KR100656410B1 - 유역별 상향수압 조절이 가능한 연직 배수시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축물 바닥콘크리트의 하부에 침투하는 지하수를 배수재와 배수관 등을 통해 적절히 배출시키되, 과도한 지하수 배출로 인한 문제와 지하수를 현장 일측의 집수정 또는 건물 외부의 오수관, 맨홀 등으로 배출시 바닥콘크리트에 발생하는 상향수압이 편향되게 발생되는 문제를 방지하기 위한 배수 구조체에 관한 것이다. 본 발명은, 지하 건축 구조물의 바닥 하부에서 발생되는 지하수의 적정한 수압을 유지하기 위한 배수구조체에 있어서, 굴토마감면 상측에 가로 또는 세로로 배치되어 지하수가 유입되어 흐르도록 하는 배수재; 상기 배수재에 유입된 물을 배출시키기 위한 주배수로; 및 상방 연장관이 상기 배수재측과 연결되고, 상기 상방 연장관에 의해 소정 높이만큼 배수로가 상승한 후 하강하도록 구성하는 감압관;을 포함하여 구성되고, 상기 감압관은 상기 주배수로에 연결되어 상기 배수재에 흐르는 지하수가 모여 상기 주배수로를 통해 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 넓은 바닥면을 갖는 공사 현장에서, 유역별로 중간중간 주배수관, 배수판, 트렌치 등에 미치는 수압을 사전에 제어하는 효과를 갖는다. 또한 본 발명은 감압관에 의해 일정 수압에 이르기 전에는 과도한 지하수 배출을 억제하여 지반이 침하되는 것을 방지하며, 배출된 지하수의 역류를 방지하는 효과를 갖는다. 또한 본 발명은 사이펀 현상을 방지하여 약간의 배수로 인해 과도한 배수가 유도되는 것을 방지하는 효과를 갖는다. 또한 본 발명은 유역별로 수압을 감압 조절하여 주배수로로 유입시키므로 주배수로에 미치는 수압이 크지 않게 되며, 다수의 배수재 를 집수정 또는 외부 배수처로 연결되는 주배수로로 일체로 연결하여 배수시키므로, 많은 수의 관을 동원하여 배수로를 다양화할 필요가 없으며, 최소의 배수로, 관만으로도 배수로 시스템을 구성할 수 있어 비용이 절감되고, 시공이 간편해지는 효과를 갖는다. 또한 본 발명은 유역별 사전 감압 조절에 의해, 하나 또는 최소의 수로 배수로를 모아 현장 일측의 집수정 또는 외부로 배출시킬 수 있으므로, 수압 처리가 신속하고, 구성이 단순해지는 효과를 갖는다.

Description

유역별 상향수압 조절이 가능한 연직 배수시스템 {Vertical type basement drainage system}

도 1은 본 발명의 배수시스템을 나타내는 평면도이다.

도 2는 본 발명의 배수시스템을 나타내는 측면도이다.

도 3은 본 발명 배수시스템 주배수관의 다양한 연결 실시례를 나타내는 사시도이다.

도 4는 본 발명 배수시스템 감압관의 다양한 연결 방식을 나타내는 측면도이다.

도 5는 본 발명 배수시스템 감압관의 다양한 연결 루트를 나타내는 측면도이다.

도 6은 본 발명 감압관의 다양한 형태를 나타내는 측면도이다.

도 7는 본 발명의 유역별 상향수압 조절을 설명하기 위한 평면도이다.

도 8은 본 발명의 다른 배수시스템을 나타내는 측면도이다.

도 9는 본 발명 배수시스템 감압관의 다양한 연결 루트를 나타내는 다른 측면도이다.

도 10은 본 발명 배수시스템 감압관의 다양한 연결 루트를 나타내는 또 다른 측면도이다.

< 도면의 주요 부분의 부호의 설명 >

1 : 집수정 2 : 굴토마감면

3: 버림콘크리트 4 : 바닥콘크리트

5 : 배수판 6 : 누름콘크리트

10 : 주배수관 12 : 소켓

14 : 홀 14a : 배수관

20 : 배수재 22 : 소켓

40 : 감압관 42 : 상방 연장관

44 : 하방 연장관 46 : 상단수용부

48 : 홀 50 : 지하실 바닥

52 : 벽체 또는 기둥 54 : 트렌치

60 : 연직감압관 62 : 가이더

본 발명은 건축물 바닥콘크리트의 하부에 침투하는 지하수를 배수재와 배수관 등을 통해 적절히 배출시키되, 과도한 지하수 배출로 인한 문제와 지하수를 현장 일측의 집수정 또는 건물 외부의 오수관, 맨홀 등으로 배출시 바닥콘크리트에 발생하는 상향수압이 편향되게 발생되는 문제를 방지하기 위한 배수 구조체에 관한 것이다.

