KR102051904B1 - 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치 및 그 제어방법 - Google Patents

토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 토목 및 건축 구조물의 하단 기초면에 몸체의 외부면이 밀착 매립되며 내부 중앙 하단부에 고정부가 형성된 외측 커버부재와, 상기 외측 커버부재를 내측 상단에 수용결합시키고 내부가 중공으로 형성된 케이스 통부재와; 상기 케이스 통부재의 내부에 삽입 고정되고 토목 및 건축 구조물의 침하여부를 검출하여 모니터링 제어PC로 전송하는 토사침하 센싱모듈부재와; 상기 케이스 통부재의 하단에 위치하여 토목 및 건축 구조물의 토사지반과 밀착시공되고 몸체의 상단부가 토사침하 센싱모듈부재의 하단부에 결합되는 철제구조로 된 플레이트 하중부재와; 상기 외측 커버부재의 고정부와 토사침하 센싱모듈부재의 상단 사이에 설치되어 토목 및 건축 구조물의 하단 기초면의 침하에 따라 탄성력이 변이되는 탄성스프링부재를 구비하는 토사침하 센싱모듈부를 포함하는 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치 및 그 제어방법을 제공한다.
상기와 같은 본 발명은 건축구조물의 하부와 접촉되는 커버부재의 하단에 검출스프링을 구비하는 한편 토사지반에 결합되는 몸체 하부에 철제로된 플레이트부재를 결합시킨 토사침하 센싱모듈부를 토목 및 건출물의 지반의 다수 곳에 각각 설치하고 복수의 검출방식으로 토사침하여부를 정밀하게 인지하여 토사침하에 따른 토목 및 건축 구조물의 붕괴에 대해 미리 적절히 대응할 수 있는 효과가 있다.

Description

토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치 및 그 제어방법{The Module Device for Sensing a Soil Settlement in Civil Engineering and Building Structures and Controlling Method for the Same}
본 발명은 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 건축구조물의 하부에 밀착매립되는 커버부재의 하단에 검출스프링을 구비하는 한편 토사지반의 상부에 밀착매립되는 몸체 하부에 철제로된 플레이트부재를 결합시킨 토사침하 센싱모듈부를 다수곳에 각각 설치하여 복수의 검출방식으로 건축물 혹은 토사침하여부를 검출한후 그 검출결과를 설정된 통신수단을 통해 외부로 통지하는 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 현대사회가 발전하면서, 다양한 시설물들이 시공되고 있으며, 그에 따라 지반의 중요성이 함께 수반되고 있는 실정이다. 예컨대, 공동주택이나 주택을 포함하는 건축 구조물이나 가스관, 상하수도관, 송유관, 맨홀, 댐, 교량, 건축물, 발전소 등의 지중(지하) 토목이나 건축 구조물은 지반에 기초하여 시공되어야 함은 물론이고, 특히 상기와 같은 토목이나 건축 구조물들은 지반침하 혹은 부등침하의 여부를 확인할 수 있는 기술이 절실하다. 여기서, 상기 부등침하는 건축물의 기초 지반이 침하함에 따라 건축물의 여러 부분에서 불균등하게 침하를 일으키는 현상을 의미하는 것으로, 보통 침하가 전체적으로 동일하면 건축물에 파괴나 변상(變狀)을 일으키는 일이 거의 없으나 부등침하 현상이 발생하면 건축물이 경사지거나 변형하게 되어 균열이 생기기 쉬우며 건축물의 창문과 출입문이 잘 맞지 않고 건축물 내부에 누수가 발생되며 방음과 단열에 큰 문제점이 발생하게 된다. 이와 같은 부등침하의 원인으로는 지반이 연약한 경우, 연약층의 두께가 다른 경우, 건물이 이질지층에 걸려 있을 경우, 건물이 낭떠러지에 접근되어 있을 경우, 부주의한 일부 증축의 경우, 지하수위가 변경되었을 경우, 지하에 매설물이나 구멍이 있을 경우, 지반을 메운 땅일 경우 등에 부등침하가 발생된다. 이러한 부등침하를 측정하기 위한 +장치로, 종래에는 고가의 범용 침하계측기를 설치하여 각각의 지점에서 침하량을 계측하고 이 값을 상호 비교하여 부등침하량, 즉 기울기를 산출하고 있다.
그러면, 상기와 같은 종래 지반침하계측기를 도 1을 참고로 살펴보면, 몸체 내부에 물 등의 액체가 담겨지고, 그 몸체의 외면에 눈금(70)이 표시되며, 그 하부에 구멍(71)이 형성된 한 쌍의 투명한 측정용기부(72A-B)와; 상기 구멍(71)을 통해 측정용기부(72A-B)를 상호 연결하는 호스(73)를 포함하여 구성된다.
그리고 상기와 같은 한 쌍의 측정용기부(72A-B)는 서로 접하여 포개어진 상태에서 원기둥 형태를 이루는 반원통형 몸체로 이루어지고, 상기 반원통형 몸체의 선단부 외주면 에 나사부(74)가 형성되며, 상기 나사부(74)에 이들을 하나로 체결하는 뚜껑(도시안됨)이 나사 결합된다.
한편, 상기와 같은 종래 지반침하계측기의 시공 및 계측방법을 설명하면, 먼저, 각 측정용기부(72A-B)를 토목 및 건축 구조물의 벽면(75)에 동일한 높이로 일정간격을 두고 부착시킨다. 그리고 상기와 같이 각 측정용기부(72A-B)를 부착시킨 상태에서 각 측정용기부(72A-B)의 개방된 입구로 액체를 부은 다음 그 부어진 액체가 각 측정용기부(72A-B)의 눈금에 동일한 위치에서 멈추도록 조정한다. 즉, 상기 일측 측정용기부(72A)에 액체를 부을 경우 그 부어진 액체는 연결된 호스(73)를 통해 상대편 측정용 용기부(72B)로 이동시켜 양쪽 측정용기부(72A-B)의 액체가 동일한 눈금을 유지하여 수평을 맞추어주고 이 수평이 맞추어진 눈금(70)을 기록한다. 그리고 이 과정에서 토목 및 건축 구조물에 지반 침하가 발생될 경우 상기 측정용 용기부(72A-B)의 액체는 호스(73)를 통해 토목 및 건축 구조물이 침하되어 기울어지는 쪽으로 이동하게 되므로, 관찰자는 측정용 용기부(72A-B)의 처음 측정된 눈금(70)의 변화를 관찰하여 해당 토목 및 건축 구조물의 기울기를 육안으로 계측하여 지반침하를 계측 하게 된다.
그러나 상기와 같은 종래 지반침하계측기는 토목 및 건축 구조물의 침하여부를 육안을 통해서만 확인하는 방식이기 때문에 그 계측에 대한 신뢰성이 매우 크게 떨어졌으며, 또한 측정용 용기부에 액체를 넣어 측정하는 구조이나 그 내부에 수용된 액체가 자연 소모되어 이를 자주 충진 해주어야 할 뿐만 아니라 수평을 위한 수위조절을 수동으로 해주어야 하므로 그 계측의 정확성도 상당히 저하되었으며, 또한 별도의 알림수단이나 경보수단이 결여되어 지반침하여부를 제때에 파악하지 못함으로써 토목 및 건축 구조물의 보수시점도 놓치게 되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기위해 발명된 것으로, 건축구조물의 하부에 밀착매립되는 커버부재의 하단에 검출스프링을 구비하는 한편 토사지반의 상부에 밀착매립되는 철제로된 플레이트부재를 몸체 하부에 결합시킨 토사침하 센싱모듈부를 토목 및 건축 구조물이 시공된 토사 지반의 다수 곳에 각각 설치하고 복수의 검출방식으로 토사침하여부를 정밀하게 인지하여 토사침하에 따른 토목 및 건축 구조물의 붕괴에 대해 미리 적절히 대응할 수 있는 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 또 다른 목적은 일정범위지역의 지반에 산재되어 설치된 각 토사침하 센싱모듈장치로부터 검출된 토사침하 검출데이터들을 무선통신수단을 통해 취합하여 분석한후 해당 지역의 지반지도상에 다양한 표시항목으로 표시하여 관리하는 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기위한 본 발명은 토목 및 건축 구조물의 하단 기초면에 몸체의 외부면이 밀착 매립되며 내부 중앙 하단부에 고정부가 형성된 외측 커버부재와,
상기 외측 커버부재를 내측 상단에 수용결합시키고 내부가 중공으로 형성된 케이스 통부재와;
상기 케이스 통부재의 내부에 삽입 고정되고 토목 및 건축 구조물의 침하여부를 검출하여 모니터링 제어PC로 전송하는 토사침하 센싱모듈부재와;
상기 케이스 통부재의 하단에 위치하여 토목 및 건축 구조물의 토사지반의 상단부와 밀착시공되고 몸체의 상단부가 토사침하 센싱모듈부재의 하단부에 결합되는 철제구조로 된 플레이트 하중부재와;
상기 외측 커버부재의 고정부와 토사침하 센싱모듈부재의 상단 사이에 설치되어 토목 및 건축 구조물의 하단 기초면의 침하에 따라 탄성력이 변이되는 탄성스프링부재를 구비하는 토사침하 센싱모듈부를 포함하는 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치를 제공한다.
