KR100996969B1 - 진공가압 기능을 갖는 탈 함수 장치를 이용한 고함수비 토사의 탈 함수 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공가압 기능을 갖는 탈 함수 장치를 이용한 고함수비 토사의 탈 함수 공법에 관한 것으로, (a) 고함수비의 토사 위치로 이동장치를 이용하여 블록을 이동시킨 후에 블록을 토사에 관입시키는 단계; (b) 상기 토사에 관입된 블록 상부에 형성된 배출공을 통해 진공가압장치로 진공압을 형성시키는 단계; (c) 상기 토사에 형성된 진공압에 의하여 토사로부터 간극수를 흡입하여 배출시키는 단계; (d) 상기 토사로부터 간극수를 흡입하여 목표로 하는 탈 함수가 이루어지면 진공가압장치에 의해 형성된 진공압을 대기압 상태로 해제시키는 단계, 및 (e) 상기 대기압 상태에서 이동장치를 이용하여 블록을 토사로부터 끌어올려 분리시키는 단계를 포함하여 이루어지되, 상기 블록은 블록의 내부 상면에 상단이 고정 결합되고 외주연에 복수의 통공이 형성된 복수의 드레인관을 블록과 일체로 설치하여 간극수의 배출 유로를 단축시킨 것이다. 본 발명은 일정 형상의 블록으로 지속적인 구속력을 갖는 경계부를 형성시키고, 진공가압장치를 이용하여 블록 내에 진공압 하중을 가하여 고함수비의 토립자 내의 간극수를 단시간 내에 배출 및 탈 함수시켜 유동성이 없는 토사로 만들 수 있다.

Description

진공가압 기능을 갖는 탈 함수 장치를 이용한 고함수비 토사의 탈 함수 공법 {Dehydration Method of High Water Content Soil by using Dehydration Apparatus having Vacuum Pressure Function}

본 발명은 진공가압 기능을 갖는 탈 함수 장치를 이용한 고함수비 토사의 탈 함수 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부 체적을 가진 블록에 진공압 하중을 가하여 토사에 포함된 간극수를 탈 함수 및 배출하는 장치와 그 공법에 관한 것이다.

일반적으로 점토와 유기질 토사나 소성 실트 등은 자연 상태에서 높은 함수비(W = (물 중량/흙 중량) × 100%)를 갖는다. 자연 함수비는 토사가 처한 지반 공학적 조건과 광물 자체 성분에 의하여 결정되는데, 특히 몬모릴로나이트(Montmorillonite)는 함수비 500%에서도 점착력을 잃지 않고 고함수비를 유지한다.

국토 개발의 일환으로 굴착이나 준설사업이 이루어지면 굴착이나 준설로 발생되는 고함수비의 점토층을 사토장으로 이동시킨 후 안정적인 지층을 확보하여야 하는 과정을 거치게 된다.

일반적인 표준관입시험 결과 값(N)이 0~2정도인 연약 점토층의 자연함수비는 50~60%이고, 이를 굴착할 경우에 사토장까지 운반을 위해서는 함수비를 대략 20% 내외로 탈 함수시켜야 한다. 점토나 토사의 함수비가 20% 내외가 되지 않으면 덤프트럭에 상차를 하더라도 도로교통법에 위반대상이 되므로 운반을 할 수 없게 된다.

굴착이나 준설로 발생된 점토는 자연 상태보다 더 많은 교란을 받게 되고, 물과 함께 굴착이나 준설된 경우에는 물과 토사의 중량비율이 1:9에 이르게 된다. 이러한 토사는 적치되더라도 자연 상태의 함수비보다 2배 이상으로 적치되므로 이를 사토장까지 이동시키기 위해서는 더 많은 탈 함수 공정을 필요로 한다.

고함수비의 점토를 탈 함수하는 방법은 크게 두 가지로 나누어진다. 첫째는 화학적인 방법으로 점토물질의 이온적 특성을 이용하여 응집 고화하는 방법이다. 고화제는 시멘트계, 석회계, 우레탄계, 아크릴 아미드계 등이 있고, 경제성 측면에서는 시멘트계와 석회계가 가장 보편적으로 사용되고 있다. 그러나 석회는 슬러리화하면 개량효과가 감소되므로 시멘트의 수경성에 의지하는 것이 가장 유리하다. 한편, 연약지반이 점성토이거나 유기성분을 함유하고 있으면 시멘트 단품으로는 개량효과가 잘 나타나지 않는 경우가 많다. 따라서 시멘트를 주재료로 하고 시멘트의 개량효과를 촉진시키는 첨가제를 가한 것을 시멘트계 토질안정제 또는 고화제라 한다.

