KR100965002B1 - 지하수 배수 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 지하수 배수장치는 지하지반에 설치되는 것으로, 지하수가 유입되는 유공관 또는 배수판과 연결되며 집수정으로 지하수를 토출하는 연장관을 구비한 배수부와, 상기 유공관 또는 배수판 설치부위와 연결되며 배수부 상에 설치되는 기초 콘크리트를 관통하는 수직 연결관들과, 상기 수직 연결관과 연결되며 상단부가 설계안정수위의 높이로 유지되어 지하수를 집수정으로 배출하기 위한 제1토출관을 가지는 제1토출부와, 상기 수직 연결관과 연결되어 상단부가 상기 설계안정수위 보다 높은 높이로 유지되어 지하수를 배출하는 제 2토출관을 가지는 제 2토출부와, 상기 기초 콘크리트에 매립되며 상기 수직 연결관들을 상호 연결하며 그 출구가 집수정으로 노출되어 배수장치의 시공 시 연결관을 통하여 물이 기초콘크리트의 상부로 유출되는 것을 방지하는 수평 연결관과, 배수장치의 시공이 완료되는 시점에서 집수정으로 노출된 수평 연결관의 토출구와 상기 연장관을 연결하는 통수관을 구비한다.

지하수, 배수, 수위안정, 집수정

Description

지하수 배수 장치{under ground water drainage device}

본 발명은 지하수 배수 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 지하수의 수위보다 상대적으로 낮게 축조되는 토목 또는 건축 구조물에 지하수에 의해 작용하는 양압력을 해소하기 위한 지하수 배수장치에 관한 것이다.

일반적으로 건축구조물의 최종 바닥이 지하수위 하부에 설치될 경우, 건축물에 의해 배제된 공간 즉, 건축구조물의 바닥과 건축구조물의 지하외벽의 지하수 수두 차이에 의해 양압력(부력)이 발생된다. 이러한 양압력은 건축물의 자중에 대한 반 반력으로 작용하게 되어 건축구조물에 손상을 줄 수 있으므로 지하수의 수위를 조절할 필요가 있다.

특히 아파트와 같은 대규모 건축물의 신축 시에는 최근 법적으로 지하주차장이 의무화되었고, 입주자의 차량증가 추세 및 입주자의 녹지공간 확보에 대한 욕구 등으로 인해 아파트 지하주차장이 더욱 낮은 지대에 위치하게 됨으로써 지하수에 의한 양압력이 건축물에 미치는 영향은 더욱 커지고 있다.

배수공법의 예로서 대한민국 특허등록 제 317530호에는 지하구조물의 양압력 해소 시스템이 개시되어 있으며, 등록 실용신안 제 0195274호에는 지하 건축물 부력 방지용 연직 배수관이 개시되어 있다. 개시된 부력방지용 연직 배수관은 기초 슬라이드 바닥에 배수공이 형성되고, 상기 배수공을 통하여 필터관이 연결되며 유입관이 수직으로 설치되고, 상기 유입관의 상단부에는 평상시의 지하수위 높이에 맞추어 연결된 상부배관이 연결된 구조를 가진다.

그리고 본 발명인은 건축구조물에 작용하는 양압력을 해소하기 위하여 부력사고 방지를 위한 능동적 자연 배수를 갖는 배수 구조물 및 공법(등록 특허 제 0461920호)과, 지하배수구조물(실용신안등록 제 0271757호), 감소된 월류수 발생 개소를 갖는 지하수 배수장치(등록특허 제 0601227호) 등을 개발하여 등록 받은 바 있다. 또한 본 발명인은 적정 수위 이상의 지하수를 배수하기 위한 모듈형 중간 집수박스(실용신안 등록 제 283008호)를 개발하여 등록 받았다.

본 발명은 지하수를 배수를 위한 장치의 시공 시 지하수가 배수부와 연결된 수직 연결관을 통하여 유출되는 것을 방지할 수 있는 지하수 배수장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 설계 안정수위 이하로 건축물 또는 구조물 주위의 지하수 수위를 유지함으로써 지하수의 부력에 의해 건축물의 손상과 위험요소를 최소화 할 수 있으며, 집수정으로의 지하수 배수효율 향상시키고 지하수 배수 시설의 외부노출을 줄여 유효 지하공간을 넓힐 수 있는 지하수 배수장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 지하수 배수장치는 지하지반에 설치되는 것으로, 지하수가 유입되는 유공관 또는 배수판과 연결되며 집수정으로 지하수를 토출하는 연장관을 구비한 배수부와,

