1 8 11 33 39 - · PDF file- 시험 phc 파일의 제원 ... phc 파일 타격과정에서 일반 phc 파일 및 개발 phc 파일내 균열발생 또는 중파여부를

▶▶ R&D 기술 현장적용

고로슬래그를 활용한 PHC말뚝 김제용수로 현장 적용

▶▶ 녹색기술 인증

PSS 가시설 녹색기술 인증획득

▶▶ 기술 기획

송파구 Sinkhole 원인규명도로교 한계상태설계법 개정

▶▶ 우수기술 소개

원가절감형 PP수지 조립식 집수정 공법

▶▶ 건설정책동향

2015년 국토해양부 예산 편성안서울시 한전부지 매각후 도시계획서울시 도시고속도로 지하화 정책동향

▶▶ 기고문

산동용수로현장 - 최성규 소장

▶▶ 현장기술지원 현황

건축, 토목 분야 (2014년 05월 ~ 10월)

▶▶ R&D 활동

민간 의료시설 그린리모델링 국가정책 지원사업 참여

▶▶ 건설신기술 동향

2014년 05월~10월 주요신기술 소개

▶▶ 건설분야 학술대회 및 세미나 일정

2014년 11월~12월

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고로슬래그 골재를 활용한

PHC 파일 현장적용(김제용수로현장)

1. 개요

최근 산업의 발달로 생산하고 남는 산업부산물

처리에 대한 사회적 고민이 확산되고 있다. 또한

환경보존 및 관련 법규 강화에 따른 골재 수급의

제한으로 건설자재 제작의 단가 상승이 불가피

하고 발생되고 있는 상황이다. 환경보호와 원가

절감이라는 이중고는 건설자재 생산업체뿐만 아니라

이를 활용하는 시공업체들에게도 원가상승 요인으로

다가와 공사수익 저감을 유발하게 된다. 이러한

고민거리를 타개할 목적으로 산업부산물을 활용한

PHC 파일 제작을 연구기획하였으며, 관련 업체

(극동건설(시공)+아주산업(파일제작)+현대제철(고

로슬래그 골재 생산)들과의 컨소시엄을 구성하여

적극적인 협업에 의한 기술개발을 통하여 일반 PHC

파일과 대비하여 동등이상의 성능 및 품질을 확보

하며 제작단가를 낮춘 폐 서냉 고로슬래그 골재를

활용한 고강도 PHC 파일을 개발하여 활용하기에

이르렀다.

2014년 4월 개발 PHC 파일을 당사 김제용수로

현장에 실제 활용함으로써 개발기술의 구조적 안

전성 및 현장적용성에 대한 검증을 완료하였다.

< 김제용수로 현장 PHC 파일 시험 항목 >

본고는 폐 서냉 고로슬래그 골재를 활용한 고강도

PHC 파일의 김제용수로현장 적용에 따라 현장

시공시 계측결과를 중심으로 개발 PHC 파일의

현장적용성 부분을 소개하고자 한다.

2. 개발기술의 개요

최근 철강부산물의

발생량이 매년 증가

되고 있고 부산물 적

재에 필요한 공간부족

으로 사회적 문제로

확대되고 있는 실정

이다. <국내 슬래그 발생량>

1) 서냉(괴재) 고로슬래그

철을 생산하고 남은 철강부산물은 크게 고로

슬래그와 제강슬래그로 나뉘고, 다시 고로슬래그는

서냉(괴재)고로슬래그와 수냉(수쇄)고로슬래그로,

제강슬래그는 전로슬래그, 전기로슬래그로 나뉜다.

이렇게 발생되는 슬래그들은 대부분 2차 용도로

활용되어 지고 있다. 이중 수냉(수쇄) 고로슬래그는

부가가치가 높은 시멘트 혼화재로 사용되어 활용

도가 가장 높다. 수냉(수쇄) 고로슬래그를 제외한

슬래그(서냉, 전로, 전기로)들은 부가가치가 낮은

단순 매립용, 도로 성토용 등으로 사용되어 지고

있으며, 이중 남은 슬래그를 위한 슬래그 적재용

부지 확보 및 비산먼지 방지를 위한 추가시설이

필요하여 유지관리비용의 증가를 발생시키고 있다.


- 2 -

< 제철소에서 발생되는 슬래그 분류 >

이러한 사회적 고민과 환경보호 및 원가절감이

가능한 재료를 활용하여 건설용 자재개발을 추진

하였다. 이중 성토용 재료로 사용되는 슬래그 부

산물중에 화학적 반응성분이 적어 콘크리트용

굵은골재로 활용이 가능한 서냉(괴재) 고로슬래

그를 활용하여 고강도 PHC 파일 제작 및 배합

기술을 개발하였다.

< 슬래그 주요 성분 및 용도 >

3. 개발 PHC 파일의 현장적용성 검증

개발 PHC 파일을 구조적 안전성 및 현장적용성

검증을 위한 다양한 현장시험 및 공인인증 평가를

수행하였다.

1) 개발 PHC 파일의 성능

개발 PHC 파일의 성능 시험은 한국건설환경시험

연구원에서 강도 및 성능에 대한 KS F 4306:2003

인증시험 만족하여 공인인증 획득하였다.

< 개발 PHC 파일의 성능 시험 >

또한 폐 서냉 고로슬래그 골재에 대한 규격 및

중금속 용출에 대한 검토는 한국화학융합시험연

구원에서 KS F 2544 시험을 통해 품질 기준 및

환경성 평가기준을 만족하였다.

< 서냉 고로슬래그 골재의 물리/화학적 검토 >

< 서냉 고로슬래그 골재의 중금속 용출 검토 >

2) 개발 PHC 말뚝의 현장적용성 검증

PHC 파일은 아파트, 교량 등 상부구조물에서

발생되는 하중을 지지층까지 안전하게 전달하는

것이 목적인 기초구조물이다. 이러한 기초구조물은

전체 구조물의 안정에 가장 중요한 구조물로 규모에

맞는 적정 성능확보가 요구된다. 이것이 PHC 파일

로서의 1차적인 목표이다. 이에 일반 PHC 파일과

폐 서냉 고로슬래그 골재를 활용하여 개발 PHC


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파일의 현장시공시 수행되는 계측결과를 통한 비교·

분석을 하여 개발 PHC 파일의 성능을 확인하였다.

- 현장적용성 시험현장 현황

PHC 파일이 적용된 구간은 당초 용수관로의

노선위로 2차선 지방도(성토고 H=5.4m)가 횡단

하는 구간으로 본선 용수관로를 보강하기 위한

보강공법으로 PHC 파일을 활용한 현장이다.

현장명금강Ⅱ지구 김제1-2공구

대단위 농업개발사업

공사내용농업 용수관로 설치공사

(용수관로 L=60.8km)

발주처 한국농어촌공사

< 현장 현황도(평면/종단면도) >

< 시공구간 지질주상도 (BH-2) >

- 현장시험 일정 및 시험항목

현장적용성 시험일정 및 항목별 시험은 아래와

같이 수행하였다.

일정 수행시험 비고

2014.04.21~04.24(4일간)

동재하시험 초기항타+재항타

타격시험 초기항타

2014.05.02(1일간)

수평재하시험

정재하시험

비디오분석 PHC파일 중공부

- 파일 배치 및 현장시험

용수관로 보강용 PHC 파일은 총 17본이 요구

되는 구간으로 본 파일은 일반 PHC 파일로 적용

하고 개발 PHC 파일은 최소(3본)로 하여 예상치

못한 개발 PHC 파일의 성능 불량을 대비하였다.

구분 PHC 파일 (Ф400)

시험파일

D-1 D-2 D-3 D-4 SD-1 SD-2

파일 Type

일반 일반 개발 개발 개발 일반

적용시험

정재하, 수평재하

타격시험(동재하

-초기항타)동재하 (초기항타+재항타)

< 파일 배치 현황 >

① 동재하시험(PDA에 의한 동재하시험)

동재하시험은 항타로 인한 말뚝의 변위와 가

속도를 분석하여 항타기의 효율적인 작동 여부,

말뚝에 작용하는 압축력 및 인장력, 예상지지력,


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말뚝의 손상정도 등을 계측하여 일반 PHC 파일과

개발 PHC 파일의 비교를 통한 성능분석을 실시

하였다.

< 동재하시험 과정 >

- 시험 PHC 파일의 제원

말뚝번호

관입깊이(m)

시험구분비 고

E.O.I.D Restrike

D-17.8 ○

일반파일7.8 ○

D-27.7 ○

일반파일7.7 ○

D-38.1 ○

개발파일8.1 ○

D-47.9 ○

개발파일7.9 ○

SD-1 8.3 ○ 개발파일(타격시험)

SD-2 8.5 ○ 일반파일(타격시험)

- Driveability 분석

타격시 말뚝에 전달된 항타응력, 타격에너지

및 관입저항의 변화 등을 분석하였다.

말뚝 관입깊이 BN 낙하고

(mm)CSX(MPa)

CSB(MPa)

TSX(MPa)

EMX(kN-m)

ETR(%)

시험시기

D-1

4.9m 120 700 37.2 21.9 4.1 42.3 86.3 E

7.8m 428 700 38.5 27.5 3.5 42.1 85.9 E

7.8m 4 800 39.3 29.1 4.4 47.7 85.1 R

D-2

5.0m 162 700 36.1 22.3 6.1 44.1 90.0 E

7.7m 339 700 34.3 27.7 2.5 39.2 80.0 E

7.7m 5 800 37.0 27.9 5.8 41.6 74.2 R

D-3

5.0m 140 700 35.2 21.3 4.8 40.1 81.8 E

8.1m 504 700 35.7 28.8 5.5 38.3 78.1 E

8.1m 10 800 41.4 34.3 4.2 44.7 79.8 R

D-4

7.9m 383 700 36.2 27.0 3.5 40.5 82.6 E

7.9m 2 800 42.0 33.4 3.7 49.0 87.5 R

SD-1

4.8m 115 700 32.8 22.9 3.9 35.0 71.4 E

7.8m 460 700 37.8 30.1 3.3 40.6 82.8 E

8.3m 644 700 35.9 32.5 3.7 38.7 78.9 E

SD-2

4.7m 148 700 27.2 19.6 3.0 34.8 71.0 E

7.8m 503 700 37.8 31.2 4.6 41.3 84.2 E

8.5m 717 700 37.2 33.0 4.3 40.1 81.8 E

※ BN : Blow Number(시험시 분석에 사용된 항타횟수번호)

CSX : 말뚝두부(gauge 위치)에서의 최대압축응력

CSB : 말뚝선단부에서의 최대압축응력

EMX : 말뚝두부(gauge 위치)에 전달된 타격에너지

ETR : 타격에너지 전달율

TSX : 말뚝에 작용하는 최대 인장응력

▶ 말뚝두부 및 말뚝선단부에서 측정된 최대

압축응력을 비교·분석한 결과 발생응력 수준

35MPa ~ 40MPa, 타격에너지 40kN.m 및

전달율 80% 수준으로 일반 PHC 파일과

개발 PHC 파일의 거동이 동일한 결과를

보였다. 이는 개발 PHC 파일의 내부에 유

해한 균열 및 중파가 발생되지 않은 것을

의미한다.

말뚝두부 최대압축응력(CSX)

말뚝선단부 최대압축응력(CSX)


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타격에너지(EMX) 타격에너지 전달율(ETR)

- 말뚝의 건전도 평가 (BTA 지수 평가)

타격시 에너지 전달 상태를 분석하여 말뚝 선

단부 파괴, 파일 내부균열 및 중파 여부를 BTA

값을 이용하여 분석한다.

BTA(%) = 손상을입지않은원래상태의파일단면적타격시에의해손상을입은파일단면적 (%

BTA = 200% 인 경우

: 항타로 인한 Wave 길이가 말뚝의 길이

보다 클 경우에 표시됨.

· BTA=80% 이상인 경우 :

: 본말뚝(Working Pile)으로 사용 가능함.

BTA(%) 손상도

100 Normal (손상 없음)

80∼100 Minor Damage (약간 손상)

60∼80 Major Damage (심한 손상)

60이하 Broken (파괴)

< 파일의 건전도 계수 >

▶ 동재하시험에 의한 말뚝의 건전성 평가를

통하여 개발 PHC 파일의 건전도를 확인하

였다. 일반 파일과 동일하게 타격후 손상이

발생되지 않았음을 알 수 있었다.

② 타격시험

현장적용성 시험에서 수행한 타격시험은 PHC

파일의 최종 관입량 2.0mm 이하가 될 때까지

타격량을 증가시켜 관입시키는 방법으로 이때까

지의 타격에 의한 PHC 파일의 중파 또는 균열

발생에 대한 분석을 통하여 PHC 파일의 성능을

검증하였다.

말뚝번호

관입깊이 BTA(%) 평가 비고

D-1

4.9m 100 Normal(손상 없음) E


7.8m 100 Normal(손상 없음) R

D-2




D-3




D-47.9m 100 Normal(손상 없음) E


SD-1




SD-2




< 파일의 건전도 평가 결과 >

< 타격시험 과정 >

말뚝

관입깊이(m)

최종관입량(mm/打)

BTA(%)

최종타격횟수(회)

말뚝허용지지력(kN / 본)

손상유무 비고

SD-1 8.3(E) 1.0 100 644 917.5 양호 개발파일

타격시험

SD-2 8.5(E) 1.8 100 717 980.7 양호 일반파일

타격시험

▶ 최종 관입량 2.0mm 이하가 될 때까지의 타

격을 수행한 결과, 육안 조사 및 BTA 측정을

통하여 PHC 파일에 손상이 발생되지 않은

것으로 분석되어 개발 PHC 파일은 현장적용시

요구되는 성능이상의 충분한 성능 및 건전성을

확보한 것으로 판단되었다.


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③ 파일내부 비디오분석

PHC 파일 타격과정에서 일반 PHC 파일 및

개발 PHC 파일내 균열발생 또는 중파여부를 시각

적으로 확인하여 타격관입시의 개발 PHC 파일의

건전성을 판단하고자 하였다.

< 비디오 분석 과정 >

· 개발 PHC 파일(D-3)

두부구간 중간구간 선단부구간

· 일반 PHC 파일(SD-2)

두부구간 중간구간 선단부구간

< PHC 파일 내부 분석 자료 >

▶ 큰 압축응력이 작용하는 말뚝두부의 상태가

건전하며, 전체적으로 파일 파괴(중파) 및

균열이 관찰되지 않은 양호한 상태로 확인

되었다.

④ 정재하 및 수평재하시험

PHC 파일의 기본적인 목적인 지지력 확보에

대한 분석을 수행하여 개발 PHC 파일이 충분히

건전하여 하중전달 및 지지력 확보에 문제가 없는

것을 확인하였다.

- 정재하시험

▶ 시험말뚝의 하중-침하 곡선에 의한 항복하중

분석을 실시하여 침하량 기준에 의한 허용

지지력 분석결과, 설계하중 800.0kN/본 이

상의 허용지지력을 확보한 것으로 분석되어,

개발 PHC 파일은 타격관입 이후에도 균열

및 중파가 없는 양호한 상태의 충분한 건

전성이 확보되었다고 판단할 수 있다.

< 정재하시험 과정 >

· 하중-침하곡선에 의한 항복하중 분석

말뚝허용지지력(kN/본) 최종

분석결과(kN/본)P-S logP

-logS S-logT P-ds/d(logT)

Davissons

D-3 900.0이상

900.0이상

900.0이상

900.0이상

900.0이상

900.0이상

· 침하량 기준에 의한 허용지지력

말뚝번호

최대재하하중(kN)

전침하량(mm)

순침하량(mm)

허용지지력(kN/본)

전침하량 기준 순침하량 기준

25.4mm 40.0mm(10%D)

10.0mm(2.5%D)

D-3 1,800 6.30 1.66 900.0이상 - 900.0

이상

- 수평재하시험

< 수평재하시험 과정 >


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▶ 수평재하시험결과, 재하하중 80.0 kN에서

총변위량 17.84mm로 분석되었으며, 허용

변위량 기준인 10.0(Chang's Method) 및

15.0mm(도로교설계기준)에 대응하는 최대

수평력은 각각 62.2kN/본, 74.1kN/본으로

분석되어 개발 PHC 파일은 재하하중

80.0kN 작용시 횡방향으로 충분한 강성을

확보하고 있어 현장적용시 요구되는 기준

수준 이상의 성능을 확보한 것으로 판단할

수 있다.

분석 기준 기준 변위 최대 수평력

Chang's Method 10.0 mm 62.2 kN

도로교시방서 15.0 mm 74.1 kN

3) 현장적용성 검증 결과

김제용수로 현장에서 실시한 폐 서냉 고로슬래그

골재를 활용한 PHC 파일에 대한 현장적용성 시

험은 PHC 파일 현장적용시 요구되는 다양한 시

험을 수행하였으며, 현재 일반적으로 사용되는

일반 PHC 파일과 개발 PHC 파일의 내구성 및

건전성 등의 성능에 대한 비교·분석을 통하여 성능

확보 여부를 판단하였다.

수행된 동재하시험, 정재하시험, 수평재하시험,

타격시험 및 타격관입 후 비디오 분석결과, 현장

적용시 요구되는 모든 시험항목에서 일반 PHC

파일의 성능 이상의 수준의 성능을 충분히 확보한

것으로 분석되어 현장적용에 안전한 성능이 확

보된 PHC 파일이라는 것을 확인하였다.