본 발명의 다른 특징은 토목 및 건축 구조물을 시공하기 전이나 시공한 후에 토사침하 센싱모듈부의 외측 커버부재가 토목 및 건축 구조물의 하단 기초면에 위치되도록 하는 한편 철제로 된 플레이트 하중부재가 토사지반의 상부에 매립되도록 매립시공한 후에 모니터링 제어PC가 각 토사침하 센싱모듈부와 통신시험을 실행하는 제1 과정과;
상기 제1 과정후에 모니터링 제어PC가 토목 및 건축 구조물의 지반 다수 곳에 각기 매립된 토사침하 센싱모듈부를 구동하여 각 토사침하 센싱모듈로부터 토목 및 건축 구조물의 동시침하 검출신호, 지반 토사침하 검출신호 및 토목 및 건축 구조물의 기울어짐 검출신호를 각기 수신하는 제2 과정과;
상기 제2 과정후에 모니터링 제어PC가 토목 및 건축 구조물의 콘크리이트 기초면과 토사 지반의 다수 곳에서 수집한 토목 및 건축 구조물의 동시침하 검출신호, 지반 토사침하 검출신호 및 토목 및 건축 구조물의 기울어짐 검출신호를 취합한후 각 토사침하 센싱모듈부가 설치된 위치의 해당 토목 및 건축 구조물의 콘크리이트 기초면과 토사 지반의 상태를 모니터링 분석한 다음 그 분석된 결과에 따라 토사침하여부를 판단하여 설정된 통신수단을 통해 외부로 통지하거나 경보표시모듈부를 통해 표시 경보하는 제3 과정을 포함하는 구성되되;
상기 토사침하 센싱모듈부재에는 탄성스프링부재를 고정할 수 있도록 몸체의 외측 상단에 스프링수용부가 형성되고 몸체의 중심부가 천공되는 내측 커버부재와, 상기 내측 커버부재의 내경부에 밀착 접촉지지되도록 날개부가 형성되고 몸체의 하단부 가장자리를 따라 걸림턱부재가 형성되는 상단보호부재와, 상기 상단보호부재가 수용부재의 결합턱부재에 걸림턱부재를 매개로 결합됨과 동시에 몸체의 하단부의 내측으로 철제구조로 된 플레이트 하중부재가 슬라이딩되도록 수용하며, 몸체의 외부면이 케이스 통부재에 삽입고정되는 내부가 중공인 수용부재를 더 포함하여 구성하고;
상기 상단보호부재에는 몸체 내측 상부에 일정이격과 두께를 갖고 고정 설치되어 상하부에 부품을 각기 고정할 수 있는 고정판부재와, 상기 고정판부재의 상부 중심에 고정 설치되어 내측 커버부재의 천공된 구멍을 경유하여 외측 커버부재와의 상호계측작용을 통해 토목 및 건축 구조물의 침하를 센싱하는 제1 거리측정센서와, 상기 고정판부재의 하부 중심에 고정 설치되어 원형판부재와의 계측상호작용을 통해 토목 및 건축 구조물이 시공된 지반의 토사침하여부를 센싱하는 제2 거리측정센서와, 상기 고정판부재의 상부에 고정 설치되어 토목 및 건축 구조물의 기울어짐을 센싱하는 기울기센서와, 상기 고정판부재의 일측에 설치되어 상기 제1 및 제2 거리측정센서와 기울기센서로부터 검출된 검출신호를 무선신호에 실어 모니터링 제어PC로 전송하는 무선모듈부를 더 포함하여 구성하며;
상기 수용부재에는 고정판부재의 하부에 위치하도록 수용부재의 내측에 설치되되, 상기 수용부재의 내측 벽부에 대칭되게 복수개 형성된 슬라이딩레일내에 결합되어 상하로 슬라이딩되는 원형판부재와, 상기 원형판부재와 고정판부재의 하부 사이에 각 단부가 고정 설치되어 플레이트 하중부재의 하부에 밀착되어 있는 토사지반의 토사침하여부에 따라 탄성력이 변이되는 검출스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치의 제어방법을 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 건축구조물의 하부 콘크리이트 기초면에 매립되는 커버부재의 하단에 검출스프링을 구비하는 한편 토사지반의 상부로 매립되는 철제로된 플레이트부재를 몸체 하부에 결합시킨 토사침하 센싱모듈부를 각각 다수곳에 설치하여 복수의 검출방식으로 토사침하여부를 모니터링 분석한후 그 분석된 결과에 따라 건축물 혹은 토사침하여부를 판단하여 설정된 통신수단을 통해 외부로 통지하므로 써, 토목 및 건축 구조물의 토사침하여부를 정밀하게 인지하여 토사침하에 따른 토목 및 건축 구조물의 붕괴에 대해 미리 적절히 대응할 수 있으므로 그에 따라 토목 및 건축 구조물의 구조안정성을 상당히 향상시키는 효과가 있다.
또한 상기 본 발명은 토사침하 센싱모듈부의 측면 몸체의 대칭되는 각 위치에 전동실린더의 일단을 결합시키고 전동실린더의 반대측 몸체를 상기 철제로된 플레이트부재에 각각 결합시켜 하부방향으로 신장시키므로써, 지반에 토사침하가 미세하게 발생하여 플레이트부재가 하부로 유동할 경우 하부로 신장되도록 설치된 전동실린더가 플레이트부재에 추가로 힘을 더 인가시키게 되기 때문에 플레이트부재가 지반의 미세침하에도 반응하여 하부로 유동하게 되므로 그에 따라 지반의 미세침하여부도 정밀하게 측정할 수 있는 효과도 있다.
더 나아가 상기와 같은 본 발명에 의하면, 일정범위지역의 지반에 산재되어 설치된 각 토사침하 센싱모듈장치로부터 검출된 토사침하 검출데이터들을 무선통신수단을 통해 취합하여 분석한후 해당 지역의 지반지도상에 다양한 표시항목으로 표시하여 관리하므로 써, 일정범위지역의 연약 지반에 대해 종합적으로 계측 관리할 수 있기 때문에 연약지반침하 과정에 대해 초기부터 체킹하고 그에 대한 대책을 수립하여 효과적으로 대응할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 종래 지반침하계측기의 일례를 설명하는 설명도.
도 2는 본 발명에 따른 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치가 설치된 일실시예를 설명하는 설명도.
도 3은 본 발명 토사침하 센싱모듈장치의 토사침하 센싱모듈부를 좀 더 구체적으로 설명하는 설명도.
도 4는 도 3의 토사침하 센싱모듈부를 개략적으로 분해한 사시도.
