지중에의 매설이 간단하면서 용이하고, 추후 유지보수가 간편한 지반감시유닛을 제공하는 것이다.Accordingly, the first problem to be solved by the present invention is to provide a ground monitoring unit that is easy and easy to bury in the ground, and easy to maintain later.

본 발명이 해결하고자 하는 두번째 과제는 통상적으로 사용되는 지반보강장치에 본 발명에 따른 지반감시유닛을 간편하게 설치하여 보강된 지반의 상태를 상시 감시할 수 있는 개선된 지반보강장치를 제공하는 것이다.The second problem to be solved by the present invention is to provide an improved ground reinforcement device that can constantly monitor the state of the reinforced ground by simply installing the ground monitoring unit according to the present invention in the ground reinforcement device is commonly used.

상기 첫번째 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 지반감시유닛은,In order to solve the first problem, the ground monitoring unit of the present invention,

하우징;housing;

상기 하우징 내에 삽입되는 삽입부재;An insertion member inserted into the housing;

상기 삽입부재에 설치되어 지반의 상태를 측정하는 센서부;A sensor unit installed at the insertion member to measure a state of the ground;

상기 센서부를 구동하기 위한 전원부;A power supply unit for driving the sensor unit;

상기 센서부에서 측정된 데이터를 외부로 송출하는 송신부; 및A transmitter for transmitting the data measured by the sensor to the outside; And

상기 하우징의 일단을 폐쇄하는 덮개;를 포함하고,And a cover closing one end of the housing,

상기 삽입부재는 상기 센서부의 설치 및 교체가 용이하도록 상기 하우징의 길이방향으로 이동가능한 것을 특징으로 한다. The insertion member is movable in the longitudinal direction of the housing to facilitate installation and replacement of the sensor unit.

여기서, 상기 하우징의 선단에는 전기 비저항 탐사를 위한 전극봉이 부착될 수 있다. Here, an electrode rod for electrical resistivity exploration may be attached to the front end of the housing.

또한, 상기 센서부는 상기 삽입부재의 길이방향을 따라 복수개 설치될 수 있 다. In addition, the sensor unit may be provided in plurality in the longitudinal direction of the insertion member.

또한, 상기 지반감시유닛은 상기 삽입부재의 선단으로부터 이격된 위치에서 상기 삽입부재와 결합되는 밀봉부재를 더 포함하고, 상기 밀봉부재는 상기 하우징의 내주면과 상기 삽입부재의 외주면 사이에 설치되어, 상기 삽입부재와 상기 하우징 사이를 밀봉할 수 있다.In addition, the ground monitoring unit further includes a sealing member coupled to the insertion member at a position spaced apart from the tip of the insertion member, the sealing member is installed between the inner peripheral surface of the housing and the outer peripheral surface of the insertion member, It is possible to seal between the insertion member and the housing.

또한, 상기 밀봉부재는 고무패킹으로 형성될 수 있다. In addition, the sealing member may be formed of a rubber packing.

또한, 상기 밀봉부재의 외주면에는 수나사부가 형성되고, 상기 하우징의 내주면에는 암나사부가 형성되어, 상기 밀봉부재와 상기 하우징이 나사결합될 수 있다. In addition, a male screw portion is formed on an outer circumferential surface of the sealing member, and a female screw portion is formed on an inner circumferential surface of the housing, and the sealing member and the housing may be screwed together.

또한, 상기 밀봉부재는 상기 삽입부재의 길이방향을 따라 복수개 설치될 수 있다. In addition, the sealing member may be provided in plurality in the longitudinal direction of the insertion member.

또한, 상기 센서부는 온도센서, 가속도센서, 위치센서, 각도센서, 전류센서 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. The sensor unit may include at least one of a temperature sensor, an acceleration sensor, a position sensor, an angle sensor, and a current sensor.

본 발명은 상기 두번째 과제를 달성하기 위하여The present invention to achieve the second object

지반에 천공된 시추공에 삽입되어 지반을 보강하는 보강재;A reinforcing member inserted into a borehole drilled in the ground to reinforce the ground;

상기 보강재와 천공홀 사이의 간격을 일정하게 유지하도록 상기 보강재가 삽입되는 관통공이 내부에 형성된 하나 이상의 스페이서; 및At least one spacer formed therein with a through hole into which the reinforcement is inserted to maintain a constant gap between the reinforcement and the drilling hole; And

본 발명에 따른 지반감시유닛;을 포함하여 지반의 보강과 동시에 지반의 상태를 상시 감시할 수 있는 것을 특징으로 하는 지반보강장치가 제공된다.A ground reinforcement device is provided, including a ground monitoring unit according to the present invention, which can monitor the state of the ground at the same time as the ground reinforcement.