시멘트계 슬러리를 이용한 고화처리공법은 1960년대에 개발되어 그 시공영역을 확대시켜 왔다. 현재 하천, 운하, 해저에 퇴적된 저질니토(Hedro)의 고화, 준설 매립지에서의 토공장비 주행성 확보를 위한 표층고화처리, 쉬트(Sheet) 공법 등과 병용한 복토, 수로구조물, 호안기초, 가옥기초, 택지조성 등에 광범위하게 적용되고 있으나, 국내에서는 아직 본격적으로 시공된 사례가 없는 실정이다.

두 번째의 탈 함수방법은 고함수비 점토에서 물리적으로 물을 빼내는 방법이 있다. 이는 직접적으로 외부의 힘을 가하여 토립자 사이에 있는 간극수를 빼내는 방법으로, 토질 역학의 압밀 이론을 이용하여 지반을 개량하면서 탈 함수하는 방법이다. 물리적인 방법은 현재 대규모 준설토 투기장에 적치된 고함수비의 점토층에 연직배수재와 수평 배수층을 설치한 후 상부에 성토작업을 통하여 지반을 압밀시키는 방법으로 오랜 압밀시간을 필요로 하며, 향후 개량된 지반을 주택 및 산업단지로 활용하는 목적으로 사용되는 공법이다.

따라서 굴착된 고함수비의 점토를 단시간 내에 탈 함수시켜 사토장으로 운반하거나 단시간 내에 표층만을 탈 함수시켜 장비의 주행성을 확보하는 공법으로는 적합하지 않은 실정이다.

이런 실정을 감안하여 진공압밀공법(Vacuum Preloading Method)이 등장하였다. 진공압밀공법은 연약지반 개량 공법의 하나로 연약지반의 지표층에 배수를 위한 수평 배수층인 샌드 매트(Sand Mat)를 시공하고, 그 위에 진공압이 빠져나가지 않도록 기밀쉬트를 설치하여 지반을 밀폐시킨 뒤, 진공압을 가하여 지반 내의 물과 공기를 배출시켜 압밀을 촉진시키는 공법이다. 이는 대기압공법이라고도 한다.

연직 방향으로 배수를 위하여 주름관의 드레인(Drain)을 땅속에 설치하고, 투수성 연직드레인의 상부와 가압호스가 직접적으로 연결되도록 격자 배관망을 만든 다음, 펌프를 가동시켜 지반 내부를 진공 상태로 만들어 대기압의 하중을 지표 및 지중에 작용시키는 방식이다.

종래의 재하공법에서 토사를 성토하여 재하하는 공정이 진공압밀공법에서는 대기압 하중으로 교체되고, 배수 목적의 샌드 드레인(Sand Drain)이나 보드 드레인(Board Drain)은 부직포를 씌운 폴리염화비닐(PVC)의 연성주름관으로 대체된다.

상부 지반이 매우 연약한 경우 성토하중의 재하 없이, 또 대기압 하중으로 전단파괴 없이 압밀을 급속히 촉진시킬 수 있다. 또 대기압 하중으로 인하여 재하 성토의 양을 어느 정도 절감할 수 있다.

최근에 진공막 설치 기술과 강력한 진공 펌프 등의 등장으로 시공 기술이 발전되면서 미국이나 유럽 등지에서 적극적으로 활용되고 있고, 국내에서도 연약지반 개량에 사용되었다.

연약지반의 개량을 위한 종래기술로서, 대한민국 공개특허공보 제2002-24199호의 강제 압밀 진공 탈수에 의한 지반 안정화 공법은 지반의 상면에 기밀쉬트를 덮고 수분을 강제 드레인시켜 지반을 단시간에 침하 안정화시킬 수 있도록 한 것이다.

