9.1 계측관리 개요
제반 건설공사에 수반되는 계측은 계획․설계의 예측단계에서부터 시공과정 및 완공 후의 유지관리 단계에 이르기까지의 지반 거동과 사용부재의 변형을 파악하여, 기초지반의 동태(상태변화)가 구축물에 미치는 변형․변위와 그 원인을 규명하여, 설계의 타당성 여부와 적용사례의 축적․지반거동 이론의 재검토․시공과정 분쟁시의 증거확보 등의 검증목적에 활용하게 된다.
또한 지반공학적인 특성․지하수 분포상태 및 주변지반의 응력․거동변화가 주요 매설물이나 인접구조물에 미치는 영향을 예측하고 평가하여, 비용절감 효과를 얻을 수 있는 자료의 수집과 시공방법 개선을 위한 대책공법의 제공으로, 경제적으로 안전한 시공관리와 유지관리 및 품질관리 목적의 정보를 획득하는 관리수단의 업무이다.
9.1.1 계측관리 대상과 계획
계측의 주 대상은 자연(원)지반․성토지반․연약지반․활동지반․천해저지반 등과 같은 지반이며, 이에 수반되는 구조물․구조체 등이 포함된다.
구조물로는 댐․항만․산업단지․공항․도로․철도 등의 구축에 수반되는 제방․방조제․방파제․부두․교량교각․지하철․터널․비축기지 등이며, 조성에 동반되는 지반개량 및 부지조성공사․지하터파기(굴토)의 흙막이(토류) 가시설공․성토 및 절토공사․지하공사․사면안정공사 등의 과정이 대상이다
계측은 지표․지중에 작용하는 하중․토압․수압의 변화와, 응력․축력에 의한 변위․변형의 수직․수평․경사방향 진행상황을, 각 공종의 계측 목적에 따라 수집․정리하여, 대상별로 그 결과를 합리적으로 분석․해석하고 종합하여 제공하는 과정이다.
따라서 대상별로 요망되는 정밀도․측정방식․계측항목과 형식․기종․기능 및 단계별 측정빈도․기간 등을 복합적으로 고려하여, 계측대상․설치조건과 설치․측정기기별 계측방식에 수반되는 경제성 등을 적절하게 응용하고, 데이터 값의 상호관련성과 계측 이외의 조사․시험자료와의 연관성 등도 상호보완하여 시공진행 상황과 동태변화에 알맞도록 시스템을 계획하고 설계하여야 한다.
9.1.2 측정(계측)방법
대상 공종에 따라 계획시에 수립된 항목․위치․기기 및 계기․빈도․방식의 설정에 의하여 측정방법이 선정되어야 하며, 수행된 계측 데이터는 기하학적 분포와 시간적 변동을 효과적으로 표시하고 정리하여, 그 결과가 정확하게 판단될 수 있도록 한다.
측정방식은 거동의 주 대상인 하중․변위․압력․진동 등을 계기의 기능․구조․측정원리와 특징에 부합되는 변환방식으로, 기계식(지시계)과 전기식 변환의 센서식이 일반적이다.
계측시스템화는 이들 데이터를 수집하고, 변환방식에 적합한 각종 센서․수록기기(datalogger)․컴퓨터․프린터․소프트웨어 및 작도 등, 작업 기능을 갖춘 요소들을 조합해서 일련의 계측을 수행하도록 하는 것이다.
전기식 변환기의 특성(회로)
계측시스템의 구축은 설치장소․상호거리․데이터 전달방법․전원확보․현장장애 유무 등 환경조건과, 기기․장치․기구․설치․유지비 등 경제성을 함께 검토하여야 한다.
이는 대형구조물 조성대상인 성토지반 부지조성과, 연약지반의 개량이나 댐․항만․산업단지 등에서, 다양한 기종․광범위한 항목․장기간에 걸친 단계별 계측빈도 변화로 과다한 수동계측 인력투입이 예상되는 경우, 오지의 landsliding 예상지역․연근해 천해저에서의 구조물 시공관리를 위한 계측 등과 같이, 환경조건이나 계절적인 요인으로 인해 수동계측이 비효율적이거나 불가능한 경우와, 완공 후 유지관리를 위한 영구계측에는 주로 자동화․반자동화로 대처하고, 기계식은 변환기를 사용한 센서와 함께 수동식이 활용되며, 비교적 저렴한 비용이 소요되어서 규모(point수 및 측정빈도)가 적거나 단기간의 시공과정에서 주로 활용된다. 그러므로 수동계측은 계측빈도에 따라 측정 회수와 구성 팀별 계측기간을 고려하여 수행하게 된다.
9.1.3 계측관리 과정
계측관리의 전과정은 관리대상과 각 공종의 목적에 부합되는 측정방식의 선정에 따라 계측 계획을 수립하고, 제반자료를 수집할 수 있는 적합한 기종을 선정하여, 적정한 위치․심도․개소 및 포인트에 설치하고, 기간별․단계별 계측빈도에 따라 관측․측정자료를 정리하고 분석․해석하여, 보고하는 기간과 횟수 및 그 방법과 방안 등의 제반 과정을 설계하는 단계와, 계측 결과와 평가 의견 및 재해석 견해를 보고서에 수록․제출하는, 시공․유지․품질관리의 감리 과정까지의 전반적인 수행업무 범주가 모두 본 계측관리 과정에 속한다.
특히 계측관리에서는 설계된 목적에 알맞게 가장 효과적인 적정한 계기를, 가장 합리적으로 설치하는 것이 가장 중요한 기술수행 과정이라 할 수 있다.
9.1.4 계획수립․설계 및 자료수집․답사
계측 대상별․환경조건․경제성을 검토하고, 현장답사 및 지반자료를 수집하여, 대상체의 동태를 예측한 관측․측정에 알맞는 시스템을 설계하는 것이 첫 단계의 기본적인 기술업무이다.