KR100741164B1 - 굴착이 힘든 지반에 설치되는 건축물의 지하수 배수장치및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 건축물의 지하수 배수장치에 있어서, 집수정 설치용 함몰부가 형성된 최종 굴착면에 설치되는 하측 투수성 여과부재, 상기 투수성 여과부재 위에 설치되는 복수의 다공성 관, 돌출부가 상기 복수의 다공성 관을 향하도록 상기 복수의 다공성 관 상부에 설치되는 배수판, 그리고 상기 배수판 상부에 설치되는 상측 투수성 여과부재를 포함하는 지하수 배수장치를 개시한다.

버림, 콘크리트, 배수, 집수정, 굴착면, 함몰부

Description

굴착이 힘든 지반에 설치되는 건축물의 지하수 배수장치 및 방법{DRAIN UNIT FOR USE IN A STRUCTURE ON A GROUND HARD TO DIG AND METHOD FOR CONSTRUCTING THE SAME}

도 1은 본 발명의 배수장치의 개략도.

도 2는 본 발명의 배수장치의 측단면도.

도 3은 도 2의 3-3‘선에 따라 취한 단면도.

도 4는 도 2의 4-4‘선에 따라 취한 단면도.

도 5는 본 발명의 집수체의 부분 절결 사시도.

도 6은 집수체에 연결된 수직관을 도시한 사시도.

도 7은 종래기술의 유공관 및 트렌치의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 최종 굴착면

20: 흡수체

30: 집수정

50: 집수체

본 발명은 건축물 배수장치 및 배수장치 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유공관 매설이 힘든 단단한 지반에 설치되는 건축물을 위한 배수장치 및 이러한 배수장치를 시공하는 방법에 관한 것이다.

대형 건축물 등의 건축물 기초 하부에는 하부에 존재하는 지하수에 의한 부력의 작용을 조절하기 위한 배수 장치가 설치된다. 이러한 용도의 배수 장치는 일반적으로 유공관을 건축물 기초 하부의 최종 굴착부의 지반에 위치시켜 지반으로부터 지하수 혹은 용출수가 유공관 내에 침투되도록 유도하고 유도된 지하수를 집수하여 배출함으로써 건축물 기초 하부의 지하수에 의한 부력 작용을 조절하도록 구성되어 있다. 대표적인 배수 장치의 구성이 도 7에 도시되어 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 유공관(6)은 트렌치(18) 내부에 위치된다. 트렌치(18)는 건축물 기초 하부 저면과 접하게 되는 최종 굴착부에서 하측으로 굴토를 실시하여 대략 사다리꼴의 단면 형상을 갖도록 형성된다. 굴착된 사다리꼴 트렌치 내부에는 부직포(4)가 위치되어 유공관(6) 내부로 지하수 외의 다른 물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 여과기능을 수행한다. 부직포(4)와 유공관(6) 사이에는 투수성을 향상시키기 위해 유공관의 관통홀 보다 입경이 큰 자갈(2)을 트렌치 내에 채워 넣는다. 자갈(2)을 채워 다른 부분의 지면과 동일한 높이를 형성한 후에 트렌치의 상면을 다시 부직포로 덮는다. 유공관(6) 및 이를 수용하고 있는 트렌치(18)는 최종 굴착면(10)의 일정한 면적에 걸쳐 대체로 균일하게 배치된다. 유공관(6)에 집수되는 지하수는 집수정에 집수되어 추후 강제 배수 등의 통상의 배수 방 법에 의해 배수된다.