일반적으로 건축물 주변 및 하부에 많은 양의 지하수가 존재하게 되면 건축물은 지하수로 인해 일종의 부력을 전달받아 건축물이 떠오르는 힘을 받으며 파괴되어 안전을 위협하게 된다. 반대로, 건축물 주변 및 하부에 존재하는 지하수를 강제 배수에 의해 많은 양을 급격하게 제거해 버리면 지하수가 존재하던 공간이 갑자기 비게 되면서 지반이 침하하게 되고, 이로 인해 건축물이 내려앉게 되어 그 안전을 위협하게 된다.

건물의 기초 바닥에 작용하는 상향수압 처리를 위해서 사하중과 영구(부력)앙카를 통한 공법이 많이 사용되나, 이는 건물의 내구성 및 안전성과 관련하여 부력앙카의 인장력에 대한 지속적인 신뢰성이 보장되지 않는다는 한계가 있다. 이를 개선한 방법이 기초바닥 아래에 집수정과 배수재, 배수관을 구비하여 부지 내로 유입되는 지하수가 배수재를 따라 집수정으로 모이면 정기적으로 이를 펌핑하여 배출시킴으로써 기초바닥 콘크리트에 양압이 작용하지 않도록 하는 영구 배수시스템 방법이다. 이는 종래의 방법에 비해 높은 지하수위와 비례하여 작용하는 상향수압 문제를 보다 안정적이고, 영구적으로 해결하게 하는 장점이 있다.

이러한 영구 배수 방법은 넓은 지하 바닥의 굴토마감면 상에 가로 또는 세로로 소정 간격으로 배치한 배수재에 지하수가 1차적으로 스며들고, 이러한 배수재는 직접 또는 다른 배수관을 통해 집수정 측으로 흐르는 방식을 사용한다. 이 때 배수재에 모인 지하수는 일정한 압력을 받으며 집수정 측으로 밀려가게 되는데, 건축물 의 면적이 큰 경우에는 배수재, 배수관의 길이가 길어지게 되며, 배수재, 배수관 전체에 누적된 상향 수압이 걸리게 된다.

이러한 집수정의 근처에 위치되는 배수재, 배수관에는 상당히 높은 수압이 표면에 미치게 된다. 아울러 과도한 배출을 제어할만한 방법이 없으므로, 지반 침하를 방지할 수 없다는 문제점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 연직 배수관을 이용한 몇몇 신규 기술들이 안출되고 있으나, 바닥콘크리트에 작용하는 상향수압을 감압시키는데 있어 긴 형태의 배수관에 걸리는 높은 수압을 중간중간 감압할 수 없어 바닥콘크리트에 작용하는 상향수압을 일정하게 유지할 수 없는 단점이 있다.

또한 상방이 개방된 연직 배수관의 상단 배수출구로 지하수가 과도하게 배출될 수 있으므로 지하수의 유입을 줄이면서 상향수압을 감압시키는 배수시스템에서는 적용하기가 어렵다는 문제점이 있으며, 바닥콘크리트 상부로 흐르도록 하는 방식이 많아, 지하수가 배출되어 흐르는 것이 지하실 내부에 있는 사람에게 보이므로 불안감을 조성하게 되고 이에 민원 발생의 우려가 있다. 아울러 이 방법 역시도 유역별로 다수의 집수정을 형성하고 각 집수정으로 배수를 시키거나, 집수정을 향해 다수의 배수 경로를 구비하여야 한다는 문제점이 있다.

따라서 장형의 배수재, 배수관을 포함하는 배수 구조체에서, 상향 수압 방지를 위한 지하수 배출을 원활히 하는 동시에 배출관에 과도한 수압이 미치는 것을 방지하고, 조그만 압력에도 지하수가 과도하게 배출되어 설계안정수위, 즉 건축물의 자중과 건축물 하부에서의 지하수의 작용압력에 의한 힘이 균형을 이루는 이론 적인 지하수 안정 수위로 유지될 수 있도록 하기 위해, 건축물 하부 저면으로 침투되는 지하수를 설계안정수위가 될 때까지 중간중간 다양한 방법을 통하여 집수하고, 설계안정수위를 넘는 경우에만 배출할 수 있도록 하는 배수시스템을 구비할 필요가 있게 되었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 넓은 바닥면을 갖고 장형의 배수재, 배수관을 포함하는 공사 현장에서, 유역별로 중간중간 바닥콘크리트에 작용하는 상향수압을 제어하는 동시에 과도한 지하수 배출을 제어하며, 역류를 방지하고, 감암관에 연결된 배수재, 배수관들을 주배수로로 일체로 모아 배수할 수 있는 유역별 상향수압 조절이 가능한 연직 배수시스템을 제공하고자 하는 목적을 갖는다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지하 건축 구조물의 바닥 하부에서 발생되는 지하수의 적정한 수압을 유지하기 위한 배수구조체에 있어서, 굴토마감면 상측에 가로 또는 세로로 배치되어 지하수가 유입되어 흐르도록 하는 배수재; 상기 배수재에 유입된 물을 배출시키기 위한 주배수로; 및 상방 연장관이 상기 배수재측과 연결되고, 상기 상방 연장관에 의해 소정 높이만큼 배수로가 상승한 후 하강하도록 구성하는 감압관;을 포함하여 구성되고, 상기 감압관은 상기 주배수 로에 연결되어 상기 배수재에 흐르는 지하수가 모여 상기 주배수로를 통해 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 주배수로는: 상기 굴토마감면의 일측에 형성된 집수정으로 연결되거나, 또는 상기 굴토마감면 외부 소정의 위치에 형성된 배수처로 연결되는 주배수관인 것을 일 특징으로 한다. 상기 주배수로는: 상기 굴토마감면의 일측에 형성된 집수정으로 연결되는 배수판인 것을 일 특징으로 한다. 상기 주배수로는: 상기 굴토마감면의 일측에 형성된 집수정으로 연결되거나, 또는 상기 굴토마감면 외부 소정의 위치에 형성된 배수처로 연결되는 트렌치인 것을 일 특징으로 한다. 상기 주배수로는: 상기 굴토마감면의 일측에 형성된 집수정으로 연결되거나, 또는 상기 굴토마감면 외부 소정의 위치에 형성된 배수처로 연결되는 트렌치 내의 배수관인 것을 일 특징으로 한다.

