KR100997771B1 - 침하량 계측장치 및 이를 포함하는 침하량 계측시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지중의 침하량을 계측하여 지중의 침하로 인한 재해를 예방하기 위한 침하량 계측장치 및 이를 포함하는 침하량 계측시스템에 관한 것이다. 특히 본 발명은 지중에 매설된 복수의 파일 중 어느 하나의 파일에 장착되는 본체; 상기 본체에 대하여 회동될 수 있도록 상기 본체에 힌지 결합되는 힌지결합부; 상기 힌지결합부를 상기 복수의 파일 중 또 다른 파일에 연결하는 연결부재; 상기 파일에 대한 상기 힌지결합부의 회동에 의한 상기 힌지결합부의 기울기 변화를 계측하는 기울기 센서;를 포함하는 침하량 계측장치 및 이를 포함하는 침하량 계측시스템에 관한 것으로서, 지중의 침하 이상징후 발생시 즉각적으로 대처할 수 있도록 할 수 있다.
침하, 침하량 계측, 기울기 변화, 기울기 센서

Description

침하량 계측장치 및 이를 포함하는 침하량 계측시스템{Ground subsidence measuring apparatus and system using for the same}
본 발명은 지중의 침하량을 계측하여 지중의 침하로 인한 재해를 예방하기 위한 침하량 계측장치 및 이를 포함하는 침하량 계측시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 지중의 변화는 온도, 비, 눈, 서리, 태풍, 미세 지진 등의 자연적인 원인이나, 토목공사 등의 인위적인 원인에 의해 발생되는데, 이 지중의 변화가 심하면, 지중이 침하 등에 의해 붕괴되는 등 매우 심각한 인적, 물적 피해를 입을 수 있는 재해가 일어난다.
그런데, 지중의 변화는 매우 미세하게 진행되고, 지중의 변화의 원인이 너무 많으며, 지반 및 지질 특성이 불균질하고, 복잡하기 때문에 지중의 침하량을 예측하여 재해를 예방하는 것은 매우 어렵다.
따라서, 지중의 침하량을 상시 계측하여 이상징후 발생시 즉각적으로 대처함으로써, 인적, 물적 피해를 최소화하는 방안이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 지중의 침하량을 상시 계측하여 지중의 이상 발생시 즉각적으로 대처할 수 있도록 하는 침하량 계측장치 및 이를 포함하는 침하량 계측시스템을 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 지중에 매설된 복수의 파일 중 어느 하나의 파일에 장착되는 본체; 상기 본체에 대하여 회동될 수 있도록 상기 본체에 힌지 결합되는 힌지결합부; 상기 힌지결합부를 상기 복수의 파일 중 또 다른 파일에 연결하는 연결부재; 상기 파일에 대한 상기 힌지결합부의 회동에 의한 상기 힌지결합부의 기울기 변화를 계측하는 기울기 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 침하량 계측장치를 제시한다.
상기 연결부재는 와이어인 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
상기 연결부재의 일단에는 상기 복수의 파일 중 또 다른 파일에 걸어지도록 고리가 형성된 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
상기 힌지결합부는 상기 연결부재와 결합된 힌지본체와, 상기 힌지본체에 일체로 형성되고 상기 본체와 회동 가능토록 끼움 결합된 힌지결합부용 힌지축을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
상기 본체가 상기 파일의 상단에 결합될 수 있도록, 상기 본체의 하면 무게중심에 형성되고 상기 파일에 연결되는 파일연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
상기 본체와 상기 파일연결부는 회동 가능토록 결합되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
상기 파일연결부는 상기 파일과 결합되는 하부연결부와; 상기 본체와 결합되고, 상기 파일에 대하여 회동될 수 있도록 상기 하부연결부와 힌지 결합되는 상부연결부와; 상기 파일에 대한 상기 상부연결부의 회동을 구속할 수 있도록, 상기 상부연결부 및 상기 하부연결부에 탈착 가능토록 결합되는 파일연결부용 고정핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
상기 본체에는 위성항법장치(GPS)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
상기 본체에는 침하량이 허용범위를 넘으면 이상상황을 알리는 이상상황 알림부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
또한 상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 지중에 매설된 복수 개의 파일; 상기 복수 개의 파일에 각각 설치된 상술한 침하량 계측장치; 상기 침하량 계측장치에 의해 계측된 데이터를 전송받아서 상기 지중을 실시간 감시관리하는 중앙관리부; 상기 중앙관리부와 연계하여, 상기 지중의 침하여부를 알리는 알림부를 포함하는 침하량 계측시스템을 제시한다.