그러나, 최종 굴착면이 단단한 지반인 경우, 이와 같은 트렌치 형성작업이 많은 비용과 시간을 요구하게 된다. 특히, 전체적으로 혹은 부분적으로 암반층이 최종 굴착부에 위치하고 있는 경우, 유압 굴삭기의 사용 외에도 심지어 발파를 피할 수 없는 경우가 발생한다. 굴토 작업량이 많은 경우, 이와 같은 방법은 배수장치 설치에 큰 공사비 지출을 요구하게 된다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 유공관 매설이 힘든 지반에 세워지는 건축물에 적용할 수 있으며 저렴한 비용으로 설치 가능한 배수장치 및 이러한 배수장치를 시공하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 본 발명의 목적 및 또 다른 목적은, 건축물의 지하수 배수장치에 있어서, 집수정 설치용 함몰부가 형성된 최종 굴착면에 설치되는 하측 투수성 여과부재, 상기 투수성 여과부재 위에 설치되는 복수의 다공성 관, 돌출부가 상기 복수의 다공성 관을 향하도록 상기 복수의 다공성 관 상부에 설치되는 배수판, 그리고 상기 배수판 상부에 설치되는 상측 투수성 여과부재를 포함하는 지하수 배수장치를 제공하여 달성될 수 있다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 배수장치는 함몰부 내부에 배치되며 상기 복수의 다공성 관에 연결된 집수관을 더 포함한다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 배수장치는 상기 최종 굴착면에 설치되는 하측 투수성 여과부재, 돌출부가 상기 하측 투수성 여과부재를 향하도록 상기 하측 투수성 여과부재 위에 설치되는 배수판, 그리고 상기 배수판 상부에 설치되는 상측 투수성 여과부재로 구성된 지하수 흡수체를 더 포함하고, 상기 지하수 흡수체의 상기 상측 및 하측 투수성 여과부재 사이의 공간은 상기 복수의 다공성 관의 상부 및 하부에 설치된 상측 및 하측 투수성 여과부재 사이의 공간과 서로 연통된다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 배수장치는 집수관과 연통하며 그로부터 건물의 설계안정수위까지 상방으로 연장된 수직관을 더 포함한다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 하부 판넬로부터 상기 상부 판넬까지의 두께는 10cm 미만이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 참조하면, 본 발명의 배수장치는 흡수체(20)와 집수체(50) 및 집수정(30)을 포함한다.

흡수체(20)는 건축물 기초 하부가 그 위에 형성되는 최종 굴착면(10)위에 설치되며, 그 하부에서 지반으로부터 유출되는 지하수를 흡수하여 내부에 수용하는 기능을 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 복수의 배수판(도시되지 않음)을 사용하여 흡수체(20)를 구성한다. 배수판은 시중에 유통중인 많은 상용의 규격화된 배수판 사용이 가능하며, 도 1에 표시된 격자는 이와 같이 규격화된 배수판을 사용할 때 배수판과 배수판 사이의 이음 부분을 개략적으로 표시한 것이다.

집수체(50)는 흡수체(20)와 연통하도록 배치되며 흡수체(20)에 수용된 지하 수를 한 곳으로 집수하는 기능을 한다. 집수체(50)에 집수된 지하수는 관로(52)를 통해 집수정(30)으로 낙하하게 된다.

도 2를 참조하면, 흡수체(20) 및 집수체(50)는 매우 납작한 형상을 취하고 있다. 이 것은 건축물 시공 과정에서 최종 굴착부 형성 후 통상 10cm 정도의 두께로 타설되는 버림 콘크리트(60b) 내부에 흡수체(20) 및 집수체(50)가 수용될 수 있도록 하기 위한 것이다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 흡수체(20)는 상측 및 하측의 부직포(66)와 이 사이에 배치된 배수판(64)으로 구성된다. 부직포(66)는 유출 지하수에 포함된 물질이 배수판 내부 혹은 다른 지하수 배출 경로에 퇴적되는 것을 방지하기 위해 이를 여과하는 기능을 한다. 투수성의 다양한 직물류가 또한 사용 가능하다. 배수판(hole drain;64)은 일면에 복수의 돌출부가 형성되어 있고, 다른 면에는 돌출부 대응 부위에 함몰부가 형성되어 있는 부재로서 많은 상용의 것이 나와 있다. 배수판은 상부의 하중을 지탱하여 그 하부에 일정한 공간을 형성하는 기능을 한다. 본 발명에는 높이 1cm, 혹은 2cm 의 배수판이 적절하다.

이와 같은 구성에 의해, 부직포 사이에는 일정한 높이의 공간이 확보되고, 이 공간에는 굴착면(10)으로부터 유출 혹은 토출되는 지하수가 하측 부직포(66)를 통해 배수판 영역에 수용될 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 집수체(50)는 소직경의 복수의 다공성 관(62)과 그 위에 설치된 배수판(64)을 포함하는 공간확보부분과 복수의 다공성 관(62)에 연결되어 있는 대직경의 집수관(52)을 포함하는 관부분으로 구성되어 있다. 다공성 관 (62) 및 집수관(52)은 PVC로 제작되는 것이 바람직하다.

