KR20040108384A

KR20040108384A - 다기능 지반침하 계측장치

Info

Publication number: KR20040108384A
Application number: KR1020040100277A
Authority: KR
Inventors: 정인호
Original assignee: (주)지오넷
Priority date: 2004-12-02
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2004-12-23

Abstract

본 발명은 연약지반의 지반 침하 정도를 측정할 수 있는 지반침하 계측장치에 관한 것으로, 그 구성은 연약지반과 샌드층 내지 성토층에 수직으로 삽입되며, 그 성토층의 상부면에 설치되는 계측장치에 의하여 연약지반의 지반 침하 정도를 층별로 측정할 수 있는 층별 지반침하 계측장치와, 연약지반의 상부층면과 성토층 내지 샌드층 사이에 매립되어 연약지반의 지반 침하 정도를 자동으로 계측 가능한 매립형 지반침하 계측장치 및, 연약지반의 상부층면과 성토층 내지 샌드층 사이에 매립되되, 연약지반의 지반 침하 정도를 측정할 수 있는 침하봉과 상기 침하봉을 보호하는 주름 형상의 보호관은 성토층으로 돌출되어 설치되는 돌출형 지반침하 계측장치를 포함하여 일체형으로 구성된 것을 특징으로 다기능 지반침하 계측장치에 관한 것으로서, 상기 다기능 지반침하 계측장치는 한 장소에서 연약지반의 지반 침하 정도를 층별로 측정할 수도 있고, 또한 연약지반의 치반 침하 정도를 상기 매립형 지반침하 계측장치와, 상기 돌출형 지반침하 계측장치에서 동시에 측정하여 비교 분석함으로써, 연약지반의 지반 침하 정도를 계측장치를 기준으로 하여 상하로 측정하여 정밀도를 더욱 더 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

다기능 지반침하 계측장치{The universal instrumentation apparatus for the measure sinking value of the soft ground}

본 발명은 연약지반의 지반 침하 정도를 측정할 수 있는 계측장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한 장소에서 연약지반의 지반 침하 정도를 층별로 측정할 수도 있고, 또한 연약지반의 상부층면에 매설된 계측장치를 기준으로 하여, 그 계측장치의 상부로부터 연약지반의 지반 침하 정도를 측정함과 동시에 하부로부터도 연약지반의 지반 침하 정도를 측정하여 비교 분석함으로써, 연약지반의 지반 침하 정도를 더욱 더 정밀하게 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 다기능 지반침하 계측장치에 관한 것이다.

고속도로, 공항, 항만 또는, 공업단지 및 신시가지의 부지조성 등의 토목 관련 공사를 하기 위하여 연약지반 위에 흙을 성토할 경우, 그 기초가 되는 연약지반은 침하현상이 발생하는데, 이 때 그 연약지반의 침하 정도를 측정하는 것은 필수적이다.

왜냐하면, 시공현장에서 실제로 발생하는 계측값이 설계치와는 다른 값을 나타내기 때문이다. 따라서, 연약지반에서 압밀침하를 확인하기 위하여 다양한 측량 및 시험 공법들을 실시하고 있다.

그 중에 대표적인 몇가지 계측장치 및 그 계측장치를 이용하여 연약지반의 지반 침하 정도를 측정하는 방법을 언급하면, 첫째로 도 1에 도시된 바와 같이, 연약지반의 지반 침하 정도를 층별로 측정할 수 있는 층별 지반침하 계측장치가 있고, 둘째로 도 2에 도시된 바와 같이 연약지반의 상부층면에 매설되어 연약지반의 지반 침하 정도를 자동으로 계측 또는 측정할 수 있는 매립형 지반침하 계측장치가 있으며, 또한 셋째로 도 3에 도시된 바와 같이 연약지반의 상부층면에 매설하되, 연약지반의 지반 침하 정도를 측정할 수 있는 침하봉과 상기 침하봉을 보호하는 보호관은 성토층으로 돌출되어 설치되는 돌출형 지반침하 계측장치가 있다.

상기 층별 지반침하 계측장치(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 철판이나 자석링으로 만든 침하판(5)을 지하에 매설하고, 그 침하판(5) 가운데에 알루미늄관(4)을 묻고, 그 알루미늄 관(4) 속으로 줄자(7)에 의해 연결된 침하판(5)의 탐지봉(6)을 집어넣어, 리드아웃기(1)의 메타 눈금이 정중앙부에 오면, 탐지봉(6)이 침하판(5)의 매설위치까지 내려간 신호이므로 줄자(7)의 보관드럼(3)에서줄자(7)를 푸는 것을 중단하고, 탐지봉(6)에 연결된 줄자(7)의 눈금을 읽어서 침하판(5)의 깊이를 재는 방법이다.

상기와 같은, 지반침하 계측장치는, 사람이 직접 줄자(7)를 알루미늄 관(4) 속으로 주입함으로 인해 계측 시간이 많이 소요되고, 또한 상기 줄자(7)를 이용하여 계측할 때마다 상기 줄자(7)가 알루미늄 관(4) 속에서 좌우로 요동함으로 인해 계측 오차가 많이 발생하는 단점이 있었다. 그러나 상기와 같은 지반침하 계측장치를 이용한 계측방법도 필요에 따라서 공사현장에 적용되었다.

