지하구조물의 설계에 있어서 부력에 의해 부상이 우려될 경우에는 부상방지말뚝이나 부상방지앵커를 시공하여야 합니다.

1) 부상방지말뚝
구조물 하부 지반이 약하여 지하수위가 낮을 시기에는 구조물 하중에 의해 침하의 우려가 있고 지하수위가 상승할 경우에는 부상이 우려될 경우에는 부상방지말뚝을 설계하는 것이 바람직합니다.

이 경우에는 선단지지, 마찰지지에 의해 지지력은 대부분 확보되는 편이나, 말뚝의 주면마찰저항만을 부상방지력으로 고려하여야 하므로 말뚝의 본수가 과다하게 되는 경우가 생길 수 있으므로 설계시 합리적인 기술적 고민이 필요하다 하겠습니다.

부상방지말뚝을 시공하여 두었을 경우에는 부력이 발생할 때 주면마찰저항이 발생하는 크기에 해당하는 만큼의 구조물의 상향변위가 발생하게 되며, 상향인발된 말뚝은 부력이 사라져도 인발된 상태로 지지하는 구조가 되어 다시 내려앉지 않는 상황이 될 수 있으므로 지하수의 변동상황, 예상되는 상향변위 등을 충분히 유의하여 말뚝의 직경, 본수 등을 설계하여야 합니다.


2) 부상방지앵커
구조물 하중에 의한 침하 우려는 없고, 부상만이 우려될 경우에는 비교적 비용이 적게 들고 그 저항력의 크기가 확실한 부상방지앵커를 설계하는 것이 합리적입니다.

부상방지앵커 시공 후 부력이 발생하면 구조물의 상승과 함께 강선의 인장력(늘음량)이 발생하여 저항하게 됩니다.
따라서, 부상방지앵커의 초기도입앵커력의 결정에 대해서 신중하여야 하며, 초기도입앵커력은 상시 지하수위에 저항할 수 있는 크기로 해 두는 것이 좋겠습니다. 초기도입앵커력의 결정에 있어서 하부지반이 앵커력에 의해 침하할 우려는 없는지 검토하여야 할 경우도 있으나, 대부분 과압밀상태 또는 낮은 응력의 증가가 되기 때문에 침하에 대한 우려는 거의 없습니다.

그리고, 강선수를 결정하는 데 있어서는 상시의 수위와 향후 증가될 수 있는 설계수위의 차이만큼에 대한 저항능력을 함께 갖도록 강선수를 결정하여야 합니다.
강선 한본당 발휘하여야 할 설계인장력이 크면 그만큼 강선의 늘음량이 크게 되어 구조물의 부상량이 크게 됩니다.
따라서, 이러한 경우에는 강선수를 충분히 늘려 강선 본당 추가로 받는 인장력을 줄이는 것이 중요합니다.