도 5는 본 발명 토사침하 센싱모듈장치를 이용하여 관리서버가 일정지역범위내에 있는 연약지반을 관리하는 일실시예를 설명하는 설명도.
도 6은 본 발명 토사침하 센싱모듈장치의 토사침하 센싱모듈부의 또다른 실시예를 좀 더 구체적으로 설명하는 설명도.
도 7은 도 6의 토사침하 센싱모듈부를 개략적으로 분해한 사시도.
도 8은 본 발명의 플로우차트.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 관련 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치가 설치된 일실시예를 설명하는 설명도이고, 도 3은 본 발명 토사침하 센싱모듈장치의 토사침하 센싱모듈부를 좀 더 구체적으로 설명하는 설명도이며, 도 4는 도 3의 토사침하 센싱모듈부를 개략적으로 분해한 사시도이고, 도 5는 본 발명 토사침하 센싱모듈장치를 이용하여 관리서버가 일정지역범위내에 있는 연약지반을 관리하는 일실시예를 설명하는 설명도이며, 도 6은 본 발명 토사침하 센싱모듈장치의 토사침하 센싱모듈부의 또다른 실시예를 좀 더 구체적으로 설명하는 설명도이고, 도 7은 도 6의 토사침하 센싱모듈부를 개략적으로 분해한 사시도이며, 도 8은 본 발명의 플로우차트이다.
본 발명에 따른 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와같이 토목 및 건축 구조물(1A-N)이 시공된 콘크리이트 기초면(5)에 다수개 설치되어 예컨대, 토목 및 건축 구조물 동시침하, 지반 토사침하 및 기울어짐 등을 포함한 지반의 변이 여부를 복수의 검출방식으로 검출하고 그 검출된 지반 변이 검출신호를 무선신호에 실어 외부로 전송하는 토사침하 센싱모듈부(2,2a-n)와;
상기 토사침하 센싱모듈부(2a-n)로부터 각기 무선신호로 전송되는 예컨대, 토목 및 건축 구조물 의 동시침하, 지반 토사침하 및 기울어짐 등을 포함한 복수의 지반변이 검출신호들을 취합하여 토목 및 건축 구조물의 변형이나 지반 및 토사침하여부를 모니터링 분석하고 그 분석된 결과에 따라 토목 및 건축 구조물의 변형이나 지반 및 토사침하여부를 정확히 판단하여 설정된 통신수단(21)을 통해 외부로 통지하는 모니터링 제어PC(3,3a-n)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 토목 및 건축 구조물(1A-N)중 토목 건축물에는 예컨대, 철도나 도로 그리고 항공기 활주로 등이 포함되고, 상기 건축구조물중에는 예컨대, 빌딩이나 주택 등이 포함된다.
그리고 상기 모니터링 제어PC(3,3a-n)의 일단에는 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 기울기나 콘크리이트 기초면 혹은 토사지반의 토사침하상태를 수치나 문자 혹은 경보신호로 생성시키는 경보표시모듈부(4)가 구비된다.
또한 상기 토사침하 센싱모듈부(2, 2a-n)는 도 3 내지 4에 도시된 바와같이 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 하단 콘크리이트 기초면(5)에 몸체의 외부면이 밀착 매립되며 내부 중앙 하단부에 고정부(24)가 형성된 외측 커버부재(25)와,
상기 외측 커버부재(25)를 내측 상단에 수용결합시키고 내부가 중공으로 형성된 케이스 통부재(26)와;
상기 케이스 통부재(26)의 내부에 삽입 고정되고 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 침하여부를 검출하여 모니터링 제어PC(3,3a-n)로 전송하는 토사침하 센싱모듈부재(27)와;
상기 케이스 통부재(26)의 하단에 위치하여 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 토사지반(10)의 상부에 밀착매립되고 몸체의 상단부가 토사침하 센싱모듈부재(27)의 하단부에 결합되는 철제구조로 된 플레이트 하중부재(28)와;
상기 외측 커버부재(25)의 고정부(24)와 토사침하 센싱모듈부재(27)의 상단 사이에 설치되어 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 하단 기초면(5)의 침하에 따라 탄성력이 변이되는 탄성스프링부재(29)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 토사침하 센싱모듈부재(27)에는 탄성스프링부재(29)를 고정할 수 있도록 몸체의 외측 상단에 스프링수용부(30)가 형성되고 몸체의 중심부가 천공되는 내측 커버부재(31)와,
상기 내측 커버부재(31)의 내경부에 밀착 접촉지지되도록 날개부(32)가 형성되고 몸체의 하단부 가장자리를 따라 걸림턱부재(33)가 형성되거나 혹은 체결수단(도시안됨) 이 형성되는 상단보호부재(8)와,
상기 상단보호부재(8)가 수용부재(11)의 결합턱부재(7)에 걸림턱부재(33)를 매개로 결합되거나 혹은 체결수단(도시안됨)을 매개로 내경부에 결합됨과 동시에 몸체의 하단부의 내측으로 철제구조로 된 플레이트 하중부재(28)가 슬라이딩되도록 수용하며, 몸체의 외부면이 케이스 통부재(26)에 삽입고정되는 내부가 중공인 수용부재(11)로 이루어진다.
이때, 상기 상단보호부재(8)에는 도 4에 도시된 바와같이 몸체 내측 상부에 일정이격과 두께를 갖고 고정 설치되어 상하부에 부품을 각기 고정할 수 있는 고정판부재(12)와,
상기 고정판부재(12)의 상부 중심에 고정 설치되어 내측 커버부재(31)의 천공된 구멍(34)을 경유하여 외측 커버부재(31)와의 상호계측작용을 통해 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 기초면(5)의 침하여부를 센싱하는 제1 거리측정센서(14)와,
상기 고정판부재(12)의 하부 중심에 고정 설치되어 원형판부재(16)와의 상호계측작용을 통해 토목 및 건축 구조물(1A-N)이 매립시공된 토사지반(10)의 토사침하여부를 센싱하는 제2 거리측정센서(18)와,
상기 고정판부재(12)의 일측에 설치되어 상기 제1 및 제2 거리측정센서(14,18)와 기울기센서(15)로부터 검출된 검출신호를 무선신호에 실어 모니터링 제어PC(3,3a-n)로 전송하는 무선모듈부(19)와,
상기 고정판부재(12)의 상부에 고정 설치되어 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 기울어짐을 센싱하는 기울기센서(15)를 더 포함하여 구성된다.
이에 더하여, 상기 수용부재(11)에는 고정판부재(12)의 하부에 위치하도록 수용부재(11)의 내측에 설치되되, 상기 수용부재(11)의 내측 벽부에 대칭되게 복수개 형성된 슬라이딩레일(13)내에 결합되어 상하로 슬라이딩되는 원형판부재(16)와, 상기 고정판부재(12)의 하부와 원형판부재(16)의 사이에 각 단부가 고정 설치되어 플레이트 하중부재(28)의 하부에 밀착되어 있는 토사지반(10)의 토사침하여부에 따라 탄성력이 변이되는 검출스프링(17)을 더 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 통신수단(21)에는 사물인터넷을 수행할 수 있는 인터넷과 이통망이 포함된다.
