지반굴착공사 위험요소 도출 및 통계적 검정 방법을 통한 신뢰성 분석

김동민(Dong Min Kim),김우석(Woo Seok Kim),백 용(Yong Baek) 한국방재안전학회 2017 한국방재안전학회 논문집 Vol.10 No.1

본 연구에서는 지반굴착공사로 인해 발생된 지반함몰 사례를 분석하고 지반함몰 발생 원인을 평가하였는데, 주요원인으로는 지반조사의 불충분, 부정확한 지반정수, 가시설 보조공법 구조체의 결함, 보일링 및 히빙에 대한 대처 미흡, 시공시 과굴착 등으로 나타났다. 그리고 지반함몰 발생원인 분석을 통해 지반굴착공사 위험요소를 도출하였는데, 지반조사, 굴착공법 선정, 구조물 해석, 계측계획, 굴착공법 시공, 지하수위 변화, 계측 수행, 자연재해, 시공관리 등이 지반함몰을 예방하기 위해 고려해야할 위험요소로 도출되었다. 또한, 도출된 위험요소에 대한 중요도를 평가하고, 신뢰도를 높이기 위해 국내 전문가들을 대상으로 설문조사를 수행하였고, 카이제곱(χ2) 검정 방법 통해 설문조사 응답자의 직업군, 업무종사기간, 업무현장종류 등과 설문조사결과가 유의한 수준인지에 대해 검정을 수행하였다. The case study on ground subsidence was conducted and the cause of ground subsidence was evaluated, main cause were insufficient site exploration, inaccurate strength parameters, defective temporary wall, insufficient reaction for boiling and heaving, excessive excavation and so on. Risk factors during excavation were identified from the cause of ground subsidence and risk factors were site exploration, selecting excavation method, structure analysis, measurement plan, excavation method construction, underground water level change, natural disaster and construction management. The survey of the experts on risk factors identified was conducted to evaluate the importance of risk factors, and confidence analysis was performed to evaluate the significance level between survey result and survey respondent using Chi-square Test.

지반조사성과 양식 및 메타데이터 표준화를 통한 GIS기반의 지반정보 입력시스템 개발

장용구(Jang YongGu),이상훈(Lee SangHoon) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 D Vol.28 No.4D

2007년 3월 건설교통부에서는 “지반조사성과 전산화 및 활용에 관한 지침”을 제정하여 훈령으로 시행하였다. 20071년 지반 정보DB 구축사업은 건설교통부의 지침 적용에 따른 지반정보 유통체계 안정화를 위한 시범사업으로 진행 중이며, 지반정보 유통시스템에 대한 사용자 교육도 함께 수행하고 있다. 본 연구에서는 건설교통부 지침을 통하여 건설현장에서 지반조사성과를 전산화하기 위한 지반정보 입력시스템의 통일된 DB구조 및 항목 정의를 위한 지반조사양식의 표준화, 유통용 지반정보 생성을 위한 메타데이터의 표준화, 국가좌표계 변환에 따른 세계측지계 기반의 시추공의 공간정보 생성 등의 핵심내용들을 중심으로 개발된 지반정보 입력시스템을 소개하고자 한다. 또한, 시범사업을 통하여 분석된 지반정보 입력시스템의 활용 현황과 입력자료 처리통계내용을 소개하고, 시범사업을 통하여 발생한 문제점을 분석하여 향후 지반정보 입력시스템의 개선사항을 제시하고자 한다. 기관별 지반조사성과양식 및 메타데이터 표준화를 통해 개발된 지반정보 입력시스템의 현장 활용을 위해 수행한 교육과 시범사업 수행 결과, 대부분의 사용자들이 쉽게 활용할 수 있는 것으로 분석되었다. 하지만, 메타데이터 생성의 복잡성 , 시추공 정보창 이동 부분 오류, 컴퓨터 OS환경에 따른 인스톨프로그램의 부분 인식오류 등의 지반정보 입력 시스템의 문제점이 발생하였다. 특히, 건설교통부 산하기관 중 대한주택공사의 개별적 표준양식 활용 및 지반조사입력자 특이성 등이 발생하여 지반정보 입력시스템의 부분적인 개선이 필요하였다. 본 연구를 통하여 도출된 문제점 및 개선사항들은 2008년 지반정보 DB센터 운영 및 관리 시 우선적으로 보완할 계획이다. The MOCT(Ministry of Construction & Transportation) gave a order named as "The guideline for computerization and application of geotechnical investigation result" to an affiliated organization in March 2007. Today, pilot project of construction of geotechnical information database is in process to be stable for its system after applying this guideline, and discipline how to input investigated data for related users. We have developed standard for geotechnical investigation result-format, metadata for distribution of geotechnical information and to coordinate based on world geodetic system. Also, We had a introduce to status with respect to use the input system, collect a statistics of input contents. At a result, improvement items of input system is proposed. It was analyzed that most users put to practical use easily as a result of education for making use of on the spot of the developed GIIS. But There were problems with the GIIS as well as complexity of metadata formation, such as error of moving part of information window, and a part of recognition error of install program in accordance with computer OS circumstances. Particularly, to improve some parts of GUS is needed, because of use of or KNHC (Korea National Housing Corporation)-specific format and difference of input process followed by MOCT's guideline. In this study, it is planning to make up for occurred problems ,and improvements when operating and managing the Geotechnical Information DB center in 2008.

