大 韓 土 木 學 會 論 文 集 第28卷 第3D 號·2008年 5月 pp. 371~381
施 工 管 理
하천시설물 공사의 기획단계 개략공사비 산정체계 개발
Development of an Approximate Cost Estimating Framework for River Facility Construction at Planning Stage
신정민*·우성권**·이시욱***·김옥기****
Shin, Jung Min·Woo, Sungkwon·Lee, Si Wook·Kim, Ok Ki
···
Abstract
The systematic methodology for estimating construction cost approximately at planning and pre-design phase of a river facil- ity construction project has not yet been established because of its unique characteristics including its relatively small project size in terms of cost. This research suggests a 4-level cost information structure and identifies critical factors affecting con- struction cost as a result of thorough analysis of accumulated historical cost data of river facility construction projects. Also, this research presents the framework of the approximate cost estimating methodology for river facility construction project a planning stage.
Keywords :river facility construction, approximate cost estimating, planning stage, historical cost information structure
···
요 지
국내 하천시설물 건설공사는 도로 등의 다른 토목시설공사에 비해서 사업의 금액규모가 상대적으로 작다는 등의 특성 으로 인해 사업의 기획 및 계획단계에서의 개략적인 공사비용을 예측하는 기준 단가가 정립되어 있지 않으며, 시설물의 특성을 고려한 합리적이고 체계적인 견적 방법론 또한 존재하지 않는다는 문제점을 가지고 있다. 본 연구는 하천시설물 건설공사의 실적자료를 수집하고 분석하여, 4단계로 이루어진 하천 제방공사 실적정보 구성 체계를 제시하고, 공사비에 영향을 끼치는 인자들을 주요 공종별로 도출하여, 하천시설물 공사의 기획단계에서 적정한 개략공사비를 산정하는 체계 적인 방법론을 제시한다.
핵심용어
:하천시설공사, 개략 견적, 기획 단계, 실적정보 분류체계
···
1.
서 론
1.1
연구 배경 및 목적
건설 사업에 있어서 공사비의 결정은 발주자와 계약자 모 두에게 있어서 매우 중요한 의미와 기능을 가지고 있으며, 특히 국가의 재원이 투입되는 공공 건설공사에서 적정한 공 사비를 합리적인 방법으로 예측하고 결정하는 것은 국가 차 원에서 효율적인 예산 집행을 위한 중요한 과제이며 효율적 인 투자를 위하여 필수적으로 전제되어야 한다.
건설공사에 소요되는 비용을 예측하고 산정하는 견적 작업 은 사업의 초기 단계부터 수행되며, 특히 사업의 타당성 및 경제성을 판단하는 기준이 되는 개산견적의 결과는 의사결 정의 기초가 되며, 이때 제공되는 정보의 신뢰성은 프로젝트 의 성패와 직결된다고 할 수 있다(Adrian 1993). 또한, 확 정되지 않은 설계정보에 근거하여 수행되는 기획 및 계획
그리고 기본설계 단계에서의 견적은 그 정확성을 높이기 위 해서 견적기준 또는 그 범위가 보다 명확하게 정의될 필요 성이 있다(안용선 외, 2003).
그 동안 국내의 공사비 예측에 관한 연구들을 살펴보면, 예정가격 및 공사원가계산과 관련 있는 실적공사비 적산제 도나 물가상승의 반영과 관련된 건설공사비 지수의 개발 적 용과 같은 주제가 주를 이루고 있다. 예를 들면, 건축 분야 의 경우 김문한 외(2000)와 김찬중(2003)의 연구 그리고 토 목시설물인 도로 건설공사를 대상으로 한 김선국 외(2000)와 박종현(2001)의 연구가 있다. 하지만, 건설공사 계획단계에서 의 개략견적 방법론에 대한 심층적인 연구는 상대적으로 취 약한 측면이 존재한다.
특히 하천시설물 공사의 경우에는 건축공사나 도로, 플랜 트 등의 다른 토목시설물에 비해 사업규모가 작고, 기획 및 계획단계에서의 개략적인 공사비용을 예측하는 기준단가가
*인하대학교토목공학과공학석사 (E-mail : [email protected])
**정회원·교신저자·인하대학교 토목공학과 조교수·공학박사 (E-mail : [email protected])
***정회원·인하대학교토목공학과박사과정 (E-mail : [email protected])
****정회원·인하대학교 토목공학과 박사과정·(주)메트로코로나 대표이사 (E-mail : [email protected])
정립되어 있지 못하여 시설물의 특성을 고려한 체계적인 방 법론이 정립되어 있지 않을 뿐 아니라 하천시설물 공사의 공사비 예측에 대한 연구는 더더욱 미미한 실정이다. 물론 하천공사의 경우 도로공사처럼 국도 및 고속도로, 차선 수, 신설 및 확장 등의 특징으로 명확한 분류가 불가능하며, 지 형의 다양성, 지역적 특성에 따른 표준화 및 정형화가 어렵 기 때문에 다른 토목시설 공사와 달리 표준화된 공사비 산 정 기준이 부재한 것이 현실이다. 또한 현행 예비 타당성 조사는 총사업비 500억원 이상의 사업을 대상으로 하고 있 기 때문에 사업규모가 상대적으로 작은 하천공사는 예비타 당성 조사를 실시하는 기준에 미치지 못하는 경우가 대부분 이라는 현실적 특성이 존재한다.
