KR20160025058A

KR20160025058A - 대심도 연약지반을 개량하기 위한 다층드레인 연결구조

Info

Publication number: KR20160025058A
Application number: KR1020140110683A
Authority: KR
Inventors: 심민보; 최성락; 안성모; 심성현; 한상재; 김병일; 김도형; 홍강한
Original assignee: 삼성물산 주식회사; (주)지구환경전문가그룹
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2014-08-25
Publication date: 2016-03-08

Abstract

본 발명은 대심도 연약지반을 개량하기 위한 드레인 연결구조에서, 수평배수관이 설치되는 지상부 아래로 상기 대심도 연약지반은 깊이에 따라 상부, 중부, 하부로 구별되되, 상기 대심도 연약지반의 상부에 설치되는 수직드레인(Drain)으로, 상기 지상부에 설치된 수평배수관과 연결되고 외면이 폐쇄된 구조로 구성되는 무공코어드레인; 상기 대심도 연약지반의 중부에 설치되는 수직드레인으로, 상기 무공코어드레인의 하단에 연결되고, 스프링 형태의 외관을 가지며 원형단면으로 구성되는 스프링코어드레인; 및, 상기 대심도 연약지반의 하부에 설치되는 수직드레인으로, 상기 스프링코어드레인의 하단에 연결되고 외면에 일정 간격마다 통공이 구비된 유공코어드레인;를 포함하여 구성되되, 상기 무공코어드레인, 스프링코어드레인, 유공코어드레인은 단면상 내부에 중공이 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

대심도 연약지반을 개량하기 위한 다층드레인 연결구조{Multi-layer drain connecting structure for improving great deep soft ground}

본 발명은 대심도 연약지반을 개량하기 위한 수직드레인의 연결구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대심도 연약지반에서 대변형이 발생하는 구간 및 토압이 크게 작용하는 구간에 따라 각기 다른 형태로 이루어진 수직드레인이 다층으로 구성되도록 매립 설치됨으로써 지반개량을 지속적이고 신속하게 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 대심도 연약지반을 개량하기 위한 다층드레인 연결구조에 관한 것이다.

호수, 늪지대 및 해안 등과 같은 연약지반에 주택지, 산업단지, 공항, 도로 및 제방과 같은 구조물을 축조하기 위해서는, 연약 지반에 함유된 물이나 수분을 탈수하여 구조물의 하중을 견딜 수 있도록 지반의 강도를 증진시켜야 한다.

일반적인 연약지반 탈수공법은 효율적인 배수를 위해 보드형 드레인을 설치하고 성토재하를 실시하여 드레인을 통해 수분을 지상으로 배출하는 방법으로 고성토로 인한 성토비탈면의 안정성 및 토공량 확보, 시공깊이의 제한, 부등침하 등의 문제점이 발생하여, 이러한 단점을 보완한 진공압밀공법이 개발되었고 진공압 전달방식의 개선 및 진공펌프의 성능 향상으로 최근 사용량이 증가하고 있다.

진공압밀공법에 사용되는 대표적인 드레인은 보드형 드레인과 원통형 드레인이 있으며, 공법의 시공방법 및 사용목적에 따라 상세하게 구분되어 사용된다.

원통형 드레인은 부직포를 통과한 연약지반 내의 수분이 플라스틱 코어의 통공을 통해 내부로 유입되고 중공을 따라 지표면으로 배출되는 구조이며, 진공압밀공법을 위한 다층 구조 드레인으로 원통형 모두 사용이 가능하다.

보드형 드레인은 부직포를 통과한 연약지반 내의 수분이 내부의 다양한 형상의 플라스틱 코어에 배수를 위한 홈 또는 중공을 따라 지표면으로 배출되는 구조이며, 중공형 코어가 진공압밀을 위한 다층 구조 드레인으로 주로 사용된다.