상기 매립형 지반침하 계측장치(20)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 연약지반(A)의 상부층면에 설치되는 침하판(21)과, 상기 침하판(21)의 상부면에 설치되며, 상기 침하판(21)의 침하량에 따라 비례하여 감소하는 와이어(27)의 변위길이를 권취하는 권취릴(22a)을 내장한 자동침하측정기(22)와, 상기 권취릴(22a)에 감기는 와이어(27)의 권취량을 측정하여, 그 측정된 권취량을 전기적 신호로 전환하는 데이터 적출기(23)와, 상기 데이터 적출기(23)에서 측정된 전기적 신호를 디지털 신호로 변환하여 표시하는 표시부(24)와, 상기 데이터 적출기(23)와 표시부(24)를 연결하는 케이블(25)과, 상기 침하판(21)의 하부에 설치되어 그 침하판(21)의 침하량에 따라 수축되는 주름 형상의 관(26)과, 상기 주름 형상의 관(26)에 삽입되어 연약지반의 지반 침하 정도에 따라 길이가 변위되는 와이어(27)와, 상기 와이어(27)의 끝단에 설치되며, 기반암(D)의 상부층에 고정설치되는 고정 무게추(28)와, 상기 고정 무게추(28)를 기반암에 수평으로 설치할 수 있도록 그 고정 무게추(28)의 측면으로 설치되는 고정앵커(29)를 포함하여 구성된 것으로서, 상기 침하판(21)이 침하될 때 그 침하판(21)이 침하되는 폭에 따라 와이어(27)의 길이가 변위되며, 이때 와이어(27)를 권취하는 권취릴(22a)의 회전수에 따라 연약지반의 지반 침하량을 측정하는 방법이다.

상기와 같은, 지반침하 계측장치는, 연약지반의 지반 침하 정도를 자동으로 측정할 수 있고, 또한 지반침하 계측장치가 지반의 지중에 매설되어 있어서 공사에 장애가 되지 않아 시공 속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

상기 돌출형 지반침하 계측장치(30)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 연약지반(A)의 지중 내부에 설치되며, 철판으로 형성된 침하판(31)과, 상기 침하판(31)의 상부면의 중앙부에 용접으로 부착되는 막대 형상의 침하봉(33)과, 상기 침하판(31)과 수직 거리로 일정 거리 이격되어 설치되며, 상기 침하봉(33)을 보호하기 위한 철판의 원통형 보호관(35)과, 상기 침하판(31)과 수직 거리로 일정 거리 이격되어 설치되며, 상기 철판의 원통형 보호관(35)의 외측면에 다수개 고정 설치되며, 상기 철판의 원통형 보호관(35)이 연약지반(A)의 하부로 침하되는 것을 방지하며, 상기 철판의 원통형 보호관(35)이 지표면의 성토층(C)과 수직을 유지할 수 있도록 하는 지지대(37)를 포함하여 구성된다.

상기와 같은, 지반침하 계측장치에 의하여 연약지반(A)의 지반 침하 정도를 측정하는 방법은, 상기 침하판(31)이 일정한 간격으로 수직 침하가 되지 않고, 불규칙적으로 침하될 때(부등침하), 상기 침하봉(33)이 철판의 원통형 보호관(35)의 내측에접촉되어, 상기 침하봉(33)이 지표면의 성토층(C)으로부터 수직을 유지하지 못하여, 연약지반의 지반 침하 정도를 정확하게 측정할 수 없는 문제점이 있었다. 또한 연약지반의 지반 침하 정도를 측정하기 위해서는, 상기 철판의 원통형 보호관(35)의 상부 수평면을 기준으로 하여, 상기 침하봉(33)의 길이를 측정한 다음 일정시간이 경과한 후 침하봉(33)의 길이를 측정하여 그 차이로 침하정도를 측정하는 것이어서, 작업자가 측정수단(레벨)을 이용하여 그 차이를 일일이 측정함으로 인한 오차가 실침하량과 상당한 차이가 발생하는 문제점이 있었다.

그러나, 상기와 같은, 지반침하 계측장치를 이용하여 측정되어진 계측자료를 종합 분석하여 예상 침하량 및 잔류 침하량을 산정하였으며, 복토(성토)에 따른 수평변위 혹은 일일 침하량등을 비교 분석하여 상재하중 증가에 따른 연약지반의 이상유무를 파악하였다. 이러한 분석작업을 통하여 얹어진 연약지반의 지반 침하량은 연약지반의 시공전반에 관한 필요한 자료로 사용되었다.

상기와 같은, 지반침하 계측장치는, 공사 현장의 사항에 따라서, 한 종류의 계측장치를 연약지반에 다수개 설치하는 경우와, 아니면 상기 3가지 지반침하 계측장치를 그룹단위로 연약지반에 다수개 설치하는 경우와, 또는 상기 3가지 지반침하 계측장치를 다양한 경우의 수로 하여 연약지반에 다수개 설치하는 경우가 있다. 위와 같이, 상기 지반침하 계측장치는 연약지반의 상부층에 안착되어 복토(성토)에 의하여 매립되며, 그 성토층을 이루는 모든영역에 일정한 간격으로 유지되면서 다수개 설치된다.

위와 같이, 공사 현장에 따라서 연약지반의 지반 침하 정도를 측정하는 방법 및 지반침하 계측장치는 다양하다.

한편, 연약지반의 지반 침하 정도를 측정하는 방법에 있어서, 한 종류의 지반침하 계측장치를 이용하여 측정하는 것보다는, 두 종류의 지반침하 계측장치를 사용하는 것이 더 정밀하게 측정할 수 있고, 또한 세 종류의 지반침하 계측장치를 사용하는 것이 두 종류의 지반침하 계측장치를 사용하는 것보다 더 정밀하게 측정할 수 있다.

따라서, 현재 가장 많이 사용되는 방법은, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 지반침하 계측장치를 그룹단위로 묶어서 일정한 간격을 두고 연약지반과 샌드층 내지 성토층으로 이루어진 지반에 설치하여 연약지반의 지반 침하 정도를 측정하였다.

이때, 연약지반에 각각의 지반침하 계측장치, 즉 층별 지반침하 계측장치와 매립형 지반침하 계측장치 및 돌출형 지반침하 계측장치를 개별적으로 설치하여야 할 경우, 설치비용과 인력이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같이 세 종류의 지반침하 계측장치를 이용하여 연약지반의 지반 침하 정도를 측정하는 방법에 의해서 측정된 연약지반의 침하량은, 한 종류의 계측장치를 여러 장소에 설치하여 측정하는 것보다는 조금 더 정밀한 효과는 있었나, 한 장소에서 측정되는 것이 아니어서, 연약지반의 지반 침하 정도의 측정값에 있어 정밀도가 떨어지는 문제점이 있었다.

