KR101833026B1

KR101833026B1 - 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치

Info

Publication number: KR101833026B1
Application number: KR1020160041186A
Authority: KR
Inventors: 김규선
Original assignee: (주)성진지오텍
Priority date: 2016-04-04
Filing date: 2016-04-04
Publication date: 2018-02-27
Also published as: KR20170114428A

Abstract

하나의 측정장치를 통해 지중경사 및 지하수위의 측정이 동시에 가능하고, 그라우팅 수행에 따른 필터부의 막힘 현상을 방지할 수 있는 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치가 개시된다. 본 발명의 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치는, 내부가 관통된 중공관 형상의 지지파이프와, 지지파이프의 하부에 구비되어 지중의 지하수를 필터링하여 지지파이프의 내부로 유입되도록 하는 필터부와, 지지파이프와 필터부의 사이에 설치되어 필터부를 지지파이프의 하단에 결합하는 커플링부와, 커플링부에 설치되어 지중에 소정 깊이로 형성된 천공홀 내에 주입되는 그라우팅재가 필터부로 유입되지 않도록 그라우팅 유입을 차단하는 차폐부를 포함할 수 있다.

Description

지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치{MEASURING DEVICE USED BOTH AS INCLINOMETER AND UNDERGROUND WATER LEVEL METER}

본 발명은 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굴착(성토) 공사시 시공에 따른 지반의 지중경사 및 지하수위의 변동사항을 동시에 측정할 수 있는 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 지중매설 경사계는 굴착 및 성토시 공동현상 및 지하수위의 변위량 등 기타 영향으로 인한 토립자의 수평 또는 수직 변위량의 위치와 방향, 크기 및 속도를 계측하여 설계상의 예상 변위량과 비교 검토함으로써, 지반이완 영역 및 가시설 구조물의 안전도를 판단하기 위해 사용하는 계측기로서, 이러한 지중경사계는 아파트나 고층 빌딩 등과 같은 건축물의 기초 공사를 진행하는 경우에는, 지반의 침하 여부를 계측하기 위한 일환으로 건축물의 공사 현장 주변에 일정 간격(예컨대 30m 간격)을 두고 50m/100m의 깊이로 천공 및 경사계관을 매설하게 되고, 그 매설된 경사계관을 따라 케이블을 연결한 센서 형태의 프로브(Probe)를 집어넣어서 주변 지반의 침하에 따라 침하되는 경사계 관의 침하 변형 여부를 계측하게 된다.

또한, 지하수위계는 상기와 같은 기초 공사를 수행하기 위해 지반의 지하수위의 변동사항을 측정하여 설계에 적용된 수위와 비교 검토함으로써 하중 증가 요인을 점검하며, 굴착(성토) 공사로 인한 지하수위의 변동 및 저하상태를 파악하여 굴착배면(성토체)에 대한 영향 상태 등을 점검하기 위한 것으로, 이러한 지하수위계는, 지하수위를 계측하기 위해 건축물의 공사 현장 주변에 일정 간격(예컨대 30m 간격)을 두고 50m/100m의 깊이로 천공 및 하단에 유공관을 갖는 수위계관을 매설하게 되고, 그 매설된 수위계관을 통해 줄자 형태의 프로브(Probe)를 집어넣어서 내린 후 그 프로브가 닿는 수위를 측정하게 된다.

그러나, 상기와 같은 지중경사 및 지하수위를 측정하기 위해서는 지중경사계와 지하수위계를 각각의 천공홀에 설치하여야 하는 바, 그에 따른 지반 천공과 측정관을 설치하여야 하는 시공상의 번거로움이 있으며, 특히, 지반의 천공 및 측정관 설치에 따른 시공비용이 과다 소요되었으며, 상기와 같은 번거로운 시공 공정에 따라 측정기간은 물론, 나아가 건축물 축조에 따른 공사기간이 지연되는 심각한 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 대한민국 등록특허공보 제10-1219468호(선행기술문헌)에 개시된 바와 같이, 지중경사계 측정 및 지하수위계 측정을 한 곳에서 가능하도록 한 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치가 개발된 바 있다.

