KR20050036471A - 배수판 및 유공관을 이용한 배수 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축물의 기초 하부의 최종 굴착부에 설치되어 침투 지하수를 수집하며 집수정에 연결된 다공성 배수관, 상기 다공성 배수관의 외주 중 일부분을 노출시킨 채 감싸는 것과 동시에 최종 굴착부에 접촉되는 하측 투수성 여과부재, 전면과 후면을 갖는 기판과 상기 전면으로부터 돌출하는 복수의 돌출부를 갖는 배수판, 그리고 상기 배수판의 상기 후면을 덮는 상측 투수성 여과부재를 포함하는 배수 장치를 제공한다.

Description

배수판 및 유공관을 이용한 배수 장치{DRAIN UNIT USING DRAIN BOARDS AND POROUS TUBES}

본 발명은 건축물 기초 하부에 설치되는 배수 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전면에 다수의 돌기가 형성되고 돌기에 대응하는 후면에는 함몰부가 형성된 배수판과 이를 둘러싸는 부직포로 관로를 형성하여 이 관로를 유공관 연결하여 구성된 배수 장치에 관한 것이다.

대형 건축물 등의 건축물 기초 하부에는 기초 하부에 존재하는 지하수에 의한 부력의 작용을 조절하기 위한 배수 장치가 설치된다. 이러한 용도의 배수 장치는 일반적으로 "유공관" 이라 불리우는 다공성의 관을 건축물 기초 하부의 최종 굴착부의 지반에 위치시켜 지반으로부터 지하수 혹은 용출수가 유공관 내에 침투되도록 유도하고 유도된 지하수를 집수하여 배출함으로써 건축물 기초 하부의 지하수에 의한 부력 작용을 조절하도록 구성되어 있다. 대표적인 배수 장치의 구성이 도 1 및 도 2에 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 유공관은 트렌치 내부에 위치된다. 트렌치는 건축물 기초 하부 저면과 접하게 되는 최종 굴착부에서 하측으로 굴토를 실시하여 대략 사다리꼴의 단면 형상을 갖도록 형성된다. 굴착된 사다리꼴 트렌치 내부에는 부직포가 위치되어 유공관 내부로 지하수 외의 다른 물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 여과기능을 수행한다. 부직포와 유공관 사이에는 투수성을 향상시키기 위해 유공관의 관통홀 보다 입경이 큰 자갈을 트렌치 내에 채워 넣는다. 자갈을 채워 다른 부분의 지면과 동일한 높이를 형성한 후에 트렌치의 상면을 다시 부직포로 덮는다.

이와 같은 구성으로 형성되는 유공관 및 트렌치는 도 2에 점선으로 표시한 바와 같이 일정한 면적에 걸쳐 대체로 균일하게 배치된다. 도시한 예에서, 트렌치는 일정한 간격으로 서로 나란하게 배치되는 군과 여기에 수직으로 배치되는 군의 2개의 군으로 나뉠 수 있는데, 이들 2개의 군들은 서로 교차하는 지점에서 서로 연결되도록 구성되어 있다. 이와 같이 유공관들을 서로 연결시킴으로써, 유공관이 배치된 최종 굴착부의 특정지역의 지하수 용출량이 많아졌을 때 그 부력이 건축물에 그대로 작용되지 않고 다른 유공관으로 분산되는 효과를 갖게 된다. 유공관에 집수되는 지하수는 집수정에 집수되어 추후 강제 배수 등의 통상의 배수 방법에 의해 배수된다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래 기술의 배수 장치는 설치비가 많이 든다는 단점을 갖는다. 특히, 지하수가 스며 나오거나 용출 가능성이 있는 부분 전체에 걸쳐 일정한 간격으로 배치되는 유공관의 설치를 위해 유공관 선로 마다 트렌치 형성을 위한 터파기 작업을 해야 하기 때문에 굴토 작업량이 많아지고 이로 인한 공사비가 많이 소요된다. 또한, 굴토 작업이 많을수록 최종 굴토부 자체가 건축 구조물의 하중을 지지하기 힘들어 건축물의 안정성이 위협받게 된다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배수판과 배수판 주위를 둘러싸는 투수성 여과부재로 형성된 관로를 유공관에 연결하여 지하수 집수 기능을 향상시키고 필요 유공관 수를 크게 줄인 배수 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 본 발명의 목적 및 또 다른 목적은, 건축물의 기초 하부의 최종 굴착부에 설치되어 침투 지하수를 수집하며 집수정에 연결된 다공성 배수관, 상기 다공성 배수관의 외주 중 일부분을 노출시킨 채 감싸는 것과 동시에 최종 굴착부에 접촉되는 하측 투수성 여과부재, 상기 하측 투수성 여과부재에 간격을 두고 대향하는 제1 면과 그 반대쪽의 제2 면을 갖는 배수판, 그리고 상기 배수판의 제2 면을 덮는 상측 투수성 여과부재를 포함하는 배수 장치를 제공하여 달성될 수 있다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 배수판의 제1 면으로부터는 복수의 돌출부가 형성되어 있다. 또한, 배수판의 제1 면의 복수의 돌출부가 형성된 부분에 대응하는 상기 제2 면에는 함몰부가 형성되어 있다.

