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과제기본정보

반도체방식 침하계를 이용한 연약지반 침하계측 실용화 연구2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 건설기술연구사업 과제번호 05CCTI-C042177-02
국가과학표준분류 1순위 None | None | None 적용분야 -
2순위 None | None | None 실용화대상여부 비실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 반도체방식 침하계를 이용한 연약지반 침하계측 실용화 연구
주관연구기관 (주)동성엔지니어링
총괄연구 책임자 성명 이강운
소속 (주)동성엔지니어링 직위 부사장
기관 대표번호 02-2041-8500 FAX 02-449-0585
총 연구기간 2004-08-20 ~ 2007-08-19
당해연도 연구기간 2005-08-20 ~ 2006-08-19

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
2차년도 178,000,000 7,000,000 57,066,000 64,066,000 242,066,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 최근 건설현장에서의 ‘정보화시공을 통한 품질관리’ 요구에 의거 점차 모든 시공관리 및 성과물의 유지관리부문에 자동화도입이 활발해 지고 있는 상황이다. 특히 토목 계측분야에 있어서 이러한 상황은 더욱 두드러진 양상을 보이고 있으며, 건축분야에까지 확대되고 있다. 한편 토목현장은 과업규모가 크고 재해요소가 산재해 있기 때문에 대형사고를 사전에 방지하기 위해 정확하고 체계적인 시공관리가 요구되고 있다. 그리고 더 나아가서 시공단계뿐만이 아니라 유지관리차원의 토목계측이 활성화되고 있다.
기존의 침하계측기를 이용한 침하계측방법을 개선하고 침하계측관리의 자동화를 꾀할 목적으로 시공성과 자료의 신뢰성이 우수한 반도체방식 침하계를 개발하였고 그 실용화을 검증하기 위하여 현장 시험시공을 실시하여 침하계측 기술을 개발하고자 한다.
최종목표 본 침하량 측정기술을 연약지반처리현장에 적용함으로써 현재 대부분의 연약지반 개량현장에서 지반 침하관리 목적으로 사용하고 있는 철제 지표침하판 및 액상화 침하계를 대체할 수 있는 방안으로, 기존 침하계의 문제점인 시공 및 유지관리의 단점 등을 비교·분석하고, 데이터의 정밀도를 대폭 개선하여 토목현장에서 시공에 전혀 간섭받지 않고 정밀한 데이터를 취득할 수 있는지를 검증하고, 또한 본 침하계와 다른 침하계를 설치 비용 및 각 측정 비용을 비교하여 본 기술의 경제적인 효과와 본 반도체방식 침하계의 개선사항(케이블 길이, 케이블절단시, 내구성, 침하영향 범위) 등을 찾아내서 검증, 보완하는 목표로 두고 있다.
연구내용 및 범위 현재 연약지반위에 축조되는 대부분의 성토체나 구조물 등은 시공중 공사관리와 완료 후 기능을 안전하게 발휘하는지를 판단하기 위해 유지 관리 차원에서 침하 계측관리가 요구된다. 일반적으로 시공 중 연약지반의 침하량을 관리하기 위해 기존에 사용하고있는 철제 지표면 침하판 측정방법은 원지반에 침하판을 거치한 후 최종 성토고까지 측정봉을 연속적으로 연결하여 수준측량을 통해 침하값을 얻는 방법이다. 그러나 기존방법은 측정중 발생하는 불확실성과 영구계측으로서 불합리할 뿐만 아니라 운반 및 설치, 성토시공 중 침하계의 유지관리가 어려울 뿐만 아니라 성토시 침하봉이 성토체 상부에 돌출되어 있으므로 다짐관리에도 불리하다. 따라서, 높은 성토, 장기적인 침하과리에 개선이 요구되는 상황이다.
따라서, 반도체방식 침하계를 이용한 실용화 연구를 수행하기 위하여 연약지반현장을 조사·검토 파악하고 각 현장의 연약지반설계서를 수집·분석하여 연구지역을 선정하고 설치가 계획된 철제침하판(또는 액상화 침하계)과 반도체방식 침하계를 동일위치에 같이 설치한다. 설치된 각 계측기의 자료를 측정하고, 설치 문제점과 각 계측자료들을 비교·분석하여 반도체방식 침하계의 실용성 및 경제성을 검토한다.
- 실내시험을 통하여 반도체방식 침하계의 내구성을 검증하고 현장에서 케이블 절단시 이음에 관한 시험을 통하여 파손시 복구방안을 마련하고 케이블 길이(100m, 200m, 300m, 400m, 500m)변화에 따른 계측치의 신뢰성을 파악하고 계측치의 오차가 발생할 경우 이에 따른 보정방안을 모색한다.