그러나, 종래에는 측정장치를 지중의 천공홀에 삽입한 상태에서, 천공홀 내에서 측정장치를 지지하기 위하여 천공홀에 시멘트를 주입하여 그라우팅을 수행하게 되는데, 이때, 천공홀 내에 주입되는 시멘트가 센서파이프의 하단부 필터망까지 유입되어 채워지게 된다. 그로 인해 필터망이 시멘트에 의해 막힘 현상이 발생하게 되므로 필터망을 통해 센서파이프의 내부로 지하수의 유입이 원활하게 이루어지지 않게 되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1219468호(2013.01.11. 공고)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 하나의 측정장치를 통해 지중경사 및 지하수위의 측정이 동시에 가능하고, 그라우팅 수행에 따른 필터부의 막힘 현상을 방지할 수 있는 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치는, 내부가 관통된 중공관 형상의 지지파이프; 상기 지지파이프의 하부에 구비되어 지중의 지하수를 필터링하여 상기 지지파이프의 내부로 유입되도록 하는 필터부; 상기 지지파이프와 상기 필터부의 사이에 설치되어 상기 필터부를 상기 지지파이프의 하단에 결합하는 커플링부; 및 상기 커플링부에 설치되며, 지중에 소정 깊이로 형성된 천공홀 내에 주입되는 그라우팅재가 상기 필터부로 유입되지 않도록 그라우팅 유입을 차단하는 차폐부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 지지파이프는, 길이 연장이 가능하도록 복수의 파이프를 다단 접이식 안테나 형태로 결합할 수 있다.

또한, 상기 커플링부는, 상기 지지파이프와 상기 필터부를 나사 체결을 통해 연결할 수 있다.

또한, 상기 커플링부는, 상기 필터부의 상단이 끼워져 고정되는 중공의 끼움고정부; 및 상기 끼움고정부의 상부에 연장 형성되고, 상기 지지파이프의 하단에 삽입되어 상기 지지파이프의 하단 내주면에 형성된 암나사와 나사 체결되는 중공의 수나사부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 필터부는, 상기 끼움고정부에 상단이 끼워져 고정되고, 지중의 지하수가 내부로 유입이 가능하도록 다공성의 중공관 형상으로 형성되며, 유입되는 지하수의 이물질을 1차로 필터링하는 제 1 필터부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 필터부는, 상기 제 1 필터부의 상단 중공부를 덮은 상태에서 지하수가 통과할 수 있도록 다공성의 평판 형상으로 형성되어 상기 끼움고정부의 내부에 삽입되며, 상기 지지파이프의 내부로 유입되는 지하수의 이물질을 2차로 필터링하는 제 2 필터부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 차폐부는, 천공홀 내에 주입되는 그라우팅재가 상기 필터부로 유입되지 않도록 천공홀의 내경과 대응되는 직경을 가지며, 중앙에 관통구가 형성되어 상기 관통구에 상기 수나사부가 삽입되고, 상기 수나사부를 상기 지지파이프의 하단에 나사 체결함에 따라 상기 지지파이프와 상기 커플링부의 사이에 고정되는 그라우팅 차단판을 포함할 수 있다.

또한, 상기 차폐부는, 천공홀 내에 주입되는 그라우팅재가 상기 필터부로 유입되지 않도록 천공홀의 내경과 대응되는 직경을 가지며, 상기 커플링부의 외주면에 원판 형태로 연장 형성되는 그라우팅 차단판을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치는, 상기 필터부의 하단을 밀폐하도록 결합되는 하부 마감캡; 및 상기 지지파이프의 상단을 밀폐하도록 결합되는 상부 마감캡;을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치에 따르면, 지지파이프의 하단에 필터부가 형성된 하나의 측정장치를 구비함으로써, 하나의 측정장치를 통해 지중경사 및 지하수위의 측정이 가능하고, 측정장치의 설치에 따른 하나의 천공홀 만을 천공하므로 지중 천공 및 측정장치 설치에 따른 시공상의 편리함을 가져올 수 있다.