여기서, 상기 스페이서의 외주에는 오목부가 형성되고, 상기 오목부에 상기 지반감시유닛이 결합될 수 있다.Here, a recess is formed on the outer circumference of the spacer, the ground monitoring unit may be coupled to the recess.

또한, 상기 지반감시유닛의 상기 하우징의 선단에는 상기 하우징의 개구를 폐쇄하는 하우징 캡이 부착되고, 상기 하우징 캡에는 상기 하우징 캡을 제거하기 위한 와이어가 연결될 수 있다. In addition, a housing cap may be attached to the front end of the housing of the ground monitoring unit to close the opening of the housing, and a wire for removing the housing cap may be connected to the housing cap.

본 발명에 의하면, 지중에의 매설이 간단하고 유지보수의 간소화를 도모할 수 있는 지반감시유닛을 제공할 수 있다. According to the present invention, it is possible to provide a ground monitoring unit that can be easily laid in the ground and that the maintenance can be simplified.

또 본 발명에 의하면, 지반보강과 동시에 보강된 지반의 상태를 상시 감시할 수 있는 지반보강장치를 제공할 수 있다. In addition, according to the present invention, it is possible to provide a ground reinforcement device capable of constantly monitoring the state of the ground reinforced at the same time as the ground reinforcement.

또 본 발명에 의하면, 복수개 설치된 지반감시유닛을 통해 지반 전체의 상태를 손쉽게 파악할 수 있으며, 전기 비저항 탐사도 가능하다.In addition, according to the present invention, it is possible to easily grasp the state of the entire ground through a plurality of ground monitoring units installed, it is possible to investigate the electrical resistivity.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment according to the present invention, but the present invention is not limited thereto. In addition, the terms or words used in the present specification and claims are consistent with the technical spirit of the present invention on the basis of the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain the invention in the best way. It must be interpreted as meaning and concept.

도 1은 본 발명에 따른 지반감시유닛(100)의 구성예를 나타난 도면이다. 1 is a view showing a configuration example of the ground monitoring unit 100 according to the present invention.

이 지반감시유닛(100)은 지중에 천공된 시추공(10)에 삽입될 수 있는 하우 징(20)을 가진다. 하우징(20)은 중공관으로서, 그 단면이 원형인 실린더 형태가 바람직하지만, 반드시 이러한 형태에 한정되는 것은 아니다. 하우징(20)의 선단에는 전기 비저항 탐사를 위한 전극봉(53)이 부착될 수 있으며, 이 경우 전극봉(53)을 이용하여 공지의 방법으로 전기 비저항 탐사가 가능하다. 한편, 전극봉(53)은 하우징의 선단을 폐쇄하는 역할도 할 수 있다. 따라서, 전극봉(53)은 하우징 선단을 폐쇄하기 위한 커버로 치환될 수 있다. 그리고, 이 커버는 하우징과 일체로 형성될 수 있다.The ground monitoring unit 100 has a housing 20 that can be inserted into the borehole 10 drilled in the ground. The housing 20 is a hollow tube, and a cylindrical shape having a circular cross section is preferable, but is not necessarily limited to this form. An electrode rod 53 for electrical resistivity exploration may be attached to the tip of the housing 20, and in this case, the electrical resistivity probe may be performed by a known method using the electrode rod 53. On the other hand, the electrode 53 may also serve to close the tip of the housing. Therefore, the electrode 53 can be replaced with a cover for closing the housing tip. The cover may be integrally formed with the housing.

