KR20130000681A - Apparatus and method for measuring multi-layer underground settlement - Google Patents

Apparatus and method for measuring multi-layer underground settlement Download PDF

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KR20130000681A
KR20130000681A KR1020110061357A KR20110061357A KR20130000681A KR 20130000681 A KR20130000681 A KR 20130000681A KR 1020110061357 A KR1020110061357 A KR 1020110061357A KR 20110061357 A KR20110061357 A KR 20110061357A KR 20130000681 A KR20130000681 A KR 20130000681A
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권현호
김태혁
장항석
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한국광해관리공단
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Abstract

PURPOSE: A device and a method for measuring the underground subsidence of each layer are provided to minimize artificial errors and measurement errors by automatically measuring or monitoring and to measure an occurrence pattern and the accumulation of the subsidence by continuously monitoring. CONSTITUTION: A device for measuring the underground subsidence of each layer comprises anchors(10-1,10-2,10-3), a non-flexible connection materials, behavior guide pipes(12-1,12-2,12-3), load cells(20-1,20-2,20-3), and a data logger(30). The anchors are inserted into a subsidence measuring hole(1) at different depths based on a ground surface and fixed on the ambient ground of the subsidence measuring hole with a fixing member at different heights. The non-flexible connection material is connected to the each anchor. The behavior guide pipes protect the non-flexible connection material so that the non-flexible connection material is moved by the anchor. The load cell is installed on the ground and connected to the non-flexible connection material, thereby detecting tensile force respectively applied to the non-flexible connection material from the anchors. The data logger converts data measured by the load cells into display displacement or subsidence displacement. The subsidence of each layer is measured base on the tensile force applied to the load cell through the non-flexible connection material in the subsidence of the anchors.

Description

층별 지중 침하 계측 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING MULTI-LAYER UNDERGROUND SETTLEMENT}Floor subsidence measurement apparatus and method {APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING MULTI-LAYER UNDERGROUND SETTLEMENT}

본 발명은 층별 지중 침하 계측 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지층별 침하의 신뢰성 있는 계측값을 정량적이고 연속적면서 간편하게 얻을 수 있도록 함과 동시에 원거리 자동계측이 가능하도록 한 층별 지중 침하 계측 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a floor subsidence measurement apparatus and method, and more particularly, to provide a reliable measurement value of the subsurface subsidence quantitatively, continuously and simply, and at the same time the floor subsidence measurement device to enable remote automatic measurement And to a method.

침하측정의 적용 및 활용범위는 기초지반의 침하 또는 융기로 인한 변위측정, 옹벽 및 교량의 변위 측정, 제방 및 사력댐의 변위측정 그리고 연약지반의 변위측정이 바로 그것이다. The application and application range of settlement measurement is displacement measurement due to settlement or elevation of foundation ground, displacement measurement of retaining walls and bridges, displacement measurement of embankment and force dam, and displacement measurement of soft ground.

일반적으로, 침하측정 방법은 지중으로 굴착공을 천공하고, 이 굴착공에 지층별로 자력장치를 위치시키고, 이 자력장치의 침하량을 수작업에 의해 버니어 캘리퍼스나 광파측량기로 침하량을 측정하는 방법을 사용하였다. In general, the settlement measurement method used a method of drilling a drilling hole into the ground, placing a magnetic force device in each excavation hole, and measuring the settlement amount with a vernier caliper or a conventional instrument by manual operation. .

이럴 경우 초기치와 계측치와의 상대 침하량을 계측하기 위해 매 측정시마다 수작업으로 버니어캘리퍼스나 광파측량기를 이용하여 계측이 수행되어야 함으로 작업이 번거롭고, 작업자의 측정 오차 등으로 계측치를 신뢰하기 어려웠다.In this case, it is cumbersome to measure the relative settlement between the initial value and the measured value by manual measurement using a vernier caliper or conventional instrument, and it is difficult to trust the measured value due to the operator's measurement error.