상기 중앙관리부는 상기 지중의 거동을 실시간으로 모니터링할 수 있도록 디스플레이장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 지중의 침하량을 상시 계측하여 이상발생시 즉각적으로 대처할 수 있게 함으로써, 지중 침하에 의한 재해로부터 인적, 물적 피해를 최소화할 수 있는 이점이 있다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 침하량 계측장치(50)를 포함하는 침하량 계측시스템은 지중(2)에 매설된 복수 개의 파일(pile)(미도시)과, 복수 개의 파일에 각각 설치되어 파일 간 상대변위에 의해 지중(2)의 침하량을 계측하는 복수 개의 침하량 계측장치(50)와, 침하량 계측장치(50)에 의해 계측된 데이터를 전송받아서 지중(2)을 실시간 감시관리하는 중앙관리부(10)와, 중앙관리부(10)와 연계하여 지중(2)의 침하여부를 알리는 알림부를 포함하여 구성된다.
따라서, 침하량 계측장치(50)에 의해 지중(2)의 거동이 24시간 내내 상시 계측되고, 중앙관리부(10)에 의해 실시간으로 감시관리되어, 지중(2)의 침하와 관련된 이상징후 발생시 그 이상징후에 대하여 알림부에 의해 알려짐으로써, 지중(2) 침하에 대하여 즉각적으로 대처할 수 있어 재해로부터 인적, 물적 피해를 최소화할 수 있다.
특히 이러한 시스템은 지중감시관리자의 주관적인 판단에 의한 것이 아니고, 과학적이고 체계적인 분석에 의해 상황에 따라 대처하기 위한 것이므로, 지중(2) 침하에 의한 재해를 사전에 방지할 수 있다.
이때, 중앙관리부(10)는 침하량 계측장치(50)에 의해 계측된 데이터를 처리하는 데이터 처리부뿐만 아니라, 지중(2)의 거동을 실시간으로 화면으로 모니터링(monitoring)할 수 있도록 디스플레이장치(12)(display device)를 갖추는 것이 바람직하다.
중앙관리부(10)는 상기 지중(2)의 이상징후 발생시 지중(2)의 상황을 보다 면밀하게 파악할 수 있도록, 침하량 계측장치(50)의 감시카메라(90)가 지중(2)의 이상징후 발생지역을 근접 촬영하도록 침하량 계측장치(50)를 관리하는 것이 보다 바람직하다.
알림부는 경보음을 이용하는 경보기나 빛을 이용하는 경고등으로 구현될 수 있다. 또한 알림부는 이상징후 발생지역 주변의 교통을 사전 통제할 수 있도록, 지중(2) 거동의 이상징후 발생 지역 주변의 교통신호등(20), 교통게시판 또는 지중 침하위험알림용 신호등(22)으로 구현될 수 있다. 또한 알림부는 신속하게 많은 사람한테 알릴 수 있도록 인터넷, 휴대폰(24), 방송 등의 통신매체로 구현되는 것도 바람직하다.
침하량 계측장치(50)는 지중(2)에 매설된 복수의 파일 중 어느 하나의 파일에 장착되는 본체(60)와, 본체(60)에 대하여 회동될 수 있도록 본체(60)에 힌지 결합되는 힌지결합부(70)와, 힌지결합부(70)를 복수의 파일 중 또 다른 파일에 연결하는 연결부재(72)와, 파일에 대한 힌지결합부(70)의 회동에 의한 힌지결합부(70) 의 기울기 변화를 계측하는 기울기 센서(74)를 포함하여 구성된다.
따라서, 파일 간의 상대 변위에 의한 지중(2)의 침하량을 계측함으로써, 단순히 지표면의 기하학적인 변화가 아닌 지반 하부의 파괴면을 추정하여 지중(2)의 거동을 계측할 수 있다.
이때, 본체(60)는 침하량 계측장치(50)가 보다 안정적인 자세로 설치될 수 있도록, 두께에 비해 폭이 넒은 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 본체(60)의 하측에는 본체(60)가 파일의 상단에 안정적이고, 용이하고, 견실하게 결합될 수 있도록, 본체(60)의 하면 무게중심에 형성되고 파일에 연결되는 파일연결부(80)가 결합될 수 있다.