하지만 하천시설공사 또한 국가의 재원이 투입되는 공공공 사의 하나로써 적정한 공사비 산정 방법론에 관한 연구는 반드시 필요하며, 본 연구에서는 하천시설물 공사의 기획단 계에서 다양한 의사결정에 도움을 줄 수 있는 개략공사비 산정 방법론의 체계 제시를 목적으로 하고 있다.
1.2
연구 범위 및 방법
건설프로젝트 비용의 견적은 견적작업을 수행하는 목적과 견적자에게 제공 가능한 정보의 양과 상세도에 따라 크게 개략견적과 상세견적 2가지로 나눌 수 있다(Peurifoy and
Oberlender, 1989).
일반적으로, 프로젝트의 기획이나 타당성
검토단계, 또는 공사계획은 확정이 되었으나 설계가 완료되 지 않아 도면이나 시방서 등의 자료들이 준비가 되지 않은 단계에서는 개략견적이 사용되며, 그 개략견적의 기법 중에 서도 비교적 활용도가 높은 방법이 과거 실적을 이용하는 견적이다(우성권과 정영수, 2001). 본 연구는 하천시설물 건 설공사의 개략공사비 산정모델의 개발의 선행 연구로서, 공 사비에 영향을 끼치는 영향요소를 파악하고 기획단계에서의 적정공사비를 산정할 수 있는 모델의 기본 체계(framework) 를 제시하는 내용으로 구성된다.
하천시설물 공사의 유형은 치수와 이수, 자연형 하천 등 그 목적에 따라 다양하기 때문에, 본 연구에서는 하천공사의 주요 부분을 차지하는 치수부분에 해당하는 개수공사, 제방 보강공사로 그 범위를 한정하였으며, 턴키 혹은 저가 입찰
등의 계약방식에 대한 고려는 실시하지 않았다. 분석의 일관 성을 위해 실적자료의 수집은 국가하천을 대상으로 하였으 며, 실적자료의 수집은 2002년 이후 설계 완료된 자료를 대 상으로 설계보고서, 설계내역서, 단가산출서, 수량산출서, 설 계도면 등을 포함하였다.
연구의 진행 순서는 현재 하천시설물 건설공사비 산정체계 및 방법론에 대한 자료와 선행연구들에 대한 기초조사를 실 시하였고, 하천시설공사의 특성과 현황을 파악하기 위하여 조달청에 공고된 하천시설 건설공사 발주 사례와 하천설계 기준을 조사하였다. 다음으로 효율적인 데이터 수집 및 분석 을 위해서 공사 특성을 고려한 실적정보 구조와 체계를 분 석하였다. 그리고 수집된 실적데이터 분석을 통해 공사비에 영향을 미치는 주요 영향인자를 도출하고, 그 결과를 바탕으 로 기획단계에서의 하천시설공사 개략공사비 산정 체계를 개 발하였다. 마지막으로 개발된 개략공사비 산정 모델을 실적 자료에 적용하여 실제공사비와의 비교를 통해 검증작업을 진 행하였다. 연구의 흐름 및 방법은 그림 1과 같다.
2.
공사비 산정에 대한 국내외 선행 연구
현재까지 국내에서 이루어진 공사비 산정에 관한 연구 동 향을 살펴보면, 물가상승의 반영과 관련된 건설공사비 지수 의 개발 및 적용 그리고 각 공사단계별 공사비 산정 모델 개발에 대한 연구가 진행되어 왔다고 할 수 있다. 또한 사 업초기 단계에서의 개략견적에 대한 연구는 주로 건축시설 공사를 대상으로 주로 이루어졌다. 토목분야에서는 주로 도 로공사를 대상으로 연구가 이루어졌으며, 건축분야에 비해서 는 연구가 활발하게 진행되지 않았다. 지금까지 이루어진 국 내의 공사비 산정에 관한 연구를 살펴보면 다음과 같다.
김찬중(2003)의 연구에서는 미국의 UNIFORAT나 영국의
SFCA와 같은 요소별/기능부위별 개산견적 산출방식은 발주 자의 사업초기 단계의 의사결정에 큰 기여를 함에도 국내에 는 이러한 기준이 없다는 문제점을 지적하고, 시뮬레이션을 통한 표준모델을 결정하고 실제 사례에 적용하여 요소별/기 능부위별 비용분석을 수행하는 개산견적 산출방식을 제안하 였다. 안용선 외(2003)의 연구에서는 계획단계에서의 견적의 정확성을 높이기 위해서 견적기준 또는 그 범위의 명확한 정의에 대한 필요성을 제기하고, 개산견적의 정확성에 미치 는 영향 요인을 도출하고, 국내 건설공사의 견적업무의 절차 를 개선하는 모델을 제안함으로서 개산견적의 정확성을 향 상시킬 수 있는 방안을 제시하였다. 김선국 외(2000)의 연구 에서는 실적자료를 수집하여 초기사업단계에서의 의사결정과 정을 통한 공사비를 산출하는 다중회귀분석을 보완한 조건 대응회귀모델형의 통계적 모델을 제시하였다.
국외의 공사비 예측 기술에 대한 동향을 살펴본 결과, 공 사비 예측을 건설사업의 전 단계에서 필수적인 업무로서 인 식하지 않음으로써 독립된 영역이 존재하지 않는 국내와는 달리, 건설엔지니어링 및 관리가 발달한 선진국에서는 공사 비 예측을 포함하는 건설단계별 사업비관리를 건설사업의 핵 심기능으로 인식하고 있으며 전문업역도 존재한다.