한편, 종래의 다른 층별 침하계는 지중으로 천공을 형성한 후 다수의 층별 침하계가 장착된 기준 로드를 천공에 삽입한 후 기준 로드의 하단부(통상 압입용 강관이 장착됨)가 지지층에 지지되도록 한 후 해당 층별 침하계가 위치한 심도의 침하를 계측하게 된다. 층별 침하계가 천공에 삽입된 후 주변 지반에 활착된 상태로 되며, 이 상태에서 층별 침하계는 주변 지반과 함께 이동하게 되어 기준 로드에 대한 층별 침하계의 이동을 계측함으로서 해당 심도의 침하량을 계측할 수 있는 것이다. 이는, 침하계가 지중에서 활착되도록 구동장비가 구성되어야 하고, 이 구동장비가 지중에 매설됨으로 재사용이 불가능한 문제점, 지중에 전기소자 등이 매설되는 등의 문제점이 있다.
On the other hand, other conventional layered sedimentation system according to the prior art to form a hole in the ground, and then insert a reference rod equipped with a plurality of layered sedimentation system into the hole so that the lower end of the reference rod (usually equipped with a press-fitted steel pipe) is supported on the support layer. Afterwards, the settlement of the depth at which the floor-based settlement is located is measured. After the floor settling system is inserted into the perforation, it becomes active in the surrounding ground. In this state, the floor settling system moves with the surrounding ground, and measures the depth of settlement of the corresponding depth by measuring the movement of the floor settling system with respect to the reference rod. You can do it. This is because the driving equipment must be configured so that the sinking system is slid in the ground, there is a problem that the drive equipment is buried in the ground is not possible to reuse, such as an electric element is buried in the ground.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 지중침하량의 신뢰성 있는 계측값과 연속적인 변화량을 간편하게 얻을 수 있도록 함과 동시에 원거리 자동계측이 가능하도록 하며, 고가의 로드셀 등을 재사용할 수 있도록 한 층별 지중 침하 계측 장치 및 방법을 제공하려는데 목적이 있다.The present invention is to solve the problems as described above, to make it possible to easily obtain a reliable measurement value and continuous change of the underground settlement, and to allow remote automatic measurement, and to reuse expensive load cells, etc. An object of the present invention is to provide a device and a method for measuring underground subsidence.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 층별 지중 침하 계측 장치는, 지중에 형성된 침하계측공에 지표면을 기준으로 할 때 서로 다른 깊이로 삽입되며 고정수단을 통해 상기 침하계측공 주변의 지반에 서로 다른 높이로 고정되는 다수의 앵커와; 상기 다수의 앵커에 각각 연결되는 비신축성 연결재와; 상기 비신축성 연결재가 상기 앵커에 의해 거동하도록 보호하는 거동안내관과; 지상에 설치되며 상기 비신축성 연결재와 연결되어 상기 앵커로부터 상기 비신축성 연결재에 각각 가해지는 인장력을 검출하는 다수의 로드셀과; 상기 로드셀에 의해 측정된 데이터를 표시 및 침하 변위로 환산하는 데이터 로거를 포함하여, 상기 앵커의 침하시 상기 비신축성 연결재를 통해 상기 로드셀에 가해지는 인장력을 근거로 하여 층별 침하를 계측하는 것을 특징으로 한다.Ground level settlement measurement device for each floor according to the present invention for achieving the object as described above, is inserted into different depths when the ground surface to the settlement measurement hole formed in the ground and the ground around the settlement measurement hole through the fixing means A plurality of anchors fixed at different heights on the anchor; An inelastic connecting member connected to each of the plurality of anchors; A long inner tube protecting the non-stretchable connector to behave by the anchor; A plurality of load cells installed on the ground and connected to the non-stretchable connector to detect tensile force applied to the non-stretchable connector from the anchor; And a data logger converting the data measured by the load cell into a display and settlement displacement, and measuring the layer-based settlement based on the tensile force applied to the load cell through the non-stretchable connector upon settlement of the anchor. do.

본 발명에 의한 층별 지중 침하 계측 방법은, 지반 내에 일정 깊이로 침하계측공을 천공하는 제1단계와; 상기 제1단계를 통해 형성된 침하계측공에 서로 다른 깊이로 다수의 앵커를 삽입 설치하고, 지상에 비신축성 연결재를 매개로 하여 상기 앵커와 연결되도록 다수의 로드셀을 설치하는 제2단계와; 상기 제2단계 이후 상기 앵커를 상기 침하계측공 주변의 지반에 고정하여 지반과 일체로 합성하는 제3단계와; 상기 앵커를 통해 상기 로드셀에 각각 가해지는 인장력을 검출 및 이 인장력을 근거로 하여 침하 변위로 환산하여 표시하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, there is provided a method for measuring underground settlement by floors, comprising: a first step of drilling a settlement measurement hole at a predetermined depth in the ground; A second step of inserting and installing a plurality of anchors at different depths in the settlement measuring hole formed through the first step, and installing a plurality of load cells to be connected to the anchor via a non-stretchable connection material on the ground; A third step of synthesizing the anchor integrally with the ground after fixing the anchor to the ground around the settlement measuring hole; And a fourth step of detecting the tensile force applied to each of the load cells through the anchor and converting the displacement into settlement displacement based on the tensile force.

본 발명에 의한 층별 지중 침하 계측 장치 및 방법에 의하면, 기존의 측정방식에서 발생할 수 있는 인위적 오차와 측정오차를 자동 측정 및 모니터링을 통하여 이를 최소화 할 수 있으며, 지속적인 모니터링을 통하여 연속적 자료측정을 침하 발생 패턴 및 누적량을 측정할 수 있다.According to the ground level settlement measurement device and method according to the present invention, it is possible to minimize the artificial error and measurement error that can occur in the existing measurement method through automatic measurement and monitoring, and to generate the settlement of continuous data measurement through continuous monitoring The pattern and cumulative amount can be measured.