그러나 최근 대규모 해양 매립에 의한 부지조성 사업이 진행되어 두꺼운 두께의 대심도 연약지반의 개량이 요구되나 이러한 연약지반은 개량시 탈수에 의한 침하로 발생되는 변형이 매우 크므로 단일종류의 배수재를 사용할 경우 도 1에 보이는 바와 같이 꺾임이 발생하고 지반의 탈수가 진행되는 과정에서 증가되는 토압에 의해 드레인 형상이 변형되어 탈수능력이 급격히 저하되는 문제가 발생된다.

상기와 같이 드레인의 꺾임 및 형상변경으로 발생되는 탈수능력의 저하는 공사기간의 연장을 야기함으로써 추가성토 등의 해결 방안으로도 목표한 품질에 도달하지 못하는 문제가 있어 적절한 대책이 없는 실정이다.

본 발명은 대심도 연약지반 탈수시 단일종류의 배수재(Drain)가 사용될 경우 발생하는 종래의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로, 대심도 연약지반의 깊이에 따라 형태와 구조가 다른 수직드레인이 다층으로 구성되어 매립 설치됨으로써 연약지반 탈수능력을 저하시킬 수 있는 요인인 꺾임과 형상변경을 방지하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 상하로 설치된 수직드레인 상호 간이 열융착 또는 커넥터로 결합됨으로써 손쉽게 길이가 조절되거나 연결부위를 재조립할 수 있다는데 또 다른 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 대심도 연약지반을 개량하기 위한 드레인 연결구조에서, 수평배수관이 설치되는 지상부 아래로 상기 대심도 연약지반은 깊이에 따라 상부, 중부, 하부로 구별되되, 상기 대심도 연약지반의 상부에 설치되는 수직드레인(Drain)으로, 상기 지상부에 설치된 수평배수관과 연결되고 외면이 폐쇄된 구조로 구성되는 무공코어드레인; 상기 대심도 연약지반의 중부에 설치되는 수직드레인으로, 상기 무공코어드레인의 하단에 연결되고, 스프링 형태의 외관을 가지며 원형단면으로 구성되는 스프링코어드레인; 및, 상기 대심도 연약지반의 하부에 설치되는 수직드레인으로, 상기 스프링코어드레인의 하단에 연결되고 외면에 일정 간격마다 통공이 구비된 유공코어드레인;를 포함하여 구성되되, 상기 무공코어드레인, 스프링코어드레인, 유공코어드레인은 단면상 내부에 중공이 구비되는 것을 특징으로 하는 대심도 연약지반을 개량하기 위한 다층드레인 연결구조를 제공하고자 한다.

상기와 같은 구성으로 인하여 본 발명은 대심도 연약지반 내에 다층으로 구성되어 매립 설치된 수직드레인이 필요한 구간에 적절히 배치됨으로써 드레인의 꺾임 및 형상변형에 대응하여 공사완료 시까지 탈수능력이 저하되지 않음으로써 공사기간의 지연에 의해 발생하는 비용 증가를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 다층으로 구성되어 매립 설치된 수직드레인 상호 간에 열융착 또는 커넥터를 이용해 결합시킴으로써 손쉽게 길이를 조절할 수 있는 것은 물론, 용이하게 연결부위를 재조립할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래에 연약지반에 드레인이 설치된 실시예를 나타내는 사진이다.
도 2(a)와 (b)는 본 발명에 따른 대심도 연약지반을 개량하기 위한 진공압밀공법용 다층드레인 연결구조의 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 3(a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 대심도 연약지반을 개량하기 위한 진공압밀공법용 다층드레인 연결구조에 이용되는 수직드레인을 나타낸 사시도이다.
도 4(a) 내지 (d)는 본 발명에 따른 대심도 연약지반을 개량하기 위한 진공압밀공법용 다층드레인 연결구조에서 상하 수직드레인이 연결되는 실시예를 나타내는 단면도이다.

이하 첨부한 도면과 함께 상기와 같은 본 발명의 개념이 바람직하게 구현된 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

도 2(a)와 (b)는 본 발명에 따른 대심도 연약지반(100)을 개량하기 위한 다층드레인 연결구조의 실시예를 나타내는 단면도이고, 도 3(a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 대심도 연약지반(100)을 개량하기 위한 다층드레인 연결구조에 이용되는 수직드레인을 나타낸 사시도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 대심도 연약지반(100)을 개량하기 위한 다층드레인 연결구조가 진공압밀공법에 적용되는 경우를 실시예로하여 설명하겠으나, 일반적인 연약지반 개량을 위한 하중재하공법에도 적용할 수 있음은 당연하다.

