1. 서 론
1.1 연구의 배경 및 목적
국내 건설 사업은 원가관리 효율화 측면에서 사업초기단계의 중요성을 인식하고 있음에도 예비타당성조사, 투자평가지침서, 도로업무편람, 한국도로공사 자료
등 각 지침에서 최근 완료된 유사 실시설계의 평균 단가 실적 데이터를 적용하여 사업초기단계의 단위 연장 및 면적당 평균건설 공사비를 적용하고 있다. 또한 지침별, 발주처 및 주무관청별 개별적 기준 적용은 사업별 공사비 파악을 위한 최적의 계획을 수립하는 사업초기단계 개략 공사비 산정 시 지침단가의 획일화
및 공사비 데이터 갱신/관리 기준 미비와 큰 오차율로 인해 신뢰도 저하의 문제가 발생한다. 뿐만 아니라 특수한 교량공사의 경우 형평성 및 사업의 특성을
제대로 반영하지 못하고, 신속한 의사결정이나 대안선택이 결정되는 건설 사업초기단계에서 현행의 경우 수량산출 지침서를 전체적으로 살펴야하는 비효율적인
공사비 산정방식을 적용함으로써 사업추진 의사결정에 필요한 신속하고 신뢰성이 검증된 물량 추정모델 구축이 절실히 요구된다. 본 연구에서 제시하는 모델은
설계완료 이전 개략적 공사비 산정 업무의 표준체계를 구축하여 기존 공사비산출방법을 개선하고 공사비 적정성 및 신뢰도를 향상시킬 것으로 기대된다. 또한
대표공종을 기반으로 PSC 박스 거더교와 같은 특수교량을 대상으로 대표물량공종 기반의 물량입력 모델을 개발함으로써 설계반영을 위한 다양한 영향요인을 고려하여 개별 공공 건설공사의 특성에 적합하도록 모델을 개발하고 2000년 이후 공사비 실적 데이터(77개소) 및 설계자료 DB를 기반으로 연구를 진행하며, 설계가 완료된
실적 공사비 데이터에 현행 공사비 산정방식과 본 연구에서 제시하는 추정 물량과 단가를 비교 검증하고자한다.
1.2 연구의 방법 및 범위
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Fig. 1. Research Methodology
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개략공사비 산정모델을 개발하기 위한 연구방법은 첫째, 기존의 공사비 산출방식 및 선행연구에서 제시한 건설 사업초기단계 개략 견적방법들에 대한 고찰을
통해 기존의 국․내외 공사비 예측방법을 살펴봄으로써 한계점을 도출한다. 둘째, 수집된 정보를 DB화하고 이 중에서 유효한 값들을 재구성하여 현황 및
공사비 구성 비율 등에 대한 분석을 실시한다. 셋째, 총공사비에서 공사비 비중 및 해당 공종에서의 중요도가 높은 항목을 중심으로 설계 초기단계에서
가용한 정보 수준을 고려하여 각각의 공사를 구성하는 대표공종과 그 하위공종을 추출한다. 넷째, 하위공종별로 상부면적당 단위물량과 왕복2, 4차로의 차로수별 공사비단가를 도출하고 이를 기반으로 상부면적당 공사비단가를 도출하여 최종적으로 개략공사비 산정모델을 제시하며, 이를
적용하여 본 연구에서 제시하는 추정 공사비와 현행 공사비 산정방식에서의 결과를 비교·검증한다.
본 연구의 범위는 크게 건설생애주기와 도로공사의 대공종을 기준으로 정의하였다. 첫째, 본 연구에서는 건설생애주기에 따라 가용한 정보의 범위와 깊이가
상이한 점에 착안하여 개략공사비 산정에 많은 노력과 시간이 요구되는 설계단계, 그 중에서도 기본설계단계를 대상으로 모델을 개발하였다. 둘째, 2000년 이후 설계 완료된 특수 교량공사자료 중 대표적 특수 교량인 I.L.M (Incremental Launching Method), M.S.S(Movable
Scaffolding System), F.C.M(Free Cantilever Method),그리고 F.S.M(Full Staging Method)으로
연구 범위를 한정하여 국내 도로 건설공사의 대공종별 토공, 배수공, 교량공, 터널공, 부대공, 포장공, 교통안전시설공 중 교량공을 대상으로 하였다.
1.3 이론적 고찰
기존의 공사비 산출방식을 살펴보면 현재 국내 발주기관들이 도로건설사업의 예산을 책정하고, 이를 입찰 등의 단계에서 활용하는 공사비 산정방식은 교량의
형식, 연장, 차로 수, 교량 폭원 등의 특성을 반영하여 한국도로공사의 고속도로건설 평균단가를 제시하는 ｢도로·철도 부문사업의 예비당성조사｣(KDI,
2008), 교량의 면적당 단가를 적용하여 최근 3년 내 완료된 유사 실시설계의 평균 단가를 적용하는 ｢공공 교통시설 개발 사업에 관한 투자평가 지침서｣(건설교통부,
2007), 교량의 폭원과 연장을 고려하여 평균 단가를 산정한 ｢도로업무편람｣(국토해양부, 2008) 등이 있다. 국외 발주기관의 경우 캘리포니아
교통국(Caltrans)에서는 사용자가 구조물의 개략공사비 추정 시 활용할 수 있도록 교량 형식별 적정지간 길이범위 및 그에 따른 비용범위를 면적당
단가로 제시하여 교량에 대한 실적 데이터를 제공하고 있다(김경주, 2007). 이들 산정모델들은 단위 연장/면적당 단가를 산출하여 공사비를 산정할 수 있도록 실적 데이터를 구축하고 있으나 지침단가의 획일화, 공사비 데이터 갱신/관리 기준 미비로 인하여 오차율이 크고 신뢰도가 높지 않아 여러
한계점이 나타난다.
