KR200313164Y1

KR200313164Y1 - 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체

Info

Publication number: KR200313164Y1
Application number: KR20-2003-0003231U
Authority: KR
Inventors: 장혁수; 이정영
Original assignee: 시지이엔씨주식회사
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2003-05-16

Abstract

본 고안은 지하수위 보다 낮게 축조되는 지하구조물의 바닥에 설치하여 피압상태하의 지하수를 수두차에 의한 자연배수 방식으로 집수정으로 집수하여 외부로 배출시켜, 지하수위 보다 낮은 지하구조물에 대한 양압력을 구조적으로 해결할 수 있도록 한 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체에 관한 것이다.

본 고안은 지하수위가 작용하는 모든 지하구조물에 설치가 가능하나, 특히 지하수의 양압력에 의해 손상된 기존 지하구조물의 안정성 회복 및 그 보수방법의 일환으로 유용하게 사용될 수 있다.

본 고안은 기 시공된 상부 마감콘크리트와 하부 버림콘크리트 두께를 포함한 바닥 매트기초로부터 기초지반까지 하향으로 일정한 직경과 깊이로 천공되는 천공홀과; 상기 천공홀내 바닥상에 소정의 크기와 두께로 포설되는 제1자갈층과; 상기 제1자갈층상에 수평하게 설치되면서 가운데에 중공부가 형성된 하부 간격제와; 상기 하부 간격제의 중공부 내측에 하단부 외측이 수직으로 삽입되면서 다수개의 구멍이 형성됨과 동시에 외측면을 부직포에 의해 감싼 유공관과; 상기 유공관의 외측면 주위로 소정의 크기와 두께로 포설되는 제2자갈층과; 상기 제2자갈층상에 수평하게 설치되면서 유공관의 외측으로 끼워지되, 가운데에 중공부가 형성된 중간 간격제와; 상기 중간 간격제상에 수평하게 설치되면서 유공관의 외측으로 끼워지되, 가운데에 중공부가 형성됨과 동시에 팽창성 재질로 이루어지는 방수링과; 상기 방수링상에 수평하게 설치되면서 유공관의 외측으로 끼워지도록 가운데에 중공부가형성된 상부 간격제와; 상기 유공관에 길이를 연장하도록 유공관의 일측에 소켓이 연결되고, 상기 소켓에 연결되는 배수관과; 상기 매트기초상에 일정한 두께로 배수관이 설치된 트렌치 마감을 위하여 타설 양생되는 무수축모르타르로 구성됨으로써, 수리균형에 의한 파괴원인으로 작용하는 양압력의 변화에 능동적으로 대처하여 기존 구조물의 전도 및 파괴를 예방할 수 있으며, 양압력에 의해 손상된 구조물의 안정성 회복 및 그 보수에 유용하게 적용될 수 있다.

Description

지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체{Relief point structure for treatment of up-lifting water pressure affecting underground structure}

본 고안은 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체에 관한 것으로, 특히 지하수위 보다 낮게 축조되는 지하구조물의 바닥에 설치하여 피압상태하의 지하수를 수두차에 의한 자연배수 방식으로 유출시켜, 지하수위 보다 낮은 지하구조물에 대한 양압력을 구조적으로 해결할 수 있도록 한 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체에 관한 것이다.

일반적으로 토목 및 지하구조물의 최종 바닥이 지하수위 하부에 설치될 경우에는 하강된 지하수위는 주변부 수위까지 원상 회복되려는 에너지가 발생되며, 이 에너지가 상부 구조물에 대하여 양압력으로 작용한다.

즉, 양압력은 구조물의 바닥부와 건물 주변부와의 수두차에 의해 발생되며, 정수압 개념에서의 양압력이란 피압 지하수가 수위면에 접하고 있는 구조물을 들어올리는 힘이라 정의할 수 있고, 그 크기는 일반적으로 지하수위 아래로 10M 깊이마다 1㎏/㎠로 나타낸다.

한편, 양압력이 지하구조물에 미치는 영향을 살펴보면, 우선 양압력이 지하구조물의 정하중보다 클 경우(P > Wd){여기서 P=양압력(㎏/㎠), Wd=건물 정하중(㎏/㎠ 또는 ton/㎡)}, 지하수위 하부에 축조된 구조물은 한쪽으로 기울던지 아니면 구조물에 균열이 발생되어, 최종적으로 파괴에 도달되며, 그 과정에서 지하수가 균열을 통하여 구조물 내로 유입됨에 따라 정신적, 물질적으로 막대한 피해를 입히게 된다.

예컨대, 건물의 단위 사하중이 3.5ton/㎡이고 건물 지하층이 자하수위 아래6M에 설치되었을 경우, 양압력(P)=0.6㎏/㎠ x 100㎝ x 100㎝ ÷ 1,000 = 6.0ton/㎡ 이고, 사하중(Wd)=3.5ton/㎡이므로, P(6.0ton/㎡) > Wd(3.5ton/㎡) 관계에서 양압력(P)이 건물 단위하중(Wd)보다는 2.5ton/㎡ 이 크므로, 균열의 발생 또는 지하수 유입에 따른 피해가 발생된다.

또한, 양압력이 지하구조물의 정하중보다 작을 경우, 구조물의 파괴에 이르는 피해는 없을 것이나 지하수위 하부에 있는 구조물의 콘크리트의 열화, 부실 시공부위 또는 시공접합부 등의 약선대를 통해서 지하수 유입에 따른 직, 간접적인 피해가 유발된다.