3. 개발 PHC 파일의 활용 방안

폐 서냉 고로슬래그 골재를 활용한 PHC 파일은

김제용수로현장에 실제 현장적용함으로써 PHC

파일의 구조적 성능 및 현장적용의 적정성을 확인

하였다. 또한 KS시험을 통하여 인증을 완료하였

으며, 폐 서냉 고로슬래그 골재의 중금속 용출 검

토를 통하여 환경기준이 만족된 재료인 것으로

확인되었다.

더불어 폐 서냉 고로슬래그 골재를 활용한

PHC 파일의 기술은 개발 참여업체가 공동으로

지적재산권(특허 10-2014-14682)을 확보하였으며,

계속적으로 녹색기술 인증을 통하여 PQ가점 확

보를 위한 업무를 진행중에 있다.

또한 개발 PHC 파일의 현장적용 확대를 통하여

기술개발을 통한 건설자재의 원가절감을 도모하고,

당사 적용에 따른 기술료 수입에 대한 협약이 체결

되어 있어 적은 금액이나 회사이익에 이바지할

수 있으리라 생각된다.

· 원가절감 예상금액 (예)

개발 PHC 파일 1ton당 제작단가 절감 1,500원

아파트 1개동 당 소요 PHC 파일 수 = 100본

아파트 10개동 현장인 경우 = 15,000천원 절감 예상

4. 맺음말

최근 업계에서는 친환경 기술개발에 박차를 가

하고 있으며 정부 정책적으로도 친환경 녹색성장을

앞세워 친환경 기술의 개발뿐만 아니라 현장적용을

독려하고 있는 실정이다. 이에 당사에서 기술개발에

참여한 폐 서냉 고로슬래그 골재를 활용한 PHC

파일은 최근 사회적 고민거리인 폐기물의 재활용

뿐만 아니라 원가절감을 실현한 친환경 원가절감

기술이라 할 수 있다.

더불어 개발기술의 당사 현장에서 활용 확대를

통하여 원가절감을 통한 경제적인 경쟁력 확보와

친환경 기술 활용을 통하여 당사의 친환경적 이

미지를 확대시킬 수 있는 계기가 되었으면 한다.

또한 향후 건설자재 개발에 대한 R&D 투자

확대를 통하여 사업경쟁력이 우수한 기술의 발굴,

개발 및 확보와 함께 개발기술의 현장 활용 확대를

통한 기술/사업 경쟁력 제고를 도모하여 지속적며

강하고 알찬 회사를 만드는데 밑거름이 되는 기술

개발을 추진하겠다.

마지막으로 개발 PHC 파일을 적용할 수 있도록

공사일정 협의와 장비 수급 등을 직접 관리해 주시고

높은 관심과 격려를 주신 당시 김제용수로현장

최영록 소장님과 정일승 차장님께 깊은 감사를

드립니다.


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PSS 녹색기술 인증 획득(탄소배출량이 절감되는 PS-S 흙막이 가시설 기술)

1. 녹색기술 개요

당 기술연구소에서는 2014년 9월 19일 만료되

는 녹색기술인 "탄소배출량이 절감되는 PS-S 흙

막이 가시설 기술" 이 아래와 같이 연장심사를 통

과하여 인증 확정되었음을 알려드립니다.

1) 녹색기술 명칭

탄소배출량이 절감되는 PS-S 흙막이 가시설 기

술

PS-S공법 개요도

2) 녹색기술 요약

본 신청 기술(PS-S공법)은 건설신기술 제640호

(2011.12.12)로 지정된 공법으로써 개착공법에 의

하여 지하구조물을 시공할 때 노면하중, 토압, 수

압 등을 지지하여 굴착지반 및 주변지반의 안정을

확보, 인접지반의 붕괴를 막기 위해 설치되는 흙

막이 가시설 구조물에 관한 기술로 프리스트레스

가 도입된 띠장재와 폐단면 각관 버팀보를 결합하

여 H-형강을 이용한 재래식 공법 대비 버팀보 설

치 간격을 3∼4m에서 최대 10m로 증가시켰으며,

H-형강보다 상대적으로 좌굴 및 비틀림에 대응성

이 좋은 구조단면을 가지고 있는 폐단면 각관 버

팀보의 사용으로 약축보강이 불필요해져 강재사용

량이 감소되는 저탄소 기술임.

2. 신청 기술의 특징

1) PS-띠장의 사용을 통해 통상 3∼4m의 버팀

보 설치 간격을 최대 10m로 확장시켰으며, 이러

한 효과로 장비작업을 위한 충분한 공간이 확보

됨.

2) 버팀보 및 중간말뚝의 소요 수량 감소로 공

사비 절감이 가능함.

3) 폐단면 각관은 좌굴 및 비틀림에 구조적으로

안정한 단면으로써 수평 및 수직 보강재와 같은

부수적인 보강이 필요 없기 때문에 공사비, 공사

기간, 시공성 및 구조안정성 등 모든 측면에서 기

존 H-형강보다 상대적으로 유리함.

4) 폐단면 각관에 특화 개발된 연결장치 및 부

속장치의 사용으로 용접이음을 사용하지 않기 때

문에 설치 및 해체 작업의 편의성을 증가시켰으

며, 볼트 사용을 적정화하여 홀천공으로 인한 모

재손상을 최소화 하였음.

5) 현장 시공시 주요 부재(PS-띠장재 및 폐단면

사각강관)는 기존 일반 공법들과 동일한 설치 및

해체 과정을 거치며 별도의 특수공정은 불필요함.

6) 각각의 주요 부재는 공장제품으로 품질의 신

뢰성이 우수함.


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PS-S공법 현장사진

3. 신청 기술의 구성

PS 띠장 폐단면 각관 버팀보

신청 기술(PS-S 공법)의 주요자재

단부연결장치 중앙연결장치 고정장치

신청 기술(PS-S 공법)의 부속장치

4. 신청 기술의 기술수준

1) 본 신청기술이 속하는 분야는 첨단그린주택

도시>저에너지 친환경 주택>저탄소 친환경 건축

자재(T060402) 중 “사용단계 탄소배출 절감”으로

건물 사용단계에서 기존 기술 대비 CO2 배출량

20% 이상 저감을 요구하고 있음.

2) 본 신청기술은 기존기술 대비 강재사용량(버

팀보, 보강 앵글 등) 감소로 인한 건설자재 사용에

의한 탄소배출량 뿐 아니라 그로 인한 작업성 개

선 및 용접작업 최소화 등을 통하여 공사기간도

단축되기 때문에 건설장비 사용에 의한 탄소배출

량 감소에도 기여하여 결과적으로 시공단계 탄소

배출량을 기존기술 대비 평균 40% 정도 감소할

수 있는 것으로 분석되어 본 신청기술이 속하는

분야인 사용단계 탄소배출 절감에서 요구하는 기

술수준인 20% 이상 저감을 만족하고 있음.

- 3

- 3- 551% 38%

34%

시공단계 원단위 탄소배출량(kgCO2/㎡) 비교

5. 녹색기술 연장심사결과

1) 인증 사항

- 지정번호 : 제 GT-12-00186 호

- 연장기간 : 2014년9월20일~2016년9월19일

- 기술분야 : 첨단그린주택도시> 저에너지 친환

경 주택> 저탄소 친환경 건축자재> 사용단계 탄

소배출 절감(CO2 배출량 20% 이상 저감)

- 연구기관 : 극동건설, 쌍용건설, 삼보기술단,

피에스테크


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2) 최종평가 결과

- 기술수준 만족여부 : CO2 배출저감량 20%이

상 확보됨을 확인함.

- 기술우수성 : 건설신기술 640호 지정증서 및

관련서류를 통해 기술 우수성이 인정됨.

- 녹색성 : 탄소배출량이 절감되는 측면에서 녹

색성이 인정됨.

6. 녹색기술 인증효과

당사 PQ 가점 획득 : 신인도 점수 +2점 유지

▶▶ 기술기획 - 송파구 씽크홀의 원인규명

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송파구 Sinkhole의 원인규명

1. 지반침하 형태에 따른 분류

①침하(沈下, settlement) :

지반의 하향 변위를 말하는 광의적 표현

②함몰(陷沒, sinking) :

지반이 움푹 패인 형태로 침하된 것

③싱크홀(sinkhole) :

지반 내의 동공(hole)이 붕괴된 것으로 지하수

또는 인위적인 영향으로 발생한 동공이 원인

④ 동공(洞空, cavity) :

지반 내의 빈 공간, 싱크홀의 발생 조건 중의

하나 주로 지하수의 작용에 의해 발생하며, 암반

층인 경우 용식작용으로, 토사층인 경우 지하수

흐름에 따른 세립분의 이동(토사유출)으로 발생

※ 침하나 함몰의 경우, 지지력 부족으로 인한

변형, 흙의 압밀,

다짐부족, 지하수의 영향, 지장물의 영향 등

다양한 원인이 있다.

2. 지반함몰 발생원인에 따른 분류

① 싱크홀(자연적) : 석회암 지대 싱크홀

주로 석회암 지반에서 오랜 시간 지하수에 용

해되어 동공(동굴)이 생겼다가 동공 내에 채워져

있던 지하수가 빠지는 경우와 화산재 지반에서

홍수시 균열부나 틈새로 빗물이 침투하면서 일

시에 지반이 세굴되는 경우에 싱크홀 현상 발생

주로 해외 사례가 많으며, 우리나라는 강원도

삼척, 영월 지역이 석회암 지반으로 구성되어 있

어 이런 지반에서의 자연적인 싱크홀은 발생 가

능함

수도권은 대부분 화강암･편마암 지반으로 이


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러한 자연적 싱크홀발생 가능성은 없음

콰테말라 씽크홀

플로리다 씽크홀

② 지반함몰(경우1) : 토사지반 터널 굴진 등

의 원인으로 발생

지하수가 높은 토사지반에서 터널 등을 굴착

할 때, 전방의 지반이 붕락되어 터널 단면상부에

동공을 형성하게 되는 경우 발생됨

인천 도시철도 원형지반함몰(2012.2)

인천 도시철도 원형지반함몰(2012.2)

2012년 인천 도심지에서 발생된 지름 16m 규

모의 원형 함몰 발생됨

지중에 지하철 터널 굴진으로 서서히 상부 지

반이 침하가 되고 지중에 있던 상수관 누수가

중첩되면서 대규모의 토사 유실과 지하 동공이

형성되어 발생

발생형태가 (자연적)싱크홀과 유사하여 (인위

적)싱크홀로 불리기도 함

③ 지반함몰(경우2) : 상･하수도 등 지하매설

물 손상에 의해 발생

상하수도 등 지하 시설물의 누수로 인해 발생

되는 현상으로 가장 빈도가 많음

상하수도 연결부의 노후화, 지반 침하와 같은

외적 요인에 의한 연결부 파손으로 인하여 연결

부에서 누수가 발생되고 이때 토사가 물과 함께

빠져나와 점점 지반에 동공이 생겨 최종적으로

지반 함몰 발생

④ 지반함몰(경우3) : 굴착에 따른 흙막이 가시

설 배면 토사유실로 발생

구조물 등의 시공을 위한 지하 굴착시 발생되는

경우 지하수가 높은 토사 지반을 굴착하는 경우,

벽체를 따라 지하수 및 토사가 유출됨으로써 배면

지반에 동공이 발생하여 지반 함몰이 발생됨.


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교대역 사거리 지반함몰

방이동 먹자골목 지반함몰

⑤ 도로 포장면 포트홀(Pothole) - ※ 포트홀

(pothole) : 아스팔트 재료의 파손으로 생기며 지

반침하와 무관

침식 또는 마모로 도로 포장 표면에 발생한

움푹 꺼진 곳으로 지반 침하가 동반되지 않아도

발생하게 됨(지반 침하와는 무관)

아스팔트 포장면 균열부로 우수가 유입되는

경우, 차량의 반복하중에 의해 표면이 박리되어

움축 패이는 현상으로 우기에 많이 발생

3. 송파구 일대 동공 및 싱크홀 현황

공사가 한창인 서울 송파구 잠실동 제2롯데월

드 일대에서 싱크홀(sink hole)이 잇따라 발견되

면서 시민들이 불안감을 감추지 못하고 있습니

다. 싱크홀은 지하수가 유출돼 도로나 땅의 일부

분이 가라앉거나 무너져 깊은 구멍이 패이는 지

반침하 현상입니다.

그것도 최근 들어 부쩍 늘어났다는 제보가 들

어오고 있습니다. 이 때문에 일부에서는 제2롯데

월드 공사로 인해 인근 석촌호수의 수면이 계속

내려가고 있다는 보고와 맞물려 최근 잇따른 싱

크홀도 공사 때문이 아니냐는 우려 섞인 시선을

보내고 있습니다.

최근 언론에서 보도됐거나 제보, 신고가 들어

온 제2롯데월드 일대의 싱크홀 지점을 위치도에

모아 봤습니다. 주로 석촌호수 동쪽 방이동 일대

에 싱크홀이 집중된 것을 알 수 있습니다. 일반

시민들에게 이 정보를 공개하자 대중들의 반응

은 예상 밖으로 뜨거웠습니다. '당분간 롯데월드

쪽은 안 가야겠다' '위험하다, 여긴 가지 말자' '

이거 사고 나면 롯데에서 책임지는 건가?' 같은

우려의 글이 줄을 이었습니다. 안전에 대한 시민

들의 관심이 얼마나 높은지 알 수 있었습니다.

그런데 최근 새로운 조사결과가 나왔습니다.

서울시 전문가 자문단이 석촌호수 수위가 낮아


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지기 시작한 시점과 제2롯데월드 굴착 시기가

맞아떨어진다며, 제2롯데월드 공사로 지하 6층

깊이(37m)까지 터파기를 하면서 배수성이 좋은

지반에 균열이 생겨 지하수 유출량이 늘어난 것

으로 파악했다고 밝힌 겁니다. 2011년 11월에 1

차 굴착공사, 2012년 8월 2차 굴착공사가 완료

됐는데, 석촌호수의 수위 저하가 이 시점과 맞물

려 발생했다는 겁니다.

자문단은 제2롯데월드 공사 현장의 물막이 작

업에 대해서도 지적했습니다. 롯데 측과 블로거

들은 '슬러리월'이라 불리는 시멘트 구조물을 설

치해 물이 새지 못하게 막았다고 했지만, 전문가

들은 슬러리월 아랫 부분과 기반암 사이에 틈이

벌어져 지하수가 유출되고 있을 가능성을 제기

한 겁니다.

자문단은 또 이 경우 지하에 새로 생긴 물길

로 흙이 쓸려가 지반이 침하될 수 있다고 경고

했습니다. 하지만 롯데 측은 현장 일대가 튼튼한

호상편마암으로 이뤄져 있어 지반이 침하될 가

능성은 없다고 말하고 있습니다.

과연 누구의 말이 옳은 것인지 원인은 무엇인

지 살펴보도록 하겠습니다.

4. 송파구 일대 지질이력

먼저 송파구 일대의 지지현황을 객관적으로

살파보겠습니다.

다음 지도를 보면 제2롯데월드의 지층은 충적

층이며, 대표암석은 '흙, 모래, 자갈'이라는 지질

조사 결과가 나타납니다.

제2롯데월드 공사현장의 기반암은 서울시의

강남지역 동부 일대에 널리 분포하고 있는 호상

편마암이지만, 그 위에는 흙과 모래, 자갈로 구

성된 연약한 퇴적층인 충적층이 두껍게 자리잡

고 있습니다. 한국지질자원연구원이 제공하는 지

질정보검색시스템(mgeo.kigam.re.kr)에서 제공하

는 5만분의 1 지질도를 이용하면 곧바로 확인해

볼 수 있습니다.

또한, 제2롯데월드 일대를 비롯해 탄천과 양

재천 일대가 모두 연한 색의 충적층으로 구성돼

있는 것을 알 수 있습니다.

지금은 한강변에서 다소 떨어져 있지만, 제2

롯데월드와 석촌호수 일대는 과거 한강 본류가

지나는 강 한복판이었습니다. 과거 서울 잠실 일


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대의 지형을 지도에서 보면 잠실은 커다란 섬(하

중도)이었고, 한강이 그 잠실을 끼고 두 갈래로

갈라져 흐르는 것을 알 수 있습니다.

이 가운데 잠실 남쪽으로 흐르는 강이 한강의

본류이고, 잠실 북쪽과 오늘날의 광진구 사이를

흐르는 강은 홍수로 인해 생긴 물길이었다가 강

남과 잠실 일대의 개발이 시작되면서부터 오히

려 본류가 되어 오늘날의 모습을 갖게 되었습니

다. 그리고 남쪽의 구 한강 본류 가운데 그대로

남은 부분이 지금의 석촌호수입니다.

이 일대의 지층은 신생대 제4기에 조성된 퇴

적토양입니다.

한강이 상류에서부터 실어온 흙과 모래가 쌓

이고 덮여서 조성된 강바닥 지층이라 그리 튼튼

하지 않습니다. 지하 암반 사이사이에 지하수가

흐르는 수맥이 지나고, 이 지하수맥은 한강으로

곧바로 연결되어 있습니다.

5. 송파구 일대 씽크홀에 대한 의견

송파구 일대 씽크홀에 대한 롯데측과 서울시,

시민여러분등의 다양한 의견이 있습니다.

롯데 측은 제2롯데월드 공사를 위해 지하

37m까지 암반을 굴착해서 그 위에 대량의 콘크

리트를 들이부어 지반을 튼튼히 했다고 합니다.

막대한 공사비를 투입해 짓는 123층 건물이니만

큼 당연히 건물 자체는 튼튼할 것으로 예상됩니

다만, 문제는 제2롯데월드 주변의 약한 지층 위

에 살고 있는 수만 명의 주민들입니다.

