KR100330586B1 - 흐트러지지 아니한 시료 채취 장치, 투수 시험 장치 및 투수시험 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흙, 시멘트계 고화공법을 적용하는 공사현장에서 다짐이 완료된 후, 원위치 상태의 투수 시험용 시료를 본 발명에 의해 제조된 시료 채취 장치에 의해 충격이나 진동을 주지 아니하고 채취할 수 있도록 하며, 또한, 현장에서 시료채취용 단관을 다짐이 완료된 지반에 관입하고 여기에 투수 시험용 스탠드 파이프를 설치하여, 현장에서 투수시험을 하고, 다시 원위치 상태의 흙이 들어있는 단관을 충격이나 진동을 주지 아니하고 회수하여 시료를 추출하지 아니하고 투수원통으로 실내투수 시험기에 셋팅하여 투수시험을 하여 현장 시공상태의 법정 투수계수를 관리하는 것이다.

Description

흐트러지지 아니한 시료 채취 장치, 투수 시험 장치 및 투수 시험 방법 {Undisturbed sampling apparatus, penetrability test apparatus and penetrability test method}

본 발명은 흐트러지지 아니한 시료(Undisturbed sample : 이하 'UD 시료'라 칭함) 채취 장치, 투수 시험 장치 및 그를 이용한 투수 시험 방법에 관한 것으로, 특히 흙-시멘트계 고화공법 적용 공사현장에서 다짐이 완료된 후 현장에서 투수 시험용 시료를 채취하는 장치와, 현장에서 직접 투수 시험을 할 수 있도록 하는 투수 시험 장치와, 밀도 또는 일축 압축강도를 측정하는 방법에 관한 것이다.

경제성장과 더불어 각종 산업폐기물과 생활폐기물은 증가하고 있으며 이의 폐기물은 중금속이 함유되었을 경우 침출수로 인하여 동식물이나 인체 및 자연환경에 미치는 영향이 지대하다. 이러한 각종 폐기물의 처리는 대부분 소각시설과 매립시설에 의거 처리하고 있는 실정이다.

폐기물을 매립을 하기 위한 매립시설인 경우에는 각종 산업폐기물과 생활폐기물을 매립하였을 때 침출수에 의한 오염을 방지하고자 원지반에 각종 차수공법을 적용시설을 하고 있는 실정으로 특히 원지반을 흙-시멘트계 고화공법으로 차수층, 예를 들어 흙-시멘트(고화토)층을 만들어 쓰레기를 매립하였을 때 고화토층은 상부의 하중을 안전하게 지탱할 수 있는 차수층으로써의 설계상의 강도유지와 폐기물 관리법 시행규칙 제15조에서 규정하고 있는 일반폐기물 시설의 설치기준인 투수계수 1X10^-7cm/sec에 대한 확보를 위한 공사 중 각종재료의 배합에 대한 품질시험과 투수계수 관리는 매우 중요하다.

이와 같이 구조물의 안전을 유지하기 위한 소요 일축압축강도와 침출수 방지를 위한 투수계수 관리는 조사, 설계, 시공단계에서 철저하게 관리되어야하나 품질기준이 아직까지 건설기술관리법상 제정이 되어 있지 아니하고, 일축압축강도와 투수시험용 현장원위치 상태의 UD 시료 채취는 현재는 시료채취기의 진동과 충격때문에 불가능한 문제점이 있고, 현장 밀도측정을 하여 동일밀도로 공시체를 제작하여 시험하는 것도 투수계수의 정밀도 측면에서도 품질규격기준의 강화가 요구된다.

폐기물 매립시설 공사중 고화처리 지반의 일축압축강도와 투수계수에 대한 품질시험은 1998년까지 공사중 혹은 완료후 원지반에서 코아채취기에 의하여 시편을 채취하여 시험하였다. 그러나, 코아채취기의 고속회전으로 인한 진동 등으로 코아가 마모되고 파손되어 요구되는 시험용 시료의 전량 회수에 의한 원위치 상태의 품질검사를 실시할 수 없는 문제점이 있고, 이러한 시험을 통해 얻어진 결과는 실제 공사에 있어 품질검사 시험용으로 사용할 수 없는 문제점이 있음을 시험시공 사례를 통하여 발견할 수가 있었다.

