KR100954527B1 - 연약지반 배수시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 연약지반 배수시스템은, 수평배수재에 수평배수재를 관통하도록 형성되는 연결홀을 형성하고, 이 연결홀에 수직배수재의 출구를 연결시킴으로써, 수직배수재와 수평배수재 사이의 통수성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

연약지반, 수직배수재, 수평배수재

Description

연약지반 배수시스템 {DRAIN SYSTEM FOR SOFT GROUND}

본 발명은 연약지반에 설치되어 지중의 간극수를 배출시키는 연약지반 배수시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 간척지대, 호안지대, 강변지대나 해안지대 등 토양 중 간극수가 많이 포함되어 있는 지역은 지반이 연약하여 지반 상부에 토목구조물이나 건축물 등이 안정되게 건설될 수 없다. 따라서, 연약지반에 토목공사나 건축공사를 시행하기 위해서는 간극수를 배수처리하고 연약지반을 압밀 침하시켜 안정화하는 작업이 선행되어야 한다.

연약지반을 안정화하는 공법중의 하나인 PBD(Plastic Board Drain)공법은 수직배수공법으로서, 연약지반의 지중에 배수재인 플라스틱 드레인보드를 지반에 수직으로 삽입하여 설치한 후, 연약지반의 지중에 내재되어 있는 간극수를 수직으로 삽입 설치된 수직배수재를 통하여 지표면으로 상승시켜 배출시키는 시공방법이다.

또한, 수직배수공법에 의하여 지표면으로 배출된 간극수를 수평으로 배출시키는 수평배수공법이 적용되고 있는데, 수평배수공법은 수직배수공법의 배수재를 통하여 지표면으로 배출된 간극수를 수평으로 배출시키는 역할과 함께 성토층 속으 로 지하수가 상승하는 것을 차단하고, 시공기계의 주행성능을 확보하는 역할을 수행한다.

수평배수공법으로는, 연약지반의 지표면 상에 모래를 일정한 두께로 포설하여 수직배수공법의 수직배수재를 통하여 지표면으로 배출된 간극수를 수평으로 배출시키는 방법이 대표적으로 적용된다. 그러나, 모래는 그 생산능력에 한계가 있으며, 모래의 수급이 어려운 공사현장에 포설하는 경우에는 경제적인 측면에서 문제점이 있다.

한편, 최근에는, 외피를 구성하는 필터재의 내부에 충진재를 충진시킨 수평배수재를 이용하여 지표면으로 배출된 간극수를 배출시키는 방법이 적용되고 있다. 이러한, 수평배수재는 연약지반에 수평으로 설치되며, 지중의 간극수를 수직으로 배출시키는 수직배수재와 연결된다. 이와 같은 구성에 의하여, 지중의 간극수는 수직배수재를 통하여 수직으로 배수된 후 수평배수재를 통하여 수평으로 배수되며, 이에 따라, 연약지반 내의 간극수가 배수된다.

한편, 수직배수재와 수평배수재를 서로 연결시키기 위하여, 수직배수재의 상단에 인접되는 위치에 수평배수재를 설치한 후, 수직배수재의 상단을 절곡하여 수평배수재의 상측에 부착시키고, 수직배수재 및 수평배수재를 수직으로 관통하도록 체결부재를 설치하여, 수직배수재와 수평배수재를 연결시키고 있다.

그러나, 이러한 종래의 수직배수재와 수평배수재의 연결구조는 수직배수재를 절곡시키게 되므로 수직배수재의 통수성능이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 수평배수재에 수평배수재를 관통하는 연결홀을 형성하고 수직배수재를 수평배수재의 연결홀에 연결시킴으로써, 수직배수재의 통수성능의 저하를 방지할 수 있는 연약지반 배수시스템을 제공하는 데에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연약지반 배수시스템은, 연약지반의 지중으로 수직으로 설치되어 연약지반의 지중에 포함된 간극수를 수직으로 배수시키는 수직배수재와, 연약지반의 지표면에 수평으로 설치되고 수직배수재와 연결되어 수직배수재를 통하여 수직으로 배수된 간극수를 수평으로 배수시키는 수평배수재를 포함하고, 수평배수재에는 수평배수재를 관통하도록 형성되어 수직배수재의 출구가 연결되는 연결홀이 형성되는 것이 바람직하다.

여기에서, 수평배수재의 연결홀에는 수직배수재의 출구를 연결홀에 고정시키는 고정부재가 구비될 수 있다.

또한, 연결홀에 삽입되며, 그 둘레방향으로 복수의 연통홀이 형성되는 중공의 형상을 가지는 안내부재가 더 구비될 수 있다.