전문가들은 지하수가 지속적으로 대량 유출될

경우 지하에 빈 공간이 생기고, 마침내 위에서

누르는 막대한 압력을 이기지 못해 싱크홀이나

토사 붕괴가 발생할 가능성을 배제할 수 없다고

말합니다.

당 연구소에서는 이러한 의견들 중 최대한 객

관적인 의견들을 종합해서 과연 씽크홀의 원인

은 무엇이고 향후 지반약화가 계속적으로 진행

이 될 것인가를 검토했습니다.

상기의 객관적인 사실들을 종합해 볼 때 지반

공학을 전공하는 엔지니어로서 검토한 결과 다

음과 같은 결론을 얻을 수 있었습니다.

첫째, 송파구일대의 하부 지반조건은 하상퇴적


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층과 호상편마암층임을 감안한 결과 자연적 씽

크홀은 발생하기 힘들며 현재 발생한 침하의 원

인은 전부 인위적인 공사에 의한 것입니다.

둘째, 롯데월드의 123층 대규모 공사 진행시

하부 37m 굴착을 할 경우 수위차에 의한 대규

모 펌핑작업이 불가피 했을 것으로 판단되며, 이

경우 토립자가 유실되어 상부 지반의 연약하는

불가피한 부분이고 공사 초기 호수의 수위 저하

는 롯데측의 공사영향이 주요 원인입니다.

셋째, 하부 연경암층은 암반으로서는 충분한

강도를 가지고 있지만 호상편마암임을 감안할

때 절리와 편리가 많을 것으로 추정되어 롯데월

드의 초고층 타워를 지지하기에는 지지력이 충

분히 나오지 않아 ∅1000 PRD 108개소에 의한

보강을 통한 직접기초로 시공된 것을 감안하면

롯데월드 본건물의 안정성은 이상이 없을 것입

니다.

넷째, 지반이 연경암임을 감안할 때 37m의 굴

착시 지하 슬러리월은 암반굴착이 매우 힘들어

근입깊이가 충분하지 못했을 것으로 예상되며

터파기 최대심도 전후에서 지반변형이 가장 심

했을 것으로 판단되고 이것은 가시설 계측데이

터와 시공시 롯데측이 계측양수량을 제시한다면

밝혀질 것으로 판단됩니다.

다섯째, 석촌역근처의 지하공동은 지하철9호

선 쉴드공법의 노선과 일치하고 충적층 내 장시

간 실드 기계가 멈춘 위치와도 일치하며, 상부

지하차도에 의한 제약조건으로 지반보강이 어려

운 곳에 집중되어 있는 것을 감안 할 때 롯데공

사의 영향과는 상관없으며 9호선 지하철 공사의

영향이 명백합니다.

여섯째, 9호선 노선과 일치하지 않은 석촌호

수 동쪽(송파구청쪽) 지반함몰의 경우 롯데월드

공사 영향에 의한 지하수 흐름에 의해 한강 본

류 매립지역의 토사가 석촌호수로 흘러 들어와

발생했을 가능성이 가장 클 것으로 판단됩니다.

일곱째, 롯데월드의 지하층이 주변에 비해 매

우 깊고 영구배수등을 지속적으로 진행한다면

지하수위 저하에 의한 유효응력의 감소와 하향

침투류에 의한 하중의 증가로 직접기초로 시공

된 소규모구조물과 도로등의 일부 지역에서의

국부적인 침하는 불가피할 것으로 판단되며 대

규모 씽크홀에 의한 붕괴등은 없을 것이며 시간

이 지나면서 안정화 될 것으로 판단됩니다.

위의 결론을 볼 때 근거 없는 소문과 루머로

마치 지금 살고 있는 집이 씽크홀에 빨려 들어

가 없어질 것 같은 불안감을 가질 필요는 없습

니다.

다만, 송파구일대의 지반은 자연적 씽크홀이

발생하는 지반이 아니므로 최근에 발생하는 침

하와 씽크홀은 대부분의 경우 공사영향에 의한

인위적인 영향으로 판단되며 제2롯데월드의 공

사의 가장 큰 문제점은 지하수위 감소에 따른

주변침하가 될 것으로 예상됩니다.

그러므로, 지하수가 빠져나간 땅 위에 사는 사

람들의 불안감을 고려해서라도 정보를 공개하고

납득할 만한 조치를 취해야 할 것입니다.

▶▶ 기술기획 - 도로교설계기준(한계상태설계법) 도입

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도로교설계기준

(한계상태설계법)도입

1. 개요

최근 해외 건설시장의 확대에 따른 국내 건설

기술의 해외진출이 급격히 증가하고 있는 상황이다.

국내 시공 및 설계 기술력의 향상으로 인천대교

(주경간장 800m 사장교) 및 이순신대교(세계 4위

규모의 주경간장 1,545m 현수교) 등의 세계적인

교량뿐 만 아니라 사장교(Cable-stayed Bridge),

엑스트라도즈드교(Extra-dosed Bridge) 및 일반

교량의 설계/시공은 이제는 어렵지 않게 수행할 수

있는 기술력을 확보하였으며, 세계적으로도 경쟁력

있는 수준이라 평가받고 있다.

그러나 국내 도로설계기준은 1960년대 제정된

이후로 기본적인 틀이 바꾸지 않는 범위에서 2010년

까지 부분개정을 진행하였다. 이러한 도로교설계기준은

국내 특성 및 시공/설계 기술이 반영되지 못한 기준

으로 대부분이 일본이나 미국에서 제정된 도로교설계

기준을 단순히 번역하여 국내 실정 및 특성을 고려

하지 못한다는 평가받고 있는 실정이었다. 이러한

제한적인 설계기준은 국제적인 기술변화의 흐름을

반영할 수 없을 뿐만 아니라 국내 기술자들이 해외

시장에서의 역량을 펼칠 수 있는 환경이 만들어지지

않아 시공 및 설계에 대한 해외 기술의 의존도가

높아지는 상황을 만들었다.

국제적인 기술변화의 흐름을 반영하고 국내 기술자

들이 해외시장에서도 시공 및 설계 경쟁력을 확보할

수 있는 기본적 환경을 만들기 위해서 국제적으로

채택하고 있는 신뢰도기반의 설계기준을 연구하여

2012년 도로교설계기준(한계상태설계법)을 제정하게

되었다. 변경된 설계기준 적응을 위하여 2012년부터

3년간 유예기간을 두었으며, 2015년 1월부터 신뢰도

기반의 한계상태설계법을 반영한 시공/설계가 시행된다.

아직까지 새롭게 개정되는 신뢰도기반 한계상태

설계법에 대해 대부분의 기술자들이 친숙하지 않은

관계로 시공 및 설계 모든 면에서 혼란을 초래하고

있는 상황이나, 당장 3개월 후에 발효되는 한계상태

설계법의 내용을 개략적으로나마 이해하고 변화된

설계기준에 대해 친숙하게 되는 계기를 마련하고자

기본적 범위내에서 신뢰도기반 한계상태설계법에

대해 소개하고자 한다.

인천대교(사장교) 이순신대교(현수교) 거가대교(사장교)

< 시공완료된 대표적 국내 장대교량 >


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2. 신뢰도기반 한계상태설계법 개요

국내 도로교설계기준은 전 세계적으로 유일하게

구조물의 재료별로 설계기준을 다르게 적용하는

국가이다. 이러한 문제는 설계 및 시공시 기준의 혼란

등의 불편을 초래할 뿐만 아니라 신기술 및 신재료의

반영에 어려움을 가져왔다. 특히 허용응력설계법은 우리

기술자들에게는 친숙한 설계법이긴 하지만 1960년대

부터 오랫동안 적용되어 온 설계법으로 단일 안전율을

전체 구조물에 일괄적으로 반영하여 구성 부재들의

특성을 반영하기 어렵도 안전도 확보에도 문제가 제기

되며, 전체적인 안전율 확보를 위하여 부재가 커지는

단점이 있는 설계법이다.

구분 적용설계법

콘크리트 교량 강도설계법

강재 교량 허용응력설계법

PSC 콘크리트 교량 허용응력설계법+강도설계법

케이블 교량 허용응력설계법+강도설계법

< 국내 설계법 적용 현황 >

이렇듯 재료의 효율적 활용이 어렵고 합리적이지

못한 기존의 허용응력설계법 및 강도설계법을 국내

재료 및 환경 특성을 반영할 수 있으며 새로운 재료와

신기술 반영이 용이하고 보다 합리적인 설계가 가능

하도록 신뢰도기반 한계상태설계법을 개정하게 되었다.

또한 지금까지의 국내 연구성과 및 유지관리 데이터를

반영하였으며, 국제적으로 채택되고 있는 설계기준을

반영하여 국내 기술자가 국제적 경쟁력을 확보할 수

있는 계기를 마련하였다.

해외 건설시장을 보면 국가별로 독자적인 설계

기준을 제정하여 설계법을 도입한 국가는 대부분 한계

상태설계법을 채택하였으며, 특히 국내 다수의 업체

들이 진출하고 있는 동남아, 중남미, 중동 및 아프리

카 등의 국가에서는 자국의 독자적인 설계기준을 제

정하지 못한 상태로 Euro Code, BS Code, AASHTO

등의 선진 설계법(한계상태설계법)을 그대로 채택하여

설계 및 시공 발주를 하고 있는 실정이다.

도입배경 내용

국제기준 부합,국제적 경쟁력 강화

- 국제 표준에 부합하는 설계기준 필요

- 국제적 설계기준 도입으로 국내 설계기술의 국제적 경쟁력 강화

합리적 설계방법

- 오랜된 하중 모델 개선- 강구조와 콘크리트구조의

다른 설계법 통일- 비현실적이며 과다설계 개선

최신 기술 적용- 고성능 재료 적용이

가능하도록 유연성 확보- 국내 하중 및 재료 통계 반영

< 한계상태설계법 도입 배경 >

국가명 설계기준 명 국가명 설계기준 명

영국 BS Code 캐나다 CHBDC 2000

유럽 Euro Code 독일 DIN

일본 JSCE 2005 중국 콘크리트기준

미국AISC,

AASHTO

동남아,중남미,중동 등

Euro Code,BS Code,

AASHTO 등< 국가별 한계상태설계법 설계기준 현황 >

3. 한계상태설계법 기본 개념

개정되는 도로교설계기준(한계상태설계법)의 대표

적인 특징은 설계의 안전율에 대한 정의에 있어서

확률 및 통계에 기반한 신뢰도지수를 이용하여 나타

내고, 작용하중 모델의 결정과정에 축척된 실제 계측

자료를 활발하게 활용하거나 구조공학에 축적된 신

기술 및 신개념을 도입하여 지금까지의 국내 시공

및 설계 분야의 기술적 향상을 종합적으로 반영한

부분이다.


- 19 -

3.1 한계상태 및 신뢰도지수

도로교설계기준(한계상태설계법)에서는 하중계수 및

저항계수와 같은 설계의 안전계수들을 결정하는데 있

어서 통계 및 확률 이론과 연관된 신뢰도지수를 이용

하여 보다 객관적이고 합리적인 방법을 도입하였다.

1) 신뢰도의 기본 개념

① 신뢰도

· 확률통계적 안전율의 개념을 수치적으로 객관화

시킨 지표

· 제시된 수명기간 동안 구조물이 의도된 성능에

대하여 파괴(failure)되지 않을 확률

· 신뢰도지수(β) 또는 파괴확률(Pf)로 표현

② 한계상태

· 파괴와 비파괴의 경계상태

· 파괴형태에 따라 여러 가지 한계상태가 존재

③ 신뢰도 이론

· 확률 및 통계의 기본이론을 바탕으로 구조물의

계획, 설계, 시공 및 유지관리에 발생하는

불확실성을 객관적인(수치적인) 방법으로 고려

하여 합리적인 구조물의 신뢰도를 확보하고자

개발된 이론

2) 신뢰도지수

<한계상태함수의 확률분포를 이용한 신뢰도지수 정의>

구 분 상 태g > 0 R > Q 안전(safe)g = 0 R = Q 한계상태g < 0 R < Q 파괴(fail)

여기서, g : 한계상태함수(Limite State Function)

R : 구조성능

Q : 하중효과

Xi : 구조저항 및 하중을 이루는 통계변수

β : 신뢰도지수 (β=μ/σ)

μ : 한계상태함수 g의 평균

σ : 한계상태함수 g의 표준편차

Pf : 파괴확률(그림에서 0보다 작은 영역의 면적)

3) 도로교설계기준(한계상태설계법) 신뢰도지수

국내외 교량의 설계 및 시공경험을 토대로 하여

설계기준기간 100년에 대하여 중력방향의 극한한계상태

하중조합(Ⅰ)에 대한 목표신뢰도 지수(β)를 약 3.72

(파괴확률 Pf=10-4) 수준으로 하고 있다. 참고로

AASHTO LRFD는 설계수명 75년에 목표신뢰도지수 3.5를

기준으로 한다.

- 도로교설계기준(한계상태설계법)

하중수정계수(η) 0.95 1.00 1.05 1.10

신뢰도지수(β) 3.4 3.72 4.0 4.2

파괴확률(Pf) 10-3.5 10-4.0 10-4.5 10-5.0

비 파괴확률(1-Pf) 99.968% 99.990% 99.997% 99.999%

- AASHTO(LRFD)

하중수정계수(η) 0.95 1.00 1.05 1.10

신뢰도지수(β) 3.0 3.5 3.8 4.0

파괴확률(Pf) 10-2.9 10-3.6 10-4.2 10-4.5

비 파괴확률(1-Pf) 99.865% 99.977% 99.993% 99.997%

3.2 한계상태설계법 부분안전계수

한계상태설계법에서는 목표신뢰도 수준을 정하고

이를 만족하도록 설계를 수행하게 된다. 목표신뢰도를

만족시키는지를 검증하는 방법으로는 부분안전계수

설계법이 대표적이다. 부분안전계수설계법에 대한

기본 개념은 특히 특성이 서로 다른 재료들을 사용

하는 콘크리트 구조분야에서 활발하게 도입되었다.


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<하중효과와 구조성능에 적용하는 부분안전계수>

한계상태설계법에서 반영되는 부분안전계수는

설계과정 중에서 불확실성(uncertainly)이 발생하는

근본 요인에 부분안전계수를 도입함으로 소요성능

이상의 보유성능을 확보할 수 있도록 하는 것이

목표이다.

- 하중계수 : 하중의 크기, 분포의 변동성 반영

- 조합계수 : 상이한 하중들의 동시 발생 확률 반영

- 재료(저항)계수 : 재료강도의 편차 반영

- 부재(저항)계수 : 시공오차에 따른 부재치수의 편차,

단면강도 산정 설계식의 차이 반영

- 구조계수 : 구조물의 중요도, 구조시스템의 부정정

및 연성 조건 반영

하중조합 콘크리트Фc

철근, 프리스트레스

강재 Фs

극한하중조합-Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ 0.65 0.95 (0.9*)

극단상황하중조합-Ⅰ,Ⅱ 0.85 1.0

사용하중조합-Ⅰ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ 1.0 1.0

피로하중조합 1.0 1.0

< 재료저항 계수 >

* : 2015년 개정예정

< 하중저항계수설계법의 개념도 >

3.3 한계상태의 정의

한계상태는 파괴형태에 따라 여러 가지가 존재한다.

도로교 한계상태설계법에서는 기존의 강도설계법과

유사하도록 표현하여 실무자들에게 친숙한 형식이다.

∑ ≤ 여기서, 설계저항강도는 콘크리트 부재에 대하여는

재료저항 계수Φi를 적용하여 Rr=R(ΦiXi), 그 이외에 대

하여는 부재저항계수를 적용하여 Rr=ΦR(Xi)로 나타낸다.

1) 극한한계상태 (Strength : Ultimate Limit state)

- 항복, 소성힌지의 형성, 골조 또는 부재의

안정성, 인장파괴 등 안전성과 최대하중 지지력에

대한 한계상태

- 교량의 설계수명 이내에 발생할 것으로 기대

되는 통계적으로 중요하다고 구성한 하중조합에

대하여 국부적 또는 전체적인 강도와 안전성을 확보

2) 사용한계상태 (Service : Serviceability limit state)

- 균열, 처짐 등의 사용성에 관한 한계상태로서

일반적으로 구조물 또는 부재의 특정한 사용

성능에 해당하는 상태

- 정상적인 사용조건 하에서 응력, 변형 및 균열폭 제한

3) 피로한계상태 (Fatigue and Fracture limit state)

- 기대응력범위의 반복횟수에서 발생하는 단일

피로설계트럭에 의한 피로파괴에 관련한 한계상태

- 기대응력범위의 반복 횟수에서 발생하는 단일

피로설계트럭에 의한 응력범위를 제한하는

것으로 규정

4) 극단상황한계상태 (Extreme event limit state)

- 교량의 설계수명을 초과하는 재현주기를 갖는

지진, 유빙하중, 차량과 선박의 충돌 등과

같은 사건과 관련한 한계상태

- 지진 또는 홍수 발생시, 또는 세굴된 상황에서

선박, 차량 또는 유빙에 의한 충돌시 등의

상황에서 교량의 붕괴를 방지


- 21 -

4. 도로교설계기준(한계상태설계법) 설계

도로교설계기준(한계상태설계법)의 하중계수와 재료

계수 또는 저항계수는 국내외 교량의 설계 및 시공

경험을 토대로 하고 있으며, 설계기준기간 100년에

대하여 목표신뢰도 지수(β)를 약 3.72 (파괴확률 Pf=10-4)

수준으로 하고 있다.