상기 유공관 또는 배수판 설치부위와 연결되며 배수부 상에 설치되는 기초 콘크리트를 관통하는 수직 연결관들과,

상기 수직 연결관과 연결되며 상단부가 설계안정수위의 높이로 유지되어 지하수를 집수정으로 배출하기 위한 제1토출관을 가지는 제1토출부와,

상기 수직 연결관과 연결되어 상단부가 상기 설계 안정수위 보다 높은 높이로 유지되어 지하수를 배출하는 제 2토출관을 가지는 제 2토출부와,

상기 기초 콘크리트에 매립되며 상기 수직 연결관들을 상호 연결하며 그 출구가 집수정으로 노출되어 배수장치의 시공 시 연결관을 통하여 물이 기초콘크리트의 상부로 유출되는 것을 방지하는 수평 연결관과,

배수장치의 시공이 완료되는 시점에서 집수정으로 노출된 수평연결관의 토출구와 상기 연장관을 연결하는 통수관을 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따른 지하수 배수장치는 배수장치의 시공 시 지하수가 지하실의 상면 즉, 기초 콘크리트의 상면으로 유출되는 것을 근본적으로 방지할 수 있으며, 배수시설의 시공성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 지하수 배수장치의 일 실시예를 도 1 및 도 2에 나타내 보였 다.

도면을 참조하면, 지하수 배수장치는 건축 구조물의 지하지반에 설치되는 기초 콘크리트의 하부에 지하수가 유입되는 유공관(23) 또는 배수판(21)과 연결되어 집수된 지하수를 집수정(100)으로 토출하기 위한 연장관(22)을 구비한 배수부(20)를 구비한다. 상기 유공관(23) 또는 배수판(21) 설치부위와 연결되며 배수부 상에 설치되는 기초 콘크리트를 관통하는 수직 연결관(31)(32)들과, 일측의 수직 연결관(31)과 연결되며 상단부가 설계안정수위의 높이로 유지되어 지하수를 집수정으로 배출하기 위한 제1토출부(40)와, 타측이 수직 연결관(31)과 연결되어 상단부가 상기 설계 안정수위 보다 높은 높이로 유지되어 지하수를 배출하는 제 2토출부(50)와, 상기 기초 콘크리트에 매립되며 상기 수직연결관(31)(32)들을 상호 연결하며 그 출구가 집수정으로 노출되어 배수장치의 시공 시 연결관을 통하여 물이 기초콘크리트의 상부로 유출되는 것을 방지하는 수평연결관(60)과, 배수장치의 시공이 완료되는 시점에서 집수정으로 노출된 수평연결관(60)의 토출구와 상기 연장관(22)을 연결하는 통수관(70)을 구비한다.

상기 배수부(20)는 건축구조물이 설치되는 지반에 따라 그 구조가 달라질 수 있는데, 연약지반의 경우 부직포등에 의해 감싸여지며 다수의 관통공이 형성된 유공관(23)들이 집수된 지하수를 집수정으로 배출하기 위해 상기 유공관(23)과 연결된 연장관(22)을 구비한다. 상기 유공관(23)의 상부 또는 하부측에는 그 상부에 맹배수관 또는 배수판들을 구비 될 수 있다. 그리고 암반지반의 경우 지하수를 집수하기 위한 부직포 및 배수판들과, 집수된 지하수를 집수정으로 배출하기 위해 상기 연장관을 구비할 수 있다.

상기 수평연결관(60)은 기초 콘크리트의 내부에 매립되며 상기 기초 콘크리트를 관통하는 수직 연결관(31)(32)들을 상호 연결하는 것으로, 이 수평연결관(60)의 단부(61)는 배수장치의 시공 즉, 상기 제1토출부(40)와 상기 제 2토출부(50)의 시공이 완료되지 못한 상태에서 상기 지하수가 수직 연결관(31)(32)을 통하여 기초 콘크리트의 상부로 유출되지 못하도록 집수정(100)으로 노출된다.

상기 제 1토출부(40)는 상단부가 설계안정수위의 높이로 유지되어 지하수를 집수정으로 배출하기 위한 것으로, 일측의 수직 연결관(31)의 단부에 연결되어 건축 구조물의 내벽 측으로 연장되는 제1 수평유입관부(41)와, 이 제1수평 유입관부(41)와 연결되며 상단부가 설계안정수위의 높이를 가지는 제 1연직관부(42)와, 상기 제 1연직관부(42)의 단부와 연결되어 제 1연직관부(42)와 나란하게 설치되어 토출되는 지하수를 배출하기 위한 제 1수직배출관부(43)와, 상기 제 1수직배출관부(43)의 하단부와 연결되며 상기 제 1수직배출관부(43)를 통하여 배출되는 지하수를 집수정(100)으로 배출하기 위한 제 1수평 배출관부(44)를 구비한다. 여기에서 상기 제 1수평유입관부(41)와 제1수평 배출관부(44)는 기초 콘크리트의 상면에 설치될 수 있으며, 상기 제 1연직관부(42)와 제1수직 배출관부(43)는 상기 건축물의 벽체에 인입되도록 설치될 수 있다.