또한, 연결홀의 내부주위를 통하여 간극수 내에 포함된 토사 등이 수평배수재의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위하여 안내부재의 둘레에는 천연섬유로 이루어지는 보호시트가 감싸도록 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 수평배수재의 둘레방향으로 감싸도록 배치되어 연결홀의 개구면적을 제한하는 제한부재가 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 연약지반 배수시스템은, 수평배수재를 관통하도록 형성되는 연결홀에 수직배수재의 출구가 연결됨으로써, 수직배수재를 통하여 수직으로 배수되는 간극수가 연결홀을 통하여 수평배수재로 배수되므로, 수직배수재와 수평배수재 사이의 통수성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 연약지반 배수시스템의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

<제1실시예>

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 연약지반 배수시스템에 대하여 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 연약지반 배수시스템은 연약지반(G)을 안정화시킬 목적으로 사용되는 수단으로써, 연약지반(G)의 토양에 포함되어 있는 간극수를 수직방향으로 배출시키는 수직배수재(10)와, 수직배수재(10)를 통하여 수직으로 배수된 간극수를 수평방향으로 배출시키는 수평배수재(20)를 포함하여 구성될 수 있다.

수직배수재(10)는 연약지반(G)의 지표면으로부터 지중으로 수직으로 삽입 설치되어 연약지반(G)의 지중에 포함된 간극수를 수직방향으로 배수시키는 역할을 수 행한다. 수직배수재(10)는 연약지반(G)의 지중에 다수개가 삽입 설치될 수 있다.

수평배수재(20)는 연약지반(G)의 지표면으로 돌출된 수직배수재(10)의 상단, 즉, 수직배수재(10)의 출구와 연결되며, 수직배수재(10)를 통하여 지표면으로 배수된 간극수를 수평방향으로 배출시키는 역할을 하는 것으로, 연약지반(G)의 지표면에 수평방향으로 안치된다.

수평배수재(20)의 상부에는 일정두께의 성토층(7)이 포설되는데, 이에 따라, 성토층(7)의 압력에 의하여 연약지반(G)에 포함된 간극수는 수직배수재(10)를 통하여 수직방향으로 배수될 수 있으며, 수직방향으로 배수된 간극수는 수평배수재(20)를 통하여 수평으로 배수될 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 수평배수재(20)는, 천연섬유를 원료로 하여 위사와 경사를 직조방식으로 제작되는 커버시트(40)와, 커버시트(40)의 내부에 충진되어 커버시트(40)를 통하여 유입된 간극수를 흡수하면서 간극수가 유동하는 통로를 제공하는 충진재(30)를 포함하여 구성될 수 있다. 수평배수재(20)는 대략 직사각형의 단면형상을 가지며, 대략 5cm의 두께, 대략 35cm의 폭, 대략 10m의 길이로 제작될 수 있다.

한편, 커버시트(40)의 재료로는, 황마, 코코넛 등 식물의 줄기나 열매의 속과 같은 섬유질 재료가 적용될 수 있다. 특히, 황마로부터 추출하여 가는 실의 형태로 가공된 황마섬유가 적용되는 것이 바람직한데, 이러한 황마섬유는 높은 투수성능을 가지며 토양내의 미생물에 의하여 분해되므로 친환경적인 효과가 있다. 커버시트(40)는 토사와 간극수를 필터링하는 필터성능 및 수평배수재(20)의 강성을 증가시키기 위하여 한 겹 이상으로 마련될 수 있다.

충진재(30)는 수직배수재(10)를 통하여 연약지반(G)의 지표면으로 유입된 간극수를 수평방향으로 배출시키는 통로역할을 하는 것으로, 충진재(30)의 재료로는, 코코넛섬유, 밀짚, 볏짚 등 열매의 속이나 식물의 줄기와 같이 두께가 가는 필라멘트 형상의 섬유질 재료가 적용될 수 있다. 특히, 코코넛열매로부터 추출하여 지푸라기 형태로 가공된 코코넛섬유가 적용되는 것이 바람직한데, 코코넛섬유는 미세 다공질의 구조로서 모래에 비하여 월등히 높은 투수성능을 가지며 토양내의 미생물에 의하여 분해되므로, 이러한 코코넛섬유가 적용되는 경우에는, 수직배수재(10)를 통하여 지표면으로 배출된 간극수를 신속하게 투수시켜 수평방향으로 배출시킬 수 있을 뿐만 아니라 친환경적인 효과가 있다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 수평배수재(20)에는 수평배수재(20)를 대략 수직방향으로 관통하도록 형성되는 연결홀(50)이 형성된다. 이러한 연결홀(50)에는 수직배수재(10)의 상단 또는 출구가 돌출되어 연결되며, 이에 따라, 수직배수재(10)를 통하여 수직으로 배수되는 간극수는 연결홀(50)을 통하여 수평배수재(20)의 충진재(30)로 유입될 수 있다.