따라서, 현재 토목 및 건축현장에서는 양압력을 해소하기 위한 방법으로 구조물의 층수 또는 기초두께를 조정하는 상재하중 부과공법을 사용하거나, 건물 기초부에 어스앵커를 설치하는 어스앵커 설치공법 또는 건물 외곽부나 기초하부에 배수관을 설치하여 자연적인 양압력 제거를 유도하는 배수공법 등이 사용되고 있다.

우선, 상재하중 부과공법은 양압력을 극복하기 위한 수단으로 건물층수를 높이거나 건물 기초의 두께를 정상적인 경우보다 두껍게 축조하여 추가된 하중이 양압력을 억제토록 하였다.

상기한 상재하중 부과공법은 시공이 매우 간편하고 2차적인 문제가 유발되지 않는 장점이 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 상재하중 부과공법은 시공비가 많이 들고 중층일 경우에는 고도 제한에 따른 층간높이가 축소되며, 시공 후에 주변부의 지하수위가 낮아지면 공법 자체가 유명무실해 지는 것은 물론 지하수위가 예측치 보다 초과하여 상승할 경우에는 전혀 대책이 없고, 아울러 구조물 콘크리트의 완전 양생전에 발생되는 지하수압에 의한 구조물 파괴가 쉽게 일어나는 단점이 있다.

그리고, 어스앵커 설치공법은 부족한 건물 하중만큼 기초부에 어스앵커를 설치하여 건물이 뜨지 않도록 앵커방식을 사용하여 지반에 구조물을 고정시키는 공법이다.

상기한 어스앵커 설치공법은 구조물이 기초 암반과 일체화됨으로 부등침하를 방지할 수 있고, 지진 발생시에 건물 전도를 방지할 수 있는 장점이 있다.

그러나, 상기한 어스앵커 설치공법은 어스앵커의 완벽한 시공이 보장될 수 없고, 어스앵커용 철근 및 PC강재가 부식되어 절단될 경우에 연차적으로 끊어짐에 의해 와해될 수 있으며, 아울러 시공비가 많이 들고 높은 지하수압에 의해 유, 무형의 피해가 지속적으로 발생되며, 특히 구조물 콘크리트의 수압에 의한 초기 파괴를 막지 못하는 단점이 있다.

또한, 배수관 설치공법은 기초 하부로 유입되는 지하수위를 양압력이 형성되지 않도록 일정간격으로 배치된 배수로를 통하여 집수하여 집수정으로 유도한 후 외부로 펌핑하는 공법이다.

상기한 배수관 설치공법은 초기 투입비가 적게 들고, 지하수압 저하로 수압 파괴에 의한 폐해를 해소시킬 수 있는 장점이 있다.

그러나, 상기한 배수관 설치공법은 기초 저면이나 지하 벽체 외부에 설치되는 장치로써, 양압력 처리 미숙에 따른 기존 지하구조물의 파괴 및 전도시 이의 설치가 불가능하다는 단점이 있다.

즉, 상기한 바와 같은 종래의 양압력 해소방법들은 과다한 공사비의 추가부담이 있으며 양압력을 필요에 따라 효율적으로 조절하기 어렵고, 인근에서의 지하수위 상승요인이 발생될 경우에 기 설치된 공법이 쓸모 없게 될 뿐만 아니라, 지하수압 변화에 따라 바닥 및 벽체에 균열이 발생된 기존 구조물의 안정성 회복 및 복원은 불가능한 문제점이 있다.

이에, 본 고안은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하고 기존 구조물의 파괴나 전도가 이루어진 경우 이의 안정성 회복 및 복원을 위하여 안출된 것으로써, 지하수위 보다 낮게 축조되는 지하구조물의 바닥에 설치하여 피압상태하의 지하수를 수두차에 의한 자연 배수방식으로 외부로 유출시켜, 지하수위 보다 낮은 지하구조물에 대한 양압력을 구조적으로 해결할 수 있도록 한 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체는 지하수위가 작용하는 모든 지하구조물에 설치 가능하나, 특히 지하수위 양압력에 의해 손상된 기존 지하구조물의 안정성 회복 및 그 보수방법의 일환으로 유용하게 사용될 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체는 기 시공된 상부 마감콘크리트와 하부 버림콘크리트 두께를 포함한 바닥 매트기초로부터 기초지반까지 하향으로 일정한 직경과 깊이로 천공되는 천공홀과; 상기 천공홀내 바닥상에 소정의 크기와 두께로 포설되는 제1자갈층과;

상기 제1자갈층상에 수평하게 설치되면서 가운데에 중공부가 형성된 하부 간격제와; 상기 하부 간격제의 중공부 내측에 하단부 외측이 수직으로 삽입되면서 다수개의 구멍이 형성됨과 동시에 외측면을 부직포에 의해 감싼 유공관과; 상기 유공관의 외측면 주위로 소정의 크기와 두께로 포설되는 제2자갈층과;

상기 제2자갈층상에 수평하게 설치되면서 유공관의 외측으로 끼워지되, 가운데에 중공부가 형성된 중간 간격제와; 상기 중간 간격제상에 수평하게 설치되면서 유공관의 외측으로 끼워지되, 가운데에 중공부가 형성됨과 동시에 팽창성 재질로 이루어지는 방수링과;

