KR20040098846A - 지반 진동 저감을 위한 방진벽 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 지반 진동 저감을 위한 방진벽에 관한 것으로서, 진동원으로부터 발생되어 지중으로 전달되는 지반 진동을 차단하여 건축물을 보호하는 지반 진동 저감을 위한 방진벽에 있어서, 상기 방진벽은 상기 진동원으로부터 상기 건축물로 진동이 진행되는 진행방향과 수직을 이루는 면에 대하여 경사지게 지중에 설치되는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 진동원으로부터 발생되어 지중으로 전달되는 지반 진동을 종래에 비하여 효과적으로 차단하여 건축물을 보호할 수 있다.

Description

지반 진동 저감을 위한 방진벽{Infilled trenches for reducing ground vibration}

본 발명은, 지반 진동 저감을 위한 방진벽에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 진동원으로부터 발생되어 지중으로 전달되는 지반 진동을 차단하여 건축물을 보호하는 지반 진동 저감을 위한 방진벽에 관한 것이다.

일반적으로 도로, 철도 등의 진동이 발생되는 진동원으로부터 가까이 있는 주변 건축물들은 진동원에서 발생되어 지중을 통하여 전달되어 오는 진동파에 의해서 진동된다. 이러한 진동파는 주변 건축물들에 심한 균열을 발생시킬 뿐만 아니라 생활환경을 저해하는 적지 않은 공해로 떠오르고 있다. 또한 이러한 진동 공해는 산업의 발전으로 인하여 생산시설의 규모가 증대되고 첨단화되고 있으므로 그 심각성이 점차 증대되어 정숙한 생활환경을 해치는 주된 민원의 대상이 되고 있으며, 진동허용치의 감소추세로 인해 이러한 현상은 더욱 심각해질 전망이다. 따라서 진동원으로부터 진동파를 차단하여 건축물을 진동으로부터 보호할 필요가 있게 된다. 특히 반도체공장의 경우와 같이 진동에 민감한 장비를 보유하고 있는 공장의 경우에는 외부로부터의 진동유입을 막기 위한 시설은 필수적이다.

진동을 저감시키기 위한 방법으로는, 진동원에서 진동의 발생 자체를 막는 방법, 진동 전파경로에서 진동을 차단하는 방법, 그리고 수진점에서 진동을 차단하는 방법이 있을 수 있다. 그러나 교통도로의 진동, 지하철에 의한 진동, 건설에 의한 진동 등의 산업 환경 진동의 경우 진동의 발생 자체를 막을 수는 없으며, 수진점이 광범위할 경우 모든 수진점에서 진동을 차단하는 것 역시 많은 비용의 지출을 피할 수 없다. 따라서 진동원이 확실할 경우 그 전파 경로 상에서 진동을 차단하는 방법이 가장 효과적일 수 있으며 현재 방진벽 또는 방진구 등의 방진구조물이 제안되고 있다.

방진벽은 지반과 임피던스가 서로 다른 층을 지중에 설치하여 경계에서 투과에너지를 감소시킴으로서 진동의 지반 전파를 차단하기 위한 것으로서, 진동에너지 대부분을 갖는 표면파가 수진점 즉 인체, 구조물이나 정밀장비 등에 미치는 영향을 감소시키기 위해 사용된다. 한편 이러한 방진벽 설치시 요구되는 성능, 안전성, 경제성 및 시공성을 모두 만족시키기 위해서는, 방진벽이 형성하는 이질 매질층이 주위의 지반밀도와 크게 다를 것이 요구된다.

도 1은 종래의 지반 진동 저감을 위한 방진벽의 설치단면도이고, 도 2는 도 2의 개략적인 평면도로서, 종래의 지반 진동 저감을 위한 방진벽(101)은, 진동원(103)으로부터 건축물(105)로 진동이 진행되는 진행방향 즉 진동의 진행방향(111)과 수직하게 설치된다. 여기서 방진벽의 재료로는 지반보다 강도가 작은 연성채움재 예를 들면 벤토나이트 슬러리가 사용되는데, 이는 진동의 진행방향(111)과 방진벽(101)이 수직인 경우 연성채움재의 투과율이 경성채움재보다 낮아 연성채움재가 경성채움재보다 진동 저감 효과가 뛰어난 것으로 알려져 있기 때문이다. 도 1 및 도 2에서 미설명 번호 113, 115는 각각 진동의 반사방향과 진동의 투과방향을 도시한다.