국내·외 개략공사비 추정 기법에 관한 선행 연구를 살펴보면 사업초기에 적용가능한 개략견적방법은 비용지수법(Cost Indexs Method), 비용용량법(Cost Capacity Method), 계수견적법(Factor Estimaing Method), 변수견적법(Parameter Estimating Method), 기본단가법(Base Price Method) 등이 있으나 이 또한 P.S.C Box교량과 같은 특수교량의 특성과 성격 및 설계단계의 사용자 및 기관의
공사비 산정목적에 따라 적절한 정밀도를 예측하지 못한다. 뿐만 아니라 신속한 의사결정이나 대안선택이 결정되는 설계단계에서 기존의 수량산출 지침서를
전체적으로 살펴야하는 소모적이고 획일적인 공사비 산정방식의 한계점이 발생하는데 기존의 방식으로는 사업초기단계의 개략공사비산정에 적합하지 못하다. 이에
본 연구에서 교량건설사업의 초기 설계단계에서 예산 책정을 위해 정확한 공사비를 신속하고 효율적으로 예측할 수 있도록 사용자 입장에서의 개략공사비 산정
모델을 제시하고자 한다.
2. 교량 형식별 대표공종 추출
2.1 자료수집현황
특수교량 77건의 2000년 이후 설계된 공사의 설계자료 와 설계도서(보고서/내역서/도면/수량산출서 등)를 분석하였다. 교량 형식별 대표공종을 도출하기
위하여 수집된 자료를 토목공사와 관련한 수량산출 지침서1)의 분류체계를 기준으로 내역분기를 실시하였으며, 이 때 내역분기는 상부공사에 한정하여 실시하였다. 2000년 이후 설계된 특수교량 77건의 설계자료
와 설계도서(보고서/내역서/도면/수량산출서 등)를 수집 및 분석하였다. 교량 형식별로 대표공종을 도출하기 위하여 수량산출 지침서의 분류체계를 기준으로
내역분기를 실시하였으며, 전체 공사비에서 각 공종별 공사비의 비율과 누적비율을 통해 교량 형식별로 대/중/소 분류체계로 대표공종을 도출한다. 본 연구를
위해 수집된 자료 현황을 살펴보면 다음 Table 1, 2와 같다.
Table 2에서 확인되는 바와 같이 교량 형식별로 상부공이 총공사비에서 차지하는 비율은 평균 62.5%(56.1%~65.7%)로 매우 큰 것을 알 수 있다. 또한, 상부공의 경우 공사비의 영향요인이 제한적임을
감안하여 본 연구에서는 상부공에 그 범위를 한정하여 공사비 추정 모델을 개발하고자 한다.
2.2 대표공종과 하위공종 도출
|
Table 1. Classification by Bridge Types
|
|
Model
|
Express Highway
|
Route
|
Total
|
|
I.L.M
|
34(91.9%)
|
3(8.1%)
|
37(48.0%)
|
|
M.S.S
|
10(76.9%)
|
3(23.1%)
|
13(16.9%)
|
|
F.C.M
|
10(76.9%)
|
3(23.1%)
|
13(16.9%)
|
|
F.S.M
|
14(100.0%)
|
0(0.0%)
|
14(18.2%)
|
|
Total
|
68case(88.3%)
|
9case(11.7%)
|
77case
|
|
|
|
Table 2. Cost Compositions by Bridge Types
|
|
Classification
|
I.L.M
|
M.S.S
|
F.C.M
|
F.S.M
|
|
Upper Work
|
56.1%
|
65.7%
|
65.2%
|
63.3%
|
|
Under Work
|
Pier
|
23.5%
|
19.4%
|
15.2%
|
18.1%
|
|
Abut
|
3.3%
|
1.8%
|
2.5%
|
2.8%
|
|
Foundation
|
6.9%
|
4.5%
|
5.1%
|
6.9%
|
|
Secondary Work
|
3.9%
|
1.9%
|
2.6%
|
1.0%
|
|
Earth Work
|
6.3%
|
6.7%
|
9.4%
|
7.9%
|
|
Total
|
100%
|
100%
|
100%
|
100%
|
|
|
|
|
|
Fig. 2. Progress Measurement for Specified Activity
|
교량형식별 공종을 기반으로 대표공종을 도출하기 위하여 총공사비 대비 상위공종들과 각 상위공종을 구성하는 하위공종별로 공사비를 분개하였다. 최소한의
대표공종과 이를 구성하는 하위공종만으로 정확한 개략공사비를 산정하기 위해 총공사비 대비 누적비율 95% 이상을 차지하고 있는 대표공종을 추출하였다(Figure
2, 3참조). 대표공종을 구성하고 있는 하위공종들의 전체 공종 대비 차지하는 공종수 비율을 살펴 본 결과, 10.41%~17.42%로 약 15%내외이며 공종수만을 비교했을 때 그 비중이 적으나 공사비에서 차지하는
비율은 매우 높음을 알 수 있었다(Table 4참조).
