토목기사 요약/토공, 건설기계

출제 기준 편집

2019-2021

  • 토공계획
  • 토공시공
  • 건설기계, 장비

제방 명칭 편집

89-2

 
  • AA : 뚝마루(천단)
  • A : 비탈머리
  • C : 비탈 기슭
  • BB : 소단(bench)

토량변화율 편집

♣♣♣

과정 그림으로 상상하지 말고 문제를 식 자체로 풀어야 함. 안 그러니 헷갈린다.

 

 

f = 토량환산계수 = 토량환산'율' (95-3, 00-4) 토량 '변화'율과는 다름.

09-2, 11-3, 19-2 기출 편집

원지반 토량 2000m3을 굴착하여 8t 덤프트럭으로 도로를 축조한다. 토취장 흙의 40%는 점성토, 60%는 사질토이다.

흙 종류 토량환산계수 자연상태 단위중량(t/m3)
L C
점성토 1.3 0.9 1.75
사질토 1.25 0.87 1.80

가. 운반에 필요한 덤프트럭 연대수? (덤프트럭은 적재중량만큼만 싣는다)

나. 백호를 사용할 때 전체 토량을 상차하는 데 걸리는 장비 가동시간은?(버킷용량 0.9m3, 버킷계수 0.9, 효율 0.7, 사이클 타임 21초)


가. 원지반토량, 느슨한 토량 잘 구분해야 함. 연습을 통해 익숙해질 것.

원지반 토량

  • 점성토량 =  
  • 사질토량 =  

느슨한 토량

  • 점성토량 =  
  • 사질토량 =  

트럭대수를 구할 때 건설기계 파트의 흐트러진 상태의 1회 적재량 qt(m3)을 이용해서 계산해야 된다. 식은 다음과 같다.

 

  • T : 덤프트럭 적재량(t)
  • L : 토량변화율
  •  : 자연상태 토석 습윤단위중량(t/m3)

점성토 운반 소요트럭수

 

 

총 445대 필요.


나. 아래 식을 이용.

작업능력(시간당 작업량(m3/hr))

 

  • q : 버킷 용량(m3)
  • k : 버킷계수
  • f : 토량환산계수
  • Es : 굴착기 작업 효율
  • Cms : 사이클타임(sec)

이때 f는 다음과 같이 구한다.

 

값들을 넣고 계산해주면  

원지반에서 파내는 거니까

 

18-1, 18-2 기출 편집

♣♣♣

자연함수비 12% 흙을 이용해 성토하려고 한다. 다짐 흙의 함수비가 16%가 되어야 할 때 매 층 1m2마다 몇 l의 물을 살수해야 하는가? 1층의 다짐두께는 20cm이고 토량변화율 C = 0.9, 원지반 흙의 단위중량은 1.8t/m3


 

 

 

 

원지반 물 무게  계산

 

 

 

 

 

 

84-1 경암의 채움 문제 일부 편집

경암 30000m3으로 성토할 때, 운반토량, 다짐토량을 구하시오. 경암 채움재를 20%로 보고, L = 1.65, C = 1.40


운반토량 : 그냥 해주면 됨.

30000 L = 49500m3

다짐토량 : 경암 채움재만큼 제외시켜줌

 

면적 계산 편집

심프슨 1법칙 편집

사다리꼴 넓이 + 포물선 넓이 공식으로부터 유도된다.

 

이 식에서  은 구간  을 나눈 부분구간의 총 개수를 뜻하며 짝수여야 하고,  은 각 부분구간의 길이이다. 면적측량 시 n이 홀수라면 남는 부분은 사다리꼴의 넓이로 계산하여 더해준다.

심프슨 2법칙 편집

♣♣♣

n이 3의 배수일 때 3개의 h씩 묶어 면적을 계산하여 다음 식으로 전체 면적을 구할 수도 있다. n이 3의 배수가 아니면, 2법칙을 적용하고 남는 구간은 심프슨 1법칙으로 계산해서 더한다.

 

토공량(체적) 계산 편집

기본식 편집

  • 각주공식
  • 양단면 평균법
  • 중앙단면법

각주공식 편집

 

심프슨 1법칙 이용한 것. 가장 정확.

