KR100383656B1 - 지하층 바닥 콘크리트를 이용한 배수로 시공방법 - Google Patents

지하층 바닥 콘크리트를 이용한 배수로 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건물 지하 암반층에서 생기는 지하수의 수두차에 의한 높은 상향수압을 발생되지 않도록 지하층 바닥 콘크리트를 이용한 배수로 시공방법에 관한 것으로서, 굴토마감면 자체 또는 소량의 자갈 등을 이용하여 수평을 이루도록 정지 작업하는 공정; 상기 방수용 굴토마감면 위에 소정 높이를 갖으며 폭이 크고 작은 거푸집을 가로 및 세로로 서로 소정의 간격을 이루면서 수평되게 연결하여 배치하되 상기 굴토마감면과 상기 거푸집 사이에 부직포를 개재하면서 일측으로 모여진 거푸집의 출구가 상기 집수정과 연결되도록 설치하는 공정; 상기 굴토마감면 위와 부직포위 그리고 거푸집 아래 또는 위에 비닐을 설치하는 공정; 상기 굴토마감면 위에 몰탈을 소정 높이로 타설하여 바닥 콘크리트를 형성하되 상기 바닥 콘크리트의 저면에 거푸집에 의해 집수정과 연결되는 배수로가 형성되도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 배수로 시공방법은, 바닥 콘크리트를 타설하는 과정에서 배수로를 형성하므로서 시공이 매우 간편하여 공사기간 및 자재비 등을 줄여 공사비를 절감시킬 수 있고, 지하수의 상향수압이 콘크리트 바닥에 작용되기 전에 지하수를 배수로의 통로를 따라 집수정으로 직접 배수되게 함으로써 콘크리트 바닥의 균열 및 누수현상이 발생되지 않으며, 지하층을 굴착한 후 지하수의 발생량에 따라 배수로의 크기를 조절할 수 있어 배수효율을 크게 향상 시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Description

지하층 바닥 콘크리트를 이용한 배수로 시공방법{DRAINAGE CONSTRUCTION METHOD FOR CONCRETE BOTTOM OF THE UNDERGROUND FLOOR}
본 발명은 지하층이 깊은 건축물의 바닥 콘크리트에 발생되는 수위차에 의한 높은 상향수압이으로부터 바닥 콘크리트의 균열 및 누수현상이 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있도록 한 지하층 바닥 콘크리트를 이용한 배수로 시공방법에 관한 것이다.
현재 대도시에 시공되는 대형건물 및 지하구조물은 여러가지 복잡한 여건하에서 설계 및 시공되고 있으며, 시공에 있어서 요구되는 갖가지 해결과제들을 극복하기 위해 새로운 설계기법과 공법들이 제시되고 있다.
특히, 깊은 굴착을 요하는 지하공사는 필연적으로 지하수압에 대한 처리의 문제를 수반하게 된다. 따라서 현장의 지질과 시공조건을 고려한 안전하고 경제성 있는 상향수압(Uplift Pressure) 처리 방안의 모색이야말로 대단히 중요한 문제가 되었다.
일반적으로 건물의 기초 바닥에 작용하는 상향수압 처리를 위해서 적용되는 방법은, 대부분 사하중과 영구(부력)앙카(Holding Anchor)에 의존하고 있지만, 이 방법은 건물의 내구성 및 안전성을 고려하면 부력앙카의 인장력에 대한 항구적인신뢰성에 다소 문제가 있으며, 이것은 영구적인 개념 하에서 설치되는 부력앙카를 시공하는 전문업체의 결여에도 문제가 있다.
따라서, 높은 지하수위와 비례하여 작용하는 상향수압 문제를 보다 안정성 있게 해결할 수 있는 것으로서, 이는 기초바닥 아래에 인위적인 배수층을 형성하여 부지 내로 유입되는 지하수가 배수로를 따라서 집수정으로 모아지면 정기적으로 펌핑함으로써 기초바닥 콘크리트에 양압(Uplifting Water Pressure)이 작용하지 않게 하는 시스템이 기초바닥 영구 배수시스템 (Permanent Underdrainage System)방법이다.