유역별 상기 배수재는 각 유역별로 설치된 상기 감압관을 거친 후 상기 주배수로에 연결되도록 하는 것을 일 특징으로 한다. 상기 감압관은 배치된 상기 배수재의 유역별로 해당 유역에 배치된 상기 배수재와 각각 연결되어 하나의 상기 주배수로로 배출시키는 것을 일 특징으로 한다.

상기 감압관은: 상기 상방 연장관과 상호 연결되는 하방 연장관을 포함하고, 상기 하방 연장관의 전부 또는 일부의 단면적은 상기 상방 연장관의 단면적에 비해 넓은 형태인 것을 일 특징으로 한다. 상기 감압관은: 상기 상방 연장관과 상호 연결되는 하방 연장관을 포함하고, 상기 상방 연장관 및 상기 하방 연장관의 상단부에는 상기 상방 연장관의 단면적보다 큰 단면적을 갖고 소정 부피 이상의 내부 공 간을 갖는 상단수용부가 형성되는 것을 일 특징으로 한다. 상기 감압관은: 상기 상방 연장관과 상호 연결되는 하방 연장관을 포함하고, 상기 감압관의 상단부측에는 공기 유동이 가능한 홀이 형성되는 것을 일 특징으로 한다. 상기 감압관은: 상기 상방 연장관이 연직 상향으로 형성되며, 상단부는 개방되어 있는 것임을 일 특징으로 한다.

상기 감압관은 버림콘크리트 타설 전 설치되는 것을 일 특징으로 한다. 상기 감압관은 버림콘크리트 타설 후 설치되는 것을 일 특징으로 한다. 상기 감압관은 바닥콘크리트 타설 전 설치되는 것을 일 특징으로 한다. 상기 감압관은 바닥콘크리트 타설 후 설치되는 것을 일 특징으로 한다.

상기 주배수로는 바닥콘크리트 내에 설치되는 것을 일 특징으로 한다. 상기 주배수로는 바닥콘크리트 타설 후 설치되는 것을 일 특징으로 한다. 상기 주배수로는 굴토마감면 상에 설치되는 것을 일 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면에 도시된 본 발명 구성의 실시례를 참조하여, 본 발명의 구성을 상세히 살펴보도록 한다.

도 1은 본 발명의 배수시스템을 나타내는 평면도이고, 도 2는 본 발명의 배수시스템을 나타내는 측면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 건축물의 지하층 바닥을 형성하기 위한 굴토마감면의 일 측에 형성된 집수정(1)에는 세로 또는 가로로 배치된 주배수관(10)이 연결되고, 주배수관(10)으로 입수된 지하수는 집수정(1)으로 배출된다. 경우에 따라서는 주배수관(10)을 집수정(1)과 연결하지 않고, 건축물 외부의 오수관, 맨홀 등의 배수로와 직접 연결시켜 집수정(1) 없이 자연배수할 수도 있다. 이러한 주배수관(10)은 바닥콘크리트 내에 위치되는 것이 일반적이며, 버림콘크리트의 위나 아래, 또는 바닥콘크리트의 위나 아래에 위치될 수도 있으며, 굴토마감면 이하에 매립되어 위치할 수도 있다. 주배수관, 배수판, 트렌치 등으로 형성되는 주요 배수로를 주배수로라 한다.