더 나아가, 상기 모니터링 제어PC(3,3a-n)의 일단에는 도 5에 도시된 바와같이 다수의 모니터링 제어PC(3,3a-n)로부터 설정된 통신수단(21)을 통해 각기 전송되는 토사침하여부 판단데이터를 취합하여 분석한후 해당 지역의 지반지도상에 다양한 표시항목으로 표시하여 종합적으로 관리하는 지역지반침하여부 관리서버(20)를 더 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 토사침하 센싱모듈부재(2a-n)만을 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 토사침하 센싱모듈부재(27)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와같이 탄성스프링부재(29)를 고정할 수 있도록 몸체의 상단에 스프링수용부(30)가 형성되고 몸체의 중심부가 천공되는 내측 커버부재(31)와,
상기 내측 커버부재(31)의 내경부에 밀착 접촉지지되도록 날개부(32)가 형성되고 몸체의 하단부 가장자리를 따라 걸림턱부재(33)가 형성되거나 혹은 체결수단(도시안됨) 이 형성되는 상단보호부재(8)와,
상기 상단보호부재(8)가 수용부재(11)의 결합턱부재(7)에 걸림턱부재(33)를 매개로 결합되거나 혹은 체결수단(도시안됨)을 매개로 내경부에 결합됨과 동시에 몸체의 하단부의 내측으로 철제구조로 된 플레이트 하중부재(28)가 슬라이딩되도록 수용하며, 몸체의 외부면이 케이스 통부재(26)에 삽입고정되는 내부가 중공인 수용부재(11)와,
상기 수용부재(11)의 내측 상부에 일정이격과 두께를 갖고 고정 설치되되 그 몸체의 상하부에 부품을 각기 고정할 수 있는 고정판부재(12)와,
상기 고정판부재(12)의 하부에 위치하도록 수용부재(11)의 내측에 설치되되, 상기 수용부재(11)의 내측 벽부에 대칭되게 복수개 형성된 슬라이딩레일(13)내에 결합돌기(23)를 매개로 결합되어 상하로 슬라이딩되는 원형판부재(16)와,
상기 고정판부재(12)의 하부와 원형판부재(16)의 사이에 각 단부가 고정 설치되어 지반(10)의 토사침하여부에 따라 탄성력이 변이되는 검출스프링(17)과,
상기 고정판부재(12)의 상부 중심에 고정 설치되어 내측 커버부재(31)의 천공된 구멍(34)을 경유하여 외측 커버부재(31)와의 상호계측작용을 통해 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 침하를 센싱하는 제1 거리측정센서(14)와,
상기 고정판부재(12)의 상부에 고정 설치되어 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 기울어짐을 센싱하는 기울기센서(15)와,
상기 고정판부재(12)의 하부 중심에 고정 설치되어 원형판부재(16)와의 상호계측작용을 통해 토목 및 건축 구조물(1A-N)이 시공된 토사지반(10)의 토사침하여부를 센싱하는 제2 거리측정센서(18)와,
상기 고정판부재(12)의 일측에 설치되어 상기 제1 및 제2 거리측정센서(18)와 기울기센서(15)로부터 검출된 검출신호를 무선신호에 실어 모니터링 제어PC(3,3a-n)로 전송하는 무선모듈부(19)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 케이스 통부재(26)의 하단에 위치하는 철제구조로 된 플레이트 하중부재(28)는 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 토사지반과 밀착 시공되면서, 상기 검출스프링(17)이 고정되어 있는 원형판부재(16)의 하부에 결합되므로써, 플레이트 하중부재(28)가 철제로 되어 일정하중을 하방으로 작용함에 따라 일정 탄성력으로 신장되어 있는 검출스프링(17)의 탄성력에 영향을 미치게 된다. 그리고 상기 상단보호부재(8)의 내측과 이에 대응하는 수용부재(11)의 외측 일단에는 걸림턱부재(33)를 매개로 결합되거나 혹은 체결수단(도시안됨)을 매개로 결합되므로써, 상단보호부재(8)와 수용부재(11)를 서로 결합시킬 수 있다. 그리고 상기 제1 및 제2 거리측정센서(18)와, 기울기센서(15) 및 무선모듈부(19)는 배터리(도시안됨)가 내장되어 있다.
한편, 상기와 같은 본 발명 토사침하 센싱모듈부(2, 2a-n)의 다른 실시예로는 도 6 내지 도 7에 도시된 바와같이 상기 토사침하 센싱모듈부재(27)의 수용부재(11)의 외측의 서로 대칭되는 복수의 위치에 전동실린더부재(35A-B) 예컨대, 솔레노이드 등을 설치할 수 있다.
즉, 상기 전동실린더부재(35A-B)는 전기회로부가 내장된 본체가 토사침하 센싱모듈부재(27)의 수용부재(11)의 외측에 설치되는 한편, 상기 전동실린더부재(35A-B)의 로드(36)는 플레이트 하중부재(28)의 상단에 체결수단(37) 예컨대, 힌지너트와 같은 결합수단을 통해 결합된다.
한편, 상기와 같은 본 발명에 따른 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치의 시공방법을 간단히 살펴보면, 먼저, 토목 및 건축 구조물(1A-N)을 시공하기 전이나 시공후에 도 2 내지 도 5에 도시된 바와같이 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 하단 기초면(5)의 다수 곳을 일정너비와 깊이로 구멍을 천공한 후에 그 천공구멍에 본 발명 센싱모듈장치의 토사침하 센싱모듈부(2a-n)를 각각 삽입시킨후 매립시공한다(상기 매립방법은 상기 방법에 국한되지 않고 다른 시공방법도 사용할 수 있다).
여기서, 상기 토사침하 센싱모듈부(2a-n)의 구조를 개략적으로 살펴보면, 케이스 통부재(26)와 그 상부에 결합된 외측 커버부재(25) 그리고 상기 케이스 통부재(26)의 하단으로 결합되는 플레이트 하중부재(28)로 구분된다. 그리고 상기 케이스 통부재(26)의 내부에는 상기 외측 커버부재(25)의 하부에 탄성스프링부재(29)를 매개로 상단보호부재(8)가 결합되며, 상기 상단보호부재(8)는 수용부재(11)의 결합턱부재(7)에 걸림턱부재(33)를 매개로 결합되거나 혹은 체결수단(도시안됨)을 매개로 결합되게 되고, 상기 수용부재(11)의 내부에 제1 및 제2 거리측정센서(18)와, 기울기센서(15) 및 무선모듈부(19)가 위치하며, 배터리(도시안됨)도 내장된다.
따라서, 상기와 같이 본발명의 토사침하 센싱모듈부(2a-n)가 매립될 경우 도 3과 도 6에 도시된 바와같이 토사침하 센싱모듈부(2a-n)의 외측 커버부재(25)는 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 하단 콘크리이트 기초면(5)에 몸체의 외부면이 밀착 매립되고, 상기 케이스 통부재(26)는 상기 토목 및 건축 구조물(1A-N)이 시공된 토사지반(10)의 상부에 밀착 매립되며, 동시에 플레이트 하중부재(28) 역시 상기 토목 및 건축 구조물(1A-N)이 시공된 토사지반(10)의 상부에 토사와 완전 밀착 매립된다.
이 과정에서, 상기 외측 커버부재(25)의 고정부(24)와 내측 커버부재(31)의 스프링수용부(30) 사이에 설치된 탄성스프링부재(29)가 일정 탄성력으로 신장된 상태를 유지하게 되는 한편, 상기 고정판부재(12)와 원형판부재(16)의 사이에 위치한 검출스프링(17) 역시 일정 탄성력으로 신장된 상태을 유지하면서 상기 원형판부재(16)의 하부에 결합된 철재로된 플레이트 하중부재(28)가 그 일정하중을 하방으로 작용함에 따라 하방으로 일정정도로 신장되는 영향을 받는 상태를 유지하게된다.
이때, 상기 검출스프링(17)은 수용부재(11)의 상부 몸체에 고정 설치된 고정판부재(12)의 하부와 수용부재(11)의 내부에서 유동 가능하도록 설치되는 원형판부재(16)의 사이에 각 단부가 고정 설치되고 하부 지반(10)의 토사침하여부에 의해 철재로된 플레이트 하중부재(28)가 하방으로 내려감에 따라 이 철재로된 플레이트 하중부재(28)에 결합되어 있는 원형판부재(16)가 수용부재(11)의 내부에서 유동할 경우 이에 대응하여 상기 원형판부재(16)의 상부에 고정 설치되어 있는 검출스프링(17) 역시 탄성력이 변이되도록 시공된다.
