국내 건설기업들은 건설시장에서 경쟁우위를 확보하기 위해 모든 공종을 대상으로 원가절감 및 품질향상을 위한 노력을 경주하고 있다. 특히, 건축공사에서 골조공사는 전체 공정 및 원가에 영향을 크게 미치는 주요 공정으로서 철저한 공사 계획과 관리가 요구되는 부분으로서 생산활동 및 공사방식 선정효과를 크게 볼 수 있는 항목이다. 따라서 공사계획 단계에서 설계도서와 현장조건을 면밀히 분석하여 품질, 안전을 확보하면서 공기단축, 원가절감, 시공성 향상을 꾀할 수 있는 대안 개발이 필요하다. 본 연구는 설계 및 시공단계에서 지하 구조물의 원가절감을 창의적, 체계적으로 수행하기 위한 개선방안으로 YE기법을 검토하였다. 또한 이를 이론적, 실무적으로 적용 가능한 것으로 발전시키기 위해 지하 골조공사에 대한 VE모델을 정의하고 이를 실제현장에 적용하여 원가절감 효과와 VE 활용성을 검토한다. 따라서 본 연구는 건축물 지하 골조공사의 VE 활용모델로서 기술대안 선정방식 수립의 기초적 인 연구가 될 것으로 기대된다.
국내 건설기업들은 건설시장에서 경쟁우위를 확보하기 위해 모든 공종을 대상으로 원가절감 및 품질향상을 위한 노력을 경주하고 있다. 특히, 건축공사에서 골조공사는 전체 공정 및 원가에 영향을 크게 미치는 주요 공정으로서 철저한 공사 계획과 관리가 요구되는 부분으로서 생산활동 및 공사방식 선정효과를 크게 볼 수 있는 항목이다. 따라서 공사계획 단계에서 설계도서와 현장조건을 면밀히 분석하여 품질, 안전을 확보하면서 공기단축, 원가절감, 시공성 향상을 꾀할 수 있는 대안 개발이 필요하다. 본 연구는 설계 및 시공단계에서 지하 구조물의 원가절감을 창의적, 체계적으로 수행하기 위한 개선방안으로 YE기법을 검토하였다. 또한 이를 이론적, 실무적으로 적용 가능한 것으로 발전시키기 위해 지하 골조공사에 대한 VE모델을 정의하고 이를 실제현장에 적용하여 원가절감 효과와 VE 활용성을 검토한다. 따라서 본 연구는 건축물 지하 골조공사의 VE 활용모델로서 기술대안 선정방식 수립의 기초적 인 연구가 될 것으로 기대된다.
Domestic construction firms make every effort to save cost and, contrarily, enhance quality for competitive advantage in the market. Structural work of building construction takes chaise of the total cost and schedule, thus elaborate planning and management of the work help to lead the project into ...
Domestic construction firms make every effort to save cost and, contrarily, enhance quality for competitive advantage in the market. Structural work of building construction takes chaise of the total cost and schedule, thus elaborate planning and management of the work help to lead the project into a successful way. Therefore, the idea to save time and cost and enhance constructability securing quality and safety of the work should be developed after analyzing the designed documents and site conditions comprehensively in the initial construction planning phase. Value Engineering (VE) technique is introduced in the substructural work in this paper to save cost creatively and systematically in the design and construction phase. A practical VE model that is applied to the underground building work systematically is proposed to save cost and it applies to the actual project to confirm the effectiveness of the model.
Domestic construction firms make every effort to save cost and, contrarily, enhance quality for competitive advantage in the market. Structural work of building construction takes chaise of the total cost and schedule, thus elaborate planning and management of the work help to lead the project into a successful way. Therefore, the idea to save time and cost and enhance constructability securing quality and safety of the work should be developed after analyzing the designed documents and site conditions comprehensively in the initial construction planning phase. Value Engineering (VE) technique is introduced in the substructural work in this paper to save cost creatively and systematically in the design and construction phase. A practical VE model that is applied to the underground building work systematically is proposed to save cost and it applies to the actual project to confirm the effectiveness of the model.
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문제 정의
(1) 현재 수행되는 건물 지하구조의 설계 및 시공상의 문제점을 고찰한다.