- 최근 건설현장에서의 ‘정보화시공을 통한 품질관리’ 요구에 의거 점차 모든 시공관리 및 성과물의 유지관리부문에 자동화도입이 활발해 지고 있는 상황이다. 특히 토목 계측분야에 있어서 이러한 상황은 더욱 두드러진 양상을 보이고 있으며, 건축분야에까지 확대되고 있다. 한편 토목현장은 과업규모가 크고 재해요소가 산재해 있기 때문에 대형사고를 사전에 방지하기 위해 정확하고 체계적인 시공관리가 요구되고 있다. 따라서 반도체방식 침하계를 자동화하기 위한 1단계로 Data Logger를 이용하여 자동으로 계측치를 수집하고 수동측정에 의한 계측치와 비교 분석하여 신뢰성 및 문제점을 파악하여 자동화를 위한 방안을 연구한다.
- 앞서 언급한 연구를 통하여 본 반도체방식 침하계의 개선사항(케이블 길이변화에 따른 문제점, 케이블 절단시 복구방안, 내구성 등)등을 보완하고 반도체방식 침하계설치 및 관리시 문제점 등도 본완하여 다른 침하계의 설치비용 및 측정비용, 신뢰성 등을 비교 분석을 통하여 본 침하계의 경제적인 효과와 신뢰성을 확보하는 방안을 모색한다.
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 -본 침하계의 문제점 연구 -연구지역의 계측자료 측정 -연구지역의 계측자료 취합 -연구수행을 통한 관리메뉴얼 작성 -침하계 설치 현장의 계측자료 측정 및 취합함 -침하계 자재의 내구성 검증 및 케이블 절단시 이음에 대한 검토 -침하량 3m이상인 곳에 케이블 손상에 따른 중점 검토 -케이블길이(100,200,300,400, 500M)에 따른 설치 및 침하량 비교, 검토 기준 -침하영향 범위를 다르게 하여 기준 POINT의 침하량 비교, 검토 -계측자료 수집과 정보를 통계처리 -각 문제점에 대하여 비교하여 개선사항을 분석 및 관리메뉴얼 작성
연구성과 기술적 기대성과 본 기술의 현장 적용시에 현재 성토지반 상부에서 이루어지고 있는 모든 계측업무를 성토체 측면으로 유도할 수 있음으로써 시공에 전혀 지장을 주지 않음은 물론 모든 계측기의 설치공정이 원지반에서의 1회 시공으로 종료되어 단계별성토에 따른 연속작업이 필요없다. 또한, 모든 측점이 안전하게 보호되므로 계측기기 망실 및 훼손이 없는 안정된 데이터를 취득할 수 있어 시공에 활용도가 높은 계측업무를 수행할 수 있다. 더욱이 본 침하관리기술은 활용여부에 따라 지중침하측정 및 구조물의 미세한 균등침하관리까지도 적용이 가능한바 향후 건설현장에서 대두되는 침하관련 문제점을 해결하는데 커다란 역할을 할 수 있을 것으로 확신하며 이로써 검증되지 않았음에도 불구하고 무분별하게 수입되어 시공되고있는 외산 계측기기에 대한 국내 방어 역할도 할 수 있을 것으로 기대한다.
사회 경제적 파급효과 본 침하 측정기술은 적용시 1/2의 실질적인 인건비 절감효과는 물론 유지관리계측에 소요되는 중복적인 경비지출을 사전에 해소하는 경제적 효과를 기대할 수 있다. 또한 현재 국내에 수입 시공되고 있는 외산 전기식, 진동현방식의 자동화 침하계와는 차별화된 장점을 갖고있으며 가격적인 경쟁력에서도 우위를 지니고 있어 자연스런 국내시장방어는 물론 역수출의 계기를 만들 수 있음으로서 건설용역부문에 대한 국가경쟁력 제고에도 이바지할 수 있을 것으로 기대된다. 더불어 연약지반에서 보편적으로 적용되고 있는 철제 지표침하판을 반도체방식 침하계로 전환할 경우 지금까지 현장의 지중에 매설, 폐기되던 많은 양의 철광자원낭비도 해소할 수 있음으로 부수적인 자원절감효과도 예상할 수 있다.
활용방안 반도체방식 침하계는 연약지반침하량을 효율적으로 측정하기 위해 만들었다. 기존에 있는 철제침하판의 시공시, 계측시 문제점과 액상화침하계의 장·단점을 보완하여 획기적인 측정기법을 개발하였다. 다른 침하계보다 비용이 적게 들어 경비효과를 기대할 수 있으며, 영구계측을 실시할 수 있어 중요한 구조물의 시공후의 관리를 효과적으로 할 수 있다. 또한 국내뿐만 아니라 국외에서도 아직 반도체방식 침하계같은 종류의 자동적인 시스템의 침하계가 개발되지 않았으므로 차후의 기술개발 및 현장적용 검증을 실시하여 국외에도 수출이 가능할 것으로 예상된다
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 반도체 연약지반, 침하계, 모니터링 -
영문 Semiconductor Soft ground Settlement Monitoring -
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