하우징(20) 내에는 삽입부재(30)가 삽입된다. 삽입부재(30)에는 센서부(50)가 부착되며, 삽입부재(30)를 통해 센서부(50)를 천공된 지중에 위치시켜 지반의 상태를 측정하게 된다. 그리고, 이 센서부(50)는 도 1에 도시된 바와 같이 삽입부재(30)의 길이방향을 따라 복수개 설치될 수 있으며, 이를 통해 원하는 지점의 지반 상태를 상시 측정할 수 있다. 지반에 설치된 센서부(50)에 의해 측정될 수 있는 여러 가지 지반 상태에 관한 데이터 및 이러한 데이터의 응용방법에 대해서는 후술하기로 한다. The insertion member 30 is inserted into the housing 20. The sensor member 50 is attached to the insertion member 30, and the sensor unit 50 is positioned in the perforated ground through the insertion member 30 to measure the state of the ground. In addition, the sensor unit 50 may be provided in plural along the longitudinal direction of the insertion member 30 as shown in FIG. 1, and thus the ground state at a desired point may be constantly measured. Data relating to various ground conditions that can be measured by the sensor unit 50 installed on the ground and an application method of such data will be described later.

하우징(20)의 일단에는 하우징(20)을 폐쇄하는 덮개(60)가 설치된다. 그리고, 이 덮개(60) 상에는 센서부(50)를 구동하기 위한 전원부(51), 센서부(50)로부터 측정된 데이터를 외부로 송출하는 송신부(52)가 설치된다. 이 송신부(52)를 통해 센서부(50)에서 측정된 데이터가 메인 센서(미도시)로 송출되고, 적절한 연산 과정을 거쳐 지반의 상태를 모니터링할 수 있다. 센서부(50)에 전원을 공급하는 전원부(51)는 교체식 배터리 또는 태양전지가 사용될 수 있다. 그리고, 전원 부(51)의 설치 위치는 특별히 한정되지 않지만, 전원부(51)의 유지보수를 위해 도 1에 도시된 바와 같이 덮개(60) 상에 설치되거나, 또는 덮개에 근접한 삽입부재(30) 상에 설치될 수 있다.One end of the housing 20 is provided with a cover 60 for closing the housing 20. And on this cover 60, the power supply part 51 for driving the sensor part 50, and the transmission part 52 which transmits the data measured from the sensor part 50 to the exterior are provided. The data measured by the sensor unit 50 is transmitted to the main sensor (not shown) through the transmitter 52, and the state of the ground may be monitored through an appropriate calculation process. As the power supply unit 51 supplying power to the sensor unit 50, a replaceable battery or a solar cell may be used. In addition, the installation position of the power supply unit 51 is not particularly limited, but is installed on the cover 60 as shown in FIG. 1 for maintenance of the power supply unit 51, or the insertion member 30 adjacent to the cover. It can be installed on.

도 2를 참조하면, 밀봉부재(40)는 삽입부재(30)의 선단으로부터 삽입부재(30)의 길이방향으로 이격된 위치에 설치될 수 있다. 이 밀봉부재(40)는 삽입부재(30)의 위치를 하우징(20) 내부에서 일정하게 유지시켜 줄 뿐만 아니라, 천공된 지중으로부터 흘러나올 수 있는 물 등의 액체가 하우징(20)을 통해 흘러나오는 것을 방지하는 역할을 한다. 센서부(50)와의 연결을 위한 케이블(미도시) 등의 배선을 위해 삽입부재(30)는 중공관으로 형성될 수 있지만, 반드시 이러한 형태에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 2, the sealing member 40 may be installed at a position spaced apart from the front end of the insertion member 30 in the longitudinal direction of the insertion member 30. The sealing member 40 not only keeps the position of the insertion member 30 constant in the housing 20, but also liquid such as water that can flow out of the perforated ground flows out through the housing 20. Serves to prevent this from happening. Inserting member 30 for wiring such as a cable (not shown) for connection with the sensor unit 50 may be formed as a hollow tube, but is not necessarily limited to this form.