그러나 상기 종래기술은 지중에 복수의 수직드레인을 설치하고 수직드레인에 수평드레인을 교차 설치하며 지반의 상면에 기밀쉬트를 덮고 수분을 강제 드레인시키지만, 지반 안정화를 위하여 수직드레인과 수평드레인 및 기밀쉬트가 대량 설치되므로 작업비용이 많이 소요되고, 상대적으로 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 진공가압 기능을 갖는 일정 형상의 블록으로 지속적인 구속력을 갖는 경계부를 형성시키고, 진공펌프를 이용하여 블록 내에 진공압 하중을 가하여 고함수비의 토립자 내의 간극수를 단시간 내에 배출 및 탈 함수시켜 유동성이 없는 토사로 만들기 위한 것이 목적이다.

따라서, 종래기술은 연직 배수재를 설치한 후 플렉시블한 기밀쉬트를 연약지반 처리를 위한 구간의 상면에 대규모로 설치하는 연약지반 압밀처리 공법인 반면, 본 발명은 일정 형상의 블록을 삽입하여 그 블록 안의 고함수비 토사에 대한 탈 함수 처리를 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 상면, 좌우면 및 전후면이 밀폐되고 다각기둥 또는 원기둥 형상으로 일정 용량의 내부 체적을 가진 블록; 상기 블록 내부의 상면과 좌우면 및 전후면에 설치되어 흡입된 간극수를 흡수하는 흡수재, 및 상기 블록의 상면에 하나 이상으로 형성된 배출공에 연결된 호스를 통해 블록 내부에 진공압을 형성시켜 간극수를 흡입 배출하는 진공가압장치를 포함하고, 상기 블록이 일정 영역을 차지하는 고함수비의 토사에 진공압이 지속적으로 유지되도록 경계부 구속을 하는 진공가압 기능을 갖는 탈 함수 장치를 제공한 것이 특징이다.

또한, 본 발명은, 상기 블록은 내측 블록과 외측 블록이 일체로 형성된 이중 블록으로 이중 블록 사이에 형성된 공간부에 흡수재가 채워진 진공가압 기능을 갖는 탈 함수 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은, 외주연에 복수의 통공이 형성되고 상기 블록의 내부 상면에 상단이 고정 결합된 복수의 드레인관이 설치된 진공가압 기능을 갖는 탈 함수 장치를 제공한다.

그리고 본 발명은, 상기 블록과 드레인관의 하단면은 토사 사이로 관입성을 위하여 톱날이나 쐐기 모양의 에지로 이루어진 것을 포함한다.

그리고 본 발명은, 상기 흡수재는 부직포 또는 다공질 필터를 포함한다.

또한, 본 발명은, 탈 함수를 위한 토사 위치로 블록을 이동시키거나 토사에 관입된 블록을 분리시키는 이동장치와, 블록을 토사에 관입시키는 관입장치를 더 포함한다.

또한, 본 발명은, (a) 고함수비의 토사 위치로 이동장치를 이용하여 블록을 이동시킨 후에 블록을 토사에 관입시키는 단계; (b) 상기 토사에 관입된 블록 상부에 형성된 배출공을 통해 진공가압장치로 진공압을 형성시키는 단계; (c) 상기 토사에 형성된 진공압에 의하여 토사로부터 간극수를 흡입하여 배출시키는 단계; (d) 상기 토사로부터 간극수를 흡입하여 목표로 하는 탈 함수가 이루어지면 진공가압장치에 의해 형성된 진공압을 대기압 상태로 해제시키는 단계, 및 (e) 상기 대기압 상태에서 이동장치를 이용하여 블록을 토사로부터 끌어올려 분리시키는 단계를 포함하여 이루어지되, 상기 블록은 블록의 내부 상면에 상단이 고정 결합되고 외주연에 복수의 통공이 형성된 복수의 드레인관을 블록과 일체로 설치하여 간극수의 배출 유로를 단축시킨 진공가압 기능을 갖는 탈 함수 장치를 이용한 고함수비 토사의 탈 함수 공법을 제공한 것이 특징이다.

또한, 본 발명은, 상기 블록이 자체 하중에 의하여 토사에 관입되지 않을 때에 관입장치를 이용하여 블록이 토사에 관입되도록 가압하는 것을 포함한다.