∑ ≤ : 기본설계식

여기서, ηi : 하중수정계수 (ηi=1.0)

γi : 하중계수

Qi : 하중효과

Rr : 계수저항(설계강도)

도로교설계기준(한계상태설계법)에서 제시하고 있는

기본식은 교량 또는 구성요소가 사용성, 안전성, 내구성의

설계규정을 만족하는 최소한의 상태로 규정하고 있다.

: 설계저항강도의 일반식

여기서, Rr : 설계강도

Ф : (부재)저항계수

R : 강도해석 함수

Фi : 재료(저항)계수

Xi : 재료의 설계기준강도

4.1 하중

1) 하중의 종류

하중특성 하중의 종류

지속하는 하중

·고정하중 : 구조부재와 비구조적 부착물의중량(DC), 포장과 설비의 고정하중 (DW), 프리스트레스힘(PS), 시공중 발생하는 구속응력(EL), 크리프(CR), 건조수축(SH),

·토 압 : 수평토압(EH), 상재토하중(ES), 수직토압(EV), 말뚝부마찰력(DC)

변동하는 하중

·활하중 : 차량활하중(LL), 상재활하중(LS), 보도하중(PL), 충격(IM)

·풍하중 : 차량에 작용하는 풍하중(WL), 구조물에 작용하는 풍하중(WS)

·온도변화의 영향 : 단면평균온도(TU), 온도구배(TG) ·정수압과 유수압(WA), 부력 또는 양압력(BP),지반변동의 영향(GD), 지점이동의 영향(SD),파압(WP), 원심하중(CF), 제동하중(BR), 가설시하중(ER), 마찰력(FR)

극단적인 하중

·지진의 영향(EQ), 설하중 및 빙하중(IC), ·충돌하중 : 차량충돌하중(CT), 선박충돌하중(CV)

① 활하중

DB-24 하중 도입이래 산업화에 따른 물동량

증가 및 차량 대형화 등의 영향으로 현행 차량

활하중모형의 불합리성을 개선하였다.

- 설계 차량하중

· 표준트럭하중 (KL-510)

· 표준차로하중 (2015년 개정예정)

L ≤ 60m 12.7 kN/m

60m < L ≤ 200m 12.7 x (60/L)0.10 kN/m

※ L : 지간길이

- 설계시 고려사항

· 바닥판 설계시 : 표준트럭하중으로 설계

· 거 더 설계시 :

설계반영 하중경우

두 경우의 값 중 큰 값으로 설계

표준트럭하중

표준트럭하중의 75% + 표준차로하중

※ 참고 : DB-24 및 DL-24(기존 도로교설계기준)


- 22 -

- 차량재하 차로수와 폭

· 재하차로 수 :

의 정수부

여기서, Wc = 연석, 방호울타리 간의 교폭(m)

Wp = 계획차로 폭(m)

· 재하차로 폭 :

≤

- 다차로 재하계수

재하차로수 한계상태설계 기존 도로교설계

1 1.01.0

2 0.9

3 0.8 0.9

4 0.7

0.7550.65

6 이상

- 처짐평가를 위한 활하중 재하

· 처짐기준

: 직교이방성 바닥판은 반드시 검토

: 모든 설계차로에 재하, 동시재하계수 적용(충격포함)

· 두 경우의 값 중 큰 값으로 처짐을 평가

설계반영 하중경우

두 경우의 값 중 큰 값으로 설계

표준트럭하중

표준트럭하중의 25% + 표준차로하중

- 피로하중 (2015년 개정예정)

· 표준트럭하중의 80% 재하 (하중계수 0.75 적용)

② 충격하중

성분 IM

바닥판 신축이음장치

모든 한계상태 70%

모든 부재(신축이음 제외)

모든 한계상태(피로한계상태 제외)

25%

15%피로한계상태

③ 풍하중

- 설계기준풍속 :

여기서, α = 지표조도계수

V10 = 기본풍속

· 기본풍속 : 재현기간 100년에 해당하는 개활지

에서의 지상 10m의 10분 평균 풍속

- 시공기준풍속 :

· 태풍에 취약한 지역에 위치한 중장대 지간

교량의 시공중 검토를 위한 풍속 (공사기간에

대한 최대풍속의 비초과확률 80%에 해당

하는 10분 평균 풍속)

여기서, R = 재현기간

PNE = 비초과확률

N = 공사기간

- 태풍이나 돌풍에 취약한 지역에 위치한 중대

지간 교량의 설계풍압

· 1차 모드 (f1) > 1Hz :

· 1차 모드 (f1) ≤ 1Hz :

- 거스트(Gust)계수

합리적인 거스트계수를 도입하였다.

· 강체구조물 :

(1차 모드 고유진동수가 1Hz를 초과하는 구조물)

· 유연구조물 :

(1차 모드 고유진동수가 1Hz를 이하인 구조물)

④ 기타하중

온도하중은 온도경사하중을 도입하여 온도변화에

대한 하중을 고려한 설계를 유도하였다. 또한 충돌

하중은 선박출동하중을 도입하여 해상교량의 충돌시

안전성을 확보하고자 한다. 이외 기타하중에 대한

내용은 도로교설계기준(한계상태설계법) 제3장 하중

편을 참고하기 바란다. (기술연구소내 도서 비치)


- 23 -

2) 하중조합

※ 여기서 γp : 하중종류에 따른 하중계수, γTG : 온도구배(TG)에 대한 하중계수

3) 하중조합의 의미

① 극한한계상태 하중조합

- 극한한계상태 하중조합 Ⅰ

· 일반적인 차량통행을 고려한 기본하중조합

· 풍하중은 고려하지 않음.

- 극한한계상태 하중조합 Ⅱ

· 발주자가 규정하는 특수차량이나 통행허가

차량을 고려한 하중조합

· 풍하중은 고려하지 않음.

- 극한한계상태 하중조합 Ⅲ

· 거더높이에서의 풍속 25m/s를 초과하는

설계 풍하중을 고려하는 하중조합

· 차량관련 하중은 고려하지 않음.

- 극한한계상태 하중조합 Ⅳ

· 활하중에 비하여 고정하중이 매우 큰 경우에

적용하는 하중조합

· 지간이 상대적으로 긴 교량은 활하중에 비

하여 고정하중의 비가 커 중소지간 교량에

비해 다른 저항계수가 요구됨.

- 극한한계상태 하중조합 Ⅴ

· 차량통행이 가능한 최대풍속과 일상적인

차량통행에 의한 하중효과를 함께 고려한

하중조합

② 사용한계상태 하중조합

- 사용한계상태 하중조합 Ⅰ

· 교량의 정상 운용상태에서 발생 가능한 모든

하중의 표준값과 25m/s의 풍하중을 조합한

하중상태

· 철근콘크리트의 사용성 검증에 사용

· 옹벽과 사면의 안정성 검증

· 매설된 금속구조물, 터널 라이닝판, 열가소성

파이프 등 변형제어에 적용

· 프리스트레스 콘크리트 부재에서의 압축력 검토

- 사용한계상태 하중조합 Ⅱ

· 차량하중에 의한 강구조물의 항복과 마찰

이음부의 미끄러짐에 대한 하중조합

- 사용한계상태 하중조합 Ⅲ

· 교량의 정상 운용 상태에서 설계수명동안

발생 가능한 하중조합


- 24 -

· 부착된 프리스트레스 강재가 배치된 상부

구조의 균열폭과 인장력 크기 검증

- 사용한계상태 하중조합 Ⅳ

· 설계수명동안 발생가능한 하중조합

· 교량 특성상 하부구조는 연직하중보다 수평

하중에 더 불리하기 때문에 연직 활하중대신

수평 풍하중을 고려한 하중조합

· 부착된 프리스트레스 강재가 배치된 하부

구조 사용성 검증

- 사용한계상태 하중조합 Ⅴ (2015년 개정예정)

· 설계수명동안 작용하는 고정하중과 수명의

약 50%기간동안 지속하여 작용하는 하중을

고려한 하중조합

③ 극단상황한계상태 하중조합

- 극단상황한계상태 하중조합 Ⅰ

· 지진하중을 고려하는 하중조합

- 극단상황한계상태 하중조합 Ⅱ

· 빙하중, 선박 또는 차량의 충돌하중 및 감소된

활하중을 포함한 수리학적 사건에 관계된

하중조합

④ 피로한계상태 하중조합

· 피로트럭하중을 이용하여 반복적인 차량하중과

동적응답에 의한 피로파괴를 검토하기 위한

하중조합

<한계상태 하중조합 의미>

4.2 구조해석

개정된 도로교 한계상태설계법 구조해석편에서는

한계상태 기반 설계기준에 포함되는 교량의 설계와

구조적인 평가를위한 해석방법을 규정하고 있으며,

구조물의 해석 모델링과 하중효과에 관련한 규정을

다루고 있다.

일반적으로 교량 구조물의 해석은 탄성해석을

원칙으로 하며, 일부 연속보 상부구조물에서는 하중

영향에 대한 비탄성해석이나 부모멘트 재분배를 할 수

있다.

1) 구조해석법

평행조건과 적합조건을 만족시키며 재료의 응력-

변형도 관계를 이용하는 고전적 응력법과 변위법,

유한요소법, 격자해석법, 유한차분법, 절판법, 유한대

판법 등의 합리적인 해석법을 선택하여 사용할 수

있도록 하였다.

계수하중에 대한 하중효과는 선형범위를 벗어날 수

있으나, 한계상태설계법에서는 통상적으로 선형탄성

해석으로 결정할 수 있다.

2) 해석모델

구조적으로 불연속인 난간, 연석, 중앙분리대와

방호울타리의 강성도는 구조해석에 고려하지 않으나,

구조적으로 연속인 방호울타리는 사용한계상태 및

피로한계상태에 대한 검토와 구조적인 평가시에만

해석 모델에 포함시켜 해석한다.

① 구조재료의 거동

재료는 탄성한계까지는 선형으로 거동하고 탄성

한계를 넘어서는 비선형 거동을 한다고 가정하며,


- 25 -

콘크리트와 합성부의 해석에서는 예상되는 거동에

따라 균열 또는 비균열단면을 사용하여 구조해석을

실시하도록 하였다. 또한 보-슬래브 교량에서는

콘크리트 바닥판 강성을 고려하여 구조해석을

할 수 있도록 하였다.

재료의 비탄성 모델은 실험 결과에 따르거나

실험으로 입증된 하중-변형 거동에 따라 결정

되어야 한다.

② 근사적인 P-Δ해석법

기하학적 변형 내 용

미소변위이론구조물의 변형으로 인하여 하중 효과가 크게 변화하지 않는 경우

대변위이론

구조물의 변형으로 인한 하중효과를무시할 수 없으며, 2차해석이 요구되는 경우

→ 근사적인 P-Δ해석법

일반적으로 축방향력은 P-δ-Δ효과로 인하여 압

축력은 휨강성을 감소시켜 휨모멘트를 증폭시키고,

반대로 인장력은 감소시킨다. 이러한 효과는 근사

적인 P-Δ해석법인 모멘트 확대계수법과 시스템

P-Δ해석법으로 하중의 영향에 대한 처짐의 영향을

비교적 정확히 산정할 수 있도록 하였다.

< 구조물의 P-δ-Δ >

· 모멘트확대계수법

≥ ,

∑∑

여기서, M1b = 재단모멘트 중 작은 값

M2b = 재단모멘트 중 큰 값

· 시스템 P-Δ 해석법

기하강성행렬을 이용한 선형해석법으로 해석

순서는 다음과 같다.

ⓐ 외력에 대한 선형탄성해석으로 축력결정

ⓑ 축력을 고려한 접선강도행렬을 적용하여

절점변위 산정

ⓒ 부재의 절점변위로부터 축력에 의하여

증폭된 모멘트 등의 하중효과를 결정

3) 유효길이계수

회전과 병진운동에 대한 기둥의 양단 지지조건을

적절히 고려하기 위한 유효길이 계수 K를 기둥의

실제 길이에 곱하여 반영한다.

유효좌굴길이는 Alignment Chart법 또는 시스템

탄성좌굴해석법을 이용하여 산정할 수 있다.

< 유효길이 계수 (설계 제시값) >

- Alignment Chart법

· 가로흔들이가 없는 경우

tan

∑∑

· 가로흔들이가 있는 경우

tan


- 26 -

여기서,

GA 값 = 단부가 힌지일 경우 → 10.0

단부가 고장인 경우 → 1.0

보의 수정길이 : 원단(far end) 조건에 따라

원단의 경계조건 Non-Sway Sway

고정(fixed) Lb/2 1.5Lb

힌지(hinge) Lb/1.5 2.0Lb

4) 동적해석

차량하중 및 풍하중에 대한 진동해석법을 수록하여

설계시 반영하도록 하였다.

동적모델에는 다음과 같은 구조물과 동적 가진력의

특성이 포함되어야 한다.

· 질량분포

· 강성도 분포

· 감쇠특성

· 가진력의 진동수 특성

· 지속시간

· 작용방향

4.3 콘크리트교

개정된 도로교 한계상태설계법에서 제시하고 있는

콘크리트교(콘크리트부재)는 신뢰도기반설계로 Euro

Code(EC2)를 근간으로 개정되었다. 이는 재료(시멘트,

콘크리트, 철근, PS강재 등)의 역학적 성질에 관하여

확장된 기준이 설정되었으며, 특히 우리나라 고유의

재료 표준값이 채택되어 반영되었다.

1) 휨 설계

① 응력-변형률 관계

- 비선형 해석, 단면설계 및 횡방향으로 구속된

콘크리트의 응력-변형률관계를 제시함으로써

기본적으로 재료의 성질을 반영한 한계상태

설계를 반영하고 있다.

<단면 압축 합력의 크기와 작용점>

fck(MPa)보통 강도 콘크리트

18 21 24 27 30 35 40

εcu(극한형률) 0.0033

α(합력크기계수) 0.80

β(작용위치계수) 0.40

fck(MPa)고강도 콘크리트

50 60 70 80 90

εcu(극한형률) 0.0032 0.0031 0.0030 0.0029 0.0028

α(합력크기계수) 0.78 0.72 0.67 0.63 0.59

β(작용위치계수) 0.40 0.38 0.37 0.36 0.35

2) 전단설계

① 전단설계 이론 (변각 트러스 모델)

- 트러스 작용 형성

: 경사균열로 구획된 콘크리트 경사 스트럿 형성

(1축 압축, 수평타이 및 연직 탕이 인장력 발생)

② 전단철근이 배치된 부재

- 스터럽 항복을 기준으로 전단강도

cos

, cot

max


- 27 -

- 콘크리트 압축파괴를 기준으로 전단강도

max cottanmax

, sin max

③ 비틀림 설계

비틀림 설계는 박벽관과 공간트러스이론을 반영하여

제시되고 있다. 여기서 속찬단면도 박벽관으로

설계하며 각 벽체는 보 전단과 동일하게 설계한다.

(박판 전단응력)

④ 계면전단

- T형 단면 플랜지와 복부사이의 계면전단

· 소요 플랜지 횡방향 철근량 :

tan

· 최대 설계 전단강도(응력) : max cottanmax

- 서로 다른 시기에 타설한 콘크리트의 계면전단

· 계면의 설계전단강도 :

sin cos≤

· 계면에 작용하는 전단응력 : ≥

⑤ 펀칭전단 설계

- 깊은보의 현상을 2방향으로 적용

< 위험단면 면적 >

3) 사용한계상태 (균열폭 및 처짐 제한)

교량구조물과 그 부재의 소요 사용 성능을 확보

하기 위해 노출환경에 따른 응력과 균열폭 제한 규정을

상황별 적합한 하중조합을 제시하고 있다.

- 설계환경등급에 따른 하중조합

설계환경등급 응력 균열폭 한계균열폭

A 사용-Ⅰ

B 사용-Ⅲ/Ⅳ 사용-Ⅰ 0.2

C 사용-Ⅴ사용-Ⅲ/Ⅳ

0.2

D 0.2

E 사용-Ⅴ 0.3

- 구조물별로 요구되는 최소 설계환경등급

노출등급 포스트텐션

프리텐션

비부착PC강재

철근콘크리트

옥내/영구적 수중환경 D D E E

습기/물과 장기간 접촉환경 C C E E

염화물/해수에 노출된 환경 C B E E

4) 내구성 및 피복두께

개정된 도로교 한계상태설계법의 가장 큰 특징이

콘크리트부재에 대한 내구성부분이다. 본 절에서는

내구성 설계를 수행할 때 직접하중과 간접하중, 환경

조건, 크리프와 건조수축에의한 변형 등의 영향을

반영하여 한다.


- 28 -

- 노출환경등급에 따른 최소 콘크리트강도(MPa)

노출환경부식환경

탄산화 염화물 해수의 염화물EC1 EC2 EC3 EC4 ED1 ED2 ED3 ES1 ES2 ES3

최소 콘크리트강도

20 25 30 30 35 30 35

노출환경콘크리트의 손상

위험없음 동결/융해/침투 화학적 침투E0 EF1 EF2 EF3/EF4 EA1 EA2 EA3

최소 콘크리트강도

12 30 25 30 30 35

- 환경 조건에 따른 노출 등급

노출등급 환경조건 해당 노출등급이 발생할 수 있는 사례

1. 부식이나 침투 위험 없음.

