KR20090063330A - 지반개량용 수평배수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연약지반개량 공사시 기존 연직배수공법에 의해 연약층 상부로 배수된 과잉간극수(압밀수)를 해당 건설공사현장 외부로 배출하고자 하는 수평배수장치에 관한 것으로, 특히 기존의 수평배수장치에 의해 각각의 집수정에서 집수된 물을 하나의 배수관으로 모아 배수시킬 경우 각각의 집수정에 집수된 물의 용량 차로 발생되는 문제점을 해결토록 한 것이다.

종래에 각각의 집수정에서 집수된 물을 하나의 배수관으로 모아 펌핑시키는 방식으로 배수시키는 방법이 시도된 바 있으나, 이 때 각각의 집수정에 집수되는 물은 용량이 서로 다른 반면 각각의 집수정에 작용되는 펌프의 흡입압력은 동일하게 작용되기 때문에 용량이 적은 집수정의 물이 용량이 많은 집수정의 물보다 먼저 배수되게 되는 것이다.

따라서 물이 모두 배수된 집수정의 경우, 배수 이후에는 내부의 공기가 빠져나가 배수관 내부에 공기가 차게 됨으로써 다른 집수정의 배수가 원활치 않게 되는 문제점이 있는 것이다.

따라서 본 발명에서는 집수정 내부에 물의 수심에 따라 상하로 이동되어 배출부의 개폐가 이루어질 수 있는 부력체를 형성시켜 배수가 완료된 후에는 부력체가 가라앉아 집수정의 배출부를 폐쇄시킬 수 있도록 하여 공기의 배출을 차단시켜 배수관 내부에 공기가 차지 않도록 함으로써 배수가 전체적으로 원활하게 이루어질 수 있도록 한 것이다.

지반, 집수정, 부력

Description

지반개량용 수평배수장치{a horizental drain equipment to improve the ground}

본 발명은 원활한 연약지반개량 공사를 위하여 기존 연직배수공법에 의해 연약층 상부로 배수된 과잉간극수(압밀수)를 해당 건설공사현장 외부로 배출하고자 하는 수평배수장치에 관한 것으로, 특히 각각의 집수정에서 집수된 물을 하나의 배수관으로 모아 배수시키는 차집형 배수방식을 적용시킬 경우, 각각의 집수정에 집수된 물이 단시간 내에 원활하게 배수될 수 있도록 한 것이다.

현재 지반개량을 위하여 시도되고 있는 통상의 배수방식은 도 3에 도시된 바와 같이, 연약층(100) 내부에 수직배수재(10)를 타설시키고, 그 상부에 투수가 가능하도록 모래 등을 소재로 하는 투수층(200)을 소정두께로 형성시키고, 투수층(200)의 상부에 흙이나 물로 채워지는 중량층(300)을 소정두께로 형성시켜 중량층(300)의 무게로 인하여 연약층 내부의 과잉간극수(압밀수)가 수직배수재(10)를 타고 올라와 투수층(200)에 고여지도록 하고, 투수층(200)에 고여 있는 압밀수는 투수층(200)에 수평으로 매설되어 있는 수평배수재(20)를 통하여 중량층(300)의 상부로 노출되도록 수직으로 매설되어 있는 집수정(30)에 집수되도록 한 후 집수정(30) 내부 하단 에 장착되는 수중펌프(50)와 수직으로 매설되어 있는 배수호스(50a)을 통하여 외부로 배출되도록 하는 것이다.

따라서 이러한 방식은 도 4에 도시된 바와 같이 건설현장의 외측으로 집수정(30)이 노출되고 각각의 집수정(30)에 장착되어진 수중펌프(50)의 전선 및 배수호스(50a)들이 노출되어 늘어져 있게 됨으로써 미관상 좋지 않을 뿐 아니라 작업차량의 통행에 지장을 초래하고, 전선 및 배수관의 손상이 빈번하여 유지관리에 어려움이 있는 것으로, 이러한 어려움은 건설현장이 넓을수록 더욱 심하게 발생되는 것이다.

따라서 최근에는 각각의 집수정(30)에 집수된 물을 하나의 펌프와 하나의 배수관으로 모아 배수시키는 차집형 배수방식이 적용되어 상기한 문제점을 해결하고자 하는 배수방식이 제안된 바 있으나, 이 경우 각각의 집수정에 집수되는 물의 양이 집수정이 설치된 지반의 위치에 따라 서로 다른 반면 각각의 집수정에 작용되는 펌프의 흡입압력은 동일하게 작용되도록 배수관이 설계되기 때문에 용량이 적은 집수정의 물이 용량이 많은 집수정의 물보다 먼저 배수되게 되는 것이다.

따라서 물이 모두 배수된 집수정의 경우, 수평배수관 내부에 공기가 차게 됨으로써 다른 장소에 설치된 집수정의 배수가 원활치 않게 되는 문제점이 있는 것이다.

따라서 본 발명은 집수정으로부터의 완전 배수 이후에는 집수정의 배출부가 폐쇄되어 공기의 배출을 차단토록 하으로서 수평배수관 내부에 공기가 차는 현상을 방지하여 배수가 전체적으로 원활하게 이루어질 수 있도록 함으로써 상기한 종래의 문제점을 해결토록 하고자 함이다.