왜냐하면, 지반침하 계측장치는, 그 정밀도가 서로 조금씩 다르기 때문에 한 종류의 지반침하 계측장치를 이용하여 연약지반의 침하 정도를 측정할 경우, 상기 지반침하 계측장치에 의하여 측정된 연약지반의 지반 침하량을 검증할 수 없는 문제점이 있어, 그 침하량에 있어 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 연약지반의 지반 상태가 장소에 따라서 조금씩 다르기 때문에 상기와 같은 동일한 문제점이 있었다.

따라서, 연약지반의 지반 침하 정도를 더욱 더 정밀하게 측정하기 위해서는 서로 다른 지반침하 계측장치를 일정한 간격을 두고 설치하는 것이 바람직하며, 현재 연약지반의 침하 정도를 정밀하게 측정하는 방법도 위와 같은 방법을 많이 채택하고 있다.

그러나, 상기와 같은 방법도 역시, 연약지반의 한 장소에 층별 지반침하 계측장치와, 매립형 지반침하 계측장치 및 돌출형 지반침하 계측장치를 수직으로 설치할 수 없는 문제점이 있어, 상기와 같은 방법 및 지반침하 계측장치에 의하여 측정되는 연약지반의 침하량도 그 정밀도가 정확하지 않은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 한 장소에서 연약지반의 지반 침하 정도를 층별로 측정할 수도 있고, 또한 연약지반의 상부층면에 매설된 계측장치를 기준으로 하여, 그 계측장치의 상부로부터 연약지반의 지반 침하 정도를 측정함과 동시에 하부로부터도 연약지반의 지반 침하 정도를 측정하여 비교 분석함으로써, 연약지반의 지반 침하 정도를 더욱 더 정밀하게 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 다기능 지반침하 계측장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 연약지반의 지반 침하 정도를 측정할 수 있는 층별 지반침하 계측장치를 계략적으로 도시한 상태도.

도 2는 종래의 또 다른 연약지반의 지반 침하 정도를 측정할 수 있는 매설형 지반침하 계측장치를 계략적으로 도시한 상태도.

도 3은 종래의 또 다른 연약지반의 지반 침하 정도를 측정할 수 있는 돌출형 지반침하 계측장치를 계략적으로 도시한 상태도.

도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 지반침하 계측장치를 연약지반에 전체적으로 도시한 상태도.

도 5는 본 발명의 연약지반의 지반 침하 정도를 측정할 수 있는 다기능 지반침하 계측장치를 연약지반에 계략적으로 도시한 상태도.

도 6은 도 5의 다기능 지반침하 계측장치를 계략적으로 분리한 분리 사시도.

도 7은 본 발명의 다기능 지반침하 계측장치의 침하판의 형성 상태를 계략적으로 나타낸 상태도.

도 8은 본 발명의 안착구에 침하봉이 안착된 상태를 나타낸 단면도.

도 9는 본 발명의 스페이스관의 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

200. 층별 지반침하 계측장치 210,41,610. 침하판

212,671. 관통구 220. 원통형 관

230,420. 주름 형상의 관 240. 줄자

250. 자석 260. 탐지봉

270. 리드아웃기 280,460. 권취릴

290. 전송 케이블

400. 매립형 지반침하 계측장치 430. 와이어

440. 고정 무게추 450. 고정앵커

470. 자동침하측정기 480. 데이터 적출기

490. 표시부

600. 돌출형 지반침하 계측장치 611. 철근

612. 콘크리트 613. 공간부

620. 안착구

630. 침하봉

631. 회동편 632. 눈금

640. 주름 형상의 보호관 650. 지지대

660. 철근망 661. 가로 철근

662. 세로 철근

670. 스페이스관 672. 링

673. 지지대

A. 연약지반 B. 샌드층

C. 성토층 D. 기반암

E. 혼합액

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연약지반의 지반 침하 정도를 측정할 수 있는 다기능 지반침하 계측장치는, 연약지반과 샌드층 내지 성토층에 수직으로 삽입되며, 그 성토층의 상부면에 설치되는 계측장치에 의하여 연약지반의 지반 침하 정도를 층별로 측정할 수 있는 층별 지반침하 계측장치와, 연약지반의 상부층면과 성토층 내지 샌드층 사이에 매립되어 연약지반의 지반 침하 정도를 자동으로 계측 가능한 매립형 지반침하 계측장치 및, 연약지반의 상부층면과 성토층 내지 샌드층 사이에 매립되되, 연약지반의 지반 침하 정도를 측정할 수 있는 침하봉과 상기 침하봉을 보호하는 주름 형상의 보호관은 성토층으로 돌출되어 설치되는 돌출형 지반침하 계측장치를 포함하여 일체형으로 구성된다.

상기와 같은, 다기능 지반침하 계측장치는, 한 장소에서 연약지반의 지반 침하 정도를 층별로 측정할 수도 있고, 또한 연약지반의 지반 침하 정도를 상기 매립형 지반침하 계측장치와, 상기 돌출형 지반침하 계측장치에서 동시에 측정하여 비교 분석함으로써, 연약지반의 지반 침하 정도를 계측장치를 기준으로 하여 상하로 측정하여 정밀도를 더욱 더 향상시킬 수 있다.