E0

· 철근이나 매입금속이 없는 콘크리트 : 동결/융해, 마모나 화학적 침투가 있는 곳을 제외한 모든 노출· 철근이나 매입금속이 있는 콘크리트 : 매우 건조

· 공기 중 습도가 매우 낮은 건물 내부의 콘크리트

2. 탄산화에 의한 부식

EC1 건조 또는 영구적으로 습윤한 상태· 공기 중 습도가 낮은 건물의 내부 콘크리트· 영구적 수중 콘크리트

EC2 습윤, 드물게 거조한 상태· 장기간 물과 접촉한 콘크리트 표면· 대다수의기초

EC3 보통의 습도인 상태· 공기 중 습도가 보통이거나 높은 건물의 내부 콘크리트· 비를 맞지 않는 외부 콘크리트

EC4 주기적인 습윤과 건조상태· EC2 노출등급에 포함되지 않는 물과 접촉한 콘크리트 표면

3. 염화물에 의한 부식

ED1 보통의 습도 · 공기 중의 염화물에 노출된 콘크리트 표면

ED2 습윤, 드물게 건조한 상태· 수영장· 염화물을 함유한 공업용수에 노출된 콘크리트 부재

ED3 주기적인 습윤과 건조 상태· 염화물을 함유한 비말대에 노출된 교량 부위· 포장· 주차장 슬래브

4. 해수의 염화물에 의한 부식

ES1 해수의 직접적인 접촉없이 공기 중의 염분에 노출된 해상대기중 · 해안 근처에 있거나 해안가에 있는 구조물

ES2 영구적으로 침수된 해중 · 해양 구조물의 부위

ES3 간만대 혹은 비말대 지역 · 해양 구조물의 부위

5. 동결/융해 침식

EF1 제빙화학제가 없는 부분포화상태 · 비와 동결에 노출된 수직 콘크리트 표면

EF2 제빙화학제가 있는 부분포화상태· 동결과 공기 중 제빙화학제에 노출된 도로 구조물의 수직 콘크리트 표면

EF3 제빙화학제가 없는 완전포화상태 · 비와 동결에 노출된 수평 콘크리트 표면

EF4 제빙화학제나 해수에 접한 완전포화상태

· 제빙화학제에 노출된 도로와 교량 바닥판· 제빙화하제를 함유한 비말대와 동결에 직접 노출된 콘크리트 표면· 동결에 노출된 해양 구조물의 물보라 지역

6. 화학적 침투

EA1 조금 유해한 화학환경

· 천연 토양과지하수EA2 보통의 유해한 화학환경

EA3 매우 유해한 화학환경


- 29 -

4) 사용응력 한계

- 응력의 계산방법

① 선형탄성해석 적용

② 사용하중조합Ⅰ에서 균열이 발생하지 않으면

비균열단면 사용

③ 장기하중이 작용하는 경우에는 유효탄성계수를

사용 (

)

- 한계응력 검증을 위한 하중조합

구분 한계응력 검증 하중조합 한계응력

콘크리트지속하중조합(사용Ⅴ) 0.45fck

표준하중조합(사용Ⅰ) 0.60fck

철근 표준하중조합(사용Ⅰ) 0.80fck

4.4 강교

현재 도로교설계기준에서 강교의 설계는 부재의

탄성거동을 가정한 허용응력을 산정하여 안전성을

확보하고 있다. 이는 개정된 도로교설계기준(한계상태

설계법)에서 제시하고 있는 강교(강부재)는 하중저항

계수설계법인 미국의 AASHTO LRFD를 기준으로 하여

개정되었다. 강교설계의 가장 큰 특징은 허용응력개

념의 설계개념에서 조밀단면 및 비조밀단면을 고려한

소성거동이 도입된 부분이라 할 수 있다.

구분 설계개념

허용응력설계(ASD)

ft(DL) + ft(LL) = 0.67 Fy→ 1.5ft(DL) + 1.5ft(LL) = Fy

한계상태설계(LRFD)

1.25ft(DL) + 1.8ft(LL) = 0.85Fy

< 강재 거더 설계 절차 >


- 30 -

1) 조밀단면 / 비조밀단면

< 강재의 휨 거동 >

· 조밀단면 (Compact)

: 휨을 받을 때 플랜지나 복부판에 국부좌굴이 일어

나지 않고 완전소성상태에 도달하는 단면

· 비조밀단면 (Non-Compact)

: 국부좌굴이 발생하기 전에 압축요소에 항복

응력이 발생할 수 있으나 소성힌지의 회전

능력을 갖지 못하는 단면

· 세장단면 (Slender)

: 탄성범위 내에서 국부좌굴이 발생할 수 있는

세장판요소가 있는 단면

2) 후좌굴(Post-Buckling) 거동

도로교 한계상태설계법에서는 후좌굴거동을 고려

하여 공칭전단강도를 산정한다.

- 기존 도로교설계기준

: 복부판의 휨응력에 대한 국부좌굴을 허용하지

않는 대신 국부좌굴에 대한 안전계수를 낮추는

방법을 사용하여 후좌굴 강도를 간접적으로

고려함.

- 도로교설계기준(한계상태설계법)

: 전단항복강도에 의한 전단좌굴 응력비를 고려

함으로써 후좌굴 거동을 직접 반영함.

여기서, D = 복부판 높이(mm)

do = 보강재 간격(mm)

C = 전단항복강도에 대한 전단좌굴응력비

· 전단좌굴응력비 C :

이면

≤

≤

이면

이면

3) 블록전단파괴

- 블록전단

: 인장부재의 한 면에서 인장과 전단이 작용하여

수직으로 파열되는 현상으로, 외력에 의해 부

재에 인장력이 작용할 때 볼트연결 또는 용접

연결에 의한 단면손실로 인하 취약부에 응력이

집중되는 현상

< 블록전단 >


- 31 -

- 연결부의 파괴강도

· 전단항복-인장파괴모드( ≥ )

· 전단파괴-인장항복모드( )

< 블록전단의 형상 >

5. 한계상태설계법 도입에 따른 경제적 효과

개정되는 도로교설계기준(한계상태설계법)을 이용

하여 강재교량(플레이트거더교)를 설계한 결과, 소요

강재량이 기존 허용응력설계법을 적용한 결과보다

많이 감소된 결과를 보이고 있다. (교량설계핵심기술

연구-교량 해석 및 설계 선진화 연구 최종보고서, 2008)

- 단경간 플레이트 거더교 단면설계결과

: 평균 단면 감소율 19.3%

- 3경간 플레이트 거더교 단면설계결과

: 평균 단면 감소율 14.1% (최대 정모멘트부)

: 평균 단면 감소율 13.5% (최대 부모멘트부)

경간 설계방법상부플랜지(mm) 복부판(mm) 하부플랜지(mm)폭 두께 높이 두께 폭 두께

20m허용응력 230 16 1300 12 321 26한계상태 225 15 1300 11 273 22

30m허용응력 330 21 1500 14 553 34한계상태 330 18 1500 13 475 27

40m허용응력 430 31 1700 15 600 46한계상태 370 22 1700 14 545 39

50m허용응력 540 40 1900 17 745 55한계상태 440 30 1900 15 630 47

< 단경간 플레이트 거더교 >


30m허용응력 240 16 1400 12 313 19한계상태 240 15 1400 11 263 16

40m허용응력 310 17 1700 14 360 23한계상태 305 15 1700 13 318 19

50m허용응력 350 20 1900 15 442 28한계상태 295 19 1900 14 380 25

60m허용응력 380 22 2100 16 484 35한계상태 320 19 2100 15 438 30

70m허용응력 480 27 2300 17 620 36한계상태 335 20 2300 16 535 32

< 3경간 플레이트 거더교 - 최대 정모멘트부 >


30m허용응력 330 25 1400 14 420 34한계상태 318 20 1400 13 432 31

40m허용응력 495 30 1700 15 550 35한계상태 417 26 1700 14 497 37

50m허용응력 515 48 1900 16 570 48한계상태 483 36 1900 15 561 44

60m허용응력 655 53 2100 18 675 53한계상태 550 44 2100 17 626 50

70m허용응력 725 63 2300 19 740 63한계상태 618 53 2300 18 675 59

< 3경간 플레이트 거더교 - 최대 부모멘트부 >


- 32 -

6. 맺음말

국내 도로교설계기준은 과거 미국 및 일본의 설

계기준을 그대로 도입되어 시공능력 및 설계기술,

더불어 건설재료의 품질 및 성능이 향상되는 건설기

술의 발전을 설계기준에 반영하기 위하여 과거(기존)

설계기준을 부분적으로 개정하여 사용되어 왔다. 그

러나 세계적인 교량설계 흐름을 무시할 수 없으며,

그간의 시공능력 및 설계기술의 급격한 발전 및 급

변하는 환경을 반영하기 위해서는 예전과 같은 기존

설계법의 부분수정으로는 감당하기 힘든 상황이 되

었다. 또한 국내 기술진들이 해외 시장에서도 역량을

펼치기 위한 환경 제공과 더불어 구조물의 일관된

안전율과 경제성을 확보하기 위하여 도로교설계기준

전체에 대한 대대적인 기준 개정을 단행하여 도로교

설계기준(한계상태설계법)을 도입하기에 이르 다.

도로교설계기준(한계상태설계법)은 2012년에 도입

되었으며, 이후 3년간의 유예기간을 두고 2015년 본격적

으로 도로교설계기준(한계상태설계법)이 적용하도록

공표해 놓은 상황이다.

< 방화대교 >

< 경부고속도로 >

현재 교량설계는 기존 설계법인 강도설계법(콘크리트교)

및 허용응력설계법(강교)로 설계되고 있다. 당장 2달 후

에는 개정된 도로교설계기준(한계상태설계법)을 적용해야

하는 상황이나 아직까지도 한계상태설계법에 대하여 실무

자들의 이해도나 활용도가 낮은 것이 현실이다. 이러한

현실에서 국토부 및 학계에서는 도로교설계기준(한계

상태설계법)과 관련된 교육 및 설계예제 등을 배포하며

한계상태설계법 적용을 홍보하고 적용의 확대를 꾀하고

있으나 실무자가 접하기에는 아직도 생소하고 어려우며

이해하기 힘든 부분이 많은 것이 사실이다. 하지만 2015년

이면 좋던 싫던 간에 도로교설계기준(한계상태설계법)을

적용한 설계를 도입해야 한다. 그에 따라 우리는 변경

된 설계기준으로 설계된 공사도서를 검토하고 반영하여

시공해야 한다. 이러한 과도기에서 변경된 도로교설

계기준의 이해와 적용의 혼란을 최소화하기 위하여

본고를 작성하였다.

우리는 안전하고 수준높은 공사품질을 제공함으로서

사용자로 하여금 만족감 느끼게 해줘야 할 의무가 있다.

또한 우리는 극동의 경쟁력을 확보하기 위하여 최고의

품질을 도모할 수 있는 능력을 개발하고 계속적으로 다져

나가야 하는 책임감을 갖고 있다. 공사품질 향상을 위한

요소는 여러 가지가 있으나 새롭게 도입되는 도로교설계

기준(한계상태설계법)의 이해와 적용/활용 능력 향상도

우수한 품질을 만들어 내는 중요한 요소라 생각된다.

아직까지 많은 기술자들이 변경된 도로교설계기준

(한계상태설계법)에 대해 혼란스러운 상황이나 개개인

의 적극적인 관심과 계속적인 학습을 통하면 어렵지

않게 변경된 설계기준에 대한 이해와 적용/활용능력이

향상될 수 있으리라 생각된다. 이러한 의미의 첫걸음으

로 도로교설계기준(한계상태설계법)에 대한 기본적인

설계기준 도입배경 및 설계개념의 이해를 돕고자 개략

적인 내용을 공유하였으며, 새롭게 도입되는 설계기준에

대한 관심을 갖는 계기가 마련되었으면 한다.

2달 후로 다가오는 2015년, 새롭게 도입되는 도로교

설계기준(한계상태설계법)에 당황하지 않고 적극적으로

대응하고 슬기롭게 헤쳐 나갈 수 있는 모습으로 수준높은

공사품질을 제공하는 강하고 알찬 극동건설의 위상을

되찾기 바란다.

▶▶ 우수 기술 소개 (건축) - 원가절감형 PP(폴리프로필렌)수지 조립식 집수정 공법

- 33 -

원가절감형 PP(폴리프로필렌)수지

조립식 집수정 공법

1. 서 론

건축물의 지하 외측 및 하부에는 우수 및 지하

수에 의해 물이 모이게 되고 건축물의 내부에서

도 청소, 결로, 누수 등으로 인하여 물이 모이게

된다. 이러한 다양한 중수, 오수 등의 처리를 위

해 설치되는 집수정은 일반적으로 건축물의 지

하 최하부의 기초와 함께 설치하며 건축물 최하

부 바닥은 지내력과 수압에 저항할 수 있어야

한다. 따라서 재래식 철근콘크리트 집수정의 경

우 넓은 저면 확보, 버림콘크리트 타설, 거푸집

설치, 철근 배근, 본 구조체의 타설 등의 많은

공정이 필요하며 이에 대한 시공 품질 또한 충

분히 확보할 수 있어야 한다.

집수정 관련 공사는 전체 건축물 대비 작은 부

분을 차지하지만 상기와 같은 많은 공정으로 시

간과 노력이 과다하게 소요되며 현장여건에 따

라 공사기간, 품질, 경제성에 큰 문제가 발생할

수 있어 지속적인 개선이 요구되어 왔다.

2004년 이러한 요구에 부흥하여 강재로 충분한

강성과 강도가 확보된 공장제작 집수정이 개발

보급되었고 부분적 굴착공사가 매우 어려운 공

사에 매우 유용한 기술로 활용되고 있다.

최근 지속적인 기술개발로 대안 기술에 새바람

이 불고 있다. 기존 강재 집수정의 장점을 유지

하면서 중량이 가볍고 내부식성이 매우 우수한

PP(폴리프로필렌) 합성수지 집수정 공법은 가벼

운 중량, 조립형으로 현장반입, 설치가 매우 유

용한 것이 특징이다. 따라서 공사기간 단축이 가

능할 뿐 아니라 기존 강재가 가지는 부식에 의

한 강성, 강도 저하에 자유로워 장기적인 하자,

보수에도 매우 유용할 것으로 예상된다.

그림 1. PP수지 조립식 집수정 공법 시공/설치 모습


- 34 -

2. PP수지 집수정 구성 및 구조와 특징

PP수지 집수정은 내부 직경 1,550mm의 원통

형으로 구성되면, 측면 부재는 원호를 8등분한

부품을 볼트로 연결하여 구성하고, 수직으로는 3

단, 4단, 5단 (900mm, 1,200mm, 1,500mm)의 4

가지로 조립구성이 가능하다.

그림 2는 PP수지 조립식 집수정의 구성과 구조

이며, 표 1은 집수정의 규격을 보여준다.

그림 2. PP수지 조립식 집수정 구조도

PP수지 조립식 집수정의 부재 두께는 6mm로 구

조성능 향상을 위한 리브(rib)가 존재한다. 또한 측

면은 높이 300mm, 너비 640mm 정도의 모듈로 구

성된 부재를 스테인리스볼트(STS Bolt) 또는 동등

이상의 볼트로 체결하여 한 단을 형성한다. 또한

측면부재 또한 6mm의 두께를 가지며, 모든 부재는

구조성능 향상을 위하여 리브(rib)로 보강된다.

구분 Model 1 Model 2 Model 3 Model 4

측면부단수

3단 4단 5단 6단

내용적(㎥) 1.7 2.3 2.8 3.4

치수내부

Ф1,550×(H)900

Ф1,550×(H)1,200

Ф1,550×(H)1,500

Ф1,550×(H)1,800

외부Ф1,820×(H)1,355

Ф1,820×(H)1,655

Ф1,820×(H)1,955

Ф1,820×(H)2,255

무게(kg) 640 660 680 700

표 1. PP수지 조립식 집수정 규격

지하 바닥 슬래브와 연결을 위해 철근고정용

리브(rib)가 있으며, 바닥 슬래브와 집수정 저면의

높이조절은 300mm를 기준으로 선택하여 결정이

가능하다.

그림 3. PP수지 조립식 집수정 형상 치수 및 개념도

그림 3은 PP수지 조립식 집수정의 형상 및 개념을

보여준다. 상기 대상은 Model 3(5단)로 내부 바닥에

서 상부덮개까지의 내부높이는 1,500mm이고, 집수

정 저면에서 안전덮개 상부까지는 1,955mm, 내부직

경은 Ф1,550mm이며, 외부치수는 Ф1,820mm이다.

또한 수위조절장치 배관에는 바이패스용 배관이 가

능하며, 8개 방향 중 선택하여 설치가 가능하다.

3. 집수정 공법비교

PP수지 조립식 집수정은 내부용량의 조절이 가능

하며, 기존 강재 집수정 및 재래식 집수정 대비 경

량으로 운반 설치가 용이하다. 또한 현장여건 변경

으로 추가적인 집수정 설치나 설치 위치의 변경이

요구되는 경우 본 공법은 최적의 대안이 될 수 있

을 것으로 사료된다.