또한, 본 발명은, 상기 토사는 수중에 있는 점토를 포함한다.

본 발명은 상기 해결 수단에 의하여, 고함수비의 토사를 단시간 내에 탈수시켜 유동성이 없는 토체로 만들어냄으로 연약지반의 개량시간 단축과 비용의 절감 효과를 거둘 수 있고, 고화제를 사용하여 화학적으로 처리할 때에 발생하는 2차 오염물질이 발생하지 않아 환경적으로 무해하며, 진공가압으로 고함수비의 준설 점토나 굴착된 점토층을 탈 함수시켜 사토장까지 안정적으로 운송할 수 있어 도로 오염을 방지할 수 있다. 그리고 초연약 지반 내에 건설장비가 주행할 수 있도록 공사용 도로나 운반 동선의 연약지반을 빠른 시간 내에 탈 함수시켜 표층 개량이 가능하고, 큰 반경의 작업이 가능한 크레인 등과 같은 이동장치를 이용하여 접근이 어려운 지역의 고함수비 점토의 탈 함수를 용이하게 수행할 수 있으며, 수중의 고함수비 점토도 진공압과 수압을 이용하여 더 큰 하중을 가할 수 있으므로 탈 함수 효율을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 진공가압 기능을 갖는 탈 함수 장치의 제1실시예를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 진공가압 기능을 갖는 탈 함수 장치의 제2실시예를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 진공가압 기능을 갖는 탈 함수 장치의 제3실시예를 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 진공가압 기능을 갖는 탈 함수 장치의 제4실시예를 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명의 진공가압 기능을 갖는 탈 함수 장치의 제5실시예를 나타낸 구성도이다.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 진공가압 기능을 갖는 탈 함수 장치를 이용한 고함수비 토사의 탈 함수 공법을 시계열적으로 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 진공가압 기능을 갖는 탈 함수 장치를 이용한 고함수비 토사의 탈 함수 공법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 진공가압 기능을 갖는 탈 함수 장치는 일정 영역을 차지하는 고함수비의 토사에 진공압이 지속적으로 유지되도록 경계부 구속을 하는 블록과, 블록(10)에 진공압 하중을 가하는 진공가압장치가 설치된 것이다.

도 1은 탈 함수 장치의 제1실시예로, 블록(10)의 단면을 나타낸 것이다. 블록(10)은 상면과 좌우면 및 전후면이 밀폐 형성된 것이다. 즉 블록(10)의 하면만 개방되어 있다. 블록(10)은 일정 용량의 내부 체적을 가진 다각기둥, 바람직하게는 육면체를 가진 박스(box)와 같은 사각기둥인 것이 좋고, 원기둥 형상이어도 좋다. 블록(10)은 금속재질로 상부에는 하나 이상의 배출공(11)이 형성되어 있다. 배출공(11)은 블록(10)에서 진공압에 의하여 흡입된 간극수를 배출할 수 있도록 하고, 배출공(11)에는 호스(41)가 연결된다. 호스(41)에는 진공가압장치(40)가 연결된다.

흡수재(20)는 블록(10) 내부의 상면에 고정 설치되어 흡입된 간극수를 흡수하여 배출하기 위한 것이다. 흡수재(20)는 부직포 또는 다공질 필터를 포함하지만, 흡수재는 간극수를 용이하게 흡착이나 흡수할 수 있는 어떠한 재질이라도 좋다.

드레인관(30)은 외주연에 복수의 통공(31)이 형성된 것으로, 상기 블록(10)의 내부 상면에 상단이 용접 등으로 일체 고정된다. 드레인관(30)은 블록(10) 내에 복수로 설치된다. 상기 블록(10)과 일체로 형성된 드레인관(30)은 블록(10) 내부의 토사에 포함된 간극수의 배출 길이인 유로(流路)를 짧게 하여 단시간 내에 탈 함수가 이루어지도록 하기 위하여 다공질의 금속파이프가 설치된다. 드레인관(30)은 토사의 종류나 점질 또는 간극수의 양에 따라 드레인관(30)의 배열과 설치 간격이 달라질 수 있다. 드레인관(30)은 토사의 종류나 점질 또는 간극수의 양 또는 진공가압장치의 가압크기 등 필요에 따라 생략할 수도 있을 것이다.

