Transcript 4. 항만 구조물 VE/LCC 사례적용연구

2002 대한토목학회 학술발표회
국립 경상대학교 시공 및 정보관리실험실
항만구조물의 VE/LCC 사례 적용 연구
김창학, 이철규, 최형래, 강인석
1. 서 론
국내 건설산업에서는 1980년대 중반부터 가치공학(Value Engineering: VE)제도를 도입하려고 시도하였지만, 국내에서는 실제 적용효과가 큰
기획·설계단계에서는 적용되지 못하고 시공단계에만 부분적으로 적용되고 있는 실정이다. 최근 정부에서「공공부문의 개혁」차원에서 건설사업
의 단계마다 내재된 비효율과 낭비요인을 제거하여 2002년까지 공공건설 사업비용 20% 절감을 목표로 "공공건설사업 효율화 종합대책"(99.3)
을 마련하였다. 그 후 국내에서 총공사비 500억 이상의 공사에는 의무적으로 VE/LCC(Life Cycle Cost)를 수행하도록 하고 있다. 그러나, 아직까
지 국내 항만구조물에 대한 VE 및 LCC 분석이 사실상 전무한 상태이다.
따라서, 본 연구의 목적은 항만구조물 건설을 위한 호안 단면, 호안 기초 등을 건설하기 위해 필요한 각 설계대안에 대해서 VE를 통하여 시설
물의 기능을 향상시키고 공사비 절감을 유도할 수 있는 다각적인 대안을 검토하고 LCC 분석을 통한 최적비용을 산출하여 발주자의 요구사항, 사
회적인 요구사항, 현장의 특수조건을 설계 시 반영하는 기초자료를 제공하여 최적의 대안을 제시하고자 한다.
2. VE/LCC 적용 절차
설계대안
도출 단계
브레인스토밍기법
대안의 구체화 및
가중치설정 단계
경제성
예측 단계
계층분석과정(AHP)
경제성 분석(LCC)
원안설계의 문제점
파악
설
계
시
작
개선방안 창출
대안이 구체화
(평가 항목)
초기비용
대안이 구체화
(아이디어 조합)
유지관리비
가중치 설정
해체/폐기비
대안의 평가 및
최적안 선택 단계
정량적 및 정성적 평가
총
생
애
주
기
비
용
대
안
대안 비교
제
안
새로운 설계대안의 도출
3. 사례 분석
평가기준 평가항목
세부평가항목
•
•
•
•
•
•
•
수토 능력 부족.
연약 융기토상에 거치된 피복석 이완 및 연쇄파괴 우려.
투하된 피복석 하부 사석표층부 공극간 이완상태로 반복 파력에 변형 우려.
큰공극의 석제 제체 내측에 투기된 세립 준설토의 수류작업에 의한 유실 우려.
사석고르기 사면에 피복석 1층 도입으로 설계기준 위배됨.
사석투하 안식각과 계획 사면경사 차이로 시공성 결여.
호안 축조와 준설토 투기병행 실시로 간섭 발생.
문제점
아이디어
기획설계비, 초기공사비 최소화.
경제성 증고호안 높이, 영구호안 높이.
유지관리, 해체/폐기물, 잔존가치, 환경관리비
일상의 유지관리, 재해시 복구.
유지관리
시공실적과 경험.
재료취득, 침하 대책 관리.
시공성
공사의 난이도.
지반조건, 변위, 토압, 가설구조물, 상부하중, 파랑.
안정성
지반침하나 세굴에 대한 순응성.
친수 공간(소단), 민원, 오염.
환경성
조위, 조류, 수리/수문, 설계파랑, 계획 홍수위.
경제적
측면
기술적
측면
평가 항목
경제성 효과성 용이성
선정
사회적
측면
1단계 제체 형성 후 1차
준설토 투기까지 대기하
였다가 2차 토제 형성으
로 인하여 시공상의 공
기가 많이 소요된다.
제체 상부에 토석제 및 차수매트를 설치한다.
○
×
○
×
제체 배후 및 상부에 토사제를 설치한다.
×
○
×
×
제체 상부에 구주몰을 설치한다.
○
○
○
○
1,2단계 사석재료 제체를 동일하게 시공한다.
×
○
○
○
사석 경사제 기초 위에 셀블럭 직립제를 형성한다.
×
×
×
×
경제성
큰 공극의 석재 제체내
측에 투기된 세립 준설
토의 수류작용에 의한
유실이 우려됨.
필터석 및 매트를 적용한다.
○
○
○
○
안정성
틈채움 잡석 및 매트를 적용한다.
○
×
×
×
다중 필터재를 적용한다.