구분 재래식 집수정 강재 집수정 PP수지 집수정

재질 및시공법

철근콘크리트(습식)

철판 및 철재(용접)

합성수지(조립식)

공사기간

15~20일 5~7일 1~2일

특징

․ 숙련된 기능공필요

․ 제작 설치 시장기간 소요

․ 다수공정 필요

․ 방수 마감 필요

․ 잡철 부식발생

․ 안전사고 우려

․ 강재 부식발생

․ 하수오염 (부식)

․ 후처리 공정발생

․ 운반 설치 부담(집수정 과중량)

․ 제작 설치 시장기간 소요

․ 기술의 녹색성(하수 오염방지)

․ 공사기간 단축

․ 용량 조절가능

․ 운반 설치 용이(집수정 경량)

․ 내부식성 재질(반영구적 사용)

집수정형상

박스구조 박스/원통형 구조 원통형 구조

비용 100% 80% 65%

표 2. 집수정 공법 비교


- 35 -

4. PP수지 조립식 집수정의 구조안전성

PP 조립식 집수정을 구성하는 재료는 장기적으

로 다양한 하중과 온도변화에 충분한 내구성을

가져야하며 변형 없이 초기와 동일한 형상을 유

지하는 등 구조적 안전성을 확보하여야 한다. 따

라서, 사용전 이에 대한 구조해석 및 실험적 검

증이 반드시 선행되어야 한다. 표 3은 PP 조립

식 집수정의 재료물성을 나타낸다.

구분 내용

비중 8.826kN/㎥

탄성계수 1.34×106kN/㎡

열팽창계수 1.0×10-6/℃

프아송비 0.3

항복강도 30.3MPa

인장강도 36.5MPa

표 3. PP수지 조립식 집수정의 재료물성

집수정의 주 재료인 폴리프로필렌은 성형성이

매우 우수하여 강성 확보에 유리한 단면형상을

쉽게 제작할 수 있으며, 단일재료로 콘크리트 대

비 고강도의 인장 저항성능을 가지므로 하중에

대한 내력 확보가 용이할 것으로 판단된다.

구조 안전성 확보를 위하여 구조성능 실험으로

는 (1) 압축실험, (2) 전단키 실험, (3) 측압실험

등을 실시하였다.

압축실험에서는 원통형 집수정 상부에 하중전

달블록과 하부에 반력블록을 설치하고, 연직방향

으로 가력하여 압축내력을 평가하였다.

전단키 실험에서는 전단키를 설치하는 원통 외

부 리브에 전단철근을 배근하고, 콘크리트를 타

설하여 전단블록을 만들고, 전단블록에 전단력만

을 가하는 실험을 통하여 전단블로의 전단내력을

평가한다.

측압실험에서는 반원통을 모델화하여 양측의

하중전달블록을 통하여 연직방향으로 가력하면,

바력지그 내부의 모래반력이 등분포의 측압으로

원통 외측벽에 작용하는 것이 되므로 이때의 측

압에 대한 내력을 평가한다.

구분 압축실험 전단키 실험 측압실험

실험체형상

실험결과

최대하중

563.4kN최대하중

308.2kN최대하중

698.2kN

양압력 256.1kN/㎡전단내력

1,232.9kN 측압력 282.7kN/㎡

표 4. PP수지 조립식 집수정 구조실험 (KOLAS 인증실험)

(1) 압축실험 결과

압축실험 결과 최대하중 563.4kN 가력 시 원통

집수정의 리브 부위 및 인입배관 개구부 주변에

국부좌굴이 나타나며 구조물의 소성변형이 발생

하였고 이로 인한 내력저하가 발생하였다.

실험에 의한 최대하중을 집수정의 유효수압면

적으로 나누어 수압 저항능력 즉, 양압력을 계산

하면 256.1kN/㎡을 확인할 수 있으며, 이는 “공

동주택 구조설계지침(2012, SH공사)”, “영구배수

자재별 특수능력(2011, LH공사)의 10~20kN/㎡,

10~30kN/㎡의 값보다 훨씬 큰 양압력 저항 성능

이 확인된다. 단, 집수정 저면에는 수압, 토압 등

이 작용하므로 설계 극한 양압력은 최대 양압력

의 1/2인 128.1kN/㎡으로 하며, 설계 허용 양압

력은 최대 양압력의 1/3인 85.4kN/㎡으로 검토하

는 것을 제안한다.

※최대하중 : 563.4kN

그림 4. PP수지 조립식 집수정 압축실험 결과

(2) 전단키 실험 결과

전단키 실험 결과 최대하중(하중블록 중량 포함)

308.2kN 가력 시 콘크리트의 균열발생 진전과 더불

어 집수정 벽의 국부좌굴 등이 수반되면서 전단키 블


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록의 회전이 발생하였다.

실험에서는 2단의 전단키를 대상으로 전단키에

D13 철근을 정착하여 실험한 것으로 원통형 집수정

의 1/4 부분에만 전단키 블록을 제작한 결과이다. 원

통형 집수정의 전둘레가 지하바닥 기초나 슬래브에

구속되는 경우를 고려하면 실험에서 얻은 값의 4배를

원둘레 전체의 전단내력으로 볼 수 있으며 이는 약

1232.9kN이다. 이는 상재하중 또는 지하수에 의한 부

력 저항 가능한 전단키의 성능이라 판단된다. 다만

설계 극한 전단내력은 콘크리트의 취성적 거동과 지

반의 비예측성 하중의 불규칙한 분포 등을 고려하여

최대 전단내력의 1/2인 616.4kN으로 검토하는 것이

적절할 것으로 판단된다. 또한 허용 전단내력도 상기

와 동일한 이유로 최대 전단내력의 1/3인 411.0kN으

로 검토하는 것이 적절할 것으로 판단된다.


그림 5. PP수지 조립식 집수정 전단키 실험 결과

(3) 측압실험 결과

측압실험 결과 최대하중 698.2kN 가력 시 PP원통

집수정 전체의 복잡한 판좌굴, 리브의 변형, 판벽의

변형이 발생하였다.


그림 6. PP수지 조립식 집수정 측압실험 결과

변위/변형률의 계측은 LVDT와 스트레인게이지를 이

용하였으며 상관관계 분석결과, 초기 하중-변위 그래

프가 명확한 선형거동을 나타냈다. 이는 실험체가 초

기 등분포 하중에 의한 명확한 탄성거동을 한 것으로

판단되며 재하력 650kN 정도에서 내부 판 요소의 좌

굴 발생으로 내력저하가 나타나기 시작한 것으로 예

측된다. 가력부 지점에서의 최대 변위는 좌우 대칭으

로 약 50mm가 발생하였으며, 좌굴 등에 의한 내측

유닛판에서의 변위는 40mm 정도가 발생한 것으로

계측되었다. 실험체의 표면적이 2.47㎡인 반원통의

측압 결과를 분석해보면 최대하중 698.2kN에 의한

등분포 하중의 작용은 282.7kN/㎡으로 추정되며 이

에 따른 설계 극한 등분포 측압은 이에 1/2인

141.3kN/㎡, 설계 허용 등분포 측압은 이에 1/3인

94.2kN/㎡이 타당할 것으로 판단된다.

(4) 3차원 구조해석

3차원 구조해석 프로그램인 MIDAS Gen을 이

용하여 하부판과 벽면의 조합하중(고정하중, 수

압, 측압)에 대해 유한요소해석을 실시한 결과 요

구하중 대비 충분한 내력을 확보한 것으로 나타

났다. 그림 6과 표 5는 집수정의 유한요소해석

결과를 보여준다.

구분 항복강도 상부 측면하부

리브 판

고정

30.3

0.13 0.14 0.95 0.33

수압 1.52 2.94 13.06 4.41

측압 6.13 10.10 7.41 10.92

조합 4.19 9.15 12.5 12.4

a. 수직/수평 판재 유한요소해석 (단위 : MPa)

표 5. 집수정 유한요소해석 결과

구분 작용력 저항강도 응력비 안전성

3차원유한요소

해석(볼트)

수평 0.05 6.47 0.008 O.K.

수직 0.11 6.47 0.017 O.K.

3차원 단일모듈

해석(볼트)

수평 1.2 5.94 0.2 O.K.

수직 0.6 6.07 0.1 O.K.

2차원 해석(볼트)

수평 1.2 5.75 0.21 O.K.

수직 0.7 6.27 0.11 O.K.

b. 연결재(Bolt) 유한요소해석 (단위 : kN)


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a. 상부 조합하중 응력 b. 하부 Rib 조합하중 응력

c. 하부판 조합하중 응력 d. 벽면 조합하중 응력

e. 조립볼트 구분형상 f. 조립볼트 3D 구조해석

그림 7. 유한요소 해석에 따른 작용응력

5. PP수지 조립식 집수정의 시공

PP수지 조립식 집수정은 현장 노동집약적인 거

푸집 설치, 복잡한 현장 철근배근을 최소화함으

로써 재래식 대비 시공기간을 최소 8일 이상 단

축시킬 수 있을 것으로 판단된다. 이는 기초배근

및 기초 Con'c 타설 전 선행되는 집수정 철근배

근, 거푸집 작업, Con'c 타설 등이 제거되고 구조

안전성 및 내구성이 확보된 집수정 완제품이 공

장생산화 됨으로써 가능하게 된 결과이다.

그림 10. 재래식과 PP수지 집수정 공법과의 시공 비교

① 터파기 및 영구배수배관 설치 ② 집수정 설치

③ 영구배수 배관 연결 ④ 버림 콘크리트 타설

⑤ 집수정 상하부 보강배근 ⑥ 집수정 상부 펌프 슬리브 설치

⑦ 기초 콘크리트 타설 ⑧ 집수정 내부 유입수 확인

그림 9. PP수지 집수정 공법의 시공 FLOW

또한 기존 강재 집수정과 비교하여 경량화 되

어 시공 시 양중에 매우 유리하며 반입이 어려운

곳에 현장조립 설치가 가능하여 현장 적용성 면

에서 강재 집수정 대비 매우 우수한 것으로 판단

된다.

6. 결 론

최근 건설산업 내에 친환경 자재의 지속적 사

용, 시공시점 뿐 아니라 유지/보수를 고려한 전생

애주기비용의 LCC(Life Cycle Cost) 평가는 앞으

로 지속적으로 확산될 전망이다. 정부는 환경을

고려한 건설산업이 미래의 신 성장동력이라는 인

식을 가지고 지속적 환경 규제 강화, 녹색보호주

의를 확대할 방침이다. 앞으로 건설 기업은 환경

규제 강화에 따른 법규개정, 친환경 자재 사용에


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대한 정부의 인센티브 제도 등에 귀를 기울이고

사업의 수익성을 올릴 수 있는 세밀한 검토가 반

드시 수반되어야 할 것으로 판단된다.

10여년 전 시공성 개선의 새바람을 일으켰던

공장조립형 강재 집수정이 앞으로는 시간 경과에

따른 부식, 그에 따른 지하수 오염 등을 문제로

사용이 어렵게 되거나 이에 대한 고가의 부식방

지 대책을 추가적으로 강구하여야 할지도 모른

다. 따라서, 미래에 원가 리스크가 될 수 있는 사

안 등을 예측하고 적용성 및 시공성을 향상시킬

수 있는 자재, 공법의 개발 및 선정은 건설기업

의 수익성과 연결되는 중요한 요소가 될 것으로

전망된다. 본 PP수지를 이용한 조립식 집수정은

이러한 견지에서 친환경적 요소 외에도 경량 조

립형이라는 현장 적용성 개선과 원가절감, 공기

단축을 이루어낸 우수 기술로 판단된다.

⒜ 친환경적 플라스틱 재질 사용

- 내부식성 지하수/오수 오염방지

⒝ 공사기간 단축

- 터파기와 동시설치 공사기간 단축

⒞ 원가절감

- 금형화 플라스틱 사출 제품 제작

기간 단축, 원가절감

⒟ 품질향상

- 내구성, 수밀성, 내부식성 확보

(반영구적)

⒠ 운반 및 설치, 안전관리에 용이

- 경량 플라스틱 제품 현장 설치

⒡ 집수정 용적량 변화 용이

- 조립식 구조, 용도에 따라 필요

용량 상하높이 조절 가능

그림 10. PP 조립식 집수정 주요특징

당사 현장 중 공기가 매우 부족하고 지역 특성

상 인건비 부담이 커 건식 집수정의 적용을 검토

하거나 현장 부지여건상 양중 장비의 반입이 어

려워 중량이 큰 강재 집수정의 적용이 난해한 경

우 본 기술을 대안기술로 검토한다면 좋은 해결

책이 될 수 있을 것으로 판단된다.

▶▶ 건설정책동향 - 2015년 국토해양부 예산 편성안

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2015년 국토교통부

22.7조 예산편성

⊙국토교통부, 2015년 22.7조원 예산 편성...작년비 1.8조원 증가

지역경제 활성화를 뒷받침하기 위해 도로·철도 등 SOC에 대한 투자를 확대(국토부 소관 SOC :

20.6조→21.4조, 0.8조 증, 3.8%↑)

* 새로운 주거급여 시행에 대비하여 사회복지 분야 예산도 1.0조원 증가

특히, 세월호 사고 이후 안전에 대한 국가 틀을 바꾸기 위해안전투자를 대폭확대(국토부 소관 :

3.3조→4.0조, 0.7조원 증, 20.1%↑)

국토교통부 예산(본예산) 추이(단위 : 조원)

* 사회복지 분야에는 새로운 주거급여 시행을 위한 예산 1.1조원 반영

2015년도 국토교통부 부문별 예산안 (억원, %)

※ 국민주택기금 : (’14년) 18.0조원 → (’15 정부안) 18.4조원(’14년대비 2.2% 증)


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국토교통부(장관 서승환)는 2015년 예산안을

2014년(20.9조원)에 비해 8.6% 증가한 22.7조원

으로 편성하였다.

* 국토부 소관 SOC(도로·철도·항공·수자원 등)는

’14년 대비 3.8% 증가

당초 계획*은 SOC 분야의 지출을 축소할 예

정이었으나 적극적인 재정운영의 필요성이 대두

되어, 내수진작 및 경기부양 효과(높은 고용·생산

유발효과)가 높은 SOC에 대한 지출을 확대하여

투자 촉진과 일자리 창출을 견인할 계획이다.

* ’13～’17년 국가재정운용계획에서는 SOC 분야

(해수부 등 포함) 지출을 연평균 5.7% 감소하는

것으로 계획

우선, 국정과제 및 지역공약의 성과를 가시화

하고 지역경제를 활성화하기 위해 주요 SOC 계

속사업을 집중 지원한다.

도로·철도·주거급여 등 총 98개의 국정과제 및

지역공약 사업에 총 7.9조원을 지원(’14년 6.3조

원)하고, 민간투자를 촉진하고 지역 경제활성화

를 도모하기 위해 민자도로·일반철도 건설 등의

SOC 계속사업에 예산을 중점 편성하였다.

* (’15년 완료) 용산-문산 복선전철, 경부고속철

도(대전-대구 도심구간), 성산-담양 고속도로(88

고속도로 확장), 교통안전 시범도시 등 7개 사업

* (’15년 신규) 광주순환 고속도로, U-City 플랫

폼 기반구축, 물류기업 해외진출 지원, 해외건설

마이스터고 지원, 주거급여 등 5건

* (민자도로 건설) ’14년 14,148억원 → ’15년안

17,472억원(3,324억원 ↑)(일반철도 건설) ’14년

26,354억원 → ’15년안 39,507억원(13,153억원

↑)

특히, SOC 노후화에 대비하여 사고 위험도가

높은 시설 및 지역 등에 대한 안전투자를 대폭

강화한다.

* 국토교통 안전예산 : ’14년 33,368억원 → ’15

년안 40,068억원(6,700억원 ↑)

노후한 교량·철도시설, 위험도로 등의 시설물

에 대한 개량투자를 확대*하고, 교육훈련 등

S/W 투자도 병행해서 지원할 계획이다.

* 도로구조물 기능개선 : ’14년 1,948억원 → ’15

년안 4,459억원(2,511억원 ↑)

일반철도 시설개량 : ’14년 2,600억원 → ’15년안

4,184억원(1,584억원 ↑)

’15년부터는 도시철도 스크린도어 설치(675억

원) 및 내진보강(227억원)에 필요한 예산도 신규

로 지원하여 도시철도의 안전을 획기적으로 강

화할 예정이다.

그간 스크린 도어가 없어 승강장에서의 추락

등 안전사고가 빈발(’09～’13, 112건)하였으나, 이

를 원천적으로 예방하기 위해 ’16년까지 전국 도

시철도 구간의 스크린 도어 설치를 완료할 계획

이고, 내진설계가 반영되지 못한 서울 도시철도

1～4호선에 대한 내진보강 사업을 조속히 완료

(’18년)하기 위해 예산을 지원한다.

* ’14년 8월 기준, 전국 590개 역 중 90개 역은

스크린 도어가 미설치(’06년 이후 신설된 역은

건설과 동시에 스크린도어가 설치, ’06년 의무화)

* 전국 도시철도 21개 노선(615㎞) 중 17개 노선

(561.8㎞)은 도시철도 건설단계에서 내진설계를

하였거나 내진보강사업을 통해 내진성능을 기

확보


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또한, 지하 공동(空洞) 유무를 탐사할 수 있는

장비를 활용(한국시설안전공단을 통해 국도 등

지하공간을 탐사)하여 싱크홀 문제에 대처하고,

도로굴착 등에 의한 대형사고를 방지하기 위해

’98년부터 지하시설물 전산화 사업(’15년안 100

억원)을 추진해 오고 있었으나, ’15년에는 지하공

간에 대한 통합지도 작성 연구(1억)도 추진한다.

이와 함께, 굴착시 지반에 미치는 영향을 최소

화하는 굴착기술과 도로 침수시 빗물을 흡수하

여 침수피해를 최소화할 수 있는 도로포장 기술

등 지반침하 예방을 위한 R&D 사업(42억원)도

추진한다.

’15년에 추진되는 주요 신규사업으로는, 기초

생활보장제도의 개편(현재 관련법 국회 계류중)

에 따라 새로운 주거급여제도의 시행에 필요한

예산을 반영하였다.