이는 최소한의 공종의 물량과 공사비를 파악함으로써 상부공 공사비를 예측할 수 있다는 것을 나타내며, 이에 대한 근거로서 도출된 대표공종의 공사비가
실제 상부공 총공사비 내에서 차지하는 누적 비율은 97.81%~99.15%라는 점을 알 수 있고 상세한 내용은 Table 4에서 별도로 제시하였다.
|
Table 3. Critical Cost Elements by Bridge Types
|
|
Work Classification
|
Level 1
|
Level 2
|
Level 3
|
|
Common
(1)
|
Form
|
Plywood
|
1st/3rd/4th/6th
|
|
Common
(2)
|
Reinforcing Bar Assembling
|
Complication
|
Mild Steel/High Strength Steel
|
|
Common
(3)
|
Concrete Placement
|
Concrete Placement
|
Using Pumpcar
(0~15m)
|
|
Common
(4)
|
P.S.C Steel Material Installation & Tension Work
|
Sheath Tube Assembling
|
D=110mm
|
|
D=100mm
|
|
D=90mm
|
|
D=66mm
|
|
Anchorage Device Installation
|
12*12.7mm
|
|
19*15.2mm
|
|
P.S.C Steel Installation
|
Straight Line
|
|
Curve Line
|
|
P.S.C Steel Tension work
|
12*12.7mm
|
|
19*15.2mm
|
|
Milk Grouting
|
12*12.7mm
|
|
19*15.2mm
|
|
Common
(5)
|
Material Cost
|
Reinforced Purchase
|
High Strength Steel
(H16~32mm)
|
|
Concrete Purchase
|
Remicon
(19-400-15)
|
|
Common
(6)
|
P.S.C Box
|
|
Special
(7-1)
|
Steam Curing
|
I.L.M
|
|
Special
(7-2)
|
Waterproofing
|
Liquid Waterproofing
|
M.S.S/ F.C.M
|
|
Special
(7-3)
|
Supporting Post
|
Steel Tube
|
F.S.M
|
|
Table 4. Cost Composition of Bridge Superstructure
|
|
Classification
|
I.L.M
|
M.S.S
|
F.C.M
|
F.S.M
|
|
W
o
r
k
|
C
o
s
t
R
a
t
I
o
|
P.S.C Steel Material Installation & Tension Work
|
30.60%
|
22.66%
|
45.90%
|
31.60%
|
|
P.S.C Box
|
30.80%
|
49.07%
|
34.30%
|
27.30%
|
|
Material Cost
|
14.40%
|
13.11%
|
9.00%
|
8.30%
|
|
Reinforcing Bar Assembling
|
14.90%
|
11.60%
|
5.90%
|
15.70%
|
|
Concrete Placement
|
1.50%
|
1.65%
|
1.10%
|
2.80%
|
|
Form
|
1.30%
|
0.44%
|
1.70%
|
8.90%
|
|
Steam Curing
|
4.20%
|
-
|
-
|
-
|
|
Waterproofing
|
-
|
0.63%
|
1.00%
|
-
|
|
Supporting Post
|
-
|
-
|
-
|
3.70%
|
|
Average Ratio by Type(%)
|
97.81%
|
99.15%
|
98.90%
|
98.33%
|
|
Representative Construction Type Ratio by Construction Fields(%)
|
Max
|
98.96%
|
99.73%
|
99.15%
|
98.43%
|
|
Min
|
95.80%
|
98.03%
|
98.68%
|
98.20%
|
Table 4에서는 이러한 공종을 특수공종으로 분류하여 제시하였다. 본 연구에서 제시하는 교량 형식별 대표공종과 하위 분류체계는 개략공사비 산정을
위한 기초자료뿐만 아니라 특수 교량공사에서 상세 내역을 파악하기 전 단계에서 필수공종 파악 시 활용 가능할 것으로 기대된다.
2.3 대표공종 도출과 구성 비율 고찰
교량형식별 대표 공종은 Figure 2와 같이 도출되었으며 Table 4와 같이 6가지의 공통된 대표공종과 형식별 특수 대표공종은 증기양생, 교면방수,
동바리 등으로 나타났다. 6가지 공통 대표공종 이외의 특수 대표공정의 경우 각 교량형식의 시공방법의 특수성에서 기인함을 알 수 있다. 각 대표공종들이
교량공사에서 차지하는 비율은 아래 Table 4와 같다.
대표공종들을 I.L.M(37건), M.S.S(13건), F.C.M(13건), F.S.M(14건)의 각 현장에 적용시켰을 경우 교량 형식별 대표공종들이 총공사비 대비 차지하는 비율은 평균적으로 97.81%~99.15%이며 각 현장별로
대표공종이 차지하는 최소비율도 95.80%로 편차 5%이내이다.