본 발명의 일 특징에 따르면 다공성 배수관은 수직관 부분을 더 포함하며, 상기 수직관 부분은 상기 다공성 배수관의 길이방향에 대해 수직으로 연장되어 있고 그 단면에 상기 배수판의 돌출부를 지지하기 위한 지지판을 갖는다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 다공성 배수관과, 상기 다공성 배수관을 감싸고 있는 하측 투수성 여과부재 부분은 트렌치에 매설되고, 상기 트렌치 내부의 상기 하측 투수성 여과부재의 외측에는 투수성 부재가 채워져 상기 하측 투수성 여과부재의 위치를 고정하도록 되어 있다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 하측 투수성 여과부재와 상기 상측 투수성 여과부재는 결합수단에 의해 서로 결합되어 상기 배수판을 폐쇄한다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 배수판은 상기 다공성 배수관을 따라 배치되는 제1 배수판과, 상기 제1 배수판과 직교하는 제2 배수판으로 구성된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배수 장치를 보다 상세히 설명한다.

도 3에는 본 발명의 배수 장치의 요부가 사시도로 도시되어 있다. 본 발명의 배수 장치는 건축물 기초 하부가 형성되는 최종 굴착부에 설치된다. 최종 굴착부는 그 위에 직접 건축물을 형성하는 콘크리이트 등이 포설되는 부분으로서, 건축물이 완공되었을 때 큰 하중을 받게 된다.

배수 장치는 복수의 개소에 설치된 유공관(32)을 포함한다. 유공관(32)은 그 벽면을 관통하는 복수의 관통홀(32a; 도 4 참조)을 구비하고 있어 유공관(32) 주위의 지반(42)으로부터 유출되는 지하수가 관통홀(32a)을 통하여 유공관 내부로 침투할 수 있다. 유공관으로 침투된 지하수는 유공관에 연결된 집수정(도시되지 않음)으로 집수되어 공지의 배수방법에 의해 배수된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서 사용되는 유공관(32)은 크게 수평관 부분과 수직관 부분(33)으로 나뉘어 진다. 도 4에 도시한 바와 같은 수평관 부분은 유공관(32)의 전체길이의 대부분을 형성하며 대략 수평으로 연장되어 있는 부분으로서, 표면을 관통하여 관통홀(32a)이 형성되어 있다.

도 3으로 돌아와서, 수직관 부분(33)은 수평관 부분에 수직으로 연장된 관로 부분이다. 수직관 부분(33)은 수평관 부분과 일체로 형성될 수도 있으나 예를 들면 T형 연결구(도시되지 않음) 같이 3개의 관로를 갖는 독립된 형태의 부품을 유공관(32)에 연결하여 형성할 수도 있다.