진공가압장치(40)는 블록(10)의 상면에 하나 이상으로 형성된 배출공(11)에 연결된 호스(41)를 통해 블록(10) 내부에 진공압 하중을 가하여 간극수를 흡입 배출하는 것이다. 진공가압장치(40)는 진공펌프나 벤트리펌프 등이 포함된다. 진공가압장치(40)는 블록(10)의 내부 체적이나 진공압을 가하는 크기 등에 따라 규격이나 사용 대수가 달라진다.

도 2는 탈 함수 장치의 제2실시예로, 블록(10)의 하단면과 드레인관(30)의 하단면은 쐐기나 톱날 모양의 에지(Edge)(16, 32)로 블록(10)을 토사에 가압하여 삽입할 때에 토사 사이로 관입성을 향상시키기 위한 것이다. 즉 블록(10)과 드레인관(30)의 하단면은 날카롭거나 뾰쪽한 형상의 에지(16, 32)로 이루어져 토사면이 다소 딱딱할 경우에 블록 및 드레인관이 토사 사이로 용이하게 관입되도록 하기 위한 것이다.

도 3은 탈 함수 장치의 제3실시예로, 블록(10)은 이중 블록, 즉 내측 블록(13)과 외측 블록(12)이 공간부(14)를 사이에 두고 일체로 결합된 것으로, 내측 블록(13)과 외측 블록(12) 사이에 형성된 공간부(14)에 흡수재(20)가 채워지도록 한 것이다. 내측 블록(13)과 외측 블록(12)은 분리 및 결합이 가능한 구조라도 좋다. 그리고 내측 블록(13)에는 일정 간격으로 통공(15)이 형성되어 토사로부터 간극수를 흡입할 수 있도록 한다. 그리고 드레인관(30)은 내측 블록(13)의 내측면에 용접 등으로 고정 결합되거나 내측 블록(13)을 관통하여 외측 블록(12)의 내측면에 용접 등으로 고정 결합될 수 있다.

한편, 도 4의 제4실시예는 블록(10)의 배출공(11)에 호스(41)가 연결되고, 호스(41)의 종단 쪽에 진공가압장치(40)가 연결 설치된 것이다. 이 실시예는 대용량의 진공압이 필요하거나 상대적으로 큰 범위 및 대용량의 토사로부터 간극수를 흡입하여 배출할 수 있도록 하는 설치 구조이다. 이는 진공가압장치(40)가 일정 거리에 고정 설치되고, 블록(10)의 위치만 이동시키면서 토사를 탈 함수시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

도 5의 제5실시예는 블록(10)의 배출공(11)에 진공가압장치(40)가 연결되고, 진공가압장치(40)에 호스(41)가 연결 설치된 것이다. 이 실시예는 소용량의 진공압이 필요하거나 상대적으로 작은 범위 및 소용량의 토사로부터 간극수를 흡입하여 배출할 수 있도록 하는 설치 구조이다. 이는 진공가압장치(40)가 블록(10)에 직접 설치되고, 진공가압장치(40)에 호스(41)가 일정 거리까지 연결 설치되며, 블록(10)의 위치 이동과 동시에 진공가압장치(40)에서 바로 가동이 이루어질 수 있도록 한 것이다.

따라서 제4실시예와 제5실시예는 연약지반의 면적이나 토사의 종류에 따라 선택적으로 적용될 수 있을 것이다.

더욱이 본 발명의 진공가압 기능을 갖는 블록은 탈 함수를 위한 토사 위치로 이동시키기 위한 이동장치가 포함된다. 이동장치로는 다양한 장소로의 이동의 편의성을 위하여 백호(Backhoe)나 크레인(Crane) 등이 포함된다. 이동장치(50)는 토사에 관입된 블록을 분리시키기 위하여 토사로부터 뽑아 올릴 때에도 사용된다. 블록(10)에는 이동장치와의 결합과 분리를 위한 핀(Pin)이나 볼트(Bolt) 또는 고리 등이 형성되어 있다. 또한, 블록(10)을 토사에 강제로 관입시키기 위하여 블록(10) 상부에 일정 충격이나 하중으로 가압하는 관입장치(60)가 더 포함된다. 또한, 본 발명에서는 상기 이동장치와 관입장치의 기능을 모두 수행할 수 있는 단일의 장치가 포함될 수 있다.