3. 교량 형식별 단위물량 및 공사비 단가 산출
개략공사비를 산정하기 위해 필수요소는 단가와 물량이며 최소한의 교량제원만을 활용하여 총공사비를 알 수 있도록 교량 형식별로 대표공종 내에서 공사비
비중이 큰 하위공종을 기준으로 상부면적당 단위물량과 차로수별 공사비단가를 제시하고자 한다.
3.1 교량 형식별 단위물량
설계 초기단계에서 개략공사비를 산정하기 위해 발주기관과 같은 사용자 입장에서 알 수 있는 최소한의 정보는 총연장, 폭원, 형고, 차로수와 같은 가장
기초적인 교량제원뿐이며 기존의 공사비 산정방식들 또한 이를 고려하여 공사비를 산정할 수 있도록 총연장(단위 연장)이나 상부면적(단위 면적)당 단가들을
제시하고 있다. 만약 사용자 입장에서 공사비뿐만 아니라 물량까지 알고자 한다면 기존의 방식은 이를 수용하지 못하는 한계를 가지고 있다. 따라서, 본
연구에서는 상부면적당 공사비 단가를 제시하기 이전에 앞서 도출된 대표공종과 그 하위공종들을 기준으로 각각의 상부면적당 단위물량을 제시하고자 한다(Table
5, 6, 7, 8참조).
|
Table 5. Unit Quantity per Superstructure (I.L.M)
|
|
Work Classification
|
Low Rank Work Classification
|
Unit
|
Unit Volume
|
|
Material Cost
|
High Strength Steel (H16~32mm)
|
ton/m2
|
0.176
|
|
Remicon (19-400-15)
|
m3/m2
|
0.790
|
|
P.S.C Steel Material Installation & Tension Work
|
Sheath Tube Assembling (D90mm)
|
m/m2
|
0.812
|
|
Sheath Tube Assembling (D66mm)
|
m/m2
|
2.143
|
|
Anchorage Device Installation
(12*12.7mm)
|
EA/m2
|
0.098
|
|
P.S.C Steel Installation (Straight)
|
ton/m2
|
0.024
|
|
P.S.C Steel Installation (Curve)
|
ton/m2
|
0.012
|
|
Steel Tension work
(12*12.7mm)
|
EA/m2
|
0.071
|
|
Milk Grouting
(12*12.7mm)
|
m/m2
|
3.425
|
|
Form
|
Plywood 1st
|
m2/m2
|
0.030
|
|
Plywood 3rd
|
m2/m2
|
0.239
|
|
Plywood 6th
|
m2/m2
|
0.019
|
|
Reinforcing Bar Assembling
|
Complication
|
ton/m2
|
0.171
|
|
Concrete Placement
|
Using Pumpcar (0~15m)
|
m3/m2
|
0.802
|
|
P.S.C Box(1set)
|
-
|
-
|
|
Steam Curing(1set)
|
-
|
-
|
|
Table 6. Unit Quantity per Superstructure (M.S.S)
|
|
Work Classification
|
Low Rank Work Classification
|
Unit
|
Unit Volume
|
|
Material Cost
|
High Strength Steel (H16~32mm)
|
ton/m2
|
0.164
|
|
Remicon (19-400-15)
|
m3/m2
|
0.771
|
|
P.S.C Steel Material Installation & Tension Work
|
Sheath Tube Assembling (D110mm)
|
m/m2
|
0.894
|
|
Anchorage Device Installation
(19*15.2mm)
|
EA/m2
|
0.038
|
|
P.S.C Steel Installation
(Curve Line)
|
ton/m2
|
0.022
|
|
Steel Tension work
(19*15.2mm)
|
EA/m2
|
0.151
|
|
Milk Grouting (19*15.2mm)
|
m/m2
|
1.020
|
|
Form
|
Plywood 3rd
|
m2/m2
|
0.145
|
|
Reinforcing Bar Assembling
|
Complication
|
ton/m2
|
0.180
|
|
Concrete Placement
|
Using Pumpcar (0~15m)
|
m3/m2
|
0.612
|
|
P.S.C Box(1set)
|
-
|
-
|
|
Waterproof
|
Liquid Waterproofing
|
m2/m2
|
0.919
|
|
|
|
Table 7. Unit Quantity per Superstructure (F.C.M)
|
|
Work Classification
|
Low Rank Work Classification
|
Unit
|
Unit Volume
|
|
Material Cost
|
High Strength Steel (H16~32mm)
|
ton/m2
|
0.143
|
|
Remicon (19-400-15)
|
m3/m2
|
1.013
|
|
P.S.C Steel Material Installation & Tension Work
|
Sheath Tube Assembling (D110mm)
|
m/m2
|
1.331
|
|
Sheath Tube Assembling (D100mm)
|
m/m2
|
0.970
|
|
Anchorage Device Installation
(19*15.2mm)
|
EA/m2
|
0.954
|
|
P.S.C Steel Installation
(Straight Line)
|
ton/m2
|
0.037
|
|
Steel Tension work (19*15.2mm)
|
EA/m2
|
0.511
|
|
Milk Grouting (19*15.2mm)
|
m/m2
|
1.397
|
|
Form
|
Plywood 1st
|
m2/m2
|
0.299
|
|
Plywood 3rd
|
m2/m2
|
1.538
|
|
Rein-Bar Assembling
|
Complication
|
ton/m2
|
0.166
|
|
Concrete Placement
|
Using Pumpcar (0~15m)
|
m3/m2
|
0.691
|
|
P.S.C Box (1set)
|
-
|
-
|
|
Waterproof
|
Liquid Waterproofing
|
m2/m2
|
0.876
|
P.S.C Box공종의 경우, 4가지 교량 형식에 모두 포함되는 공통 상위 대표공종에 해당하지만 자료 수집과정에서 얻은 설계내역서, 수량산출서 등을
정리한 결과, 본 연구에서 분석대상으로 설정한 4가지 교량 형식별로 P.S.C Box공을 구성하는 대표 하위공종들이 모두 상이하며, 공사비 산출근거
상에서 단위가 개월, 회, 식 등의 단위로 제시되어 상부면적당 단위물량을 제시하여도 이를 활용하여 다시 전체물량을 산출하는 과정에서 오차가 발생할
가능성이 높다고 판단하여 산정모델에서 상부면적당 공사비단가만을 제시하고자 한다.
