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문제 정의
- '리스크 요인분석을 통한 건축공법선정에 관한 연구는 공법선정에 필요한 현장조건 및 건축주의 요구사항 등과 공법이 가지고 있는 리스크 요인을 분석하여 최적의 공법을 선정하기 위한 과정을 제안하였다. 공법선정 조건들을 정리하기 위한 공종분류체계를 마련하여 분류체계를 바탕으로 공법선정시 고려되어야 할 외부조건(발주자요구, 건축물 요구성능), 시공단계에서 고려하여야 할 현장조건으로 구분하여 정리하였다.
- 본 연구는 거주중 공동주택의 지하주차장확대를 위한 공정 중 전체 공사의 성과에 가장 큰 영향을 주는 흙막이공법 선정의 영향요인을 분석하여 공법선정시 합리적인 의사결정에 도움을 줄 수 있는 공법선정방안을 제시하는 것을 목적으로 하였다.
- 기계식방식, 건물상부 확대방식을 제시하였다. 본 연구는 공간활용율과 단지의 쾌적성이 우수한 지하 수평 확대방식을 대상으로 흙막이공법 선정방법에 초점을 맞추어 수행하였다.
- 본 연구는 주민들이 이주를 하지 않고 거주중 지하주차장 확대를 위한 흙막이공법 선정 방법을 제안하는 것을 목적으로 하였다.
- 본 연구는 주차장 리모델링 사례와 문헌고찰을 통하여 노후 공동주택의 주차장 확대에 맞는 유형을 도출하였다. 주차장 확대방식은 동과 동사이에 신축하는 '지하수평확대, 건물하부로 확대하는 '건물하부 수직확대, 지상층을 철거하고 인공지반을 만들어 확대하는 데크확대, 단지내의 공지를 이용하는 '별동 확대, 와 기계식확대' , 단지내의 저층건물을 이용하는 '건물 상부 확대 방식이 있다.
- 본 연구를 위하여 기존의 공법선정방법에 관한 연구문헌을 검토하였다. 기존의 공법선정방법에 관한 연구는 공법선정시 고려해야 할 제한조건 또는 리스크요인을 분석하여 공법선정과정에 적용한 것들이 대부분이다.
- 다. 본 연구에서는 공기는 일반토사조건에서 단위 흙막이 길이의 시공속도를 조건으로 하여 검토하였고, 공사비는 공법 적용에 필요한 공사비를 조건으로 각 공법에 대해 검토하였다.
- 본 연구에서는 흙막이공법의 현장 적용성 정도를 확인하기 위하여 문헌조사 및 면담조사를 실시하였으며, 그 결과는 표 7과 같다. 이는 특정 프로젝트를 고려해서 유 .
가설 설정
- 본 연구의 사례 분석 대상인 0아파트의 주차장확대 계획안은 그림 6과 같이 동과 동사이에 지하2층 규모의 지하주차장을 신설하는 것이다. 지반 조건은 양재천이 인접하고 있어 지하수위가 높은 상태로 가정하여 적용성 평가를 실시하였다.
제안 방법
- '신경망과 사례기반추론을 이용한 흙막이공법 선정에 관한 연구 는 인공신경망과 CBR(Case-Based reasoning)을 개별적으로 적용한 선행연구를 바탕으로 흙막이공법 선정모델을 구축하고, 두 가지 기법에 의한 모델을 비교 . 분석함으로써 이러한 기법들의 공사관리 분야에서의 활용 가능성을분석하였다.
- '지하공사 지식기반 적정공법 선정을 위한 프로세스에 관한 연구 는 지하공사를 대상으로 적정공법 선정을 위한 프로세스 및 개념적 모델을 제시하기 위하여 지하공사의 특성을 파악하고, 우선순위에 따른 제한 조건을 검토하고 토질의 특성, 안정성, 시공성, 경제성을 단계별로 검토하여 적정 공법을 선정하는 프로세스를 제안하였다.(정경진 외, 2004)
- 1) 공동주택에 적용 가능한 주차장확대방식의 특징을 분석하여 거주중에 적용 가능한 주차장확대방식으로 지하수평확대 , 별동 방식, 기계식방식, 건물상부 확대방식을 제시하였다. 본 연구는 공간활용율과 단지의 쾌적성이 우수한 지하 수평 확대방식을 대상으로 흙막이공법 선정방법에 초점을 맞추어 수행하였다.
- 1) 문헌 및 사례연구를 통하여 공법선정 영향요인 및 절차와 주차장 확대에 관한 선행연구를 분석하였다.