유공관(32)은 최종 굴착부를 터파기하여 트렌치(40)를 형성한 뒤 트렌치(40)에 매설된다. 본 발명의 배수 장치에서 트렌치(40)의 폭 및 깊이는 유공관(32)의 직경보다 조금 큰 정도의 크기로 결정하는 것이 바람직한데, 종래의 트렌치에 비해 크게 감소된 크기를 갖는다. 이와 같이 트렌치(40)의 깊이 및 너비를 줄이는 경우 유공관(32)에 노출되는 지반(42)의 면적이 작아져 유공관(32)으로 집수되는 지하수의 양이 줄어들 수 있다. 본 발명에서는 후에 설명할 배수판 및 투수성 여과부재를 사용하여 유공관(32)으로 집수되는 지하수양이 감소하는 것을 방지한다.

유공관(32)이 트렌치(40) 내에 위치되기 전에 트렌치(40)의 바닥에는 일정한 높이로 투수성 부재(34)가 깔린다. 투수성 부재(34)는 트렌치(40)의 벽면을 형성하는 지반(42)으로부터 유출되는 지하수가 유공관(32)에 도달할 때까지 거치게 되는 부분으로서, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 모래가 사용된다.

일정한 높이로 깔린 투수성 부재(34) 위에는 부직포(51)가 트렌치(40)의 길이방향을 따라 위치되고, 부직포(51) 위에 유공관(32)이 위치된다. 투수성 부재(34) 위에 위치되는 부직포(51)의 경우, 일정한 길이를 갖는 다수의 단위 부직포(51)가 서로의 단부가 중첩되도록 트렌치를 따라 투수성 부재(34) 위에 배치될 수도 있고, 트렌치의 길이와 거의 동일한 길이를 갖는 하나의 부직포가 투수성 부재(34) 위에 배치될 수도 있다. 또한, 이 부직포(51)의 폭은 트렌치의 너비 및 추후 설명할 배수판의 폭을 고려하여 일정한 크기를 갖도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용되는 부직포는 투수성을 가지면서 토사의 유입을 방지하는 기능을 갖는 일반적인 투수성 여과부재 중 하나로서 선택되어 사용되는 것일 뿐 이 부재로 본 발명이 한정되는 아니다. 이하 설명의 편의를 위해 본 발명에 사용되는 부직포를 추후 설명할 배수판의 돌출부에 접촉하는 부직포를 하면 부직포(51), 배수판의 기판측에 접촉하는 부직포를 상면 부직포(52)라 칭한다.

다음 하면 부직포(51)를 말아서 유공관(32) 외주를 따라 접촉되도록 하여 유공관(32) 주위를 감싼다.

도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 하면 부직포(51)를 유공관(32) 외주를 따라 위치시킬 때 수직관 부분(33) 및 수평관 부분의 상단의 일정한 부분은 하면 부직포(51)에 의해 감싸지 않은 채로 노출하여 유지하고, 하면 부직포(51) 외부에 다시 투수성 부재(34)인 모래를 채워 유공관(32)에 대한 하면 부직포(51)의 위치를 고정한다. 모래는 트렌치 양측의 지반의 높이와 동일한 높이가 될 때까지 트렌치에 채워진다. 모래를 채운 다음, 하면 부직포(51)의 양단을 좌우로 펼쳐 지반 높이까지 채워진 모래와 트렌치(40)의 양측 지반(42)을 덮는다. 이렇게 함으로써, 수평관 부분의 유공관(32) 상단과 수직관 부분(33)은 하면 부직포(51)에 의해 덮혀지지 않은 채 노출되어 추후 설명하는 배수판(50, 60) 및 부직포(51, 52)에 의해 형성되는 관로와 연결될 수 있다.