본 발명은 대심도 연약지반(100)에 수직드레인을 매립 설치하여 내부의 과잉간극수를 탈수함에 있어서, 상부(100a)는 지상의 수평배수관(200)과 연결되는 무공코어드레인(300)이 배치되고, 그 아래로 대변형이 발생되는 중부(100b)에는 스프링코어드레인(400)이 설치되고, 토압이 크게 발생되는 하부(100c)에는 유공코어드레인(500)이 설치되는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구성으로 말미암아 본 발명은 수직드레인의 꺽임 및 형상변형에 대응하여 탈수작용이 원활하게 발휘되는 것을 특징으로 한다.

구체적으로 본 발명은 대심도 연약지반(100)을 개량하기 위한 드레인 연결구조에서, 수평배수관(200)이 설치되는 지상부(G) 아래로 상기 대심도 연약지반(100)은 깊이에 따라 상부(100a), 중부(100b), 하부(100c)로 구별되되, 상기 대심도 연약지반(100)의 상부(100a)에 설치되는 수직드레인(Drain)으로, 상기 지상부(G)에 설치된 수평배수관(200)과 연결되고 외면이 폐쇄된 구조로 구성되는 무공코어드레인(300); 상기 대심도 연약지반(100)의 중부(100b)에 설치되는 수직드레인으로, 상기 무공코어드레인(300)의 하단에 연결되고, 스프링 형태의 외관을 가지며 원형단면으로 구성되는 스프링코어드레인(400); 및, 상기 대심도 연약지반(100)의 하부(100c)에 설치되는 수직드레인으로, 상기 스프링코어드레인(400)의 하단에 연결되고 외면에 일정 간격마다 통공(520)이 구비된 유공코어드레인(500);를 포함하여 구성되되, 상기 무공코어드레인(300), 스프링코어드레인(400), 유공코어드레인(500)은 단면상 내부에 중공(H)이 구비되는 것을 특징으로 한다.

우선 본 발명은 지상부(G) 바로 아래 위치한 대심도 연약지반(100)의 상부(100a)에 무공코어드레인(300)이 설치된다.

무공코어드레인(300)은 도 3(a)에 도시된 바와 같이 내부에 중공(H)을 갖는 관 형태의 수직드레인으로, 외면을 통해 공기와 물이 유입되지 않도록 폐쇄된 구조로 구성된다. 이러한 무공코어드레인(300)은 지상부(G)의 수평배수관(200)과 연결되어 연약지반까지 진공압을 전달하는데, 진공압 재하시 누기되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

또한 무공코어드레인(300)은 배수량 및 진공압 전달 효율에 따라 보드형 또는 원통형 드레인 모두가 이용될 수 있다.

이러한 무공코어드레인(300) 하단 아래로 스프링코어드레인(400)이 설치된다.

스프링코어드레인(400)은 전체적으로 스프링 형태를 나타내어 자연스럽게 통공(520)이 형성되며, 내부에 중공(H)이 구비된 원형 단면으로 구성된다. 이와 같은 스프링코어드레인(400)은 대심도 연약지반(100)의 중부(100b)에 설치되는데, 이 부분은 지반의 대변형 및 침하가 발생되는 구간이다. 따라서 스프링코어드레인(400)은 중부(100b)에서 발생되는 대변형 및 침하에 대응되도록 구성되어야 하는데, 대변형에 순응하여 연약지반 탈수 과정에서 발생하는 침하에 저항하지 않고 수축해야하므로 원형 단면의 스프링구조가 적합하다. 즉 스프링코어드레인(400)은 침하순응부에서 변형을 흡수하여 탈수를 위한 단면을 유지하도록 구성됨으로써 꺾임이 발생하지 않도록 구성된다.