또한, 본 발명은 하나의 측정장치를 구비 및 천공홀을 형성함으로써, 측정장치 구비와 천공홀 형성에 따른 시공비용의 현격한 절감을 가져오며, 이에 따른 측정기간의 단축은 물론 나아가 건축물 축조에 따른 공사기간을 단축시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 커플링부를 이용하여 지지파이프와 필터부를 나사 체결하여 연결하도록 구성함으로써, 이러한 나사체결방식의 커플링부를 적용하게 되면, 지지파이프와 필터부의 조립 및 분리가 용이하다.

또한, 본 발명은 지지파이프와 필터부 사이에 그라우팅 차단판을 구비함으로써, 천공홀 내에 주입되는 그라운팅재가 그라우팅 차단판에 의해 차단되어 필터부쪽으로 유입되지 않게 됨으로써, 그라우팅 처리에 따른 필터부의 막힘 현상을 방지하여 필터부에 지하수의 유입이 원활하게 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치의 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치의 단면도.
도 4는 그라우팅 차단판을 커플링부의 수나사부에 삽입하여 결합하는 차폐부의 일 실시예를 나타낸 도면으로서, 도 4(a)는 사시도이고, 도 4(b)는 단면도.
도 5는 차폐부의 그라우팅 차단판을 커플링부에 일체로 형성하는 차폐부의 다른 실시예를 나타낸 도면으로서, 도 5(a)는 사시도이고, 도 5(b)는 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치의 설치방법을 설명하기 위한 지반 천공단계를 나타낸 시공 상태도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치의 설치방법을 설명하기 위한 측정장치 삽입단계를 나타낸 시공 상태도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치의 설치방법을 설명하기 위한 그라우팅 단계를 나타낸 시공 상태도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치의 설치방법을 설명하기 위한 마감단계를 나타낸 시공 상태도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치의 지중경사 측정상태를 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치의 지하수위 측정상태를 나타낸 도면.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치를 상세히 설명하기로 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치의 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치(10)는 지지파이프(100), 필터부(200), 커플링부(300), 차폐부(400), 하부 마감캡(500) 및 상부 마감캡(600)을 포함할 수 있다.

지지파이프(100)는 내부가 관통된 중공관 형상을 가지며, ABS수지 재질로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서는 지지파이프(100)를 원통형상으로 형성하는 구성을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 지지파이프(100)를 사각통형상으로 형성할 수도 있다.

지지파이프(100)는 지중의 천공홀(1, 도 6 참조)의 깊이에 대응하여 지지파이프(100)의 길이 연장이 가능하도록 복수의 파이프를 다단 접이식 안테나 형태로 결합하여 구성할 수 있다. 지지파이프(100)를 구성하는 복수의 파이프는 지지파이프(100)의 하단부로 갈수록 직경이 단계적으로 작게 형성되는 것이 바람직하다.

예를 들어, 지지파이프(100)는 원통형의 제 1 파이프(110)와, 제 1 파이프(110)의 하단에 내부로 삽입되어 파이프의 길이방향으로 이동 가능하게 결합되는 원통형의 제 2 파이프(120)로 구성됨으로써 지지파이프(100)의 길이 연장이 가능하다. 또한, 제 1 파이프(110)의 내측면에 가이드홈(111)이 길이방향으로 형성되고, 제 2 파이프(120)의 외측면에 가이드돌기(121)가 길이방향으로 형성되며, 가이드돌기(121)가 가이드홈(111)에 삽입된 상태에서 제 2 파이프(120)를 제 1 파이프(110)에 대하여 직선방향으로 이동할 수 있다.

본 실시예에서는 제 1 파이프(110)의 내측면에 가이드홈(111)을 형성하고, 제 2 파이프(120)의 외측면에 가이드돌기(121)를 형성하는 구성을 예시하였으나, 이와 반대로 제 1 파이프(110)의 내측면에 가이드돌기(121)를 형성하고, 제 2 파이프(120)의 내측면에 가이드홈(111)을 형성할 수도 있다.

지지파이프(100)의 하단에는 내주면에 암나사(131)가 형성된 원통형 암나사부(130)가 끼워져 고정됨으로써, 후술할 커플링부(300)의 수나사부(320)가 암나사부(130)에 나사 체결될 수 있다.

필터부(200)는 지지파이프(100)의 하부에 구비되어 지중의 지하수를 필터링하여 지지파이프(100)의 내부로 유입되도록 한다. 이러한 필터부(200)는 지중의 지하수의 유입이 가능하도록 다공성 재질로 이루어질 수 있다.