상기 방수링상에 수평하게 설치되면서 유공관의 외측으로 끼워지도록 가운데에 중공부가 형성된 상부 간격제와; 상기 유공관에 길이를 연장하도록 유공관의 일측에 소켓이 연결되고, 상기 소켓에 연결되는 배수관과; 상기 매트기초상에 일정한 두께로 배수관이 설치된 트렌치 마감을 위하여 타설 양생되는 무수축모르타르로 구성됨을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체 중 공벽유지가

가능한 경우를 도시한 예시도,

도 2는 본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체 중 공벽유지가

불가능한 경우를 도시한 예시도,

도 3은 본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체의 방수링을

도시한 사시도,

도 4a는 본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체의 상하부

간격제를 도시한 사시도,

도 4b는 본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체의 하부

간격제를 도시한 사시도,

도 4c는 본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체의 상하부

간격제를 도시한 사시도,

도 5는 본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체의 부직포에

감싼 유공관을 도시한 사시도,

도 6의 (a) 내지 (f)는 본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체를 시공하는 단계를 도시한 시공 단면도.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

100 : 매트기초 110 : 버림 콘크리트

120 : 천공홀 130 : 제1자갈층

140 : 하부 간격제 142 : 중공부

144 : 천공부 146 : 절개부

150 : 유공관 152 : 구멍

154 : 부직포 160 : 제2자갈층

170 : 중간 간격제 172 : 중공부

180 : 방수링 182 : 중공부

190 : 상부 간격제 192 : 중공부

200 : 배수관 202 : 소켓

210 : 무수축 모르타르 220 : 마감 콘크리트

230 : 모래층 240 : 자갈층

250 : 트렌치

이하, 본 고안을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 지하구조물용 감쇄처리 구조체 중 공벽유지가 가능한 경우를 도시한 예시도이며, 도 3은 본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체의 방수링을 도시한 사시도이며, 도 4는 본 고안에 따른 지하구조물용 감쇄처리 구조체의 상하부 간격제를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체의 부직포에 감싼 유공관을 도시한 사시도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄 처리 구조체는 기 시공된 상부 마감콘크리트(220)와 하부 버림콘크리트(110) 두께를 포함한 바닥 매트기초(100)로부터 기초지반까지 하향으로 일정한 직경과 깊이로 천공되는 천공홀(120)과; 상기 천공홀(120)내 바닥상에 소정의 크기와 두께로 포설되는 제1자갈층(130)과;

상기 제1자갈층(130)상에 수평하게 설치되면서 가운데에 중공부(142)가 형성된 하부 간격제(140)와; 상기 하부 간격제(140)의 중공부(142) 내측에 하단부 외측이 수직으로 삽입되면서 다수개의 구멍(152)이 형성됨과 동시에 외측면을 부직포(154)에 의해 감싼 유공관(150)과;

상기 유공관(150)의 외측면 주위로 소정의 크기와 두께로 포설되는 제2자갈층(160)과; 상기 제2자갈층(160)상에 수평하게 설치되면서 유공관(150)의 외측으로 끼워지되, 가운데에 중공부(172)가 형성된 중간 간격제(170)와;

상기 중간 간격제(170)상에 수평하게 설치되면서 유공관(150)의 외측으로 끼워지되, 가운데에 중공부(182)가 형성됨과 동시에 팽창성 재질로 이루어지는 방수링(180)과; 상기 방수링(180)상에 수평하게 설치되면서 유공관(150)의 외측으로 끼워지도록 가운데에 중공부(192)가 형성된 상부 간격제(190)와;

상기 유공관(150)에 길이를 연장하도록 유공관(150)의 일측에 소켓(202)이 연결되고, 상기 소켓(202)에 연결되는 배수관(200)과; 상기 매트기초(100)상에 일정한 두께로 배수관(200)이 설치된 트렌치 마감을 위하여 타설 양생되는 무수축모르타르(210)로 구성된다.

여기서, 상기 제1자갈층(130)은 세척된 직경 5㎜∼10㎜이하의 균등한 강자갈을 사용하며, 천공홀(120)의 바닥으로부터 설계상의 깊이로 포설된다.

한편, 기초지반의 공벽유지가 불가능한 경우의 상기 하부 간격제(140)는 그 내측면 중공부(142)로부터 일정한 거리를 두고 원주를 따라 소정의 갯수의 천공부(144)가 형성된다.

또한, 기초지반의 공벽유지가 가능한 경우의 상기 하부 간격제(140)는 그 외주면으로부터 원주방향으로 소정의 간격마다 외측단이 다수개가 절개 형성되는 절개부(146)가 형성된 구조이다.

한편, 상기 방수링(180)은 벤트나이트 재질 또는 팽창성 고무재질로 형성된다.

즉, 본 고안에 따른 구조물용 양압력 방지 구조체는 천공홀(120), 제1자갈층(130), 하부 간격제(140), 유공관(150), 제2자갈층(160), 중간 간격제(170), 방수링(180), 상부 간격제(190), 배수관(200) 및 무수축 모르타르(210)가 유기적으로 결합되어 이루어진 구조로써,

지하구조물에 대한 양압력을 구조적으로 해결할 수 있도록 함을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 고안에 따른 구조물용 양압력 감쇄처리 구조체의 구축방법에 대해서 설명한다.