이때 본체(60)와 파일연결부(80)는 일체형으로 결합될 수도 있지만, 지중(2)의 기울기 등에 상관없이 침하량 계측장치(50)의 자세를 용이하게 설정할 수 있도록 본체용 힌지 핀(62)에 의해 상호 회동 가능토록 결합되는 것이 더 바람직하다. 아울러, 본체(60)와 파일연결부(80)에 탈착 가능하게 결합되어 본체(60)와 파일연결부(80) 간 회동을 구속할 수 있는 본체용 고정핀(64)에 의해, 침하량 계측장치(50)의 자세를 잡은 후 그 자세를 유지시킬 수 있다.
파일연결부(80)는 지중(2)의 기울기 등에 따라 침하량 계측장치(50)가 파일에 결합되는 자세가 바뀔 수 있도록, 파일연결부용 힌지 축(82) 등에 의해 파일에 대하여 회동 가능토록 형성될 수 있다.
즉 파일연결부(80)는 파일에 대하여 회동 가능토록 형성된다면 어떠한 방식이든 무방하며, 바람직한 일 예로써 파일과 결합되는 하부연결부(84)와, 본체(60) 와 결합되고 파일에 대하여 회동될 수 있도록 하부연결부(84)와 파일연결부용 힌지 핀(82)에 의해 힌지 결합되는 상부연결부(86)와, 파일에 대한 상부연결부(86)의 회동을 구속할 수 있도록 상부연결부(86) 및 하부연결부(84)에 탈착 가능토록 결합되는 파일연결부용 고정핀(88)을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 침하량 계측장치(50)의 자세를 다양하게 설정할 수 있도록, 본체(60)와 파일연결부(80) 간 회동방향과 하부연결부(84)와 상부연결부(86) 간 회동방향은 서로 상이하는 것이 더 바람직하다.
따라서, 파일연결부(80)에 대하여 본체(60)를 회동시키거나 하부연결부(84)에 대하여 상부연결부(86)를 회동시킴으로써 침하량 계측장치(50)의 자세를 잡은 후, 그 상태에서 고정핀을 장착하면 침하량 계측장치(50)의 자세를 유지할 수 있기 때문에 지중(2)의 기울기 등에 상관없이 본 침하량 계측장치(50)를 지중(2)에 수직하도록 설치하거나, 변위계측센서 및 기울기 센서의 초기값이 '0'이 되도록 침하량 계측장치(50)를 설치하는 것 등이 가능하다.
힌지결합부(70)는 본체(60)에 힌지 결합될 수 있다면 어떻게 형성되든 무방하며, 바람직한 일 예로써 연결부재(72)와 결합된 힌지본체(70A)와, 힌지본체(70A)에 일체로 형성되고 본체(60)와 회동 가능토록 끼움 결합된 힌지결합부용 힌지축(70B)을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 힌지결합부용 힌지축(70B)은 본체(60)와 보다 용이하게 결합되어 동작될 수 있도록, 본체(60)로부터 돌출된 본체 힌지결합부(66)에 결합될 수 있다.
연결부재(72)는 인접한 파일 또는 인접한 파일에 설치된 침하량 계측장 치(50)와 용이하게 탈착 가능토록 결합될 수 있고, 인접한 파일들이 매설된 지중(2)의 변위를 서로 전달할 수 있다면 어떻게 형성되든 무방하나, 간소하게 와이어로 구현되는 것이 바람직하다.
보다 바람직하게는, 연결부재(72)의 일단에는 인접한 파일 또는 인접한 파일에 설치된 침하량 계측장치(50)에 용이하고 견실하게 걸어지도록 고리(72A)가 형성됨으로써, 제조 및 설치 용이성, 비용 절감 등의 측면에서 유리하다.
한편, 침하량 계측장치(50)는 이상징후가 발생된 지중(2)의 위치정보를 신속하게 확보하고, 이상징후 발생 지중(2)의 즉각적인 대처를 위한 처리반 등에 그 위치정보를 통신을 통해 알릴 수 있도록, 본체(60)에 설치되어 위성(30)과 연계되는 위성항법장치(69)(GPS)를 더 포함할 수 있다. 이때 위성항법장치(69)는 포털 매체인 구글 어스(google earth) 등의 인터넷과 연동될 수 있다.따라서, 지중(2) 거동의 이상징후 발생시 보다 신속하게 대처할 수 있어 바람직하다.
또한 침하량 계측장치(50)는 이상징후가 발생된 지중(2)의 주변 지역에도 즉각적으로 이상상황을 알릴 수 있도록, 본체(60)에 설치되어 지중(2)의 변위 또는 지중(2)의 침하량이 허용범위를 넘으면 이상상황을 알리는 이상상황 알림부(68)를 더 포함할 수 있다.