특히, 상기 다기능 지반침하 계측장치는, 연약지반의 지중 내부에 설치되는 침하판과, 상기 침하판의 상부면의 중앙부에 일체형으로 형성되며, 내부에 구 형상을 갖는 공간부가 형성되며, 상기 공간부의 일측이 개방된 안착구와, 상기 안착구에 안착되어 자유자재로 회동되며, 그 밑면이 상기 구 형상의 공간부와 대응되어 안착되는 구 형상의 회동편을 가지며, 상기 구 형상의 회동편에 연장되어 길이 방향으로 일정한 크기를 갖는 막대 형상의 침하봉과, 상기 침하판과 수직 거리로 일정 거리 이격되어 설치되며, 상기 침하봉을 보호하기 위한 주름 형상의 보호관과, 상기 침하판과 수직 거리로 일정 거리 이격되어 설치되며, 상기 주름 형상의 보호관의 외측면에 다수개 고정 설치되며, 상기 주름 형상의 보호관이 연약지반의 하부로 침하되는 것을 방지하며, 상기 주름 형상의 보호관이 지표면의 성토층과 수직을 유지할 수 있도록 하는 지지대와, 상기 주름 형상의 보호관 내부에 삽입되어 상기 주름 형상의 보호관이 복토(성토)의 외압에 의하여 변형되는 것을 방지하기 위한 철근망과, 상기 주름 형상의 보호관의 내부에 삽입 설치되며, 상기 침하봉을 주름 형상의 보호관의 정중앙부에 위치되도록 하며, 상기 침하봉이 주름 형상의 보호관의 내측과 접촉되는 것을 방지하기 위한 스페이스관과, 상기 침하판을 관통하며, 그 침하판을 기준으로 하여 상부측으로 설치되는 원통형 관과, 상기 원통형 관과 대응되며, 상기 침하판의 하부측으로 설치되어 그 침하판의 침하량에 따라 수축되는 주름 형상의 관과, 상기 침하판의 하부에 형성되는 주름 형상의 관의 측면에 부착되되, 일정한 간격을 유지되면서 다수개 부착되는 자석과, 상기 주름 형상의 관에 삽입되어 연약지반의 지반 침하 정도에 따라 길이가 변위되는 와이어와, 상기 와이어의 끝단에 설치되며, 기반암의 상부층에 고정설치되는 고정 무게추와, 상기 고정 무게추를 기반암에 수평으로 설치할 수 있도록 그 고정 무게추의 측면으로 설치되는 고정앵커와, 상기 침하판의 상부면에 설치되며, 상기 침하판의 침하량에 따라 비례하여 감소하는 와이어의 변위길이를 권취하는 권취릴을 내장한 자동침하측정기와, 상기 권취릴에 감기는 와이어의 권취량을 측정하여, 그 측정된 권취량을 전기적 신호로 전환하는 데이터 적출기와, 상기 데이터 적출기에서 측정된 전기적 신호를 디지털 신호로 변환하여 표시하는 표시부를 포함하여 구성된다.

또한, 다기능 지반침하 계측장치에는, 상기 원통형 관과 주름 형상의 관에 삽입되어 연약지반의 지반 침하 정도를 측정할 수 있는 줄자와, 상기 줄자에 연결되며, 그 줄자가 상하로 이동되면서 상기 주름 형상의 관의 측면에 부착된 자석의 위치를 측정하는 탐지봉과, 상기 탐지봉이 상하로 이동하면, 상기 주름 형상의 관의 측면에 부착된 자석에 의하여 작동되는 리드아웃기와, 상기 줄자를 권취하는 권취릴과, 상기 권취릴의 회전에 의하여 발생되는 전기적 신호를 상기 리드 아웃기에 전송하는 케이블이 추가로 포함되어 구성되어, 연약지반의 지반 침하 정도를 층별로 측정할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 연약지반의 지반 침하 정도를 측정할 수 있는 다기능 지반침하 계측장치를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 연약지반의 지반 침하 정도를 측정할 수 있는 다기능 지반침하 계측장치를 연약지반에 계략적으로 도시한 상태도이고, 도 6은 도 5의 다기능 지반침하 계측장치를 계략적으로 분리한 분리 사시도이며, 도 7은 본 발명의 다기능 지반침하 계측장치의 침하판의 형성 상태를 계략적으로 나타낸 상태도이고, 도 8은 본 발명의 안착구에 침하봉이 안착된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 9는 본 발명의 스페이스관의 사시도를 각각 나타낸 것이다.

도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 연약지반의 지반 침하 정도를 측정할 수 있는 다기능 지반침하 계측장치(100)는, 층별 지반침하 계측장치(200)와, 매립형 지반침하 계측장치(400) 및, 돌출형 지반침하 계측장치(600)를 포함하여 구성된다.

상기 층별 지반침하 계측장치(200)는, 연약지반(A)과 샌드층(B) 내지 성토층(C)에 수직으로 삽입되며, 그 성토층(C)의 상부면에 설치되는 계측장치에 의하여 연약지반(A)의 지반 침하 정도를 층별로 측정할 수 있는 장치로서, 그 구성은 연약지반(A)의 지중 내부에 설치되는 침하판(210)과, 상기 침하판(210)의 상부면에 설치되며, 내부에 중공(222)이 형성된 원통형 관(220)과, 상기 침하판(210)의 하부면에 설치되며, 상기 원통형 관(220)과 대응되는 위치에 설치되며, 내부에 중공이 형성된 주름 형상의 관(230)과, 상기 원통형 관(220)과 주름 형상의 관(230)이 서로 관통되도록, 상기 침하판(210)에 형성된 관통구(212)와, 상기 원통형 관(220)과 주름 형상의 관(230)에 삽입되어 연약지반(A)의 지반 침하 정도를 측정할 수 있는 줄자(240)와, 상기 침하판(210)의 하부에 형성되는 주름 형상의 관(230)의 측면에 부착되되, 일정한 간격을 유지하면서 다수개 부착되는 자석(250)과, 상기 줄자(240)에 연결되며, 그 줄자(240)가 상하로 이동되면서 상기 주름 형상의 관(230)의 측면에 부착된 자석(250)의 위치를 측정하는 탐지봉(260)과, 상기 탐지봉(260)이 상하로 이동하면, 상기 주름 형상의 관(230)의 측면에 부착된 자석(250)에 의하여 작동되는 리드아웃기(270)와, 상기 줄자(240)를 권취하는 권취릴(280)과, 상기 권취릴(280)의 회전에 의하여 발생되는 전기적 신호를 상기 리드 아웃기(270)에 전송하는 케이블(290)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 원통형 관(220)은 철재로 제작되는 것이 바람직하며, 성토층(C)으로 돌출되어 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 주름 형상의 관(230)은 플라스틱 재질로 제작되는 것이 바람직하며, 상기 침하판(210)이 침하되는 침하량에 비례하여 수축되는 것이 바람직하다.