|
Table 8. Unit Quantity per Superstructure (F.S.M)
|
|
Work Classification
|
Low Rank Work Classification
|
Unit
|
Unit Volume
|
|
Material Cost
|
High Strength Steel (H16~32mm)
|
ton/m2
|
0.107
|
|
Remicon (19-400-15)
|
m3/m2
|
0.724
|
|
P.S.C Steel Material Installation & Tension Work
|
Sheath Tube Assembling (D110mm)
|
m/m2
|
0.718
|
|
Anchorage Device Installation (19*15.2mm)
|
EA/m2
|
0.468
|
|
P.S.C Steel Installation (Straight Line)
|
ton/m2
|
0.007
|
|
P.S.C Steel Installation (Curve Line)
|
ton/m2
|
0.020
|
|
Steel Tension work (19*15.2mm)
|
EA/m2
|
0.103
|
|
Milk Grouting (19*15.2mm)
|
m/m2
|
2.816
|
|
Form
|
Plywood 3rd
|
m2/m2
|
2.174
|
|
Rein-Bar Assembling
|
Complication
|
ton/m2
|
0.127
|
|
Concrete Placement
|
Using Pumpcar (0~15m)
|
m3/m2
|
0.717
|
|
P.S.C Box(1set)
|
-
|
-
|
|
Supporting Post
|
Steel Tube
|
work/m3 ․ m2
|
0.543
|
증기양생의 경우에도 P.S.C Box공과 마찬가지로 타 공종들과 달리 상부면적당 단위물량 대신에 산정모델에서상부면적당 공사비단가만을 제시한 이유는 크게 2가지이다. 첫째, 증기양생에 소요되는 총공사비를 산정하기 위한 산출근거가 Segment당 단가를 조합하여 구성하도록
되어 있어 증기양생 시설의 규모나 설계자 혹은 시공자의 판단에 따라 Segment의 연장이 다를 수 있기 때문에 총 물량에는 크게 변화가 없지만 이를
공사비단가를 적용하여 공사비를 추정한 결과, 전체 공사비에서 차지하는 비중이 적다고 하더라도 단일공종으로써 산정된 개략공사비에 큰 편차가 발생할 가능성이
있다.
둘째, 단가산출근거 상의 가장 큰 비중을 차지하는 공사비단가는 경유와 같은 증기시설 가동을 위한 연료비의 단가가 대부분을 차지하고 있기 때문에 콘크리트, 철근 등과 같은 주요 자재물량들과의 상관관계보다는 총연장,
폭원과 같은 교량제원과의 영향정도가 더 크다고 판단하였기 때문이다(
|
|
|
Fig. 3. Cost Estimating Process for Bridge Superstructure
|
|
|
|
Table 9. Cost Estimation per Unit Superstructure Volume (m3, Four-lanes)
|
|
Work Classification
|
Low Rank Work Classification
|
Unit
|
Cost
|
|
Material Cost
|
High Strength Steel (H16~32mm)
|
won/ton
|
429,754
|
|
Remicon (19-400-15)
|
won/m3
|
58,414
|
|
P.S.C Steel Material Installation &
Tension Work
|
Sheath Tube Assembling (D110mm)
|
won/m
|
32,041
|
|
Sheath Tube Assembling (D90mm)
|
won/m
|
22,883
|
|
Sheath Tube Assembling (D66mm)
|
won/m
|
14,522
|
|
Anchorage Device Installation (12*12.7mm)
|
won/EA
|
299,074
|
|
Anchorage Device Installation (19*15.2mm)
|
won/EA
|
699,261
|
|
P.S.C Steel Installation (Straight Line)
|
won/ton
|
1,993,646
|
|
P.S.C Steel Installation
(Curve Line)
|
won/ton
|
2,351,130
|
|
Milk Grouting (12*12.7mm)
|
won/EA
|
162,471
|
|
Milk Grouting (19*15.2mm)
|
won/EA
|
427,859
|
|
Milk Grouting (12*12.7mm)
|
won/m
|
8,819
|
|
Milk Grouting (19*15.2mm)
|
won/m
|
13,493
|
|
Form
|
Plywood 1st
|
won/m2
|
52,078
|
|
Plywood 3rd
|
won/m2
|
23,466
|
|
Plywood 6th
|
won/m2
|
16,728
|
|
Reinforcing Bar Assembling
|
Complication
|
won/ton
|
379,871
|
|
Concrete Placement
|
Using Pumpcar (0~15m)
|
won/m3
|
14,458
|
|
Waterproofing
|
Liquid Waterproofing
|
won/m2
|
17,260
|
Table 10 참조).