한편 스프링코어드레인(400)은 도 3(b)에 도시된 바와 같이 외면에 일정 간격으로 길이방향을 따라 부착 결합되는 다수 개의 수직파이프(420)가 더 포함되어 구성될 수 있다.

수직파이프(420)는 외측에서 스프링 구조를 지지하는 역할을 수행하며, 도 3(b)에 도시된 것처럼 십자 방향으로 4개 정도가 결합되는 것이 경제적이다. 이러한 수직파이프(420)는 스프링코어드레인(400) 설치시 수직도를 유지시켜주며, 상하의 수직드레인에 연결될 때 가이드 역할을 수행하게 된다. 이때 스프링코어드레인(400)은 외면에 부직포(600)가 추가로 부착될 수 있으며, 부직포(600)를 통과한 연약지반 내의 수분이 스프링코어드레인(400)의 중공(H)을 따라 무공코어드레인(300)을 거쳐 지표면으로 배출된다.

이러한 스프링코어드레인(400) 하단 아래로 유공코어드레인(500)이 결합된다.

유공코어드레인(500)은 도 3(c)에 도시된 바와 같이 외면에 통공(520)이 형성되고, 내부에 중공(H)이 구비된 수직드레인으로 구성된다. 이러한 유공코어드레인(500)은 무공코어드레인(300)과 마찬가지로 원통형 또는 보드형의 드레인으로 구성될 수 있으며, 배수량 및 진공압 전달 효율에 대응되게 선택하면 된다.

또한 유공코어드레인(500)은 대심도 연약지반(100)의 하부(100c)에 설치되는데, 이 구간에서 토압에 저항하며 형상이 변형되지 않도록 구성된다. 즉 대심도 연약지반(100)의 하부(100c)는 탈수하는 과정에서 토압이 매우 크게 작용하는데, 유공코어드레인(500)은 이러한 토압에 저항하여 형상이 유지되도록 구성됨으로써 대심도 연약지반(100) 하부(100c)까지 탈수가 원활하게 진행토록 해줘야 한다. 물론 유공코어드레인(500)은 토압과 침하가 발생될 경우에 약간의 꺾임이 발생될 수 있으나, 이때에도 탈수 단면은 확보되도록 구성되는 것이 바람직하다.

아울러 유공코어드레인(500)은 스프링코어드레인(400)과 같이 외면에 부직포(600)가 추가로 부착될 수 있으며, 부직포(600)를 통과한 연약지반 내의 수분이 유공코어드레인(500)의 통공(520)을 통하여 내부에 유입되며 중공(H)을 따라 상부(100a)로 이동하여 지표면으로 배출된다.

도 4(a) 내지 (d)는 본 발명에 따른 대심도 연약지반(100)을 개량하기 위한 다층드레인 연결구조에서 상하 수직드레인이 연결되는 실시예를 나타내는 단면도이다.

본 발명은 무공코어드레인(300), 스프링코어드레인(400), 유공코어드레인(500)이 각각 서로 열융착(700) 또는 커넥터(800)를 통해 결합되는 것을 특징으로 한다.

특히 도 4(a) 내지 (c)는 커넥터(800)를 통해 상하의 수직드레인이 서로 결합되는 것을 보여주는데, 도시된 바와 같이 드레인의 형태 및 종류에 따라 다양한 형태가 적용될 수 있다.

이때, 커넥터(800)는 양단이 상하로 설치된 무공코어드레인(300), 스프링코어드레인(400), 유공코어드레인(500)의 내부 중공(H)에 삽입됨으로써 상하 수직드레인이 서로 연결될 수 있다. 즉 본 발명에 따른 수직드레인은 모두 중공(H)이 구비되는데, 드레인 타설시 방해가 되지 않도록 접합하고자 하는 수직드레인 내부에 삽입하는 커널형의 커넥터(800)가 이용될 수 있다.

다음으로 도 4(d)는 열융착(700)을 통해 상하의 수직드레인이 서로 결합되는 것을 보여주는데, 도시된 바와 같이 서로 접합되는 수직드레인의 각 단부를 열에 의해 녹여서 결합되는 형태이다.

