문제] 부력을 받은 지하 구조물의 부상방지대책 방안을 기술하라.
답]
Ⅰ. 개요
1) 지하 구조물은 지하수위에서 구조물 밑면 깊이만큼 부력을 받으며 건물의 자중이 부력보다 적으면 건물이 부상하게 된다.
2) 구조물의 부상으로 부재의 균열, 누수, 파손 등 여러가지 문제점들이 공사 중, 공사 후에도 발생되며 특히 구조적인 문제는 심각하다.
Ⅱ. 부력의 영향
① 건축물 balance 잃음 (깨짐)
② 부재의 균열
③ 건축물의 누수, 파손
④ 피압수 용출
⑤ 건축물 붕괴
III. 부력의 발생원인
1) 지하의 피압수
- 피압수의 수두차에 의해 건물의 기초 저면이 뜨는 현상 발생
2) 지하수위 변동
- 우천 시 지하수의 상승으로 부력이 발생
3) 지반여건
- 지반이 불투수층이 강한 점토층이나 암반층에 위치할 때 발생
4) 건물의 자중
- 부력보다 건물의 자중이 적을때 부력 발생하여 건물이 떠오르는 현상
Ⅳ. 부상방지 대책
1) 사전조사
① 지하수의 유무 조사
② 주변 건물의 기초, 제원 종류, 깊이 파악
2) 구조물 자중 증대
① 건물의 자중은 부력의 1.25배 이상
② 건물의 고정 하중 증대
3) Rock anchor 설치
① 고층건물에 사용
② 부력에 저항하도록 기초 저면의 암반까지 anchor 시킴.
③ Grouting재는 양생 시 진동 충격 금지
④ 시공 순서
인장재 가공조립 → 천공 → 인장재삽입 → 1차 그라우팅 → 양생 → 인장시험 → 인장재정착 → 2차 그라우팅(자유장)
4) 마찰말뚝 이용
① 지하 구조가 깊지 않은 건물에 사용
② 기초 하부의 말뚝의 수량을 증가시켜 마찰력 증대
③ 부력의 하중을 마찰력으로 저항
5) 인접건물에 긴결
- 인접 건물에 고정하여 수압 상승에 저항
6) 구조물 자중 증대
① 부력과 건물의 자중의 차가 적을 때 채용
② 규모가 클때는 경제적 부담 가중
③ 건물의 고정하중 증대
7) 지하수위 저하
① 지하수위 저하로 수압과 부력 감소
② 집수정 등을 설치하여 공사 후에도 지하수의 일정 수준 이하로 유지
8) 강제배수공법
① 강제배수공법
② 영구배수 공법
③ 복수공법
④ Dewatering 공법을 적용하여 지하수위를 낮춰 부력 저감
V. 결론
① 지하실이 깊어질수록 지하수의 영향을 많이 받아 부력의 작용을 받게 되므로
② 사전조사를 철저히 하여 지하 주변의 수위를 낮출수 있는 설계와 구조 계산을 실시 하여야 한다.
2024.06.13 - [건축시공기술사 Sub Note] - 건축시공기술사 서브노트 : 지하실 방수공법의 종류를 열거하고, 각각 그 특징을 설명하라