한편, 상기와 같이 본 발명의 토사침하 센싱모듈부(2a-n)가 매립될 경우 토사침하 센싱모듈부재(27)의 제1 거리측정센서(14)는 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 콘크리이트 기초면(5)에 밀착되어 있는 외측 커버부재(25)의 하부 중심면과 천공된 구멍을 통해 일정 이격거리를 항상 측정하게된다. 이때, 상기 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 침하 예컨대, 빌딩이나 주택에 침하가 발생할 경우 빌딩의 하부 기초면(5)이 외측 커버부재(25)의 상단으로 압력을 가하게되고 그에 따라 상기 외측 커버부재(25)가 케이스 통부재(26)의 내경을 따라 하방으로 눌려지게 된다. 그러면, 상기 외측 커버부재(25)의 고정부(24)와 내측 커버부재(31)의 스프링수용부(30) 사이에 설치된 탄성스프링부재(29)도 신장된 상태에서 그 눌려지는 거리만큼 하방으로 압축되게된다. 따라서, 상기 제1 거리측정센서(14)가 평상시에 측정하고 있던 이격거리도 건축 구조물(1A-N)의 침하 예컨대, 빌딩이나 주택에 침하가 발생함에 따라 그 측정거리도 짧아지게 된다. 그러므로, 상기 제1 거리측정센서(14)는 일정이격거리가 짧아지거나 길어지는 변이가 발생할 경우 이를 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 침하 예컨대, 빌딩이나 주택에 침하가 발생한 것으로 검출한후 그 동시침하 혹은 침하 검출신호를 무선모듈부(19)를 통해 모니터링 제어PC(3,3a-n)로 전송시키도록 시공된다. 또한 상기 과정중에 고정판부재(12)의 상부에 고정 설치되어 있는 기울기센서(15)는 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 기울어짐을 검출한다음 그 기울기 검출신호를 무선모듈부(19)를 통해 모니터링 제어PC(3,3a-n)로 전송시키도록 시공된다.
또한 상기 고정판부재(12)의 하부 중심에 고정 설치된 제2 거리측정센서(18)는 플레이트 하중부재(28)가 그 하단에 결합된 원형판부재(16)와 일정 탄성력으로 신장된 검출스프링(17)을 매개로 일정 이격거리를 유지하도록 시공된 후에 플레이트 하중부재(28)와 밀착되어 있던 지반(10)에 여러원인에 의해 토사침하가 발생할 경우 플레이트 하중부재(28)가 그 무게 때문에 토사가 빠진 하방으로 이동하게되므로 그에 따라 플레이트 하중부재(28)가 결합된 원형판부재(16)도 동시에 하방으로 이동하게 되어 검출스프링(17)의 탄성력도 더욱더 신장되어 변이되게 된다. 따라서, 상기와 같이 지반(10)의 토사가 침하되면 검출스프링(17)도 변이됨에 따라 원형판부재(16)와의 일정이격거리도 짧아지거나 길어지는 변이가 발생하되는데 이를 상기 제2 거리측정센서(18)가 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 지반에 토사침하가 발생한 것으로 센싱한후 그 지반 토사침하 검출신호를 무선모듈부(19)를 통해 모니터링 제어PC(3,3a-n)로 전송시키도록 시공된다.
여기서, 상기 외측 커버부재(31)는 장치 점검이나 수리를 위해 상부는 개방된 채로 매입하거나 혹은 외측 커버부재(31)의 상부를 매립할 경우에도 점검이나 수리가 가능하도록 얇게 매립될 수도 있고 매립방법은 그 시공상황에 맞게 처리된다.
따라서, 상기와 같은 시공방법으로 단일 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 기초면(5)에 토목 및 건축 구조물의 상태에 따라 토사침하 센싱모듈부(2a-n)가 1개 이상 다수개 매립 시공되게 된다.
한편, 상기 일실시예에서는 본 발명 센싱모듈장치의 토사침하 센싱모듈부(2a-n)를 토목 및 건축 구조물을 시공하기 전에 매립하는 것으로 설명하였으나, 이에 국한하지 않고 본 발명 센싱모듈장치의 토사침하 센싱모듈부(2a-n)를 토목 및 건축 구조물(1A-N)을 시공한 후에도 설치가 가능하다. 이 경우 상기 토사침하 센싱모듈부(2a-n)를 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 하단 기초면(5)의 다수 곳을 일정너비와 깊이로 코어천공을 한 후에 그 천공된 구멍에 본 발명 센싱모듈장치의 토사침하 센싱모듈부(2a-n)를 각각 삽입시키는 방식으로 매립할 수 있다.
한편, 상기와 같은 본 발명 토사침하 센싱모듈장치의 토사침하 센싱모듈부(2a-n)의 다른 실시예인 전동실린더부재(35A-B)의 경우 도 6 내지 도 7에 도시된 바와같이 상기 설명된 실시예에 동일하게 적용되되, 상기 토사침하 센싱모듈부재(27)의 수용부재(11)의 외측의 서로 대칭되는 복수의 위치에 설치하는 한편, 상기 전동실린더부재(35A-B)의 로드(36)를 플레이트 하중부재(28)의 상단에 체결수단(37) 예컨대, 힌지너트와 같은 결합수단을 통해 고정시킨다.
따라서, 상기 설명에서와 같이 플레이트 하중부재(28)와 밀착되어 있던 지반(10)에 여러원인에 의해 토사침하가 발생할 경우 상기 플레이트 하중부재(28)는 그 무게 때문에 토사가 빠진 하방으로 내려가게되는데, 이때 상기 전동실린더부재(35A-B) 역시 내부의 전기회로(도시안됨)에 의해 로드(36)가 하방으로 동작되어 그 결합되어 있는 플레이트 하중부재(28)에게 일정 힘을 가한 상태를 유지하고 있다가 지반(10)에 토사침하가 발생할 경우 플레이트 하중부재(28)가 더 정밀하게 작용하도록 시공된다.
다음에는 상기와 같은 본 발명에 따른 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치의 제어방방법을 설명한다.
본 발명의 방법은 도 8에 도시된 바와같이 토목 및 건축 구조물을 시공하기 전이나 시공한 후에 토사침하 센싱모듈부의 외측 커버부재가 토목 및 건축 구조물의 하단 기초면에 위치되도록 하는 한편 철제로 된 플레이트 하중부재가 토사지반의 상부에 매립되도록 매립시공한 후에 모니터링 제어PC가 각 토사침하 센싱모듈부와 통신시험을 실행하는 제1 과정(S1)과;
상기 제1 과정(S1)후에 모니터링 제어PC가 토목 및 건축 구조물의 지반 다수 곳에 각기 매립된 토사침하 센싱모듈부를 구동하여 각 토사침하 센싱모듈부로부터 토목 및 건축 구조물의 동시침하 검출신호, 지반 토사침하 검출신호 및 토목 및 건축 구조물의 기울어짐 검출신호를 각기 수신하는 제2 과정(S2)과;
상기 제2 과정(S2)후에 모니터링 제어PC가 토목 및 건축 구조물의 기초면과 토사지반의 다수 곳에서 수집한 토목 및 건축 구조물의 동시침하 검출신호, 지반 토사침하 검출신호 및 토목 및 건축 구조물의 기울어짐 검출신호를 취합한후 각 토사침하 센싱모듈이 설치된 위치의 해당 토목 및 건축 구조물의 기초면과 지반의 상태를 모니터링 분석한 다음 그 분석된 결과에 따라 토사침하여부를 판단하여 설정된 통신수단을 통해 외부로 통지하거나 경보표시모듈부를 통해 표시 경보하는 제3 과정(S3)을 포함하여 구성된다.
그리고 상기 제3 과정(S3)에는 지역지반침하여부 관리서버가 일정지역범위에 산재되어 설치된 각각의 모니터링 제어PC로부터 설정된 통신수단 예컨대, 사물인터넷을 수행할 수 있는 인터넷과 이통망을 통해 토사침하여부 판단데이터를 각기 전송받아 취합 분석한 다음 해당 지역의 지반지도상에 다양한 표시항목으로 표시하여 종합적으로 지역토사침하와 연약지반을 관리하는 제4 과정(S4)을 더 포함한다.