도 6의 (가) 내지 (바)는 본 고안에 따른 구조물용 양압력 감쇄처리 구조체를 시공하는 단계를 도시한 시공 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 구조물용 양압력 감쇄처리 구조체 구축방법은 기 시공된 상부 마감콘크리트(220)와 하부 버림콘크리트(110)의 두께를 포함한 바닥 매트기초(100)로부터 기초지반까지 하향으로 설계상의 깊이로 천공하여 천공홀(120)을 형성하는 단계;

상기 천공홀(120)내로 소정의 크기로 이루어진 자갈을 일정한 두께로 포설하여 제1자갈층(130)을 형성하는 단계;

상기 제1자갈층(130)상에 가운데에 중공부(142)와 절개부(146)나 천공부(144)가 형성된 하부 간격제(140)를 수평하게 설치하는 단계;

상기 하부 간격제(140)의 중공부(142)에 다수개의 구멍(152)이 형성됨과 동시에 구멍(152)이 부직포(154)에 의해 감싼 유공관(150)을 수직으로 관통 삽입하여 설치하는 단계;

상기 유공관(150) 외측면 주위로 소정의 크기로 이루어진 자갈을 일정한 두께로 포설하여 제2자갈층(160)을 형성하는 단계;

상기 제2자갈층(160)상에 설치하되, 유공관(150)의 외측면으로 가운데에 중공부(172)가 형성된 중간 간격제(170)를 끼워서 설치하는 단계;

상기 중간 간격제(170)상에 설치하되, 유공관(150)의 외측면으로 가운데에 중공부(182)가 형성됨과 동시에 벤토나이트 또는 팽창성 고무재질로 이루어진 방수링(180)을 끼워서 설치하는 단계;

상기 방수링(180)상에 설치하되, 유공관(150)의 외측면으로 가운데에중공부(192)가 형성된 상부 간격제(190)를 끼워서 설치하는 단계;

상기 유공관(150)에 그 길이를 연장하도록 유공관(150)의 일측에 소켓(202)을 연결하고, 이 소켓(202)의 타측에 배수관(200)을 연결하는 단계;

상기 매트기초(100)상에 일정한 두께로 배수관(200)이 설치된 트렌치 마감을 위하여 무수축모르타르(210)를 타설 양생하는 단계로 구성함을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1자갈층(130)은 세척된 직경 5㎜∼10㎜이하의 균등한 강자갈을 사용하며, 하부 간격제(140)로부터 자갈을 설계상의 깊이 및 두께로 포설한다.

즉, 본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체 구축방법은 천공홀(120) 형성단계, 제1자갈층(130) 형성단계, 하부 간격제(140) 설치단계, 유공관(150) 설치단계, 제2자갈층(160) 형성단계, 중간 간격제(170) 설치단계, 방수링(180) 설치단계, 상부 간격제(190) 설치단계, 배수관(200) 연결단계, 무수축 모르타르(210) 타설 및 양생단계를 순차적으로 시행하여, 지하구조물에 대한 양압력을 구조적으로 해결할 수 있는 양압력 감쇄처리 구조체를 시공하는 것이다.

상기한 바와 같은 단계를 통해 시공되는 본 고안에 따른 구조물용 양압력 감쇄처리 구조체 시공을 각 단계별로 나누어 설명한다.

먼저, 천공홀(120) 형성단계는 기 시공된 상부 마감콘크리트(220)와 하부 버림콘크리트(110)의 두께를 포함한 바닥 매트기초(100)로부터 기초지반까지 하향으로 설계상의 깊이로 천공하여 천공홀(120)을 형성한다.

즉, 콘크리트 천공기를 사용하여 기 시공이 완료된 상부 마감콘크리트(220)와 하부 버림콘크리트(110)의 두께를 포함한 바닥 매트기초(100)의 기초지반까지하향으로 설계상의 깊이로 천공하여 천공홀(120)을 형성함과 동시에 배수층을 형성하고, 상기 천공홀(120)내의 이물질을 깨끗이 청소한다.

그리고, 콘크리트커터와 핸드 브레이커를 사용하여 양압력 감쇄처리 구조체 설치부위 바닥의 매트기초(100)의 상부 마감콘크리트(220)를 배수관(200)을 매입할 수 있도록 일정폭과 깊이로 파쇄하여 트렌치(250)를 형성한다.

이어서, 제1자갈층(130) 형성단계는 상기 천공홀(120)내로 소정의 크기의 자갈을 일정한 두께로 포설한다.

즉, 천공홀(120)내로 포설하는 자갈은 깨끗하게 세척된 5㎜∼10㎜ 이하의 균등한 강자갈 사용을 원칙으로 하여, 천공홀(120)의 바닥으로부터 설계상의 깊이 및 두께로 포설한다.

그 후, 상기 하부 간격제(140) 설치단계는 제1자갈층(130)상에 수평하게 배치하되, 그 가운데에 중공부(142)가 형성됨과 동시에 전체적으로 원형으로 이루어진 구조이다.

즉, 상기 하부 간격제(140)는 그 중공부(142)에 삽입되는 유공관(150) 설치시 유공관(150)의 움직임이 없도록 하기 위하여 유공관(150)의 하부에 배치되며, 이러한 하부 간격제(150)는 아크릴이나 고무재질로 이루어진 것을 사용한다.

