KR20090033600A - 지하구조물누수의 보수보강 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축물의 지하구조물 누수에 관하여 마이크로 시멘트와 스멕타이트를 이용한 전동식 압력주입 방수공법에 관한 것으로 상세히, 콘크리트의 외벽과 지하구조물의 내부공간을 보호하기 위한 보호벽이 시공된 지하구조물의 누수를 방지하고자 구조물의 해체 없이 외벽과 내력벽을 보수함과 동시에 지하구조물침수를 해결하는 지하구조물 및 지하 공동구조물 등에서 발생하는 누수의 보수보강공법이다.

콘크리트 외벽과 보호벽의 구조로 시공된 지하구조물의 누수방지 방수공법에 있어서, 보호벽의 70cm ~ 130cm의 높이로 보호벽을 관통하는 제1구멍을 균열부에 형성하여 집수로에 집수된 물의 양과 누수의 상태를 조사하는 사전조사단계와, 보호벽과 바닥면이 접하는 경계에 보호벽을 관통하는 제2구멍을 형성하여 집수로에 집수된 물을 배출하는 배출단계와, 상기 배출단계의 제2구멍을 마감하고 집수로에 보수재를 제1구멍의 10cm ~ 20cm의 상부까지 채워 외벽의 균열을 보수재의 중량하중압력으로 보수함과 동시에 제1구멍과 일치하는 구멍틀을 삽입하여 보수재를 경화시켜 일측면이 막힌 제1구멍을 형성하고 집수로의 바닥면을 상승시키는 채움단계와, 상기 제1구멍의 상부로 20cm ~ 40cm높이에 보호벽을 관통하는 제3구멍을 형성하고 지하구조물의 실내로 수도벨브를 설치하는 간이집수단계의 공법으로 구성되는 지하구조물누수의 보수보강 공법.

본 발명의 공법으로 기능이 상실된 집수로와 집수조로 인한 지하구조물의 침수문제를 보호벽과 지하구조물의 바닥면을 해체하지 않고 채움공정을 통해 집수로의 바닥면이 상승하여 자연건조율을 증대시키고 보수재의 채움 높이에 따른 중량하중의 압력에 의해 외벽의 균열공간으로 보수재가 채워져 외벽의 누수를 억제하고 일측면이 막힌 제1구멍으로 보호벽의 단면적 전체로 보수재가 압입되어 제1구멍과 접하는 균열에 대해 보수되며, 보호벽의 노후화로 인해 발생하는 벽돌과 벽돌을 사이에 공간을 보수재로 보수되며, 간이집수단계를 통해 자연건조율을 초과하는 물의 누수를 용이하게 배출하여 보호벽의 붕괴 및 침수를 방지할 수 있다.

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Description

지하구조물누수의 보수보강 공법 { repair and reinforcement method of underground a fabric }

본 발명은 건축물의 지하구조물 누수에 관하여 마이크로 시멘트와 스멕타이트를 이용한 전동식 압력주입 방수공법에 관한 것으로 상세히, 콘크리트의 외벽과 지하구조물의 내부공간을 보호하기 위한 보호벽이 시공된 지하구조물의 누수를 방지하고자 구조물의 해체 없이 외벽과 내력벽을 보수함과 동시에 지하구조물침수를 해결하는 지하구조물 및 지하 공동구조물 등에서 발생하는 누수의 보수보강공법이다.

우선 본 발명에 속하는 지하구조물의 구조를 도3을 참조하여 살펴보면,

외벽에 의해 지면(GL) 이하의 지하구조물을 흙으로부터 보호 및 지하구조물의 공간을 확보하는 구조로 건축물이 시공된다. 이러한 구조로 시공되는 건축물의 지하구조물은 지하수에 의해 콘크리트로 구성된 외벽을 침투하여 건물 내부로 누수되고 흙의 물 함유량 및 외벽의 방수성에 따라 지하구조물 내부공간으로 침수가 발 생하기도 한다. 이에 지하구조물을 시공함에 있어, 외벽의 지하구조물 바닥으로 집수로와 집수조를 시공하고 외벽을 침투한 물이 지하구조물의 바닥의 집수로를 타고 집수조에 집수되어 외벽을 침투한 물이 지하구조물로 침수됨을 방지하도록 시공되어 진다. 또한 외벽으로 침투한 물에 의해 지하구조물의 습기를 제거하기 위해 일조창 및 환풍기를 설치하여 지하구조물 내부의 물을 자연건조시켜 습도를 감소시키도록 시공된다.