건설현장 중심의 국토지반정보 유통시스템 개선 연구

장용구,이준우,전흥수,우제윤 한국항해항만학회 2011 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.추계

국토해양부의 국토지반정보 DB구축사업은 건설현장에서 발생하는 지반조사성과를 전산화하여 재활용할 수 있도록 DB구축,시스템 보급, 센터 운영 등을 주요수행사업으로 '00년부터 현재까지 10년 이상 지속적으로 추진되고 있다. '07년부터 「지반조사성과전 산화및활용에관한지침」이 국토해양부 훈령으로 제정 시행되면서 건설현장에서 발생하는 지반조사성과에 대한 전산화는 건설사가 직접 입력·제출하고 있다. 지침 시행과 함께 국토해양부에서는 국토지반정보 통합DB센터(한국건설기술연구원) 중심으로 지반정보 유통프로세스를 확립하고 지반정보 생산을 위한 지반정보 입력시스템, 검수·등록을 위한 검수등록시스템, 지반정보 유통을 위한 웹유통시스템으로 구성된 국토지반정보 유통시스템을 구축·운영하고 있다. 보급·활용 중인 국토지반정보 유통시스템에 대하여 지반정보 생산자 및 활용자들의 지속적인 개선요구사항들을 수렴하고 있으며, '11년도 사업을 통하여 사용자 중심의 국토지반정보 유통시스템으로 개선 및 추가개발을 추진하였다. 본 연구에서는 건설현장의 의견을 수렴하여 사용자 중심으로 개선한 국토지반정보 유통시스템의 주요 연구내용을 소개한다.