여기서, 상기 제2 과정(S2)에는 토사침하 센싱모듈부의 제1 거리측정센서가 고정판부재에 상부 중심에 고정 설치되어 토목 및 건축 구조물의 기초면에 밀착 매립되어 있는 외측 커버부재와 하부 중심면과 일정 이격을 유지하고 있다가 상기 일정이격거리가 짧아지거나 길어지는 변이가 발생할 경우 이를 토목 및 건축 구조물의 동시 침하가 발생한 것으로 인식하여 그에 대응하는 동시침하 검출신호를 무선모듈부를 통해 모니터링 제어PC로 전송시키는 동시침하 검출단계를 더 포함한다.
그리고 상기 제2 과정(S2)에는 토사침하 센싱모듈부의 제2 거리측정센서가 플레이트 하중부재가 그 하단에 결합된 원형판부재와 일정 이격을 유지하는 조건을 기준으로 설정된 후 토사지반에 토사침하가 발생하여 플레이트 하중부재의 작용으로 검출스프링의 탄성력이 변이됨에 따라 원형판부재와의 일정이격거리가 짧아지거나 길어지는 변이가 발생할 경우 이를 토목 및 건축 구조물의 토사지반에 토사침하가 발생한 것으로 인식하여 그에 대응하는 지반 토사침하 검출신호를 무선모듈부를 통해 모니터링 제어PC로 전송시키는 지반 토사침하 검출단계를 더 포함한다.
더 나아가, 상기 제3 과정(S3)에는 모니터링 제어PC가 토목 및 건축 구조물의 다수의 장소에 매립 시공된 각각의 토사침하 센싱모듈부로부터 입력되는 검출신호들을 분석판단 한 후 동일한 토목 및 건축 구조물내에서도 특정장소 혹은 검출위치에 따라 다르게 발생되는 토사침하나 건물의 기울어짐 정도를 정밀하게 파악한 다음 그 결과를 문자나 숫자 혹은 음성신호로 표시하는 정밀구조진단 단계를 더 포함한다.
환언하면, 본 발명에 따른 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와같이 토목 및 건축 구조물(1A-N)을 시공하기 전이나 시공한 후에 토사침하 센싱모듈부(2a-n)의 외측 커버부재(25)가 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 하단 기초면(5)에 위치되도록 하는 한편 철제로 된 플레이트 하중부재(28)가 토사지반(10)의 상부에 매립되도록 시공한다.
이때, 상기와 같이 본발명의 토사침하 센싱모듈부(2a-n)가 매립될 경우 토사침하 센싱모듈부(2a-n)의 외측 커버부재(25)는 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 하단 기초면(5)에 몸체의 외부면이 완전 밀착 매립되고, 상기 케이스 통부재(26)의 몸체의 측면은 도 3 및 도 6에 도시된 바와같이 상기 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 하단 기초면(5)에 매립되는 한편 상기 케이스 통부재(26)의 하단 즉, 플레이트 하중부재(28)는 상기 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 토사 지반(10)의 상부에 토사와 완전 밀착 매립된다.
이 과정에서, 상기 외측 커버부재(25)의 고정부(24)와 내측 커버부재(31)의 스프링수용부(30) 사이에 설치된 탄성스프링부재(29)가 일정 탄성력으로 신장된 상태를 유지하게 되는 한편, 상기 고정판부재(12)와 원형판부재(16)의 사이에 위치한 검출스프링(17) 역시 일정 탄성력으로 신장된 상태을 유지하면서 상기 원형판부재(16)의 하부에 결합된 철재로된 플레이트 하중부재(28)가 그 일정하중을 하방으로 작용함에 따라 하방으로 일정정도로 신장되는 영향을 받는 상태를 유지하게된다.
그리고 상기 검출스프링(17)은 수용부재(11)의 상부 몸체에 고정 설치된 고정판부재(12)의 하부와 수용부재(11)의 내부에서 유동 가능하도록 설치되는 원형판부재(16)의 사이에 각 단부가 고정 설치되고 하부 지반(10)의 토사침하여부에 의해 철재로된 플레이트 하중부재(28)가 하방으로 내려감에 따라 이 철재로된 플레이트 하중부재(28)에 결합되어 있는 원형판부재(16)가 수용부재(11)의 내부에서 유동할 경우 이에 대응하여 상기 원형판부재(16)의 상부에 고정 설치되어 있는 검출스프링(17) 역시 탄성력이 변이되도록 시공된다.
한편, 상기와 같이 본 발명의 토사침하 센싱모듈부(2a-n)가 매립될 경우 토사침하 센싱모듈부재(27)의 제1 거리측정센서(14)는 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 기초면(5)에 밀착되어 있는 외측 커버부재(25)의 하부 중심면과 천공된 구멍을 통해 일정 이격거리를 항상 측정하게된다. 이때, 상기 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 침하 예컨대, 빌딩이나 주택에 침하가 발생할 경우 빌딩의 하부 기초면(5)이 외측 커버부재(25)의 상단으로 압력을 가하게되고 그에 따라 상기 외측 커버부재(25)가 케이스 통부재(26)의 내경을 따라 하방으로 눌려지게 된다. 그러면, 상기 외측 커버부재(25)의 고정부(24)와 내측 커버부재(31)의 스프링수용부(30) 사이에 설치된 탄성스프링부재(29)도 신장된 상태에서 그 눌려지는 거리만큼 하방으로 압축되게 된다. 따라서, 상기 제1 거리측정센서(14)가 평상시에 측정하고 있던 이격거리도 건축 구조물(1A-N)의 침하 예컨대, 빌딩이나 주택에 침하가 발생함에 따라 그 측정거리도 짧아지게 된다. 그러므로, 상기 제1 거리측정센서(14)는 일정이격거리가 짧아지거나 길어지는 변이가 발생할 경우 이를 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 침하 예컨대, 빌딩이나 주택에 침하가 발생한 것으로 검출한후 그 동시침하 혹은 침하 검출신호를 무선모듈부(19)를 통해 모니터링 제어PC(3,3a-n)로 전송시키게 된다. 또한 상기 과정중에 고정판부재(12)의 상부에 고정 설치되어 있는 기울기센서(15)는 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 기울어짐을 검출한다음 그 기울기 검출신호를 무선모듈부(19)를 통해 모니터링 제어PC(3,3a-n)로 전송시키게 된다.
또한 상기 고정판부재(12)의 하부 중심에 고정 설치된 제2 거리측정센서(18)는 플레이트 하중부재(28)가 그 하단에 결합된 원형판부재(16)와 일정 탄성력으로 신장된 검출스프링(17)을 매개로 일정 이격거리를 유지하도록 시공된 후에 플레이트 하중부재(28)와 밀착되어 있던 지반(10)에 여러원인에 의해 토사침하가 발생할 경우 플레이트 하중부재(28)가 그 무게 때문에 토사가 빠진 하방으로 이동하게되므로 그에 따라 플레이트 하중부재(28)가 결합된 원형판부재(16)도 동시에 하방으로 이동하게 되어 검출스프링(17)의 탄성력도 더욱더 신장되어 변이되게 된다.
한편, 상기와 같은 제2 거리측정센서(18)의 측정과정중에 본 발명의 또다른 실시예인 전동실린더부재(35A-B)를 도 6 내지 도 7에 도시된 바와같이 더 구비하여 작동시킬 수가 있다. 즉, 상기 전동실린더부재(35A-B) 예컨대, 솔레노이드밸브의 몸체를 토사침하 센싱모듈부재(27)의 수용부재(11)의 외측의 서로 대칭되는 복수의 위치에 각각 설치하는 한편, 상기 전동실린더부재(35A-B)의 하부측에 위치한 로드(36)를 플레이트 하중부재(28)의 상단에 체결수단(37) 예컨대, 힌지너트와 같은 결합수단을 통해 각각 고정시킨다. 여기서, 상기와 같이 설치된 후의 검출과정중에 상기 플레이트 하중부재(28)와 밀착되어 있던 지반(10)에 여러원인에 의해 토사침하가 발생할 경우 상기 플레이트 하중부재(28)는 그 무게 때문에 토사가 빠진 하방으로 내려가게 되는데, 이때 상기 전동실린더부재(35A-B)의 로드(36) 역시 내부의 전기회로(도시안됨)에 의해 항상 하방으로 그 결합되어 있는 플레이트 하중부재(28)에게 일정 힘을 가한 상태를 유지하고 있다가 상기와 같이 지반(10)에 토사침하가 발생할 경우 플레이트 하중부재(28)를 좀 더 하부로 신속히 유동하도록 힘을 인가시키게 작용한다.