 

양단면 평균법 편집

 

중앙 단면법 편집

 

등고선을 이용한 체적 계산 편집

각주공식 편집

17-2

n은 짝수. 홀수일 경우는 짝수까지만 하고 남는 체적은 양단면 평균법으로 구해서 더함.

 
h : 등고선 간격

점고법에 의한 용적 계산 편집

♣♣♣ 18-1

여기서 h는 계획고 - 현재 표고임. 착각해서 부호 틀리지 말자.

사각형으로 나눈 전 토공량 계산 편집

 

삼각형으로 나눈 전 토공량 계산 편집

 

시공 기면 결정 시 고려사항 편집

95-5, 00-3

  • 절성토량이 같도록 한다.
  • 토취장, 토사장까지 운반거리를 짧게 해야 한다.
  • 암석굴착은 공비에 주는 영향이 크다. 암석굴착량이 적어야 된다.
  • 연약지반, 산사태, 낙석위험지역은 피한다.
  • 용지보상, 지상물 보상을 최소화한다.

유토곡선 편집

19-3

 
  • mb : 과잉토량(부족토량의 반대)
  • 평형선에서 곡선의 최대점과 최소점까지의 수직거리는 깎기에서 쌓기로 운반하는 (평균) 운반 토량을 표시, 곡선 def에서의 운반 토량은 er의 수직거리이고, 곡선 hij에서의 운반 토량은 iw의 수직거리이다.(92-2, 98-4)
  • 곡선 하향구간 : 성토구간(유용의 경우는 절토) 상향구간 : 절토구간(유용의 경우는 성토) (88-3)

19-1

  • 가로축 : 거리
  • 세로축 : 누가토량

작성 목적 편집

97-4, 12-3

  • 토량분배
  • 평균 운반 거리
  • 토공기계 선정
  • 시공방법 선정

문제점 편집

86-1

횡방향 유용토는 제외시킨다는 문제점이 있음.

평균운반거리 편집

 

토취장 선정조건 편집

5가지 (84-2, 85-2, 10-3)

  • 토량 충분
  • 토질 좋음
  • 싣기 편한 장소
  • 양호한 운반로. 적은 장애물
  • 용수, 붕괴 염려 없고 배수 양호
  • 성토장소 향하여 1/50 - 1/100 하향구배

성토 방법 편집

12-2

  • 수평층 쌓기
  • 전방층 쌓기
  • 비계층 쌓기
  • 유용토 쌓기
  • 물다짐공법

절성토 접속부 처리 편집

93-2

 
  1. 지지력 불연속 발생 가능면 : 구배 1:4 정도 완화구간을 3m 폭으로 설치. 다짐 철저, 벌개제근
  2. 침투수 집중 구역 : 맹암거 설치
  3. 원지반, 성토면 사이 활동 우려 구간 : bench cut(층따기)

절토부, 성토부 경계면에 축조한 도로나 구조물에 침하, 균열이 생기는 원인(91-3, 94-4)

  • 절, 성토부 지지력 불균일
  • 용수, 침투수에 의한 성토부 연화
  • 경계부 다짐 불충분
  • 경사지반 성토부의 sliding

장비의 주행성 편집

92-4

  • 주행의 난이도를 뭐라하는지? trafficability
  • 판정 방법으로 자주 쓰이는 것? 콘지수

주행저항 종류 3 (16-4)

  1. 전동저항
  2. 경사저항
  3. 가속저항
  4. 공기저항

구동력(rim pull) 편집

98-2, 98-3, 99-3, 00-3

 

  • 오르막일 때 경사저항 +
  • 내리막일 때 경사저항 -

경사 넣을 때 %값 그대로 넣는 것임!!

경사저항에 대해 편집

"경사저항(경사 %) : 10kg/t"과 같이 주는 경우(대부분 이렇게 줌)

  • 위 식대로 풀면 됨.
  • 의미는 경사 1%가 생길 때 총 중량 1t 당 10kg의 저항이 생긴다!

"경사저항 : 경사 1% 증가에 대하여 총 중량의 1%씩 증가"로 주는 경우(86-2)

  • 위 식처럼 풀면 안 됨.  으로 보아야 됨!!! (경사 바뀌면 당연 숫자 바꿔줘야되고)
  • 의미는 경사 1%가 생길 때 총 중량의 1%의 저항이 생긴다는 의미!