그리고, 로드셀이 지상에 설치되어 침하 계측을 필요로 하지 않는 경우 로드셀을 해체하여 재사용할 수 있고, 저렴한 앵커와 연결재만을 매설하고, 앵커가 구동장비없이 고정되어 비용을 대폭으로 절감할 수 있다.
In addition, when the load cell is installed on the ground and does not require settlement measurement, the load cell can be dismantled and reused, and only the inexpensive anchors and connecting materials are embedded, and the anchor is fixed without driving equipment, thereby greatly reducing the cost.

도 1은 본 발명에 의한 층별 지중 침하 계측 장치의 모식도.
도 2는 본 발명에 의한 층별 지중 침하 계측 장치에 의한 작동 예를 보인 도면.
도 3은 와이어-로프(wire-rope) 인장실험결과 하중-변형률 곡선을 보인 그래프.
도 4는 5m, 10m, 15m 비신축성 연결재(Wire-rope) 인장실험결과 측정된 하중-변형률 곡선에 대한 표준 곡선 그래프.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic diagram of the layered underground settlement measurement apparatus by this invention.
2 is a view showing an example of operation by the floor ground subsidence measuring apparatus according to the present invention.
3 is a graph showing a load-strain curve as a result of a wire-rope tensile test.
4 is a standard curve graph for load-strain curves measured as a result of 5m, 10m, and 15m non-stretch wire-rope tensile tests.

도 1에 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 층별 지중 침하 계측 장치는, 지중에 다단(서로 다른 높이)으로 삽입 설치되는 제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)(도면에는 3개를 예로 들어 도시됨), 제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)가 지반의 침하에 의해 인장력을 발생하여 상기 인장력을 부여받아 검출하는 제1 내지 제3로드셀(20-1,20-2,20-3), 제1 내지 제3로드셀(20-1,20-2,20-3)에 의해 각각 감지된 인장력 및 이 인장력을 변위로 변환하여 표시하는 데이터 로거(30)로 구성되어 이루어지며, 제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)가 대응(동일 깊이(층))되는 지반의 침하에 의해 함께 침하되어 제1 내지 제3로드셀(20-1,20-2,20-3)에 각각 인장력이 가해지도록 하여 이때 검출되는 인장력을 근거로 하여 층별 침하의 변위를 산출하는 것이다.As shown in FIG. 1, the floor-based underground settlement measuring apparatus according to the present invention includes first to third anchors 10-1, 10-2, and 10-3 inserted into the ground in multiple stages (different heights) ( In the drawing, three are shown as an example), and the first to third anchors 10-1, 10-2, and 10-3 generate the tensile force by subsidence of the ground and receive the tensile force and detect the first to third ones. By converting the tensile force detected by the third load cell (20-1, 20-2, 20-3), the first to third load cells (20-1, 20-2, 20-3) and this tensile force to displacement It consists of a data logger 30 to be displayed, the first to third anchors (10-1, 10-2, 10-3) are settled together by the settlement of the ground corresponding (same depth (layer)) Tensile force is applied to the first to third load cells 20-1, 20-2, and 20-3, respectively, and the displacement of the layered settlement is calculated based on the tensile force detected at this time.

제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)는 지반의 층별 침하를 계측하기 위하여 지중에 천공된 침하계측공(1)에 서로 다른 깊이로 설치되며, 이는 후술하는 강선(11-1,11-2,11-3)의 길이에 의해 결정된다.The first to third anchors 10-1, 10-2, and 10-3 are installed at different depths in the settlement measuring hole 1 bored in the ground to measure the settlement of each layer of the ground, which is described later. Is determined by the length of (11-1,11-2,11-3).

본 발명은 제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)가 지반과 함께 침하되어야 하며, 즉 제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)는 독립적으로 동일 깊이(층)의 지반에 고정되어야 하고, 충진재(콘크리트 등)를 적용하였다. 침하계측공(1) 내부에 충진재(40)가 타설 양생되면 제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)는 충진재(40)를 통해 지반과 일체로 합성되어 지반의 침하시 지반과 함께 침하된다. 즉, 본 발명에서 충진재(40)는 지반을 보강하는 기능을 수행하는 것이 아니라 제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)를 지반에 고정하고 지반 침하시 균열되면서 제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)가 지반과 함께 침하도록 유도하는 기능을 하는 것이다.In the present invention, the first to third anchors 10-1, 10-2, and 10-3 should be settled together with the ground, that is, the first to third anchors 10-1, 10-2, and 10-3. Must be fixed to the ground of the same depth (layer) independently, and fillers (such as concrete) were applied. When the filling material 40 is poured and cured inside the settlement measuring hole 1, the first to third anchors 10-1, 10-2, and 10-3 are synthesized integrally with the ground through the filling material 40 to be grounded. It sinks with the ground. That is, in the present invention, the filler 40 does not perform a function of reinforcing the ground, but instead of fixing the first to third anchors 10-1, 10-2, 10-3 to the ground and cracking the ground. The first to third anchors (10-1, 10-2, 10-3) is to induce to sink with the ground.