영국의 경우, 기획단계에서 적정 공사비를 바탕으로 한 목
표 예산액을 산정하고, 기본설계 및 실시설계 단계를 통하여
그림
1.연구의 흐름
목표예산액을 준수하기 위해 건설공사의 단계별 혹은 전체 사업에 대한 적정 공사비 산정 및 관리의 개념이 구체적으 로 정립되어 있다. 프로젝트 기획 및 설계 초기단계에서 최 초의 공사비 예산을 결정할 때 유사 실적데이터를 주로 활 용하며, 비록 최근 유사 실적 데이터라 할지라도 시간, 물량, 품질 등에 대한 각종 지수 및 전문가적 판단을 통해 신규 프로젝트에 대한 보정 작업을 수행하고 있다. 공사비 예측 방법은 과거 실적 데이터로부터 비례에 의해 물량 혹은 비 용을 산정하는 방법, 도면에 기초하여 개략물량을 산정하는 방법, 시장조사 등을 통해 예산을 책정하는 다양한 방법을 활용하고 있다.
보통 프로젝트 초기 단계에서 산정되는 공사비는 부족한 견적정보에 근거하기 때문에 정확도가 그리 높지 않으며, 일 정하지는 않지만 대략 +50~-30%부터 +40~-10%의 오차율 을 나타내게 된다(Peurifoy and Oberlender, 1989). 이렇게 해당 사업에 대한 확정 정보의 부족, 견적자의 부적절한 판 단 등의 원인으로 인해 개략견적 값의 정확도가 떨어지는 문제점을 극복하기 위하여 기본적인 개략견적기법에 확률 및 통계 기법들과 신경망조직(neural network) 등의 응용 기법 등을 함께 접목함으로써 견적결과의 오차율을 줄이려는 많 은 연구들이 진행되어 왔다. 예를 들면, Bradley 외(1989)는 확률적 접근 시뮬레이션 방법으로 하수시설 프로젝트를 대 상으로 단위단가법을 이용한 공사비 예측 연구를 수행하였 다. Yeh(1998)는 신경망조직(neural network)을 활용하여
RC빌딩을 대상으로 연구를 수행하였으며, Hegazy and
Ayed(1998)
는 신경망조직(neural network) 활용하여 도로공
사의 개략견적 방법을 제시하였다.
3.
하천시설공사의 특성 및 발주현황 분석
본 연구에서는 하천시설공사의 특성을 파악하기 위하여 건 설교통부에서 발간한 ‘하천공사설계실무요령’과 ‘하천설계기
준’을 참고하여 하천공사의 설계 기준 및 주요 공종을 파악 하였다. 하천시설물 공사의 기본 유형이자 단위는 치수공사 에 해당하는 제방이며, 제방공사의 설계에서 가장 주요한 부 분은 제방, 호안, 구조물의 설계가 해당된다. 그 밖의 공종 은 차수공, 부대공이 포함된다.
하천시설물에 대한 유형을 파악하고 공사발주의 현황을 파 악하기 위하여 조달청에 공고된 하천시설 건설공사 발주사 례 조사를 실시하였다. 입찰현황 및 공고 현황을 확인할 수 있는 조달청의 인터넷 웹사이트 ‘나라장터’에서 2001년부터
2006년까지의 하천시설공사 입찰공고 중 일반계약 247개의 자료를 대상으로 분석하였으며, 247개의 자료를 공고명을 기 준으로 공사를 분류하고, 연도별 공고건수, 공사금액규모에 대한 분석을 실시하였다.
입찰 공고 자료를 분석한 결과, 하천시설물 공사는 표 1 에 나타낸 바와 같이 굉장히 다양한 유형의 형태로 사업발 주가 이루어지고 있었다. 각 유형의 사업들은 발주건수(최다
116건, 최소 1건)와 금액규모(최고 256억, 최저 0.39억)에 있어서 편차가 매우 큰 것으로 나타났다. 또한, 5년 중 가 장 규모가 컸던 공사비가 256억으로 다른 시설물에 비해 상 대적으로 금액이 적은 것으로 나타났다. 하천시설물 공사의 발주형태는 공사의 내용 또는 시설물의 종류에 따라 주로 구분되고 있지만, 수해복구공사, 정비공사, 개수공사와 같이 사업의 특성으로도 구분이 되고 있었다.
4.