굴토마감면(2)을 수평으로 정지한 후에는, 그 상면에 세로 또는 가로 소정의 간격으로 배수재(20)를 배치시킨다. 배수재(20)는 관 형태, 드레인 매트 형태, S형다발관 형태, 판 형태, 호수관, P.E관, 판형 다발관 형태, 중공관, 호스, 합성수지 관, 유공관, 무공관, 배수판 형태, 콘크리트 블록 형태 등으로 다양하게 구성할 수 있으며, 그 재질도 목재, 합성수지재, 토목섬유재, 금속재 등 다양하다.

굴토마감면(2)과 상기 배수재(20) 사이에 토목섬유(미도시)를 개재하거나 배수재를 토목섬유로 감싸서 부유물들이 유입되지 않도록 설치하고, 배치된 배수재(20)가 일측으로 모여지도록 하여 배수재(20)의 출구가 유역별로 설치된 감압관(40)과 연결되도록 설치하게 된다.

다음 공정으로는 굴토마감면(2) 전체 또는 부직포(미도시) 위 그리고 배수재(20) 위에는 버림콘크리트(10)를 타설시 배수재(20) 하부로 버림콘크리트(10)가 유입되는 것을 방지하거나 바닥콘크리트(3)로 지하수가 침투하지 않도록 방수용 P.E필름인 비닐(미도시)을 설치한다.

상기 비닐 설치시 배수재 중 배출관과 연결되어 배수로 역할만 하는 배수재를 사용할 경우에는 배수재의 위에 비닐을 설치하지 않고 비닐 위에 배수재를 설치 하는 것도 가능하다. 비닐 위에 배수재를 설치할 때는 버림콘크리트 타설시 고정되도록 테이프로 배수재와 비닐을 고정시켜 설치하는 것도 가능하다. 그 다음에는 굴토마감면(2) 위에 콘크리트 몰탈을 소정 높이로 타설하여 버림콘크리트(3)를 형성한다. 버림콘크리트(3)의 상측에는 바닥콘크리트(4)가 형성된다.

배수재(20)는 버림콘크리트(3)와 바닥콘크리트(4)를 타설하기 전, 후 또는 그 도중에 감압관(40)과 연결되고, 감압관(40)은 집수정(1) 또는 외부의 배수처와 연결된 주배수관(10)으로 연결된다. 이 때 감압관(40)은 주배수관(10)에 바로 연결될 수 있으며, 또는 감압관(40)으로부터 다시 소정 거리만큼 관에 의해 배수로가 형성된 후에 주배수관(10)과 연결될 수도 있다. 각 유역별로 배치된 배수재(20)의 지하수는 감압관(40) 쪽으로 모여 통과되어, 주배수관(10)으로 흐르게 된다.

감압관(40)은 수리학적 계산에 의해 소정의 필요 위치에 설치되며, 시공 중에 그 위치를 용이하게 변경할 수도 있다. 예컨대 감압관(40)을 처음에는 A 위치에 설치하였다가, 시공 중의 여러 가지 주변 상황이나, 수리학적 계산의 조건 변경에 따라 다른 위치로 이동할 수도 있다.

주배수관(10)은 긴 경로에 걸쳐 형성되어, 그 내부의 지하수에 의해 형성되는 수압을 중간중간에 형성된 감압관(40)에 의해 조절된 후 지하수가 유입된다. 즉, 수압이 일정 압력 이상 되는 경우에만 지하수가 감압관(40)을 타고 넘어 주배수관(10)으로 흐르며, 감압관(40)을 넘어선 지하수는 상대적으로 낮은 압력을 유지하게 된다. 따라서 감압관(40)을 한차례 거친 후의 수압은 낮아지게 되어, 주배수관(10)에 미치는 압력은 감소하게 된다. 아울러 감압관(40)이 일정 높이를 갖도록 형 성되므로, 지하수가 역류하는 것도 방지하게 된다. 주배수관(10)으로 유입된 지하수는 집수정(1) 측에 흐르게 되며, 집수정 측 단부의 주배수관(10)에도 적절한 수준의 압력만이 미치게 된다.

도 3 및 도 4는 본 발명 배수시스템 주배수관과 감압관의 다양한 연결 실시례를 나타내는 사시도 및 측면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 주배수관(10)에는 각 유역에서 집수된 지하수가 모이게 된다. 여러 유역에서 넓은 위치에 걸친 배수재(20)에 의해 흐르는 지하수는 주배수관(10)으로 유입되기 이전에 감암관(40)을 거치게 된다. 이 감압관(40)은 기본적으로 소정 높이만큼 상승 및 하강되는 엎어진 U형의 구성을 갖는다. 감압관(40)의 높이는 건축 위치, 수리학적 조건의 계산에 따라 결정된다.

종래에 일정 높이를 갖고 내부의 관에서 넘치는 물이 외부의 관으로 유입되어 흐르도록 하는 이중관 형식의 감압구조가 존재하였으나, 이는 이중관을 별도로 구비하여 시공하여야 하는 시공상, 비용상의 문제점이 있음에 반해, 본 발명에 따른 감압관은 관로를 단순히 변경시켜주는 방식으로서 시공이 간편하고 비용이 적게 소요되는 장점이 있다.