따라서, 제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)는 충진재(40)이외의 방식으로도 고정가능하며, 예를 들어, 침하계측공(1) 주변의 지반에 고정수단을 통해 앵커링될 수도 있다. 상기 고정수단은 상기 제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)가 각각 고정되는 앵커 고정부 및 상기 앵커 고정부의 둘레부에서 방사형으로 형성되어 지반에 앵커링되는 스파이크로 구성될 수 있다.Accordingly, the first to third anchors 10-1, 10-2, and 10-3 may be fixed in a manner other than the filler 40, for example, fixed to the ground around the settlement measuring hole 1. It may be anchored through means. The fixing means is a spike formed to be anchored in the ground formed radially in the anchor fixing portion and the circumference of the anchor fixing portion to which the first to third anchors (10-1, 10-2, 10-3) are fixed, respectively. Can be configured.

제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)는 전술한 기능을 수행할 수 있는 모든 구조가 가능하며, 기성품도 가능하다.
The first to third anchors 10-1, 10-2, and 10-3 may have any structure capable of performing the above functions, and may be ready-made.

제1 내지 제3로드셀(20-1,20-2,20-3)은 각각 제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)와 독립적으로 연결되어 제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)의 침하에 의해 발생되는 인장력을 각각 검출한다.The first to third load cells 20-1, 20-2, and 20-3 are independently connected to the first to third anchors 10-1, 10-2, and 10-3, respectively. The tensile force generated by the settlement of the anchors 10-1, 10-2, 10-3 is detected, respectively.

제1 내지 제3로드셀(20-1,20-2,20-3)은 로드셀 플레이트(50)를 통해 지상에 설치된다. The first to third load cells 20-1, 20-2, and 20-3 are installed on the ground through the load cell plate 50.

로드셀 플레이트(50)는 제1 내지 제3로드셀(20-1,20-2,20-3)이 탑재될 수 있는 판상의 탑재부(51)가 구성된다.The load cell plate 50 includes a plate-shaped mounting part 51 on which the first to third load cells 20-1, 20-2, and 20-3 may be mounted.

부가적으로, 탑재부(51)에 탑재된 제1 내지 제3로드셀(20-1,20-2,20-3)을 보호하기 위하여 탑재부(51)에는 탑재부(51)를 덮는 커버(52)가 개폐 가능하게 설치될 수 있다. 그리고, 지반이 연약한 경우 침하계측공(1)의 천공에서부터 충진재(40)의 충진 공정 중에서 붕괴가 일어날 수 있으며, 이를 막기 위하여 침하계측공(1)에 케이싱이 설치될 수 있다. 케이싱(53)은 단품일 수도 있지만, 취급(보관, 운반, 시공 등)이 용이하도록 로드셀 플레이트(50)의 탑재부(51)의 저부에 일체로 연장 형성될 수 있다.
In addition, in order to protect the first to third load cells 20-1, 20-2, and 20-3 mounted on the mounting unit 51, the mounting unit 51 includes a cover 52 covering the mounting unit 51. It can be installed to open and close. In addition, when the ground is soft, collapse may occur during the filling process of the filler 40 from the drilling of the settlement measuring hole 1, and a casing may be installed in the settlement measuring hole 1 to prevent this. The casing 53 may be a single piece, but may be integrally formed at the bottom of the mounting portion 51 of the load cell plate 50 to facilitate handling (storage, transportation, construction, etc.).

제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)와 제1 내지 제3로드셀(20-1,20-2,20-3)은 비신축성 연결재 예를 들어 제1 내지 제3강선(11-1,11-2,11-3)으로 연결된다. 신축성 연결재는 자체 신축에 의해 제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)의 침하에 의한 인장력을 제1 내지 제3로드셀(20-1,20-2,20-3)에 전가할 수 없다. 즉, 비신축성 연결재는 강선으로 한정되지 않고 전술한 기능을 수행할 수 있는 모든 것이 가능한 것이다.The first to third anchors 10-1, 10-2, 10-3 and the first to third load cells 20-1, 20-2, and 20-3 are non-stretchable connectors, for example, the first to third It is connected by three steel wires (11-1, 11-2, 11-3). The stretchable connecting member has a tensile force caused by the settlement of the first to third anchors 10-1, 10-2, and 10-3 by its own stretching to the first to third load cells 20-1, 20-2, and 20-3. Cannot be transferred to). In other words, the non-stretchable connecting member is not limited to the steel wire, everything that can perform the above-described function is possible.