상기 설명한 구조의 지하구조물에서 발생하는 누수는 모르타르의 재료로 형성되는 외벽으로 물의 침투가 용이하게 진행되고 외벽의 노후화 및 지반의 압력 등에 의한 외벽의 균열로 빈번히 누수가 발생한다. 이러한 외벽의 누수가 노후화 및 지반의 압력 등에 의한 집수조 및 집수정의 파손으로 인해 외벽을 통과한 물이 외벽과 보호벽의 사이 공간의 집수로에 집수되고 지하구조물에 구비된 일조창과 환풍기에 의한 자연건조량 이상의 물이 누수될 시 보호벽을 통해 지하구조물의 실내로 누수되어 지하구조물이 침수된다. 이러한 지하구조물의 침수는 보호벽의 균열시 지하구조물의 침수가 더욱 심화되는 문제가 발생한다. 특히 보호벽은 벽돌과 벽돌을 모르타르로 결합하여 쌓아 올리는 구조로 시공되는 바, 노후화에 의해 모르타르의 파손이 발생하여 벽돌과 벽돌의 사이에 공간을 발생시켜 상기 누수를 더욱 악화시키는 문제도 있다.

이하 상기 집수조 및 집수로의 파손에 의한 누수의 문제와 외벽 및 보호벽의 균열에 의한 누수의 문제를 해결하는 종래의 기술분야 및 관련기술을 설명한다.

집수조 및 집수로의 파손에 의한 침수를 해결하기 위한 보수공법으로는 집수로가 시공된 지하구조물의 바닥면과 보호벽을 해체하여 집수로 및 집수정의 파손부위를 확인하는 확인단계와 파손부위를 보수하는 보수단계, 확인단계로 해체된 바닥면 혹은 보호벽을 재시공하는 시공단계로 구성되는 공법으로 누수의 문제를 해결하고 있다.

콘크리트구조물의 균열에 의한 누수를 해결하기 위한 보수공법으로 다양한 방수 공법이 실시되고 있으며 대표적으로 도막방수방법과 보수방수방법, 미장방수방법, 시트방수방법, Injection 방수방법, Grout 방수방법 등으로 콘크리트구조물 자체를 방수화 시켜 물의 침투 및 균열부위의 누수를 원천적으로 봉쇄하여 상기 문제를 해결하고 있다.

상기 공법들은 크게 두 가지로 분류하여 살펴보면 콘크리트구조물의 균열공간에 구멍을 형성하여 사출기를 삽입하고 방수제 및 마이크로 모르타르, 우레탄, 에폭시 등의 보수재를 주입하여 균열공간을 매우는 도 4의 매움공법과, 콘크리트 구조물의 외부면에 방수층을 형성하는 방수층형성공법으로 실시되고 있는 실정이다.

상기 집수조 및 집수로의 파손에 의한 침수를 해결하기 위한 종래의 보수공법은 기존에 시공된 지하구조물의 바닥과 보호벽을 해체하고 재시공하여야함에 공기가 길고, 시공에 필요한 자재비 등의 많은 보수비용이 필요로 한 문제점이 있고,

상기 매움공법과 방수층형성공법은 외벽을 보수하기 위해서는 보호벽을 해체하여야 하는 문제가 여전히 존재하며, 이러한 문제로 보호벽만을 방수처리하는 보수를 실시하기도 한다. 하지만 보호벽만을 보수하였을 시, 상기 집수로 및 집수조의 파손으로 환풍기와 일조창에 의한 물의 자연건조율 이상의 물이 집수되어 외벽과 보호벽의 사이 공간으로 물이 지속적으로 집수되어 보호벽의 붕괴가 발생하는 심각한 위험의 문제가 있다.