이와 같이 이루어진 본 발명의 진공가압 기능을 갖는 탈 함수 장치를 이용한 고함수비 토사의 탈 함수 공법을 도 6a 내지 도 6f를 참조하여 설명한다.

우선, 도 6a에서, 이동장치(50)에 연결된 블록(10)을 고함수비의 연약지반이나 토사(S) 위치 또는 준설되거나 굴착된 토사(S)가 적치된 장소로 이동시킨다. 블록(10) 내부에는 복수의 드레인관(30)이 블록(10)과 일체로 설치되어 있거나 블록(10)을 토사(S)에 관입시킨 후에 드레인관(30)을 설치할 수도 있을 것이다.

도 6b에서, 상기 이동장치(50)를 이용하여 블록(10)의 관입이 결정된 위치로 이동되면, 블록(10)의 자체 하중에 의하여 토사(S)에 관입이 이루어진다. 그러나 블록(10)이 자체 하중에 의하여 토사(S) 사이로 관입되지 않을 경우에는 관입장치(60)를 이용하여 블록(10) 상부를 억지 가압시켜 토사(S)에 관입되도록 한다. 본 발명의 블록(10)은 연질 또는 경질의 토사(S)나 간극수의 흡수량 등을 고려하여 도 2의 실시예 또는 도 3의 실시예와 같은 구조를 선택함으로써 적용이 가능하다.

도 6c에서, 블록(10)이 관입장치(60)에 의한 가압력으로 토사(S)에 관입이 완료되면, 도 6d에서, 토사(S)에 관입된 블록(10) 상부의 배출공(11)을 통해 진공가압장치(40)로 진공압 하중을 형성시킨다. 이때 배출공(11)에는 호스(41)가 연결되어 있거나 블록(10)이 토사(S)에 관입된 후에 호스(41)를 연결할 수 있을 것이다. 따라서 진공가압장치(40)로 형성시키는 진공압은 대략 -1대기압, 즉 -101.3kPa이지만, 실제로 진공가압장치의 효율과 압력의 누설로 인하여 대략 -0.8대기압, 즉 -81kPa까지 가해질 수 있다. 이는 단위중량 2.0tonf/㎥의 토사가 4.0m 쌓여 있을 때에 가해지는 하중과 같다.

상기 진공가압장치(40)에 의하여 진공압이 형성되면 토사(S)에 포함된 간극수는 흡수재(20)로 흡수된 후에 배출공(11)을 통해 호스(41)를 따라 배출된다. 또한, 블록(10) 내에 복수의 드레인관(30)이 설치된 경우에는 토사에 포함된 간극수는 드레인관(30)의 통공(31)을 통해 흡입 상승되어 블록(10)의 내부 표면에 고정 결합된 흡수재(20)로 흡수된다. 그리고 간극수는 흡수재(20)를 따라 배출공(11)을 통해 호스(41)로 배출된다. 이러한 진공압은 블록(10)의 상부면과 외측면으로 이루어진 벽체가 진공압에 대한 경계부 구속을 형성하기 때문이다.

도 6e에서, 진공가압장치(40)에 의하여 토사(S)로부터 간극수를 흡입하여 일정 시간이나 간극수의 흡입량 등 목표로 하는 탈 함수가 이루어지면 진공가압장치(40)에 의해 형성된 진공압을 대기압 상태로 해제시킨다. 즉 진공가압장치(40)에 의한 진공압을 해제시킴으로써, 블록(10) 내부의 진공압은 대기압 상태가 된다. 더욱이 블록(10) 내부가 대기압 상태라도 점토와 같은 점질이 높은 토사인 경우에는 토사(S)가 블록(10)의 내부 벽면에 점착될 수 있다. 그러므로 진공가압장치(40)로 블록(10)에 공기를 공급하여 토사가 블록(10)의 내부 벽면에 점착된 것을 분리시킬 수 있을 것이다. 이는 블록(10)을 토사로부터 용이하게 분리하기 위한 것으로, 토사가 점착된 블록(10)의 중량을 작게 하여 이동장치(50)로 블록을 분리시킬 때에 걸리는 부하를 최소화할 수 있을 것이다.