한편, 연결홀(50)은 충진재(30)를 커버시트(40)로 둘러싼 상태의 수평배수재(20)의 수직방향으로 관통하는 방법으로 형성될 수 있다. 다만, 연결홀(50)의 내주를 통하여 간극수 내의 토사 등이 걸러지지 않고 충진재(30)의 내부로 유입되어 충진재(30)의 내부를 폐색하는 현상을 방지하기 위하여, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 연결홀(50)의 내부주위는 커버시트(40)에 의하여 감싸지도록 되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 간극수 내의 토사 등은 연결홀(50)의 내부주위의 커버시트(40)에 의하여 필터링 되며, 간극수 만이 충진재(30)의 내부로 유입되어 충진재(30)를 따라 수평으로 배수된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 수직배수재(10)의 출구는 수평배수재(20)의 연결홀(50)을 통하여 외부로 노출되어 수평배수재(20)의 상측에 못이나 정 등의 고정부재(60)를 통하여 고정될 수 있다. 이때, 수직배수재(10)의 출구는 수평배수재(20)의 연결홀(50)과 직접적으로 연결되므로, 수직배수재(10)을 통하여 수직으로 배수되는 간극수는 연결홀(50)을 통하여 수평배수재(20)의 충진재(30)의 내부로 직접적으로 유입될 수 있다.

한편, 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 수평배수재(20)에 형성된 연결홀(50)은, 연결홀(50)의 내부에 복수의 수직배수재(10)의 출구가 연결될 수 있도록, 수평배수재(20)의 길이방향으로 길게 형성될 수 있다. 이와 같이 연결홀(50)이 수평배수재(20)의 길이방향으로 길게 형성되는 경우, 연결홀(50)이 수평배수재(20)의 폭방향으로 지나치게 넓어지는 현상을 방지하기 위하여, 연결홀(50)의 개구면적을 제한하는 제한부재(90)가 수평배수재(20)의 둘레를 감싸도록 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같은 제한부재(90)는 로프 등의 결속끈이 되는 것이 바람직하며, 제한부재(90)의 재료로는, 황마, 코코넛 등의 식물의 줄기나 열매의 속과 같은 섬유질 재료가 적용되어 토양내의 미생물에 의하여 분해되도록 하는 것이 친환경적인 면에서 바람직하다.

이상과 같은 본 발명의 제1실시예에 따른 연약지반 배수시스템은, 수직배수 재(10)의 출구가 수평배수재(20)를 관통하도록 형성되는 연결홀(50)에 직접적으로 연결되므로, 수직배수재(10)와 수평배수재(20) 사이의 통수성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

<제2실시예>

이하, 도 10을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 연약지반 배수시스템에 대하여 설명한다. 전술한 제1실시예에서 설명한 것과 동일한 부분은 동일한 도면부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.

도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 연약지반 배수시스템의 수평배수재(20)에는 수평배수재(20)의 내부를 관통하도록 형성되어 수직배수재(10)의 출구와 연결되는 연결홀(50)이 형성된다.

또한, 수평배수재(20)는, 수평배수재(20)의 연결홀(50)의 내부에 삽입되도록 연결홀의 내경에 대응되는 폭을 가지며, 그 둘레방향으로 적어도 하나의 연통홀(71)이 형성되는 중공의 안내부재(70)가 구비될 수 있다. 이러한 안내부재(70)는 수직배수재(10)의 출구가 수평배수재(20)의 연결홀(50)을 통과할 수 있도록 안내하는 역할을 한다. 안내부재(70)의 연통홀(71)은 수직배수재(10)를 통하여 배수되는 간극수의 통로로서의 역할을 수행한다. 한편, 수직배수재(10)의 출구는 안내부재(70)에 고정되도록 구성될 수 있으며, 이 경우에는 안내부재(70)가 수평배수재(20)의 연결홀(50)에 삽입 고정되는 것에 의하여 수직배수재(10)가 수평배수재(20)의 연결홀(50)에 연결될 수 있다.