도 2(a), 2(b)에는 본 발명에 따른 밀봉부재(40) 및 그 변형예가 도시되어 있다. 밀봉부재(40)는 고무패킹으로 형성될 수 있고, 밀봉부재(40)의 설치 개수는 특별히 한정되지 않으며, 1개 또는 복수개 설치될 수 있다. 한편, 도 2(b)에는 밀봉부재(40)의 다른 실시예로서 외주면에 수나사부(41)가 형성된 밀봉부재(40)가 도시되어 있다. 밀봉부재(40)의 외주면과 대향하는 하우징(20)의 내주면에는 암나사부(21)가 형성되어 있다. 따라서, 밀봉부재(40)의 수나사부(41)와 하우징의 암나사부(21)가 나사결합되어, 삽입부재(30)를 회전시킴으로써 삽입 길이를 조절할 수 있다. 삽입부재(30)의 삽입 길이를 용이하게 조절하기 위해서 하우징(20)의 암나사부(21)의 길이는 밀봉부재(40)의 수나사부(41)의 길이보다 더 긴 것이 바람직하다. 또한, 밀봉부재(40) 및 수나사부(41)는 1개 또는 복수개 형성될 수 있고, 하 우징(20)의 암나사부(21)는 밀봉부재(40)의 수나사부(41)에 대응되는 위치에 수나사부(41)와 동일한 개수로 형성될 수 있다. 또한, 암나사부(21)는 수나사부(41)가 복수개 형성된 경우에도 이들과 동시에 나사결합될 수 있도록 충분한 길이를 가진 1개로 형성될 수 있다.2 (a) and 2 (b) show a sealing member 40 and a modification thereof according to the present invention. Sealing member 40 may be formed of a rubber packing, the number of installation of the sealing member 40 is not particularly limited, one or a plurality may be installed. On the other hand, Figure 2 (b) is shown as a sealing member 40, the male screw portion 41 is formed on the outer peripheral surface as another embodiment of the sealing member 40. A female screw portion 21 is formed on the inner circumferential surface of the housing 20 facing the outer circumferential surface of the sealing member 40. Therefore, the male screw portion 41 of the sealing member 40 and the female screw portion 21 of the housing are screwed together, and the insertion length can be adjusted by rotating the insertion member 30. In order to easily adjust the insertion length of the insertion member 30, the length of the female screw portion 21 of the housing 20 is preferably longer than the length of the male screw portion 41 of the sealing member (40). In addition, the sealing member 40 and the male screw portion 41 may be formed in one or a plurality, the female screw portion 21 of the housing 20 is a position corresponding to the male screw portion 41 of the sealing member 40 It may be formed in the same number as the male screw portion 41. In addition, the female screw portion 21 may be formed of one having a sufficient length so that even when a plurality of male screw portions 41 are formed, they can be screwed together at the same time.

이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 지반감시유닛(100)은 지중에 천공된 시추공(10)에 하우징(20)을 매설하고, 하우징(20)의 길이방향을 따라 삽입부재(30)를 삽입하여, 이 삽입부재(30)에 설치된 센서부(50)를 통해 지반의 상태를 측정하거나 전극봉(53)을 이용하여 전기 비저항 탐사를 수행할 수 있다. 또한, 센서부(50)의 교체나 유지 보수가 필요한 경우에는 삽입부재(30)를 하우징(20)으로부터 손쉽게 분리시킬 수 있어 센서부(50)로의 접근이 용이해진다. 즉, 본 발명에서 센서부(50)가 설치되는 삽입부재(30)는 하우징(20)의 길이방향으로 이동가능하게 하우징(20)에 착탈식으로 결합되기 때문에, 센서가 지반에 완전히 매립 고정되어 센서의 유지보수가 실질적으로 불가능한 종래의 지반검출기가 갖는 문제점을 해결할 수 있다.As described above, the ground monitoring unit 100 according to the present invention embeds the housing 20 in the borehole 10 bored in the ground, the insertion member 30 along the longitudinal direction of the housing 20 By inserting, it is possible to measure the state of the ground through the sensor unit 50 installed in the insertion member 30 or to perform electrical resistivity exploration using the electrode rod 53. In addition, when the sensor unit 50 needs to be replaced or maintained, the insertion member 30 can be easily separated from the housing 20, thereby facilitating access to the sensor unit 50. That is, in the present invention, since the insertion member 30 in which the sensor unit 50 is installed is detachably coupled to the housing 20 to be movable in the longitudinal direction of the housing 20, the sensor is completely embedded in the ground and fixed to the sensor. It is possible to solve the problem of the conventional ground detector which is substantially impossible to maintain.