그 실례로써 수도권 매립지역에 대한 각 회사별, 각 공법별, 시험시공 지반에 대한 품질을 확인하기 위한 시료채취를 코아 채취 전문회사에 의뢰 코아 채취기로 시료를 채취한 결과, 다음의 표-1과 같이 코아의 구경을 달리하여 샘플을 채취하는 경우 채취된 샘플이 분할(부스러짐)되어 채취되는 것을 알 수가 있다. 즉, 81개의 코아에 대한 샘플을 채취한 경우 총 299개로 분할됨을 나타내고 있다. 또한, 분할편의 길이와 회수율도 회사별 고화제에 따라 차이가 심하다.

표-1 코아채취결과 총괄표

그리고, 분할되지 아니한 시료 전길이의 회수가 불가하였고, 또한 그동안 품질검사 시험용으로 일축압축 강도와 투수 시험을 의뢰 받아 실시한 결과에 대하여 동일지점의 압축강도 공시체와 투수 시험 공시체의 단위중량을 비교하여 본결과 상당한 차이가 있음을 발견할 수가 있었다.

즉 동일지점의 일축압축강도용 공시체 99개의 밀도와 99개의 투수 시험용 공시체의 밀도를 대비하여 볼때 100％는 16.1％, 100±1％는 38.4％, 100±2％는 55.5％, 100±3％는 64.6％, 100±4％는 73.7％를 점유하고 있어 100％인 16개를 제외하고는 상호 큰차이가 있음을 발견할수 있고, 특히 100±5％ 이하가 26.3％를 점유하고 있어 공시체 제작과정에서 객관성 유지가 요구되고 있다.

폐기물 매립시설의 차수를 흙-시멘트계 고화토 공법으로 적용하는 공사의 품질검사시험 시료를 흐트러지지 아니하게 원지반 그대로 채취하여 시험하는 방안과 공사중 현장밀도를 측정하여 동일밀도로 검사시험용 시편을 제작하여 시험을 하도록 하고 있으나, 현장의 원위치의 다짐지반에 대한 공사중 흐트러지지 아니한 시료채취에 의한 품질시험은 아직까지 채취방법이 개발되지 아니하고 있어 적용을 하지 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 폐기물 매립지반의 침출수 방지를 위한 흙-시멘트계 고화토공법 적용지반의 공사중 재령에 맞추어 품질검사 시험을 하기 위한 시편을 원지반에서 충격과 진동을 주지 아니하고 코아튜브 단면 그대로 채취할 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 현장에서 시편을 원지반에서 충격과 진동을 주지 아니하고 코아튜브 단면 그대로 채취하여 투수원통으로 사용하기도 하고, 그 자리에서 투수시험을 할수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 의해 제작된 차수제(고화토) 시료 채취 장치를 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 의해 제작된 고화토 시료 채취 장치를 플레이트와 지지부재를 이용하여 고정한 것을 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 의해 제작된 고화토 시료 채취 장치를 시험용 차량의 적재함 하부면에 고정한 것을 도시한 도면,

도 4는 도 1에 도시된 단관을 실린더 단부에 용이하게 착탈이 되도록 하기 위해 구성한 연결부재를 구체적으로 도시한 도면,

도 5는 본 발명에 의해 제작된 고화토 시료 채취 장치에 이용되는 지지 부재의 일정부분에 높이와 폭을 조절하거나 완충부재로 이용되는 스크류 잭을 구비한 것을 도시한 도면,

도 6은 본 발명에 의해 채취된 고화토 시료를 단관에서 추출하기 위해 구비된 장치를 도시한 도면,

도 7은 본 발명에 이용되는 시료채취용 단관으로, 고화토 지반으로 단관의 관입과 인발시 마찰력을 최소화하기 위해 단관의 일정 두께를 절삭한 것을 도시한 도면,도 8은 도 7의 단관을 가지고 고화토지반에서 시료를 채취하는 위치를 도시한 도면,

도 9는 현장에서 직접 고화토지반의 투수 시험을 할 수 있도록 구비된 투수 시험용 장치를 도시한 도면,

도 10은 투수 시험용 장치의 단관 상부를 확대 도시한 도면임.

＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ＞

1 : 유압모터펌프 2 : 고정패널

3 : 유압호스 4, 42 : 유압 실린더 몸체

6 : 유압 실린더 8 : 연결부재

10, 51 : 단관 12 : 플레이트

14, 16: 지지대 15 : 시료 채취용 장치

52 : 스텐드 파이프

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 폐기물 매립지반의 침출수 방지를 위하여 흙과 시멘트를 혼합하여 고화토지반을 형성하여 차수층으로 사용할 때 건설공사중 상기 고화토의 현장밀도 측정과 일축 압축강도 및 투수 시험용 시료를 채취하는 시료채취 장치에 있어서, 유압호스에 의해 외부의 유압모터 펌프와 연결되고 상기 유압모터 펌프로부터 발생되는 유압에 따라 하부에 연결된 유압실린더가 상하로 작동하는 유압실린더 몸체와; 상기 유압실린더의 단부에 연결수단에 의해 장착과 탈착이 용이하도록 구비된 연결수단을 가지며, 지반내로의 관입시 외면과 내면에서의 마찰력을 최소화 하기 위해 단관의 양측 단부를 제외한 내면 또는 외면 그리고 내외면을 선반 가공하여 선단부의 내경보다 중앙부의 내경이 크게 되도록 하고, 선단부 외면의 구경보다 중앙부 외면의 구경을 작게 한 투수시료 채취용 단관과; 상기 실린더몸체의 상단에 결착되어 상기 단관의 압입 또는 인발시 장치를 지지하는 지지용 고정패널과; 상기 고정패널에 설치되어 상기 단관이 고화토 지반으로 관입될 때 유압실린더몸체가 움직이지 않도록 반력을 제공하는 고정장치로 이루어져 충격이나 진동을 주지 않고 상기 단관을 상기 고화토지반으로 관입한 후 인발하는 고화토 시료 채취장치이다.

상기 단관은 직경이 5∼10±2㎝ 이고, 길이가 5∼20±2㎝이며, 상기 선반가공된 부부의 단관두께가 0.3∼1.2mm이며, 각 규격의 단관 내부 간격율을 1로 한다.

상기 단관을 실린더 단부에 장착하기 용이하도록 실린더 단부에 연결나사를 부착하고 단관과의 연결은 실린더의 나사에 맞는 별도의 연결봉을 가공하여 단관 단부에 삽입하여 외부에서 나사못으로 고정하거나, 단관의 단부를 나사식으로 연결되도록 가공하며, 상기 단관의 재질은 철재관과 동관이 되도록 한다.상기 실린더몸체 고정장치는 실린더몸체의 고정패널과 접하며 그 상부에 반력을 제공하도록 중량물이 재하되는 플레이트와, 상기 플레이트를 지지하는 다수의 지지대로 이루어진다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 고화토 지반에 관입되는 단관과, 상기 단관의 상부에 결착되며 상부면에 공기변과 스텐드 파이프 연결변이 구비된 뚜껑부재와, 상기 뚜껑부재의 스텐드 파이프 연결변에 삽입이 되며, 그 외측 표면에 눈금 또는 표척이 표시된 투명관인 스텐드 파이프와, 상기 스텐드 파이프를 지지하는 지지대를 구비하여, 상기 스텐드 파이프에 채워진 물의 수위변동과 소요시간을 측정할 수 있도록 구비도니 현장 투수 시험용 장치이다.