- 2) 기존 연구문헌과 거주중 고려사항을 검토하여 거주중 지하주차장 확대를 위한 흙막이공법 선정 영향요인을 도출하였다. 영향요인은 시공성항목(근접시공, 지반조건, 흙막이벽체의 강성, 굴착심도), 환경성항목(소음.
- 3) 거주중 흙막이공법 선정 영향요인의 중요도를 산출하였다.
- 4) 거주중 흙막이공법의 적용성평가를 시행하였다.
- 5) 거주중 적용 가능한 흙막이공법 선정방안을 제안하고 민감도 분석을 실시하였다.
- 3절에서 조사한 바와 같이 현장경력 10년 이상의 전문가 8명을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 각 공법을 5점 척도(매우 양호:5, 양호:4, 보통:3, 불리:2, 매우 불리:1)로 평가하여 점수를 부여하도록 하였다. 조사된 각 항목의 평균값은 표 9와 같다.
- 시공성 측면에서는 지반조건, 굴착 심도, 근접시공, 벽체강성의 4가지로 나누어서 조사하였다. 거주 중 현장적용성 측면은 거주자의 안전, 작업공간, 장비 규모에 대하여 조사하였다.
- 거주중 현장적용성 측면에서 거주자 안전 항목은 지반 상태가 가장 나쁜 퇴적층일 경우를 기준으로 검토하였다.
- 공법선정 조건들을 정리하기 위한 공종분류체계를 마련하여 분류체계를 바탕으로 공법선정시 고려되어야 할 외부조건(발주자요구, 건축물 요구성능), 시공단계에서 고려하여야 할 현장조건으로 구분하여 정리하였다. 공법별 성능평가를 위한 공법 리스크의 판단을 실시하기 위하여 기존 학협회에서 사용하고 있는 공종별 체크리스트를 수집정리 후 체크리스트에 대한 중요도를 조사하여 범용의 공종별 체크리스트를 작성하였다. AHP를 이용하여 공법리스크 및 선행공법과의 접목성을 분석하여 최적의 공법선정을 유도하였다」윤여완과 양극영, 2001)
- 제안하였다. 공법선정 조건들을 정리하기 위한 공종분류체계를 마련하여 분류체계를 바탕으로 공법선정시 고려되어야 할 외부조건(발주자요구, 건축물 요구성능), 시공단계에서 고려하여야 할 현장조건으로 구분하여 정리하였다. 공법별 성능평가를 위한 공법 리스크의 판단을 실시하기 위하여 기존 학협회에서 사용하고 있는 공종별 체크리스트를 수집정리 후 체크리스트에 대한 중요도를 조사하여 범용의 공종별 체크리스트를 작성하였다.
- 공법평가는 현장경력 10년 이상의 전문가를 대상으로 면담을 겸한 설문조사 방법으로 수행되었다.
- 거주중 주차장 확대에 필요한 공법들 중에서 지하공사의 주요 공종인 흙막이공법 에 초점을 맞추었다. 기존문헌과 전문가 면담을 통하여 흙막이공법 선정 영향요인을 정 리하였다.
- 흙막이공사시 발생할 수 있는 제한요건들을 설계, 지반, 시공, 환경, 경제, 구조, 부지 조건으로 분류하여 각각의 제한조건을 공법의 채택조건에 따라 고려하였다. 또한 흙막이공사를 대상으로 적정공법을 선정할 수 있는 평가모형을 구축하였다.(오승준, 1999) '사전검토단계에서 제한조건 분석에 의한 지하 합성벽 공법의 현장 적용성 평가에 관한 연구' 는 건축 계획단계에서 흙막이 공사의 지하합성벽 구조 공법 적용시 영향을 미치는 제한조건의 체계적인 분석을 통하여 공법 적용성 분석 및 평가방법을 제안하였다.
- 본 연구는 공동주택의 주차장확대방식 중에서 공간활용과 쾌적성 확보가 우수한 지하수평 확대 방식꽈으로 연구범위를 한정하였다. 거주중 주차장 확대에 필요한 공법들 중에서 지하공사의 주요 공종인 흙막이공법 에 초점을 맞추었다.
- 신반포 한신아파트 지하주차장 계획안 82에 비해 절대적으로 부족한 실정이었다. 부족한 주차장 확보를 위해 리모델링 조합에서 지하수영장을 매 입하여 지하주차장으로 용도 변경하고 리모델링하여 102대의 주차공간을 확보하였다.