표현의 차이를 잘 알아둬야 함.

기계경비 편집

10-1 계산문제

  • 직접공사비
    • 기계손료(86-2, 95-3)
      • 상각비
      • 정기 정비비
      • 현장 수리비
      • 기계 관리비
    • 운전경비
  • 간접공사비
    • 조립, 해체비
    • 수송비
    • 수리시설 설치, 철거비

93-2, 99-2

배토량 5000m3 굴착성토작업을 시간당 작업량 25m3/h 불도저 1대를 이용하여 작업한다. 시간당 경비로서 운전경비 3000원, 기계 감가상각비 5000원, 기계 수리비 500원, 고정적 경비로서 수송비 15000원, 기타비 10000원, 관리비는 전 경비의 10%로 볼 때 소요 작업시간과 총 공사비는?


소요 시간이야 쉽게 구하는 거고

 

공사비 계산할 때 감가상각비는 뭔가 빼야될 것 같은데 아니고 더해주는 거야. 비용으로 보는거니까. 수송비는 왕복으로 2 곱해줘야되나 싶었는데 다행히 그냥 왕복 수송비를 말하는 거였음. 15000원 그대로 집어 넣음.

 

가동률 편집

95-4, 99-1

  • 기계 고장, 준비불량에 소요된 시간 30분
  • 인력 부족 및 초과로 인한 대기시간 1시간
  • 1일 총 작업시간 8시간 중 실작업시간 6시간일 때 실작업시간율(가동률)?

 

dozer 계 굴착기 편집

bulldozer 편집

 
bulldozer(+ripper)

♣♣♣ 17-1, 18-1

작업능력(m3/hr)

 

  • q : 1회 굴착압토량(흐트러진 토량, m3)
    •  
    • q0 : 배토판 용량(m3)
    • ρ : 구배계수
  • f : 토량환산계수
  • Eb : 불도저 작업효율
  • Cmb : 불도저 사이클타임(min)

ripper 편집

♣♣♣17-1, 18-1

작업능력(m3/hr)

 

  • An : 1회 리핑 단면적(m2)
  • l : 1회 작업거리(m)
  • f : 리퍼 토량환산계수 = 1
  • Er : 리퍼 작업효율
  • Cmr : 리퍼 사이클타임(min)

  • 리퍼를 이용한 암석 굴착 가능성 결정에 사용되는 지반 특성치 : 탄성파속도(96-1)

bulldozer & ripper 합성작업능력 편집

♣♣♣17-1, 18-1

 

도저 블레이드 작업시간 편집

18-2, 18-3 헷갈려서 틀릴 때 있음...

유효폭으로 계산해야된다는 것만 알고 잘 기억 안 나면 원리를 생각해보면 풀 수 있다.

블레이드 유효폭 = 블레이드 폭 × 효율

 

 

작업 시간 = 1회 왕복시간 × 편도 통과횟수

도저 접지압 편집

93-3, 94-3, 95-4

그림으로 이해하면 됨.

 

모터 그레이더 편집

♣♣♣ 98-2, 98-3, 07-1, 19-1

단순히 전진, 후진으로 통과작업할 때(공식 몰라도 상식적으로 계산 가능. 도저 사이클타임 계산하는 것과 원리 같음.)

 

여러 속도로 통과작업할 때

 
모터 그레이더

 

  •  

98-2, 98-3, 07-1

모터 그레이더로 폭 W = 600m, l = 200m 성토를 1회 정리하는 데 필요한 시간(h)은? 블레이드 유효길이 = 3m, 전진속도 5km/h, 후진속도 6.5km/h, 작업계수 0.8. 소수 둘째자리에서 반올림.


 

 


92-3

그레이더로 도로연장 20km 정지작업을 한다. 6km/h로 1회, 10km/h로 2회, 15km/h로 2회 통과작업한다. 효율이 0.7일 때 소요 시간은?


여러 속도로 통과작업할 때

 

 

음...? 그레이더 시간당 작업능력 문제는 나온 적 없나보네...?