감압관(40)은 배수재(20)와 소켓(22)에 의해 연결되어, 주배수관(10)에 구비된 소켓(12)을 통해 주배수관(10)과 연통되기도 하며, 주배수관(10)과 감압관(40)의 거리 간격이 다소 있는 경우에는, 감압관(40)이 다시 소켓(22)에 의해 배수관(14a), 기타 관을 통해 주배수관(10)으로 연통시키기도 한다. 주배수관(10)에는 소 켓(12) 대신에 별도의 일체형 홀(14) 구조를 형성하여 직접 주배수관(10)과 연결되도록 하기도 한다.

이렇게 각 유역별로 감압관(40)을 통과하여 유입된 지하수는 주배수관(10)을 따라 일측(O)으로 배출되어 집수정이나, 외부 배수처로 흐르게 된다. 이 때 감압관(40)을 거친 이후의 배수관, 주배수관(10)은 무공관이어야 한다. 감압관(40)은 벽체 또는 기둥 내에 위치시킬 수도 있으며, 일부분만 벽체 또는 기둥 내에 위치시키고, 다른 부분은 외부에 위치시킬 수도 있다.

도 5는 본 발명 배수시스템 감압관의 다양한 연결 루트를 나타내는 측면도이다. 도 5를 참조하면, 배수재(10)와 연결된 감압관(40)으로부터 배수로를 형성하는 다양한 방식이 도시되어 있다. 배수재(10)에는 다양한 방식으로 감압관(40)이 연결된다. (a)를 참조하면, 감압관(40)은 버림콘크리트(3)와 바닥콘크리트(4) 상측으로 관통하여 일정 높이만큼 상승한 후 다시 하강하는 형태로서, 하강 후에는 바닥콘크리트(4)의 하측 버림콘크리트(3) 위나, (c)와 같이 버림콘크리트(3) 아래 또는 굴토마감면(2) 상에서 주배수관(10)까지 연장되도록 할 수 있다. (b)를 참조하면, 감압관(40)이 상방으로 연장된 후 다시 굴토마감면(2)의 아래 쪽으로 삽입된 위치에서 연장되는 방식이다. 이 때 굴토마감면(2)을 소정 깊이 파내어 삽입할 수도 있고, 별도의 트랜치를 형성하여 삽입할 수도 있다. (d)를 참조하면, 감압관(40)은 벽체 또는 기둥(4a) 내에 삽입되어 구성될 수도 있다.

도 6은 본 발명 감압관의 다양한 형태를 나타내는 측면도이다. 도 6을 참조하면, 도 6을 사이펀 효과를 방지하기 위한 다양한 형상의 감압관이 개시되어 있다. 본 발명은 지하수의 과도한 상향수압을 방지하기 위해 지하수를 배출시키는 목적뿐만 아니라, 과도한 지하수 배출로 인해 지반 침하 현상이 발생되는 것을 방지하는 목적도 갖는다. 감압관(40)의 경우 내부 단면적을 가득 채워 흐르는 지하수에 의해 사이펀 현상이 발생하기도 한다.

즉, 초기에 흐르는 지하수가 하방 연장관(44)을 통해 하강하면서, 내부적으로 저압, 진공상태가 형성되어, 상방 연장관(42)의 하측에 있던 지하수가 끌려 올라와 배출되는 현상이 발생하게 된다. 이 경우, 감압관(40)이 일정 높이를 갖도록 형성되어 있음에도 불구하고, 낮은 위치의 지하수들도 배출되어 버려 지반이 침하되는 현상이 생긴다.

감압관(40)은 이러한 사이펀 현상을 방지하기 위해 다양한 형상의 무공관을 사용한다. (a)를 참조하면, 상방 연장관(42)의 단면적보다 하방 연장관(44)의 단면적을 크게 한다. 이 경우 상방 연장관(42)에서 가득하게 밀려 올라온 지하수라도, 하방으로 흐르는 지하수가 단면을 모두 채워 밀폐시키지 아니하며 빈 공간이 발생하므로, 상방 연장관(42)의 지하수가 딸려 올라오는 것을 방지할 수 있게 된다.

(b)를 참조하면, 상방 연장관(42)과 하방 연장관(44)의 사이, 상단부에 상단수용공간(46)을 형성한다. 상단수용공간(46)은 일정 부피의 밀폐 공간으로서 단면적이 넓은 하방 연장관(44)과 함께 넓은 단면적, 부피를 갖게 된다. 따라서 상방 연장관(42)을 따라 상승한 지하수는 상단수용부(46)에 이르면서, 하방 연장관(44) 으로 사이펀 현상 없이 흘러내리게 된다.

