토공사 적산관리

최근 건축공사의 고층화 다양화 및 근접시공과 시공기술의 발달로 토공사의 수행방식도 고도화 전문화되고 있다. 일반적으로 건축공사에서 토공사의 범위는 건물의 기초 또는 지하구조물을 만들기 위해 흙을 파내고 지반을 안정케 하는 토공사 이외에도 부지 내 흙의 정리, 절토, 성토 위해방지시설 등 그 범위가 매우 넓다. 또한 소규모 공사에서는 토공사를 흙막이나 지정공사에 포함시키는 것이 보통이지만 중 대규모 공사에서는 이를 별도로 분리하여 공사비 항목을 두고 있다. 최근에는 건설공사가 더욱 복잡 다양화되면서 지하 토공사의 중요성이 강조되고 터파기 공사나 흙막이 공사가 인접구조물 및 지하구조체의 시공과 연계되어 전문업체에 의한 시공이 일반화되고 있다. 

토공사 관련 용어

절토: 필요한 흙의 모양을 만들기 위해 불필요한 흙을 깍아내는 것, 굴토: 흙파기로 구조물의 기초르 고르게 만드는 것

성토: 부족한 흙을 돋우기 또는 흙을 쌓는 것, 매토: 기초파기한 부분에 공사완료한 후 흙을 다시 메우는 것, 다짐: 흙의 압충강도를 높이기 위해 잡석이나 콘크리트 또는 흙 자체를 밀실하게 다지는 것, 정지: 흙을 평탄하게 고르는 작업, 배토: 불필요한 흙을 제거하는 작업

흙의 종류와 유형은 성질에 따라 보통토사에서부터 견질토사, 모래, 자갈 풍화암, 연암, 경암 등이 있으며 이들의 유형별 특성은 다음과 같다. 흙의 굴착은 현장의 작업조건이나 터파기량에 따라 기계굴착과 인력굴착으로 구분한다. 굴착공법 선정은 기계굴착과 인력굴착에 소요되는 공사비를 비교하여 선정하지만 굴착장소가 협소하거나 넓은 지역이라도 굴착장비의 사용이 어려운 경우에는 인력터파기 방법을 사용할 수밖에 없다. 협소한 장소란 터파기폭이 1m 이내이거나 길이가 2m 미만인 장소를 말하고, 넓은 지역이란 굴착장비의 작업이 가능한 최소면적이 100m 이상인 지역을 말한다. 어파기의 형식은 독립기초나 복합기초인 경우는 구덩이 파기를 하고 조적조 벽체 등에는 줄기초 파기, 지하층은 온통파기로 한다.

터파기량은 흙의 체적은 자연상태의 체적으로 계산한다. 이태 터파기 흙의 양은 토사의 종류 및 터파기의 깊이에 따라 구분하거나 주위에 장애물이 있을 때와 협소한 곳의 독립 터파기 또는 용수가 있는 곳의 터파기로 구분할 수 있다. 흙파기 시 흙의 경사는 높이와 길이의 비로 나타내거나 각도로 표시하는데 흙의 경사각이란 터파기 시 작업면적과 주위 건축물의 영향을 고려한 흙의 수평길이에 대한 수직높이의 비를 말한다. 일반적으로 흙의 경사도는 흙의 밀실한 정도나 지하수위 등에 따라 다르나 일반적으로 흙의 휴식각의 약 2배 정도 또는 깊이의 1/3~2/5를 기초의 너비보다 더 넓게 판다. 터파기의 경사각은 터파기 경사면을 해결하는 파기의 경사를 말하며 경사각은 휴식각의 2배가 된다.

일반적으로 흙의 휴식각은 토질시험 시 적용하는 것으로서 보통 흙이 자연상태에서 무너지지 않을 정도의 안정된 상태에서 수평면과 이루는 경사의 각도를 말한다. 즉 흙을 높이 쌓아두어 자연상태에서 미끄러져 내려와 안정되었을 경우 수평면과 이루는 경사면의 각도이다. 흙의 휴식각은 모래흙과 진흙, 자갈 등 토질에 따라 달라진다. 가설공사나 기초공사 시 거푸집의 설치, 흙막이공사, 방수공사, 지정공사의 작업공간 확보를 위하여 구조체의 부피와 면적보다 넓게 터파기를 할 필요가 있다. 이 경우 터파기의 여유폭은 설계표준에 의해 적절히 결정할 필요가 있다. 일반적으로 터파기의 여유폭은 흙막이가 있는 경우와 없는 경우로 구분하고 터파기의 높이에 따라 터파기의 여유공간을 두게 된다. 터파기의 너비는 흙의 휴식각이 없는 일반적인 경우와 휴식각이 정해져 있는 경우로 구분하여 산정하되 다음과 같이 산정한다. 터파기의 수량은 터파기의 형태에 따라 줄기초파기와 독립기초파기, 온통기초파기로 나누어진다. 건축물이 사각형일 경우에 적용하여 다각형일 경우에는 각각 알맞게 적용한다. 모양이 이형일 경우에는 별도의 산출방식을 정하여 적용한다. 온통파기는 터파기 면적에 터파기 깊이를 곱하여 산출한다. 지중보란 독립기초 상호간에 연결된 보로, 지붕보의 터파기는 양끝부분에서는 독립파기와 중복되므로 지붕보 터파기만 계산한 후 터파기 단면적을 곱하여 터파기량을 산출한다.

되메우기는 터파기 공사가 완료된 후 잔토처리방법의 하나로, 기초 또는 구조체가 완성된 후 터파기로 인한 여유공간을 메워주는 작업공정이며 자연상태의 토량으로 산출한다. 되메우기 토량의 계산은 흙파기의 체적에서 지중선 하부의 기초구조부 체적을 공제하는 것이다. 이때 기초구조부 체적이란 지반선 이하의 잡석다짐, 기초콘크리트, 지하실 용적의 총합계를 말한다. 잔토처리란 터파기 후 흙을 되메우고 남은 흙의 일부 또는 전부를 다른 곳으로 이동시키는 작업으로 토량환산계수를 적용한 토량을 말한다. 토량은 흙의 종류별로 토량의 변화가 달라지는데 이에 대한 환산계수를 말한다. 잔토처리량 산정은 이 방식과 같다. 잔토처리량= { 흙파기 체적- (되메우기 체적) x 토량환산계수 } (단, 토량환산계수는 보통토사를 기준으로 1.15 곱하여 계산). 흙의 토량은 터파기 후 부피의 변화가 일어나므로 토량의 변화량을 환산하여 계산하게 된다. 이때 토량환산계수는 토질에 따라 다르므로 다음과 같은 방식으로 계산한다. 흐트러진 상태의 토량환산계수= 흐트러진 상태의 토량/ 자연상태의 토량, 다져진 상태의 토량환산계수= 다져진 상태의 토량/ 자연상태의 토량.

토공사에 사용되는 장비는 건축물의 현장조건 작업의 특성에 따라 다양한 종류의 장비들이 선택된다. 흙의 굴착용 장비로는 굴삭기, 불도저, 셔블계 굴삭기, 드래그라인, 크램쉘 등이 있으며, 적재용으로는 로드, 버킷식 에스크 베이트, 백호우 등이 있다. 이러한 장비들은 대부분 토사를 굴착하여 다른 장소로 이동, 운반하는 용도로 사용된다. 또 건축물의 시공과정에서 장기적으로 작업용으로 사용되는 수직양중기와 크레인 등도 있다. 이러한 장비들은 사용용도에 따라 비용이 달라지므로 시공능력과 운영관리방법에 따라 소요경비 산정이 필요하다.