3.2 차로수별 공사비단가
발주자와 같은 사용자 입장에서는 각 공종별로 필요한 물량보다는 기획단계에서 교량공사에 필요한 예산책정 등의 이유로 공종의 상세 물량 추정보다는 신속하면서도
정확한 추정 공사비 단가 데이터를 요구한다. 따라서 앞절에서 제시한 단위물량과 함께 개략공사비를 산정하기 위해서는 공종별 공사비단가가 필요하며, 현행
공사비 추정방식의 경우 공종별 상세 추정물량에 대한 도출 없이 단위 연장 및 면적당 단가만을 제시하고 있는데 본 연구에서는 공사비 추정을 위해 단위물량과
공사비단가를 동시에 체계화 시켜 기존 방식에 비해 보다 신뢰적이고 효율적인 방식을 제시한다.
|
Table 10. Cost Estimation per Unit Superstructure Volume by Bridge Types
|
|
Work Classification
|
Low Rank Work Classification
|
Cost Unit (1,000won/m2)
|
|
I.L.M
|
M.S.S
|
F.C.M
|
F.S.M
|
|
Material Cost
|
High Strength Steel (H16~32mm)
|
75.537
|
70.167
|
60.999
|
43.702
|
|
Remicon (19-400-15)
|
43.707
|
47.707
|
70.813
|
58.697
|
|
P.S.C Steel Material Installation &
Tension Work
|
Sheath Tube Assembling
|
D110mm
|
-
|
29.278
|
49.227
|
31.405
|
|
D100mm
|
-
|
-
|
24.908
|
-
|
|
D90mm
|
18.137
|
-
|
-
|
-
|
|
D66mm
|
31.622
|
-
|
-
|
-
|
|
Anchorage Device Installation
|
12*12.7mm
|
26.704
|
-
|
-
|
-
|
|
19*15.2mm
|
-
|
25.895
|
565.350
|
310.055
|
|
P.S.C Steel
Installation
|
Straight Line
|
46.284
|
-
|
85.443
|
13.113
|
|
Curve Line
|
27.996
|
56.310
|
-
|
60.103
|
|
P.S.C Steel
Tension work
|
12*12.7mm
|
10.831
|
-
|
-
|
-
|
|
19*15.2mm
|
-
|
30.041
|
180.234
|
44.088
|
|
Milk Grouting
|
12*12.7mm
|
31.167
|
-
|
-
|
-
|
|
19*15.2mm
|
-
|
13.741
|
17.941
|
40.354
|
|
Form
|
Plywood 1st
|
1.544
|
-
|
13.770
|
|
|
Plywood 3rd
|
5.942
|
3.292
|
36.677
|
62.475
|
|
Plywood 6th
|
0.338
|
-
|
-
|
-
|
|
Reinforcing Bar Assembling
|
Complication
|
67.049
|
69.085
|
77.298
|
48.585
|
|
Concrete Placement
|
Using Pumpcar (0~15m)
|
11.754
|
8.292
|
9.880
|
11.373
|
|
P.S.C Box (1set)
|
210.640
|
357.711
|
608.715
|
201.524
|
|
Steam Curing (1set)
|
29.784
|
-
|
-
|
-
|
|
Waterproofing
|
Liquid Waterproofing
|
-
|
13.380
|
16.456
|
-
|
|
Supporting Post
|
Steel Tube
|
-
|
-
|
-
|
11.311
|
|
Total
|
633.093
|
721.617
|
1781.084
|
936.785
|
수집한 원 공사비 데이터는 매월 또는 연도 별로 상이하며 동일한 시점에도 시공현장마다 차이가 있지만 한국건설기술연구원에서 제시하는 공사비지수
2) 개념을 도입하여 일정기준시점(2006년 01월 기준)을 기준으로 공사비로 환산하여 적용하였다. 또한 수집데이터의 교량 폭원의 경우 왕복4차로와 왕복2차로가
대부분을 차지하여 차로수별 공사비단가를 따로 제시한다.
왕복4차로에 해당하는 교량은 I.L.M가 총 37건 중 31건, M.S.S가 총 13건 중 10건이며 폭원은 최소 20.9m(2건), 최대 25.2m로
대부분이 24.3m로 구성되어 있다.
왕복2차로에 해당하는 교량은 FCM은 총 13건 전체가 해당되며 FSM이 총 14건 중 13건이었다. 폭원은 최소 9.0m, 최대 17.4m(1건)으로
교량별로 편차가 크지만 대부분 10m정도로 구성되어 있다.