건축물의 지하 골조공사는 전체 공사의 원가 및 공기에 직결되는 매우 중요한 공사이므로 본 연구에서는 VE 사례를 통하여 건설공사의 품질 및 안전의 확보, 공기단축, 시공성 향상뿐만 아니라 원가절감을 꾀할 수 있는 방안을 모색하였으며 그 결과는 다음과 같다.
특히, 건설공사에서 높은 비중을 차지하고 있는 지하 구조공사에 관한 VE 활용 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 지하 구조물 전체에 대한 설계와 시공을 연계한 실제 적용사례를 통하여 VE의 적용방안을 제안하고 이를 체계적으로 활용할 수 있도록 한다.
그리고 원칙적으로 ⑤와 같은 방향의 접근은 지양한다. 본 사례연구의 경우에도 원가를 절감하면서 기능을 조금 올리는 ②의 방법을 적용하고자 하였다.
본 연구는 공사계획단계에서 기 작성된 설계도서를 분석하고, 토질 및 공사조건(인근 지하구조, 공기, 원가 등)을 검토한 후 VE기 법을 이용하여 원가절감을 할 수 있는 방안을 기 수행된 현장을 사례로 제시하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 원가절감 뿐 아니라 공기단축, 안전확보를 전제로 四기법을 수행하며, 제안된 방안은 다른 건축공사 현장에서도 체계적으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구는 문헌조사와 관련 연구를 바탕으로 하여 설계 및 시공단계에서 지하 구조물의 원가절감을 창의적, 체계적으로 수행하기 위한 개선방안으로 VE 기법을 제안하고 이를 이론적, 실무적으로 적용 가능한 것으로 발전시키기 위해 다음과 같은 절차와 방법으로 진행한다. (그림 1 참조)
실행단계의 업무는 양질의 제안들이 사장되지 않도록 체계적인 실행전략 및 계획을 수립하고 적용하는데 주요 목적이 있다.
이러한 현장의 조건을 토대로 본 연구는 건축물 지하 골조공사의 VE 적용모델을 설정하고 연구를 진행하였다.
준비단계의 주요 목적은 프로젝트 V田를 효율적으로 수행하기 위하여 유관집단의 협력체제를 구축하고, 목표를 설정하며, 실제 V田분석에 요구되는 충분한 정보를 확보하는데 있다.
제안 방법
(2) 문제점 개선을 체계적으로 수행하기 위한 방안으로 VE 기법을 채택하고, VE 기법의 이론 및 응용사례를 고찰한다.
(3) VE 기법적용에 앞서 건물 지하구조의 특성을 분석한다. 설계적 측면에서 건물 지하구조의 기능을 분석하고, 공사 관리적 측면에서는 지하 구조물 공사관리 프로세스를 분석한다.
(4) VE 기법적용을 통한 원가절감의 개선방안을 도출하기 위해 건물 지하구조의 설계, 시공 통합관리와 VE 프로세스를 적용한다.
(5) 건물 지하구조의 설계, 시공 통합관리를 위한 VE 프로세스를 제안한다. 이를 위해 원가절감, 품질 .
(7) 프로세스 검증을 통해 도출된 개선방안을 평가하고 이를 실무에 적용하도록 한다.
VE 프로세스의 최종단계로서, 기존설계에서 제시된 라멘구조의 구조형식을 검토 변경하여 표 6과 같은 플랫 슬래브 형식의 지하골조를 현장에 시공하였다.
⑹ 제안된 프로세스 검증을 위해 사례 프로젝트 선정 후 제안프로세스를 적용한다. 또한 사례적용 결과분석 및 평가를 통하여 프로세스를 검증한다.
건설 프로젝트의 VE 프로세스는 그림 3에서 보는 바와 같이 준비단계(pre-study phase), 분석단계(study phase), 실행단계(post-study phase)의 세 단계로 구분하여 각 단계에서 수행되는 업무의 특징 및 내용을 체계적으로 분석한다.
적용한다. 또한 사례적용 결과분석 및 평가를 통하여 프로세스를 검증한다.
분석한다. 설계적 측면에서 건물 지하구조의 기능을 분석하고, 공사 관리적 측면에서는 지하 구조물 공사관리 프로세스를 분석한다.