한편, 본 발명은 필요 목적에 따라 상하의 수직드레인을 열융착(700) 또는 커넥터(800)로 접합할 수 있는데, 수직드레인의 단면형상 및 직경에 따라 선택하면 된다.

가령, 도 4(a)에 도시된 바와 같이 원통형의 스프링코어드레인(400)과 보드형의 수직드레인이 결합된다면 중공(H)을 통해 커넥터(800)로 결합되는 것이 바람직하며, 원통형의 수직드레인이 결합된다면 도 4(b)와 (c)에 도시된 바와 같이 커넥터(800)로 결합될 수 있는 것은 물론 동일한 직경이라면 도 4(d)에 도시된 바와 같이 열융착(700)의 방법으로 결합될 수도 있다.

본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다.

따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.

G: 지상부
H: 중공
100: 대심도 연약지반
100a: 상부
100b: 중부
100c: 하부
200: 수평배수관
300: 무공코어드레인
400: 스프링코어드레인
420: 수직파이프
500: 유공코어드레인
520: 통공
600: 부직포
700: 열융착
800: 커넥터

Claims

대심도 연약지반(100)을 개량하기 위한 드레인 연결구조에서,
수평배수관(200)이 설치되는 지상부(G) 아래로 상기 대심도 연약지반(100)은 깊이에 따라 상부(100a), 중부(100b), 하부(100c)로 구별되되,
상기 대심도 연약지반(100)의 상부(100a)에 설치되는 수직드레인(Drain)으로, 상기 지상부(G)에 설치된 수평배수관(200)과 연결되고 외면이 폐쇄된 구조로 구성되는 무공코어드레인(300);
상기 대심도 연약지반(100)의 중부(100b)에 설치되는 수직드레인으로, 상기 무공코어드레인(300)의 하단에 연결되고, 스프링 형태의 외관을 가지며 원형단면으로 구성되는 스프링코어드레인(400); 및,
상기 대심도 연약지반(100)의 하부(100c)에 설치되는 수직드레인으로, 상기 스프링코어드레인(400)의 하단에 연결되고 외면에 일정 간격마다 통공(520)이 구비된 유공코어드레인(500);
를 포함하여 구성되되,
상기 무공코어드레인(300), 스프링코어드레인(400), 유공코어드레인(500)은 단면상 내부에 중공(H)이 구비되는 것을 특징으로 하는 대심도 연약지반을 개량하기 위한 다층드레인 연결구조.
제1항에서,
상기 무공코어드레인(300)과 유공코어드레인(500)은 보드형 또는 원통형의 수직드레인으로 구성되는 것을 특징으로 하는 대심도 연약지반을 개량하기 위한 다층드레인 연결구조.
제1항에서,
상기 스프링코어드레인(400)은 외면에 일정 간격으로 길이방향을 따라 부착 결합되는 다수 개의 수직파이프(420)가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 대심도 연약지반을 개량하기 위한 다층드레인 연결구조.
제1항에서,
상기 스프링코어드레인(400)과 유공코어드레인(500)은 외면에 부직포(600)가 추가로 부착되는 것을 특징으로 하는 대심도 연약지반을 개량하기 위한 다층드레인 연결구조.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
무공코어드레인(300), 스프링코어드레인(400), 유공코어드레인(500)은 각각 서로 열융착(700) 또는 커넥터(800)를 통해 결합되는 것을 특징으로 하는 대심도 연약지반을 개량하기 위한 다층드레인 연결구조.
제5항에서,
상기 커넥터(800)는 양단이 상하로 설치된 무공코어드레인(300), 스프링코어드레인(400), 유공코어드레인(500)의 내부 중공(H)에 삽입됨으로써 상하 수직드레인이 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 대심도 연약지반을 개량하기 위한 다층드레인 연결구조.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
대심도 연약지반(100)을 개량하기 위한 다층드레인 연결구조는 진공압밀공법 또는 하중재하공법에 적용되는 것을 특징으로 하는 대심도 연약지반을 개량하기 위한 다층드레인 연결구조.