4. 개략공사비 산정모델 구축 및 검증
기존의 공사비 산정방식은 예비타당성조사(2004), 도로업무편람(2008), 투자평가지침(2007) 등을 활용하여 산출하는데 이들 산정모델들은 총연장, 상부면적(총연장×폭원) 등 최소한 교량제원만으로 사용자가
원하는 총공사비를 산정할 수 있도록 교량형식별로 상부면적당 공사비단가를 제시하고 있다.
예비타당성조사(2004)의 경우, 왕복4차로를 기준으로 하며 교량 형식, 신설 및 확장여부, 차로수, 연장, 폭원 등을 교량공사비 영향요인으로 들
수 있다. 도로업무편람(2008)의 경우, 폭원 24.8m를 기준으로 하며 교량형식, 폭원, 연장을 영향요인으로 고려하며, 투자평가지침(2007)의
경우, 고속도로와 국도를 기준으로 한다고 하나 상부면적당 공사비는 동일하게 적용하며 교량형식과 연장을 영향요인으로 설정하고 있다.
|
Table 11. Unit Cost by Existing Estimating References
|
|
Cost Unit (1,000won/m2)
|
|
Classification
|
Cost(Upper Work Ratio)
|
|
I.L.M
(56.0%)
|
M.S.S
(65.7%)
|
F.C.M
(65.2%)
|
F.S.M
(63.2%)
|
|
Pre-Feasibility
Study (2008)
|
1,574
|
1,968
|
3,105
|
1,807
|
|
Applying Cost
|
881.44
|
1292.97
|
2024.46
|
1142.02
|
|
Guide for road construction (2011)
|
1,773
|
2,978
|
2,250
|
3,304
|
|
Applying Cost
|
992.88
|
1956.55
|
1467.00
|
2088.13
|
|
Guideline
for investment
evaluation (2007)
|
1,555
|
2,609
|
1,971
|
2,893
|
|
Applying Cost
|
870.80
|
1714.11
|
1285.09
|
1828.38
|
|
|
|
|
|
Fig. 4. Validation of Cost Estimation Model (I.L.M)
|
|
Table 12. Cost Estimation Model vs. Existing References (I.L.M)
|
|
(Cost Unit : 100 Million won)
|
|
Model
|
Real
Cost
|
Pre-F.S.
|
Guide for Road Cons.
|
Guide for investment
|
Estimation Model
|
|
ILM-1
|
159
|
194
|
206
|
184
|
115
|
|
ILM-2
|
146
|
206
|
218
|
196
|
128
|
|
ILM-3
|
128
|
160
|
170
|
152
|
105
|
|
ILM-4
|
143
|
210
|
224
|
200
|
112
|
|
ILM-5
|
188
|
324
|
345
|
309
|
169
|
|
|
|
|
|
Fig. 5. Validation of Cost Estimation Model (M.S.S)
|
검증은 교량 형식별로 2~5개 대상교량의 실제 상부공 공사비대비 각각의 현행 공사비 산정방식들과 본 연구에서 제시하는 추정 공사비와의 편차를 비교하는
방식으로 실시하였다. 기존의 공사비 산정방식에서 제시하는 상부면적당 공사비단가는 상부공, 하부공(기초공, 교각공, 교대공), 토공, 부대공을 모두
포함한 총공사비이기 때문에 검증대상 교량 각각의 상부공 비율들을 도출하여 적용하였다(Table 11참조). I.L.M과 M.S.S의 경우, 왕복4차로
교량을 대상으로 하였으며 F.C.M과 F.S.M의 경우, 왕복2차로 교량만을 검증대상교량으로 선정하였다. 교량 형식별로 실시한 검증결과는 아래의 Figure
4, 5, 6, 7 및 Table 12, 13, 14, 15와 같다.
I.L.M의 경우, 총 5개 교량에 대한 검증을 실시하였으며, 평균 편차가 예비타당성조사 46.63%, 도로업무편람 52.39%, 투자평가지침 36.45%인
것에 비해 평균 -15.43%의 편차를 보이고 있다.
M.S.S의 경우, 총 3개 교량에 대한 검증을 실시하였으며, 평균 편차가 예비타당성조사 118.29%, 도로업무편람 211.67%, 투자평가지침
192.76%인 것에 비해 평균 -8.85%의 편차를 보이고 있다.
F.C.M의 경우, 총 2개 교량에 대한 검증을 실시하였으며, 평균 편차가 예비타당성조사 -49.75%, 도로업무편람 -65.64%, 투자평가지침
-64.70%인 것에 비해 보다 정확한 평균 2.98%의 편차를 보이고 있다.
F.S.M의 경우, 총 2개 교량에 대한 검증을 실시하였으며, 예비타당성조사 -19.16%, 도로업무편람 39.46%, 투자평가지침 15.90%이며
본 연구의 산정모델은 평균 19.08%의 편차를 보이고 있다. 투자평가지침의 경우, 본 연구의 산정모델보다 더 정밀하게 공사비를 추정하였지만 이 결과는
일부 검증대상교량에만 해당되므로 본 연구에서 제시하는 개략 공사비산정모델이 부적합하다는 단편적인 결론을 내리기에는 무리가 있다고 판단된다.