상기 제 2토출관부(50)는 상단부가 상기 설계 안정수위 보다 높은 높이로 유지되어 지하수를 배출할 수 있는 구조를 가진다. 즉, 상기 제 2토출부(50)는 타측의 수직 연결관(32)의 단부에 연결되어 건축 구조물(200)의 내벽측으로 연장되는 제2 수평유입관부(51)와, 이 제2수평 유입관부(51)와 연결되며 상단부가 설계 안정수위보다 높은 높이를 가지는 제 2연직관부(52)를 구비한다. 여기에서 상기 제 2연직관부는 집수정과 연결되는 별도의 연결관을 더 구비할 수 있다.

그리고 상기 통수관(70)은 상기 제 1,2토출관부(40)(50)의 시공이 완료되는 시점에서 상기 단부에 밸브(80)가 설치된 연장관(22)과 집수정(100)으로 노출된 수평연결관(100)의 단부를 연결하는 것으로, 상기 수평연결관의 단부에 설치되는 엘보와, 상기 연장관(22)에 설치되는 티(tee)를 구비한다. 통수관(70)은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 수평연결관(60)과 연장관(22)를 연결할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다.

이와 같이 구성된 지하수 배수장치는 지하 건축 구조물의 건축 시 지하수를 배수하기 위한 배수장치를 설치하게 되는데, 시공되는 과정에서 지하수가 수직 연결관을 통하여 기초콘크리트의 상면으로 유출되는 것을 방지할 수 있다.

상기 배수장치의 제1,2토출부가 완성되지 않은 시점에서 지하수의 수위가 상대적으로 높아지게 되면 지하수는 상기 연장관(22)을 통하여 모두 토출되지 못하고 수직 연결관(31)(32)들을 통하여 토출되는데, 상기 수직 연결관(31)(32)들은 기초 콘크리트에 매립된 수평연결관(60)에 의해 연결되어 있으므로 수직 연결관(31)(32)으로 유입되는 물이 수평연결관(60)을 통하여 집수정(100)으로 배출된다. 따라서 상기 배수장치가 시공되는 과정에서 물이 수직 배수관을 통하여 기초 콘크리트 상으로 배출되는 것을 근본적으로 방지할 수 있다.

한편, 상대적으로 많은 비가 내려 지하수의 수위가 상대적으로 높아지게 되 면, 이 지하수는 배수부로 유입된다. 이와 같이 유입된 지하수는 1차적으로 설계안정수위의 높이로 유지되는 제 1토출부(40)를 통하여 배출된다. 즉, 상기 배수부(20)로 유입된 물은 수평유입관부(41)와, 설계안정수위의 높이를 가지는 제 1연직관부(42)와, 1수직배출관부(43)와, 제 1수평 배출관부(44)를 통하여 집수정(100)으로 배출된다. 따라서 건축물 주위의 지하수는 설계안정수위로 유지할 수 있다.

그리고 상기 지하수의 수위가 급격히 증가하는 경우 상술한 바와 같이 지하수는 제 1토출부(40)를 통하여 배출됨과 아울러 제 2토출부(50)를 통하여 배출될 수 있다.

이러한 작용으로 지하수는 설계 안정수위 이하가 될 때 가지 배출된다. 그리고 상기 제 1,2토출부(40)(50)를 통하여 배출되는 지하수가 안정화 되지 않은 경우 연결관(22)에 설치된 밸브(80)를 열어 물을 배출시킬 수 있다.

상술한 바와 같은 작용으로 지하수를 설계안정수위로 유지할 수 있으며, 나아가서는 지하수에 의한 부력으로 건축구조물이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

도 1 내지 도 3에는 상술한 바와 같은 지하수 배수장치를 시공하기 위한 지하수 배수공법을 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 지하수 배수공법은 배수장치의 시공 시 수직연결관(31)(32)을 통하여 지하수가 배출되는 것을 방지할 수 있는 것으로, 건축구조물을 시공하기 위한 기초 지반 위에 다수개의 관통공이 형성되어 지하수가 유입되는 유공관(23) 또는 배수판(21)을 설치하고 이 유공관 또는 배수판에 의해 집수된 물 을 배출하는 연장관의 출구가 집수정으로 노출되도록 하는 배수부를 시공하는 배수부 시공단계(S1)와, 배수부가 설치된 기초지반위에 버림 콘크리트를 타설하는 버림콘크리트 시공단계(S2)를 구비한다. 상기 배수부(20)를 시공함에 있어서 집수 및 배수에 의해 위해 토사의 유출을 방지하기 위한 부직포, 맹배수관 및 배수판으로 홀드레인보드(hole drain board)등이 이용될 수 있다.