또한, 매움공법에 의한 방수는 보수재가 주입되는 압력의 힘으로 구조물의 균열에 주입시키는 공법으로 구조물의 구멍에 접하는 균열(1)만을 보수하는 문제점으로 완벽한 보수가 이루어지지 않는다.

콘크리트 외벽과 보호벽의 구조로 시공된 지하구조물의 누수방지 방수공법에 있어서, 보호벽의 70cm ~ 130cm의 높이로 보호벽을 관통하는 제1구멍을 균열부에 형성하여 집수로에 집수된 물의 양과 누수의 상태를 조사하는 사전조사단계와, 보호벽과 바닥면이 접하는 경계에 보호벽을 관통하는 제2구멍을 형성하여 집수로에 집수된 물을 배출하는 배출단계와, 상기 배출단계의 제2구멍을 마감하고 집수로에 보수재를 제1구멍의 10cm ~ 20cm의 상부까지 채워 외벽의 균열을 보수재의 중량하중압력으로 보수함과 동시에 제1구멍과 일치하는 구멍틀을 삽입하여 보수재를 경화시켜 일측면이 막힌 제1구멍을 형성하고 집수로의 바닥면을 상승시키는 채움단계와, 상기 제1구멍의 상부로 20cm ~ 40cm높이에 보호벽을 관통하는 제3구멍을 형성하고 지하구조물의 실내로 수도벨브를 설치하는 간이집수단계 공법으로 구성되는 지하구조물누수의 보수보강 공법.

본 발명의 공법으로 기능이 상실된 집수로(30)와 집수조로 인한 지하구조물의 침수문제를 보호벽(20)과 지하구조물의 바닥면을 해체하지 않고 채움공정을 통해 집수로(30)의 바닥면이 상승하여 자연건조율을 증대시키고 보수재(80)의 채움 높이에 따른 중량하중의 압력에 의해 외벽(10)의 균열공간으로 보수재(80)가 채워져 외벽(10)의 누수를 억제하고 일측면이 막힌 제1구멍(40)으로 보호벽(20)의 단면적 전체로 보수재(80)가 압입되어 제1구멍(40)과 접하는 균열에 대해 보수되며, 보호벽(20)의 노후화로 인해 발생하는 벽돌과 벽돌을 사이에 공간을 보수재로 보수되며, 간이집수단계(S5)를 통해 자연건조율을 초과하는 물의 누수를 용이하게 배출하여 보호벽(20)의 붕괴 및 침수를 방지할 수 있다.

본 발명은 건축물의 지하구조물누수의 보수보강 공법에 관한 것으로 상세히, 지하의 흙과 맞닿는 콘크리트의 외벽(10)과 지하구조물의 내부공간을 보호하기 위한 보호벽(20)이 시공된 지하구조물에 관하여 지하구조물의 누수를 해결하기 위해, 보호벽 및 지하구조물 바닥을 해체하지 않고 누수를 해결하는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 사용되는 보수재(80)는 마이크로시멘트와 물, 스멕타이트, 부타디엔 러버와 교반되는 것으로 콘크리트구조물과의 동일한 내구성, 우수한 방수성, 내마모성, 크랙저항성을 향상시켜 구조체와의 일체를 형성하는 것으로 동시에 보수. 보강이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 다섯 단계의 공법과 보수재(80)의 대략적 구성을 살펴보면,