교량형식별로 검증을 실시한 결과, 기존의 공사비 산정 방식들에 비해 본 연구에서 제시하는 산정모델이 공사비 예측에서 보다 정확한 예측결과를 나타고
있다. 전체 공종의 적용이 아닌 대표공종을 기반으로 공사비를 산정하여 기존 방식에 비해 신속함에서 우수하고 총공사비뿐만 아니라 공사비의 대부분을 차지하는
공종들의 물량과 공사비도 산출이 가능하므로 사용자 입장에서 보다 신뢰성 있는 근거자료로서 다각적으로 활용 가능할 것이다.
|
Table 13. Cost Estimation Model vs. Existing References (M.S.S)
|
|
(Cost Unit : 100 Million won)
|
|
Model
|
Real
Cost
|
Pre-F.S.
|
Guide for Road Cons.
|
Guide for investment
|
Estimation Model
|
|
MSS-1
|
144
|
294
|
419
|
436
|
160
|
|
MSS-2
|
162
|
380
|
542
|
485
|
158
|
|
MSS-3
|
124
|
269
|
384
|
343
|
105
|
|
|
|
|
|
Fig. 6. Validation of Cost Estimation Model (F.C.M)
|
|
|
|
Table 14. Cost Estimation Model vs. Existing References (F.C.M)
|
|
(Cost Unit : 100 Million won)
|
|
Model
|
Real
Cost
|
Pre-F.S.
|
Guide for Road Cons.
|
Guide for investment
|
Estimation Model
|
|
FCM-1
|
78
|
43
|
29
|
27
|
88
|
|
FCM-2
|
68
|
31
|
21
|
25
|
64
|
|
|
|
|
|
Fig. 7. Validation of Cost Estimation Model (F.S.M)
|
|
|
|
Table 15. Cost Estimation Model vs. Existing References (F.S.M)
|
|
(Cost Unit : 100 Million won)
|
|
Model
|
Real
Cost
|
Pre-F.S.
|
Guide for Road Cons.
|
Guide for investment
|
Estimation Model
|
|
FSM-1
|
18
|
18
|
32
|
20
|
21
|
|
FSM-2
|
38
|
18
|
31
|
38
|
37
|
5. 결론 및 시사점 도출
현행 개략공사비 산정 기준은 최근 2년간의 유사 실적 설계데이터를 통해 단순산술평균을 한 단위 연장/면적당 단가의 사용으로 공사비를 제시하는 선형적 모형이기 때문에, 설계 완료된 실제 설계 공사비와 비교 시 정밀도 높은 공사비 예측을 지원하지 못하고 또한, 현행 설계단계의
공종별 개략 수량 산출방법은 많은 시간과 자원이 투입되는 한계점이 나타난다. 이러한 한계점에 대한 보완과 보다 효율적인 개략공사비 산정모델 개발을
위해 본 연구에서는 도로구조물 중 P.S.C Box 교량을 대상으로 기본설계단계의 새로운 개략공사비 산정 모델 개발을 수행하였다. 이를 위해 최근
10년간 완료된 교량공사의 실적 데이터를 수집하고 DB구축을 실시하였으며, 공사비 내역서의 물량을 내역분기하고 P.S.C Box 교량공사의 특성에
맞게 대표공종을 도출하였다.
본 연구에서 제시한 대표공종 기반의 개략 공사비 산정방식은 신속한 의사결정이나 대안선택이 결정되는 설계단계에서 기존의 수량산출 지침서를 전체적으로
살펴야하는 소모적이고 획일적인 공사비 산정방식의 한계점을 보완하여 효율적인 공사비 산정을 가능케 함과 동시에 검증을 통해서 모든 공종의 물량을 추정하는
기존방식과 달리 상부공사비의 대부분을 차지하는 대표공종 및 하위공종들의 물량 추정이 가능함을 파악하였다. 개략공사비 산정모델은 교량의 특성을 반영하여
공사비 예측의 정확도를 향상시킴으로써 사업초기단계의 신속한 의사결정의 척도로 공사비 기초정보 제공 및 효율적 예산수립이 가능할 것으로 기대된다.
설계관련 데이터만을 적용하여 대표공종을 추출한 본 연구의 방법론은 지침단가의 획일화, 공사비 데이터 갱신/관리 기준 미비로 인해 신뢰도가 저하되었던
기존의 공사비 산정 방식을 보완하고 있으나 수집·적용 및 검증DB 구축 측면에서 공사비 적정성 및 신뢰도 향상을 절대적으로 충족시키지 못한다. 이에
지속적인 실적 교량공사 DB구축을 통해 추가적인 교량 형식별 데이터를 적용하여 보다 신뢰적인 검증 척도를 마련하고 특수 교량 전체에 적용 가능한 종합적
시스템을 구축하는 것이 필요하다. 또한, 대표공종의 단위물량에 공사비단가를 적용하여 공사비를 산출하는데 있어 물량산출 방법론에 대한 연구와 적정공사비
산출을 위해 건설공사비의 가격변동을 제대로 반영할 수 있는 공종의 단가에 관한 추가적 연구가 필요하다. 이는 향후 보완적 연구로 사업비 관리 기술의
선진화를 통한 건설 경쟁력 강화와 건설 산업의 수익성을 제고할 것이다.