한편, 상기와 같이 플레이트 하중부재(28)의 하부에 위치한 지반(10)에 토사가 침하되면 상기 플레이트 하중부재(28)와 연동하는 검출스프링(17)도 변이됨에 따라 제2 거리측정센서(18)와 원형판부재(16) 사이의 일정이격거리도 짧아지거나 길어지는 변이가 발생하되는데 이를 상기 제2 거리측정센서(18)가 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 지반에 토사침하가 발생한 것으로 검출한후 그 지반 토사침하 검출신호를 무선모듈부(19)를 통해 모니터링 제어PC(3,3a-n)로 전송시키게 된다.
한편, 상기 검출과정중에 모니터링 제어PC(3,3a-n)는 토목 및 건축 구조물의 지반 다수 곳에 각기 매립된 토사침하 센싱모듈부(2,2a-n)을 구동하여 각 토사침하 센싱모듈부(2,2a-n)로부터 토목 및 건축 구조물의 동시침하 검출신호, 지반 토사침하 검출신호 및 토목 및 건축 구조물의 기울어짐 검출신호를 각기 수신한다. 그러면, 상기 모니터링 제어PC(3,3a-n)는 토목 및 건축 구조물의 기초면(5)과 지반(10)의 다수 곳에서 수집한 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 동시침하 검출신호, 지반 토사침하 검출신호 및 토목 및 건축 구조물의 기울어짐 검출신호를 취합한 후 각 토사침하 센싱모듈부(2,2a-n)이 설치된 위치의 해당 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 기초면(5)과 지반(10)의 상태를 모니터링 분석한 다음 그 분석된 결과에 따라 토사침하여부를 판단하여 설정된 통신수단(21)을 통해 외부로 통지하거나 표시경보모듈부(4)을 통해 표시 경보한다.
여기서, 상기 검출과정을 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 모니터링 제어PC(3,3a-n)는 토목 및 건축 구조물(1A-N)의 다수의 장소에 매립 시공된 각각의 토사침하 센싱모듈부(2a-n)로부터 입력되는 검출신호들을 분석판단 한 후 동일한 토목 및 건축 구조물내에서도 특정장소 혹은 검출위치에 따라 다르게 발생되는 토사침하나 건물의 기울어짐 정도를 정밀하게 파악한 다음 그 결과를 문자나 숫자 혹은 음성신호로 표시한다.
그러므로 상기와 같은 본 발명에 의하면, 토목 및 건축 구조물의 토사침하여부를 정밀하게 인지하여 토사침하에 따른 토목 및 건축 구조물의 붕괴에 대해 미리 적절히 대응할 수 있으므로 그에 따라 토목 및 건축 구조물의 구조안정성을 상당히 향상시킨다.
한편, 상기와 같은 검출과정후에, 지역지반침하여부 관리서버(20)는 일정지역범위에 산재되어 설치된 각각의 모니터링 제어PC(3,3a-n)로부터 설정된 통신수단(21) 예컨대, 사물인터넷을 수행할 수 있는 인터넷과 이통망을 통해 토사침하여부 판단데이터를 각기 전송받아 취합 분석한 다음 해당 지역의 지반지도상에 다양한 표시항목으로 표시하여 종합적으로 지역토사침하와 연약지반을 관리하게 된다.
따라서 상기와 같은 본 발명에 의하면, 일정범위지역의 지반에 산재되어 설치된 각 토사침하 센싱모듈장치로부터 검출된 토사침하 검출데이터들을 무선통신수단을 통해 취합하여 분석한후 해당 지역의 지반지도상에 다양한 표시항목으로 표시하여 관리하므로 써, 일정범위지역의 연약 지반에 대해 종합적으로 계측 관리할 수 있기 때문에 연약지반침하 과정에 대해 초기부터 체킹하고 그에 대한 대책을 수립하여 효과적으로 대응할 수 있게 된다.
여기서, 상기 모니터링 제어PC(3,3a-n)와 지역지반침하여부 관리서버(20)는 설정된 통신수단(21) 예컨대, 사물인터넷을 수행할 수 있는 인터넷과 이통망에 연결되어 있기 때문에 상기 본 발명에 따른 제어방법이 구현되는 어필을 지정된 관리자의 스마트폰(22)에 다운로드하여 활성화할 경우 상기 본 발명에 따른 토사침하 센싱모듈장치의 기능을 모두 제어할 수 있다.
1A-N: 토목 및 건축 구조물 2,2a-n: 토사침하 센싱모듈부
3,3a-n:모니터링 제어PC 4 : 경보표시모듈부
5 : 기초면 6 : 커버부재
7 : 결합턱부재 8 : 상단보호부재
9 : 하단 고정부 10: 지반
11: 수용부재 12: 고정판부재
13: 슬라이딩레일 14: 제1 거리측정센서
15: 기울기센서 16: 원형판부재
17: 검출스프링 18: 제2 거리측정센서
19: 무선모듈부 20: 지역지반침하여부 관리서버
21: 통신수단 22: 스마트폰
23: 결합돌기 24: 고정부
25: 외측 커버부재 26: 케이스 통부재
27: 토사침하 센싱모듈부재 28: 플레이트 하중부재
29: 탄성스프링부재 30: 스프링수용부
31: 내측 커버부재 32: 날개부
33: 걸림턱부재 34: 천공구멍
35A-B: 전동실린더부재 36: 로드
37: 체결수단

Claims (10)

  1. 토목 및 건축 구조물의 하단 기초면에 몸체의 외부면이 밀착 매립되며 내부 중앙 하단부에 고정부가 형성된 외측 커버부재와,
    상기 외측 커버부재를 내측 상단에 수용결합시키고 내부가 중공으로 형성된 케이스 통부재와;
    상기 케이스 통부재의 내부에 삽입 고정되고 토목 및 건축 구조물의 침하여부를 검출하여 모니터링 제어PC로 전송하는 토사침하 센싱모듈부재와;
    상기 케이스 통부재의 하단에 위치하여 토목 및 건축 구조물의 토사지반과 밀착시공되고 몸체의 상단부가 토사침하 센싱모듈부재의 하단부에 결합되는 철제구조로 된 플레이트 하중부재와;
    상기 외측 커버부재의 고정부와 토사침하 센싱모듈부재의 상단 사이에 설치되어 토목 및 건축 구조물의 하단 기초면의 침하에 따라 탄성력이 변이되는 탄성스프링부재를 구비하는 토사침하 센싱모듈부를 포함하는 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 토사침하 센싱모듈부재에는 탄성스프링부재를 고정할 수 있도록 몸체의 외측 상단에 스프링수용부가 형성되고 몸체의 중심부가 천공되는 내측 커버부재와,
    상기 내측 커버부재의 내경부에 밀착 접촉지지되도록 날개부가 형성되고 몸체의 하단부 가장자리를 따라 걸림턱부재가 형성되는 상단보호부재와,
    상기 상단보호부재가 수용부재의 결합턱부재에 걸림턱부재를 매개로 결합됨과 동시에 몸체의 하단부의 내측으로 철제구조로 된 플레이트 하중부재가 슬라이딩되도록 수용하며, 몸체의 외부면이 케이스 통부재에 삽입고정되는 내부가 중공인 수용부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상단보호부재에는 몸체 내측 상부에 일정이격과 두께를 갖고 고정 설치되어 상하부에 부품을 각기 고정할 수 있는 고정판부재와,
    상기 고정판부재의 상부 중심에 고정 설치되어 내측 커버부재의 천공된 구멍을 경유하여 외측 커버부재와의 상호계측작용을 통해 토목 및 건축 구조물의 침하를 센싱하는 제1 거리측정센서와,
    상기 고정판부재의 하부 중심에 고정 설치되어 원형판부재와의 계측상호작용을 통해 토목 및 건축 구조물이 시공된 지반의 토사침하여부를 센싱하는 제2 거리측정센서와,