실적자료 수집 및 분석
4.1
실적자료의 수집
표준 공사비분석 체계의 구축과 공사비 모형을 도출하기 위해서는 공사에 포함되는 주요공종 및 영향요인을 도출 하 여야한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 총 33개의 프로젝 트에 해당하는 내역서, 설계서, 수량산출서로 구성된 실적자 료를 수집하였다. 하천 등급별로 살펴보면 국가하천 25건,
표
1.하천시설물 건설공사 발주현황
(조달청
, 2001~2006)공사분류 전체
건수 연도별 발주건수 공사비 (천원)
2001 2002 2003 2004 2005 2006
평균 최대 최소
정 비 공 사
116 4 32 62 16 2 0 285,066 3,717,517 34,166수해복구공사
79 12 42 17 7 1 0 174,828 1,046,402 25,000개 수 공 사
10 2 4 2 2 0 0 2,341,066 9,938,000 90,000정화시설공사
9 0 3 4 1 1 0 5,757,338 24,118,000 360,956기 타 공 사
8 0 2 1 3 1 0 452,560 763,100 200,000유지보수공사
5 0 1 3 1 0 0 261,239 378,581 168,982준 설 공 사
5 0 1 0 1 2 0 411,977 705,804 119,662보 수 공 사
4 0 1 0 1 2 0 406,847 497,700 121,090옹벽설치공사
3 0 2 1 0 0 0 52,149 60,000 42,800친환경시설공사
2 0 1 0 1 0 0 1,985,370 2,859,982 1,110,758하천조성공사
2 0 0 0 0 0 2 17,929,625 25,633,250 10,226,000녹 화 사 업
1 0 0 0 1 0 0 230,000 230,000 230,000복 원 공 사
1 0 1 0 0 0 0 953,535 953,535 953,535석 축 공 사
1 0 1 0 0 0 0 39,635 39,635 39,635제 방 공 사
1 0 0 0 1 0 0 50,000 50,000 50,000지방2급하천 8건이 포함되어있으며, 이 중 연구의 범위에 해 당하지 않는 지방2급하천 자료와, 자료가 누락되어 분석이 불가능한 낙동강 단호제, 어도개선공사인 잠실수중보를 제외 하여 실제 분석에는 23건의 실적자료가 활용되었다.
확보된 자료를 특성별로 분류하면 하천 등급별로는 국가하 천, 지방2급하천으로 구성되어있으며, 권역/수계별로는 낙동 강, 한강, 영산강, 금강권으로 나눌 수 있다. 또한 발주청 별로는 부산청이 가장 많은 부분을 차지하고, 원주청과 익산 청, 그 외 기간의 자료도 포함되었으며, 공사 유형별로는 개 수공사, 보강공사, 수해복구공사 등으로 분류할 수 있었다.
이에 대한 분포는 그림 2와 같다.
4.2
실적정보 구성 체계
4.2.1
실적자료의 구조
하천공사의 일반적인 내역서의 원가구성은 그림 3에 표현 된 바와 같이 직접공사비, 간접공사비, 기타간접비, 기타공사 비로 분류될 수 있다.
본 연구의 실적자료는 실질적으로 공사를 수행하는데 소요
되는 제잡비를 제외한 직접공사비를 기준으로 구성하였다.
총공사비에 포함되어 있는 제잡비(간접노무비, 산재보험료, 안전관리비, 기타경비, 일반관리비, 기타간접비, 이윤 등)는 공사규모, 시설유형, 공사지역, 공사시기 등의 직접공사비에 대한 영향변수들뿐만 아니라 경기상황, 발주기관, 계약방식 등에 따라 구성 비율이 상이하여 총공사비의 또 다른 변동 요인으로 작용하고 있다. 따라서 제잡비는 공사원가계산 제 비율 적용기준에 의한 산출기준을 적용하는 것을 원칙으로 하며, 본 연구에서는 제잡비를 제외한 직접공사비를 대상으 로 하여 기획단계 공사비 산정 체계를 구축하였다.
4.2.2
실적정보 구성 체계
하천공사의 설계 내역서는 제방단위로 구성 되어 있으며, 몇 개의 제방이 하나의 프로젝트를 구성하고 있었다. 따라서 실적자료의 수집 체계는 전체 프로젝트를 상위개념으로 두 고 각 제방별 공사비 내역을 기준으로 개발하였다. 먼저, 각 제방별 내역서를 분개한 후, 하천공사의 표준 설계 지침서인 하천공사실무요령의 표준 설계 체계와 제방별 내역체계를 비 교 검토하여 공종별 세부내역과 구성을 파악하였다. 그 결과, 하천공사의 공사유형은 다양하지만 각 공사의 내용과 구성 은, 일부 항목을 제외하고는, 주요 공종인 축제공, 호안공, 구조물공, 차수공, 부대공 등의 5개 주요공종 범위를 크게 벗어나지 않는 구조를 가지고 있었다.
따라서 본 연구에서는 하천시설 개략공사비 산정을 위해 필요한 공사 정보 및 내역 정보 구조를 그림 4에 나타낸 바와 같이 공사정보, 제방정보, 주요공종, 세부공종으로 이루 어진 4단계의 위계구조로 설계하였으며, 이를 바탕으로 하여 하천시설공사의 실적정보를 수집하는 양식을 개발하고 수집 된 정보를 데이터베이스에 축적함에 있어서 기본 정보체계 로 활용하였다.
4.3
공사유형 및 공종별 비중분석
실적자료의 분석은 23개의 내역서에 포함되는 82개의 제 방을 바탕으로 이루어졌다. 데이터 분석결과 제방별로 주요 공종의 포함 비율은 각각 다르게 나타났으며, 그 결과 값은 표 2와 같다. 개수 및 보강공사는 주요공종인 축제, 호안, 부대, 기타공의 포함 비율은 높은 반면, 차수공의 포함 비율 은 24.3%로 낮게 나타났다. 반면 수해복구 공사는 차수공의 포함 비율이 83.3%로 높았으며, 차수공종을 대부분 포함하 고 있었다. 또한 전문가의 자문 결과, 하천공사 기획단계에 서는 차수공의 포함여부는 결정되지 않으며, 실시설계시 토 질 조사를 실시하여 차수공의 포함여부가 결정된다는 사실 을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구의 범위인 기획단계에 서는 차수공을 고려하지 않는 축제, 호안, 구조물, 부대공을 기준으로 개략공사비 산정 체계를 개발하였다.