×
○
×
×
세부평가항목
경제성
안정성
환경성
유지관리
시공성
기하평균
가중치
1
1.2
1.4
1.3
1/1.4
1.09301
0.21447
1
1.7
1.4
1/1.1
1.12512
0.22078
1
1/1.2
1/1.5
0.74753
0.14668
1
1/1.5
0.84841
0.16648
1
1.28216
0.25159
환경성
유지관리
시공성
CI = 0.00627, CR = 0.00560
항목
평가항목
가중치
기본계획안
(백만원)
2안
(백만원)
2안
(백만원)
공용년수
점수
등급
점수
설계비 및 감리비 엔지니어링 사업대가 기준의 요율 적용.
초기 안전점거비
17.6
9
19.8
8
17.6
시공성
2.5
6
15.0
7
17.5
8
20.0
환경성
1.5
8
12.0
8
12.0
9
13.5
유지관리
1.7
7
11.9
8
13.6
7
11.9
9
18.9
7
14.7
8
점검 및 진단비
16.8
설계기능점수
75.4
77.6
79.8
생애주기비용
24,465
32,353
24,451
가치지수
0.00308
0.00240
0.00326
유지보수비
해체/폐기비
문제점
연약 융기토상에 거치된 피복석 이완 및 연쇄
파괴 우려.
1단계 제체 형성 → 1차 준
설토 투기까지 대기 → 투
기토상에 2차 토제 형성.
제체 축조와 준설토 투기
병행 실시.
1단계 및 2단계 재료 및 제
체 동일 시공.
상부 사석제체 축조 및 제
거 필요.
비교 1안
(사석완성형)
1단계 광폭형 제체 형성
→ 제체 상부에 구조체 설
치.
연약지반상 제체 상부에
구조물 도입.
비교 2안
(사석경사제 +
구조체)
기본계획안
(백만원)
비용항목
2안
(백만원)
2안
(백만원)
초기투자비
21,692
29,893
26,194
유지관리비
9,638
7,345
6,619
해체/폐기비
1,722
1,722
-3392
총 생애주기비용
33,052
38,960
29,421
초기투자비
21,692
29,893
26,194
유지관리비
1,390
1,078
979
해체/폐기비
1,382
1,382
-2,722
총생애주기비용
24,465
32,353
24,451
100년
등급
8
단면 개요
(사석경사제 +
준설토투기 +
2차토제증고)
실질 할인율(4.5%)
점수
2.2
2.1
할인율
표준 단면
기본계획안
구분
등급
안정성
경제성
가정
구분
건설공사 안전점검대상 산정기준에 의해 연장 구분으로 요율 상한값
(0.2%)과 하한갑(0.15%)의 평균치인 0.175% 적용.
불변
비용
시설물 안전관리에 관한 특별법에 규정된 시기에 따라 정기점검(반기
별 1회), 정밀점검(2년 1회) 및 정밀 안전진단(준공후 10년 후 5년에 1
회)에 대한 소요비용 산정.
할인율 4.5%를 적용하여 완공후 15년 후부터 매년 발생.
초기공사비 대 유지보수비의 규모(일본자료 데이터 이용)
(시트파일식 구조: 3.19%, 중력식 구조: 1.67%, 강판셀식 구조: 2.4%)
평균유지보수와 대규모 보수비율은 1.35%, 1,59%로 산출 적용.
년간 유지보수와 대규모보수의 발생비는 0.18%, 0.56%로 산출 적용.
할인
비용
폐기물 재활용이 가능부분(생애주기비용 산출시 부(-)비용 계상.)
개선안
피복석 및 세굴방지공 저면을 사석으로 치
환하여 확실한 세굴방지 도모.
투하된 피복석 하부 사거표층부 공극간 이완상 재하 사석 제거후 피복석 거치로 밀실한 사
태로 반복 파력에 변형 우려.
석표층 형성.
큰공극의 석재 제체 내측에 투기된 세립 준설
토의 수류작업에 의한 유실 우려.
필너석 및 매트적용.
사석고르기 사면에 피복석 1층 도입으로 설계
기준 위배됨.
프리로딩 사석제거사면에 사석과 2층 피복
석 끼워넣기식 피복.
40,000
35,000
1안
2안
3안
30,000
40,000
25,000
30,000
20,000
1안
2안
3안
20,000
15,000
10,000
10,000
5,000
0
0
-10,000
-5,000
초기투자비
유지관리비
해체폐기비
LCC
초기투자비
유지관리비
해체폐기비
LCC
4. 결 론
본 연구에서는 VE 분석을 위한 가중치 산정에 있어 AHP 방법을 적용함으로 의사결정자의 일관성을 판단할 수 있어 통계적 실수를 사전에 방지
할 수 있었다. 또한 아직 국내에서 전무한 항만구조물에 대해 본 연구의 프로세스에 따라 VE/LCC을 통합하여 분석한 결과 원안설계에 대한 대체
대안 선정에 있어 최적의 설계대안을 도출할 수 있었으며, 향후 유사한 프로젝트의 대안선정에 있어 유용하게 이용할 수 있다.