지반조사 분석을 통한 지반함몰 위험영향인자 연구

정호영(Ho Young Joung),이길환(Gil Hwan Lee) 한국방재안전학회 2017 한국방재안전학회 논문집 Vol.10 No.1

Recently, the development of underground space is being actively carried out in the urban area by saturation, and the excavation works are mainly carried out by various excavation methods by the structures adjacent to the ground and underground excavation. During such excavation work, ground subsidence accidents are occurring due to inattention construction, lack of construction technology, and leakage of ground water. For the prevention of ground subsidence we studied the method of risk influence factors by soil investigation. Analysis of 75 sites soil investigation by U.S.C.S (Unified Soil Classification System), construction method, depth of excavation and we studied the risk influence factors with ground subsidence. 최근 도심지 포화로 전 세계적으로 지하공간개발이 활발히 진행되고 있으며 굴착공사는 지상 및 지하의 굴착 인접구조물에 의한 다양한 굴착공법으로 시공이 주로 이루어지고 있다. 굴착공사 중 시공 부주의나 시공기술 미흡, 지하수 유출, 급격한 지층의 변화에 대응실패, 토류 시스템 구성품의 문제등으로 인해 각종 지반함몰 사고가 발생하고 있다. 지반함몰 방지를 위해 지반조사 분석을 통한 지반함몰 위험영향인자를 도출하고자 한다. 최근 75개소 지반조사값을 토대로 지반함몰 요인을 분석하고 조사항목으로는 지역별, 통일분류법(U.S.C.S), 공법, 굴착심도를 통해 분석을 하였다.

시추조사 정보 활용방안에 관한 연구

김진환,백용,이종현,이규필,김우석 대한지질공학회 2023 지질공학 Vol.33 No.4

4차 산업, AI 시대, 스마트건설 시대에 가장 중요한 것은 디지털 데이터다. 토목 건설 분야의 기초 데이터는 지반조사로부터 시작된다. 시추조사를 포함한 지반조사 데이터 관리를 위해 국토교통부에서는 국토지반정보 통합DB센터를 운영하고 있으나 데이터의 유통에 초점이 맞추어져 있다. 본 연구는 각종 건설공사의 설계, 시공을 위해 수행하였던 시추조사 결과를 장기적으로 활용하는 방안을 마련하기 위해 시범지구를 설정하고 시추조사 자료 중, 일부 지반설계정수를 이용하여 ‘지반설계정수 디지털 맵’제작하였다. 개발한 알고리즘을 이용하여 시범지구 경암 지층에 대한 마찰각과 투수계수 지반설계정수 디지털맵을 제작하였다. 지반설계정수 디지털 맵은 지반의 전체적인 상태를 파악할 수 있으나 입력되는 초기데이터가 부족하여 신뢰성 보완이 필요하다. 추가 연구를 통해 보다 완성된 지반설계정수 디지털 맵을제작할 수 있을 것이다. The most important thing in the 4th industry, AI era, and smart construction era is digital data. Basic data in the civil engineering field begins with ground investigation. The Ministry of Land, Infrastructure and Transport operates the Geotechnical Information Database Center to manage ground survey data, including drilling but the focus is on data distribution. This study seeks to devise a plan for longterm use of the results of drilling investigation conducted for the design and construction of various construction projects. For this purpose, a pilot area was set up and a ‘geotechnical design parameters digital map’ was created using some geotechnical design parameters from the drilling investigation data. Using the developed algorithm, a digital map of friction angle and permeability coefficient for the hard rock stratum in the pilot area was created. Geotechnical design parameters digital map can identify the overall condition of the ground, but reliability needs to be improved due to the lack of initial data input. Through additional research, it will be possible to produce a more complete geotechnical design parameters digital map.