표 3과 그림 5는 공사 유형별 각 공종의 공사비가 차지 하는 비중을 나타낸 것이다. 개수 및 보강공사는 축제공, 호 안공이 비교적 높은 비중을 차지했다. 수해복구공사의 경우 축제 및 호안의 공사비가 차지하는 비중이 낮고, 차수공사의 비중이 61.2%로 수해복구 공사에서는 차수공이 가장 주요한 공종으로 파악되었다.
주요 공종들이 차지하는 공사비 비중 분석의 목적은 전체 그림
2.수집데이터의 특성별 분포
그림
3.하천공사 총 공사비 구성요소
공사비에 영향을 미치는 주요 공종들이 무엇인지 파악하고 자 하는 것이다. 분석 결과, 사업 유형형로 각 공종의 공사
비가 차지하는 비중에 차이가 있는 것이 확인되었고, 이는 공사비 산정에 있어서 사업 유형별로 구분하여 접근하는 것 에 대한 필요성을 의미한다고 할 수 있다. 주요 공종의 공 사비 비중 분석결과는 연구가 수행 중인 현재 시점까지 비 교적 짧은 기간 동안 수집된 실적자료를 이용한 제한적인 분석 결과로서 향후 데이터 축적이 이루어지면 보다 신뢰성 있는 분석이 이루어 질 수 있을 것이다.
4.4
공사비 영향요인 도출
4.4.1
영향요인의 파악
하천분야 개략공사비 산정모델 체계를 효율적으로 구축하 기 위해서는 하천공사 공사비에 영향을 미치는 주요 영향 인자들을 도출하고, 영향 인자를 효율적으로 반영할 수 있는 모델이 수립되어야 한다. 본 연구에서는 기존문헌분석, 전문 가 자문, 하천공사의 보고서, 내역서, 수량산출서, 도면 등의 수집자료 분석을 실시하였다. 또한, 기획 및 설계단계에서 가 용한 정보를 바탕으로 공사비 영향인자를 추출하였으며, 전 문가 자문을 통하여 추출된 영향인자의 적절성을 검증하였다.
기획단계에서의 공사비 영향인자는 공사정보와 제방정보에 해당한다. 공사정보에는 하천등급, 발주처, 지역, 예정가격 작 성방법, 설계기간, 전체공사비 등이 포함되고, 제방정보에는 그림
4.실적정보 분류체계
표
2.공종별 분석 가능한 데이터 수
공종분류
개수 및 보강(70) 수해복구(12) 분석가능 제방수 비율(%) 분석 가능한
제방수 비율(%)
축제공
68 95.7 11 91.7호안공
59 77.1 3 25구조물공
57 81.4 5 41.7차수공
17 24.3 10 83.3부대공
50 71.4 12 100기타공
52 74.3 8 66.7표
3.공사유형별 주요 공종의 공사비 비중 분석 공사유형
(
건수) 공종분류 개수
(
건) 평균공사비비율
(%)전체(82)
축제공
78 24.09호안공
57 26.27구조물공
72 19.57차수공
30 36.77부대공
68 20.08기타공
68 10.23개수 및 보강
(70)축제공
68 26.02호안공
59 26.58구조물공
57 19.70차수공
19 22.72부대공
53 22.68기타공
57 9.04수해복구
(12)축제공
11 11.31호안공
5 11.56구조물공
6 18.05차수공
11 61.21부대공
12 12.01기타공
6 19.14그림
5.주요공종별 비중 분석
하천공사의 설계부분에 해당하는 요인들로써 공사유형, 하천 연장, 축제공 연장, 호안공 연장, 구조물공의 설치 개소수, 차수공 연장이 이에 해당한다. 설계단계에서의 공사비 영향 인자는 실적정보의 내역정보에 해당되는데 이 단계는 기본 설계 등의 과정을 통하여 사업의 범위가 정의되고, 공사 물 량이 확정되는 단계로써 기획 단계보다 다양하고 정확한 데 이터를 확보할 수 있다.
4.4.2
하천공사 주요 공종별 상관관계 분석
하천공사의 주요 공종별로 영향을 미치는 요소가 각기 다 르기 때문에 공사비 산정 체계 구축하기 위해서는 각 공종 별 주요 인자를 도출하여야 한다. 본 연구에서는 주요 영향 요소를 파악하기 위하여 상관관계 분석을 실시하였다. 상관 관계란 어떤 두 개의 변수 x와 y가 있을 때 x의 변화에 따 라 y도 변화하는 선형적인 관계를 말한다. 즉, x가 증가하면
y도 증가하는 관계를 양의 상관관계, x가 증가하면 y도 감소 하는 관계를 음의 상관관계라고 한다. 그리고 이 중 어는 쪽의 관계도 보이지 않을 경우 무상관이라고 한다(노형진,
2005).하천공사의 공사비는 주요공종별로 결정이 되기 때문에 주 요 공종인 축제공, 호안공, 구조물공 공사비에 영향을 미칠 수 인자를 바탕으로 상관분석을 실시하였다. 4.4.1절에서 파 악된 영향인자를 각 공종별로 분류하여 독립변수로 하고, 각 공종별 공사비를 종속변수로 설정하였으며 이를 표 4에 나 타내었다.