이때, 제1 내지 제3강선(11-1,11-2,11-3)은 제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)의 침하시 충진재(40)에 간섭되지 않고 인장될 수 있도록 제1 내지 제3거동안내관(12-1,12-2,12-3)의 내부에 삽입된다. 제1 내지 제3거동안내관(12-1,12-2,12-3)은 제1 내지 제3강선(11-1,11-2,11-3)이 제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)의 침하에 의해 인장될 수 있는 직경으로 이루어지며, 단, 충진재(40)가 유입되지 않도록 밀봉 처리되거나 적정한 직경으로 형성된다.At this time, the first to third steel wires (11-1, 11-2, 11-3) interfere with the filling filler 40 of the first to third anchors (10-1, 10-2, 10-3). The inner tube 12-1, 12-2, 12-3 is inserted into the inner tube 12-1, 12-2, and 12-3 during the first to third periods so that they can be tensioned. The first to third steel inner tubes 12-1, 12-2, and 12-3 have first to third steel wires 11-1, 11-2, and 11-3 to the first to third anchors 10. It is made of a diameter that can be tensioned by the settlement of -1,10-2,10-3, provided that the filler 40 is sealed or formed to an appropriate diameter so as not to flow.

제1 내지 제3거동안내관(12-1,12-2,12-3)은 충진재(40)의 침하시 파괴되는 것이 바람직하며, 예를 들어, 다수의 단위 관이 커플러를 통해 연결되어 구성되고, 충진재(40)의 침하시 상기 단위 관이 커플러에서 이탈되도록 구성될 수 있다.The first to third inner tube 12-1, 12-2, 12-3 is preferably destroyed during the settlement of the filling material 40, for example, a plurality of unit pipes are connected through a coupler The unit tube may be configured to be separated from the coupler when the filler 40 is settled.

제1 내지 제3로드셀(20-1,20-2,20-3)과 제1 내지 제3강선(11-1,11-2,11-3)의 연결구조는, 제1 내지 제3로드셀(20-1,20-2,20-3)에 인장력이 전달될 수 있는 모든 구조가 가능하며, 단, 제1 내지 제3로드셀(20-1,20-2,20-3)을 제1 내지 제3강선(11-1,11-2,11-3)에서 분리할 수 있도록 연결되는 것이 바람직하다.
The connection structure between the first to third load cells 20-1, 20-2, and 20-3 and the first to third steel wires 11-1, 11-2, and 11-3 is a first to third load cell. Any structure in which a tensile force can be transmitted to (20-1,20-2,20-3) is possible, provided that the first to third load cells 20-1,20-2,20-3 are first It is preferable to be connected to be separated from the third steel wire (11-1,11-2,11-3).

제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)의 침하시 제1 내지 제3로드셀(20-1,20-2,20-3)은 침하되지 않고 설치 위치를 유지하여야 하며, 이를 위하여 지표면에는 슬래브(60)가 구축될 수 있다. 슬래브(60)는 콘크리트 등으로 이루어지며 현장 타설, 프리캐스트 블록 등 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 상면에 로드플레이트(50)가 안착 고정된다.
When the first to third anchors 10-1, 10-2, and 10-3 are settled, the first to third load cells 20-1, 20-2, and 20-3 should not be settled but must maintain the installation position. To this end, the slab 60 may be built on the ground surface. The slab 60 is made of concrete and can be formed in various forms such as site casting, precast block, and the rod plate 50 is fixed to the upper surface.

데이터 로거(30)는 제1 내지 제3로드셀(20-1,20-2,20-3)과 전기적으로 연결되며, 제1 내지 제3로드셀(20-1,20-2,20-3)에서 각각 계측한 인장력을 디스플레이하고, 이 인장력을 침하 변위량으로 환산 및 디스플레이할 수 있다.
The data logger 30 is electrically connected to the first to third load cells 20-1, 20-2, and 20-3, and the first to third load cells 20-1, 20-2, and 20-3. The tensile force measured at each can be displayed, and this tensile force can be converted and displayed as the settlement displacement amount.

데이터 로거(30)는 모니터링 시스템을 대표하는 것으로서, 침하 계측 현장에서 멀리 떨어진 곳에서 원격 모니터링과 제어 등이 가능하도록 인터넷망이나 CDMA 방식의 모뎀을 통해 데이터 송신이 이루어진다.
The data logger 30 is representative of a monitoring system, and data transmission is performed through an internet network or a CDMA type modem so as to enable remote monitoring and control at a distance from a settlement measurement site.

본 발명에 의한 층별 지중 침하 계측 방법은 다음과 같다.The ground level settlement measurement method according to the present invention is as follows.

(S10) 침하계측공 천공.(S10) Settlement hole perforation.

오거(Auger) 등의 장비를 이용하여 지반 내에 침하계측공(1)을 천공한다.Drill the settlement measuring hole 1 in the ground using equipment such as Auger.

(S20) 침하 계측 장치 설치.(S20) Settlement measurement device.

