KR20080002422U - 연약 지반 탈수용 스프링 드레인 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 선재를 코일 스프링 형상으로 회권하여 제조한 연약지반 탈수용 스프링 드레인에 관한 것이다.

본 고안의 스프링 드레인은, 코일 스프링 구조의 드레인부재(51)와; 드레인부재(51) 외주연부 다수 곳에 축 방향을 따라 결합된 다수의 결속부재(52) 등으로 이루어진다.

본 고안의 연약 지반 탈수용 스프링 드레인은, 연약 지반의 침하와 함께 드레인이 수축하면서 꺽임 현상이 방지되기 때문에 탈수 시간 경과에 따른 탈수능 저하가 최소화되며, 제조 생산성이 향상됨은 물론, 제조 비용이 절약되는 장점이 있다.

드레인, 유공관, 연약 지반, 탈수

Description

연약 지반 탈수용 스프링 드레인{The drain member having coil spring structure for removing water out of the damp ground}

도 1은 종래 보드형 드레인의 사시도.

도 2는 종래 보드형 드레인의 단면도.

도 3은 종래 관체형 드레인의 사시도.

도 4는 종래 복합 드레인의 사시도.

도 5는 본 고안 제1실시예 스프링 드레인을 보인 것으로,

(가)는 사시도이고,

(나) 평면도이다.

도 6은 길이가 축소된 본 고안 제1실시예 스프링 드레인의 정면도.

도 7은 본 고안 제2실시예 스프링 드레인의 사시도.

도 8은 본 고안 제3실시예 스프링 드레인의 사시도.

((도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명))

51. 드레인부재 52. 결속부재

53. 여과부재 H. 통공

H'. 내경부 h. 중공

본 고안은, 부직포 등의 여과부재에 의해 외주면이 감싸지는 드레인을 선재로 만들되, 선재를 코일 스프링 형상으로 회권함으로써, 연약 지반에 매입된 후 탈수 과정에서 수직 방향으로 내려 앉게 되는 연약 지반과 함께 그 내부에서 길이가 자유롭게 축소, 변형될 수 있도록 한, 연약지반 탈수용 스프링 드레인에 관한 것이다.

강변이나 호수 및 늪지대 등과 같은 연약 지반에 주택, 공장, 도로, 제방 등과 같은 각종 건축물이나 구조물을 세우기 위해서는, 연약 지반에 함유된 물이나 수분 등을 지상으로 배출시켜 연약 지반의 강도를 보강하는 공사가 선행되어야 하며, 이렇게 함으로써, 그 후에 세워지는 건축물이나 구조물의 안정성을 확보할 수 있게 되는 바, 수분을 상당량 함유하고 있는 연약 지반 등에 건설 공사나 토목 공사 등을 하기 위하여 실시되는 연약 지반의 탈수 방법을 살펴 보면 다음과 같다.

연약 지반의 탈수를 위하여 오래 전에는 원기둥형 굴착공을 만든 후 그 내부에 흡수성이 우수한 모래를 채워 넣음으로써, 연약 지반에 함유된 물이나 수분이 모래 기둥을 따라 모세관 현상에 의해 배출되도록 하였으나, 그 효율성이 매우 낮기 때문에 근래에는 거의 사용되지 않고 있으며, 요즘에는, 보드형 드레인이나 관 체형 드레인 또는 복합 드레인이 사용되는 것이 일반적이다.

대표적인 드레인의 하나인 보드형 드레인은, 도 1에 도시된 바와 같이, 직사각형 형상을 하는 합성수지 판체(11)의 양면 각각에, 다수의 골 즉, 배수홈(D)이 길이 방향을 따라 형성되도록, 판체(11)의 상단부에서 하단부까지 서로 평행한 다수의 리브(12)를 직립시킨 구조로서, 그 외면이 부직포 등과 같은 여과부재(2)로 감싸진 상태로 연약 지반에 매설된다.