보호벽(20)의 균열상태를 조사하고 보호벽(20)을 관통하는 제1구멍(40)을 바닥면에서 70cm ~ 130cm 내에 존재하는 균열부에 형성함과 동시에 1차로 외벽(10)과 집수로(30)에 집수된 물의 수위를 확인하는 사전조사단계(S1)로 구성되고, 보호벽(20)의 하부에 집수로(30)를 향하는 제2구멍(50)을 형성하여 제1구멍(40) 이하로 집수된 물을 배출하는 배출단계(S2), 상기 제2구멍(50)을 마감하고 제1구멍(40)으로 사출기(41)를 삽입하여 외벽(10)과 보호벽(20)의 사이 공간인 집수로(30)로 보수재(80)를 압입하고 보수재(80)의 중량하중의 압력으로 외벽(10)의 균열공간으로 보수재(80)가 채움되어 외벽(10)의 균열을 보수함과 동시에 집수로(30)의 바닥 면을 제1구멍(40) 이상으로 상승시키고 구멍틀을 삽입하여 보수재(80)를 경화시키는 채움단계(S3), 상기 일측이 보수재(80)로 막힌 제1구멍(40)으로 보수재(80)를 재투입하여 보호벽(20)의 균열공간으로 보수재(80)를 채워 마감하는 보수단계(S4), 상기 제1구멍(40)의 20cm ~ 50cm의 상부로 보호벽(20)을 관통하는 제3구멍(60)을 형성하고 지하구조물 내부를 향하는 수도벨브(61)를 설치하는 간이집수단계(S5)로 구성되는 지하구조물누수의 보수보강 공법.

본 공법에 사용되는 보수재(80)는 마이크로시멘트 40~50 중량 %와 물 10~20 중량%, 스멕타이트 5~10 중량%, 부타디엔 러버 10~20 중량%로 혼합된 것으로 콘크리트구조물과의 동일한 내구성, 우수한 방수성, 내마모성, 크랙저항성을 향상시켜 구조체와의 일체를 형성하는 것으로 동시에 보수. 보강이 이루어지는 것을 특징으로 구성된다

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 공정도를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 공법에 의해 실시된 지하층 단면도이며, 도 3은 도 2에 대한 부분확대도이고, 도 4는 배경기술의 매움공법에 관한 부분확대도이다.

상기 본 발명의 대략적인 구성과 도1 내지 도2에 도시된 바와 같이 본 발명의 공법은 사전조사단계(S1)와 배출단계(S2), 채움단계(S3), 보수단계(S4), 간이집수단계(S5)의 다섯 단계으로 구성된다.

사전조사단계(S1)는 보호벽(20)의 균열상태를 조사하고 보호벽(20)을 관통하는 제1구멍(40)을 바닥면에서 50cm ~ 150cm 내에 존재하는 균열부에 형성함과 동시에 1차로 외벽(10)과 집수로(30)에 집수된 물의 수위를 확인하는 단계이다.

이는 보호벽(20) 전체에 대한 균열을 조사하고 지하구조물의 바닥을 기준으로 70cm ~ 130cm높이 내에 존재하는 균열에 보호벽(20)을 관통하는 제1구멍(40)을 형성한다. 이러한 제1구멍(40)에 의해 배출되는 물의 양으로 외벽(10)의 파손 및 누수 정도를 점검하는 것으로 구성된다.

배출단계(S2)는 보호벽(20)의 바닥면에 집수로(30)를 향하는 제2구멍(50)을 형성하여 제1구멍(40) 이하로 집수된 물을 배출하는 단계이다.

이는 바닥면과 보호벽(20)의 경계로 하는 모서리에 집수로(30)를 향하는 관통된 제2구멍(50)을 형성하여 집수로(30)에 집수된 물을 제거하는 것으로 구성된다.

채움단계(S3)는 상기 제2구멍(50)을 마감하고 제1구멍(40)으로 사출기(41)를 삽입하여 외벽(10)과 보호벽(20)의 사이 공간인 집수로(30)로 보수재(80)를 채우고 보수재(80)의 중량하중압력으로 외벽(10)의 균열공간을 채움하여 외벽(10)의 균열을 보수함과 동시에 집수로(30)의 바닥면을 상승시키는 단계이다.