이를 위하여, 본 발명의 장치는, 집수정 내부에 물의 수심에 따라 상하로 이동되어 배출부의 개폐가 물의 입출 상태에 따라 이루어질 수 있는 부력체를 형성시켜 배수 완료 후 부력체가 가라앉아 집수정의 배출부를 폐쇄시킬 수 있도록 한 것이다.

본 발명의 배수장치로 차집형 배수방식의 적용 시 수평배수관 내부에 공기가 차는 현상을 방지할 수 있어 배수가 보다 원활하고 신속하게 이루어져 장기적으로는 공사기간을 크게 단축시킬 수 있는 특장점이 있으며, 또한 종래방식과 달리 전선 및 수직배수관이 외부로 노출이 되지 않아 미관상 좋을 뿐만 아니라 작업차량의 원활한 통행이 가능하게 되는 등 종래방식에서 발생될 수 있는 여러 문제점들을 해결할 수 있는 것이다.

본 발명은, 도 1에 도시된 바와 같이 연약층(100) 내부에 수직배수재(10)가 타설되고, 그 상부에 투수가 가능하도록 모래 등을 소재로 하는 투수층(200)이 소정두께로 형성되며, 투수층(200)의 상부로는 흙이나 물로 채워지는 중량층(300)이 소정두께로 형성되어 중량층(300)의 무게로 인하여 연약층 내부의 과잉간극수(압밀수)가 수직배수재(10)를 타고 올라와 투수층(200)에 고여지도록 되어, 투수층(200)에 고여 있는 압밀수를 투수층(200)에 수평으로 매설되어 있는 수평배수재(20)를 통하여 투수층(200) 내부에 매설되어 있는 다수의 집수정(30)에 집수되도록 한 후 각각의 집수정(30)에 집수된 물을 각각의 집수정(30) 바닥면에 형성된 배출부(31)에 연결되어 있는 하나의 수평배수관(40)을 통하여 배수되어 수평배수관(40)에 연결되어 있는 펌프(50)의 흡입력에 의하여 외부로 배출되도록 구성되고, 상기 집수정(30)에는 물의 수심에 따라 상하로 이동되어 배출부(31)의 개폐가 물의 입출 상태에 따라 이루어질 수 있는 부력체(32)가 형성되어 배수가 완료된 집수정(30)의 배출부(31)가 차단되도록 한 것이다.

이때 상기 집수정(30)의 배출부(31)는 바닥면의 중앙에 형성되고, 바닥면은 중앙의 배출부(31)를 향하여 하향으로 경사지게 형성되어 집수정(30)에 집수된 물의 양이 적을 경우에도 경사진 바닥면을 타고 흘러내려 배수가 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 한편, 상기 부력체(32)가 바닥면의 어느 위치에 가라앉을 경우에도 배출부(31)로의 유도가 가능하도록 되어 있으며, 집수정(30)의 상측으로는 유입부(33)가 형성되어 이 유입부(33)에 상기 수평배수재(20)가 연결됨으로써 투수층(200)에 고여지는 압밀수가 집수될 수 있도록 되어 있다.

이때 상기 집수정(30)에는 도 1A에 도시된 바와 같이 배출부(31)의 동일선상 상측으로 상기 부력체(32)의 이동경로가 배출부(31)의 직상방으로만 제어토록 하기 위한 부력체 수납틀(34)이 형성되어 부력체(32)가 배출부(31)에 정확히 안착되도록 함으로써 배출부(31)의 신속하고 정확한 폐쇄가 이루어지도록 할 수 있는 것이다.

또는 도 1C에 도시된 바와 같이 상기 부력체(32)에 소정길이를 갖는 고정수단(32b)을 형성시키고 고정수단(32b)의 타단을 집수정(30)내 한 측벽에 고정시켜 부력체(32)의 이동경로를 제한토록 함으로써 부력체(32)가 배출부(31)의 정확한 위치에 안착되도록 할 수 있는 것으로 이때 고정수단(32b)은 부력체(32)의 이동 시 접혀지지 않는 와이어 또는 이와 동등한 기능을 갖는 것을 사용하는 것이고, 고정수단(32b)의 길이는 물의 배수로 인하여 부력체(32)가 가라앉을 경우 부력체가 집수정(30)의 배출부(31)에 정확히 안착될 수 있을 정도의 길이로 형성시키는 것이다.

또한, 도 1D에 도시된 바와 같이, 상기 집수정(30)의 바닥면이 경사지지 않고 동일평면상으로 이루어질 경우, 상기 배출부(31)에는 상기 부력체(32)의 이동 상태에 따라 개폐될 수 있도록 하는 별도의 개폐마개(35)를 형성시킬 수 있는 것으로, 이때 개폐마개(35)는 부력체(32)의 고정수단(32b)과 반대방향으로 고정시켜 부력체(32)가 수면 위에 떠 있을 경우에는 배출부(31)로부터 이격되어 개구토록 하고, 부력체(32)가 집수정(30)의 바닥면으로 가라앉게 되면 배출부(31)에 안착되어 폐쇄될 수 있도록 하는 것이다.