상관관계 분석은 개수 및 보강, 수해복구공사를 구분하여
실시하였다. 축제공 공사비에 영향을 미치는 영향인자를 파 악하기 위하여 축제단면의 선정에 기준이 되며, 기획단계에 서 가용한 정보에 해당하는 여유고, 둑마루폭, 계획홍수량과 제방연장(축제연장)에 따른 상관분석 결과는 표 5에 나타내 었다. 상관분석 결과 개수 및 보강공사의 축제공 공사비는 제방연장, 여유고, 둑마루폭에 양의 상관관계를 가지고 있으 며, 이 중 제방 연장이 강한 상관관계를 나타내고 있었다.
수해복구 공사는 공사비에 영향을 미치는 뚜렷한 영향요소 를 찾을 수 없었다. 그 이유를 살펴보면 수해공사의 데이터 수가 적을 뿐 아니라 수해복구는 수해 피해의 정도에 따라 공사비의 규모가 달라지기 때문이다.
호안공 공사비에 영향을 미치는 요소는 제방법면의 결정인 자인 여유고, 둑마루폭, 계획홍수량과 호안설치 연장, 호안공 법이며, 각각의 상관분석 결과는 표 6과 같다. 상관분석결과 개수 및 보강공사의 호안공 공사비는 호안의 연장과 뚜렷한 상관관계를 나타내었다. 여유고 및 계획홍수량에 대해서도 어느 정도 상관성은 있지만 뚜렷한 상관관계는 나타나지 않 았다. 수해복구공사의 호안공 공사비 상관분석은 수해복구공 사에 호안공이 포함된 경우가 3건만 존재하였기 때문에, 샘 플 수의 부족으로 통계적 신뢰성이 저하되었기 때문에 분석 을 실시하지 않았다.
하천공사의 주요 구조물은 배수 시설인 배수통문, 배수통 관이 설치되며, 제방에 따라 기타 구조물이 설치된다. 따라 서 구조물공 공사비의 영향인자는 배수시설물의 개소 및 하 천연장이 파악되었고 상관분석 결과는 표 7과 같다. 상관 분석결과 구조물 공사비는 제방연장과 배수통문과 뚜렷한 상 관관계를 보이고 있다. 그러나 배수통관과의 상관관계는 생 각했던 바와 달리 낮은 상관관계를 보였다. 이는 배수통관의 평균 설치비용이 배수통문에 비해 작기 때문에 구조물공사 비는 배수통문과 더 높은 상관관계를 보인 것으로 판단된다.
4.4.3
주요 공종별 비용 및 비중 분석
4.4.2
절에서 상관분석을 한 결과 하천공사는 주요공종별로
영향요소가 다르게 나타났다. 따라서 하천공사는 도로공사나 표
4.상관분석을 위한 영향요소
공종 구분 독립변수 종속변수
축제공 제방연장, 계획홍수량, 여유고,
둑마루폭 축제공
공사비 호안공 호안공연장, 계획홍수량, 여유고,
둑마루폭, 호안공법 호안공 공사비 구조물공 제방연장, 배수문 개소, 배수관 개소 구조물공공사비
표
5.공사유형별 축제공 공사비에 따른 상관분석
공사유형구분 제방 연장 여유고 둑마루폭 계획홍수량
축제공 공사비
개수 및 보강
상관계수
0.785** 0.368** 0.306* 0.217유의확률
.000 .002 .011 .077수해 복구
상관계수
0.069 -0.030 0.071 -0.168유의확률
0.420 0.465 0.418 0.311**.
상관계수는 0.01이하 유의함, *. 상관계수는 0.05이하 유의함
표
6.개수 및 보강공사의 호안공 공사비에 따른 상관분석
구분 호안공 연장 여유고 둑마루폭 계획홍수량 호안공법
호안공 공사비
상관계수
0.451** 0.266* 0.244 0.293* 0.166유의확률
.000 .042 .063 .026 .208표
7.개수 및 보강공사 구조물공 공사비에 따른 상관분석
구 분 제방 연장 배수통문개소 배수통관개소 개소합
구조물공 공사비
상관계수
0.571** 0.534** 0.010 0.258유의확률
.000 .000 .944 .067건축공사처럼 단위길이(m), 단위면적(m
2)당 공사비로 나타내 기에는 무리가 있고, 정확도 또한 떨어지기 때문에 주요 공 종별 공사비 분석을 달리할 필요성이 있다고 판단되었다. 따 라서 축제공 및 호안공은 연장이 가장 큰 영향요소로 판단 되었기 때문에 단위길이(m)당 공사비 비용 분석을 실시하였 고, 구조물공은 구조물의 개소에 의한 공사비 비용 분석을 실시하였다. 부대공 및 기타공은 전체 공사비에 대한 요율 분석을 통해 공사비 분석을 진행하였다.
수집된 자료의 분석결과, 각 자료들은 이상치가 존재하며 이러한 이상치의 영향을 줄이기 위하여 양 끝단 10%를 제 외하는 Trimmed Mean(OTT, 1993)방법을 사용하여 분석하 였다. Trimmed Mean은 평균의 분포가 이상치에 의해 영향 을 받을 때 양 끝단 일정 범위를 제외하여 분석하는 방법이 다. 따라서 축제공 및 호안공의 단이길이 당 평균공사비의 분석과 부대공 및 기타공의 요율을 산점함에 있어서 10%
Trimmed Mean
을 활용하여 분석을 실시하였다.