도 6f는 진공가압장치(40)로부터 진공압이 해제된 대기압 상태에서 이동장치(50)를 이용하여 블록(10)을 토사로부터 끌어올려 분리시킨다.

한편, 토사(S)로부터 탈 함수가 완료된 후에 진공압을 해제시키지 않은 경우에는 이동장치(50)로 블록(10)을 토사(S)로부터 분리하여 끌어 올리면 블록(10) 내부에 일정량의 토사가 진공압에 의하여 블록(10)과 일체가 된 상태가 되므로 이 상태에서 덤프트럭 등에 적재시킬 수 있게 된다. 즉 진공압을 해제시키지 않은 상태에서 블록(10)을 들어 올리면 블록 내에 탈 함수된 일정량의 토사가 점착되어 있으므로, 블록(10)을 덤프트럭의 적재 공간 위에 위치시킨 후 진공가압장치(40)로 진공압을 해제시켜 대기압 상태로 만들면 진공압에 의하여 블록(10)에 점착되어 있던 탈 함수가 이루어진 토사를 덤프트럭에 적재할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 탈 함수 장치는 처리해야 할 고함수비의 토사가 수중에 있을 경우에 수중펌프 등의 진공가압장치를 이용하여 직접 진공압을 가할 수 있다. 이때 고함수비의 토사에 가해지는 압력은 진공압에 수압을 더한 만큼의 압력이 가해지므로 고함수비의 토사에 대한 탈 함수가 더욱 커지는 효과를 얻을 수 있을 것이다. 그리고 수중에서 탈 함수된 토사가 다시 일정 비율의 함수율을 가질 때까지는 상당한 시간을 필요로 한다.

또한, 고함수비의 초연약 토사의 경우에는 과도한 상재하중을 가하면 오히려 파괴가 되어 탈 함수가 이루어지지 않는다. 그러나 본 발명은 진공압을 이용하여 토사로부터 간극수를 흡입 및 배출하는 경우에는 기계적으로 진공압의 크기를 조절하면 연약점토가 파괴되지 않도록 하면서 탈 함수를 수행할 수 있다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

10: 블록 11: 배출공
12: 외측 블록 13: 내측 블록
14: 공간부 15, 31: 통공
16, 32: 에지 20: 흡수재
30: 드레인관 40: 진공가압장치
41: 호스 50: 이동장치
60: 관입장치 S: 토사

Claims (9)

1. (a) 고함수비의 토사 위치로 이동장치(50)를 이용하여 블록(10)을 이동시킨 후에 블록을 토사에 관입시키는 단계;
   (b) 상기 토사에 관입된 블록(10) 상부에 형성된 배출공(11)을 통해 진공가압장치(40)로 진공압을 형성시키는 단계;
   (c) 상기 토사에 형성된 진공압에 의하여 토사로부터 간극수를 흡입하여 배출시키는 단계;
   (d) 상기 토사로부터 간극수를 흡입하여 목표로 하는 탈 함수가 이루어지면 진공가압장치(40)에 의해 형성된 진공압을 대기압 상태로 해제시키는 단계, 및
   (e) 상기 대기압 상태에서 이동장치(50)를 이용하여 블록(10)을 토사로부터 끌어올려 분리시키는 단계를 포함하여 이루어지되,
   상기 블록(10)은 블록(10)의 내부 상면에 상단이 고정 결합되고 외주연에 복수의 통공(31)이 형성된 복수의 드레인관(30)을 블록(10)과 일체로 설치하여 간극수의 배출 유로를 단축시킨, 진공가압 기능을 갖는 탈 함수 장치를 이용한 고함수비 토사의 탈 함수 공법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 블록(10)이 자체 하중에 의하여 토사에 관입되지 않을 때에 관입장치(60)를 이용하여 블록이 토사에 관입되도록 가압하는, 진공가압 기능을 갖는 탈 함수 장치를 이용한 고함수비 토사의 탈 함수 공법.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 토사는 수중에 있는 점토를 포함하는, 진공가압 기능을 갖는 탈 함수 장치를 이용한 고함수비 토사의 탈 함수 공법.
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