미시추 구간의 지반 층상정보 예측을 위한 정규 크리깅 및 인공신경망 기법의 비교

전찬준,최창호,조진우 한국지반환경공학회 2019 한국지반환경공학회논문집 Vol.20 No.3

A large amount of site investigation data is essential to obtain reliable design value. However, site investigations are generally insufficient due to economic problems. It is important to estimate the ground profile information in unboring region for accurate earthwork-volume prediction, and such ground profile information can be estimated by using the geo-statistical approach. Furthermore, the ground profile information in unboring region can be estimated by training a model via machine learning technique such as artificial neural network. In this paper, artificial neural network-based model estimated the ground profile information in unboring region, and this results were compared with that of ordinary kriging technique, which is referred to the geo-statistical approach. Accordingly, a total of 84 ground profile information in an actual bridge environment was split into 75 training and 9 test databases. The observed ground profile information of the test database was compared with those of the ordinary kriging technique and artificial neural network. 확한 토공량 설계를 위해서는 충분한 량의 지반조사 자료가 필요하나 비용적인 문제로 인하여 제한적인 지반조사가 수행되고 있다. 정확한 토공량 예측을 위해서 지반의 층상정보를 추정하는 것은 중요한 사항이며, 이러한 제한적인 지반조사 데이터로부터 정확한 토공량 예측을 위해서는 지구통계학적(geo-statistical) 분석방법으로 지반 층상정보를 예측할 수 있다. 또한, 기시추된 지반 층상정보를 활용하여 기계학습을 통하여 모델을 학습하여 미시추된 지반 층상정보를 예측할 수도 있는데, 본 논문에서는 인공신경망을 통하여 미시추된 지반 층상정보를 예측하고 기존의 정규 크리깅 기법과 성능을 비교한다. 이를 위하여, 84공의 지반 층상정보를 활용한다. 84공의 지반 층상정보의 데이터셋 중에서 75공을 학습 데이터셋으로 활용하였고, 나머지 9공을 검증 데이터셋으로 활용하였다. 검증 데이터셋의 실측된 지반 층상정보와 정규 크리깅 기법과 인공신경망으로 예측된 지반 층상정보를 비교 분석한다.

도심지 굴착지반의 지반특성 비교

김병찬(Byung chan Kim),이진행(Jine Haeng Lee) 한국방재안전학회 2017 한국방재안전학회 논문집 Vol.10 No.1

본 연구는 지반함몰 발생 및 피해저감을 위한 지반 안정성 평가 및 굴착·보강 기술개발 과제 중 지반함몰 위험성 예측 및 평가기술 개발을 위한 기초자료로 활용하기 위한 연구로 수도권 6개 굴착지역에 대한 문헌자료에 의한 강도정수 산정, 시추에 의 한 지반조사 및 표준관입시험, 시추공을 이용한 하향식탄성파 결과를 이용하여 지반특성을 비교 연구 하였다. 연구결과 표준관입시험 결과인 N치와 문헌자료를 이용하여 지반정수를 산정하였고, 시추된 홀에 하향식탄성파탐사를 실시하여 지반의 동적지반특성을 확인하였다. 각 지역별 지반특성을 확인한 결과 지반물성치가 상이하게 나타나는 것을 볼 수 있다. 이는 각 현장별 N치와 문헌자료 조사자의 경험적 지반정수가 반영된 결과인 것으로 판단된다. This is a comparative study on the characteristics of excavated soils, which is proceeded using soil strength parameter by literature, geotechnical investigation, standard penetration test by drilling, and downhole test by borehole at six sites in urban areas. The results of these site surveys are used as basic data for the evaluation and development of prediction of ground subsidence risk. Geotechnical properties are estimated with the result of standard penetration test-N value and literature. The dynamic geotechnical characteristics are also estimated with top-down seismic exploration at borehole.

도계 석탄폐석 적치장 주변지반의 지형변화 조사 및 분석

조용찬 ( Yong Chan Cho ),송영석 ( Young Suk Song ),김경수 ( Kyeong Su Kim ) 대한지질공학회 2011 지질공학 Vol.21 No.3

강원도 삼척시에 위치한 도계 석탄폐석 적치장 주변지반에서 지반변형이 발생되었다. 대상지역에서의 지반변형 원인을 조사하기 위하여 시추조사 및 현장조사를 통한 지반조사와 기존 발간된 지형도를 이용한 지형분석을 실시하였다. 시추조사결과 상부에 토층이 9-28.5 m로 존재하고 있으며, 대상지역에 발생된 주요 균열을 조사한 결과 240~250o 방향으로 지반이 변형되고 있음을 알 수 있다. 또한 기존 발간된 지형도를 이용하여 비교분석한 결과 대상지역에서는 지속적으로 석탄폐석이 적치되었음을 확인 할 수 있다. 지반조사 및 지형분석결과를 토대로 대상지역의 지형변화 원인을 분석한 결과 대상지역에 존재하는 두꺼운 토층이 내적요인이며, 석탄폐석의 지속적인 적치로 인한 하중증가 및 하단부에서의 사면절취가 외적요인으로 나타났다. To investigate the causes of ground deformation around the Dogye coal waste depot in Samcheok city, Gangwon Province, we undertook a field survey and performed boring tests and a topographic analysis using maps compiled in various years. The results of boring tests and analyses of ground fractures indicate that the thickness of the soil layer ranges from 9 to 28.5 m and that ground deformation has occurred to the 240-250o direction. The topographic analysis revealed that the topography of the site has changed continuously due to the dumping of coal waste. The causes of ground deformation, investigated by both field surveys and the topographic analysis, were the thick layer of soil at this site, the loading weight of coal waste, and the excavation at the lower part of the slope.