- 기법에 의한 모델을 비교 . 분석함으로써 이러한 기법들의 공사관리 분야에서의 활용 가능성을분석하였다.(김재엽 외, 2006)
- 현장 적용성은 시공성, 환경성, 경제성, 거주중 현장적용성의 4가지 측면에서 검토하였다. 시공성 측면에서는 지반조건, 굴착 심도, 근접시공, 벽체강성의 4가지로 나누어서 조사하였다. 거주 중 현장적용성 측면은 거주자의 안전, 작업공간, 장비 규모에 대하여 조사하였다.
- 신반포 한신아파트는 그림 2와 같이 동과 동사이에 지하주차장 신설을 계획하였다. 지하주차장 층고와 복토 토심을 확보하기 위해 기존 건물의 기초판과 지하주차장의 레벨차가 발생하여 1/20의 물매를 사용하여 해결하였다.
- 수 있다. 본 연구는 강남지역의 0。아파트를 대상단지로 선정하여 거주중 흙막이공법의 적용성 평가를 실시하였다. 대상단지는 1983년에 준공되었고 2006년 12월 극심한 주차난으로 소방도로가 확보되지 않아 아파트 화재로 인한 사망사고가 발생한 곳이다.
- 영향요인은 시공성항목(근접시공, 지반조건, 흙막이벽체의 강성, 굴착심도), 환경성항목(소음.진동, 비산먼지), 경제성항목(공기, 공사비), 거주성항목(거주자 안전, 작업공간, 장비규모)으로 나누어 기존 공법들의 적용성을 검토하였다.
- 주차장 확대방식은 동과 동사이에 신축하는 '지하수평확대, 건물하부로 확대하는 '건물하부 수직확대, 지상층을 철거하고 인공지반을 만들어 확대하는 데크확대, 단지내의 공지를 이용하는 '별동 확대, 와 기계식확대' , 단지내의 저층건물을 이용하는 '건물 상부 확대 방식이 있다. 적정 주차공간확대 방법을 도출하기 위하여 공동주택의 단지유형을 평면형태, 단지단면, 구조, 층수 등 네 가지 측면에서 분석하였다. 평면형태는 판상형과 탑상형, 층수는 저층형과 고층형 아파트로 구분하였고, 단지단면은 평지와 경사지, 그리고 구조방식은 벽식과 라멘조로 구분하였다.
- 한신아파트는 그림 2와 같이 동과 동사이에 지하주차장 신설을 계획하였다. 지하주차장 층고와 복토 토심을 확보하기 위해 기존 건물의 기초판과 지하주차장의 레벨차가 발생하여 1/20의 물매를 사용하여 해결하였다. 구조체는 플랫슬래브로 천장고 2, 100mm의 지하주차장을 확보하였다.
- 과정을 통하여 선정될 수 있다. 첫 번째 단계는 공법선정에 영향을 미치는 요인의 가중치를 산정하고, 그 다음 단계는 각 흙막이공법에 대한 거주중 현장 적용성을 평가한다. 마지막 단계로는 거주중 현장 적용성 평가 값에 가중치를 곱하여 평가점수의 합계가 가장 높은 공법을 선정한다.
- 적정 주차공간확대 방법을 도출하기 위하여 공동주택의 단지유형을 평면형태, 단지단면, 구조, 층수 등 네 가지 측면에서 분석하였다. 평면형태는 판상형과 탑상형, 층수는 저층형과 고층형 아파트로 구분하였고, 단지단면은 평지와 경사지, 그리고 구조방식은 벽식과 라멘조로 구분하였다. 이러한 단지유형에 따라 주차장을 확대할 수 있는 방식은 그림 3과 같다.
- 불리를 판단한 것이 아니고, 일반적인 조건의 리모델링 현장에 적용될 수 있는 것이다. 현장 적용성은 시공성, 환경성, 경제성, 거주중 현장적용성의 4가지 측면에서 검토하였다. 시공성 측면에서는 지반조건, 굴착 심도, 근접시공, 벽체강성의 4가지로 나누어서 조사하였다.
- 적정 흙막이공법 선정방법을 제시하였다. 흙막이공사시 발생할 수 있는 제한요건들을 설계, 지반, 시공, 환경, 경제, 구조, 부지 조건으로 분류하여 각각의 제한조건을 공법의 채택조건에 따라 고려하였다. 또한 흙막이공사를 대상으로 적정공법을 선정할 수 있는 평가모형을 구축하였다.
대상 데이터
- 지하주차장 층고와 복토 토심을 확보하기 위해 기존 건물의 기초판과 지하주차장의 레벨차가 발생하여 1/20의 물매를 사용하여 해결하였다. 구조체는 플랫슬래브로 천장고 2, 100mm의 지하주차장을 확보하였다.