4.4.3.1
축제공
그림 6은 제방 연장과 축제공 공사비와의 관계를 나타내 고 있다. 그림에서 보여 지는 것처럼 제방연장과 축제공 공 사비는 양의 상관관계를 보이고 있다.
수집된 실적자료를 분석하여 개수 및 보강공사와 수해복구 공사에 대한 단위길이(m)당 축제공 공사비를 분석해 보면 표 8과 같이 나타났으며, 그림 7은 축제공 평균공사비 오차 분포를 나타내고 있다.
4.4.3.2
호안공
그림 8은 호안연장에 따른 호안공공사비 분포를 나타낸 것 으로 호안공 또한 호안공연장과 호안공공사비가 양의 상관 관계를 나타내고 있다.
표 9는 개수 및 보강공사 59개 제방의 호안공 연장(m)에 따른 평균공사비와 수해복구공사의 호안공 연장(m)에 대한 평균 공사비를 나타내고 있으며, 그림 9는 호안공의 평균공 사비 오차 분포를 나타내고 있다.
4.4.3.3
구조물공
구조물공은 설치되는 구조물의 종류 및 개소에 따라 공사
그림
6.제방연장에 따른 축제공공사비 분포 표
8.공사유형별 단위길이
(m)당 축제공공사비 단가
구 분 원자료수(개) 실자료수(개) 평균(원) 표준편차(원) 표준오차(원) 최소값(원) 최대값(원) 개수 및 보강공사
66 54 383,300 187,471 25,511 73,349 751,353수해복구공사
9 9 164,753 85,573 28,524 32,630 276,773그림
7.축제공 평균공사비
/m의 오차분포
그림
8.호안연장에 따른 호안공공사비 분포
비에 큰 영향을 미친다. 하천공사 기획단계에서는 구조물공 의 개소에 대한 정보는 가용하기 때문에 구조물 개소별 단 위길이(m)당 단가를 구하여 구조물공의 공사비를 구할 수 있으며, 이는 구조물공의 공사비 산정에 정확도를 높일 수 있다. 구조물의 개소당 단가 산정은 설계내역서의 구조물 별 수량 산출서를 기준으로 단위 길이 당 구조물 개소별 단가 를 구하였다. 표 10은 설계 내역서의 분석을 통한 배수통관
의 단위 길이 당 단가를 산정한 샘플 데이터이다.
4.4.3.4
부대공 및 기타공
부대공 및 기타공의 공사비는 뚜렷한 영향인자를 찾을 수 가 없었기 때문에 수집된 데이터를 통해 부대공 및 기타공 이 각 제방공사비에서 차지하는 비중 분석을 실시하여 요율 을 도출하였다. 표 11은 그 결과표이다.
5.
하천공사 개략공사비 산정 체계
5.1
하천공사 개략공사비 산정 체계의 구축
본 연구에서 제시하는 하천시설공사 기획단계 개략공사비 산정 체계는 과거 실적자료를 이용하는 것이다. 실적자료는 하천시설공사의 특성과 다양한 공사유형을 반영하여 4단계 로 구성된 위계구조(hierarchy)를 가진 정보체계에 맞게 축 적되게 되며, 비용정보 뿐만 아니라 공사 특성변수들과 함 께 영향인자들에 대한 정보도 함께 축적되고 활용되는 구조 를 가지고 있다. 하천시설공사는 다양한 유형으로 발주가 되며 이들은 공사 내용 및 공사의 구성요소 측면에 있어서 특성이 구분되는 것으로 나타났다. 그러므로 이들 사업에 대한 개략공사비 산정은 개수 및 보강공사, 수해복구공사 등의 사업유형별로 구분하여 접근하는 것을 기본으로 하고 있다.
본 연구에서는 하천공사 기획단계의 공사비 산정 체계
(framework)
의 구축을 위해 그림 10과 같이 실적자료 수집단
계, 실적자료 DB화 단계, 분석 단계, 기획단계 framework 구축단계, 이에 대한 검증의 총 5단계로 구분하여 기획단계 개략공사비 산정 체계를 개발하였다.