상기 현장에서 투수시험이 끝난 단관은 인발하여 실내에서 투수 시험용 원통으로 사용할 수도 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 폐기물 매립지반의 침출수 방지용 흙-시멘트계 고화토 공사중 고화토 지반의 현장밀도와 일축압축강도 또는 투수시험 방법에 있어서, 시공된 고화토 지반 내부로 유압실린더의 단부에 부착된 단관을 관입하는 공정과, 상기 유압실린더를 후퇴시켜서 상기 단관을 지반에서 인발하는 공정과, 상기 단관을 유압실린더로부터 분리하여 시료를 채취한 다음, 현장밀도, 일축강도시험 또는 투수시험을 실시하는 공정을 포함하여, 폐기물 매립지반의 침출수 방지용 고화토 지반 공사중 고화토 지반의 품질검사를 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 폐기물 매립지반의 침출수 방지용 흙-시멘트계 고화토 공사중 고화토 지반의 현장 투수시험 방법에 있어서, 시공된 고화토 지반 내부로 유압실린더의 단부에 부착된 단관을 관입하는 공정과, 상기 유압실린더를 상기 단관에서 분리하는 공정과, 상기 단관의 상부에 공기변과 스텐드 파이프 연결변이 구비된 뚜껑부재를 결착하는 공정과, 상기 뚜껑부재의 스텐드 파이프 연결변에 눈금 및 표척이 표시된 투명관의 스텐드파이프를 장착하는 공정과, 상기 스탠드파이프에 물을 채워서 현장에서 수위변동과 소요시간을 측정하여 공정을 포함하여 고화토 지반의 현장투수 시험을 한다. 그리고 상기 현장에서 투수 시험을 한 다음, 상기 단관을 채취하여 실내에서 현장밀도와 투수원통으로 활용하고, 투수시험을 실시하여 차수재료의 투수계수 관리를 효율적으로 할 수가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의해 제조된 고화토 시료 채취용 장치에 관한 것으로, 유압모터펌프(1)와 고정판넬(2)에 실린더(6)를 구비한 유압 실린더 몸체(4)가 구비되고, 상기 실린더(6)의 단부에 코아튜브(sample tube)로 사용되는 단관(10)을 연결부재(8)를 사용하여 부착한다. 한편, 상기 유압 실린더의 몸체(4)에는 유압호스(3)를 통해 유압모터펌프(1)로부터 발생되는 유압에 따라 실린더(6)가 상하로 작동하게 된다.

따라서, 상기 실린더(6)에 부착된 단관(10)이 고화토 지반으로 관입하여 고화토 시료가 상기 단관(10)으로 채워지고, 그 이후에 상기 실린더(6)를 후퇴시켜 시료가 채취된 단관을 인발시킨다. 여기서, 본 발명은 상기 실린더(6)를 상하로 작동할 때 시료에 진동을 주지 아니하고 단관에 채워지는 고화토 시료가 흐트러지지 않도록 채취하는 것이 가장 중요하다. 그로 인하여 상기 시료의 현장상태의 밀도를 측정하고 일축압축강도와 투수시험을 하더라도 현장시공 조건과 일치한 고화토 지반의 밀도와 강도와 투수계수를 측정할 수가 있는 것이다.

도 2는 본 발명에 의해 제조된 고화토 시료 채취용 장치(15)를 플레이트(12)의 하부면에 고정시키고, 상기 플레이트(12)의 가장자리에 지지대(14)를 구비한 것을 도시한다. 상기 유압 장치가 작동할 때는 상기 플레이트(12) 상부면에 하중을 재하시켜 상기 유압 실린더의 실린더가 고화토 지반으로 관입할 때 유압 실린더의 몸체가 움직이지 않도록 충분한 반력이 있어야 한다.

도 3은 본 발명에 따른 실시예로서, 시료 채취용 장치(15)를 시험차의 적재함(25)의 밑면에 부착되도록 하고, 상기 장치(15)의 주변의 적재함 밑면에 지지대(16)를 구비하여 상기 장치(15)를 고정시킨다.