침하계측공(1)에 본 발명에 의한 침하 계측 장치를 설치한다. The settlement measurement device according to the present invention is provided in the settlement measurement hole 1.

침하계측공(1) 내부에 제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)를 설치한다. 제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)는 제1내지 제3강선(11-1,11-2,11-3)를 통해 서로 다른 깊이에 설치된다. 예를 들어, 제1앵커(10-1)를 5m, 제2앵커(10-2)를 10m, 제3앵커(10-3)를 15m의 깊이로 설치한다.The first to third anchors 10-1, 10-2, and 10-3 are installed in the settlement measuring hole 1. The first to third anchors 10-1, 10-2, and 10-3 are installed at different depths through the first to third steel wires 11-1, 11-2, and 11-3. For example, the first anchor 10-1 is 5 m, the second anchor 10-2 is 10 m, and the third anchor 10-3 is provided to a depth of 15 m.

지표면에 로드셀 플레이트(50)를 설치(슬래브(60)가 적용된 경우 슬래브(60) 위에 설치)하고, 제1 내지 제3로드셀(20-1,20-2,20-3)을 로드셀 플레이트(50)에 탑재 및 제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)와 연결하고, 데이터 로거(30)와 전기적으로 접속한다. 제1 내지 제3로드셀(20-1,20-2,20-3)을 설치하는 경우 후속 공정인 충진재(40)의 충진이 가능하도록 설치하여야 한다.
The load cell plate 50 is installed on the ground surface (installed on the slab 60 when the slab 60 is applied), and the first to third load cells 20-1, 20-2, and 20-3 are loaded on the load cell plate 50. ) And the first to third anchors 10-1, 10-2, and 10-3, and are electrically connected to the data logger 30. When installing the first to third load cells (20-1, 20-2, 20-3) should be installed to enable the filling of the filler 40, which is a subsequent process.

(S30) 침하계측공 충진.(S30) Fill the settlement instrument.

침하계측공(1) 내부에 충진재(40)를 타설하여 양생을 대기한다.The filling material 40 is placed inside the settlement measuring hole 1 to wait for curing.

충진재(40)는 침하계측공(1)을 밀봉하는 한편 제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)를 고정한다.
The filler 40 seals the settlement measuring hole 1 and fixes the first to third anchors 10-1, 10-2, and 10-3.

(S40) 침하 계측.(S40) Settlement measurement.

제1 내지 제3앵커(10-1,10-2,10-3)가 설치된 초기 상태는 제1 내지 제3로드셀(20-1,20-2,20-3)에 인장력이 가해지지 않는다.In the initial state in which the first to third anchors 10-1, 10-2, and 10-3 are installed, no tensile force is applied to the first to third load cells 20-1, 20-2, and 20-3.

데이터 로거(30)는 제1 내지 제3로드셀(20-1,20-2,20-3)로부터 각각의 인장력을 실시간으로 입력받아 저장한다.The data logger 30 receives and stores the tensile force in real time from the first to third load cells 20-1, 20-2, and 20-3.

이 상태에서 예를 들어 도 2와 같이, 제3앵커(10-3) 주변의 지반(제3지층(A)이라 한다)에 침하가 발생되면, 제3지층(A)의 침하에 의해 제3앵커(10-3)가 충진재(40)의 제3충진층(40-3)(여기서 제3지층(A)과 제3충진층(40-3)의 구간은 이해를 돕기 위해 정한 것이다)과 함께 침하된다.In this state, for example, as shown in FIG. 2, when settlement occurs in the ground around the third anchor 10-3 (called third ground layer A), the third ground layer A is settled by settlement. Anchor 10-3 is the third filling layer (40-3) of the filler 40 (where the section of the third layer (A) and the third filling layer (40-3) is to help understand) and Settle together.

제3앵커(10-3)가 침하되면 제3강선(11-3)이 인장되며, 따라서, 제3로드셀(20-3)에는 제3강선(10-3)을 통해 인장력이 가해진다.When the third anchor 10-3 is settled, the third steel wire 11-3 is tensioned, and thus, a tensile force is applied to the third load cell 20-3 through the third steel wire 10-3.

데이터 로거(30)는 제3로드셀(20-3)에 의해 계측된 인장력을 침하 변위로 환산하여 디스플레이한다. 제3지층(A) 이외의 지반이 침하되지 않으면 제1,2앵커(10-1,10-2)는 침하되지 않을 것이므로, 원거리의 통제소에 있는 관리자는 데이터 로거(30)를 통해 디스플레이되는 정보를 통해 어느 지층에서 침하가 발생되었음을 확인할 수 있다.The data logger 30 converts the tensile force measured by the third load cell 20-3 into settlement displacement and displays it. The first and second anchors 10-1 and 10-2 will not be settled if the ground other than the third strata A is not settled, so that the manager in the remote control station can display information displayed through the data logger 30. It can be confirmed that the settlement occurred in which strata.