스크레이퍼(Scraper) 편집

97-1

불도저, 스크레이퍼, 스크레이퍼 도저 등으로 내리막을 이용, 굴착운반함으로써 공기단축, 공비 절약할 수 있는 방법은? 하향 굴착공법

 
스크레이퍼

92-1 계산문제 중... 보울용적

산적량, 평적량, K < 1을 줬을 때 : 계산을 평적량으로 하겠다는 의미임.

 

따라서 계속 평적량으로 계산하면 시간당 작업량 구할 때 q k를 넣을 필요 없고 그냥 q (평적량) 넣어주면 됨.

사이클 타임

 

shovel 계 굴착기 편집

작업능력 편집

♣♣♣

(시간당 작업량(m3/hr))

 

  • q : 버킷 용량(m3)
  • k : 버킷계수
  • f : 토량환산계수
  • Es : 굴착기 작업 효율
  • Cms : 사이클타임(sec)

트랙터 셔블에서 사이클 타임 계산시키는 경우(92-4, 97-3)

식을 외울 정도는 아님. 이해만. 값 다 준다.

 

  • m : 형식에 의한 계수(s/m)
  • l : 싣기 운반거리(m) 그냥 대입. 왕복하지 않을까? 해서 2 곱하는 건가 했는데 그렇게 안 풀더라고...
  • t : 잡 시간 다 더해주면 됨.

버킷계수 k의 의미 편집

알려주는 버킷계수에 따라 버킷에 담는 흙의 용량이 정해짐.

평적 용량에 대해

  • k > 1이면 산적하겠다는 뜻
  • k < 1이면 버킷용량보다 적게 담겠다는 뜻

만약 산적용량, 평적용량을 주고

  • k < 1을 줬다면 평적하겠다는 뜻.(92-1 스크레이퍼 문제)

shovel계 굴착기 종류 편집

  1. back hoe
  2. drag line
  3. power shovel
  4. clam shell
  5. crane

수중 골재채취, 배수로 굴착, 하상으로부터 제방 재료 채집, 성토작업에 적합한 토공기계?(92-2, 94-1, 95-4)

  • drag line
 
drag line

지반보다 낮은 흙을 굴착하기 위한 장비(84-1)

  • back hoe
  • drag line
  • clam shell
  • power shovel 아님!!

다른 종류에 비해 shovel계 굴착기의 장점(96-4)

  • 기계면보다 높은 곳 또는 낮은 곳을 굴착 가능
  • 굴착기 부속장치를 바꾸어 각종 작업에 활용 가능
  • 굴착과 싣기 가능
 
Trencher (92-4, 95-5, 94-4)

ladder를 이용, 버킷을 체인의 힘으로 전후 이동시켜 지표를 얕게 깎아내는 기계. 좁은 곳이나 얕은 굴착에 좋다. 이 기계는?(94-4)

덤프트럭 편집

♣♣♣ 17-2

작업능력(시간당 작업량(m3/hr))

 

  • qt : 흐트러진 상태의 1회 적재량(m3)
    •  
      • T : 덤프트럭 적재량(t)
      • L : 토량변화율
      •  : 자연상태 토석 습윤단위중량(t/m3)
  • f : 토량환산계수
  • Et : 덤프트럭 작업효율(표준치 0.9) (87-3)
  • Cmt : 덤프트럭 사이클타임(min)

덤프트럭 사이클타임 편집

♣♣♣


 

  • 1항 : 적재시간(분)
  • Cms : 적재기계 사이클타임(sec)
  • n : 덤프트럭 1대 적재 시 적재기계의 필요 사이클 횟수(정수값) (17-2)
    •  
  • T1, T2 : 트럭 운반시간, 복귀 시간(min)
  • t1 : 사토시간(min)
  • t2 : 적재장소 도착 후 적재 개시까지 시간(min)
  • t3 : sheet를 걸고 떼는 시간(min)

조합 토공 편집

백호 1대당 덤프트럭 소요대수

♣♣♣

  (정수값)

작업능력

92-4, 97-3, 01-3

 

우마차 편집

85-3

1일 운반횟수

 

  • T : 1일 실작업시간(분)
  • L : 수평운반거리(편도)
    • 경사구간이 L1, 계수가 α라 하면
    •  
  • V : 왕복평균속도(m/h)
  • t : 싣고 부리는 시간(분)