또한, 연약지반(A)의 심도가 얕을때는 주름 형상의 관(230) 대신에 시멘트나 벤토나이트의 혼합액(E)을 충진할 수도 있다.

상기 매립형 지반침하 계측장치(400)는, 연약지반(A)의 상부층면과 샌드층(B) 내지 성토층(C) 사이에 매립되어 연약지반(A)의 지반 침하 정도를 자동으로 계측 가능한 장치로서, 그 구성은 연약지반(A)의 지중 내부에 설치되는 침하판(410)과, 상기 침하판(410)의 하부측으로 설치되어 그 침하판(410)의 침하량에 따라 수축되는 주름 형상의 관(420)과, 상기 주름 형상의 관(420)에 삽입되어 연약지반(A)의 지반 침하 정도에 따라 길이가 변위되는 와이어(430)와, 상기 와이어(430)의 끝단에 설치되며, 기반암(D)의 상부층에 고정설치되는 고정 무게추(440)와, 상기 고정 무게추(440)를 기반암(D)에 수평으로 설치할 수 있도록 그 고정 무게추(400)의 측면으로 설치되는 고정앵커(450)와, 상기 침하판(410)의 상부면에 설치되며, 상기 침하판(410)의 침하량에 따라 비례하여 감소하는 와이어(430)의 변위길이를 권취하는 권취릴(460)을 내장한 자동침하측정기(470)와, 상기 권취릴(460)에 감기는 와이어(430)의 권취량을 측정하여, 그 측정된 권취량을 전기적 신호로 전환하는 데이터 적출기(480)와, 상기 데이터 적출기(480)에서 측정된 전기적 신호를 디지털 신호로 변환하여 표시하는 표시부(490)를 포함하여 구성된다.

여기서도 마찬가지로, 상기 연약지반(A)의 심도가 얕을때는 주름 형상의 관(230) 대신에 시멘트나 벤토나이트의 혼합액(E)을 충진할 수도 있다.

또한, 상기 주름 형상의 관(420)은 플라스틱 재질로 제작되는 것이 바람직하며, 상기 침하판(410)이 침하되는 침하량에 비례하여 수축되는 것이 바람직하다.

상기 돌출형 지반침하 계측장치(600)는, 연약지반(A)의 상부층면과 샌드층(B) 내지 성토층(C) 사이에 매립되되, 연약지반(A)의 지반 침하 정도를 측정할 수 있는 침하봉(630)과 상기 침하봉(630)을 보호하는 주름 형상의 보호관(640)은 성토층(C)으로 돌출되어 설치됨으로써, 연약지반(A)의 지반 침하 정도를 측정할 수 장치로서, 그 구성은 연약지반(A)의 지중 내부에 설치되는 침하판(610)과, 상기 침하판(610)의 상부면의 중앙부에 일체형으로 형성되며, 내부에 구 형상을 갖는 공간부(613)가 형성되며, 상기 공간부(613)의 일측이 개방된 안착구(620)와, 상기 안착구(620)에 안착되어 자유자재로 회동되며, 그 밑면이 상기 구 형상의 공간부(613)와 대응되어 안착되는 구 형상의 회동편(631)을 가지며, 상기 구 형상의 회동편(631)에 연장되어 길이 방향으로 일정한 크기를 갖는 막대 형상의 침하봉(630)과, 상기 침하판(610)과 수직 거리로 일정 거리 이격되어 설치되며, 상기 침하봉(630)을 보호하기 위한 주름 형상의 보호관(640)과, 상기 침하판(610)과 수직 거리로 일정 거리 이격되어 설치되며, 상기 주름 형상의 보호관(640)의 외측면에 다수개 고정 설치되며, 상기 주름 형상의 보호관(640)이 연약지반(A)의 하부로 침하되는 것을 방지하며, 상기 주름 형상의 보호관(640)이 지표면의 성토층과 수직을 유지할 수 있도록 하는 지지대(650)와, 상기 주름 형상의 보호관(640) 내부에 삽입되어 상기 주름 형상의 보호관(640)이 성토층(C)의 외압에 의하여 변형되는 것을 방지하기 위한 철근망(660)과, 상기 주름 형상의 보호관(640)의 내부에 삽입 설치되며, 상기 침하봉(630)을 주름 형상의 보호관(640)의 정중앙부에 위치되도록 하며, 상기 침하봉(630)이 주름 형상의 보호관(640)의 내측과 접촉되는 것을 방지하기 위한 스페이스관(670)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 침하판(210)(410)(610)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 하나의 침하판을 말하는 것이며, 상기 침하판에 층별 지반침하 계측장치(200)와, 매립형지반침하 계측장치(400) 및, 돌출형 지반침하 계측장치(600)가 일체형으로 설치된다.

따라서, 하기에서 언급되는 침하판의 부호는 "610"으로 통일하여 설명한다.

상기 침하판(610)은, 철근(611)과, 콘크리트(612)로 구성된다.

상기 침하판(610)은, 상기 철근(611)을 일정한 간격으로 가로 세로로 나열하여, 그물 형상의 배근체를 형성한 후, 그 위에 콘크리트(612)를 타설하여 양생함으로써 형성된다. 더욱 바람직하게는 상기 철근(611)을 20cm 간격으로 하여 가로 세로 나열하되, 직각이 되도록 나열하여 그물 형상의 철근 배근체를 형성하며, 상기 배근체에 콘크리트(612)를 타설하여 형성한다.

특히, 상기 침하판(610)의 상부면의 중앙부에는 내부에 구 형상을 갖는 공간부(613)가 형성되며, 상기 공간부(613)의 일측이 개방된 안착구(620)가 형성된다.