그런데, 종래의 지반 진동 저감을 위한 방진벽에 있어서는, 방진벽이 진동의 진행방향과 수직하게 설치되어 진동원으로부터 발생되어 지중으로 전달되는 지반 진동을 효과적으로 차단할 수 없는 문제점이 있었으며, 또한 방진벽이 주로 지반보다 강도가 작은 연성채움재로 되어 있어 방진벽을 경성채움재로 한 경우보다 시공성 및 안정성이 낮으며 유지보수가 어려운 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 종래의 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 진동원으로부터 발생되어 지중으로 전달되는 지반 진동을 종래에 비하여 효과적으로 차단하여 건축물을 보호할 수 있는 지반 진동 저감을 위한 방진벽을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 진동을 효과적으로 저감할 수 있는 동시에 시공성과 안정성도 확보할 수 있는 지반 진동 저감을 위한 방진벽을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 지반 진동 저감을 위한 방진벽의 설치단면도,

도 2는 도 2의 개략적인 평면도,

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지반 진동 저감을 위한 방진벽의 개략적인 평면도,

도 4는 경사각에 따른 연성채움재 및 경성채움재의 투과율을 비교 도시한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 지반 진동 저감을 위한 방진벽 3 : 진동원

5 : 건축물 11 : 진동의 진행방향

13 : 진동의 반사방향 15 : 진동의 투과방향

θ : 경사각

상기 목적은, 본 발명에 따라, 지중에 매설되어 진동원으로부터 발생되어 지중으로 전달되는 진동을 차단하여 건축물을 보호하는 지반 진동 저감을 위한 방진벽에 있어서, 상기 방진벽은 상기 진동원으로부터 상기 건축물로 진동이 진행되는 진행방향과 수직을 이루는 면에 대하여 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 지반 진동 저감을 위한 방진벽에 의해 달성된다.

여기서, 상기 방진벽은 상기 지반보다 강성이 큰 경성채움재인 것이 바람직하다.

그리고, 방진벽이 지반보다 강성이 큰 경성채움재인 경우, 상기 방진벽을, 지면과 수직을 이루고 상기 방진벽에 수직인 면과, 상기 진동원으로부터 상기 건축물로 진동이 진행되는 진행방향이 30°이상 90°미만의 각도를 이루도록 설치하면 진동 차단 효과에 있어 더 효과적이다.

또한, 상기 경성채움재는 콘크리트 블록으로 할 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지반 진동 저감을 위한 방진벽의 개략적인 평면도로서, 이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 지반 진동 저감을 위한 방진벽(1)은, 진동원(3)으로부터 건축물(5)로 진동이 진행되는 진행방향 즉 진동의 진행방향(11)과 수직을 이루는 면에 대하여 경사지게 지중에 설치되는 데, 보다 바람직하게는, 지면과 수직을 이루고 방진벽(1)에 수직인 면과, 진동원(3)으로부터 건축물(5)로 진동이 진행되는 진행방향이 이루는 각도 즉 경사각(θ)이 30°이상 90°미만이 되도록 설치된다. 그리고, 방진벽(1)은 지반보다 강성이 큰 경성채움재 즉 본 실시 예에서는 콘크리트 블록이다.