제1앵커(10-1)와 제2앵커(10-2)의 깊이에 대응되는 지반의 침하시에도 전술한 바와 같이 측정이 가능하며, 따라서, 지반의 층별 침하를 계측 확인할 수 있는 것이다.As described above, even when the ground corresponding to the depth of the first anchor 10-1 and the second anchor 10-2 is settled, the measurement can be performed. Therefore, the ground-based settlement of the ground can be measured and confirmed.

도 3은 비신축성 연결재(와이어-로프(wire-rope)) 인장실험결과 하중-변형률 곡선을 보인 그래프로서, 비신축성 연결재의 길이가 달라지면 비신축성 연결재 인장정도에 의해 측정되는 하중과 변위에 차이가 나타난다. 보다 정확한 비교를 위하여 하중-변위 곡선을 하중-변형률 곡선으로 환산하여 그래프를 나타냈으며 실험결과 측정된 하중-변형률 곡선은 도 3과 같다.3 is a graph showing a load-strain curve as a result of a non-elastic connector (wire-rope) tensile test. When the length of the non-elastic connector is changed, the difference in load and displacement measured by the degree of tension of the non-elastic connector is different. appear. For a more accurate comparison, the load-displacement curve is converted into a load-strain curve, and a graph is shown. The measured load-strain curve is shown in FIG. 3.

도 5는 5m, 10m, 15m 비신축성 연결재(Wire-rope) 인장실험결과 측정된 하중-변형률 곡선에 대한 표준 곡선이다. FIG. 5 is a standard curve for load-strain curves measured as a result of 5m, 10m, and 15m non-stretch wire-rope tensile tests.

Polynomial Equation Polynomial Equation

Y = 0.05673644772 + 0.06584865316

Figure pat00001
- 0.0004575143943
Figure pat00002
+ 2.839682655E-006
Figure pat00003
- 5.849029844E-009
Figure pat00004
Y = 0.05673644772 + 0.06584865316
Figure pat00001
-0.0004575143943
Figure pat00002
+ 2.839682655E-006
Figure pat00003
-5.849029844E-009
Figure pat00004

즉 표준곡선을 이용하여 현장에 설치된 계측시스템의 계측하중(kg)에서 측정된 변위량(strain:ε)과 설치된Wire-rope 길이정보(설치심도:

Figure pat00005
)를 이용하여 하중에 따른 침하량(지반변위:
Figure pat00006
)을 하기의 식을 통해 계산할 수 있다. That is, the displacement amount (strain: ε) measured from the measured load (kg) of the measurement system installed in the field using the standard curve and the installed wire-rope length information (depth of installation :
Figure pat00005
Settlement according to the load ()
Figure pat00006
) Can be calculated by the following equation.

지반변위(Δℓ) = 변위량(ε) ㅧ 설치심도(ℓ), Ground displacement (Δℓ) = displacement (ε) ㅧ depth of installation (ℓ),

변위량(ε) = 지반변위(Δℓ)/설치심도(ℓ)Displacement (ε) = Ground Displacement (Δℓ) / Installation Depth (ℓ)

만약 현장에 설치된 Wire-rope가 본 실험에 사용된 것과 다른 것을 사용할 경우 사용된 Wire-rope의 인장실험을 통해 위과 같은 실험식을 이용하여 침하량에 따른 변위량을 산출할 수 있다.
If the wire-rope installed at the site uses a different one from the one used in this experiment, the displacement according to the settlement can be calculated using the above empirical formula through the tensile test of the used wire-rope.

1 : 침하계측공,
10-1,10-2,10-3 : 제1 내지 제3앵커
20-1,20-2,20-3 : 제1 내지 제3로드셀
30 : 데이터 로거, 40 : 충진재
50 : 로드셀 플레이트, 60 : 슬래브
1: settlement meter,
10-1,10-2,10-3: first to third anchors
20-1,20-2,20-3: first to third load cells
30: data logger, 40: filler
50: load cell plate, 60: slab

Claims (6)