필터부(200)는 제 1 필터부(210) 및 제 2 필터부(220)를 포함할 수 있다.

제 1 필터부(210)는 후술할 커플링부(300)의 끼움고정부(310)에 상단이 끼워져 고정되어 제 1 필터부(210)를 통과하여 내부로 유입되는 지하수의 이물질을 1차로 필터링하는 역할을 한다.

제 1 필터부(210)는 지지파이프(100)의 내부와 연통되도록 내부가 관통된 중공의 원통형상으로 이루어진다. 제 1 필터부(210)는 지중의 지하수가 내부로 유입이 가능하도록 미세구멍이 다수 형성된 다공성 재질로 이루어지고, 지중의 모래나 흙 또는 외력에 의해 변형되거나 부러지지 않도록 단단한 경도를 가진다.

제 2 필터부(220)는 제 1 필터부(210)의 상단 중공부를 덮은 상태에서 끼움고정부(310)의 내부에 삽입되며, 지하수가 통과하여 지지파이프(100)의 내부로 유입될 수 있도록 다공성의 평판 형상으로 형성되어 지지파이프(100)의 내부로 유입되는 지하수의 이물질을 2차로 필터링하는 역할을 한다.

제 1 필터부(210)와 제 2 필터부(220)의 일 예로서 다공성 수지필터를 사용할 수 있으며, 다공성 수지필터는 공지된 기술로 이해 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.

커플링부(300)는 지지파이프(100)와 필터부(200)의 사이에 설치되어 필터부(200)를 지지파이프(100)의 하단에 결합한다. 이러한 커플링부(300)는 ABS수지 재질로 이루어질 수 있다.

커플링부(300)는 지지파이프(100)와 필터부(200)를 나사 체결을 통해 연결할 수 있다. 이러한 나사체결방식의 커플링부(300)를 적용하게 되면, 지지파이프(100)와 필터부(200)의 조립 및 분리가 용이하다.

커플링부(300)는 끼움고정부(310) 및 수나사부(320)를 포함할 수 있다.

끼움고정부(310)는 커플링부(300)의 하부를 형성하며, 필터부(200)의 상단이 끼워져 고정될 수 있도록 중공의 원통형상으로 이루어진다. 끼움고정부(310)의 내경은 제 1 필터부(210) 및 제 2 필터부(220)의 외경과 대응되게 형성된다. 또한, 끼움고정부(310)는 상단 내주면에 내측방향으로 절곡된 고정턱(311)이 형성되어 제 1 필터부(210) 및 제 2 필터부(220)가 고정턱(311)에 의해 저지되어 끼움고정부(310)의 상부를 관통하지 않도록 고정될 수 있다.

수나사부(320)는 끼움고정부(310)의 상부에 연장되어 커플링부(300)의 상부를 형성한다. 수나사부(320)는 지지파이프(100)의 하단에 삽입되어 지지파이프(100)의 하단 내주면에 형성된 암나사(131)와 나사 결합될 수 있도록 외주면에 수나사(321)가 형성된 중공의 원통형상으로 이루어진다. 수나사부(320)는 끼움고정부(310)보다 작은 직경을 가지는 원통형상으로 형성되어 수나사부(320)와 끼움고정부(310)의 연결부위에 직경이 확장된 단차부(313)가 형성됨으로써, 커플링부(300)의 수나사부(320)가 지지파이프(100)의 하단에 삽입된 암나사부(130)에 삽입되어 나사 체결될 때 지지파이프(100)의 하단이 단차부(313)와 접촉되면서 지지파이프(100)와 커플링부(300) 간의 나사체결을 완료할 수 있다.

차폐부(400)는 커플링부(400)에 설치되어 지중에 소정 깊이로 형성된 천공홀(1) 내에 주입되는 그라우팅재(3, 도 7 참조)가 필터부(200)로 유입되지 않도록 그라우팅 유입을 차단한다. 이를 통해 천공홀(1) 내에 주입되는 그라우팅재(3)는 차폐부(400)에 의해 차단되어 필터부(200)쪽으로 유입되지 않게 됨으로써, 그라우팅 처리에 따른 필터부(200)의 막힘 현상을 방지하여 필터부(200)에 지하수의 유입이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.