도 4는 도 1에 도시된 단관을 실린더 단부에 착탈이 용이하도록 하기 위해 구성한 연결부재를 구체적으로 도시한 도면으로서, 연결부재는 중간부재(32)와 상부부재(33)으로 구분되며, 상기 중간부재(32)를 삽입할 수 있도록 단관(10)이 연장되고, 연장된 부분(31)의 일정부분에 볼트(35)가 삽입되는 홈이 구비된다. 그리고, 상기 중간부재(32)는 내측에 개구(36)가 구비되고, 개구(36) 상측벽면에는 암나사가 구비되고, 상기 중간부재(32)의 측면에는 상기 볼트(35)가 삽입되는 홈과 턱이 각각 구비된 것을 도시하며, 상부부재(33)는 상기 중간부재(32)에 삽입되도록 수나사가 구비되고, 중앙부에는 개구(37)가 구비되고, 측면의 일부에 개구가 중앙부 개구(37)와 연결되어 단관을 지반에 관입할 때 압축 공기가 배출되도록 한다. 그리고, 상기 상부부재(33)의 단부와 실린더(34)의 단부는 용접으로 부착시킨다.

도 2와 도 3에 도시된 상기 지지대(14, 16)는 도5에 도시된 바와 같이 스크류 잭(screw jack)(22) 또는 잭 스포트(jack support)(24)를 이용하여 높이를 조절하는 동시에 완충장치로 사용하는 것이다. 도면에서 27은 스크류(screw)를 도시한다. .

여기서, 시료 채취시 단관을 고화토 지반에 관입할 때 발생되는 반력은 플레이트 상부의 재하 하중이 반력으로 작용되어 단관이 관입되고, 상기 단관을 인발할 때의 반력은 상기 지지대가 부담하게 된다.

도 6은 본 발명에 의해 채취된 고화토 시료를 단관에서 추출하기 위해 구비된 장치를 도시한 도면이다. 하부 플레이트(41)의 상측 중앙부에 유압 실린더 몸체(42)를 올려놓고, 상기 유압 실린더 몸체(42)에서 인출되는 실린더(44) 단부의 상부부재(45)에 시료 추출봉(46)을 부착하고, 상기 시료 추출봉(46)의 상측에 단관(47)을 올려놓고, 시료(48)를 밀어내는 시료 추출봉(46)이 상기 단관(47) 내부로 삽입된다. 그리고, 상기 하부 플레이트(41)의 양측에서 너트(38)로 고정되는 지지부재(43)가 설치되는데, 상기 단관(47)의 가장자리에 맞물리는 원형 개구를 갖는 중간 플레이트(49)를 상기 지지부재(43)에 고정 장치(39)를 이용하여 고정시킨다. 그리고, 상기 지지부재(43)의 단부에 상부 플레이트(40)를 장착하여 시료를 추출하는 장치가 안정된 구조를 갖도록 한 것이다.

도 7은 단관(10)의 단면을 도시한 도면으로서, 단관의 중앙부에 내측과 외측에 일정 두께를 두어 가공한 것으로, 이것은 단관을 고화토 지반에 관입하거나 인발할 때 상기 단관의 내외면과 고화토와의 마찰력을 최소화하기 위한 것이다.

이와같이 전동식 유압장치를 이용하여 코아채취용 단관을 충격과 진동을 주지 아니하고 코아튜브 단면 그대로 흐트러지지 아니한 시료채취를 함으로써 콘크리트 코아 채취기로 시료를 채취할 때 코아바렐의 고속회전과 진동으로 인하여 시료가 마모되고 교란되어 원위치의 흐트러지지 아니한 시료채취가 불가한 문제점을 해결할수 있다.

상기 단관은 실린더에 부착하여 고화토 지반에 압입과 인발과정을 통하여 원지반 상태의 시료를 채취하는 것으로 코아채취용 단관은 어떠한 고화처리 지반에도 압입 시에 변형이 되지 않는 고강도의 재질이어야 하며 압입과 인발과정에서 시료에 압밀이나 교란을 주지 않도록 아주 엷은 단면의 관이어야 한다.