상기 배수부 시공단계(S1)에서 버림콘크리트와 후술하는 기초콘크리트를 관통하는 수직연결관(31)(32)들을 소정의 간격으로 설치하는 수직연결관 시공단계(S2)를 구비한다. 그리고 상기 버림콘크리트 위에 하부철근과 상부철근이 내장된 기초 콘크리트를 타설하는 기초 콘크리트 타설단계를 수행한다. 상기 기초 콘크리트의 타설 시 매설될 수 있도록 상기 수직 연결관들을 상호 연결하는 수평연결관을 시공하는 수평연결관 시공단계(S4)를 수행한다. 상기 수평연결관(60)은 지하수 배수장치를 시공하는 과정에서 상기 지하수를 집수정 측으로 배출할 수 있도록 집수정 측으로 노출되도록 시공된다.

상기 수직연결관(31)(32)을 연결하는 수평연결관이 매립된 기초콘크리트의 타설이 완료되면, 일측의 수직연결관(31)과 연결하여 설계안정수위의 높이로 유지되어 지하수를 집수정으로 배출하기 위한 제 1토출부 시공단계(S5)와, 타측의 수평 연결관들과 연결하여 상단부가 상기 설계 안정수위 보다 높은 높이로 유지되도록 제 2토출부 시공단계(S6)를 구비한다.

상기 제 1,2토출부 시공단계가 완료되면, 상기 집수정으로 노출된 수평연결관(60)의 단부(61)와 상기 집수정(100)으로 노출된 연장관(22)을 통수관(70)을 통 하여 연결하는 통수관 연결단계(S7)를 포함한다.

상술한 바와 같은 지하수 배수시공단계에 따르면, 지하수 배수장치를 위한 시공 시 수직 연결관들을 상호 연결하는 수평 연결관이 기초콘크리트의 내부에 설치되고 단부가 집수정으로 노출되어 있으므로 시공과정에서 수직 연결관을 통하여 지하수가 기초 콘크리트층의 상부로 유출되어 공사가 방해되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 지하수 배수장치의 사시도,

도 2는 통수관이 설치되는 지하수 배수장치를 발췌하여 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 시하수 배수공법을 나타내 보인 블록도.

Claims (2)

1. 지하지반에 설치되는 것으로, 지하수가 유입되는 유공관 또는 배수판과 연결되며 집수정으로 지하수를 토출하는 연장관을 구비한 배수부와,

   상기 유공관 또는 배수판 설치부위와 연결되며 배수부 상에 설치되는 기초 콘크리트를 관통하는 수직 연결관들과,

   상기 수직 연결관과 연결되며 상단부가 설계안정수위의 높이로 유지되어 지하수를 집수정으로 배출하기 위한 제1토출관을 가지는 제1토출부와,

   상기 수직 연결관과 연결되어 상단부가 상기 설계안정수위 보다 높은 높이로 유지되어 지하수를 배출하는 제 2토출관을 가지는 제 2토출부와,

   상기 기초 콘크리트에 매립되며 상기 수직 연결관들을 상호 연결하며 그 출구가 집수정으로 노출되어 배수장치의 시공 시 연결관을 통하여 물이 기초콘크리트의 상부로 유출되는 것을 방지하는 수평 연결관과,

   배수장치의 시공이 완료되는 시점에서 집수정으로 노출된 수평연결관의 토출구와 상기 연장관을 연결하는 통수관을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 지하수 배수장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1토출부는 수직 연결관의 단부에 연결되어 건축 구조물의 내벽 측으로 연장되는 제1 수평유입관부와, 이 제1수평 유입관부와 연결되며 상단부가 설계안정수위의 높이를 가지는 제 1연직관부와, 상기 제 1연직관부의 단부와 연결되어 제 1연직관부와 나란하게 설치되어 토출되는 지하수를 배출하기 위한 제 1수직배출관부와, 상기 제 1수직배출관부의 하단부와 연결되며 상기 제 1수직배출관부를 통하여 배출되는 지하수를 집수정으로 배출하기 위한 제 1수평 배출관부를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 지하수 배수장치.

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