또한 상기 부력체(32)는 내부가 중공되어 물에 뜰 수 있는 중공체로서 물에 대한 부식성이 없는 고무나 플라스틱 재질로 형성시키거나 또는 스티로폴 및 발포성 물질 등 소재 자체의 비중이 물보다 작은 것으로 형성시켜도 가능한 것이다.

또한 도 1B와 같이 상기 부력체(32) 내에 무게추(32a)를 형성시켜 부력체(32)의 하중이 항상 하부 중앙을 향하도록 하여 배출부(31)로의 정확한 위치 이 동이 가능하도록 하는 한편, 배출부(31)에 밀착되어 공기의 누수를 방지할 수 있도록 할 수 있는 것이다.

또한 본 발명에서 사용하는 수평배수재(20)와 수직배수재(10)는 다공관의 표면에 필터가 형성되어 필터를 통하여 흡입된 물이 다공관을 통하여 흐를 수 있도록 하는 것으로서, 이때 사용되는 배수재는 시중에 제공되고 있는 공지의 것을 사용하는 것이다.

한편, 본 발명에서의 실시 예에서는 각각의 집수정(30)과 이에 연결되는 수평배수관(40)이 투수층(200) 내에 매설된 상태만이 도시되어 있으나, 도 2에 도시된 바와 같이 유지관리의 용이화를 위하여 집수정(30)의 상단이 지반 외부로 노출된 상태에서도 본 발명의 기술을 적용할 수 있음은 물론이다.

따라서 상기한 바와 같이 집수정(30)의 배출부(31)에 집수된 물의 수심에 따라 상하로 이동되어 배출부(31)의 개폐가 물의 입출 상태에 따라 이루어질 수 있는 부력체(32)가 형성되어 먼저 배수가 완료된 집수정(30)의 경우 배출부(31)가 폐쇄되어 공기의 배출을 차단토록 함으로써 수평배수관(40) 내부에 공기가 차는 현상을 방지할 수 있게 되는 것이다.

따라서 배수가 진행중인 다른 위치의 집수정에 집수된 물이 수평배수관(40)을 통하여 원활하게 배출될 수 있게 되는 것이다.

도 1은 본 발명 배수장치가 적용된 실시예의 개략적 구성도.

도 1A는 집수정의 일실시예에 따른 개폐 진행 상태도.

도 1B는 집수정의 또 다른 실시예에 따른 개폐 진행 상태도.

도 1C는 집수정의 제 3실시예에 따른 개폐 진행 상태도.

도 1D는 집수정의 제 4실시예에 따른 개폐 진행 상태도.

도 2는 본 발명 배수장치가 적용된 또 다른 실시예의 평면도.

도 3은 종래 배수장치가 적용된 상태의 단면도.

도 4는 종래 배수장치가 적용된 경우의 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 수직배수재 20: 수평배수재

30: 집수정 31: 배출부

32: 부력체 33: 유입부

34: 부력체 수납틀 35: 개폐마개

40: 수평배수관 50: 펌프

Claims (5)

1. 상부에 투수층(200)이 포설된 연약층(100)의 내부로 수직배수재(10)가 타설되어 투수층(200) 상부에 형성된 중량층(300)의 무게로 인해 연약층 내부의 과잉간극수(압밀수)가 올라와 고여지도록 되어, 상기 투수층(200)에 고여 있는 압밀수를 투수층(200)에 수평으로 매설되어 있는 수평배수재(20)를 통하여 다수의 집수정(30)에 집수되도록 하여 각각의 집수정(30) 내부로 집수된 물을 바닥면에 형성된 배출부(31)에 연결되어 있는 하나의 수평배수관(40)과 이에 연결된 펌프(50)의 흡입력을 통하여 외부로 배출되도록 구성되고, 상기 집수정(30)에는 물의 수심에 따라 상하로 이동되어 배출부(31)의 개폐가 물의 입출 상태에 따라 이루어질 수 있는 부력체(32)가 형성되어 배수가 완료된 집수정(30)의 배출부(31)가 차단되도록 되어 원활한 배수가 가능하도록 된 지반개량용 수평배수장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 집수정(30)의 배출부(31) 동일선상 상측으로 상기 부력체(32)의 이동 경로를 제어토록 하기 위한 부력체 수납틀(34)이 형성된 지반개량용 수평배수장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 부력체(32)에는 무게추(32a)가 형성된 지반개량용 수평배수장치.
4. 제 1항 내지 제 3항의 어느 한 항에 있어서, 상기 부력체(32)에는 상기 집수정의 배출부(31)에 안착될 수 있을 정도의 길이를 갖는 고정수단(32b)을 형성시켜 그 타단을 집수정(30)내 어느 한 측벽에 고정토록 한 지반개량용 수평배수장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 집수정의 배출부(31)에는 상기 부력체(32)의 고정수단(32b)에 연결되어 부력체의 이동 상태에 따라 배출부를 개폐시킬 수 있도록 하기 위한 개폐마개(35)가 형성된 지반개량용 수평배수장치.

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