이하에서는, 지반보강장치로 널리 사용되는 압력식 소일 네일링(soil nailing) 장치에 본 발명에 따른 지반감시유닛을 부착하여 지반의 보강과 동시에 지반의 상태를 상시 감시할 수 있는 지반보강장치에 대해 설명하기로 한다. 여기서, 압력식 소일 네일링 장치는 지반보강장치의 일 예에 불과하며, 천공된 지반에 보강재를 삽입하여 지반을 보강하는 다양한 지반보강장치에 본 발명에 따른 지반감 시유닛이 결합될 수 있음은 당연하다 할 것이다.Hereinafter, the ground reinforcement device which can monitor the state of the ground at the same time to reinforce the ground by attaching the ground monitoring unit according to the present invention to the pressure type soil nailing device widely used as ground reinforcement device Let's explain. Here, the pressure-type soil nailing device is only one example of a ground reinforcement device, and the ground monitoring unit according to the present invention may be coupled to various ground reinforcement devices that reinforce the ground by inserting reinforcement into the perforated ground. It will be natural.

도 3은 옹벽, 사면, 방조제, 지하보도, 지하차도 등에 지반보강장치로 많이 사용되는 압력식 소일 네일링 장치(S)의 상세도이다.Figure 3 is a detailed view of the pressure type soil nailing device (S) used as a ground reinforcement device, such as retaining walls, slopes, tidal, underground walkway, underground driveway, and the like.

압력식 소일 네일링 장치(S)를 통해 지반을 보강하는 방법을 간단히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 천공된 대상 지반에 보강재(1), 그라우팅호스(2), 공기배출호스(3), 고무패킹(4a, 4b), 패커충진호스(5), 스페이서(6) 등으로 구성된 소일 네일링 장치(S)를 삽입한다. 이후, 패커충진호스(5)를 통해 고무패킹(4a, 4b) 사이를 충진재(예를 들면 우레탄)로 충진한다. 그리고, 공기배출호스(3)를 이용하여 공기를 배출하면서 그라우팅호스(2)를 통해 그라우팅제를 시추공에 충진시킨다. 이러한 그라우팅 작업은 고무패킹(4a, 4b) 사이에 충진된 충진재에 의한 압력으로 보다 확실히 수행될 수 있다.The method of reinforcing the ground through the pressure-type soil nailing device S will be described briefly as follows. First, soil nailing consisting of reinforcing material (1), grouting hose (2), air discharge hose (3), rubber packing (4a, 4b), packer filling hose (5), spacer (6), etc. Insert the device (S). Subsequently, a filler (for example, urethane) is filled between the rubber packings 4a and 4b through the packer filling hose 5. Then, the grouting agent is filled in the borehole through the grouting hose 2 while the air is discharged using the air discharge hose 3. This grouting operation can be performed more reliably with the pressure by the fillers filled between the rubber packings 4a and 4b.

이러한 종래의 지반보강장치에, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 지반감시유닛을 설치하면, 보강된 지반의 상시 진단이 가능하다. When the ground monitoring unit according to the present invention is installed in the conventional ground reinforcement device, it is possible to always diagnose the reinforced ground.

구체적으로 살펴보면, 도 4는 천공된 지반에 보강재를 삽입하여 지반을 보강하는 지반보강장치(예를 들면 압력식 소일 네일링)에 지반감시유닛(100)이 설치된, 본 발명에 따른 지반보강장치(200)를 도시한 도면이다. 지반감시유닛(100)은 스페이서(210)(도 5에 자세히 도시됨)에 끼워져 지반보강장치(200)에 결합된다. 도 5를 참조하면, 스페이서(210)의 중앙에는 보강재(220)가 삽입되는 관통공(211)이 형성되어 있고, 스페이서(210)의 외주에는 오목부(212)가 둘레방향으로 복수개 형성되어 있다. 이 오목부(212)에 지반감시유닛(100)이 고정되어, 본 발명에 따른 지 반보강장치(200)가 구성된다. 한편, 지반감시유닛(100)은 스페이서(210)에 오목부(212) 외에도 어떠한 형태(예를 들면 개구)로도 고정될 수 있음은 물론이다. 하지만, 지반감시유닛(100)이 반드시 지반보강장치의 스페이서(210)를 통해 고정 될 필요는 없으며, 다양한 방식으로 지반감시유닛(100)을 지반보강장치 내부에 적절히 설치할 수 있다.Specifically, Figure 4 is a ground reinforcing device according to the present invention, the ground monitoring unit 100 is installed in the ground reinforcing device (for example, pressure type nail nailing) to reinforce the ground by inserting a reinforcing material in the perforated ground ( 200 is a view showing. The ground monitoring unit 100 is fitted to the spacer 210 (shown in detail in FIG. 5) and coupled to the ground reinforcing device 200. Referring to FIG. 5, a through hole 211 into which the reinforcing material 220 is inserted is formed at the center of the spacer 210, and a plurality of recesses 212 are formed at the outer circumference of the spacer 210 in the circumferential direction. . The ground monitoring unit 100 is fixed to the recess 212, and the ground reinforcing device 200 according to the present invention is configured. Meanwhile, the ground monitoring unit 100 may be fixed to the spacer 210 in any form (for example, an opening) in addition to the recess 212. However, the ground monitoring unit 100 does not necessarily need to be fixed through the spacer 210 of the ground reinforcing device, and the ground monitoring unit 100 may be properly installed in the ground reinforcing device in various ways.