이는 배출단계(S2)로 집수된 물이 제거된 후, 제1구멍(40)으로 사출기(41)을 삽입하여 보호벽(20)에 고정하고 보수재(80)를 집수로(30)가 구비된 외벽(10)과 보호벽(20)의 사이 공간에 채움한다. 이렇게 채움되는 보수재(80)는 보수재(80)가 압입되지 않을 때, 채움을 중지하고 제1구멍(40)으로 구멍틀을 삽입고정하여 보수재(80)를 경화시킨다. 보수재(80)는 제1구멍(40)의 10cm ~ 20cm상부까지 채움되어 기능을 상실한 집수조와 집수로(30)가 봉쇄시킴과 동시에 높이에 따른 보수재(80)의 중량하중압력으로 외벽(10)의 균열공간을 보수재(80)가 침투하여 외벽(10)의 균열을 보수·보강하게 된다. 또한 제1구멍(40)의 10cm ~ 20cm상부로 채움된 보수재(80)의 경화로 집수로(30)의 최소바닥면이 50cm ~ 170cm 상승하여 환풍기 및 일조창(70)과의 거리가 좁혀져 집수로(30)의 자연건조율 상승시키는 것을 특징으로 구성된다.

상기 보수재(80)는 마이크로시멘트와 물을 주재료로 사용함에 있어서, 하중압력 및 압입기의 압력에 의해 콘크리트구조와 결합시 콘크리트구조와 일치하고 보호벽(20)의 균열공간으로 침투가 용이, 빠른 경화로 공기를 단축, 방수성, 내구성을 위해, 마이크로시멘트 40~50 중량 %와 물 10~20 중량%, 스멕타이트 5~10 중량%, 부타디엔 러버 10~20 중량%로 혼합 구성된 것을 특징으로 구성한다.

상기 마이크로시멘트는 콘크리트구조물과 동일한 재료로 토양이나 지하수 오 염을 일으키지 않으며 화학 저항성능이 우수하며 조직이 수밀하므로 열화물이나 황산염에 대한 내구성이 우수하다. 또한 물에서 분산이 용이하고 침강분리가 없으며 미분말화에 의해 화학적으로 활성화 되어 급속하게 고강도를 발현하며 장기적으로 강도가 증가되며 보수재(80)와 외벽(10)과 보호벽(20)이 일체화되고 황토 성분 중의 하나인 스멕타이트는 시멘트 석회성분을 중화시키며 물을 가하면 점도가 상승되어 부서지지 않는 특징이 있다. 또한 점토광물 중의 하나로 독특한 관상 구조를 가지고 있기 때문에 층과 층사이에 다른 유기물이 들어갈 수 있는 틈으로 인하여 수분 흡수 및 오염물질을 흡수하여 습도 조절기능을 한다. 따라서 마이크로시멘트와 스멕타이트는 같은 미네랄 성분으로 결합력이 우수하여 콘크리트와 결합시 통기성, 우수한 방수성, 내구성 증진에 큰 효과가 있으며 부타디엔러버는 소포제와 산화방지제를 함유한 비이온성의 안정화된 공중합체로서 화학물질에 대한 저항성을 향상시키며 압축강도, 내마모성, 크랙저항성을 향상시킨다. 또한 접착력이 우수하기 때문에 콘크리트 자체 부실된 면을 개선시키어 방수성을 증대시킨다. 보수재(80)와 외벽(10)과 보호벽(20)의 침투가 용이함과 동시에 점결력이 우수함을 특징으로 보수재(80)와 외벽(10) 및 보호벽(20)과의 용이한 점착이 이루어진다.

보수단계(S4)는 보수재(80)를 재투입하여 보호벽(20)의 균열공간으로 보수재(80)를 채워 마감하는 단계이다.

이는 채움단계(S3)의 구멍틀이 제거된 제1구멍(40)에 사출기(41)를 삽입고정하여 보수재(80)를 투입하는 것으로, 사출기의 사출압력으로 균열부와 벽돌과 벽돌 사이에 발생된 공간으로 보수재(80)가 침투하여 보수재로 보수되며, 보수재(80)가 투여되지 않을 때, 혹은 부수재가 보호벽(20)의 상부의 균열로 누수될 때, 보수재(80)의 압입을 중단하고 제1구멍(40)을 마감하여 보호벽(20)의 균열공간을 보수하는 단계로 구성된다.

간이집수단계(S5)는 상기 제1구멍(40)의 20cm ~ 50cm의 상부에 보호벽(20)을 관통하는 제3구멍(60)을 형성하고 지하구조물 내부로 향하는 수도벨브(61)를 설치하는 단계이다.