한편, 전술한 제1실시예에서 설명한 바와 같이, 수평배수재(20)의 연결홀(50)의 내부주위는 커버시트(40)에 의하여 둘러싸도록 형성될 수 있다. 다만, 연결홀(50)이 형성된 수평배수재(20)를 용이하게 제작하기 위하여, 충진재(30)를 커버시트(40)로 감싼 상태의 수평배수재(20)에 그 수직방향으로 연결홀(50)을 천공하는 과정을 통하여 연결홀(50)을 형성할 수 있다. 이와 같은 경우에는 연결홀(50)의 내부주위에는 충진재(30)가 그대로 노출될 수 있는데, 노출되는 충진재(30)를 덮기 위하여 안내부재(70)의 둘레에는 천연섬유로 이루어지는 필터부재(80)가 구비되는 것이 바람직하다. 이와 같은 필터부재(80)는 수직배수재(10)를 통하여 수직으로 배수된 간극수에 포함되는 토사가 수평배수재(20)의 충진재(30)의 내부로 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.

도 12에 도시된 바와 같이, 수직배수재(10)는 안내부재(70)에 안내되어 수평배수재(20)를 관통하며, 수직배수재(10)가 수평배수재(20)에 고정되는 것에 의하여 수직배수재(10)의 출구가 수평배수재(20)의 연결홀(50)에 연결된다. 한편, 안내부재(70)의 상부에는 안내부재(70)가 수평배수재(20)의 연결홀(50)에 삽입되어 견고하게 고정될 수 있도록 림부(72)가 형성되는 것이 바람직하다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 제2실시예에 따른 연약지반 배수시스템은, 수평배수재(20)에 수평배수재(20)를 관통하도록 형성되는 연결홀(50)이 형성되고, 연결홀(50)에 삽입 고정되어 수직배수재(10)를 수평배수재(20)의 연결홀(50)에 연결시키는 중공의 안내부재(70)가 구비되므로, 수직배수재(10)를 따라 수직으로 배수되는 간극수가 연결홀(50)을 통하여 직접적으로 수평배수재(20)의 충진재(30)로 유입될 수 있으므로, 수직배수재(10)와 수평배수재(20) 사이의 통수성능이 향상되 는 효과가 있다.

본 발명의 각 실시예에서 설명한 기술적 사상들은 각각 개별적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 청구의 범위에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 연약지반 배수시스템이 연약지반에 설치된 상태가 도시된 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 연약지반 배수시스템의 수평배수재가 도시된 사시도이다.

도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다.

도 4는 도 2의 B-B선 단면도이다.

도 5는 도 2의 수평배수재에 수직배수재가 연결된 상태가 도시된 사시도이다.

도 6은 도 2의 수평배수재의 다른 예가 도시된 사시도이다.

도 7은 도 6의 C-C선 단면도이다.

도 8은 도 6의 D-D선 단면도이다.

도 9는 도 6의 수평배수재에 수직배수재가 연결된 상태가 도시된 사시도이다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 연약지반 배수시스템의 수평배수재가 도시된 사시도이다.
도 12는 도 11의 연약지반 배수시스템의 수직배수재 및 수평배수재가 도시된 단면도이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

10: 수직배수재 20: 수평배수재

30: 충진재 40: 커버시트

50: 연결홀 70: 안내부재

80: 필터부재 90: 제한부재

Claims (5)

1. 연약지반의 지중으로 수직으로 설치되어 연약지반의 지중에 포함된 간극수를 수직으로 배수시키는 수직배수재; 및

   연약지반의 지표면에 수평으로 설치되고 상기 수직배수재와 연결되어 상기 수직배수재를 통하여 수직으로 배수된 간극수를 수평으로 배수시키는 수평배수재를 포함하는 연약지반 배수시스템에 있어서,

   상기 수평배수재에는 상기 수직배수재가 관통하는 연결홀이 형성되고,

   상기 연결홀의 내부에는, 그 둘레방향으로 연통홀이 형성되는 중공의 형상으로 형성되어 상기 수직배수재가 상기 수평배수재를 관통하는 것을 안내하는 안내부재가 삽입되고,

   상기 안내부재의 둘레에는 상기 간극수에 포함되는 토사가 상기 수평배수재로 유입되는 것을 차단하는 필터부재가 감싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 연약지반 배수시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 필터부재는 천연소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연약지반 배수시스템.
4. 제1항에 있어서,

   상기 수평배수재는 외피를 이루는 커버시트와, 상기 커버시트의 내부에 충진되어 유입된 간극수를 흡수하면서 간극수가 유동하는 통로를 제공하는 충진재로 구성되고,

   상기 연결홀의 내주는 상기 커버시트에 의하여 감싸지는 것을 특징으로 하는 연약지반 배수시스템.
5. 제1항에 있어서,

   상기 수평배수재의 둘레방향으로 감싸도록 배치되어 상기 연결홀의 개구면적을 제한하는 제한부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 연약지반 배수시스템.

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