분야
hwp1.1 설계와 예측과 시공
1.2 현장 계측의 배경과 의의
1.3 계측 계획과 운용
제 2 장 현장 계측 공법과 신뢰성 설계
2.1 설계 및 시공에서의 불확실성
2.2 리스크 대응책이라는 측면에서 본 현장 계측 공법
2.3 현장 계측 공법과 신뢰성 설계
2.4 현장 계측의 가치
제 3 장 계측기의 선정과 배치 계획
3.1 계측기와 계측 시스템
3.2 계측기의 선정
3.3 계측기의 배치 계획
3.4 계측 데이터의 처리
제 4 장 연약 지반의 성토
4.1 계측계획의 수립방향
4.2 도로 성토의 사례
4.3 조성 성토의 사례
1.1 설계와 예측과 시공
지반 위에, 혹은 자중에 여러 가지 기초 구조물을 적절하고 안전하게 경제적으로 건설하는 것이 토질 및 기초 공학 분야의 기술자에게 부여된 중요한 과제이며 실무이다.
연약 지반의 성토, 자중 굴착, 산악 터널의 굴진, 제방의 축조 등과 같은 많은 기초 구조물의 건설 공사는 불확실성 속에서 이루어지는 설계, 시공이라는 인간의 행동인 것이다. 불확실성 속에서 인간이 행동하기 위해서는 이로 인해 일어날지도 모르는 사건을 미리 예측할 필요가 있다. 발주자는 설계자처럼, 설계자는 시공자처럼 먼저 현장에 어떠한 문제가 있는지, 어떠한 사건이 발생할 것인지 생각하고 예측해야 한다.
(A) 현장조건의 설정
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(B) (A)의 단순화
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(C) event의 메커니즘의 가정
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(D) 해석방법과 매개변수의 선정
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(E) 예측치를 결정하기위한 해석
방법 및 매겨변수의 조작
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(F) 예측치의 산출․도시
그림 1.1 토질기초공학에 있어서 예측순서
Lambe은 토질 및 기초 공학의 문제로서 변형률(크기․속도), 안정성, 하중 이 세가지를 예측할 필요가 있다고 하였다(그림1.1). 이 그림은 토질 기초 공학에서 예측의 수순 즉 설계라는 하나의 예측작업을 요약한 것이다.
Lambe의 예측은 다음과 같이 세단계로 나눌수 있다. (1) A형 예측 - 사건이 발생하기 이전의 예측에서 (그림1.1)의 순서로 구해지는 설계. (2) B형 예측 - 시공중에 입수되는 현장 계측 데이터에 의한 예측. (3) C형 예측 - 사건이 발생한 때부터 실시하는 예측. 완벽한 A형 예측을 실시하는 것은 토질 및 기초공학의 설계 이론으로는 쉽지 않다. (그림1.1)과 같은 각각의 작업으로는 불확실성을 피할 수 없기 때문에 B형 예측의 도움이 필요하다. 현장 계측 공법 혹은 정보화 시공은 A형 예측에서의 불확실성을 B형 예측으로 보강하여 예측의 확실성을 높이는 방법인 것이다.
B형 예측과 A형 예측의 다이나믹한 결합을 위해서는 현장 계측 계획도 정확해야만 한다. 설계치의 수정과 시공 중의 의사 결정에 기여하는 현장 계측 계획의 초점은 무엇인가? 바로 이것이 이 책의 주요 목표이다.
1.2 현장계측의 배경과 의의
1.2.1 현장계측의 배경
공사의 책임자는 설계자로부터 도면을 넘겨받아 목적으로 하는 구조물을 소정의 공기와 비용으로 만들어 내야 한다. 이것이 예정(예측)대로 진행되면 전혀 문제가 안되는데 일반적으로 그렇게 되지 않는다. 따라서 공법을 변경하거나 보조적인 수단을 강구하는 등, 여러 가지 방법을 동원하게 된다. ‘언제 어떤 방법을 사용할까’책임자는 늘 그 결단을 강요받는다. 이처럼 이제부터 실행하려는 방법을 결정하는 행위를 ‘의사결정을 위한 정보가 불확실하다’고 하며, 책임자는 '불확실한 정보하에서 의사결정을 한다‘고 한다.
불확실한 정보하에서 의사 결정을 하는 경우 사람은 여러 가지 것을 통해 무언가를 구한다. 오랜 기간의 경험과 감각, 신념이라 할 수 있는 그 사람의 인생관, 신의 가호까지도 생각한다. 의사결정의 과학은 이와 같은 정서적인 측면을 대상으로 할 수는 없다. 오히려 정보를 정량적으로 표현하고 불확실한 부분의 존재를 명확히 한 가운데, 그러한 정보를 가지고 의사 결정을 하는 경우의 손실을 정량적으로 산정하는 극히 객관적인 측면을 대상으로 하고 있다. 그리고 이러한 의사결정의 과학은 통계적으로 보다 좋은 효과를 가져다 줄 확률이 높다는 점에서 유익하다고 할수 있다.
이와 같이 현장 계측은 그 현장을 대상으로 한 어떤 의사 결정이 요구되고 게다가 그것이 불확실한 정보를 토대로 하고 있는 경우 그리고 현장 계측에 의해 얻어지는 정보가 불확실성을 해소하는 데 상당히 유용한 경우에 사용된다.
1.2.2 현장 계측의 의의
현장 계측이 시공관리 ․ 안전관리 ․ 설계법의 확인 ․ 유지 관리와 같은 목적에서 실시되는 경우가 많으며 여러 가지 의사 결정 행위의 상황을 추정 할 수 있다. 먼저, 시공관리 ․ 안전관리라는 목적은 현재 구조물을 축조하고 있으며 책임자가 하자가 발생하지 않도록 늘 감독하고 적절한 의사결정을 내리지 않으면 안 되는 상황으로부터 나온 것이기 때문에 현장 계측의 정현적인 이용 목적이라 할 수 있다. 정보화 시공 혹은 관측 시공법 등으로 부르며, 시공과 현장계측의 관련을 강화시키고 그 수단을 개발하려는 노력이 기울여지고 있으며 하나의 분야를 이루고 있다. 여기서는 시공법의 변경과 매 순간의 안전도 평가 및 그에 대한 대응이라 할 수 있는 의사 결정 행위에 현장 계측이 반드시 필요하다는 데 그 의의를 부여할 수 있다. 이에 비해 설계법의 확인이라는 목적은 현장의 즉각적인 의사 결정에 관계하는데 그치지 않고 예비적인 시험 시공과 특수지반, 경험하지 않는 규모, 새로운 설계이론의 적용과 같은 상황의 시공에서 필요하다고 생각되며, 많은 경우 정보화 시공의 방법으로 시공 관리․안전관리를 하면서 입수되는 정보를 다음 단계의 설계라는 의사 결정행위에 피드백하고자 하는 것이다.
이와 같이, 현장계측은 기초 구조물의 설계에서 유지 관리에 이르는 광범위한 분야에서 여러 가지 의사 결정과 관계를 맺고 있다.