이는 채움단계(S3)에 의한 상승된 집수로(30)의 바닥면으로 집수된 물을 용이하게 배출하여 집수로(30)로 집수된 물에 의한 침수 및 보호벽(20)의 붕괴를 해결하기 위해 보호벽(20)의 제1구멍(40) 상부로 20cm ~ 50cm 이격된 제3구멍(60)을 형성하여 수도벨브(61)를 구비하고 그 수도벨브(61)와 결합하는 간이집수조를 설치하는 것으로 구성되어 지하구조물의 누수에대한 문제를 해결하는 지하구조물누수의 보수보강공법이다.

본 발명의 공법에 있어서, 채움되는 보수재(80)의 높이를 확인하기 위해 압력기를 주시하지 않고 보호벽(20)의 제1구멍(40) 상부로 10cm ~ 20cm 이격된 높이에 제3구멍(60)을 형성하여 보수재(80)의 높이를 확인함과 동시에 상기 제3구멍(60)으로 간이집수단계(S5)의 수도벨브(61)를 설치하여 시공될 수 있음은 통상의 지식을 가진 업자라면 용이하게 실시할 수 있으며, 본 공법을 하나의 벽면에 다 수의 구멍을 형성하여 시공함으로써 공기를 대폭 줄일 수 있다.

또한 본 발명의 공법 단계에 있어서 보호벽(20)의 균열이 없을 경우 보수단계(S4)를 포함하지 않는 지하구조물누수의 보수보강공법으로 용이하게 실시될 수 있는 것은 자명한 것이다.

이러한 본 발명의 공법은 도 5와 같이, 지질이 취약하여 보호벽(10)을 별도로 형성시킨 터미널과 지하철 구조에서도 용이하게 실시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 공정도를 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 공법에 의해 실시된 지하층 단면도.

도 3은 도 2에 대한 부분확대도.

도 4는 배경기술의 매움공법에 관한 부분확대도.

도 5는 또 다른 지하층 구조인 터널을 도시한 단면도.

Claims (3)

1. 콘크리트 외벽(10)과 보호벽(20)의 구조로 시공된 지하구조물의 누수방지 방수공법에 있어서,

   보호벽(20)의 70cm ~ 130cm의 높이로 보호벽(20)을 관통하는 제1구멍(40)을 균열부에 형성하여 집수로(30)에 집수된 물의 양과 누수의 상태를 조사하는 사전조사단계(S1)와;

   보호벽(20)과 바닥면이 접하는 경계에 보호벽(20)을 관통하는 제2구멍(50)을 형성하여 집수로(30)에 집수된 물을 배출하는 배출단계(S2)와;

   상기 배출단계(S2)의 제2구멍(50)을 마감하고 집수로(30)에 보수재(80)를 제1구멍(40)의 10cm ~ 20cm의 상부까지 채워 외벽(10)의 균열을 보수재(80)의 중량하중압력으로 보수함과 동시에 제1구멍(40)과 일치하는 구멍틀을 삽입하여 보수재(80)를 경화시켜 일측면이 막힌 제1구멍(40)을 형성하고 집수로(30)의 바닥면을 상승시키는 채움단계(S3)와;

   상기 제1구멍(40)의 상부로 20cm ~ 40cm높이에 보호벽(20)을 관통하는 제3구멍(60)을 형성하고 지하구조물의 실내로 수도벨브(61)를 설치하는 간이집수단계(S5)의 공법으로 구성되는 지하구조물누수의 보수보강 공법.
2. 제 1항에 있어서;

   보호벽(20)의 균열을 보수하기 위해, 상기 보수재(80)가 경화되어 일측이 막힌 제1구멍(40)으로 보수재(80)를 투입하고 마감하는 보수단계(S4)가 부가되는 것을 특징으로 하는 지하구조물누수의 보수보강 공법.
3. 제 1항 내지 2항에 있어서;

   보수재(80)는 마이크로시멘트 40~50 중량 %와 물 10~20 중량%, 스멕타이트 5~10 중량%, 부타디엔 러버 10~20 중량%로 혼합구성된 특징으로 하는 지하구조물누수의 보수보강 공법.

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