이어서, 상기 유공관(150) 설치단계는 하부 간격제(140)의 중공부(142)에 관통 삽입하되, 다수개의 구멍(152)이 형성되며, 부직포(154)에 의해 감싼 구조이다.

즉, 상기 유공관(150)의 구멍(152)은 제1자갈층(130)내로 유입된 침투 유입수를 유공관(150)내로 유도하는 역할을 수행하므로 유공관(150)의 구멍을 통해 내부에 이물질이 들어가지 않도록 부직포(154)로 감싸되, 상기 부직포(154)는 최소 이음장 10㎝ 이상 겹이음 되도록 하며, 상기 부직포(154)의 결속은 케이블 타이(미도시)나 결속선을 사용하여 결속토록 한다.

그 후, 상기 제2자갈층(160) 포설단계는 제1자갈층(130) 포설단계와 마찬가지로 세척된 5㎜∼10㎜ 이하의 균등한 강자갈을 사용하여, 하부 간격제(140) 및 유공관(150)을 설치한 후 유공관(150) 주위를 포설한다.

이때, 제2자갈층(160)은 자갈 포설시 유공관(150)의 움직임이나 손상에 유의하면서 설계 높이까지 자갈을 포설한다.

이어서, 상기 중간 간격제(170) 설치단계는 제2자갈층(160)의 자갈 포설이 완료된 후, 천공홀(120)내 유공관(150)에 설치한다.

이와 같은 중간 간격제(170)는 하부 간격제(150)와 동일재질인 아크릴이나 고무재질로 이루어진 것을 사용한다.

그 후에 상기 방수링(180) 설치단계는 중간 간격제(170)상에 방수처리를 위해 방수링(180)을 설치한다.

즉, 상기 방수링(180)은 중간 간격제(170)상에 설치함과 동시에 유공관(150)의 외측으로 끼워지며, 그 가운데가 중공부(182)를 이루며, 물과의 친화력이 강하며, 물에 담그면 흡수 팽창하여 방수효과를 발휘하는 성질을 갖는 벤토나이트 재질로 이루어진다.

특히, 상기한 방수링(180)은 벤토나이트 재질외에 팽창성 고무재질로 이루어진 것을 사용할 수도 있음을 밝혀둔다.

이어서, 상기 상부 간격제(190) 설치단계는 방수링(180)상에 배치되며, 유공관(150)에 끼워지며, 가운데에 중공부(192)가 형성된 구조이다.

즉, 상기 상부 간격제(190)는 방수링(180)상에 설치하되, 유공관(150)에 그 상부 간격제(190)의 중공부(192)가 끼워 설치하는 것으로, 방수링(180)이 지하수의 흡수로 말미암아 수직방향으로 팽창되는 것을 억제토록 한다.

특히, 상기 방수링(180)을 기준으로 하여 상하로 상부 간격제(190)와 중간 간격제(170)가 설치되어 있기 때문에 수분흡수로 인한 벤토나이트가 수직방향으로 팽창되는 것을 억제토록 하는 것이며, 수평방향으로의 팽창을 유도하는 것이다.

그 후에 상기 배수관(200) 연결단계는 유공관(150)에 소켓(202)을 이용하여 배수관(200)을 연결하는 단계이다.

즉, 기 설치된 유공관(150)을 연결하기 위해 유공관(150)의 상단을 L형, T형 등의 소켓(202)을 이용하여 연결하고, 상기 소켓(202)의 타단을 배수관(200)에 연결토록 한다.

여기서, 상기 유공관(150)이 다수개의 구멍(152)이 형성된 것을 사용하여 설치함에 비하여, 배수관(200)은 무공인 일반적인 배수용 PVC파이프를 사용하여 연결한다.

특히, 상기 배수관(200)을 집수정이나 건축물 벽체와 조적벽 사이에 설치된 공간벽 사이로 유도하여 양압력을 제거하여 더 이상의 양압력에 의하여 지하구조물이나 건축물의 기초 위해가 발생되지 않도록 한다.

최종적으로, 무수축 모르타르(210) 타설단계는 상기한 바와 같이 양압력 방지 구조체를 설치한 후, 상부 간격제(190)상과 천공홀(120)내를 트렌치(250)마감을 위하여 무수축 모르타르(210)를 타설, 양생시켜 구조체를 완성하는 단계이다.

상기한 바와 같은 구성 및 시공으로 이루어진 본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체는 지하수위 보다 낮게 축조되는 지하 구조물의 바닥에 설치하여 피압상태하의 지하수를 수두차에 의한 자연배수방식으로 외부로 유출시켜, 집수정으로 모아 외부로 배출함으로 지하수위 보다 낮은 지하구조물에 대한 양압력을 구조적으로 해결할 수 있는 작용효과가 있다.

또한, 본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체는 지하수위가 작용하는 모든 지하구조물에 설치 가능하나, 특히 지하수위 양압력에 의해 손상된 기존 지하구조물의 안정성 회복 및 그 보수방법의 일환으로 유용하게 사용될 수 있는 작용효과가 있다.

