부력저항 영구앵커의 장기거동 특성에 관한 연구

Abstract

요 지

지하공간에 설치되는 구조물의 지하수위 아래 부분은 상향으로 정수압인 부력이 작용하게 되는데, 최근 큰 규모의 중요구조물 즉, 양압력의 크기가 크케 발생하는 구조물은 공사비가 고가이나 안전율을 확실하게 증가시키는 방법인 부력저항 영구앵커를 설치하는 공법을 많이 적용하고 있는 실정이다. 그러나, 부력저항 영구앵커의 저항 메커니즘 규명은 미흡한 실정이다. 특히, 시공 후 앵커의 장기거동에 대한 규명은 계측 관리의 어려움으로 이루어 지지 않고 있는 것이 현실이다. 본 연구에서는 합리적인 설계법의 확립을 궁극적인 목적으로 하여 앵커두부에 하중계를 설치하여 앵커축력을 자동화계측 및 수동계측을 통해 시공초기부터 10년간의 계측 분석하였으며, 이를 토대로 건물의 자중증가에 따른 앵커의 시공단계별 거동과 시간의 증가에 따른 앵커의 장기거동(시공후 10년 이내의 거동)을 분석하였다.

부력저항 영구앵커의 시공단계별 거동 분석결과 초기앵커력은 2개월간 약4%이내의 급격한 감소현상을 보였으며, 2년후 건축골조공사 완료 시점까지는 약5%이내의 감소율을 나타냈다. 부력저항 영구앵커의 장기(시공 후 10년 이내의 거동) 앵커력은 초기긴장력 대비 1년 후 감소율 약4%(감소량 약33kN), 2년 후 감소율 약5%(감소량 약43kN), 3년 후 감소율 약6.0%(감소량 60kN), 4년 후 감소율 약7%(감소량 약62kN), 10년 후 감소율 11%(감소량 약99kN)을 나타냈다. 이와 같이 부력저항 영구앵커는 일정율의 고정하중 증가 및 PC강재의 시간경과에 따른 릴렉세이션, 그라우트 주입재 및 지반의 크리프 등 제반요소가 복합적으로 작용하여 인장력 감소 경향을 나타내는 것으로 사료되며, 추후 지속적인 계측자료를 수치해석 결과와 비교하여 부력저항 영구앵커의 장기거동에 대한 메카니즘을 규명하고 설계 시 구조물 거동 평가에 중요한 자료로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

주요어 : 부력저항 영구앵커, 장기계측, 시공단계별 거동, 장기거동