- 본 연구는 강남지역의 0。아파트를 대상단지로 선정하여 거주중 흙막이공법의 적용성 평가를 실시하였다. 대상단지는 1983년에 준공되었고 2006년 12월 극심한 주차난으로 소방도로가 확보되지 않아 아파트 화재로 인한 사망사고가 발생한 곳이다. 아파트 입주자들은 대부분 개별적으로 내부 리모델링은 하였지만 주차난은 해결하지 못하였다.
- 방배궁전아파트는 그림 1과 같이 동과 동사이에 지하주차장을 신설하고 지하주차장 상부를 지상주차장 및 조경시설로 활용하였다. 방배궁전아파트의 리모델링 허가당시에는 주동의 1개층 수직증축이 허용되지 않았기 때문에 데크확대방식은 검토되지 않았다 .
- 방배궁전아파트는 지하주차장을 신설하여 지하주차장 127대, 지상 주차장 80대를 계획하여 세대당 1대의 주차면적을 확보하였다.
- 본 연구에서는 건설공사수행경력 10년 이상의 전문가 11명을 대상으로 AHP기법을 적용한 설문조사를 실시하였다. AHP 기법은 인간이 의사결정을 할 때 두뇌가 단계적 또는 위계적 분석과정을 활용한다는 사실에 착안하여 개발된 것으로 계층적 구조의 설정, 상대적 중요도의 설정, 논리적 일관성 유지의 원칙을 따른다.
- 그림 5는 。아파트의 출근시간대의 주차 현황이다. 본 연구의 사례 분석 대상인 0아파트의 주차장확대 계획안은 그림 6과 같이 동과 동사이에 지하2층 규모의 지하주차장을 신설하는 것이다. 지반 조건은 양재천이 인접하고 있어 지하수위가 높은 상태로 가정하여 적용성 평가를 실시하였다.
- 。。아파트의 거주중 흙막이공법의 적용성을 평가하기 위하여 4.3절에서 조사한 바와 같이 현장경력 10년 이상의 전문가 8명을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 각 공법을 5점 척도(매우 양호:5, 양호:4, 보통:3, 불리:2, 매우 불리:1)로 평가하여 점수를 부여하도록 하였다.
데이터처리
- 5) 공법선정 영향요인의 가중치는 현장에 따라 달라질 수 있으며, 본 연구에서는 민감도분석을 실시하였다. 그 결과, 거주성과 시공성의 가중치를 증감하였을 경우에는 슬러 리월 공법이 다른 흙막이공법보다 우위에 있었다.
- 특성 등에 따라 달라질 수 있다. 가중치의 증감에 따른 결과값의 변화를 살펴보기 위하여 민감도 분석을 실시하였으며 그 결과는 그림 7 ~ 그림 10과 같다. 거주성과 시공성 측면에서는 가중치의 증감에 따라 적정공법의 변화가 없었고, 슬러리 월 공법이 우위에 있었다.
이론/모형
- AHP 기법은 인간이 의사결정을 할 때 두뇌가 단계적 또는 위계적 분석과정을 활용한다는 사실에 착안하여 개발된 것으로 계층적 구조의 설정, 상대적 중요도의 설정, 논리적 일관성 유지의 원칙을 따른다. 거주중 지하주차장확대를 위한 흙막이공법 선정 영향요인의 상대적 중요도(가중치)를 AHP기법을 통하여 산정하였으며, 그 결과는 표 8과 같다. 가중치 산정결과 시공성부분이 가장 높게 나타났으며, 환경성, 거주성, 경제성 순으로 가중치 값이 높았다.
- 지하주차장을 신설하기 위한 흙막이공법으로는 H-Pile 공법을 주로 적용하였고 인접도로와 건물에 영향을 줄 수 있는 부분은 CIP공법이 적용되었다. 기존 구조체와 2m 간격을 두고 근접 시공을 하였고 흙막이공사 전에 기존 구조체에 대한 구조 안전성 검토를 하여 기초보강을 하지 않아도 된다고 판단되어 지하주차장 신설에 대한 기초보강은 이루어지지 않았다.
성능/효과
- 2) 거주중 적용 가능한 주차장확대방식과 흙막이공법 선정 영향요인을 도출하였다.
- 3) 공법선정은 거주중 흙막이공법의 공법선정 영향요인의 가중치 산정, 적용성 평가, 공법선정의 단계로 이루어진다. 공법평가는 현장경력 10년 이상의 전문가를 대상으로 면담을 겸한 설문조사 방법으로 수행되었다.