이하, 본 고안을 실시예를 예로 들어 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체중 공벽유지가 불가능한 경우(연약지반)를 도시한 예시도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 구조물용 양압력 감쇄처리 구조체는 기 시공된 바닥 상부 마감콘크리트(220)와 하부 버림콘크리트(110)의 두께를 포함한 기초지반까지 하향으로 설계상의 직경과 깊이로 천공되는 천공홀(120)과; 상기 천공홀(120)내로 버림 콘크리트(110)의 하부로 소정의 두께로 포설되는 모래층(230)과;

상기 모래층(230)상에 수평하게 설치되면서 가운데에 대칭으로 형성된 천공부(144)와 중공부(142)가 형성된 하부 간격제(140)와; 상기 하부 간격제(140)의 중공부(142)내로 수직으로 끼워지되, 다수개의 구멍(152)이 형성됨과 동시에 외측면을 부직포(154)로감싼 유공관(150)과;

상기 하부 간격제(140)상과 유공관(150) 외측면 주위로 소정의 크기와 두께로 포설되는 자갈층(240)과; 상기 자갈층(240)상에 수평하게 설치되면서 유공관(150)의 외측으로 끼워지되, 가운데에 중공부(172)가 형성된 중간 간격제(170)와; 상기 중간 간격제(170)상에 수평하게 설치되면서 유공관(150)의 외측으로 끼워지되, 가운데에 중공부(182)가 형성됨과 동시에 벤토나이트 재질로 이루어지는 방수링(180)과;

상기 방수링(180)상에 수평하게 설치되면서 유공관(150)의 외측으로 끼워지되, 가운데에 중공부(192)가 형성된 상부 간격제(190)와; 상기 유공관(150)에 그 길이를 연장하도록 유공관(150)의 일측에 소켓(202)이 연결되고, 상기 소켓(202)에 연결되는 배수관(200)과;

상기 매트기초(100)상에 일정한 두께로 배수관(200)이 설치된 트렌치(250) 마감을 위하여 타설 양생되는 무수축모르타르(210)로 구성된다.

여기서, 상기 자갈층(240)은 세척된 직경 5㎜∼10㎜이하의 균등한 강자갈을 사용하며, 하부 간격제(140)로부터 설계상의 깊이 및 두께로 자갈을 포설한다.

또한, 상기 하부 간격제(140)는 그 내측면 중공부(142)로부터 일정한 거리를 두고 원주를 따라 소정의 갯수의 천공부(144)가 형성된다.

그리고, 상기 하부 간격제(140)는 그 외주면으로부터 원주방향으로 소정의간격마다 외측단이 다수개가 절개 형성되는 절개부(146)가 형성된 구조이다.

즉, 본 고안에 따른 천공홀(120), 모래층(230), 하부 간격제(140), 유공관(150), 자갈층(240), 중간 간격제(170), 방수링(180), 상부 간격제(190), 배수관(200) 및 무수축 모르타르(210)가 유기적으로 결합되어 이루어진 구조로써, 구조물에 대한 양압력을 구조적으로 해결할 수 있도록 함을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체중 공벽유지가 불가능한 경우(연약지반)의 구축방법에 대해서 설명한다.

본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체 구축방법은 기 시공된 상부 마감콘크리트(220)와 하부 버림콘크리트(110)의 두께를 포함한 바닥 매트기초(100)로부터 하부에 배치된 기초지반까지 하향으로 설계상의 깊이로 천공하여 천공홀(120)을 형성하는 단계;

상기 천공홀내(120) 버림 콘크리트(110) 하부로 모래를 소정의 두께로 포설하여 모래층(230)을 형성하는 단계;

상기 모래층(230)상에 천공부(144)와 가운데에 중공부(142)가 형성된 하부 간격제(140)를 수평하게 설치하는 단계;

상기 하부 간격제(140)의 중공부(142)내에 다수개의 구멍(152)이 형성됨과 동시에 그 구멍(152)이 부직포(154)로 감싼 유공관(150)을 수직으로 관통 삽입하여설치하는 단계;

상기 하부 간격제(140)상과 유공관(150) 외측면 주위로 소정의 크기로 이루어진 자갈을 일정한 두께로 포설하여 자갈층(240)을 형성하는 단계;

상기 자갈층(240)상에 설치하되, 유공관(150)의 외측면으로 가운데에 중공부(172)가 형성된 중간 간격재(170)를 끼워서 설치하는 단계;

상기 중간 간격제(170)상에 설치하되, 유공관(150)의 외측면으로 가운데에 중공부(182)가 형성됨과 동시에 벤토나이트 재질로 이루어진 방수링(180)을 끼워서 설치하는 단계;

상기 방수링(180)상에 설치하되, 유공관(150)의 외측면으로 가운데에 천공부(192)가 형성된 상부 간격제(190)를 끼워서 설치하는 단계;

여기서, 상기 자갈층(240)은 세척된 직경 5㎜∼10㎜이하의 균등한 강자갈을 사용하며, 하부 간격제(140)상에 포설한다.

즉, 본 고안에 따른 구조물용 양압력 방지 구조체 구축방법은 천공홀(120) 형성단계, 모래층(230) 포설단계, 하부 간격제(140) 설치단계, 유공관(150) 설치단계, 자갈층(240) 포설단계, 중간 간격제(170) 설치단계, 방수링(180) 설치단계, 상부 간격제(190) 설치단계, 배수관(200) 연결단계, 무수축 모르타르(210) 타설 및양생단계를 순차적으로 시행하여, 구조물에 대한 양압력을 구조적으로 해결할 수 있는 양압력 감쇄처리 구조체를 시공하는 것이다.