도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 본 발명의 바람직한 실시예에서 공간확보부분은 굴착면(10)에 설치된 평평한 하부판넬(70), 하부판넬(70) 상부에 설치된 폴리에틸렌 필름(68), 폴리에틸렌 필름(68) 상부에 설치된 2겹의 부직포(66), 부직포(66) 위에 배치된 복수의 다공성 관(62), 다공성 관(62) 상부에 설치된 배수판(64), 배수판(64) 상부에 설치되는 부직포(66), 부직포(66) 상부에 설치된 2겹의 폴리에틸렌 필름(68), 폴리에틸렌 필름(68) 상부의 상부판넬(70)이 아래로부터 차례로 적층되어 있다.

상부 및 하부판넬(70)은 편평한 판 구조로 되어 있으며, 그 사이에 배치되는 배수판(64) 및 다공성 관(62)을 보호하는 기능 및 높이를 맞추는 기능을 한다. 즉, 판넬의 숫자를 가감함에 따라 다공성 관(62)이 위치한 부분의 높이를 조절할 수 있어서, 집수체(50)가 일체화되어 단위화된 제품으로 될 때 집수관(52)의 직경과 공간확보분의 두께 사이에 차이를 줄일 수 있다. 또한, 판넬(70)을 집수관(52)에 직접 고정함으로써, 집수관(52)과 다공성 관(62) 사이의 연결부분의 취약함을 보호 및 보강할 수 있다.

폴리에틸렌 필름(68)층은 콘크리트 타설시 콘크리트가 스며들어오는 것을 방지하는 기능을 한다. 이러한 기능을 하기 위해서는 얇은 불투수성 재료이면 충분하므로 다양한 재질의 부재가 사용될 수 있다. 또한, 부직포(66) 및 폴리에틸렌 필름(68)의 적층 숫자는 이것으로 한정되는 것은 아니며, 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

도 5를 참조하면, 상술한 구성으로 된 집수체(50)가 그 일부가 절결된 상태로 도시되어 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 집수체(50)는 일체형으로 공장에서 제작한 상태로 모듈처럼 사용할 수 있게 된다.

다시 도 2를 참조하면, 이와 같이 구성된 흡수체(20) 및 집수체(50)는 서로 인접하게 배치된 뒤 인접부분을 부직포(66)를 상·하에 배치하여 서로 연결된다. 그 결과, 흡수체(20)의 상측 및 하측 부직포(66) 사이의 공간은 다공성 관(62)의 상부 및 하부에 설치된 상측 및 하측 부직포(66) 사이의 공간과 서로 연통된다.

복수의 다공성 관(62)은 대략 나란하게 배치되는 것이 바람직하며 집수관(52)에 연결되어 있다. 집수관(52)은 버림 콘크리트(60b) 두께 10cm 보다도 큰 직경의 것이 사용될 수 있다. 이 것은 집수관(52)의 위치가 최종 굴착면(10) 위가 아닌 집수정 형성용 함몰부(32a)에 위치하기 때문에 가능하다.

도 6을 참조하면, 집수관(52)의 끝에는 수직관(58)이 상측으로 연장되어 있다. 수직관(58)은 본원 명세서에 그 일부가 참고자료로서 포함되며 출원인이 등록권리자인 실용신안등록 제20-271757호에 개시된 “지하수 배수 구조물”에서 그 상단이 설계안정수위까지 연장된 배수 파이프와 동일하게 지하수에 의한 부력작용으로부터 건축물을 보호하기 위한 기능을 한다. 따라서, 화살표로 도시한 바와 같이, 집수체(50)로부터 집수된 지하수는 수직관(58)의 상단에서 오버플로우되어 집수정(30)으로 낙하하며 수직관(58) 주위에는 오버플로우되어 하강하는 지하수를 안내하기 위한 안내박스(57)가 설치된다. 보다 상세한 수직관(58)의 기능에 대해서는 설명을 생략한다.

또한, 집수관(52)의 끝에는 밸브(도시되지 않음)가 설치되고 이를 개폐하는 손잡이(56a)가 설치된 관(56)이 연결되어 있다. 수직관(58)을 통해 지하수가 토출되는 경우, 밸브는 잠겨있게 되지만, 수직관(58)이 폐쇄되거나 그 기능을 하지 못하는 경우 밸브를 개방하여 지하수가 관(56)을 통해 직접 집수정으로 낙하하도록 할 수 있다.

