부력에 대한 안정성 확보 대책

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부력에 대한 안정성 확보 대책

정답:

설계용 지하수위란 무엇인가?

1. 지반조사 보고서에 표시된 지하수위는 지반조사를 하기 위하여 뚫은 보링공에 물을 채우고 24시간 후에 측정한 수위이다.
2. 물이 잘 안 빠지는 진흙이나 암반 등 경질지반을 파고 건물을 지은 후 주변의 빈공간을 흙으로 메우면 장마철이나 건물 주면 지표수가 그 메운 흙 사이로 스며들어 이 물은 외부로 빠져나갈 물길이 없으므로 지하실 외벽과 바닥에 지속적으로 압력을 가한다.
3. 시공시에는 메말랐던 투수성이 좋은 모래질 지발에 장마철이면 사방에서 물이 스며들어 높은 압력을 구조물에 가한다.
4. 이와 같이 설계용 지하수위는 지바조사 보고서에 표시된 지하수위가 아니라 그 외에 주변지층이나 환경 등을 잘 살펴서 결정되어야 한다.

고정하중을 증가시키는 방법

1. 고장하중과 부력의 차이가 작을 때, 고정하중을 늘려 부력을 해결하는 방식
2. 기초의 중량을 증가시키는 방법, 이중 슬래브 사이에 골재 등을 채워 중량을 증가시키는 방법, 옥상정원 등을 만들어 중량을 증가시키는 방법

강제배수

1. 기초바닥 아래에 인위적인 배수층을 형성하여 부지 내로 유입되는 지하수를 집수정으로 모아, 기계식 배수장치를 설치하여 부력을 해결하는 방법
2. 기초바닥 하부 배수층에 대한 지속적인 유지관리가 필요하다.
3. 배수층이 막힐 경우 지하수에 의한 수압이 기초 및 바닥슬래브에 부휨모멘트력을 발생시키므로, 최소한의 부력을 고려하여 설계하는 것이 바람직하다.

• 영구배수 건물 기초 바닥에 작용하는 상향 수압처리를 위해서 적용하는 기초 바닥 영구배수 시스템으로서, 대부분 고정하중+영구(부력)앵커에 의존하고 있는 실정이나, 지하수의 분포에 따라 구조물에 작용하는 상황수압문제를 보다 안정성 있게 해결하는 방법, 즉 인위적인 배수층을 형성하여 부지 내로 유입되는 지하수를 집수정으로 모아, 매일 정기적인 강제적 배수에 의한 펌핑으로 기초 바닥 슬래브에 양압력이 생기지 않도록 하는 시스템

자연배수

• 지하실 외벽 밖에 배수로를 설치해서 낮은 쪽으로 물을 유도하여 장마철 일시적인 표면수 유입이 있다 해도 저절로 배수되게 함.

시공중 배수•침수

• 구조설계시에는 완성된 상태에서의 힘의 평형을 감안하여 구조계산을 하지만 시공중 흙파기 공사로 파놓은 웅덩이 속에 물이 차면 구조물이 뜨게 된다.
• 흙파기 공사로 파놓은 웅덩이 속에 물이 차지 않도록 배수하거나 지하실 내부로 물이 자유롭게 들어갈 수 있는 가설 물구멍을 마련하여 지하실 내부에 찬 물로서 부력에 저항하는 방법.

영구 앵커에 의한 방법

1. 부력에 저항토록 건물 하부에 락앵커를 설치하는 방식
2. 락앵커는 고정하중의 부족분만큼 시공되고, 시공시 발생할 수 있는 부력에 대해서는 각종 배수공법을 통한 지하수위의 관리가 필요하다.

현장 체크사항

1. 시공시 배수 및 침수 관계
   • 장마철과 같은 우수기에 흙파기 공사로 파놓은 웅덩이 속에 물이 차서 시공중인 구조물이 부력에 대해 저항할 수 있는지 여부
2. 불균형하중 작용시
   • 지하실 위에 지상층이 일부분에만 건축되고, 큰 부력이 주요하중으로 작용되는 경우 지하실만 있는 부분에 작용하는 불균형 하중의 처리여부

END