종래는 이러한 영구 배수시스템의 일 예로서 도 1에서와 같이 지하층 바닥 배수 시공방법이 제안되어 왔었다. 즉, 지하층 바닥 배수 시공방법은 지하층(1)이 시공될 때 콘크리트 벽(11)과 바닥 콘크리트(12)가 타설되어 일정면적의 지하층(1)이 만들어지고, 상기 바닥 콘크리트(12)의 하부측 자갈층(30)에는 굴토마감면(20)의 수두차에 의한 높은 상향수압이 바닥 콘크리트(12)로 발생될 때 균열 및 누수현상을 최소화시키도록 둘레에 일정간격을 두고 다수의 관동홀(41)이 형성된 배수관(40)이 매설되어 있다.
또한, 상기 바닥 콘크리트(12)의 일측에는 바닥 콘크리트(12)보다 낮게 일정면적의 집수정(50)이 시공되고, 이 집수정(50)에는 상기 자갈층(30)에 매설된 배수관(40)의 출구측이 연결되도록 시공되어 있으며, 이 집수정(50)에 집수된 지하수는 도시되지 않은 펌프에 의해 외부로 펌핑되도록 구성되어 있다.
상기 바닥 콘크리트(12)의 밑면 아래에는 방수처리를 위한 비닐(70)이 설치된 상태에서 콘크리트 몰탈이 타설되도록 시공되며, 상기 자갈층(30)은 바닥 콘크리트(12)가 타설될 때 굴토마감면(20)의 상부로 일정높이 먼저 깔려진다.
또한, 상기 배수관(40)의 외주면에 형성된 다수의 관통홀(41)에 자갈층(30)의 자갈 및 자갈에 포함되어 있는 모래 등이 침투되거나, 모래 및 부유물 등이 관통홀(41)에 막히는 것을 미연에 방지하면서 지하수의 유입이 원활하도록 부직포(60')가 감겨져 있다.
그러나, 이와 같이 구성된 종래에 의한 지하층 바닥 배수 시공방법은, 지하층(1)의 수두차에 의한 높은 상향수압이 바닥 콘크리트(12)에 발생될 때 국토마감면(20)의 지하수를 집수정(50)으로 배수시켜 바닥 콘크리트(12)의 균열 및 누수현상을 방지하도록 배수관(40)이 바닥 콘크리트(12)와 굴토마감면(20)과의 사이에 매립되어 있는 자갈층(30)내에 매설되는 구조로 되어 있으나, 이러한 배수 구조는 바닥 콘크리트(12)가 상향수압에 의해 견딜 수 있도록 바닥 콘크리트(12)의 두께 및 자갈층(30)의 높이를 크게 하여야 하기 때문에 콘크리트 몰탈과 자갈량이 많아져 공사비가 과다하게 지출되었고, 또 배수관(40)의 둘레에 형성된 다수의 관통홀(41)로 자갈 및 모래 등이 침투되지 않고 지하수만이 통과되도록 부직포(60')를 감싸서 자갈층(30)내에 매립하는 시공방법을 채택하기 때문에 시공방법이 까다로울 뿐만 아니라 바닥 콘크리트(12)와 배수관(40)과의 사이에서 상압수압에 의해 바닥 콘크리트(12) 밑으로 직접 발생하는 지하수가 배수관(40)의 관통홀(41)을 통해 제대로 배수되지 못하게 되어 전반적으로 배수작용이 원활하지 못하는 문제점이 있고, 발생되는 상압수압에 의해 배수관(40)이 파괴되어 지하수의 배수가 불가능한 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 기존의 배수관을 매설하기 위한 자갈층 및 배수관이 불필요함으로써 굴착작업에 소요되는 시간 및 비용을 절감과 자갈 구입비용을 절감시키게 되며, 발생되는 지하수를 배출시키는 배수로가 바닥 콘크리트의 저면에 일체로 형성되므로 지하수의 상향수압이 발생되어도 위치의 변동이 없이 안전하게 지하수가 집수정으로 흐를 수 있도록 유도할 수 있는 것으로서 시공비 절감과 배수효율을 크게 향상시킬 수 있도록 한 배수로 시공방법을 제공하는데 있다.