차폐부(400)는 천공홀(1) 내에 주입되는 그라우팅재(3)가 필터부(200)로 유입되지 않도록 천공홀(1)의 내경과 대응되는 직경을 가지는 그라우팅 차단판(410)을 포함할 수 있다. 그라우팅 차단판(410)은 커플링부(300)와 별개의 부품으로 구성되어 커플링부(300)에 탈부착되거나, 커플링부(300)와 일체형으로 형성될 수 있다. 이러한 그라우팅 차단판(410)은 도 4 및 도 5를 참조하여 설명할 때 구체적으로 후술하기로 한다.

하부 마감캡(500)은 제 1 필터부(210)의 하단을 밀폐하여 마감하도록 제 1 필터부(210)의 하단 중공부에 삽입되어 결합된다. 하부 마감캡(500)은 지중의 천공홀(1)에 삽입되어 지중의 모레나 흙 등을 관통하는데 용이하도록 하부 마감캡(500)의 하단이 역 원추형으로 형성되는 것이 바람직하다.

상부 마감캡(600)은 지지파이프(100)의 내부로 흙 등의 이물질이 유입되지 않도록 지지파이프(100)의 상단을 밀폐하여 마감하도록 지지파이프(100)의 상단에 씌워지도록 결합된다.

도 4는 그라우팅 차단판을 커플링부의 수나사부에 삽입하여 결합하는 차폐부의 일 실시예를 나타낸 도면으로서, 도 4(a)는 사시도이고, 도 4(b)는 단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 차폐부(400)는 중앙에 관통구(411)가 형성되어 관통구(411)에 커플링부(300)의 수나사부(320)가 삽입되고, 수나사부(320)를 지지파이프(100)의 하단에 나사 체결함에 따라 지지파이프(100)와 커플링부(300)의 사이에 고정되는 그라우팅 차단판(410)을 포함할 수 있다.

그라우팅 차단판(410)은 커플링부(300)의 수나사부(320)에 삽입되고 수나사부(320)의 하단에 직경이 확장 형성되는 끼움고정부(310)의 상단 단차부(313)에 의해 지지됨으로써, 커플링부(300)의 끼움고정부(310)와 수나사부(320) 사이에 위치하게 된다. 그라우팅 차단판(410)은 천공홀(1) 내에 주입되는 그라우팅재(3)가 필터부(200)로 유입되지 않도록 천공홀(1)의 내경과 대응되는 직경을 가지는 원형 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 그라우팅 차단판(410)은 그 상부에 적층되는 그라우팅재(3)의 하중을 견딜 수 있는 경도의 재질로 이루어지며, 바람직하게는 경도가 우수한 금속재질로 이루어진다.

도 5는 차폐부의 그라우팅 차단판을 커플링부에 일체로 형성하는 차폐부의 다른 실시예를 나타낸 도면으로서, 도 5(a)는 사시도이고, 도 5(b)는 단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 차폐부(400)는 천공홀(1) 내에 주입되는 그라우팅재(3)가 필터부(200)로 유입되지 않도록 천공홀(1)의 내경과 대응되는 직경을 가지며, 커플링부(300)의 외주면에 원판 형태로 연장 형성되는 그라우팅 차단판(410)을 포함할 수 있다.

그라우팅 차단판(410)은 커플링부(300)의 중간부분, 예컨대 끼움고정부(310)와 수나사부(320) 사이의 연결부분에 커플링부(300)와 일체로 형성될 수 있다. 따라서, 그라우팅 차단판(410)은 커플링부(300)와 동일한 ABS수지 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치의 설치방법에 대하여 이하 도 6 내지 도 9를 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치의 설치방법을 설명하기 위한 지반 천공단계를 나타낸 시공 상태도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 지중경사 및 지하수위를 측정하기 위해 지중을 천공하기 위한 것으로, 그 천공 시에는 통상의 해머비트를 이용하여 토사층 및 토사층 하부의 암반층을 천공하게 된다.