그러므로 단관은 토질조건, 다짐조건, 배합조건, 지반조건에 따라 많은 영향을 받게됨으로 사전에 관입시험을 실시하여 시료 채취시 문제점 없이 적정강도를 발휘하는 규격의 단관을 개발하고자 KSF2317의 엷은 관에 의한 흙의 시료채취 방법에 규정하고 있는 규격의 ψ75mm의 엷은관을 투수 시험용으로 소정의 길이로 절단하고 이외 ψ50, ψ100mm의 단관을 가지고 100ton 만능시험기로 수도권 매립지반의 원지반 토사를 150 X 300mm 규격의 몰드에 A다짐에너지 Ec=5.6kg·cm/cm³과 D다짐에너지 Ec=25.6kg·cm/cm³로 다짐하여 다짐시료의 중앙에서 각각 관입시험을 실시하였다.

시험결과는 표-2과 같이 단관의 관입하중은 단관의 규격과 재질에 따라, 다짐조건에 따라 차이가 심하고 특히 다짐에너지가 A다짐시 Ec=5.6kg·cm/cm³일때와 D다짐시 Ec=25.6kg·cm/cm³일때 단관의 내외면의 가공여부와 상태에 따라 관입하중의 차이가 심함을 발견할수 있었으며 관입시 선단부가 재질과 직경에 따라 변형이 심함을 발견할수 있었다.

표-2 : 흙만의 실내다짐 시험과 관입시험시 관입하중

(단관 내외면을 선반가공을 하지 않았을때 관입하중)

다시 단관의 내외면의 주변마찰력을 감소시켜 관입시 교란을 방지하고자 표-3과 같이 단관을 특수하게 선반가공하고 토질+고화제를 혼합하여 함수비와 밀도를 변화하여 관입시험을 실시하였다.

표-3 : 흙+고화제의 실내다짐시료에 대한 관입시험시험 결과표

(외면과 내외면을 선반가공 하였을때 밀도변화와 관입하중)

이상 시험결과 관입하중은 같은 함수비 조건에서는 구경이 적을수록 낮으나 함수비가 다를때는 구경이 다를지라도 함수비가 증가할수록 낮은경향을 나타내고 있으며, 단관을 외면과 내외면을 선반가공하였을때 각각 비교하면 내외면을 동시 가공하였을때가 같은 함수비, 같은 밀도, 같은 구경 조건에서는 관입하중이 감소하고 단관에 의하여 채취된 시료의 밀도도 내외면을 동시 가공하였을때가 현장상태와 근접한 밀도를 보이고 있으며 현장밀도 시험을 하고 동일밀도로 제작한 공시체 보다 현장원위치의 흐트러지지 아니한 시료채취는 특별한 경우를 제외하고는 내외면을 동시 가공하는것을 원칙으로 하였다.

이상 시험결과를 토대로 단관의 재질은 철재관과 동관의 2종류로 하고 구경은 50, 75, 100mm의 3종으로 하고 길이는 구경에 따라 일축압축강도와 투수계수를 시험할 수 있는 5∼20cm±2로 하고 관의 두께는 관입시 내외면과 흙과의 마찰력을 감소하고 압입시 전단에의한 교란을 방지하고자 특수 선반 가공하여 단관의 중앙부두께를 0.3∼1.2mm로 제작하고 각 규격의 단관의 내부간격율은 1로 제작한다.

그러므로 공사중 품질관리 시험을 현장 원위치 상태에서 또는 원위치 시료를 채취하여 투수 시험을 하여 시공상의 문제점을 조기 파악하여 시공관리를 한다면 차수공사의 문제점 해소는 물론 구조물의 품질은 더욱 향상될것이다.

참고로, 도8은 현장에서 고화토 지반의 샘플을 채취하는 위치(70)를 예시한 도면이다. 즉, 현장에서 시공상태의 품질의 균질성을 확보하기 위하여 일정면적을 대표할 수 있는 샘플을 채취하여야 정확한 품질측정이 이루어 질 것이다.

도9는 본 발명에 의해 유압 실린더에 부착된 단관(51)을 현장에서 고화토 지반으로 관입한 다음, 상기 유압 실린더를 단관(51)에서 분리시킨 다음, 상기 단관(51)의 상부에 눈금 또는 표척이 표시된 투명관인 스탠드파이프(52)를 설치하고, 상기 스탠드파이프(52)에 고정기구(53)를 부착하고, 상기 고정기구(53)에 연결되는 지지대(54)를 이용하여 지반에 상기 스텐드파이프(52)를 고정한 다음, 상기 스탠드파이프(52)에 물을 채워서 현장에서 고화토의 투수 시험을 할수 있는 장치를 도시한 것이다.