(c)를 참조하면, 감압관(40)의 상측에 홀(48)을 형성할 수 있다. 홀(48)은 감압관(40) 내부로 공기를 공급해 주므로, 감압관(40) 내에서 저압, 진공 상태가 발생되지 않도록 하는 역할을 한다. 홀(48)은 밸브, 스위치(미도시) 등에 의해 개폐 가능하게 조절할 수 있다. 아울러 홀(48)은 상방 연장관(42)과 하방 연장관(44)의 내부를 세척하는데 효과적으로 사용될 수도 있다. 홀(48)을 통해 감압관(40) 내부로 물을 뿜어 감압관(40)에 침전, 부착되어 있는 부유물, 침전물을 집수정 쪽으로 강제 배수시키는데 사용될 수도 있다. 한편 (d)와 같이 홀(48)과 상단수용부(46) 등의 구성을 복합적으로 구성할 수도 있다.

상기한 주배수관, 감압관의 형상, 재질과 종류에는 특별한 제한이 없으며 당업자의 선택에 따라 다양하게 사용할 수 있는데, 예컨대 배수판, 다발관, 중공관, 호스, 플라스틱관, P.E관, P.V.C관, 강관 등을 사용할 수 있으며, 중공 형상으로 거푸집을 형성하여 관 형태가 되도록 하는 것도 그 범위에 포함될 수 있다.

이하 본 발명에 따른 배수 구조체의 배수 동작과 각각의 구성에서의 효과를 도 7을 참조하여 설명한다.

건축물 지하에 고인 지하수는 건축물의 자중과 지하수의 증가로 인한 상향수압으로 인해 배수재로 유입되어 소정의 주 배수재로 모인다. 배수재로 흐르는 지하수는 상향 수압에 의해 일정한 방향으로 밀려 나가게 되는데, 상방으로 일정 높이를 갖는 감압관에 이르면서 진행이 일단 멈추게 된다. 우천, 하천 수량 증가 등의 이유로 지하수의 상향수압이 계속 증가하게 되면, 감압관의 상방 연장관을 통해 수위가 높아지고, 이를 넘어서는 압력이 발생되는 경우에는 감압관에서 넘치는 지하수는 하방 연장관을 통해 주배수관으로 유입된다.

이 때 감압관을 넘어선 지하수는 압력이 상대적으로 감소하게 되며, 역방향으로 다시 역류하지 못하며, 집수정 또는 외부의 배수처를 향해 흐르게 된다. 위치마다 투수계수가 다른 지하수의 배수에 있어서, 먼 거리에 있는 지하수를 감압 없이 그냥 집수하는 경우, 집수 위치로부터 먼 위치에 있는 주배수관의 집수정측 단부에는 상당히 큰 누적 압력이 걸릴 수밖에 없는데, 이를 감압관을 통해 중간중간 제어하여 이러한 문제점을 해결하게 된다. 특히 주배수관을 근처의 집수정이 아닌 먼 곳의 오수관, 하수구 등의 배수처로 자연배수시키는 경우에는 주배수관이 길게 형성되는데, 이 때 전체적인 배수 경로는 더욱 더 길어지게 되므로, 최종 단부에서 과도한 압력이 발생되지 않도록 미리미리 감압을 시켜줄 필요가 있게 된다. 본 발명과 같은 시스템, 구조체에서는 사전에 각 유역별로 경로에 따라 감압을 시켜 집수정측 또는 배수처측으로 보내게 되므로, 이러한 문제가 발생하지 않게 된다. 아울러 유역별로 유입되는 수압이 조절되어 있기 때문에, 고압의 지하수 유입을 대비하여 두꺼운 관 내지는 다양한 분산 경로를 갖는 다수의 주배수관이 필요 없으며, 여러 영역의 배수재를 직접 집수정에 연결할 필요도 없게 되어, 최소의 관으로도 유입되는 지하수의 수압을 수용할 수 있게 된다.

즉, 도 7을 참조하면, 넓은 지하 바닥층의 여러 영역 B, C, D, E 부분에서 집수를 하게 되는데, 해당 영역의 배수재(20)를 따라 흐르는 물이 주배수관(10)에 이르기에 앞서 각 유역마다 설치된 감압관(40)에 의해 사전 감압되므로, 하나의 또는 최소의 주배수관(10)으로 모든 지하수를 수용할 수 있게 된다. 그러므로, 각 영역 B, C, D, E의 배수재(20)를 집수정(1)에 개별적으로 직접 연결시킬 필요가 없으며, 하나의 또는 최소한의 주배수관(10)만 위치시키고, 나머지는 감압관(40)을 통해 사방으로 배치된 배수재(20)의 일측을 연결시키기만 하면 간단하게 시공이 완성될 수 있다.

또한 감압관(40)이 주배수관(10)과 연결되는 주요 위치마다 설치되므로, 주배수관(10)에는 높은 수압이 걸리지 않을 뿐만 아니라, 주배수관(10)에서 지하수가 역류하거나, 급작스런 과다 배수 현상이 사라지게 된다.