예를 들어, 지반 천공 시에는 지중경사의 측정이 가능한 계획심도를 천공 후 지하 수위 측정을 위해 약 1m 정도 더 천공하여 설치심도를 이루게 되는데, 토사층 및 암반층에 설치심도의 천공이 종료되면 수직 상태의 천공홀(1)이 형성된다.

이때, 천공홀(1)은 약 100mm의 직경을 이루게 천공하면 되는데, 천공홀(1)의 상부 지면에는 서로 대응되는 지점에 지중경사 및 지하수위를 측정하기 위한 프로브(Probe)의 진입 방향을 부여하기 위해 A와 B 방향을 표시하게 된다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치의 설치방법을 설명하기 위한 측정장치 삽입단계를 나타낸 시공 상태도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 지중에 천공홀(1)이 형성된 상태에서 지중경사 및 지하수위를 측정하기 위한 측정장치(10)를 천공홀(1)에 삽입하여 설치하게 된다.

먼저, 천공홀(1)의 깊이에 맞게 측정장치(10)를 준비하면 되는데, 측정장치(10)는 원판형의 제 2 필터부(220)를 커플링부(300)의 끼움고정부(310)에 삽입한 상태에서 원통형의 제 1 필터부(210)의 상단을 끼움고정부(310)에 끼워 고정한다. 다음으로, 제 1 필터부(210)의 하단에 하부 마감캡(500)을 삽입하여 제 1 필터부(210)의 하단을 밀폐하도록 마감한다. 다음으로, 그라우팅 차단판(410)을 커플링부(300)의 수나사부(320)에 삽입한 후, 커플링부(300)의 수나사부(320)를 지지파이프(100)의 하단에 구비된 암나사부(130)에 나사 체결하여 결합한다. 지지파이프(100)는 천공홀(1)의 길이에 따라 복수 개의 파이프를 다단 접이식 안테나 형태로 슬라이딩 이동하여 지지파이프(100)의 길이를 연장할 수 있다. 마지막으로, 지지파이프(100)의 상단에는 상부 마감캡(600)으로 마감처리하여 이물질의 유입을 방지할 수 있다.

이후, 상기와 같이 준비된 측정장치(10)를 하부 마감캡(500)부터 천공홀(1)에 삽입되도록 설치하면 된다. 이때, 측정장치(10)의 필터부(200)는 천공홀(1)의 추가 천공된 하부 1m 지점에 위치하게 되고, 그라우팅 차단판(410)은 필터부(200)의 상단이 고정되는 커플링부(300)에 위치하여 천공홀(1)의 내벽에 접하게 됨으로써, 필터부(200)로 그라우팅재(3)가 유입되는 것을 차단하게 된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치의 설치방법을 설명하기 위한 그라우팅 단계를 나타낸 시공 상태도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 측정장치(10)를 지중의 천공홀(1)에 삽입한 상태에서, 천공홀(1) 내에서 측정장치(10)를 지지하기 위하여 천공홀(1)에 시멘트, 몰타르 등과 같은 그라우팅재(3)를 주입하여 그라우팅을 수행하게 된다. 그라우팅은 천공홀(1)의 상부 지면으로부터 약 50Cm 하부까지 수행하게 된다. 이때, 천공홀(1) 내에 주입되는 그라운팅재(3)는 그라우팅 차단판(410)에 의해 차단되어 필터부(200)쪽으로 유입되지 않게 됨으로써, 그라우팅 처리에 따른 필터부(200)의 막힘 현상을 방지하여 필터부(200)에 지하수의 유입이 원활하게 이루어질 수 있다.

본 실시예에서는 그라우팅 차단판(410)의 아래쪽 필터부(200)가 위치하는 천공홀(1)의 하단부를 빈 공간으로 유지하는 구성을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 그라우팅을 수행하기 전에 천공홀(1) 하단으로부터 약 80cm의 높이까지 모래를 이용하여 포설함으로써, 포설된 모래에 의해 필터부(200)를 완전 매립되게 할 수도 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치의 설치방법을 설명하기 위한 마감단계를 나타낸 시공 상태도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 그라우팅이 수행된 시멘트(3)의 상부 즉, 지면으로부터 50Cm의 지점에 보호커버(700)를 설치할 수 있다. 보호커버(700)는 원형관 형상으로 이루어지며, 천공홀(1)의 상부에 설치되어 지면으로 노출되는 측정장치(10)의 지지파이프(100) 상단의 유실을 방지하는 역할을 한다.