도10은 도9에 도시된 단관의 상부 구조를 상세하게 도시한 도면으로서, 시료(56)가 채워진 단관(51) 상부에는 뚜껑부재(57)가 구비되고, 상기 뚜껑부재(57)에는 공기변(밸브)과 스텐드 파이프(52) 연결변(밸브)이 구비된다. 따라서, 상기 스텐드 파이프(52)에 물을 채운 다음, 공기 구멍을 마개(58)로 막은 후 스텐드 파이프(52)의 수위 변동과 소요시간을 측정하여 시료의 투수계수를 공지의 계산식을 이용하여 산출하는 것이다.

참고로, 상기 뚜껑부재(57)를 단관(51)에 삽입할 때 장착을 용이하게 하기 위하여 단관(51)과 뚜껑부재(57)에 나사를 만들어서 사용할 수도 있고, 상기 뚜껑부재(57)를 탄성재질로 제작할 수도 있다.

현장 원위치 투수 시험 방안으로 각층별 다짐이 완료되면 일정면적으로 분할된 대표적인 지점을 선정하여 ψ5∼10mm±2의 단관을 박고, 상기 단관에 장착되는 ψ0.5∼4.5cm의 스텐드파이프에 물을 채워서 수위 변동과 소요시간(시간당 3회 이상)을 측정하고, 측정된 값을 변수위 투수계수 계산식을 적용하여 실내투수시험 결과와 비교하여 투수계수를 판단 관리할수가 있다.

여기서, 현장 투수 시험 결과치와 실내 투수 시험 결과치에 대하여 비교 분석한 도표를 만들고 상호간의 차이가 발생될 시 실내투수시험기준 비례계수 구하여 현장의 투수계수를 관리하면 현장상태의 투수 시험을 신빙성 있게 관리할 수 있게 된다.

상기한 본 발명은 이와 같이 전동식 유압장치를 이용하여 코아 채취용 단관을 충격과 진동을 주지 아니하고, 관입하고, 인발하는 경우 시공된 상태의 지반에서 흐트러지지 아니한 시료 채취를 함으로써 콘크리트 코아 채취기로 시료를 채취할 때 코아 바렐의 고속회전과 진동으로 인하여 시료가 마모되고 교란되어 원위치의 흐트러지지 아니한 시료채취가 불가한 문제점을 해결할 수 있다.

그리고 현장 투수시험을 통하여 투수계수가 가장 높고 투수가 심한 지점의 단관을 채취하고, 이 단관을 실내투수 시험에 그대로 적용하여 실내배합 시험시 측정한 결과와 상호 분석하여 관리한다면 그 효과는 밀도법에 의한 관리보다 향상될 것이며 특히 공사중 현장 시공상태가 가장 취약한 지점의 투수계수를 조기에 발견하여 현장에서 스탠드파이프의 법정 투수계수 발현수두를 관리한다면 밀도법에 의한 관리보다 투수계수의 변동사항을 보다 객관성 있게 신속하게 예측하여 시공상의 문제점을 사전 대비할 수 있다.

그리고, 시료의 양생도 최종 마무리단계에서 단관을 원위치에 압입시켜 현장조건에서 양생하에 재령에 맞추어 단관을 인발하여 시료를 추출, 시험함으로써 고화제의 특성파악은 물론 사후관리에 참고할 수 있는 유용한 기술자료를 활용할 경우 품질관리에 미치는 기대 효과는 더욱 클 것으로 사료된다.