상술한 바와 같이, 투수성 부재(34)는 유공관(32) 외부의 트렌치(40) 내부를 모두 채우게 된다. 건축물이 완성되면 투수성 부재(34)도 큰 하중을 지지하여야 하므로, 트렌치(40) 내부에 채워진 모래는 물다짐을 실시한다.

한편, 노출된 유공관(32)의 수평관 부분의 상단, 수직관 부분(33) 및 하면 부직포(51)에는 제1 배수판(60)이 트렌치(40)를 따라 설치된다. 이 때, 일부 수직관 부분(33)에는 제2 배수판(50)이 설치된다. 본 발명의 바람직한 실시예로서, 배수판(홀 드레인 보드)은 도 5에 도시한 바와 같이 기판(50c)과, 기판(50c)의 전면에 돌출한 복수의 돌출부(50a)로 구성된다. 본 발명에 사용되는 배수판(50, 60)은 건축물의 하중을 지지하여야 하므로 예를 들면 HDPE(High Density Polyethylene)와 같은 고강도 부재를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 배수판(50) 전면의 돌출부(50a)에 대응하는 배수판(50)의 후면에는 돌출부(50a)의 형상과 맞물리는 형상의 함몰부(50b)가 형성되는 것이 바람직하다. 돌출부(50a)의 후면에 함몰부(50b)를 형성하면 배수판(50, 60)과 배수판(50, 60)을 일부에 걸쳐 겹쳐 포개는 방법으로 서로 연결하는 것이 가능하다. 본 발명에서 사용되는 배수판(50, 60)은 배치형태에 따라 유공관(32)을 따라 배치되는 제1 배수판(60)과 유공관(32)의 위치와 상관없이 설치되어 유공관(32)과 유공관(32)을 연결하는 기능을 하는 제2 배수판(50)으로 나뉘어 진다.

배수판(50, 60)의 상면 즉, 기판(50c, 60c)측 면에는 상면 부직포(52)를 덮는다. 상면 부직포(52)는 배수판(50, 60) 하면 즉 돌출부(50a, 60a)측 면에 접촉된 하면 부직포(51)와 함께 예를 들면 못(53)과 같은 결합수단에 의해 최종 굴착부에 고정된다. 이와 같이 배수판(50, 60)의 상·하면에 부직포(52, 51)가 위치되어 서로 결합됨으로써, 배수판(50, 60)의 돌출부(50a, 60a)와 돌출부(50a, 60a) 사이에는 상·하면 부직포(52, 51)에 의해 정의되는 관로가 형성된다. 하면 부직포(51)를 통해 지반(42)으로부터 배수판 관로 내로 유입되는 지하수가 일정량 이상이 되면 유수(流水)를 형성하여 돌출부(50a, 60a)와 돌출부(50a, 60a) 사이의 공간을 지나 배수판(50, 60)을 따라 이동할 수 있게 된다.

다시, 도 3으로 돌아와서, 트렌치(40)를 따라 놓인 제1 배수판(60)의 돌출부(60a) 일부는 하면 부직포(51)에 접촉하고 일부는 유공관(32)의 상단 혹은 수직관 부분(33)에 노출되어 있다. 제1 배수판(60)은 트렌치(40)의 폭을 넘어 측면으로 연장되는 측단부를 갖는다. 측단부 아래에 깔려있는 하면 부직포(51)를 통해 유출 지하수가 관로 내로 흡수될 수 있도록 제1 배수판(60)의 폭은 트렌치(40)의 폭 보다 크게 한다. 제1 배수판(60)의 폭은 트렌치(40)의 폭의 대략 2배 정도의 크기인 것이 바람직하다.