이상과 같은 일련의 시공단계를 거쳐 지중의 경사 및 지하수위를 측정하기 위한 측정장치(10)의 설치가 마무리될 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치의 지중경사 측정상태를 나타낸 도면이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 측정장치(10)를 이용하여 지중의 경사도를 측정하기 위해서는, 통상의 측정방법과 같이 경사계(20)를 이용하여 수행하게 된다.

먼저, 최상단 지지파이프(100)로부터 상부 마감캡(600)을 제거하고, 지지파이프(100)의 내측으로 측정 간격이 표시된 케이블릴(21)로 인출되는 경사센서(미도시)를 갖는 프로브(23)를 진입 및 경사도를 측정한다. 이때, 프로브(23)를 진입시에는 천공홀(1)의 상부 지면에 형성된 A와 B의 진입방향을 통해 측정방향에 따라 프로브(23)의 바퀴를 위치시킨 상태에서 프로브(23)를 서서히 진입시킨다.

이후, 프로브(23)가 하부 측정심도까지 진입하게 되면 다시 프로브(23)를 케이블릴(21)에 표시된 측정 간격에 따라 상부로 끌어올리면서 각 지점의 지중 경사도를 측정하게 된다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치의 지하수위 측정상태를 나타낸 도면이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 측정장치(10)를 이용하여 지하수위를 측정하기 위해서는 통상의 측정방법과 같이 수위계(30)를 이용하여 수행하게 된다.

한편, 본 발명의 측정장치(10)의 내부에는 지하수가 유입되는데, 지하수의 유입은 지지파이프(100)의 하단에 커플링부(300)에 의해 결합된 필터부(200)를 통해 지지파이프(100)로 지하수가 유입되게 된다.

지하수의 유입경로를 살펴보면, 먼저, 지하수는 측정장치(10)의 하단에 구비된 원통형의 제 1 필터부(210)를 통해 1차로 필터링이 이루어지는데, 이때 제 1 필터부(210)에 형성된 미세 다공을 지하수가 통과하면서 지하수에 포함된 이물질을 차단하여 1차로 필터링하게 된다. 이후 지하수의 수위가 높아짐에 따라 제 1 필터부(210)의 내로 유입된 지하수는 제 1 필터부(210)의 상단에 설치된 제 2 필터부(220)에 의해 2차로 필터링이 이루어지면서 지지파이프(100)로 유입된다. 이때 제 2 필터부(220)에 형성된 미세 다공을 지하수가 통과하면서 지하수에 포함된 이물질을 2차로 완전 필터링하게 된다.

이에, 최상단 지지파이프(100)로부터 상부 마감캡(600)을 제거하고, 지지파이프(100)의 내측으로 줄자(31)형태의 수위센서(미도시)를 갖는 프로브(33)를 진입시킨다. 진입된 프로브(33)가 지지파이프(100) 내에 수용된 수면에 닿게 되면 수위센서의 작동에 의해 프로브(33)의 진입 깊이의 측정이 가능하게 된다.