도 6은 지반감시유닛(100)의 하우징(20)의 선단을 도시한 도면이다. 본 발명에 따른 지반보강장치(200)를 사용하여 그라우팅 작업을 수행할 경우에, 만약 지반감시유닛(100)의 하우징 선단에 전극봉이 설치되지 않은 경우라면, 그라우팅제가 지반감시유닛(100)의 하우징(20) 내부로 스며들 수 있으므로, 이를 방지하기 위한 별도의 부재가 필요하다. 도 6에는 이러한 부재의 일 예로서 와이어(22)가 부착된 하우징 캡(23)이 도시되어 있다. 이들의 사용방법은 다음과 같다. 하우징 캡(23)에 의해 하우징(20)의 선단이 폐쇄된 채로 하우징(20)이 포함된 지반보강장치(200)를 천공된 시추공에 삽입하고, 이후 그라우팅 작업을 수행한 다음 와이어(22)를 이용하여 하우징(20)으로부터 하우징 캡(23)을 분리한다. 그 후, 상술한 바와 같이 센서부(50)가 설치된 삽입부재(30)를 하우징 내부로 삽입하여, 지중에 센서부(50)를 위치시키고 보강된 지반의 상태를 측정한다. 여기서, 하우징 캡(23) 및 와이어(22)는 지반보강장치(200)의 그라우팅 작업시에 하우징(20) 내부로 그라우팅제가 유입되는 것을 방지하기 위한 것이므로, 당업자라면 이러한 목적을 달성하기 위해 다양한 변형예를 구현할 수 있을 것이다. 6 is a view showing the front end of the housing 20 of the ground monitoring unit 100. When performing the grouting operation using the ground reinforcing device 200 according to the present invention, if the electrode rod is not installed at the housing tip of the ground monitoring unit 100, the grouting agent is the housing of the ground monitoring unit 100 (20) Since it can seep into the interior, a separate member is required to prevent this. 6 shows a housing cap 23 to which a wire 22 is attached as an example of such a member. How to use them is as follows. The ground reinforcement device 200 including the housing 20 is inserted into the drilled borehole while the front end of the housing 20 is closed by the housing cap 23. Then, the grouting operation is performed, and then the wire 22 is removed. The housing cap 23 from the housing 20. Thereafter, as described above, the insertion member 30 provided with the sensor unit 50 is inserted into the housing, thereby placing the sensor unit 50 in the ground and measuring the state of the reinforced ground. Here, the housing cap 23 and the wire 22 is intended to prevent the grouting agent from flowing into the housing 20 during the grouting operation of the ground reinforcement device 200, and those skilled in the art can make various modifications to achieve this purpose. You can implement an example.

본 발명에 따른 지반보강장치(200)의 활용방법은 다음과 같다.The utilization method of the ground reinforcement device 200 according to the present invention is as follows.