또한, 상기 안착구(620)는, 상기 침하판(610)의 상부면에 형성되되, 오목하게 형성되든 볼록하게 형성되든 관계없이, 상기 침하판(610)과 일체형으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 안착구(620)는, 부식이 되지 않고 내구성이 뛰어난 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 침하봉(630)은, 길이 방향으로 일정한 크기를 갖는 막대 형상의 봉으로 형성된다. 그 일측은 상기 안착구(620)의 내부에 형성된 구 형상의 공간부(613)와대응되는 구 형상의 회동편(631)을 가지며, 상기 구 형상의 회동편(631)은 침하판(610)의 상부면의 중앙부에 형성된 안착구(614)에 안착되어 회동될 수 있도록 하여, 상기 침하판(610)이 부등침하 되더라도, 상기 침하봉(630)을 성토층(C)의 수평면으로부터 수직으로 유지시켜 침하 정도를 정확하게 측정할 수 있다.

또한, 상기 침하봉(630)의 외측면으로는 수직의 길이 방향으로 침하 정도를 계측할 수 있는 눈금(632)이 형성된다. 따라서, 상기 침하판(630)이 성토층(C)의 하중 또는 연약지반의 침하에 의해 침하될 때, 연약지반의 침하 정도를 계측할 수 있다.

또한, 상기 침하봉(630)은 플라스틱 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 침하판(610)의 상부면의 중앙부에 일체형으로 형성된 안착구(620)는, 상기 침하봉(630)을 안착구(620)에 안착하여 360°회전할 수 있도록 하며, 상기 침하판(610)과 수직으로 하였을 때 전후좌우측으로 0° 내지 30°로 기울일 수 있는 회동수단이면 된다.

상기 주름 형상의 보호관(640)은, 상기 침하판(610)과 수직 거리로 일정 거리 이격되어 설치되며, 상기 침하봉(630)을 보호하기 위한 것이다.

상기 침하봉(630)은, 상기 주름 형상의 보호관(640)의 내측 정중앙부에 위치되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 주름 형상의 보호관(640)은 성토층(C)의 지중 내부에 설치되어, 수직 방향으로 침하되지 않도록 측면에 주름 형상을 갖는 것이 바람직하다. 또한 상기주름 형상의 보호관(640)은, 플라스틱 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 지지대(650)는, 상기 침하판(610)과 수직 거리로 일정 거리 이격되어 설치되며, 상기 주름 형상의 보호관(640)의 외측면에 다수개 고정 설치되며, 상기 주름형상의 보호관(640)이 연약지반(A)의 하부로 침하되는 것을 다시 한번 더 방지하며, 상기 주름 형상의 보호관(640)이 지표면과 수직을 유지할 수 있도록 한다.

상기와 같은, 다기능 지반침하 계측장치(100)는, 연약지반(A)의 상부층에 침하판(610)이 매설되고, 그 상부측으로 원통형 관(220)이 성토층(C)으로 돌출되어 설치되며, 그 하부측으로 주름 형상의 관(440)이 기반암(D)까지 매설되어 고정설치됨으로 인해 침하판(610)의 부등침하가 원천적으로 차단되어, 연약지반의 지반 침하 정도를 측정하는 정밀도가 더욱 더 향상된다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 스페이스관(670)은 상기 침하봉(630)을 삽입할 수 있는 관통구(671)가 형성된 링(672)과, 상기 링(672)의 외측면에 다수개 고정 설치되며, 상기 주름 형상의 보호관(640)의 내측에 삽입되어 밀착되며, 상기 침하봉(630)을 주름 형상의 보호관(640)의 정중앙부에 위치되도록 조절할 수 있도록 자체덴션을 갖는 지지대(673)를 포함하여 구성된다.

상기 철근망(660)은 주름 형상의 보호관(640) 내부에 설치되며, 상기 주름형상의 보호관(640)이 성토층(C)의 외압에 의하여 변형되는 것을 방지하기 위하여 설치된다.

상기 철근망(660)은 다수의 가로 철근(661)과 세로 철근(662)이 서로 조합되어 형성되며, 상기 주름 형상의 보호관(640)과 동일한 형상으로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 주름 형상의 보호관(640)보다 다소 작게 형성하여, 상기 주름 형상의 보호관(640) 내측에 밀착되어 삽입 고정되는 것이 바람직하다.

이하, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 각각의 구성요소간의 상호작용을 구체적으로 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 다기능 지반침하 계측장치는 다음과 같이 설치된다.

a) 먼저 연약지반(A)의 상부층으로부터 기반암(D)까지 일정한 크기로 천공한다.

b) 상기 천공된 곳 위에는, 침하판(610)을 안착시키되, 상기 침하판(610)의 네모서리가 연약지반(A)과 수평이 되도록 안착시킨다.

이때, 상기 침하판(610)의 상부로는 원통형 관(220)이 구비되고, 상기 원통형 관(220)과 대응되는 침하판(610)의 하부에는 주름 형상의 관(230)(420)이 형성된 침하판(610)을 안착시킨다.

또한, 상기 침하판(610)의 하부에 설치되는 주름 형상의 관(230)(420)이, 상기 천공에 삽입되도록 하여 기반암(D)까지 삽설하여 설치한다.

또한, 이때 천공에 삽설되는 주름 형상의 관(230)(420)의 측면에는, 수직의 방향으로 일정한 간격으로 자석(250)이 다수개 설치된다.

c) 상기 천공에 삽설된 주름 형상의 관(230)(420)이 기반암(D)에 고정될 수 있도록 고정앵커(450)를 이용하여 고정한다.

d) 상기 주름 형상의 관(230)(420)의 하부에 위치하는 기반암(D)에 고정 무게추(440)를 삽설하여 고정하고, 상기 고정 무게추(440)에는 자동침하측정기(470)의 권취릴(460)에 권취되어 있는 와이어(430)를 연결한다.

e) 상기 침하판(610)의 위에는 자동침하측정기(470)를 설치하고, 상기 자동침하측정기(470)로부터 전송 케이블(290)을 연결하여 일정한 길이를 갖도록한다.