상기한 바와 같은 단계를 통해 시공되는 본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체 시공을 각 단계별로 나누어 설명한다.

먼저, 천공홀(120) 형성단계는 기 시공된 상부 마감콘크리트(220)와 하부 버림콘크리트(110)의 두께를 포함한 바닥 매트기초(100)로부터 하향으로 기초 지반까지 일정한 설계상의 깊이로 천공하여 형성한다.

즉, 콘크리트 천공기를 사용하여 기 시공이 완료된 상부 마감콘크리트(220)와 하부 버림콘크리트(110)의 두께를 포함한 바닥 매트기초(100)로부터 기초지반까지 하향으로 설계상의 깊이로 천공하여 천공홀(120)을 형성함과 동시에 배수층을 형성하고, 상기 천공홀(120)내의 이물질을 깨끗이 청소한다.

그리고, 콘크리트 커터와 핸드 브레이커를 사용하여 양압력 감쇄처리 구조체의 설치부위 바닥의 매트기초(100)의 상부 마감콘크리트(220)를 배수관(200)을 매입할 수 있도록 일정폭과 깊이로 파쇄하여 트렌치(250)를 형성한다.

이어서, 상기 모래층(230) 포설단계는 천공홀(120)내의 공벽 유지가 어려울 경우 즉 연약지반인 경우에는 버림 콘크리트(110)의 하부에 모래를 포설하며, 침투 유입수에 의해 지반이 여굴될 수 있으므로 모래 포설시 여굴부위에 충전할 수 있도록 다짐을 실시하는 단계이다.

이어서, 상기 하부 간격제(140) 설치단계는 모래층(230)상에 수평하게 배치하되, 그 가운데에 중공부(142)가 형성됨과 동시에 일정간격으로 대칭으로천공부(144)형성되며, 전체적으로 원형으로 이루어진 구조이다.

즉, 상기 하부 간격제(140)는 그 중공부(142)에 삽입되는 유공관(150)의 설치시 유공관의 움직임이 없도록 하기 위하여 유공관(150)의 하부에 배치하며, 이러한 하부 간격제(150)는 아크릴이나 고무재질로 이루어진 것을 사용한다.

이어서, 상기 유공관(150) 설치단계는 하부 간격제(140)의 중공부(142)에 관통 삽입하면서 그 일측단이 모래층(230)에 매입되도록 한다.

상기 유공관(150)의 형상은 통상적인 PVC파이프에 다수개를 천공하여 구멍(152)을 천공하고, 이 유공관(150)의 외측을 부직포(154)에 의해 감싼 구조이다.

즉, 상기 유공관(150)의 구멍(152)은 모래층(230)내로 유입된 침투 유입수를 유공관(150)내로 유도하는 역할을 수행하므로 유공관(150)의 구멍(152)을 통해 내부에 이물질이 들어가지 않도록 부직포(154)로 감싸되, 상기 부직포(154)는 최소 이음장 10㎝ 이상 겹이음 되도록 하며, 상기 부직포(154)의 결속은 케이블 타이(미도시)나 결속선을 사용하여 결속토록 한다.

그 후에 상기 자갈층(240) 포설단계는 하부 간격제(140) 및 유공관(150)을 설치한 후 유공관(150)의 주위에 포설한다.

여기서, 상기 자갈층(240) 포설시 유공관(150)의 움직임이나 손상에 유의하여 설계 높이까지 포설한다.

그 후에, 상기 중간 간격제(170) 설치단계는 자갈층(240)의 포설이 완료된 후 바닥 매트기초(100)내에 유공관(150)에 설치한다.

이어서, 상기 방수링(180) 설치단계는 중간 간격제(170)상에 방수처리를 위해 방수링(180)을 설치한다.

즉, 상기 방수링(180)은 중간 간격제(170)상에 설치함과 동시에 유공관(150)의 외측으로 끼워지며, 가운데가 중공부(182)를 이루며, 물과의 친화력이 강하며, 물에 담그면 흡수 팽창하여 방수효과를 발휘하는 성질을 갖는 벤토나이트로 이루어진다.

이어서, 상기 상부 간격제(190) 설치단계는 방수링(180)상에 배치되며, 유공관(150)에 끼워지며, 가운데가 중공부(192)로 이루어진 구조이다.

즉, 상기 상부 간격제(190)는 방수링(180)상에 설치하되, 유공관(150)에 중공부(192)가 끼워 설치하는 것으로, 방수링(180)이 지하수의 흡수로 말미암아 수직방향으로 팽창되는 것을 억제토록 한다.

그 후에, 상기 배수관(200) 연결단계는 유공관(150)에 소켓(202)을 이용하여 배수관(200)을 연결하는 단계이다.

최종적으로, 무수축 모르타르(210) 타설단계는 상기한 바와 같이 양압력 방지 구조체를 설치한 후, 배수관(200)이 설치된 마감콘크리트(220)내의 트렌치(250) 마감을 위하여 무수축 모르타르(210) 타설, 양생시키는 단계이다.