유공관(32)과 유공관(32)을 연결시키는 제2 배수판(50)은 유공관(32)의 위치에 상관없이 최종 굴착부에 배치되며 유공관(32)의 수직관 부분(33)에 연결된다. 제2 배수판(50)의 상·하면에도 부직포(52, 51)가 설치되며, 하면 부직포(51)를 통해 최종 굴착부로부터 지하수가 흡수된다. 제2 배수판(50) 하면에 깔리는 하면 부직포(51)는 제1 배수판(60)의 하면에 접촉하는 하면 부직포(51)와 일부에 걸쳐 서로 겹치도록 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 제2 배수판(50) 상면을 덮는 상면 부직포(52)는 제1 배수판(60)의 상면을 덮는 상면 부직포(52)와 일부에 걸쳐 서로 겹치도록 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성함으로써, 유공관, 제1 배수판(60) 및 제2 배수판(50)은 모두 서로 연결된 상태가 된다.

도 3 및 도 6에 도시한 바와 같이, 유공관(32)의 수직관 부분(33)은 제1 배수판(60) 혹은 제2 배수판(50)에 의해 덮혀 있는데, 수직관 부분(33)에 대응하게 되는 각 배수판(60, 50)의 돌출부(60a, 50a)는 수직관 부분(33)의 단부에 설치된 지지판(33a)에 접촉한다. 지지판(33a)은 건축물이 완공되었을 때의 하중 지지를 위해 각 배수판(60, 50)의 돌출부(60a, 50a)를 지지하기 위한 것으로서 단면을 통해 유체가 유동할 수 있도록 그물 혹은 격자 모양으로 구성된다.

도 8에는 바람직한 실시예의 유공관(32), 제1 배수판(60) 및 제2 배수판(50) 배치를 도시하고 있다. 도시한 최종 굴착부의 크기는 가로 및 세로가 대략 80m x 80m 이고, 유공관(32)은 최종 굴착부의 가장자리 및 가장자리 내부에 직교형태로 각각 설치되어 서로 연결되는데 가장자리의 유공관(32)과 내부의 유공관(32)은 대략 40m 간격을 유지한다. 가장자리 유공관(32)과 평행한 내부의 유공관(32) 사이에는 제2 배수판(50)이 설치되는데 유공관(32)과 평행하게 설치되는 것이 바람직하다. 유공관(32)과 제2 배수판(50)은 대략 20m의 간격을 유지한다. 한편, 도면부호(20)는 배수 장치 위에 설치되는 건축구조물의 건축 외벽을 의미한다.

이와 같이 설치된 본 발명의 배수 장치에서는 기존의 유공관(32)에 의해서만 이루어지던 집수과정이 유공관, 제1 배수판(60) 및 제2 배수판(50)에 의해서 이루어지기 때문에 종래에 비해 향상된 집수능력을 갖고, 특히 제2 배수판(50)은 유공관(32)과 유공관(32)을 연결시키는 기능을 수행하기 때문에 특정 지역에서 한꺼번에 많은 지하수가 용출되는 경우에도 트렌치의 추가 시공없이 간단하고 신속하게 제2 배수판을 추가로 설치함으로써 용출 지하수를 신속하게 다른 지역의 유공관(32)으로 분산할 수 있어 이러한 기능이 미약할 경우 발생할 수 있는 건축물에 대한 지하수 부력 영향을 감소시키는 장점을 제공할 수 있다.

도 3으로 돌아와서, 배수판은 일정한 크기를 갖는 단위 배수판 복수 개를 사용하여 제1 배수판 및 제2 배수판을 형성하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 제1 배수판 사이, 제2 배수판 사이 혹은 제1 배수판(60)과 제2 배수판(50) 사이의 만나는 지점에서는 배수판(50, 60)을 일부에 걸쳐 서로 겹치게 하여 연결한다. 즉, 배수판(50, 60)은 돌출부(50a, 60a)에 대응하는 후면 부위에 함몰부가 형성되어 있으므로 일 배수판의 돌출부가 타 배수판의 함몰부에 삽입되어 연결될 수 있기 때문에 겹치는 부분의 높이 변화가 크게 없고 배수판의 연결 형태를 확실하게 유지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 하면 부직포(51)와 상면 부직포(52)를 별도의 못 등과 같은 결합수단을 사용하여 서로 결합하는 것으로 기술하였으나, 출원인은 실험을 통해, 최종 굴착부의 외측은 일정한 높이의 지반이 형성되고 최종 굴착부 상부로는 건축물이 위치하기 때문에, 상·하면 부직포(52, 51)를 별도의 결합수단을 사용하여 서로 결합시키지 않고 예를 들면 상면 부직포(52)의 자중에 의해 하면 부직포(51)에 단순히 접촉만 시킨 상태에서도 유공관(32)으로의 집수 효과는 크게 경감하지 않는다는 것을 알 수 있었다.