도 1은 종래에 의한 지하층 바닥 배수로 시공방법을 설명하기 위한 개략 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 바닥 콘크리트를 이용한 배수로 시공방법을 설명하기 위한 개략 단면도,
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 바닥 콘크리트를 이용한 배수로 시공공정을 도시한 단면도,
도 4(a),(b),(c),(d),(e)는 본 발명에 따른 바닥 콘크리트를 이용한 배수로 시공에 사용되는 거푸집을 도시한 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 바닥 콘크리트의 저면에 형성되는 배수로를 일부 도시한 저면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 지하층 3 : 거푸집
4 : 배수로 11 : 콘크리트 벽
12 : 바닥 콘크리트 12' : 버림 몰탈
12" : 채움몰탈 13 : 지 하 수
20 : 굴토마감면 30 : 자갈층
31 : 출구 50 : 집수정
60,60' : 부직포 70 : 비닐
상기 목적을 달성하기 위하여 이루어진 본 발명에 의한 지하층 바닥 콘크리트를 이용한 배수로 시공방법은, 지하층의 굴토마감면에서 발생되는 지하수의 수두차에 의한 높은 상향수압을 방지시키면서 지하수를 바닥 콘크리트의 일측에 형성된 집수정으로 배수시키기 위한 배수로를 형성시키는 시공방법에 있어서, 굴토마감면 자체 또는 소량의 자갈 등을 이용하여 수평을 이루도록 정지 작업하는 공정; 상기 굴토마감면 위에 소정 높이를 갖으며 폭이 크고 작은 거푸집을 가로 및 세로로 서로 소정의 간격을 이루면서 수평되게 연결하여 배치하되 상기 굴토마감면과 상기 거푸집 사이에 부직포를 개재하면서 일측으로 모여진 거푸집의 출구가 상기 집수정과 연결되도록 설치하는 공정; 상기 굴토마감면 위와 부직포위 그리고 거푸집 아래 또는 위에 비닐을 설치하는 공정; 상기 굴토마감면 위에 몰탈을 소정 높이로 타설하여 바닥 콘크리트를 형성하되 상기 바닥 콘크리트의 저면에 거푸집에 의해 집수정과 연결되는 배수로가 형성되도록 한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 관하여 첨부 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
참고로, 도면에서 종래의 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일명칭 및 동일부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 의한 지하층 바닥 배수로 시공방법은, 첨부된 도 2에서와 같이, 지하층(1)을 소정의 깊이로 파낸 후 사전 지질조사한 결과 및 수리계산한 지하수의 양에 따라 필요한 경우 콘크리트 벽(11)을 암반층까지 더 근입시키거나, 콘크리트 벽 하부에 그라우팅을 하는 방법등으로 지하층(1) 외부에서 유입되는 지하수(13)의 양을 줄이는 공정과(도시 안됨) 굴토마감면(20)이 수평되도록 정지 작업을 하면서 필요에 따라서는 소량의 자갈 등을 이용하여 수평 정지작업을 하게된다.
다음 공정으로서, 상기 굴토마감면(20)) 윗면에 소정 높이를 갖으며 폭이 크고 작은 거푸집(3)을 가로 및 세로로 소정의 간격을 이루도록 교차되면서 서로 수평을 이루도록 연결하여 배치하되, 상기 굴토마감면(20)과 상기 거푸집(3) 사이에 거푸집(3)의 폭보다 큰 폭을 갖는 부직포(60)를 개재하여 부유물들이 유입되지 않도록 설치하고, 상기 배치된 거푸집(3)이 일측으로 모여지도록 하여 거푸집(3)의 출구(31)가 상기 집수정(50)과 연결되도록 설치하게 된다.
다음 공정으로는 상기 굴토마감면(20) 위와 부직포(60)위 그리고 거푸집(3) 아래 또는 위에 바닥 콘크리트(12)로 지하수가 침투하지 않도록 방수용 P.E필름인비닐(70)을 설치하게 된다.
다음 공정으로서, 상기 굴토마감면(20) 위에 콘크리트 몰탈을 소정 높이로 타설하여 바닥 콘크리트(12)를 형성하되 상기 바닥 콘크리트(12)의 저면에 집수정(50)과 연결되는 배수로(4)가 형성되도록 이루어진다.