상기한 바와 같은 구성 및 시공으로 이루어진 본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체는 바닥기초에 작용하는 수압을 현저히 감소시켜 기 발생된 균열이나 시공불량으로 인하여 발생되는 지하수의 유출이 더 이상 진행되지 않도록 하여 손상된 지하구조물의 안정회복 및 그 보수방법의 일환으로 유용하게 적용될 수 있는 작용효과가 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄처리구조체는 수리균형에 의한 파괴원인으로 작용하는 양압력의 변화에 능동적으로 대처하여 기존 구조물의 전도 및 파괴를 예방할 수 있으며, 양압력에 의해 손상된 구조물의 안정성 회복 및 그 보수방법의 일환으로 유용하게 적용될 수 있다.

또한, 본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체는 지하수위 보다 낮게 축조되는 구조물의 바닥에 설치하여 피압상태하의 지하수 수두차에 의한 자연배수방식으로 집수정으로 모아 외부로 배출하여 지하수위 보다 낮은 지하구조물에 대한 양압력을 구조적으로 해결할 수 있는 장점이 있다.

아울러, 본 고안에 따른 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체는 기초에 작용하는 수압을 현저히 감소시켜 기 발생된 균열이나 시공불량으로 인하여 발생되는 지하수의 유출이 더 이상 진행되지 않도록 하여 손상된 지하구조물의 안정성 회복 및 그 보수방법의 일환으로 유용하게 적용할 수 있는 장점도 있다.

Claims

기 시공된 상부 마감콘크리트와 하부 버림콘크리트 두께를 포함한 바닥 매트기초로부터 기초지반까지 하향으로 일정한 직경과 깊이로 천공되는 천공홀과;

상기 천공홀내 바닥상에 소정의 크기와 두께로 포설되는 제1자갈층과;

상기 제1자갈층상에 수평하게 설치되면서 가운데에 중공부가 형성된 하부 간격제와;

상기 하부 간격제의 중공부 내측에 하단부 외측이 수직으로 삽입되면서 다수개의 구멍이 형성됨과 동시에 외측면을 부직포에 의해 감싼 유공관과;

상기 유공관의 외측면 주위로 소정의 크기와 두께로 포설되는 제2자갈층과;

상기 제2자갈층상에 수평하게 설치되면서 유공관의 외측으로 끼워지되, 가운데에 중공부가 형성된 중간 간격제와;

상기 중간 간격제상에 수평하게 설치되면서 유공관의 외측으로 끼워지되, 가운데에 중공부가 형성됨과 동시에 팽창성 재질로 이루어지는 방수링과;

상기 방수링상에 수평하게 설치되면서 유공관의 외측으로 끼워지도록 가운데에 중공부가 형성된 상부 간격제와;

상기 유공관에 길이를 연장하도록 유공관의 일측에 소켓이 연결되고, 상기 소켓에 연결되는 배수관과;

상기 매트기초상에 일정한 두께로 배수관이 설치된 트렌치 마감을 위하여 타설 양생되는 무수축모르타르로 구성됨을 특징으로 하는 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체.
제 1항에 있어서, 상기 제1자갈층은 세척된 직경 5㎜∼10㎜이하의 균등한 강자갈이 사용됨을 특징으로 하는 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체.
제 1항에 있어서, 상기 하부 간격제는 그 내측면 중공부로부터 일정한 거리를 두고 원주를 따라 소정의 갯수의 천공부가 형성되거나,

외주면으로부터 원주방향으로 소정의 간격마다 외측단이 다수개가 절개 형성되는 절개부가 형성됨을 특징으로 하는 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체.
제 1항에 있어서, 상기 방수링은 벤트나이트 재질 또는 팽창성 고무재질로 형성됨을 특징으로 하는 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체.
기 시공된 상부 마감콘크리트와 하부 버림콘크리트 두께를 포함한 바닥 매트기초로부터 기초지반까지 하향으로 일정한 직경과 깊이로 천공되는 천공홀과;

상기 천공홀내로 버림콘크리트의 하부로 소정의 두께로 포설되는 모래층과;

상기 모래층상에 수평하게 설치되면서 가운데에 중공부가 형성된 하부 간격제와;

상기 하부 간격제의 중공부내로 수직으로 끼워지되, 다수개의 구멍이 형성됨과 동시에 외측면을 부직포에 의해 감싼 유공관과;

상기 하부 간격제상과 유공관 외측면 주위로 소정의 크기와 두께로 포설되는 자갈층과;

상기 자갈층상에 수평하게 설치되면서 유공관의 외측으로 끼워지되, 가운데에 중공부가 형성된 중간 간격제와;

상기 중간 간격제상에 수평하게 설치되면서 유공관의 외측으로 끼워지되, 가운데에 중공부가 형성됨과 동시에 팽창성 재질로 이루어지는 방수링과;

상기 방수링상에 수평하게 설치되면서 유공관의 외측으로 끼워지되, 가운데에 중공부가 형성된 상부 간격제와;

상기 유공관에 그 길이를 연장하도록 유공관의 일측에 소켓이 연결되고, 상기 소켓에 연결되는 배수관과;

상기 매트기초상에 일정한 두께로 배수관이 설치된 트렌치 마감을 위하여 타설 양생되는 무수축모르타르로 구성됨을 특징으로 하는 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체.
제 5항에 있어서, 상기 자갈층은 세척된 직경 5㎜∼10㎜이하의 강자갈로 형성됨을 특징으로 하는 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체.
제 5항에 있어서, 상기 방수링은 벤트나이트 재질 또는 팽창성 고무재질로 형성됨을 특징으로 하는 지하구조물용 양압력 감쇄처리 구조체.