    상기 고정판부재의 상부에 고정 설치되어 토목 및 건축 구조물의 기울어짐을 센싱하는 기울기센서와,
    상기 고정판부재의 일측에 설치되어 상기 제1 및 제2 거리측정센서와 기울기센서로부터 검출된 검출신호를 무선신호에 실어 모니터링 제어PC로 전송하는 무선모듈부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 수용부재에는 고정판부재의 하부에 위치하도록 수용부재의 내측에 설치되되, 상기 수용부재의 내측 벽부에 대칭되게 복수개 형성된 슬라이딩레일내에 결합되어 상하로 슬라이딩되는 원형판부재와, 상기 원형판부재와 고정판부재의 하부 사이에 각 단부가 고정 설치되어 플레이트 하중부재의 하부에 밀착되어 있는 토사지반의 토사침하여부에 따라 탄성력이 변이되는 검출스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 수용부재에는 전기회로부가 내장된 본체가 수용부재의 외측 서로 대칭되는 복수의 위치에 설치되는 한편 로드가 플레이트 하중부재의 상단에 체결수단을 통해 결합되는 전동실린더부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전동실린더부재는 솔레노이드밸브인 것을 특징으로 하는 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 토사침하 센싱모듈부에는 토사침하 센싱모듈부로부터 각기 무선신호로 전송되는 토목 및 건축 구조물의 동시침하, 지반 토사침하 및 기울어짐을 포함한 복수의 지반변이 검출신호들을 취합하여 토목 및 건축 구조물의 변형, 지반 및 토사침하여부를 모니터링 분석한후 그 분석된 결과에 따라 토목 및 건축 구조물의 변형, 지반 및 토사침하여부를 판단하여 설정된 통신수단을 통해 외부로 통지하는 모니터링 제어PC가 연결되는 것을 특징으로 하는 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링 제어PC의 일단에는 모니터링 제어PC로부터 설정된 통신수단을 통해 각기 전송되는 토사침하여부 판단데이터를 취합하여 분석한후 해당 지역의 지반지도상에 상기 건축 구조물의 변형, 지반 및 토사 침하 관련 정보를 시각적으로 표시하여 관리하는 지역지반침하여부 관리서버가 연결되는 것을 특징으로 하는 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치.
  9. 토목 및 건축 구조물을 시공하기 전이나 시공한 후에 토사침하 센싱모듈부의 외측 커버부재가 토목 및 건축 구조물의 하단 기초면에 위치되도록 하는 한편 철제로 된 플레이트 하중부재가 토사지반의 상부에 매립되도록 매립시공한 후에 모니터링 제어PC가 각 토사침하 센싱모듈부와 통신시험을 실행하는 제1 과정과;
    상기 제1 과정후에 모니터링 제어PC가 토목 및 건축 구조물의 지반 다수 곳에 각기 매립된 토사침하 센싱모듈부를 구동하여 각 토사침하 센싱모듈부로부터 토목 및 건축 구조물의 동시침하 검출신호, 지반 토사침하 검출신호 및 토목 및 건축 구조물의 기울어짐 검출신호를 각기 수신하는 제2 과정과;
    상기 제2 과정후에 모니터링 제어PC가 토목 및 건축 구조물의 기초면과 지반의 다수 곳에서 수집한 토목 및 건축 구조물의 동시침하 검출신호, 지반 토사침하 검출신호 및 토목 및 건축 구조물의 기울어짐 검출신호를 취합한후 각 토사침하 센싱모듈이 설치된 위치의 해당 토목 및 건축 구조물의 기초면과 지반의 상태를 모니터링 분석한 다음 그 분석된 결과에 따라 토사침하여부를 판단하여 설정된 통신수단을 통해 외부로 통지하거나 경보표시모듈부를 통해 표시 경보하는 제3 과정을 포함하는 구성되되;
    상기 토사침하 센싱모듈부재에는 탄성스프링부재를 고정할 수 있도록 몸체의 외측 상단에 스프링수용부가 형성되고 몸체의 중심부가 천공되는 내측 커버부재와, 상기 내측 커버부재의 내경부에 밀착 접촉지지되도록 날개부가 형성되고 몸체의 하단부 가장자리를 따라 걸림턱부재가 형성되는 상단보호부재와, 상기 상단보호부재가 수용부재의 결합턱부재에 걸림턱부재를 매개로 결합됨과 동시에 몸체의 하단부의 내측으로 철제구조로 된 플레이트 하중부재가 슬라이딩되도록 수용하며, 몸체의 외부면이 케이스 통부재에 삽입고정되는 내부가 중공인 수용부재를 더 포함하여 구성하고;
    상기 상단보호부재에는 몸체 내측 상부에 일정이격과 두께를 갖고 고정 설치되어 상하부에 부품을 각기 고정할 수 있는 고정판부재와, 상기 고정판부재의 상부 중심에 고정 설치되어 내측 커버부재의 천공된 구멍을 경유하여 외측 커버부재와의 상호계측작용을 통해 토목 및 건축 구조물의 침하를 센싱하는 제1 거리측정센서와, 상기 고정판부재의 하부 중심에 고정 설치되어 원형판부재와의 계측상호작용을 통해 토목 및 건축 구조물이 시공된 지반의 토사침하여부를 센싱하는 제2 거리측정센서와, 상기 고정판부재의 상부에 고정 설치되어 토목 및 건축 구조물의 기울어짐을 센싱하는 기울기센서와, 상기 고정판부재의 일측에 설치되어 상기 제1 및 제2 거리측정센서와 기울기센서로부터 검출된 검출신호를 무선신호에 실어 모니터링 제어PC로 전송하는 무선모듈부를 더 포함하여 구성하며;
    상기 수용부재에는 고정판부재의 하부에 위치하도록 수용부재의 내측에 설치되되, 상기 수용부재의 내측 벽부에 대칭되게 복수개 형성된 슬라이딩레일내에 결합되어 상하로 슬라이딩되는 원형판부재와, 상기 원형판부재와 고정판부재의 하부 사이에 각 단부가 고정 설치되어 플레이트 하중부재의 하부에 밀착되어 있는 토사지반의 토사침하여부에 따라 탄성력이 변이되는 검출스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 과정에는 토사침하 센싱모듈부의 제1 거리측정센서가 토목 및 건축 구조물의 기초면에 밀착매립되어 있는 외측 커버부재와 하부 중심면과 일정 이격을 유지하고 있다가 상기 일정이격거리가 짧아지거나 길어지는 변이가 발생할 경우 이를 토목 및 건축 구조물의 동시 침하가 발생한 것으로 인식하여 그에 대응하는 동시침하 검출신호를 무선모듈부를 통해 모니터링 제어PC로 전송시키는 동시침하 검출단계와;
    상기 토사침하 센싱모듈부의 제2 거리측정센서가 플레이트 하중부재가 그 하단에 결합된 원형판부재와 일정 이격을 유지하는 조건을 기준으로 설정된 후 지반에 토사침하가 발생하여 플레이트 하중부재의 작용으로 검출스프링의 탄성력이 변이됨에 따라 원형판부재와의 일정이격거리가 짧아지거나 길어지는 변이가 발생할 경우 이를 토목 및 건축 구조물의 지반에 토사침하가 발생한 것으로 인식하여 그에 대응되는 지반 토사침하 검출신호를 무선모듈부를 통해 모니터링 제어PC로 전송시키는 지반 토사침하 검출단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토목 및 건축 구조물의 토사침하 센싱모듈장치의 제어방법.
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