따라서, 상기 보드형 드레인(1)이 물이나 수분을 함유하고 있는 연약 지반 등의 내부에 수직으로 매설되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 토양 내부에 포함된 수분만이 여과부재(2)를 통과하여 판체(11) 측으로 이동하게 되고, 이 수분은, 모세관 현상에 의해, 리브(12) 사이에 형성된 배수홈(D)을 따라 상승한 후 보드형 드레인(1)의 상단부를 통하여 지표면으로 배출된다.

그리고, 관체형 드레인은, 도 3에 도시된 바와 같이, 관벽을 따라 다수의 통공(H)들이 관통 형성된 파이프 형상으로서, 일반적으로는. 축 방향을 따라 외주면이 평탄한 직관의 형태가 아닌, 관벽에 나선상의 요철이 형성된 나선형 주름 유공관이 주로 사용되며, 유공관의 외주면에는, 상기 보드형 드레인과 같이, 여과부재가 감싸진다.

상기와 같은 보드형 드레인과 관체형 드레인은 각각의 장·단점을 가지고 있는 바, 두 드레인의 단점을 상쇄하면서 장점을 극대화하기 위하여, 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 관체형 드레인(41)의 반대 방향 양 외주면 각각에 보드형 드레인(42)을 형성시킨 복합 드레인도 개발되었는 바, 이러한 구조 외에도 복합 드 레인은 다양한 형태로 만들어지고 있다.

상기와 같이 연약 지반을 강화하기 위하여 사용되는 종래의 각종 드레인은, 초기 탈수 측면에서는 각각 상당한 효과가 있으나, 탈수가 진행하는 과정에서, 종류에 따라 차이가 있기는 하나, 각 드레인이 가지고 있는 탈수능이 급격히 저하되는 문제가 있는데, 이는 연약 지반 내부의 토압에 의한 드레인의 변형에 기인한다.

즉, 탈수가 진행됨에 따라 연약 지반은 점차 침하하게 되고, 그 결과, 드레인이 최초 매입되었던 연약 지반의 두께 역시 감소하게 되는 바, 드레인에는 상당한 크기의 압축 토압이 작용하게 되고, 압축 응력을 해소하기 위하여 드레인에는 꺽임 변형이 초래될 수 밖에 없다.

또한, 드레인에 부여되는 연약 지반 내부의 압축 토압은, 드레인에 대하여 비틀린 응력으로도 작용하게 되는 바, 드레인은 뒤틀리면서 꺽이기도 한다.

상기와 같이, 종래의 각종 드레인은, 연약 지반의 탈수 과정에서 점차 증가하게 되는 지반 내부의 토압에 의해 꺽임 변형이 초래되고, 이러한 변형은 곧, 드레인 배수홈들의 꺽임을 불러와 수분 또는 물의 흐름이 방해되거나 차단되는 바, 시간에 따라 드레인의 탈수능이 현저히 저하된다.

특히, 토압에 의한 다양한 변형 형태들 중 뒤틀림 변형에 의한 배수홈의 꺽임 현상이 문제가 되고 있으나, 이를 해결할 수 있는 적절한 대책이 없는 실정이다.

본 고안은, 연약 지반의 수분을 제거하기 위하여 사용되는 종래의 각종 드레인이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 탈수 과정에서 점차 증가하게 되는 연약 지반 내부의 토압에 의해 변형이 되나, 토압에 따라 자유롭게 변형되면서도 꺽임 변형 발생이 방지되어 탈수능의 저하가 방지 또는 최소화될 수 있는 드레인을 제공함에 본 고안의 목적이 있다.

본 고안의 상기 목적은, 코일 스프링식 구조에 의하여 달성된다.

본 고안의 연약지반 탈수용 스프링 드레인은, 연약 지반에 매입된 상태에서 탈수 과정이 진행됨에 따라 점차 상승하게 되는 토압에 의해 초래되는 불가피한 변형력에 저항하지 않고 순응하여 변형되도록 하되, 수직 방향의 수축력에 대하여서는 자유롭게 수축 변형될 수 있도록 하는 동시에, 뒤틀림 변형력에 대하여서는 꺽임이 최소화되면서 뒤틀림 변형되는 구조를 가짐에 기술적 특징이 있다.