도 8은 본 발명의 다른 배수시스템을 나타내는 측면도이다. 도 8을 참조하면, 굴토마감면(2)의 상방에 타설된 버림콘크리트(3)와 바닥콘크리트(4) 상측에 배수판(5)이 설치되어 집수정(1)까지 연결되고, 그 상측에는 누름콘크리트(6)가 타설되어 있다. 앞서 설명된 주배수관(10) 대신에 배수판(5)이 설치된 것을 제외하고는 전체적인 구성과 동작방식 및 효과는 동일하다. 배수판(5)은 실용신안등록출원 제2005-4871로 출원되어 공개된 것과 같은 것을 사용할 수 있다.

도 9는 본 발명 배수시스템 감압관의 다양한 연결 루트를 나타내는 다른 측면도이다. 도 9를 참조하면, 감압관(40) 및 연직감압관(60)이 배수판(5)에 연결되는 모습을 나타내는 도면이다. 이 때 연결의 의미는 물리적으로 접촉되어 연결되는 것뿐만 아니라, 도면과 같이 약간 이격된 상태에서 감압관(40) 및 연직감압관(60)에서 배출된 지하수가 배수판(5)으로 낙하하거나, 흐르도록 하는 것도 포함한다.

(a)를 참조하면, 하방 연장관에서 낙하하는 지하수가 누름콘크리트(6) 하부에 위치하는 배수판(5)으로 흐르고, 배수판(5)에 의해 콘크리트층 사이에 생긴 배수로로 적절히 감압된 지하수가 집수정(1) 측으로 흐르게 된다.

(b)를 참조하면, U형으로 연결된 하방 연장관이 없고, 상방 연장관이 연직으로 형성되어 상방이 개방된 연직감압관(60)을 감압수단으로 사용한다. 상방 연장관을 타고 상승된 지하수는 연직감압관(60)의 상단 개방부를 통해 흘러 넘쳐 하방으로 흐르게 되고, 하방으로 흐른 지하수는 배수판(5) 측으로 모여 집수정(1)을 향하게 된다. 하방으로 흐른 지하수가 배수판(5) 측으로 모이도록 하기 위해 별도의 홀(6a)을 콘크리트층에 형성하기도 한다.

이와 같이 하나 또는 최소의 배수판(5)을 통해 배출이 가능한 것은, 감압관 또는 연직 감압관에 의해 각 유역별로 감압된 지하수만이 흐르도록 제어되기 때문이다.

도 10은 본 발명 배수시스템 감압관의 다양한 연결 루트를 나타내는 또 다른 측면도이다. 도 10을 참조하면, 감압관(40)은 다양한 위치에 설치될 수 있으며, 주배수로로 트렌치(54)를 사용할 수 있다.

(a)를 참조하면, 감압관(40)의 일부는 벽체 또는 기둥(52) 내에 매립되어 있으며, 하방 연장관의 하부는 트렌치(54) 쪽으로 개방되어 있으며 트렌치(54)는 집 수정 또는 외부 배수처로 연결된다. 감압관(40)을 통해 감압된 지하수는 트렌치(54)로 낙하하여 집수정 또는 외부 배수처로 흘러 나가게 된다. 트렌치(54)는 지하실 바닥(50)에 노출되도록 설치될 수 있다. (b)를 참조하면, 전체적인 구성은 상기 (a)와 동일하게 하나, 감압관(40)을 벽체 또는 기둥(52) 측방에 설치할 수도 있다.

본 발명은 넓은 바닥면을 갖는 공사 현장에서, 유역별로 중간중간 주배수관, 배수판, 트렌치 등에 미치는 수압을 사전에 제어하는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 감압관에 의해 일정 수압에 이르기 전에는 과도한 지하수 배출을 억제하여 지반이 침하되는 것을 방지하며, 배출된 지하수의 역류를 방지하는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 사이펀 현상을 방지하여 약간의 배수로 인해 과도한 배수가 유도되는 것을 방지하는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 유역별로 수압을 감압 조절하여 주배수로로 유입시키므로 주배수로에 미치는 수압이 크지 않게 되며, 다수의 배수재를 집수정 또는 외부 배수처로 연결되는 주배수로로 일체로 연결하여 배수시키므로, 많은 수의 관을 동원하여 배수로를 다양화할 필요가 없으며, 최소의 배수로, 관만으로도 배수로 시스템을 구성할 수 있어 비용이 절감되고, 시공이 간편해지는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 유역별 사전 감압 조절에 의해, 하나 또는 최소의 수로 배수로를 모아 현장 일측의 집수정 또는 외부로 배출시킬 수 있으므로, 수압 처리가 신 속하고, 구성이 단순해지는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 한 개의 집수정만으로도 넓은 면적에 대하여 과도한 상향수압을 방지할 수 있게 되는 효과를 갖는다.