* ’14년 복지부 7,285억원 → ’15년안 국토부

10,913억원

대상가구는 소득인정액이 중위소득 43%이하

로 확대(73만→97만)되고, 월평균 급여액도 약 2

만원(약 9만원→11만원) 늘어나게 된다.

구도심·주택가 등 주차난이 심각한 지역에 공

영주차장·노상 무인주차기 등을 설치하고, 개별

주차장의 주차정보를 실시간 제공하는 시스템을

구축하는 주차환경개선사업(221억원)도 신규 추

진한다.

* ’15년에는 25개 지역을 지원(국비보조율 50%)

: 서울 1개, 부산 1개, 대구 2개, 광주 8개, 인천

2개, 세종 2개, 충북 1개, 전북 4개, 경북 1개, 제

주 3개

또한, ’18년 평창동계올림픽(13,537억원), ’15년

세계 물포럼(44억원) 등 국제행사도 차질없이 진

행될 수 있도록 관련 예산을 지원한다.

* (평창올림픽) 원주-강릉 철도건설(9,200억원),

국도 6호선·59호선(2,316억원), 제2영동 민자고속

도로(605억원), 동홍천-양양 고속도로(1,416억원)

한편, 국토교통부는 산단 진입도로 지원수준의

합리적 조정*, 2+1 차로의 도입 등 세출절감을

위한 제도개선을 지속 추진하고, 계획대로 집행

되도록 매월 집행상황을 점검하고, 예산낭비 요

인이 없도록 보조금 부정수급 방지 등 집행관리

를 강화할 계획이다.

* 산단 진입도로 길이 및 차로수를 합리적인 수

준으로 하향 조정(예 : 100만㎡ 미만의 산단 : 3

㎞ → 2㎞, 2～4차로 → 2차로)

* 2015년 정부 예산안은 9월 23일 국회에 제출

될 예정이다.

▶▶ 트렌드 - 정책동향

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서울시 한전부지 매각 관련

'도시계획 가이드라인'

ㆍ 서울시 코엑스~잠실운동장 72만㎡ '국제교류 복합지구' 조성계획

-토지매각 단계부터 명확한 정보 전달, 사업 무산ㆍ

분쟁 등 사회적 문제 방지매각방향: 동남권 국제교

류복합지구 국제업무·MICE 핵심기능 공간 조성

-용도지역 상향(제3종일반주거→일반상업), 부지면

적의 40% 내외 공공기여

-용적률은 도시계획위원회 심의과정 등을 통해 허

용 범위 등 결정

-한전 최고가 매각에 따른 부영향 등 도시 관리 부

담에 대한 우려표명

-서울시, 실수요자가 공공성 있는 개발 추진시 적극

적 협력 의지 밝혀


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서울시가 지난 8월 30일(토)부터 진행 중인 한전

본사 부지의 매각 입찰과 관련, 용도지역, 공공기여

등 인허가권자로서 서울시 소관사항에 대한 도시계

획 가이드라인을 제시했다.

이번 가이드라인은 지난 4월 서울시가 ｢국제교류

복합지구 조성계획｣발표를 통해 밝힌 한전 본사 부

지 일대에 대한 개략적인 가이드라인을 구체화한 것

이다.

서울시는 한전 본사 부지가 포함된 코엑스~한

전~서울의료원·舊한국감정원~잠실종합운동장 일대

약 72만㎡를 서울의 미래 먹거리산업의 핵심공간인

｢국제교류복합지구｣로 조성하겠다는 계획을 발표한

바 있다.

<토지매각 단계부터 명확한 정보 전달, 사업 무

산․분쟁 등 사회적 문제 방지>

시는 토지매각 시 잘못된 정보가 전달 될 경우

사업시행 단계에서 사업의 지연이나 무산 또는 매각

관련 분쟁 등 사회적 문제를 야기할 수 있는 만큼

도시계획에 대한 명확한 정보 전달을 통해 혼란을

사전에 방지하는 것이 중요하다고 가이드라인 제시

배경을 설명했다.

이와 관련해 서울시는 ｢국제교류복합지구｣발표

이후 한전 측과 공고문 작성 협의 등을 제안했으나

충분한 협의 없이 매각 공고되고 입찰이 진행돼 유

감이라는 입장도 밝혔다.

공공성 있는 개발과 사업추진 과정에서의 예측

가능성을 높이기 위해서는 매각 공고 시에 보다 명

확한 지침이 제시되어야 하지만 사업 실현성을 위한

토지매입자의 재무적 투자 가능성, 부지 매입 후 신

속한 사업추진을 위한 제도적 장치, 개발 부영향 저


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감등에 대한 구체적 지침이 미흡하다는 것이 시의

판단이다.

이에 시가 제시한 가이드라인은 ▴개발방향 ▴용

도지역 ▴공공기여 ▴향후절차 등을 담고 있다

개발방향은 1만5천㎡ 이상의 전시·컨벤션과 국제

업무, 관광숙박시설을 등 국제업무·MICE 핵심기능

등이 개발 시 포함되어야한다.

코엑스~한전을 국제적 컨벤션 중심공간으로 육성

하기 위해 코엑스(COEX)는 기존 전시장 상부에 1만

9천㎡의 전시·컨벤션 시설이 조기에 증축할 수 있도

록 유도한다는 계획이다.

용도지역은 제3종일반주거지역에서 일반상업지역

으로 상향하나 용적률은 적정 개발밀도, 주변 기반

시설, 개발에 대한 부영향 등을 고려해서 도시계획

위원회 심의과정 등을 통해 허용 범위를 결정한다.

일반상업지역 최대 용적률인 800%이하 범위 내

에서 통상 절차에 따라 부지 특성, 기반시설 용량

등을 감안해 결정하게 된다.

공공기여는 용도지역 상향(제3종일반주거지역→

일반상업지역)에 따라 부지면적의 40% 내외에 해당

하는 가치를 토지나 기반시설 또는 설치비용으로 확

보한다는 것이 기본방침이다.

공공기여는 현재의 매각가를 기준으로 산정하는

것이 아니라, 개발계획이 수립되는 협상완료 단계에

별도의 감정평가를 시행하여 산정하게 된다.

향후절차는 낙찰자 결정 후 도시계획변경 사전협

상 제도에 의한 협상조정협의회, 도시건축공동위원

회 심의 등의 절차를 거쳐 도시계획 변경 및 세부

개발계획을 수립하게 된다.

그 과정에서 교통영향평가, 환경영향평가, 재해영

향평가, 사전경 관심의 등의 법정 절차도 거쳐야 한

다.

서울시는 한전 부지가 대규모 개발사업의 실패

사례를 답습하지 않고 국제교류복합지구 조성계획을

실현, 도시 경쟁력과 공공성을 확보하기 위해서는

실수요자에게 매각되어야 한다는 입장이며, 이 경우

시에서 사업추진에 적극 협조한다는 계획이다.

시는 원활한 사업추진을 위해 민선6기 출범과 함

께 시 도시계획국 하에 '동남권 MICE추진단'을 새로

꾸려 이후 협상단계에서 개발까지 업무를 총괄한다.

▶▶ 건설정책동향 - 서울시 도시고속도로 지하화

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서울시 도시고속도로 지하화,

상부공원화 추진동향

제물포(국회)대로 조감도

1. 서울시 간선도로 지하화 및 상부공원화사업 조감도

서울시가 도시고속도로를 지하화하고 상부 공원을 추진하는 계획을 갖고 있다.

동부간선도로 조감도 서부간선도로 조감도


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2. 서울시 도시고속도로 지하화, 상부공원화 추진계획

사업명 2014 2015 2016 2017 2018

서울제물포 터널 실시설계실시계획 승인

착공공사 공사 공사

제물포로 상부 공원화종합 마스터 플랜 수립

우선사업 추진구간 설계

및 공사

우선사업 추진구간 공사 및 잔여구간

공사

우선사업 추진구간 공사

준공잔여구간 공사

서부간선 지하도로 실시협약체결실시계획 승인

착공공사 공사 공사

서부간선도로 상부공원화

종합 마스터 플랜 수립

시범구간 설계시범구간 공사 착공, 본사업

설계

시번구간 공사 준공

본사업 공사

동부간선 지하화 및 상부 공원화

실행방안 검토(민간 제안

및 검토)

적격성 조사(PIMAC)민

투심의 (기재부) 제3자 제안 공고등

실무협상 실시협약 체결,

실시설계공사 착공 공사

3. 제물포(국회)대로 지하화 및 상부공원화 사

업추진

민간투자심의(기재부)완료, 여의도주민 주민협의체 운

영 중 실시협약 체결, 실시설계를 진행 중

내년 상반기 착공, 2020년 완공 목표 내년부터

2017년까지 1단계로 신월IC시점~화곡고가사거리 1.3

㎞구간, 1만2,000㎡, 2020년부터 2022년까지 2단계

로 잔여구간 6.3㎞, 10만8,000㎡ 설계 및 시공

진행 계획 상부공원화 마스터플랜 수립 이번 달

마무리

4. 동부간선도로 지하화 및 상부공원화 사업

추진 사업추진


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촉구건의안 시의회 가결, 재원확보 및 시행시기,

추진방안 검토 중

지하화사업은 상계~대치17.2km구간 4~6차선에 1

조

7,000억원 예상.

2017년 지하화공사, 상부공원화 시범구간 착공 가

능 민자 적격성 조사, 민간투자사업 심의, 시의회 동

의 등 행정 절차 이행, 민자사업 실시협약 및 실시설

계 추진

5. 서부간선도로 지하화 및 상부활용(공원화

등)사업 추진

우선협상대상자 선정완료 및 실무협상 진행 중

하반기 실시협약 체결, 내년 상반기 착공, 2020년

완공 목표

상부공원화 마스터플랜 올해 12월 마무리

1단계 사업은 내년부터 2017년까지 시범구간 우

선 완공,

금천구가 1만4,000㎡ 조성 검토 중.

2단계로 2018년부터 2023년까지 본 사업 설계,

시공 추진

지하화 전

상부 공원화 추진후

▶▶ 기고문

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기술 및 설계검토에서

기술연구소를 적극 활용해야...산동용수로현장 최 성 규 소장

▶ 기술 및 설계검토에서 기술연구소를 적극

활용해야...

금년 초 현장개설시 본사의 작은 조직인 기술

연구소가 의외로 현장에 실질적인 도움을 주고

있다는 사실을 확인하면서 기술연구의 중요성을

자각하는 계기가 되었다. 더 나아가 이제는 기술

연구소가 가지고 있는 현장 활용기술과 함께 우수한

인적 자원의 활용에 박차를 가하여, 현장에서의

시간과 비용절감 뿐만 아니라 기술연구소의 노하우

축적을 통한 건설기술 개발에 박차를 가하여야 한다.

2014년 3월, 공사착공 보고후 현장은 항상

그렇듯이 각종 보고서, 계획서, 신고서 등을 작성

하느라 시간은 바쁘게 지나갔고, 이어서 관련법에

따라 착공전 설계검토 보고서를 조속히 제출하는

일이 남았으며 인원과 시간이 부족한 상황에서

현장직원의 의견은 이러했다.

“그냥 설계검토 용역을 주시죠”

2014년 4월, “언제까지 설계검토 보고서를 주실

수 있나요?” 발주처 감독관의 독촉과 함께 조만간

제출할 것이라고 답변했고, 업무추진 과정에서

본사의 기술연구소가 언급되었다.

2014년 6월, 결국 기술연구소의 설계검토 보

고서는 제출되었으며 발주처 첫 반응은 “공사가

첫 삽도 뜨기 전에 설계변경부터 해야 되는 건

가요?” 우리는 상호 확인을 위해 설계사와의 설계

검토 회의의 요청과 함께 답변서를 요구했으며

연이은 1차, 2차 회의에서 30여 가지 달하는 설계

오류로 인하여 설계사는 긴장된 모습이 역력했다.

현재 현장은 기초공법, 수조구조물, 사면구배

등의 설계변경 작업을 진행 중에 있고 발주처

담당 감독은 자신은 감독업무를 수행하면서 공사도

하기 전에 설계변경을 추진해보기는 처음이라는

말을 했으며, 나는 연구소에 대한 은근한 자부심

으로 이렇게 대답했다.

“우리 회사는 기술연구소에서 착공부터 준공까지

기술관련 검토를 일괄 관리해 주고 있습니다.”

▶▶ 기고문

- 49 -

기술연구소는 현재 현장기술지원 업무를 다수의

현장에서 신속하게 수행하고 있지만 더 나아가서

현장요청에 따른 부분적인 지원이 아니고 공사

낙찰시 해당 설계도서의 전체를 검토하면 검토

보고서 뿐만 아니라 진행과정에서도 설계검토

및 변경업무, 관련 정보제공 등의 추진에서 연

구소의 역할은 대단할 것임은 자명한 것이다.

이렇게 되면 연구소에서 보유하고 있는 다수의

분야별 신기술과 특허, 실용신안 등은 단지 이용

되지 않고 있는 실적뿐인 기술이 아니라 현장에

적극 적용되는 현장 활용기술이 되는 것이고 결

과적으로 건설회사 기술연구소의 존재이유인

<현장 맞춤형 기술개발>과 <현장 활용기술이

적정한 시기에 적절하게 제공되는 것>이 구현

되는 것이다.

< 곡선 PSC거더교 가설 - 의정부우회도로현장 >

최근 적절한 시기에 조직개편을 통해 기술연

구소의 실질적인 기능과 역할의 기회가 주어지게

되었지만 연구분야라는 것은 당장의 성과를 낼

수 있는 것이 아니고 장기적인 관점에서 회사의

성장에 반드시 필요한 부분이기에 상기의 활성

화를 통한 연구소의 외연확대를 기대해 본다.

개인적인 견해로 연구소에 바란다면...

- 첫째, 현장에서 활용되는 기술개발이 이루어

져야 비로소 현장에서 요청되며 적용된다고

여겨지며, 연구소가 가지고 있는 분야별 신

기술과 특허가 적절하게 현장에 적용되어

진다면 경제성 있는 설계변경 또는 설계검

토가 이루어진다고 본다.

- 둘째, 공사 착공시 설계검토 보고서를 기술

연구소에서 담당하면 현장과 연구소간의 유

기적인 연대감이 강화되고 경제적인 측면에

서도 성과가 있으리라 여겨진다.

- 마지막으로 위와 같은 말이지만 연구소의

많은 업무가 현장지향적인 시스템으로 운영

되었으면 한다. 현재 연구소는 다수의 분야별

기술개발과 함께 현장 기술지원 업무를 수행

하고 있지만 앞으로는 좀더 모든 업무의 방향이

현장을 위한, 현장에 의한, 현장의 연구소가

되어 현장기술자들과 연대감이 높아진다면

효과적으로 업무성과가 창출되리라 확신한다.

아울러 우리 현장기술자들은 현재 기술연구소가

여러가지 측면에서 회사발전에 많은 역할을 수행

하고 있는 점을 인식하여 연구소가 갖고 있는

기술과 인적자원이 현장에 충분이 적용될 수 있

도록 많은 관심을 갖고 격려해 주기를 부탁한다.

[산동용수로 현장]

최 성 규 소장

▶▶ 현장기술지원현황

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현장기술지원 현황(2014년 05월 ~ 10월)

분야 현장명 기술지원내용 비고

건

축

고양상록아파트

ㆍ옥상층 태양광 패널 설치에 따른 트러스 지붕 구조 안전성 검토ㆍ옥상층 금속기와 지붕 접합부 구조 안전성 검토ㆍ주민공동시설 캐노피 철골 구조물 구조 안전성 검토ㆍ지하주차장 출입램프 지붕틀 처골 구조물 구조 안전성 검토ㆍ화장실 내부 비내력 조적벽체 몰탈마감 유무에 따른 안전성 검토ㆍ부속동 캐노피 기초설계ㆍ지하주차장 진입구 캐노피 베이스 플레이트 리브 설계ㆍ임베디드 플레이트 사이즈 변경 구조검토ㆍ램프 진입로 문주 철골부재 처짐 및 구조 안전성 검토

사천군시설 ㆍ차량 차양대 기초시공에 따른 보강토 옹벽 간섭검토 의견서

김포공항 FBOㆍ김포공항 현장 기초파일, 가시설 설계 문제점 치 대책방안 검토ㆍ격납고 경비 초소 강재보(BEAM & GIRDER)구조안전성 검토ㆍ김포공항 현장 기초파일 계측시 특기 입찰안내서 작성

화성 남양 LHㆍ화성남양 뉴타운 직접기초 잡석 콘트리트 치환방법 검토ㆍ동결심도 산정 및 확보에 관한 기초 안전성 검토ㆍ파일, 직접기초 동시적용 이질기초 부등침하 안정성 검토

수주 기술지원ㆍ고양 농수산물센터 지붕층 태양광 판넬 설치공사 구조 안전성 검토ㆍ안동 용상동 공동주택 신축공사 파일 및 가시설 기술검토 지원

A/S 기술지원 ㆍ흥덕U타워 외부계단 균열발생 보강 검토

토

목

당진 산동지구 ㆍ 사전설계도서 검토 및 설계변경사항 발주처 협의 (7/11, 9/15)

당진천ㆍ교량 가시설 쉬트파일 변경 및 추가 가시설 설계 지원ㆍ갈상교 교량형식 변경설계 검토(실행가 상승으로 변경중단)ㆍ당진 제3교 철거후 보행자 전용 가교 설계검토(명보산공)

하동완사 ㆍ수로암거 변경설계(감리단 의견반영 변경)유성 전력구 현장 ㆍ유성 전력구 현장 가시설 설계(1차, 2차)도고하수처리 ㆍ배기구 상형 변경 설계 (2차, 3차 발주처, 감리단의견 반영)광교택지 ㆍL형 측구 보수 방안 협의의정부우회도로 ㆍ자금IC 램프A교 고정단 받침부 이동제한장치 탈락에 대한 검토장선농촌용수 ㆍ개착터널 연장에 따른 낙석 대책 방안 검토고양삼송택지 ㆍ오선천 10교 긴장력 변경에 따른 교량 안전성 검토(감사원 민원 대응)

영산강 성산1공구ㆍ거푸집 및 동바리 검토ㆍ옹벽구조 검토(3개소)ㆍ양수장 단면 구조 검토

장기도로 현장 ㆍ보강토 옹벽의 안전점검

▶▶ R&D 활동 - 신사업 기술지원 (건축) 민간 의료시설 그린리모델링 국가정책 지원사업 참여보고

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민간 의료시설 그린리모델링

국가정책 지원사업 참여보고

1. 병원 박람회 개요

당사는 국토교통부 지정 그린리모델링 (예비)사

업자로서 국토교통부와 공동으로 대한병원협회

에서 주관하는 '2014 대한민국 국제병원의료산

업 박람회(K-HOSPITAL FAIR 2014)'에 참여하여

정부 지원제도 및 당사 병원 의료시설 시공 실

적을 홍보하였다.