지반침하 방지기술의 현황 및 발전방향

방기문(Ki Mun Bang) 한국암반공학회 2017 터널과지하공간 Vol.27 No.6

본 연구는 1990년대부터 국내에서 처음으로 시작된 폐광산 지역 지반침하방지기술을 정리하고 향후 지반침하방지기술의 발전방향을 모색해보고자 하였다. 먼저 지반침하의 개념을 정리하고, 지반침하 조사기술, 안정성 평가기술, 보강기술, 계측기술 등 각각의 적용기술을 설명하였다. 현재의 어려운 사업상황을 극복하고 지반침하방지 기술을 발전시켜 나가기 위하여서는 먼저 현재까지 개발된 기술을 통합정리 하고, 공공기관과 민간전문사업자가 상호 긴밀히 협력하여야 한다. 그동안 다양한 시행착오를 거쳐 발전된 기술을 터널굴착, 토목기반시설물 건설, 지하 환경영향 평가 등과 같은 관련 산업분야에 적용하여 사업영역을 확장해 나가는 것이 필요하다. 또한 좁은 국내시장을 벗어나 그동안 축적된 기술로 해외시장을 개척하여 나아가야 할 것이다. This study was carried out to predict the future technology on the prevention and reclamation of mining induced subsidences in Korea. We summarized the technical improvement of ground surveys and investigation, ground stability assessment, ground reinforcement, ground monitoring system and so on. It is essential to improve the technology that we try to collect and review all the data that is implemented on the site of mined area in Korea and collaborate all the members of public and private business sectors. We, also, try to expand our business area to related industry such as tunnelling, civil infrastructure, underground environmental assessment etc, and continue to develop oversea’s market.

해저터널의 지반조사 및 계측

박의섭,신희순,김형목,Park, Ui-Seop,Sin, Hui-Sun,Kim, Hyeong-Mok 한국터널지하공간학회 2011 자연, 터널 그리고 지하공간 Vol.13 No.6

해저터널은 태풍, 폭우 등과 같은 악천후에도 안정적으로 자국내 도서지역 및 인접국가간 교통 및 물류수송체계 운용을 가능하게 하는 주요 사회기반시설로서 활용되어왔다. 이러한 해저터널 프로젝트를 안전하고 경제적으로 수행하기 위해서는 해저터널의 공학적 특성을 정확하게 이해하는 것이 매우 중요하다. 이에 해저터널의 지반조사를 중심으로 전반적으로 언급하였다. 해저터널은 육상터널과는 달리 조사, 설계 및 시공단계에 있어 많은 불확실성과 위험성을 가지고 있으므로, 프로젝트의 특성에 맞는 정밀하고 정확한 조사는 해저터널의 성공여부를 좌우할 수 있다. 따라서 계획단계에서 철저한 문헌조사 연구 및 해저지형, 지질구조 등에 대한 이해를 기반으로 해저지반 조사계획을 수립 및 수행하여야 한다. 또한 해저터널의 특성상 완벽한 지반조사는 불가능하므로 광범위한 조사에도 불구하고 사전에 예상치 못한 불량한 지반조건을 마주칠 가능성이 크므로, 불확실성과 위험성을 염두에 두고 설계 및 시공에 임하여야 한다.