시공기술사/기초공사

부력과 양압력 및 해결방안

기구미 2013. 3. 3. 17:06

기출문제

- 107회 2교시 4번 : 주상복합 건축물의 지하수위가 G.L-7.5m에 있으며, 지하굴착 깊이는 30m일 때 지하수 부력에 대한 대응 및 감소방법에 대하여 설명하시오.

- 103회 4교시 1번 : 구조물의 부력(UP-Lifting Force) 발생 원인 및 대책공법에 대하여 설명하시오.

- 97회 1교시 4번 : 부력(浮力)과 양압력(揚壓力)

- 80회 4교시 2번 : 공동주택 지하주차장의 바닥면적 크기가 거대화됨에 따라 지면에 접하는 바닥층 공사에서 발생할 수 있는 부력 방지대책을 기술하시오.

- 78회 3교시 5번 : 지하수 수압에 의해 발생할 수 있는 지하구조물의 변위와 이를 방지하기 위한 설계 및 시공시 유의사항에 대해 기술하시오.

- 72회 4교시 5번 : 부력(浮力)으로 인한 건물의 피해를 해결하기 위한 방법에 대하여 기술하시오.



정의

부력(Buoyancy)이란 어떤 물체가 수중에 있을때 물속에 잠긴 물체의 비중이 물의 비중보다 작을때 생기는 힘을 부력이라 한다.

양압력(Uplift Pressure)이란 어떤 물체가 수중에 있을 경우 물체에 수압이 작용하며, 이런 수압중 상향으로 작용하는 수압을 양압력이라 한다.

 

부력의 영향(피해)

구조물의 자중이 기초바닥에 작용하는 양압력 보다 적으면 건물은 부상하게 된다.

구조물의 부상으로 인한 부재의 균열, 누수, 파손 여라가지 문제점이 발생한다.

 


부력 대책 공법 선정 Flow Chart



부력의 처리방안 검토

① 자중, 마찰력, 부력과의 관계

- 자중(W) + 마찰력(P) < 부력(U) 인경우 안정성 낮아짐

② 부력에 의한 모멘트와 저항모멘트와의 관계

 - Mr < Md 인경우 안정성 낮아짐

③ 기둥과 기둥사이 지간과 부력과의 관계

장스팬의 경우 중앙부에서 발생되는 부력에 대한 안정성 낮아짐


부력의 안전율

자중(W) > 부력(U) : 안정, 자중(W) < 부력(U) : 불안정

부력에 대한 적절한 자중 : W 1.25U

 

부력처리 방안(방법)

1) 외력증가공법

① 사하중증가(자중증대) : 구조물의 고정하중을 증가

② 영구앵커 공법 : 지반을 천공 인장재를 투입하여 암반에 긴결

- Rock Anchor 공법

- Rock Bolt 공법

③ 인장파일공법 : Micro Pile 마찰말뚝처럼 사용하여  부력을 방지

2) 강제배수공법(영구배수공법)

외부배수공법 : 지하벽체 외부에 배수층 형성하여 집수정으로 유도, 펌프에의한 배수처리

내부배수공법 : 기초저면에 배수층 형성하여 집수정으로 유도, 펌프에 의한 배수처리

- Trench System

- Drain Mat System

 


시공시 유의사항

연관문제 참조



연관문제

영구배수공법 - Rock Anchor 공법


 신기술신공법





SAL공법 

준비중

준비중 


참고문헌(출처)

1) 지하수의 부력방지를 위한 외력증가공법과 드레인매트배수공법의 비교분석 / 강승호

2) 건축기술지침 / ()대우건설