표 7과 같다. 특히, 건설공사에서 가장 중요시되고 본 연구의 목적인 원가와 공기측면에 대하여 집중적으로 분석을 하였다.
대상 데이터
규모는 지하 4 층, 지상 10층의 연면적 24, 303평의 오피스텔 현장으로 구조는 지하층은 라멘구조이며 지상층(2~10층)은 철근콘크리트 벽식구조, 1층은 반력보(transfer girder)가 위치하고 있다. 공사 기간은 2002년 6월부터 2004년 7월까지 25개월이다(표 3 참조). 정상적인 공사계획 수립 후 약 26개월의 공기가 소요되나 계약 공기는 약 1개월 이상의 공기단축이 요구된다.
백궁 정자 택지개발지구에 위치하였다. 규모는 지하 4 층, 지상 10층의 연면적 24, 303평의 오피스텔 현장으로 구조는 지하층은 라멘구조이며 지상층(2~10층)은 철근콘크리트 벽식구조, 1층은 반력보(transfer girder)가 위치하고 있다. 공사 기간은 2002년 6월부터 2004년 7월까지 25개월이다(표 3 참조).
적용 현장은 D社의 분당 A현장으로서 경기도 성님시 분당구 정자동의 백궁 정자 택지개발지구에 위치하였다. 규모는 지하 4 층, 지상 10층의 연면적 24, 303평의 오피스텔 현장으로 구조는 지하층은 라멘구조이며 지상층(2~10층)은 철근콘크리트 벽식구조, 1층은 반력보(transfer girder)가 위치하고 있다.
이론/모형
이를 위해 원가절감, 품질 . 안전 확보 및 공기단축 방안을 검토하고, VE 프로세스를 적용한다.
성능/효과
(2) 공사 계획단계 및 공사 초기단계에서 건축물의 지하 골조공사에 대하여 현장의 여건에 맞도록 VE 기법을 이용하여 공기단축, 원가절감, 시공성 향상을 꾀할 수 있는 대안을 모색할 수 있는 업무체계를 도출하였다.
(3) VE 기법은 본질적으로 이론적인 개념이 아니라, 매우 실용적이고 사례기반의 업무개선도구이므로 이를 건축물의 지하골조공사에 적합하도록 VE 절차를 모델링하고, 이를 현장의 사례에 직접 응용함으로써 그 타당성을 입증하였다.
(4) 시공, 품질 및 안전은 충분히 확보하면서도 시공성의 향상 및 민원감소의 무형적 효과뿐만 아니라, 원안 대비 약 12%의 원가절감 효과를 얻었다.
圧한 기초 지내력이 충분히 확인되어 기초두께가 감소하여도 구조상으로 전혀 문제가 없기 때문에 공기단축 및 원가절감을 위한 매트기초를 0.2m 줄일 수 있는 것으로 평가되었다. 또한 이러한 방법이 시공상에도 문제가 없는 것으로 판명되어 지하골조공사의 VE 최종대 안으로 제시되었다.
있었다. 골조형식의 변경에 따른 골조공사와 토공사의 결과를 종합해 보면, 원가절감은 12.4%에 이르는 것으로 나타났으며, 금액상으로는 6억원의 절감효과를 가지게 되었다.
기존 설계안인 라멘구조 형식을 플랫-슬래브 형식으로 개선한 결과, 골조형상 단순화에 의한 작업성 향상, 암반 굴착 깊이축소, 경암반 존재에 따른 최하층 기초두께 축소로 인해 공기단축이 가능하였다.
당초 설계안인 라멘구조를 플랫 슬래브 구조형식 변경을 위한 사전검토 결과 플랫 슬래브가 약 2억 6천만원의 절감효과가 나타나 비용절감 효과가 20%에 이를 것으로 평가되었다. 또한 지하층 하중조건이 유사한 인근 상가신축의 사례를 비교한 결과, 플랫 슬래브 구조가 라멘구조의 원가대비 90% 정도 수준임이 나타났다.