상기와 같은 본 고안의 스프링 드레인은, 나선상으로 권회되어 코일 스프링의 형상을 하는 드레인부재와; 축 방향을 따라 드레인부재의 외주연부 다수 곳에 결합된 다수의 결속부재 등으로 구성되는 바, 각각을 살펴보면 다음과 같다.

드레인부재는, 본 고안 드레인의 몸체 역할을 하는 부분으로서, 선재를 나선형으로 회권하여 코일 스프링의 구조를 갖게 되는 바, 일정 범위 내에서는 그 길이가 자유롭게 수축 신장될 수 있다.

즉, 길이가 신장된 상태로 연약 지반에 매입되면, 탈수 과정에서 점차 침하 하는 연약 지반과 함께 그 길이가 수축됨으로써, 수직 방향 토압에 의한 꺽임 변형이 방지될 수 있게 된다.

상기와 같은 드레인부재를 제조하기 위한 선재는 성형성과 적절한 강성을 가져야 하는 바, 플라스틱 등과 같은 경질의 합성수지 선재가 바람직하며, 필요에 따라서는 강선 등과 같은 금속선이 사용될 수도 있다.

결속부재는, 코일 스프링 형상의 드레인부재를 수직 방향으로 드리운 경우 드레인부재가 지나치게 신장되는 것을 방지하기 위한 선재로서, 드레인부재의 축 방향을 따라, 드레인부재의 외주연부 다수 곳에 고정 결합된다.

즉, 선재인 각 결속부재의 일측 외주면에는, 결속부재의 축 방향을 따라, 일정 간격씩, 드레인부재의 매 턴(turn) 외주면이 고정 결합된다.

상기와 같이 결속부재를 결합한 드레인부재가 여과부재에 의해 감싸진 상태로 연약 지반에 매입되면, 탈수 과정이 진행됨에 따라 연약 지반이 침하하게 되는 바, 코일 스프링 구조를 가진 드레인부재 역시 자연스럽게 그 길이가 축소되면서 침하하는 연약 지반 내부의 압축 응력을 해소시키게 된다.

이때, 드레인부재의 길이가 자유롭게 축소될 수 있기 위해서는 즉, 드레인부재의 각 턴간 간격이 좁아지기 위해서는, 드레인부재의 각 턴이 일정 간격씩 고정 결합된 결속부재가 밴딩 가능하여야 하는 바, 결속부재는 유연한 재질, 예를 들어, 실리콘, 러버, 우레탄 등 연질의 합성수지로 만들어지는 것이 바람직하다.

즉, 결속부재를 밴딩이 어려운 경질재로 제조하는 경우, 드레인 부재의 인접한 각 두 턴이 밴딩되지 않는 결속부재에 의해 서로 가까워질 수 없게 되는 바, 드 레인부재의 길이는 축소될 수 없게 된다.

상기 본 고안의 목적과 기술적 구성을 비롯한 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 고안의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.

도 5에 본 고안 본 고안 스프링 드레인의 사시도와 평면도를, 도 6에 길이가 축소된 상태를 보인 본 고안 스프링 드레인의 정면도를 도시하였다.

도시된 바와 같이 본 고안의 연약지반 탈수용 스프링 드레인은,

금속 또는 합성수지 선재를 나선상으로 권회한 코일 스프링 형상의 드레인부재(51)와;

평면도 상에서의 상기 드레인부재(51) 외주연부 다수 곳에 드레인부재(51)의 축 방향을 따라 결합되며, 선재로 이루어진 다수의 결속부재(52) 등으로 구성된다.

이때, 상기 드레인부재(51)는 경질의 합성수지가, 결속부재(52)는 연질의 합성수지가 바람직하다.