지중에 형성된 침하계측공(1)에 지표면을 기준으로 할 때 서로 다른 깊이로 삽입되며 고정수단을 통해 상기 침하계측공 주변의 지반에 서로 다른 높이로 고정되는 다수의 앵커(10-1,10-2,10-3)와;
상기 다수의 앵커에 각각 연결되는 비신축성 연결재와;
상기 비신축성 연결재가 상기 앵커에 의해 거동하도록 보호하는 거동안내관과;
지상에 설치되며 상기 비신축성 연결재와 연결되어 상기 앵커로부터 상기 비신축성 연결재에 각각 가해지는 인장력을 검출하는 다수의 로드셀(20-1,20-2,20-3)과;
상기 로드셀에 의해 측정된 데이터를 표시 및 침하 변위로 환산하는 데이터 로거(30)를 포함하여, 상기 앵커의 침하시 상기 비신축성 연결재를 통해 상기 로드셀에 가해지는 인장력을 근거로 하여 층별 침하를 계측하는 것을 특징으로 하는 층별 지중 침하 계측 장치.
A plurality of anchors (10-1, 10-) inserted into different depths based on the ground surface in the settlement measuring hole (1) formed in the ground and fixed at different heights to the ground around the settlement measuring hole through fixing means 2,10-3);
An inelastic connecting member connected to each of the plurality of anchors;
A long inner tube protecting the non-stretchable connector to behave by the anchor;
A plurality of load cells (20-1,20-2,20-3) installed on the ground and connected to the non-stretchable connector to detect tensile force applied from the anchor to the non-stretchable connector, respectively;
Including the data logger 30 for converting the data measured by the load cell to the display and settlement displacement, to measure the layer-based settlement based on the tensile force applied to the load cell through the non-elastic coupling member when the anchoring Floor underground settlement measurement device characterized in that.
청구항 1에 있어서, 상기 고정수단은 상기 침하계측공 내부에 타설 양생되는 충진재(40)인 것을 층별 지중 침하 계측 장치.The method according to claim 1, wherein the fixing means is a ground subsidence measuring device that is the filling material (40) to be cured in the interior of the settlement measuring hole. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 지면에 지지되며 상기 로드셀이 탑재되는 로드셀 플레이트를 포함하며, 상기 로드셀 플레이트는, 상기 로드셀이 탑재되는 로드셀 탑재부(51), 상기 로드셀 탑재부의 저부에 연장 형성되며 상기 침하계측공에 삽입되어 상기 침하계측공을 보호하는 케이싱(53)을 포함하는 것을 특징으로 하는 층별 지중 침하 계측 장치.The load cell plate of claim 1 or 2, further comprising a load cell plate supported on the ground and on which the load cell is mounted, wherein the load cell plate extends at a bottom of the load cell mount unit 51 and the bottom of the load cell mount unit on which the load cell is mounted. Floor underground settlement measurement device comprising a casing (53) inserted into a measurement hole to protect the settlement measurement hole. 청구항 3에 있어서, 상기 지표면에 타설되어 이루어지며 상기 로드셀 플레이트를 지지하는 슬래브(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 층별 지중 침하 계측 장치.4. The underground settlement measurement system for floors according to claim 3, further comprising a slab (60) formed on the ground surface and supporting the load cell plate. 지반 내에 일정 깊이로 침하계측공(1)을 천공하는 제1단계와;
상기 제1단계를 통해 형성된 침하계측공에 서로 다른 깊이로 다수의 앵커(10-1,10-2,10-3)를 삽입 설치하고, 지상에 비신축성 연결재를 매개로 하여 상기 앵커와 연결되도록 다수의 로드셀(20-1,20-2,20-3)을 설치하는 제2단계와;
상기 제2단계 이후 상기 앵커를 상기 침하계측공 주변의 지반에 고정하여 지반과 일체로 합성하는 제3단계와;
상기 앵커를 통해 상기 로드셀에 각각 가해지는 인장력을 검출 및 이 인장력을 침하 변위로 환산하여 표시하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 층별 지중 침하 계측 방법.
A first step of drilling the settlement measuring hole 1 to a predetermined depth in the ground;
Insert and install a plurality of anchors (10-1, 10-2, 10-3) at different depths in the settlement measuring hole formed through the first step, so as to be connected to the anchor via a non-stretchable connection on the ground A second step of installing a plurality of load cells 20-1, 20-2, and 20-3;
A third step of synthesizing the anchor integrally with the ground after fixing the anchor to the ground around the settlement measuring hole;
And a fourth step of detecting the tensile force applied to the load cell through the anchor and converting the tensile force into settlement displacement.
청구항 5에 있어서, 상기 제4단계에서는,
지반변위(Δℓ) = 변위량(ε) ㅧ 설치심도(ℓ)
상기의 식을 통해 인장력을 침하 지반변위로 환산하는 것을 특징으로 하는 층별 지중 침하 계측 방법.
The method of claim 5, wherein in the fourth step,
Ground displacement (Δℓ) = displacement (ε) ㅧ depth of installation (ℓ)
The ground subsidence measurement method, characterized in that to convert the tensile force into settlement ground displacement through the above formula.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9978661B2 (en) 2015-08-13 2018-05-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Packaged semiconductor chips having heat dissipation layers and ground contacts therein
CN110375804A (en) * 2019-07-17 2019-10-25 昆明理工大学 A kind of monitoring device for constructing tunnel
KR102150358B1 (en) 2020-02-24 2020-09-02 (주)테스콤엔지니어링 Method for implementing measurement structure of soft ground press-fit layered setter
CN115493558A (en) * 2022-10-24 2022-12-20 煤炭科学技术研究院有限公司 Settlement monitoring device

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