Claims (8)

1. 폐기물 매립지반의 침출수 방지를 위하여 흙과 시멘트를 혼합하여 고화토지반을 형성하여 차수층으로 사용할 때 건설공사중 상기 고화토의 현장밀도 측정과 일축 압축강도 및 투수 시험용 시료를 채취하는 시료채취 장치에 있어서,

   유압호스에 의해 외부의 유압모터 펌프와 연결되고 상기 유압모터 펌프로부터 발생되는 유압에 따라 하부에 연결된 유압실린더가 상하로 작동하는 유압실린더 몸체와,

   상기 유압실린더의 단부에 연결수단에 의해 장착과 탈착이 용이하도록 구비된 연결수단을 가지며, 지반내로의 관입시 외면과 내면에서의 마찰력을 최소화 하기 위해 단관의 양측 단부를 제외한 내면 또는 외면 그리고 내외면을 선반 가공하여 선단부의 내경보다 중앙부의 내경이 크게 되도록 하고, 선단부 외면의 구경보다 중앙부 외면의 구경을 작게 한 투수시료 채취용 단관과,

   상기 실린더몸체의 상단에 결착되어 상기 단관의 압입 또는 인발시 장치를 지지하는 지지용 고정패널과,

   상기 고정패널에 설치되어 상기 단관이 고화토 지반으로 관입될 때 유압실린더몸체가 움직이지 않도록 반력을 제공하는 고정장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 흐트러지지 않는 시료 채취장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 단관은 직경이 5∼10±2㎝ 이고, 길이가 5∼20±2㎝이며, 상기 선반가공된 부분의 단관두께가 0.3∼1.2mm이며, 각 규격의 단관 내부 간격율을 1로 하는 것을 특징으로 하는 흐트러지지 않는 시료 채취장치.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 실린더몸체 고정장치는 실린더몸체의 고정패널과 접하며 그 상부에 반력을 제공하도록 중량물이 재하되는 플레이트와, 상기 플레이트를 지지하는 다수의 지지대로 이루어지는 것을 특징으로 하는 흐트러지지 않는 시료 채취장치.
5. 고화토 지반에 관입되는 단관과,

   상기 단관의 상부에 결착되며 상부면에 공기변과 스텐드 파이프 연결변이 구비된 뚜껑부재와,

   상기 뚜껑부재의 스텐드 파이프 연결변에 삽입이 되며, 그 외측 표면에 눈금 또는 표척이 표시된 투명관인 스텐드 파이프와,

   상기 스탠드 파이프를 지지하는 지지대를 구비하여, 상기 스탠드 파이프에 채워진 물의 수위변동과 소요시간을 측정함으로서 고화토지반의 투수시험을 하는 것을 특징으로 하는 투수 시험 장치.
6. 시공된 고화토 지반 내부로 유압실린더의 단부에 부착된 단관을 관입하는 공정과,

   상기 유압실린더를 후퇴시켜서 상기 단관을 지반에서 인발하는 공정과,

   상기 단관을 유압실린더로부터 분리하여 시료를 채취한 다음, 현장밀도, 일축강도시험 또는 투수시험을 실시하는 공정을 포함하여, 폐기물 매립지반의 침출수 방지용 고화토 지반 공사중 고화토 지반의 품질검사를 하는 것을 특징으로 하는 시험 방법.
7. 시공된 고화토 지반 내부로 유압실린더의 단부에 부착된 단관을 관입하는 공정과,

   상기 유압실린더를 상기 단관에서 분리하는 공정과,

   상기 단관의 상부에 공기변과 스텐드 파이프 연결변이 구비된 뚜껑부재를 결착하는 공정과,

   상기 뚜껑부재의 스탠드 파이프 연결변에 눈금 및 표척이 표시된 투명관의 스텐드파이프를 장착하는 공정과,

   상기 스텐드파이프에 물을 채워서 현장에서 수위변동과 소요시간을 측정하는 공정을 포함하여, 폐기물 매립지반의 침출수 방지용 고화토 시공시 고화토 지반의 현장투수 시험을 하는 것을 특징으로 하는 투수시험 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 현장에서 투수 시험을 한 다음, 상기 단관을 채취하여 실내에서 현장밀도와 투수원통으로 활용하고, 투수시험을 실시하여 현장 투수시험 성과를 점검하는 것을 특징으로 하는 투수 시험 방법.