본 발명의 배수 장치는 배수판과 투수성 여과부재를 이용하여 집수면적을 확대하면서 이 들이 소정의 관로를 형성하도록 하여 유공관에 연결함으로써 유공관의 필요를 줄여 유공관 설치를 위한 트렌치 터파기 작업을 격감시키는 장점을 갖는다.

또한, 유공관의 설치를 위한 트렌치 터파기 작업에 있어서도 트렌치의 크기를 대략 유공관의 직경보다 조금 큰 정도로 작게 하는 것이 가능하기 때문에 터파기 작업의 부담이 크게 감소된다.

도 1은 종래 기술에 따른 배수 장치의 단면도.

도 2는 종래 기술에 따른 배수 장치의 유공관의 배치를 보여주는 평면도.

도 3은 본 발명의 배수 장치 일부를 도시한 사시도.

도 4는 본 발명에 사용되는 유공관의 일 예의 수평관 부분을 도시한 측면도.

도 5는 본 발명에 사용되는 배수판 일 예의 측면도.

도 6은 도 3의 VI-VI' 선에 따라 절취한 단면으로서 수직관 부분의 유공관 및 배수판을 보여주는 단면도.

도 7은 도 3의 VII-VII'선을 따라 절취한 단면으로서 수평관 부분의 유공관 및 배수판을 보여주는 단면도.

도 8은 유공관 및 배수판 설치예를 도시한 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

32: 유공관

33: 수직관

34; 모래

42: 지반

50: 제2 배수판

51: 하면 부직포

52: 상면 부직포

60: 제1 배수판

Claims (7)

1. 건축물의 기초 하부의 최종 굴착부에 설치되어 침투 지하수를 수집하며 집수정에 연결된 다공성 배수관,

   상기 다공성 배수관의 외주 중 일부분을 노출시킨 채 감싸는 것과 동시에 최종 굴착부에 접촉되는 하측 투수성 여과부재,

   상기 하측 투수성 여과부재에 간격을 두고 대향하는 제1 면과 그 반대쪽의 제2 면을 갖는 배수판, 그리고

   상기 배수판의 제2 면을 덮는 상측 투수성 여과부재

   를 포함하는 배수 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 배수판의 제1 면으로부터 복수의 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 배수 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 배수판의 제1 면의 상기 복수의 돌출부가 형성된 부분에 대응하는 상기 제2 면에는 함몰부가 형성된 것을 특징으로 하는 배수 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 다공성 배수관은 수직관 부분을 더 포함하며, 상기 수직관 부분은 상기 다공성 배수관의 길이방향에 대해 수직으로 연장되어 있고 그 단면에 상기 배수판의 돌출부를 지지하기 위한 지지판을 갖는 것을 특징으로 하는 배수 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 다공성 배수관과, 상기 다공성 배수관을 감싸고 있는 하측 투수성 여과부재 부분은 트렌치에 매설되고, 상기 트렌치 내부의 상기 하측 투수성 여과부재의 외측에는 투수성 부재가 채워져 상기 하측 투수성 여과부재의 위치를 고정하는 것을 특징으로 하는 배수 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 하측 투수성 여과부재와 상기 상측 투수성 여과부재는 결합수단에 의해 서로 결합되어 상기 배수판을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 배수 장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 배수판은 상기 다공성 배수관을 따라 배치되는 제1 배수판과, 상기 제1 배수판과 직교하는 제2 배수판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 배수 장치.