1일 운반량

 

  • q : 1회 운반량

다짐기계 편집

자갈, 모래가 많이 포함된 소성 작은 흙, 또는 다짐두께 얕은 곳에 쓰는 롤러는?(93-1)

  • 타이어 롤러. 머캐덤 아님!! 헷갈리지 말 것
 
타이어 롤러

진동롤러 사용처?(88-2, 95-4)

  • 사질토

macadam roller 사용처?(95-4)

  • 쇄석 기층

아스팔트 다짐 편집

장비 투입순서(89-2)

  1. macadam roller
  2. tire roller
  3. tandem roller

사진은 이 블로그에 잘 나와있다

래머(rammer) 편집

 
래머(rammer, Jumping Jack Compactor)

♣♣♣

작업능력(시간당 작업량(m3/hr))

 

  • A : 1회 당 유효다짐면적(m2)
  • N : 시간당 다짐횟수
  • H : 깔기 두께, 또는 1층당 끝손질 두께(m)
  • f : 토량환산계수. 아래 롤러의 설명 참조.
  • E : 효율
  • P : 반복 다짐횟수

탬핑롤러 편집

종류 17-2

  • turn foot roller
  • 양족롤러(sheeps foot roller)
  • grid roller
  • tapper foot roller

어디에 사용하나(91-3, 95-4, 01-2) : 함수비 큰 점토

롤러 작업능력 편집

다진토량으로 토공량 표시하는 경우

92-3, 96-4, 98-1

 

  • V : 작업속도(km/h)
  • W : 1회 유효다짐폭(m)
  • H : 흙을 까는 두께 또는 1층 끝손질 두께(m) (다져진 상태의 두께)
  • N : 소요 다짐횟수
  • f : H를 다짐두께로 줬다면 Q 역시 다짐토량이므로 f = 1, H를 깔기 두께로 줬다면 이건 느슨한 흙이므로 f < 1인 것을 써줘야 다짐토량으로 환산된다. 문제에서 준 값을 그대로 쓰지 말고 원리를 이해해서 풀어야 함. 일부 문제는 본바닥 토량으로 계산하는 경우도 있기 때문에 암기와 이해를 병행할 것.

다진 면적으로 표시하는 경우 : 식 까먹어도 원리로 유도 가능

89-2, 96-4, 98-1

 

준설 편집

펌프 준설 편집

06-2, 10-2, 11-2

펌프의 축동력 P은 다음 식으로 구할 수 있다. Q를 양수량(m³/s), H를 전양정(m)(전양정은 실양정과 손실 수두의 합이다. H = ha + hL), η를 펌프의 효율이라 할 때,

 

9.8은 물의 단위중량 9.8kN/m3임. 실제로 넣고 계산해보면 동력 단위가 나온다.(독일 마력 사용)

토사 함유 물 단위중량까지 곱해줘야됨.

준설선 종류 편집

04-2, 19-2(용어문제)

  • pump dredger : 준설, 매립을 동시에 신속히 할 수 있음. 토사를 회전 cutter로 깎아 펌프 흡입, 배송.
  • bucket dredger
  • grab dredger : 조류 저항성이 크고, 비교적 밑바닥을 평탄히 시공할 수 있으나, 예선 및 토운선이 필요하여 공비가 비교적 비싼 준설선은?(95-3)
  • dipper dredger
  • Rock cutter dredger : 해저 암반, 암초를 쇄암추, 또는 쇄암기 끝 특수 강철 날끝으로 파쇄하는 준설선

※참고로 디퍼 준설선이 버킷 준설선이다. 외국에선 dipper or bucket이다. 하지만 기사 시험에서는 왜그런지 모르겠지만 구분하고 있으므로 시험 준비를 위해서 다르다고 생각하자.

각주 편집

  1. http://i.colliergov.net/museum/naples-fl.-historic-archive/1920%27s%20Immokalee%20Road%20Project/88.42.65.jpg.php

참고자료 편집

  • 국토교통부 - 2019 건설공사표준품셈 건설기계
  • 이승언. 《살아있는 토목시공학》 2판. 구미서관. 
  • 네이버 블로그 - 준설선

외부 링크 편집