가. 개 요

① 명 칭: 병원의료산업 박람회(K-HOSPITAL FAIR)

② 일 시: 2014년 9월 25(목) ~ 28일(일), 4일간

③ 장 소: 일산 KINTEX 제2전시장

나. 참여 배경 및 목적

- 정부는 에너지 다소비 건물(병원, 의료시설)을 대

상으로 '전력다소비 건물 누진제'를 추진중.

- 국토교통부는 누진제와 더불어 선순환을 위한 '그

린리모델링 사업'을 동시에 추진함.

- 이에 주무기관인 '그린리모델링 창조센터'는 전국

대학 병원급 2, 3차 의료기관을 대상으로 누진제

대비를 위한 (병원부문)리모델링을 적극 독려하고

'리모델링 이자 지원사업 제도'를 홍보하고자 함.

- 이에 국토교통부 주무기관 '그린 리모델링 창조센

터'와 당사 포함 5개 그린 리모델링 (예비)사업자

참가. (극동건설, 대우 푸르지오 서비스, 대림 I&S,

리인씨엔이, 동건)

- 목 적

․ 전문(네트워크), 종합병원 수주대상 리스트 확보

(국토교통부 주무기관 공동추진 시행)

․ 민간 (병원)리모델링 공사 수주사업 진입/검토 가능

(정부 주무기관 지원)

․ 사업 초기시점 주무기관과의 공동홍보를 통한 (병

원분야) 그린리모델링 사업 참여 초기 선점

최근 지속적인 전력사용량의 증가로 여름철 블

랙 아웃(대규모 정전)을 대비한 절전 독려 공익광

고는 이제 우리에게 일상이 되었으며, 청정 에너

지로 각광 받으면 한국 해외 건설산업의 신성장

동력이 될 것만 같았던 ‘원자력 발전’은 일본 원

전사태를 겪으며 더 이상 우리 영토에 절대 지어

서는 안 될 기피 대상 1호가 되었다.

전기는 우리 일상생활에 가장 편리하게 사용할

수 있는 2차 에너지원으로 기술의 발전, 생활의

편의성 향상과 맞물려 있어 현재 나타나고 있는

지속적인 사용량 증가추세를 막을 수는 없을 것

으로 보인다. 다만 이러한 상황 속에 전력 사용


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량 증가율을 조금이나마 줄이는 것만이 이 땅에

원자력 발전소와 같은 후세에 대량의 피해를 남

길 수 있는 위험 구조물 건립을 막을 수 있는

유일한 방법이라 할 수 있다. 정부에서는 이러한

대책의 일환으로 ‘원자력 발전소’ 건립에 들어가

는 비용을 ‘건물의 에너지 성능 향상’에 지원하

여 전력 사용량 증가율을 지속적으로 둔화시키

겠다는 발상의 전환을 시도하고 있다. 지금까지

전력 생산량을 높이는데만 치중한 정책을 사용

량 저감으로 선회한 것이다.

‘(민간의료시설) 그린리모델링 이자지원 사업’이

정부에서 추진하고 있는 바로 상기 정책에 산물

이다. 국토교통부는 작년부터 ‘에너지 다소비 건

축물’에 대한 그린 리모델링 추진을 적극적으로

장려하고 이에 일환으로 ‘그린 리모델링 사업자

선정’, ‘공공 건축물 시공지원 사업’, ‘민간 건축물

이자지원 사업’ 특히 대학교, 병원, 호텔 등을 대

상으로 이를 강력히 추진 중에 있다.

2. 병원 박람회 내용 및 추진방향

당사는 (병원분야) 그린리모델링 사업참여에 적극

적 의지를 정부 주무기관인 ‘그린리모델링 창조센터’

에 전달하여 공동으로 ‘시범사업 실적확보’를 위한

박람회 참여, 홍보/기술영업을 추진하였다.

병원 박람회 홍보부스를 설치하여 전국 3000여명

의 병원 경영진 및 시설 담당자들을 대상으로 그린

리모델링 사업상담 그에 따른 맞춤형 컨설팅 등을

제공하였으며, 이 과정에서 국토교통부와 공동추진

에 따른 병원관계자와의 신뢰구축을 도모하였다. 현

재 26개 병원에서 그린리모델링 컨설팅 참가 신청

서를 작성하고 현장 미팅을 계획 진행 중에 있다.

[병원 리모델링 영업활동] [그린리모델링 사업 소개]

당사는 최근 인천국제성모병원 준공, 경북대학

교병원을 수주하면서 타사가 가지고 있지 못한

병원 특성화 시공에 대한 가능성을 보유하고 있

다. 다만, 기업회생절차를 거치면서 기업 신용도

하락 등에 의한 책임준공 신용공여에 어려움이

라는 해결해야할 문제점을 가지고 있기도 하다.

따라서 이러한 내부적인 강점과 약점을 조화롭

게 보완/강화하고 대외적으로 구축중인 국토교

통부 주무기관과의 사업진행 협조를 활용한다면

머지않아 당사도 병원 리모델링 실적 수주와 그

린리모델링 본사업자 선정이 가능하리라 조심스

레 예측해본다. 당사는 앞으로 다음과 같은 3가

지 전략방안을 설정하고 병원분야 및 지속적인

그린리모델링 시장을 개척해보고자 한다.

첫째, 최근 병원 실적, 매스컴 노출, 국토교통부

공동 컨설팅을 통한 법정관리 이미지 쇄신, 시공

사 신뢰도 확보 (대외 신인도 회복)

둘째, 기업 신용도 및 자금력은 우수하나 병원

시공 실적이 없는 FM 기반 시공사와의 공동 컨

소시엄 구성 (신용공여 보완 → 사업구조 확보)

셋째, 초기 병원 그린리모델링 실적 확보를 시

작으로 국토교통부에서 차기 추진 예정인 호텔부

분 리모델링 사업 추진 (지속적 사업대상 발굴)

현재 확보된 참여 리스트를 기반으로 각 병원

들의 실제 리모델링 추진계획 여부와 일정을 파

악하고 있으며, 국토부 담당자와 공동으로 병원

관계자를 만나 사업 추진 방향을 협의 타진해보

고 있다. 추후 병원의 사업의지가 확인되는 곳을


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대상으로 상호보완 가능한 사업자를 선별 협의하

여 공동 컨소시엄에 따른 사업실적 확보를 추진

하고자 한다.

앞으로 리모델링 시장은 기존 두 가지로 양분되

어 있던 유지보수 측면이 강한 수선형 리모델링

과 재건축에 가까운 증축형 리모델링에 국한되지

않고 사용자의 다양한 요구에 부응하는 맞춤형

리모델링과 부분형 리모델링이 크게 성장할 것으

로 전문가들은 예측한다. 당사가 현재 추진하고

있는 그린리모델링도 에너지 성능을 개선시키는

일종의 맞춤형 리모델링에 해당한다. 이러한 맞춤

형 리모델링은 아무래도 공용부위와 다수의 세대

주가 존재하는 공동주택은 부분적 적용이 쉽지

않다. 이러한 이유로 현재 많은 FM사업체가 공동

주택 단지를 대상으로 개선형 부분 리모델링을

시도하고 있지만 그 규모가 한 단지 당 3억 내외

에 그치는 등 활성화가 쉽지 않다. 공동주택의 건

축주들은 사용 시 유지비용의 가감보다는 자산으

로서의 개념이 크게 자리하고 있어 건물 가치가

상승되지 않는다면 사용성 개선을 위해 큰 돈을

투자하지 않는 것이 일반적이다. 결국 건물을 상

업적으로 임대하고 유지 보수 비용이 크게 지출

되는 비주거 시설이 맞춤형/부분 리모델링 시장

의 주요 타겟이 되지 않을까 예측해본다.

당사는 이러한 리모델링 시장 성장 예측을 좀

더 면밀히 검토하여 대학, 병원, 호텔 등의 비주

거 시설에 선도적으로 진입(Early Mover)하고 아

직 사업 활성화를 위한 정부의 제도적 개선이 요

구되는 주거 부분의 리모델링에는 시공능력평가

10위 이내 상위건설사의 사례를 종합적으로 분석

하여 성숙기에 빠르게 따라가는(Fast Follower)

전략이 필요할 것으로 판단된다.

14.01.17그린리모델링 (예비)사업자 선정사업계획서 제출

14.01.28국토부 지정 그린리모델링 (예비)사업자극동건설 선정 (총 125개 업체 선정)

14.02.05국토부 주관 그린리모델링 (예비)사업자워크숍 참가

14.03.12그린리모델링 사업 추진을 위한 기술 MOU체결 (에너지 컨설팅 전문기업 에코시안)

14.08.01국제병원의료산업박람회 국토부 주무기관공동 참여 기획추진

14.09.25국제병원의료산업박람회 국토부 주무기관공동 참여 (인천국제성모병원 실적홍보)

14.10.21그린리모델링 사업 관련 시설 담당자컨설팅 및 미팅 (충남대학교 병원)

14.10.28그린리모델링 사업 관련 시설 담당자컨설팅 및 미팅 (대전 서부 병원)

14.10.30그린리모델링 사업 관련 시설 담당자컨설팅 및 미팅 (이대 목동 병원)

< 국토부 그린리모델링 사업 관련 당사 추진 현황 >

앞으로 국내 내수 건설시장에 있어 리모델링,

증개축, 유지보수에 관한 시장이 성장할 것은 분

명하다. 다만 프로젝트에 대한 사업 타당성 분석,

기술적 대비가 선행된 기업만이 본 시장에 성공

적으로 진입하여 미래의 먹거리를 확보할 수 있

을 것으로 판단된다.


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건설 신기술 동향

제737~743호

⊙철근 자동배근 콘크리트 포장공법 건설신

기술 제743호

제743호 신기술(“철근유도장비를 이용하여 종방향

철근을 자동배근하는 동시에 콘크리트를 포설하는

연속철근콘크리트 도로포장기술”)은 철근을 설계된

위치에 자동으로 배근하는 철근 유도장비를 사용함

으로서, 철근 배근과 동시에 콘크리트 포장이 가능한

기술이다.

기존의 철근콘크리트 도로포장은 많은 인력이 필

요할 뿐만아니라, 콘크리트를 도로 측면에서 공급해

야 함에 따라 상·하행이 분리된 도로나 터널구간 등

에서는 적용이 곤란한 단점이 있었다.

철근배근 등 시공시간이 70% 단축 되었으며, 공

간적 제약이 많은 국내 지형여건에서 최적화된 도로

포장기술로 해외에도 기술 및 장비를 수출할 수 있

을 것으로 기대된다.

⊙고무 수중보 보강기술 건설신기술 제738

호

제738호 신기술(“장기 신장률 저감을 위한 격자형

보강포 구조 가능성이 높을 것으로 기대된다.

를 갖는 고무보 고무본체와 보호커버 체결 시공기

술”)은 생활용수 등 각종 용수를 확보하고, 상류지역

침수피해를 방지하기 위해 설치하는 고무보에 폭방

향과 길이방향으로 보강포를 교차 배치하여 고무보

가 늘어나는 문제를 해결하고, 고무보 전면에 보호커

버를 설치하여 고무보의 파손을 방지할 수 있는 기

술이다.

이 신기술은 기존 고무보보다 폭방향 신장율을

70% 감소시켰으며, 시공도 간편하여 하천 고무보로

많이 활용 될 것으로

⊙옹벽 및 호안녹화 조성기술 건설신기술

제739호

식생포대 옹벽 녹화 옹벽녹화 식생 활착

제739호 신기술(“격자형 철망 고정틀 내부에 삽입

된 식생포대에 토석을 채워 시공하는 비탈면의 옹벽

녹화 및 하천제방의 호안녹화 조성기술”)은 기존의

콘크리트 혹은 돌망태 옹벽의 생태계 훼손 및 주변

환경과의 부조화 문제를 해결하고자 격자형의 철망

고정틀에 삽입된 식생포대에 현장의 토석을 채우

고, 초류종자를 부착시켜 식생이 활착되도록 하는 옹

벽녹화 및 호안녹화 조성기술이다.

현장의 토석을 채움재로 사용하므로 고갈되어가는

자갈, 돌 등 천연자원을 대체할 수 있어 도로사면,

생태하천, 휴양림시설 등 광범위한 장소에서 활용이

가능할 것으로 기대된다.


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⊙재활용 라텍스를 이용한 지하구조물 방수

공법

건설신기술 제740호

온통 GTR 외방수공법 방수재 시공

제740호 신기술(“재활용 천연라텍스 고점착 방수

재와 현장타설콘크리트 구조체 부착형 방수재를 이

용한 지하구조물의 온통GTR 외방수공법”)은 구조물

의 하중 및 거동, 부등침하 등으로 쉽게 균열이 발생

하여 누수가 확산되는 문제를 해결하기 위해 천연

라텍스 재활용 고무를 이용한 고점착 방수 재료를

사용하여 구조물에 완전히 접착시킴으로써 누수발생

을 줄일 수 있는 방수기술이다.

방수시트를 구조물에 접착하기 위한 별도의 열기

구 등의 사용 없이 재료적인 자가 접착력만으로 시

공이 가능하여 건축 및 토목지하 구조물에 활용 제

가능성이 높을 것으로 기대된다.

⊙개질콘크리트 교면포장공법 건설신기술

제741호

제741호 신기술(“레미콘공장에서 제조되는 라텍스

개질콘크리트를 이용한 신설교량용 교면포장공법”)은

계면활성제와 폴리머계유동화제를 라텍스 입자에 흡

착하므로써 개질콘크리트의 경화속도를 지연시켜 기

존 공법 적용시 20분이던 작업가능시간을 90분으로

연장한 기술이다.

⊙2단계로 확장되는 앵커체를 이용한 암반

정착 앵커 공법 (EJP 공법)

이 신기술은 인장재 선단에 장착된 확장형 앵커체

를 코일스프링의 복원력에 의해 천공홀에 밀착시킨

후 인장재를 긴장하여 천공홀 주변 암반에 압력을

가하면서 정착시켜 초기 인발저항력을 확보한 다음

그라우트를 주입하는 것으로, 2단계로 작동되는 확장

형 앵커체가 초기 슬립을 방지하고, 지반 천공홀 내

에 인발력에 상응하는 확장압이 작용되어 정착됨으

로써 인장재에 긴장력이 유지되어 불안정한 사면활

동 외측에서 저항하여 사면의 안정성을 증대시키고,

무그라우팅 상태에서 초기 인발성능을 확보하여 급

속시공이 가능한 앵커공법이다.

이 신기술은 그라우트를 매개로 하지 않고 앵커체

와 주변지반의 직접 마찰로 인발저항력을 발휘하여

그라우트를 주입하기 전 상태에서 인장재의 긴장작

업이 가능하여 급속 시공이 가능하므로 사면 및 흙

막이 벽체의 붕괴와 같은 응급 재난이 발생할 때 신

속한 복구가 가능하여 관련시장에서의 활용전망이

클것으로 판단된다.

끝

[ 건설분야 학술대회 및 세미나 일정 ]

1 ①

2 3 4 5 6 7 8

9 10 11 12 13 14 15⑤

② ② ③ ③④

③

16 17 18 19 20 21 22

23 24 25 26 27 28 29

⑥

⑧

⑦

⑨

① [한국철도학회] 추계학술대회 ⑤ [교량및구조공학회] 총회및기술컨퍼런스

30

②[콘크리트학회] 시멘트및레미콘분야에너지효율개선및온실가스감축교육

⑥ [대한토목학회] 해상풍력지지구조물설계기술교육

③ [한국자원공학회] 추계학술대회 ⑦ [한국건설환경협회] 건설환경관리 경진대회

④ [한국강구조학회] 강재수문미래기술

⑧ [포스코건설기술발표] E&C 기술발표회

⑨ [한국건축친환경설비학회] 추계학술대회

- 56 -

[ 건설분야 학술대회 및 세미나 일정 ]

1 2 3 4 5 6

15 16 17 18 19 20

7 8 9 10 11 12 13

14

① ①

21 22 23 24 25 26 27

28 29 30 31

① [패시브제로에너지건축연구소] 기술세미나

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Documents

1 8 11 33 39 - · PDF file- 시험 phc 파일의 제원 ... phc 파일 타격과정에서 일반 phc 파일 및 개발 phc 파일내 균열발생 또는 중파여부를