Claims (18)

1. 지하 건축 구조물의 바닥 하부에서 발생되는 지하수의 적정한 수압을 유지하기 위한 배수구조체에 있어서,

   굴토마감면 상측에 가로 또는 세로로 배치되어 지하수가 유입되어 흐르도록 하는 배수재;

   상기 배수재에 유입된 물을 배출시키기 위한 주배수로; 및

   상방 연장관이 상기 배수재측과 연결되고, 상기 상방 연장관에 의해 소정 높이만큼 배수로가 상승한 후 하강하도록 구성하는 감압관;을 포함하여 구성되고,

   상기 감압관은 상기 주배수로에 연결되어 상기 배수재에 흐르는 지하수가 모여 상기 주배수로를 통해 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 유역별 상향수압 조절이 가능한 연직 배수시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 주배수로는:

   상기 굴토마감면의 일측에 형성된 집수정으로 연결되거나, 또는 상기 굴토마감면 외부 소정의 위치에 형성된 배수처로 연결되는 주배수관인 것을 특징으로 하는 유역별 상향수압 조절이 가능한 연직 배수시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 주배수로는:

   상기 굴토마감면의 일측에 형성된 집수정으로 연결되는 배수판인 것을 특징으로 하는 유역별 상향수압 조절이 가능한 연직 배수시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 주배수로는:

   상기 굴토마감면의 일측에 형성된 집수정으로 연결되거나, 또는 상기 굴토마감면 외부 소정의 위치에 형성된 배수처로 연결되는 트렌치인 것을 특징으로 하는 유역별 상향수압 조절이 가능한 연직 배수시스템.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 주배수로는:

   상기 굴토마감면의 일측에 형성된 집수정으로 연결되거나, 또는 상기 굴토마감면 외부 소정의 위치에 형성된 배수처로 연결되는 트렌치 내의 배수관인 것을 특징으로 하는 유역별 상향수압 조절이 가능한 연직 배수시스템.
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   유역별 상기 배수재는 각 유역별로 설치된 상기 감압관을 거친 후 상기 주배수로에 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 유역별 상향수압 조절이 가능한 연직 배수시스템.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 감압관은 배치된 상기 배수재의 유역별로 해당 유역에 배치된 상기 배수재와 각각 연결되어 하나의 상기 주배수로로 배출시키는 것을 특징으로 하는 유역별 상향수압 조절이 가능한 연직 배수시스템.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 감압관은:

   상기 상방 연장관과 상호 연결되는 하방 연장관을 포함하고,

   상기 하방 연장관의 전부 또는 일부의 단면적은 상기 상방 연장관의 단면적에 비해 넓은 형태인 것을 특징으로 하는 유역별 상향수압 조절이 가능한 연직 배수시스템.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 감압관은:

   상기 상방 연장관과 상호 연결되는 하방 연장관을 포함하고,

   상기 상방 연장관 및 상기 하방 연장관의 상단부에는 상기 상방 연장관의 단면적보다 큰 단면적을 갖고 소정 부피 이상의 내부 공간을 갖는 상단수용부가 형성 되는 것을 특징으로 하는 유역별 상향수압 조절이 가능한 연직 배수시스템.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 감압관은:

    상기 상방 연장관과 상호 연결되는 하방 연장관을 포함하고,

    상기 감압관의 상단부측에는 공기 유동이 가능한 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 유역별 상향수압 조절이 가능한 연직 배수시스템.
11. 제 7 항에 있어서, 상기 감압관은:

    상기 상방 연장관이 연직 상향으로 형성되며,

    상단부는 개방되어 있는 것임을 특징으로 하는 유역별 상향수압 조절이 가능한 연직 배수시스템.
12. 제 7 항에 있어서,

    상기 감압관은 버림콘크리트 타설 전 설치되는 것을 특징으로 하는 유역별 상향수압 조절이 가능한 연직 배수시스템.
13. 제 7 항에 있어서,

    상기 감압관은 버림콘크리트 타설 후 설치되는 것을 특징으로 하는 유역별 상향수압 조절이 가능한 연직 배수시스템.
14. 제 7 항에 있어서,

    상기 감압관은 바닥콘크리트 타설 전 설치되는 것을 특징으로 하는 유역별 상향수압 조절이 가능한 연직 배수시스템.
15. 제 7 항에 있어서,

    상기 감압관은 바닥콘크리트 타설 후 설치되는 것을 특징으로 하는 유역별 상향수압 조절이 가능한 연직 배수시스템.
16. 제 7 항에 있어서,

    상기 주배수로는 바닥콘크리트 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 유역별 상향수압 조절이 가능한 연직 배수시스템.
17. 제 7 항에 있어서,

    상기 주배수로는 바닥콘크리트 타설 후 설치되는 것을 특징으로 하는 유역별 상향수압 조절이 가능한 연직 배수시스템.
18. 제 7 항에 있어서,

    상기 주배수로는 굴토마감면 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 유역별 상향수압 조절이 가능한 연직 배수시스템.

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