이에 따른 부재수의 감소로 시공성이 향상되었다. 또한 굴착깊이 감소로 인해 굴착 시 발생할 수 있는 안전사고를 예방할 수 있었으며, 골조형상 단순화에 의해 작업성이 향상되었다. 뿐만 아니라 발파량 감소에 따라 현장주변에 소음 및 진동영향을 줄여 민원발생을 줄일 수 있었다.
비용절감 효과가 20%에 이를 것으로 평가되었다. 또한 지하층 하중조건이 유사한 인근 상가신축의 사례를 비교한 결과, 플랫 슬래브 구조가 라멘구조의 원가대비 90% 정도 수준임이 나타났다. 즉, 플랫 슬래브 구조는 라멘조 대비 구조 설치비용이 10-20%정도 경제적인 것으로 나타났다.
먼저 시공성 측면에서 살펴보면, 원안인 라멘구조에 비해 지하 토공사의 굴착깊이가 감소하였으며, 지하층과 매트기초의 두께를 줄일 수 있었다. 이에 따른 부재수의 감소로 시공성이 향상되었다.
또한 굴착깊이 감소로 인해 굴착 시 발생할 수 있는 안전사고를 예방할 수 있었으며, 골조형상 단순화에 의해 작업성이 향상되었다. 뿐만 아니라 발파량 감소에 따라 현장주변에 소음 및 진동영향을 줄여 민원발생을 줄일 수 있었다.
설계도서 검토를 통한 설계조건을 분석한 결과 본 현장에 적용 가능한 공법은 전문가의 자문 및 자체 기술회의를 거쳐 3가지 안으로 압축할 수 있었다. 즉, 기존 설계안인 라멘조의 구조형식, 증고를 변경할 수 있는 대안으로서 플랫 슬래브(flat-slab) 형식과 플랫 플레이트 슬래브(flat-plate-slab) 형식이 제안되었고(홍재욱, 김선국, 이종국 2004), 각 형식의 특성을 기준으로 V也활동의 분석 결과, 표 4와 같이 당 현장의 지하골조 형식으로서 플랫-슬래브로 결정되었다.
실제로 당초 설계안인 라멘구조를 플랫-슬래브 구조로 변경 시공한 결과, 표 8과 같이 약 9.2%인 1억 3천만원의 공사비 절감효과를 가지는 것으로 나타났다.
원가측면에서도 검토한 결과 표 5에서 보는 바와 같이 플랫슬래브가 라멘조의 약 80%정도 수준인 34억원으로 약 8억원의 원가절감 효과가 있음을 알 수 있다. 또한, 공정관리 측면에서도 골조 형상 단순화에 의한 작업성 향상으로 공기단축이 예상된다.
또한 지하층 하중조건이 유사한 인근 상가신축의 사례를 비교한 결과, 플랫 슬래브 구조가 라멘구조의 원가대비 90% 정도 수준임이 나타났다. 즉, 플랫 슬래브 구조는 라멘조 대비 구조 설치비용이 10-20%정도 경제적인 것으로 나타났다.
토공 및 흙막이 공사에서는 굴착깊이 감소와 천공깊이 및 흙막이 면적감소로 인해 약 2억 2천만원의 비용절감 효과를 얻을 수 있었다. 토공사의 경우 본 사례의 토공량 감소효과는 원가 대비 19.
후속연구
위축되어지고 있다. 또한 건축물의 대형화, 고층화, 전문화되고 있으며 생활수준의 급속한 변화로 인해 건물의 기능, 안전성, 쾌적성 및 경제성 등의 합리적이고 객관적인 평가가 요구된다. 이에 국내 건설기업들은 건설시장에서 경쟁우위를 확보하기 위해 모든 공종을 대상으로 원가절감 및 품질향상을 위한 노력을 경주하고 있다.
본 연구에서 전개한 V田 기법 적용 절차는 유사한 건축 현장에서 지하 골조공사의 공기 및 원가개선 및 착안 시에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
사례로 제시하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 원가절감 뿐 아니라 공기단축, 안전확보를 전제로 四기법을 수행하며, 제안된 방안은 다른 건축공사 현장에서도 체계적으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
참고문헌 (14)
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홍재욱 김선국 이종국, VE적용에 의한 지하 골조공사, 한국건설관리학회논문집, 5(3), 2004
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