배수공법의 종류 및 공법별 특징

 

배수방법	공법	원리	적용지반
중력배수	집수정 공법 깊은 우물 공법	지하수를 중력에 의해 집수하여 펌프를 사용, 지상으로 배수	자갈이나 왕모래 등, 입자가 거칠고 투수계수가 큰 지반
강제배수	웰포인트 공법 진공압밀 공법 전기삼투 공법	지반을 진공상태로 만들거나 전기에너지를 기함으로써 강제적으로 시하수를 집수하여 배수	토립자가 작고 투수계수가 작아 중력만으로는 지하수의 이동이 느린 지반

2023.03.24 - [건축 시공학] - 토공사 장비의 종류 및 특징

토공사 장비의 종류 및 특징

2023.03.22 - [건축 시공학] - 토공사 방법 및 지하공사 계획 세우기

토공사 방법 및 지하공사 계획 세우기

집수정 공법

공사에 지장이 없는 위치에 깊이 2~4m 정도로 굴착하여 집수통을 설치하고 여기에 모인 지하수를 펌프를 사용하여 외부로 배출시킨다. 펌프는 진동식 수중 펌프, 다이어프램 펌프 등을 사용하고 호스의 끝에는 찌끼 등을 걸러주는 위하여 스트레이너를 부착한다.

 

깊은 우물 공법

지하수위를 낮추고자 하는 구역의 주위에 지름 20~80cm 정도의 우물을 설치하고, 스트레이너를 부착한 파이프를 삽입하여 수중펌프로 양수하여 지하수위를 저하시키는 공법이다. 파이프와 우물벽과의 공산에는 필터재를 충전하여 스트레이너의 막힘을 방지한다.

 

웰포인트 공법

흙파기할 때 모래층 또는 모래 섞인 자갈층에 도달하면 지하수가 많이 나오는 것이 보통이다. 지하수는 토질을 약화시키고 흙막이 벽에 대한 압력을 증대시켜 공사를 어렵게 만든다. 웰포인트 공법은 대표적인 강제 배수공법으로 흙막이 벽과 인접 건축물 사이에 파이프를 삽입하여 지하수를 펌프로 배수하는 공법으로 지하수위가 저하된다.

양수관을 끝에 지름 6cm, 길이 약 1m의 흡수관을 붙여 1~1.5m 간격으로 대수층까지 관입시키고 지상의 집수정에 연결하여 지중의 물을 펌프로 배수한다. 투수성이 좋은 사질토 지반에 주로 이용되며, 점성토 지반은 투수성이 좋지 않기 때문에 적용하기 어렵다. 지하수위 저하에 따른 지반침하 등 주변 지반의 변동과 피해에 특히 유의해야 한다.

 

영구 배수공법

건축물 지하로 유입된 물을, 펌프를 이용하여 외부로 강제 배수함으로써 지하 구조물에 작용하는 상향 수압인 양압력 즉, 부력을 줄일 목적으로 시행한다.

지하 벽체에 작용하는 수압을 줄이기 위한 외부 배수 시스템과 기초슬래브 저면의 양압력 감소를 위한 영구 배수 시스템이 있다. 외부 배수 공법은 지하 벽체 외부릐 일정 심도에 배수층을 형성하고 유공관을 통하여 집수정으로 지하수를 모은 후 펌프로 배수함으로써 지하 벽체에 작용하는 수압을 저감시킨다.

영구배수 시스템은 기초 슬래브 아래에 설치하는 내부 배수 시스템으로 토공사 바닥 정지작업 후 바로 작업해야 하며 트렌치 공법과 드레인 매트 배수시스템 등이 있다.

1. 부분트렌치 + 전단면 자갈공법
최하층 바닥 슬래브의 전 단면에 자갈층 형성하여 지하수를 트렌치까지 유도하고 유도된 지하수를 트렌치 내 배수로 기능을 하는 다발관을 통하여 배수함으로써 지하수로 인한 상향 수압을 제거하는 방법

2. 부분 트렌치 공법
전단면에 자갈층을 까는 대신에 트렌치 간격을 조밀하게 형성하여 지하수를 트렌치까지 유도하고 유도된 지하수를 트렌치 내 배수로 기능을 하는 다발관을 통하여 배수함으로써 지하수에 의한 상향 수업을 제거하는 공법이다.

3. 부분 트렌치 + 드레인 보드 공법
전 단면에 일정 간격으로 포설한 판형 배수재를 통해 지하수를 부분 트렌치로 유도하여 집수정으로 모아 양수하는 방법이다. 이 방법은 부분 트렌치 공법만 적용했을 때보다 트렌치 간격을 다소 넓게 할 수 있다.

4. 드레인 매트 배수시스템 공법
드레인 매트 배수 시스템 공법은 건축물 기초 바닥의 버림 콘크리트의 평면을 수리 계산에 의하여 수 개소의 시스템으로 분할하여 공간화한 유도 수로와 시스템 배수로를 일체화하여 지하수를 집수정으로 모아 배수함으로써 상향 수압을 제거하는 영구배수공법이다.