한편, 상기 배수로(4)는 거푸집(3)에 의하여 형성되는 것으로 배수로(4)를 형성시키는 방법 중 하나는, 상기 바닥 콘크리트(12)를 형성하는 몰탈을 한번에 타설하여 바닥 콘크리트(12)의 저면에 상기 거푸집(3)이 매설된 상태에서 거푸집(3)에 의하여 배수 통로가 형성되게 하며, 이때 사용되는 거푸집(3)은 첨부된 도 4(a) 내지 4(c)와 같이 하부가 개방되고 공간을 제공하는 사각형, 반원형 또는 삼각형상을 이루는 것 중 어느 하나를 선택하여 사용하게 된다. 또한, 이에 한정하지 않고 도 4(d)와 같이 하부가 완전하게 개방되지 않고 일부 또는 등간격의 관통홀이 형성된 것을 사용할 수도 있다. 또 거푸집(3)은 합성수지, 판재, 금속 또는 콘크리트 블록 등으로 만들어지며, 동 분야에서 널리 사용되는 통상의 S형 다발관 또는 드레인 보드판을 사용할 수도 있으며, 이들은 부직포(60)로 감싼 후 사용하게 되고, 상기 거푸집(3) 중 그 폭이 작은 것을 지하수를 유입시키는 가지 역할용으로 사용하게 되고, 그 폭이 넓은 것은 집수정(50)과 연결되는 줄기 역할을 하도록 사용하여 지하수를 용이하게 집수정(50)으로 흐르게 한다.
또한, 상기 배수로(4)를 형성시키는 방법 중 또 하나는, 첨부된 도 3(a) 내지 도 3(c)에서와 같이 상기 바닥 콘크리트(12)를 1차 버림몰탈(12')과 2차 채움몰탈(12")로 구분하여 타설하되 상기 콘크리트 1차 버림몰탈(12')을 도 3(a)와 같이상기 거푸집(3)의 상단 또는 조금 낮게 타설하여 일차 건조시킨 후 거푸집(3)을 제거하여 공간이 형성되도록 한 다음 상부에 판상의 거푸집(3')을 얹고 콘크리트 2차 채움몰탈(12")을 1차 버림몰탈(12') 위에 나머지 높이로 타설하여 상기 거푸집(3)이 제거된 공간이 바닥 콘크리트(12)의 저면에서 도 5에서와 같이 배수로(4)가 형성되도록 시공하게 된다. 상기 배수로(4)를 형성하는 거푸집(3)은 제거를 하게 되므로 도 3(a) 또는 3(b)와 같이 추출이 용이한 수직을 이루는 직사각형을 사용하게 되며, 이에 한정되지 않고 도 4(e)와 같이 공간을 갖지 않는 목재, 스치로폼, 비닐, 합성수지 또는 부직포 등을 이용하여 배수로(4)를 형성하는 거푸집(3)으로 사용함으로써 거푸집(3)의 제거를 편리하게 할 수도 있다. 또한, 상기 바닥 콘크리트(12)를 구성하는 1차 버림몰탈(12')과 2차 채움몰탈(12") 사이에 통상적으로 지하수의 침투를 방지하는 방수용 비닐(도시않됨)을 개재할 수도 있다.
또한, 지하층(1)을 굴착한 후 굴토마감면(20)으로 유입되는 지하수의 양에 따라 거푸집(3)의 높이 및 크기를 조절하여 배수로(4)를 형성하면 배수효율을 크게 향상 시킬 수 있다.
상기 배수로를 시공하는 공정 중 상기 거푸집(3)을 상기 굴토마감면(20)에 배치하기 전에 후술되는 바닥 콘크리트(12)의 저면이 지하수와 직집 접하여 잔모래 및 부유물이 침투되는 것을 방지하기 위하여 통상적으로 사용되는 부직포(60)를 깔아 놓을 수 있으며, 바닥 콘크리트(12)의 누수를 방지하기 위하여 방수용 비닐(70)을 설치하는데, 상기 방수용 비닐(70)이 거푸집(3) 위에 있을 경우에는 지하수의 상압수압에 의하여 찢어져 통로를 개방하게 되고, 거푸집(3) 밑에 있을 경우에는설치과정에서 미리 절개하여 시공 후 절개된 부분이 배수용 통로가 되도록 함으로써 지하수가 배수로(4)의 통로로 용이하게 유입될 수 있도록 된다.
상기 설명에서는 바닥 콘크리트(12) 두께 내에 철근 등이 개재되어 내구성을 보강하는 통상의 철근 배치 과정의 설명은 생략한다.
이와 같이 거푸집(3)의 매립 또는 제거를 통하여 형성되는 배수로(4)의 출구는 집수정(50)과 연통되도록 수평을 이루면서 형성되어 있으므로 바닥 콘크리트(12)의 저면에서 생기는 지하수는 배수로(4) 공간으로 유입되고, 상기 지하수는 수평을 이루고 있는 통로를 따라 원하게 흘러서 집수정(50)과 연통된 배수로(4) 출구로 이동되어 지하수가 집수정(50)에 모이게 되고, 이 집수정(50)에 집수된 지하수는 적정의 수위에 도달하면 자동으로 펌프(도시않됨)가 작동되어 지하층(1)의 외부로 배수시키게 된다.