즉, 드리워진 상태로 연약 지반에 매입되는 드레인부재(51)의 길이 축소가 방해받지 않도록 선재인 결속부재(52)는 싱축성이 있으면서 자유로운 밴딩이 가능한 연질의 합성수지를, 드레인부재(51)는 토압에 의한 형상 유지성을 갖도록 적절한 강성을 갖는 경질 합성수지를 사용한다.

그리고, 코일 스프링 구조의 드레인부재(51)가 갖는 평면 형상의 경우 반드시 원형일 필요는 없으며, 필요에 따라, 삼각형, 사각형 등의 다각형 등도 가능하다.

즉, 평면도 상에서, 드레인부재(51)가 폐루프를 이루기만 하면 된다.

또한, 드레인부재(51) 자체의 강성 보강을 위하여, 도 7에 도시된 바와 같이, 두 개 이상의 드레인보드부재(51)를 중첩 사용할 수도 있는데, 이러한 경우에는, 드레인부재(51)를 우선 서로 중첩시킨 후 결속부재(52)를 결합하여야 한다.

그 외에, 코일 스프링 구조의 드레인부재(51)와 일직선형 결속부재(52)를 각각 제조하기 위한 드레인부재(51)용 선재와 결속부재(52)용 선재의 단면 형상 역시 반드시 원형일 필요는 없다.

그리고, 드레인부재(51)용 선재와 결속부재(52)용 선재로서, 상기와 같이 중공이 없이 내부가 채워진 일반 선재 즉, 무중공 선재를 적용할 수도 있으나, 내부가 채워지지 않고 길이 방향(또는 축 방향)으로 관통되는 중공을 가진 관체형 즉, 튜브형 선재를 사용할 수도 있다.

즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 축 방향을 따라 다수의 통공(H)이 관통 형성된 튜브형 선재로서 드레인부재(51)와 결속부재(52)를 각각 제조하는 경우, 드레인부재(51)의 내경부(H') 뿐만 아니라, 통공(H)들에 의해 드레인부재(51)와 결속부재(52) 자체의 각 중공(h)도 배수홈의 역할을 수행할 수 있게 된다.

이때, 튜브형 선재는, 필요에 따라, 드레인부재(51)와 결속부재(52) 중의 어느 일측에만 적용될 수도 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안의 연약 지반 탈수용 스프링 드레인은, 드레인의 몸체에 해당하는 드레인부재가 코일 스프링 구조를 가짐으로써, 연약 지반의 침하와 점차 증가하는 수직 토압에 저항하지 않고 드레인이 순응 수축하면서 꺽임 현상이 방지되며, 비틀림 응력에 의해서도 쉽게 꺽이지 않고 회전하면서 비틀림 응력을 해소할 수 있기 때문에 비틀림에 의한 꺽임 역시 최소화되는 바, 탈수 시간 경과에 따른 드레인의 현저한 탈수능 저하가 방지되며, 선재를 사용하여 제조되기 때문에 종래의 드레인에 비하여 제조 생산성이 향상됨은 물론, 제조 비용이 절약되는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 연약 지반 내에 함유된 수분을 제거하기 위하여 부직포 등의 여과부재에 감싸진 상태로 연약 지반 내부에 매입되는 탈수용 드레인에 있어서,

   선재를 나선상으로 권회한 코일 스프링 형상의 드레인부재(51)와;

   평면도 상에서의 상기 드레인부재(51) 외주연부 다수 곳에 축 방향을 따라 각각 결합된 선재로 구성된 다수의 결속부재(52)를 포함하여 이루어진 것을 특징 하는 연약 지반 탈수용 스프링 드레인.
2. 제 1항에 있어서, 상기 드레인부재(51)의 선재와 결속부재(52)의 선재는, 무중공 선재 또는 튜브형 선재 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 연약 지반 탈수용 스프링 드레인.
3. 제 2항에 있어서, 상기 튜브형 선재에는 다수의 통공(h)이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 연약 지반 탈수용 스프링 드레인.

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