여기서, 경사각(θ)이 30°이상 90°미만이 되도록 경사각(θ)이 설치되는 것에 대하여 보다 상세히 설명하면, 도 4는 경사각에 따른 연성채움재 및 경성채움재의 투과율을 비교 도시한 도면으로서, 이에 도시된 바와 같이, 경사각(θ)이 0。인 경우 즉 방진벽(1)이 진동의 진행방향(11)과 수직하게 설치된 경우에는 'a'로 지시된 연성채움재가 'b'로 지시된 경성채움재보다 투과율이 더 낮아 진동차단 효과가 더 뛰어남을 볼 수 있으나 약 30°이후부터는 'a'로 지시된 경성채움재가 'b'로 지시된 연성채움재 보다 투과율이 더 낮아 진동차단 효과 면에서 더 우수한 성능을 보임을 알 수 있다. 따라서 방진벽(1)을 경성채움재로 사용하는 경우에는 경사각(θ)이 30°이상 90°미만이 되도록 방진벽(1)을 설치하는 것이 진동차단 효과에서 보다 유리하게 된다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 지반 진동 저감을 위한 방진벽의 작동에 대하여 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선 진동원(3)으로부터 진동이 발생되어 지중을 통하여 진동이 전파되다가 진동의 진행방향(11)과 소정의 경사각(θ)을 가지고 설치된 방진벽(1)을 마주치게 되면, 진동파의 일부는 진동의 반사방향(13)으로 반사되고 또 다른 일부는 방진벽(1)을 투과하여 진동의 투과방향(15)으로 진행하게 되나 대부분의 진동파는 방진벽(1)에서 흡수되어 소멸되게 되어 진동원(3)에서 발생된 지반 진동으로부터 건축물(5)을 보호하게 된다.

이상과 같이, 방진벽(1)을 진동원(3)으로부터 건축물(5)로 진동이 진행되는 진행방향과 수직을 이루는 면에 대하여 경사지게 설치함으로써, 진동원(3)으로부터 발생되어 지중으로 전달되는 지반 진동을 종래에 비하여 효과적으로 차단하여 건축물(5)을 보호할 수 있다. 또한 방진벽(1)을 경성채움재로 사용하게 되면 연성채움재를 사용하는 것보다 우수한 진동차단 성능을 실현할 수 있으며 시공성 및 안정성을 확보할 수도 있게 된다.

전술한 실시 예에서는, 방진벽(1)의 재료가 경성채움재 즉 콘크리트 블록인 것에 대하여 상술하였으나, 연성채움재로, 또는 연성채움재와 경성채움재가 조합된 복합재료로 방진벽(1)을 구성한 경우에도 방진벽(1)을 진동원(3)으로부터 건축물(5)로 진동이 진행되는 진행방향과 수직을 이루는 면에 대하여 경사지게 설치한 것이 진동차단 효과에서 보다 우수하다면 연성채움재와 경성채움재가 조합된 복합재로로 방진벽을 구성할 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 진동원으로부터 발생되어 지중으로 전달되는 지반 진동을 종래에 비하여 효과적으로 차단하여 건축물을 보호할 수 있도록 한 지반 진동 저감을 위한 방진벽이 제공된다.

또한, 진동원으로부터 건축물로 진동이 진행되는 진행방향과 수직을 이루는 면에 대하여 경사지게 설치한 방진벽을 경성채움재로 하게 되면 진동을 효과적으로 저감할 수 있는 동시에 시공성과 안정성도 확보할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 진동원으로부터 발생되어 지중으로 전달되는 지반 진동을 차단하여 건축물을 보호하는 지반 진동 저감을 위한 방진벽에 있어서,

   상기 방진벽은 상기 진동원으로부터 상기 건축물로 진동이 진행되는 진행방향과 수직을 이루는 면에 대하여 경사지게 지중에 설치되는 것을 특징으로 하는 지반 진동 저감을 위한 방진벽.
2. 제1항에 있어서,

   상기 방진벽은 상기 지반보다 강성이 큰 경성채움재인 것을 특징으로 하는 지반 진동 저감을 위한 방진벽.
3. 제2항에 있어서,

   상기 방진벽은, 지면과 수직을 이루고 상기 방진벽에 수직인 면과, 상기 진동원으로부터 상기 건축물로 진동이 진행되는 진행방향이 30°이상 90°미만의 각도를 이루도록 설치되는 것을 특징으로 하는 지반 진동 저감을 위한 방진벽.
4. 제2항에 있어서,

   상기 경성채움재는 콘크리트 블록인 것을 특징으로 하는 지반 진동 저감을 위한 방진벽.