- 4) AHP기법에 의한 영향요인 가중치 산정결과 시공성, 환경성, 거주성, 경제성 순으로 우선순위가 높게 나타났다. 대상단지를 선정하여 적용성 검토 결과 높은 점수를 얻은 슬러월공법이 적정 흙막이공법으로 선정할 수 있었다.
- H-Pile 토류판공법과 강제널말뚝공법은 경제성 측면에서는 우수하지만 지반조건이나 굴착심도 등을 고려한 시공성과 환경성 측면은 다른 공법에 비해 불리한 것으로 조사되었다. H-Pile 토류판공법은 사용 장비가 비교적 소형이어서 작업공간 확보와 장비 규모 면에서는 유리하지만 거주자의 안전 측면에서는 다른 공법에 비해 다소 불리하다.
- 거주중 지하주차장확대를 위한 흙막이공법 선정 영향요인의 상대적 중요도(가중치)를 AHP기법을 통하여 산정하였으며, 그 결과는 표 8과 같다. 가중치 산정결과 시공성부분이 가장 높게 나타났으며, 환경성, 거주성, 경제성 순으로 가중치 값이 높았다.
- 거주중 적용성은 CIP공법, SCW공법 및 슬러리월 공법이 우수한 것으로 나타났고, CIP공법과 슬러리월 공법은 거주중 공사 시 주변지반의 침하가 작지만, 작업공간이 협소할 경우 적용성이 떨어지는 것으로 조사되었다. 역타방식을 적용할 경우에는 지상층 슬래브를 작업공간으로 활용할 수 있기 때문에 그러한 문제들을 일부 해소할 수 있다.
- 환경성 측면에서는 가중치를 30%이상 감소시켰을 때 슬러리월공법보다 CIP공법이 더 적정한 것으로 나타났다. 경제성 측면에서는 가중치를 30%이상 증가시켰을 때 CIP 공법이 가장 우위에 있었고, 80%이상 증가 했을 경우 H-Pile 공법이 가장 적정한 것으로 나타났다.
- 본 연구에서는 민감도분석을 실시하였다. 그 결과, 거주성과 시공성의 가중치를 증감하였을 경우에는 슬러 리월 공법이 다른 흙막이공법보다 우위에 있었다. 환경성은 가중치를 30% 이상 감소시켰을 때 CIP공법이 적정공법으로 나타났으며 경제성 에서는 가중치를 30%~80%정도 증가시 켰을 때 CIP공법이 우위에 있었고, 80%이상 증가시켰을 경우에는 H-pile공법이 적정공법으로 나타났다.
- 대상단지를 선정하여 적용성 검토 결과 높은 점수를 얻은 슬러월공법이 적정 흙막이공법으로 선정할 수 있었다.
- 이러한 과정을 통하여 대상아파트의 흙막이공법으로는 가장 높은 평가점수를 얻은 슬러리월 흙막이공법을 선정할 수 있었다.
- 거주성과 시공성 측면에서는 가중치의 증감에 따라 적정공법의 변화가 없었고, 슬러리 월 공법이 우위에 있었다. 환경성 측면에서는 가중치를 30%이상 감소시켰을 때 슬러리월공법보다 CIP공법이 더 적정한 것으로 나타났다. 경제성 측면에서는 가중치를 30%이상 증가시켰을 때 CIP 공법이 가장 우위에 있었고, 80%이상 증가 했을 경우 H-Pile 공법이 가장 적정한 것으로 나타났다.
- 그 결과, 거주성과 시공성의 가중치를 증감하였을 경우에는 슬러 리월 공법이 다른 흙막이공법보다 우위에 있었다. 환경성은 가중치를 30% 이상 감소시켰을 때 CIP공법이 적정공법으로 나타났으며 경제성 에서는 가중치를 30%~80%정도 증가시 켰을 때 CIP공법이 우위에 있었고, 80%이상 증가시켰을 경우에는 H-pile공법이 적정공법으로 나타났다.
후속연구
- 개선? 개발한다면 노후공동주택의 리모델링을 활성화할 수 있을 것이다.
- 본 연구에서 제안한 공법선정 방법은 거주중 지하공사 흙막이 공법 선정시 의사결정에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다. 향후에 적용 가능한 흙막이공법의 요소기술과 장비 등을 개선? 개발한다면 노후공동주택의 리모델링을 활성화할 수 있을 것이다.
- 향후에 적용 가능한 흙막이공법의 요소기술과 장비 등을 개선? 개발한다면 노후공동주택의 리모델링을 활성화할 수 있을 것이다.
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