왜냐하면, 다기능 지반침하 계측장치(100)가 샌드층(B) 내지 성토층(C)에 의하여 매립될 때, 상기 자동침하측정기(470)의 내부에 설치된 권취릴(460)에서 발생되는 전기적 신호를 데이터 적출기(480)를 통하여 표시부(490)로 보내기 위한 것이다. 이때, 상기 표시부(490)는 성토층(C) 위에 설치된다.

f) 상기 침하판(610)의 위에는 또 다른 지반침하 계측장치인 돌출형 지반침하 계측장치(600)를 설치한다.

그러나, 상기와 같은 조건을 갖는 다기능 지반침하 계측장치(100)는 일체형으로 형성되는 것으로, 상기 다기능 지반침하 계측장치(100)를 효율적으로 표현하기 위하여 그 구성을 나누어서 설치하는 공정을 설명하였다.

g) 상기와 같은 조건의 상태가 완료되면, 연약지반(A)과 지반침하 계측장치 위에 일정한 높이로 샌드층(B) 내지 성토층(C)을 형성한다.

이때, 연약지반(A) 위에 샌드층(B)(모래를 부설한다)을 형성하는 것은, 상기 침하판(610)이 연약지반(A)과 접촉이 잘되도록 하여, 상기 침하판(610)이 수평으로 이동되는 것을 방지하기 위한 것이다.

h) 상기 성토층(C) 위에는 매립형 지반침하 계측장치(400)의 구성부품인 표시부(490)가 설치된다.

이때, 상기 자동측정침하기(470)에 연결된 전송 케이블(290)은 상기 표시부(490)와 연결된다.

위에서 언급된 바와 같이, 다기능 지반침하 계측장치(100)는 일체형으로 형성되는 것이어서, 위와 같은 설치방법외에도, 연약지반(A) 위에 샌드층(B) 내지 성토층(C)을 형성한 후 상기와 같은 절차를 행하여도 무방하다.

상기와 같은 조건으로 다기능 지반침하 계측장치(100)가 설치되면, 각각의 지반침하 계측장치를 이용하여 연약지반(A)의 지반 침하 정도를 측정하면 된다.

첫째로, 층별 지반침하 계측장치(200)를 이용하여 연약지반(A)의 지반 침하 정도를 층별로 측정하기 위한 방법은, 원통형 관(220)과 주름 형상의 관(230)에 탐지봉(260)을 구비한 줄자(240)를 상하로 이동시키면서, 상기 주름 형상의 관(230)의 측면에 부착된 자석(250)의 위치에 도달하게 되면, 리드아웃기(270)의 지침이 움직이게 된다. 이와 같이 리드아웃기(270)의 지침이 움직이는 지점에서 줄자(240)를 정지한 후, 상기 줄자(240)의 눈금을 읽어서 연약지반의 지반 침하 정도를 측정하면 된다.

둘째로, 매립형 지반침하 계측장치(400)를 이용하여 연약지반(A)의 지반 침하 정도를 측정하는 방법은, 침하판(610)이 침하된 침하량에 따라서 자동침하측정기(470)와 고정 무게추(440)의 사이에 연결된 와이어(430)의 변위가 줄어들게 되면, 상기 줄어든 와이어(430)의 변위는 자동침하측정기(470)의 내측에 설치된 권취릴(460)에 권취되며, 상기 권취릴(460)의 회전수에 따라서 발생되는 전기적 신호를 데이터 신호로 전환하는 데이터 적출기(480)를 통하여 표시부(490)에 표시되는 값을 통하여 연약지반의 지반 침하 정도를 측정한다.

셋째로, 돌출형 지반침하 계측장치(600)를 이용하여 연약지반(A)의 지반침하 정도를 측정하는 방법은, 주름 형상의 보호관(640) 내측에 설치된 침하봉(630)이 정확히 주름 형상의 보호관(640)의 정중앙부에 오도록 설치한다.

그리고, 상기 주름 형상의 보호관(640)의 상부 수평면에서, 상기 침하봉(630)에 새겨진 눈금(632)을 읽는다.

상기와 같은 조건으로 일정기간 경과한 후, 상기 침하봉(630)에 새겨진 눈금(632)을 읽어 연약지반(A)의 침하 정도를 측정하면 된다.

이때, 상기 침하봉(630)이 일측으로 기울어져 있을 때, 상기 침하봉(630)의 상단을 잡고, 상기 주름 형상의 보호관(640)과 수직으로 이루게 하거나 또는 정중앙부에 오도록 한 후 눈금(632)을 읽어서 연약지반(A)의 침하정도를 측정하면 된다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었어나, 이는 예시적인 것이며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

상기에서와 같이 본 발명에 따른 연약지반의 침하 정도를 측정할 수 있는 다기능 지반침하 계측장치에 의하면, 한 장소에서 연약지반의 지반 침하 정도를 층별로 측정할 수도 있고, 또한 연약지반의 상부층면에 매설된 계측장치를 기준으로 하여, 그 계측장치의 상부로부터 연약지반의 지반 침하 정도를 측정함과 동시에 하부로부터도 연약지반의 지반 침하 정도를 측정하여 비교 분석함으로써, 연약지반의 지반 침하 정도를 더욱 더 정밀하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

Claims

연약지반과 샌드층 내지 성토층에 수직으로 삽입되며, 그 성토층의 상부면에 설치되는 계측장치에 의하여 연약지반의 지반 침하 정도를 층별로 측정할 수 있는 층별 지반침하 계측장치와;

연약지반의 상부층면과 성토층 내지 샌드층 사이에 매립되어 연약지반의 지반 침하 정도를 자동으로 계측 가능한 매립형 지반침하 계측장치; 및

연약지반의 상부층면과 성토층 내지 샌드층 사이에 매립되되, 연약지반의 지반 침하 정도를 측정할 수 있는 침하봉과 상기 침하봉을 보호하는 주름 형상의 보호관은 성토층으로 돌출되어 설치되는 돌출형 지반침하 계측장치; 를 포함하여 일체형으로 구성함으로써,