먼저, 센서부(50)는 온도센서, 가속도센서, 속도센서, 위치센서, 각도센서, 전류센서 등 지반의 상태를 측정할 수 있는 여러 가지 센서 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 센서부(50)에 의해 측정된 데이터와 이를 활용하여 지반의 상태를 감시하는 방법들은 여러 공지된 방법을 사용할 수 있다. 일 예로서, 센서부(50)를 가속도 센서로 하고, 센서로부터 검출된 데이터를 송신부(52)를 통해 메인 센서(미도시)로 보내 이 데이터를 실시간으로 처리하여 지반보강장치가 설치된 위치의 변위 크기, 변위 방향 등을 검출할 수 있다. 또한, 지반보강장치는 도 7에 도시된 바와 같이 일반적으로 일정한 간격을 두고 복수개 설치되기 때문에, 각 위치별로 지반의 이동량의 방향과 크기를 계산한 후, 이로부터 전체의 변화와 방향을 지도상에 매핑 처리하여 지반의 변위 상태를 실시간으로 한번에 감시할 수 있다. 그리고, 이를 관측함으로써, 지반이 안정상태인가 위험한 상태인가를 판별할 수 있다. First, the sensor unit 50 may include at least one or more of various sensors capable of measuring the state of the ground, such as temperature sensor, acceleration sensor, speed sensor, position sensor, angle sensor, current sensor. The data measured by the sensor unit 50 and methods for monitoring the state of the ground using the same may use various known methods. As an example, the sensor unit 50 is used as an acceleration sensor, and the data detected from the sensor is sent to the main sensor (not shown) through the transmitter 52 to process this data in real time, thereby displacing the position where the ground reinforcement device is installed. The magnitude, direction of displacement, and the like can be detected. In addition, since a plurality of ground reinforcement devices are generally installed at regular intervals as shown in FIG. 7, after calculating the direction and size of the amount of movement of the ground for each location, the change and direction of the entire ground are displayed on the map. The mapping process can be used to monitor the displacement of the ground in real time. By observing this, it is possible to determine whether the ground is stable or dangerous.

또한, 하우징(20) 선단에 부착된 전극봉(53)을 이용하여 지반의 전기비저항 탐사를 수행할 수 있다. 일반적인 전기 비저항 탐사는 저항을 측정하기 위해 도체에 일정한 전류를 흘려주어 두 지점의 전위차를 측정함으로써 두 지점 사이의 저항을 계산하는 원리를 이용한 것이다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 복수개 설치된 지반보강장치(200)의 전극봉(53)에 연결된 케이블(미도시)에 일정한 전류를 흐르게 하고 타 시추공에 삽입된 전극봉(53) 간의 전위차를 계측하여 지질 구조를 측정할 수 있다.In addition, electrical resistivity exploration of the ground may be performed using the electrode rod 53 attached to the tip of the housing 20. Typical electrical resistivity exploration uses the principle of calculating the resistance between two points by measuring a potential difference between two points by applying a constant current to the conductor to measure the resistance. That is, as shown in Figure 7, by flowing a constant current to the cable (not shown) connected to the electrode rod 53 of the ground reinforcement device 200 is installed a plurality of by measuring the potential difference between the electrode rod 53 inserted into the other borehole Lipid structure can be measured.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예이 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary and will be understood by those skilled in the art that various modifications and embodiments can be made therefrom. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is shown not in the above description but in the claims, and all differences within the equivalent scope will be construed as being included in the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 지반감시유닛의 상세도이다.1 is a detailed view of the ground monitoring unit according to the present invention.

도 2(a), (b)는 본 발명에 따른 지반감시유닛의 밀봉부재 및 그 변형예를 도시한 도면이다.2 (a), (b) is a view showing a sealing member and a modification thereof of the ground monitoring unit according to the present invention.

도 3은 지반보강장치로 널리 쓰이는 압력식 소일 네일링 장치의 개략도이다.Figure 3 is a schematic diagram of a pressure type soil nailing device widely used as a ground reinforcement device.

도 4는 지반감시유닛이 포함된 본 발명에 따른 지반보강장치를 나타낸 도면이다.Figure 4 is a view showing a ground reinforcement device according to the present invention including a ground monitoring unit.

도 5는 본 발명에 따른 지반보강장치의 스페이서의 정면도이다.5 is a front view of the spacer of the ground reinforcing device according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 지반감시유닛의 하우징의 선단을 나타낸 도면이다.6 is a view showing the front end of the housing of the ground monitoring unit according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 지반보강장치가 사면에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.Figure 7 is a view showing a state in which the ground reinforcement device is installed on the slope.