따라서, 본 발명의 배수로(4)는 굴토마감면(20)에 접하여 바닥 콘크리트(12)의 저면에 일체로 구성되었기 때문에 종래와 같이 배수로를 구성하기 위한 자갈층이나 자갈층을 확보하기 위한 굴착공사 및 별도의 배수관이 필요 없으므로 공사기간 및 자재비 등을 줄여 공사비를 절감시킬 수 있게 되며, 지하수로부터 발생되는 수압이 바닥 콘크리트(12)의 저면으로 작용되기 전에 일체로 형성된 배수로(4)를 따라 원활하게 유도되어 집수정(50)으로 모을 수 있는 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 지하층 바닥 콘크리트를 이용한 배수로 시공방법은, 바닥 콘크리트를 타설하는 과정에서 배수로를 형성하므로서 시공이 매우 간편하여 종래와 같이 종래와 같이 배수로를 구성하기 위한 자갈층이나 자갈층을 확보하기 위한 굴착공사 및 별도의 배수관이 필요 없으므로 공사기간 및 자재비 등을 줄여 공사비를 절감시킬 수 있는 것이고, 지하 암반층으로부터 생기는 수위차에 의한 높은 상향수압이 콘크리트 바닥에 작용되기 전에 지하수를 일체로 형성된 배수로의 통로를 따라 집수정으로 직접 배수되게 함으로써 콘크리트 바닥의 균열 및 누수현상이 발생되지 않는 것이며, 지하층을 굴착한 후 발생되는 지하수의 사전 수리계산한 양 및 현장 여건에 따라 배수로의 크기를 조절할 수 있어 배수효율을 크게 향상 시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (5)

  1. 지하 암반층에서 발생되는 지하수의 수두차에 의한 높은 상향수압을 방지시키면서 지하수를 바닥 콘크리트의 일측에 형성된 집수정으로 배수시키기 위한 배수로를 형성시키는 시공방법에 있어서,
    굴토마감면 자체 또는 소량의 자갈 등을 이용하여 수평을 이루도록 정지 작업하는 공정;
    상기 방수용 굴토마감면 위에 소정 높이를 갖으며 폭이 크고 작은 거푸집을 가로 및 세로로 서로 소정의 간격을 이루면서 수평되게 연결하여 배치하되 상기 암반층의 굴토마감면과 상기 거푸집 사이에 부직포를 개재하면서 일측으로 모여진 거푸집의 출구가 상기 집수정과 연결되도록 설치하는 공정;
    상기 굴토마감면 위와 부직포위 그리고 거푸집 아래 또는 위에 비닐을 설치하는 공정;
    상기 굴토마감면 위에 몰탈을 소정 높이로 타설하여 바닥 콘크리트를 형성하되 상기 바닥 콘크리트의 저면에 거푸집에 의해 집수정과 연결되는 배수로가 형성되도록 한 지하층 바닥 콘크리트를 이용한 배수로 시공방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배수로는 콘크리트 몰탈을 한번에 타설하여 상기 바닥 콘크리트의 저면에 상기 거푸집이 매설된 상태에서 배수로가 형성되도록 하는 지하층 바닥 콘크리트를 이용한 배수로 시공방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배수로는 바닥 콘크리트를 1차 버림몰탈과 2차 채움몰탈로 구분하여 타설하되 상기 1차 버림몰탈을 상기 거푸집의 상단 또는 조금 낮게 타설하여 일차 건조시킨 후 거푸집을 제거하여 공간이 형성되도록 한 다음 상부에 판상의 거푸집을 얹고 2차 채움몰탈을 1차 버림몰탈 위에 소정의 높이로 타설하여 상기 거푸집이 제거된 공간이 배수로가 되도록 하는 지하층 바닥 콘크리트를 이용한 배수로 시공방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 거푸집은 하부가 완전 개방 또는 일부가 개방된 것을 사용하여 배수로가 형성되도록 것을 특징으로 하는 지하층 바닥 콘크리트를 이용한 배수로 시공방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 거푸집은 목재, 합성수지, 비닐, 부직포, 스치로폼, 콘크리트브록 또는 S형 다발관 중 어느 하나를 사용하여 배수로가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 지하층 바닥 콘크리트를 이용한 배수로 시공방법.
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