한 장소에서 연약지반의 지반 침하 정도를 층별로 측정할 수도 있고, 또한 연약지반의 지반 침하 정도를 상기 매립형 지반침하 계측장치와, 상기 돌출형 지반침하 계측장치에서 동시에 측정하여 비교 분석함으로써, 연약지반의 지반 침하 정도를 계측장치를 기준으로 하여 상하로 측정하여 정밀도를 더욱 더 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 다기능 지반침하 계측장치.
연약지반의 지중 내부에 설치되는 침하판과;

상기 침하판의 상부면의 중앙부에 일체형으로 형성되며, 내부에 구 형상을 갖는 공간부가 형성되며, 상기 공간부의 일측이 개방된 안착구와;

상기 안착구에 안착되어 자유자재로 회동되며, 그 밑면이 상기 구 형상의 공간부와 대응되어 안착되는 구 형상의 회동편을 가지며, 상기 구 형상의 회동편에 연장되어 길이 방향으로 일정한 크기를 갖는 막대 형상의 침하봉과;

상기 침하판과 수직 거리로 일정 거리 이격되어 설치되며, 상기 침하봉을 보호하기 위한 주름 형상의 보호관과;

상기 침하판과 수직 거리로 일정 거리 이격되어 설치되며, 상기 주름 형상의 보호관의 외측면에 다수개 고정 설치되며, 상기 주름 형상의 보호관이 연약지반의 하부로 침하되는 것을 방지하며, 상기 주름 형상의 보호관이 지표면과 수직을 유지할 수 있도록 하는 지지대와;

상기 주름 형상의 보호관 내부에 삽입되어 상기 주름 형상의 보호관이 성토층의 외압에 의하여 변형되는 것을 방지하기 위한 철근망과;

상기 주름 형상의 보호관의 내부에 삽입 설치되며, 상기 침하봉을 주름 형상의 보호관의 정중앙부에 위치되도록 하며, 상기 침하봉이 주름 형상의 보호관의 내측과 접촉되는 것을 방지하기 위한 스페이스관과;

상기 침하판을 관통하며, 그 침하판을 기준으로 하여 상부측으로 설치되며, 내부에 중공이 형성된 원통형 관과;

상기 원통형 관과 대응되며, 상기 침하판의 하부측으로 설치되어 그 침하판의 침하량에 따라 수축되며, 내부에 중공이 형성된 주름 형상의 관과;

상기 침하판의 하부에 형성되는 주름 형상의 관의 측면에 부착되되, 일정한 간격을유지되면서 다수개 부착되는 자석과;

상기 주름 형상의 관에 삽입되어 연약지반의 침하정도에 따라 길이가 변위되는 와이어와;

상기 와이어의 끝단에 설치되며, 기반암의 상부층에 고정설치되는 고정 무게추와;

상기 고정 무게추를 기반암에 수평으로 설치할 수 있도록 그 고정 무게추의 측면으로 설치되는 고정앵커와;

상기 침하판의 상부면에 설치되며, 상기 침하판의 침하량에 따라 비례하여 감소하는 와이어의 변위길이를 권취하는 권취릴을 내장한 자동침하측정기와;

상기 권취릴에 감기는 와이어의 권취량을 측정하여, 그 측정된 권취량을 전기적 신호로 전환하는 데이터 적출기와;

상기 데이터 적출기에서 측정된 전기적 신호를 디지털 신호로 변환하여 표시하는 표시부; 를 포함하여 구성함으로써,

한 장소에 매설된 지반침하 계측장치에서, 그 계측장치를 기준으로 하여 상부로부터 침하되는 연약지반의 지반 침하 정도를 측정하고, 또한 하부로부터 침하되는 연약지반의 지반 침하 정도를 측정하여 비교 분석함으로써, 연약지반의 지반 침하 정도를 계측장치를 기준으로 하여 상하로 측정하여 정밀도를 더욱 더 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 다기능 지반침하 계측장치.
제 2 항에 있어서,

상기 원통형 관과 주름 형상의 관에 삽입되어 연약지반의 지반 침하 정도를 측정할 수 있는 줄자와;

상기 줄자에 연결되며, 그 줄자가 상하로 이동되면서 상기 주름 형상의 관의 측면에 부착된 자석의 위치를 측정하는 탐지봉과;

상기 탐지봉이 상하로 이동하면, 상기 주름 형상의 관의 측면에 부착된 자석에 의하여 작동되는 리드아웃기와;

상기 줄자를 권취하는 권취릴과;

상기 권취릴의 회전에 의하여 발생되는 전기적 신호를 상기 리드 아웃기에 전송하는 케이블; 이 추가로 포함되어 구성됨으로써,

연약지반의 지반 침하 정도를 층별로 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 다기능 지반침하 계측장치.
제 2 항에 있어서,

상기 침하판은,

철근을 일정간격으로 배근하여 형성된, 그물망 형상의 철근 배근체에 콘크리트를 타설하여 양생한 것을 특징으로 하는 다기능 지반침하 계측장치.
제 2 항에 있어서,

상기 스페이스관은,

상기 침하봉을 삽입할 수 있는 관통구가 형성된 링; 및

상기 링의 외측면에 다수개 고정 설치되며, 상기 주름 형상의 보호관 내측에 삽입되어 밀착되며, 상기 침하봉을 주름 형상의 보호관 정중앙부에 위치되도록 조절할 수 있도록 자체덴션을 갖는 지지대; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다기능 지반침하 계측장치.
제 2 항에 있어서,

상기 침하봉과 주름 형상의 보호관 및 주름 형상의 관은 플라스틱 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 다기능 지반침하 계측장치.
제 2 항에 있어서,

상기 침하봉에는,

연약 지반의 지반 침하 정도를 측정할 수 있는 눈금이 새겨져 있는 것을 특징으로 하는 다기능 계측장치 계측장치.