Claims (11)

지반의 상태를 상시 감시할 수 있는 지반감시유닛에 있어서,In the ground monitoring unit capable of constantly monitoring the state of the ground, 하우징;housing; 상기 하우징 내에 삽입되는 삽입부재;An insertion member inserted into the housing; 상기 삽입부재에 설치되어 지반의 상태를 측정하는 센서부;A sensor unit installed at the insertion member to measure a state of the ground; 상기 센서부를 구동하기 위한 전원부;A power supply unit for driving the sensor unit; 상기 센서부에서 측정된 데이터를 외부로 송출하는 송신부; A transmitter for transmitting the data measured by the sensor to the outside; 상기 하우징의 일단을 폐쇄하는 덮개; 및A cover closing one end of the housing; And 상기 삽입부재의 선단으로부터 이격된 위치에서 상기 삽입부재와 결합되는 밀봉부재;를 포함하고,And a sealing member coupled to the insertion member at a position spaced apart from the tip of the insertion member. 상기 삽입부재는 상기 센서부의 설치 및 교체가 용이하도록 상기 하우징의 길이방향으로 이동가능하고,The insertion member is movable in the longitudinal direction of the housing to facilitate installation and replacement of the sensor unit, 상기 밀봉부재는 상기 하우징의 내주면과 상기 삽입부재의 외주면 사이에 설치되어, 상기 삽입부재와 상기 하우징 사이를 밀봉하는 것을 특징으로 하는 지반감시유닛.And the sealing member is installed between the inner circumferential surface of the housing and the outer circumferential surface of the insertion member to seal between the insertion member and the housing. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하우징의 선단에는 전기 비저항 탐사를 위한 전극봉이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 지반감시유닛.Ground monitoring unit, characterized in that the electrode rod for the electrical resistivity exploration is attached to the front end of the housing. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 센서부는 상기 삽입부재의 길이방향을 따라 복수개 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 지반감시유닛.Ground sensor unit, characterized in that a plurality of the sensor unit is provided along the longitudinal direction of the insertion member. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 밀봉부재는 고무패킹으로 형성된 것을 특징으로 하는 지반감시유닛.The ground member is characterized in that the sealing member is formed of a rubber packing. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 밀봉부재의 외주면에는 수나사부가 형성되고, 상기 하우징의 내주면에는 암나사부가 형성되어, 상기 밀봉부재와 상기 하우징이 나사결합되는 것을 특징으로 하는 지반감시유닛.A ground screw unit is formed on the outer circumferential surface of the sealing member, and a female screw portion is formed on the inner circumferential surface of the housing, and the sealing member and the housing are screwed together. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 밀봉부재는 상기 삽입부재의 길이방향을 따라 복수개 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 지반감시유닛.The ground monitoring unit, characterized in that a plurality of the sealing member is provided along the longitudinal direction of the insertion member. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 센서부는 온도센서, 가속도센서, 위치센서, 각도센서, 전류센서 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 지반감시유닛.The sensor unit ground monitoring unit, characterized in that at least one of the temperature sensor, acceleration sensor, position sensor, angle sensor, current sensor. 지반에 천공된 시추공에 삽입되어 지반을 보강하는 보강재;A reinforcing member inserted into a borehole drilled in the ground to reinforce the ground; 상기 보강재와 천공홀 사이의 간격을 일정하게 유지하도록 상기 보강재가 삽입되는 관통공이 내부에 형성된 하나 이상의 스페이서; 및At least one spacer formed therein with a through hole into which the reinforcement is inserted to maintain a constant gap between the reinforcement and the drilling hole; And 제1항에 따른 지반감시유닛;을 포함하여 지반의 보강과 동시에 지반의 상태를 상시 감시할 수 있는 것을 특징으로 하는 지반보강장치.Ground reinforcement apparatus comprising a; ground monitoring unit according to claim 1, which can monitor the state of the ground at the same time to reinforce the ground. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 스페이서의 외주에는 오목부가 형성되고,A recess is formed on the outer circumference of the spacer, 상기 오목부에 상기 지반감시유닛이 결합되는 것을 특징으로 하는 지반보강장치.The ground reinforcing device, characterized in that the ground monitoring unit is coupled to the recess. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 지반감시유닛의 상기 하우징의 선단에는 상기 하우징의 개구를 폐쇄하는 하우징 캡이 부착되고, 상기 하우징 캡에는 상기 하우징 캡을 제거하기 위한 와이어가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 지반보강장치.A ground cap is attached to the front end of the housing of the ground monitoring unit is attached to the housing cap for closing the opening of the housing, the housing cap is connected to the wire for removing the housing cap.
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