본 발명에 따르면, 지지파이프(100)의 하단에 필터부(200)가 형성된 하나의 측정장치(10)를 구비함으로써, 하나의 측정장치(10)를 통해 지중경사 및 지하수위의 측정이 가능하고, 측정장치(10)의 설치에 따른 하나의 천공홀(1) 만을 천공하므로 지중 천공 및 측정장치 설치에 따른 시공상의 편리함을 가져올 수 있다. 또한, 하나의 측정장치(10)를 구비 및 천공홀(1)을 형성함으로써, 측정장치(10) 구비와 천공홀(1) 형성에 따른 시공비용의 현격한 절감을 가져오며, 이에 따른 측정기간의 단축은 물론 나아가 건축물 축조에 따른 공사기간을 단축시킬 수 있다. 또한, 커플링부(300)를 이용하여 지지파이프(100)와 필터부(200)를 나사 체결하여 연결하도록 구성함으로써, 이러한 나사체결방식의 커플링부(300)를 적용하게 되면, 지지파이프(100)와 필터부(200)의 조립 및 분리가 용이하다. 또한, 지지파이프(100)와 필터부(200) 사이에 그라우팅 차단판(410)을 구비함으로써, 천공홀(1) 내에 주입되는 그라운팅재(3)가 그라우팅 차단판(410)에 의해 차단되어 필터부(200)쪽으로 유입되지 않게 됨으로써, 그라우팅 처리에 따른 필터부(200)의 막힘 현상을 방지하여 필터부(200)에 지하수의 유입이 원활하게 이루어질 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 자격을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해 해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치
100 : 지지파이프 110 : 제 1 파이프
111 : 가이드홈 120 : 제 2 파이프
121 : 가이드돌기 130 : 암나사부
200 : 필터부 210 : 제 1 필터부
220 : 제 2 필터부 300 : 커플링부
310 : 끼움고정부 320 : 수나사부
400 : 차폐부 410 : 그라우팅 차단판
500 : 하부 마감캡 600 : 상부 마감캡

Claims

내부가 관통된 중공관 형상의 지지파이프;
상기 지지파이프의 하부에 구비되어 지중의 지하수를 필터링하여 상기 지지파이프의 내부로 유입되도록 하는 필터부;
상기 지지파이프와 상기 필터부의 사이에 설치되어 상기 필터부를 상기 지지파이프의 하단에 결합하는 커플링부; 및
상기 커플링부에 설치되며, 지중에 소정 깊이로 형성된 천공홀 내에 주입되는 그라우팅재가 상기 필터부로 유입되지 않도록 그라우팅 유입을 차단하는 차폐부;를 포함하되,
상기 커플링부는,
상기 필터부의 상단이 끼워져 고정되는 중공의 끼움고정부; 및
상기 끼움고정부의 상부에 연장 형성되고, 상기 지지파이프의 하단에 삽입되어 상기 지지파이프의 하단 내주면에 형성된 암나사와 나사 체결되는 중공의 수나사부;를 포함하며,
상기 차폐부는, 천공홀 내에 주입되는 그라우팅재가 상기 필터부로 유입되지 않도록 천공홀의 내경과 대응되는 직경을 가지며, 중앙에 관통구가 형성되어 상기 관통구에 상기 수나사부가 삽입되고, 상기 수나사부를 상기 지지파이프의 하단에 나사 체결함에 따라 상기 지지파이프와 상기 커플링부의 사이에 고정되는 그라우팅 차단판을 포함하는 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치.
제 1 항에 있어서,
상기 지지파이프는, 길이 연장이 가능하도록 복수의 파이프를 다단 접이식 안테나 형태로 결합한 것을 특징으로 하는 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치.
제 1 항에 있어서,
상기 커플링부는, 상기 지지파이프와 상기 필터부를 나사 체결을 통해 연결하는 것을 특징으로 하는 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 필터부는, 상기 끼움고정부에 상단이 끼워져 고정되고, 지중의 지하수가 내부로 유입이 가능하도록 다공성의 중공관 형상으로 형성되며, 유입되는 지하수의 이물질을 1차로 필터링하는 제 1 필터부를 포함하는 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치.
제 5 항에 있어서,
상기 필터부는, 상기 제 1 필터부의 상단 중공부를 덮은 상태에서 지하수가 통과할 수 있도록 다공성의 평판 형상으로 형성되어 상기 끼움고정부의 내부에 삽입되며, 상기 지지파이프의 내부로 유입되는 지하수의 이물질을 2차로 필터링하는 제 2 필터부를 더 포함하는 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 차폐부는, 천공홀 내에 주입되는 그라우팅재가 상기 필터부로 유입되지 않도록 천공홀의 내경과 대응되는 직경을 가지며, 상기 커플링부의 외주면에 원판 형태로 연장 형성되는 그라우팅 차단판을 포함하는 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치.
제 1 항에 있어서,
상기 측정장치는,
상기 필터부의 하단을 밀폐하도록 결합되는 하부 마감캡; 및
상기 지지파이프의 상단을 밀폐하도록 결합되는 상부 마감캡;을 더 포함하는 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치.