이때의 이상상황 알림부(68)는 이상상황을 알릴 수 있다면 어떠한 수단이든 무방하며, 바람직한 일 예로써 빛을 통해 알리는 경고등(이하, 설명의 편의를 위해 '장치용 경고등'이라 한다)으로 구현될 수 있다.
이때 장치용 경고등은 본체(60)의 내부에 설치되고, 본체(60)의 적어도 일부 는 경고등의 빛이 외부로 발산할 수 있도록 투명재질로 형성됨으로써, 침하량 계측장치(50)가 미려하게 구성될 수 있고, 장치용 경고등이 본체(60)에 의해 보호받을 수 있어 바람직하다.
또한 침하량 계측장치(50)는 원거리에서도 지중(2)의 거동 상황을 육안으로 직접 확인할 수 있도록, 본체(60)에 설치되어 지중(2)을 촬영하는 감시 카메라(90)를 더 포함할 수 있다.
이때 감시 카메라(90)는 지중(2) 촬영이 용이하도록, 본체(60)의 하측부에 설치되는 것이 바람직하다. 또한 감시 카메라(90)는 지중(2)을 보다 용이하고 정확하게 촬영하고 지중(2)의 특정 지역의 촬영이 가능토록, CCTV용 카메라(90)와 같이 힌지 축 등에 의해 촬영각도의 변경이 가능하도록 설치되는 것이 더 바람직하다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 침하량 계측시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 침하량 계측장치 및 이를 포함하는 침하량 계측시스템의 적용 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 침하량 계측장치의 측면도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
10; 중앙관리부 20; 교통신호등
30; 위성 50; 침하량 계측장치
60; 본체 68; 이상상황 알림부
70; 힌지결합부 72; 연결부재
80; 파일연결부 90; 감시카메라

Claims (11)

  1. 지중에 매설된 복수의 파일 중 어느 하나의 파일에 장착되는 본체;
    상기 본체에 대하여 회동될 수 있도록 상기 본체에 힌지 결합되는 힌지결합부;
    상기 힌지결합부를 상기 복수의 파일 중 또 다른 파일에 연결하는 연결부재;
    상기 파일에 대한 상기 힌지결합부의 회동에 의한 상기 힌지결합부의 기울기 변화를 계측하는 기울기 센서;
    상기 본체가 상기 파일의 상단에 결합될 수 있도록, 상기 본체의 하면 무게중심에 형성되고 상기 파일에 연결되는 파일연결부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 침하량 계측장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결부재는 와이어인 것을 특징으로 하는 침하량 계측장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 연결부재의 일단에는 상기 복수의 파일 중 또 다른 파일에 걸어지도록 고리가 형성된 것을 특징으로 하는 침하량 계측장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 힌지결합부는 상기 연결부재와 결합된 힌지본체와, 상기 힌지본체에 일체로 형성되고 상기 본체와 회동 가능토록 끼움 결합된 힌지결합부용 힌지축을 포 함하는 것을 특징으로 하는 침하량 계측장치.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체와 상기 파일연결부는 회동 가능토록 결합되는 것을 특징으로 하는 침하량 계측장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 파일연결부는 상기 파일과 결합되는 하부연결부와;
    상기 본체와 결합되고, 상기 파일에 대하여 회동될 수 있도록 상기 하부연결부와 힌지 결합되는 상부연결부와;
    상기 파일에 대한 상기 상부연결부의 회동을 구속할 수 있도록, 상기 상부연결부 및 상기 하부연결부에 탈착 가능토록 결합되는 파일연결부용 고정핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 침하량 계측장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체에는 위성항법장치(GPS)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 침하량 계측장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체에는 침하량이 허용범위를 넘으면 이상상황을 알리는 이상상황 알림부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 침하량 계측장치.
  10. 지중에 매설된 복수 개의 파일;
    상기 복수 개의 파일에 각각 설치된 청구항 1,2,3,4,6,7,8,9 중 어느 한 항의 침하량 계측장치;
    상기 침하량 계측장치에 의해 계측된 데이터를 전송받아서 상기 지중을 실시간 감시관리하는 중앙관리부;
    상기 중앙관리부와 연계하여, 상기 지중의 침하여부를 알리는 알림부를 포함하는 침하량 계측시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 중앙관리부는 상기 지중의 거동을 실시간으로 모니터링할 수 있도록 디스플레이장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 침하량 계측시스템.
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