본 발명의 배수장치를 최종 굴착면(10) 위에 시공하기 위해서는 먼저 집수정 설치용 함몰부(32a)를 최종 굴착면(10)에 형성한다. 다음, 도 1을 참조하면 함몰부(32a)에는 집수정(30)의 내부공간의 크기를 감안하여 거푸집(32)이 세워진다. 다음, 부직포(66), 배수판(64), 부직포(66)가 차례로 적층되어 흡수체(20)가 최종 굴착면(10) 전반에 설치된다. 다음, 부직포(66), 다공성 관(62), 배수판(64), 부직포(66)가 이 순서대로 상방으로 집수정(30)에 인접한 최종 굴착면(10)에 적층된다. 다음, 집수관(52)이 함몰부(32a) 내부에 배치되도록 하여 복수의 다공성 관(62)에 연결된다. 그 후, 버림 콘크리트(60b)를 흡수체(20) 및 집수체(50) 위에 타설하고, 함몰부(32a)의 거푸집(32) 주위에 콘크리트를 타설하여 집수정(30)을 형성한다. 이때, 집수관(52)의 일부 및 관(56)은 집수정(30) 내부영역에 위치하게된다. 그 후 수직관(58)이 상기 집수정 내부에 위치하도록 상기 집수관(52)에 연결된다.

본 발명의 배수장치에 따르면, 유공관 매설을 위한 굴착이 힘든 단단한 지반에 건축되는 건축물을 위한 저렴한 배수장치를 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면, 집수관이 집수정 설치를 위한 함몰부에 배치되기 때문에, 버림 콘크리트의 두께보다 큰 직경을 갖는 집수관을 버림 콘크리트의 편평도를 훼손시키지 않고 사용하는 것이 가능하다.

Claims (8)

1. 건축물의 지하수 배수장치에 있어서,

   상기 지하수 배수장치는 건축물의 최종 굴착면 위에 설치되어 지반으로부터 유출되는 지하수를 흡수하는 흡수체와, 흡수체와 연통하도록 배치되어 흡수체에 수용된 지하수를 한 곳으로 집수하는 집수체와, 상기 집수체와 관로를 통해 연결되어 집수체에 집수된 지하수가 낙하되는 집수정을 구비하며,

   상기 집수체는,

   집수정 설치용 함몰부가 형성된 최종 굴착면 상에 설치되는 하측 투수성 여과부재,

   상기 하측 투수성 여과부재 위에 설치되는 복수의 다공성 관,

   일면에 다수의 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부가 상기 복수의 다공성 관을 향하도록 복수의 다공성 관 상부에 설치되어 상기 최종 굴착면으로부터 용출되는 지하수를 상기 다공성 관 내로 이동시키기 위한 배수판,

   상기 배수판 상부에 설치되는 상측 투수성 여과부재 그리고

   상기 함몰부 내부에 배치되며 상기 복수의 다공성 관에 연결된 집수관을 포함하고,

   상기 상측 투수성 여과부재 상부 및 상기 하측 투수성 여과부재 하부에는 상측 불투수성 필름 및 하측 불투수성 필름이 각각 설치되고, 상기 상측 불투수성 필름 상부 및 상기 하측 불투수성 필름 하부에는 상부 판넬 및 하부 판넬이 각각 설치됨으로써,

   상기 집수체는 일체형으로 모듈화되는 것을 특징으로 하는 지하수 배수장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 흡수체는,

   상기 최종 굴착면에 설치되는 하측 투수성 여과부재, 돌출부가 상기 하측 투수성 여과부재를 향하도록 상기 하측 투수성 여과부재 위에 설치되는 배수판, 그리고 상기 배수판 상부에 설치되는 상측 투수성 여과부재로 구성되며, 상기 지하수 흡수체의 상기 상측 및 하측 투수성 여과부재 사이의 공간은 상기 복수의 다공성 관의 상부 및 하부에 설치된 상측 및 하측 투수성 여과부재 사이의 공간과 서로 연통하는 지하수 배수장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 집수관과 연통하며 그로부터 건물의 설계안정수위까지 상방으로 연장된 수직관을 더 포함하는 지하수 배수장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 상기 집수관은 버림 콘크리트의 두께보다 큰 직경이 사용되고 집수정의 함몰부에 배치되는 것을 특징으로 하는 지하수 배수장치.
8. 삭제

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