하천시설물 공사를 구성하는 주요 공종들 중 축제공 및 호안공의 공사비는, 각 공종들의 공사비에 영향을 미치는 것 으로 파악된 영향인자(연장, m)와 공사비와의 상관관계를 이 표
9.공사유형별 단위길이
(m)당 호안공공사비 단가
구 분 원자료수(개) 실자료수(개) 평균(원) 표준편차(원) 표준오차(원) 최소값(원) 최대값(원) 개수 및 보강공사
59 49 356,100 120,309 17,187 104,251 563,148수해복구공사
3 3 39,989 13,189 7,615 30,946 55,123그림
9.호안공 평균공사비
/m오차분포
표
10.구조물공 개소당 단가 산정
sample배수통관
D1000mm공종 규격 단위 수량 단가(원)
터파기 기계+인력
m3 178 2,000되메우기 기계+인력
m3 151 3,700잔토처리
m3 28 430콘크리트타설 sck=240kg/cm
2 m3 39 23,500거푸집
3회
m2 88 18,000흄관부설
D1000본(2.5m)
4 180,000철근조립 보통
ton 1.67 420,000스페이서 기초용
m2 62.5 257자동문비
D1000개소
1 1,150,000돌망태
m3 14.17 9,800레미콘
25-210-12 m3 39 50,000이형철근
D19 ton 1.9 450,000계
9,365,637표
11.부대공
/기타공의 공사비 비중
구 분 원자료수(개) 실자료수(개) 평균(%) 표준편차(%) 표준오차(%) 최소값(%) 최대값(%) 부대공 개수 및 보강공사
53 43 21.25 0.10 0.02 9.34 50.19수해복구공사
10 10 14.14 15.82 5.00 4.97 58.02기타공 개수 및 보강공사
57 46 5.58 0.04 0.01 0.80 14.09수해복구공사
10 10 14.14 15.82 5.00 4.97 58.02용하여 개략적으로 추정하는 것을 원칙으로 한다. 영향인자 들과 공사비와의 상관관계가 명확하지 않아 공사비 산정이 어려운 부대공 및 기타공 공종은 실적자료로부터 분석한 해 당 공종이 전체 (제방)공사비에서 차지하는 평균 비중(%)을 적용하여 산정하였다. 그리고 구조물공은 영향인자와 공사비 의 상관관계 그리고 전체 공사비 대비 비중(%)을 적용하여 산정하는 것 모두가 어렵거나 적절치 않다고 판단되었으며 실시 설계시 구조물공의 물량산출이 구조물공의 시설물이 개 소별 단가에 의해 산정됨을 착안하여 실적자료로부터 파악 된 구조물 시설물에 대한 평균단가를 이용하여 산정하였다.
주요 공정별 개략공사비 산정의 기준이 되는 값들은 표 12 에 제시하였으며, 본 연구에서 제시하는 하천공사 기획단계 개략공사비 산정 방법론의 기본 체계(framework)를 그림으 로 표현하면 그림 11과 같다.
5.2
하천공사 개략공사비 산정 체계의 검증
5.1
절에서 제시한 주요공종의 기준단가 및 비율을 적용하 여 기획단계 개략공사비 산정체계의 검증을 실시하였다. 검 증에는 수해복구공사와 차수공을 포함한 제방은 제외시켰다.
이는 수해복구 공사는 데이터 수가 부족할 뿐만 아니라 공 사비에 영향을 미치는 요소를 정의 할 수가 없었기 때문이
그림
10.공사비 모형 구축 절차
표
12.주요 공종별 기준단가 및 적용비율
공사유형 공종 개수 및
보강공사 수해
복구공사 비고
축제공 383,300 원
164,753원 표준단가/m(원) 호안공 356,100 원
39,989원 표준단가/m(원) 구조물공 시설물별 단가/m 시설물별 단가/m
부대공
21.25 % 14.14 %평균비율(%)
기타공
5.58 % 23.33 %평균비율(%)
그림
11.하천공사 기획단계 개략공사비 산정 체계
표
13.개략공사비 산정 체계에 의한 공사비 추정
NO.
제방명 순공사비(원) 추정순공사비(원) 오차
NO.제방명 순공사비(원) 추정순공사비(원) 오차
1용산제
4,324,315,830 3,957,550,000 -8% 19기계제(축보)
2,612,087,230 2,778,653,403 6%2
옥산포제
2,845,375,374 1,722,095,417 -38% 20양동제(축보)
984,781,693 1,260,431,250 28%3
신매1제
890,177,197 960,572,639 8% 21낙산제(저호)
485,565,314 729,130,556 50%4
소양좌안1제
335,786,961 441,586,111 32% 22유금제(저호)
1,404,703,736 1,404,860,000 0%5
소양좌안2제
191,830,193 203,894,306 6% 23사방제(축보)
1,106,148,414 1,055,648,333 -5%6
소양좌안3제
719,535,196 569,774,306 -21% 24유양제
5,561,701,581 5,677,012,778 2%7
삼천1제
1,752,828,327 1,606,270,972 -8% 25부춘제
1,601,909,960 1,397,450,000 -13%8
송암제
2,155,219,938 1,653,586,528 -23% 26순지제
2,413,643,194 2,516,371,528 4%9
서천제
836,142,856 1,009,102,139 21% 27덕제제
1,017,039,308 981,792,778 -3%10
용평제
3,212,982,494 3,240,260,417 1% 28용반제
4,138,719,154 3,467,030,278 -16%11
용평1제
2,661,651,848 2,324,922,639 -13% 29대산제(2공구) 1,784,911,419 1,505,078,056
-16%12
조교제
1,193,093,088 1,165,066,528 -2% 30대산제(3공구)
626,481,415 582,455,972 -7%13
도동제
4,181,005,842 5,033,359,722 20% 31이북제(상류)
1,728,729,096 1,359,354,861 -21%14
구암제
4,409,673,022 3,822,270,000 -13% 32대동제
8,396,837,468 8,057,801,111 -4%15
황정2제
5,853,514,905 4,020,114,028 -31% 33생림제
3,019,102,146 1,983,027,917 -34%16
노곡1제
935,246,665 747,808,889 -20% 34여차제
1,057,714,807 820,417,222 -22%17
용장제
457,847,762 642,395,000 40% 35묵곡제
1,808,830,770 1,136,433,472 -37%18
갑산제(축보)
4,466,671,842 3,905,611,667 -13% 36대곡제
3,916,634,373 2,312,877,500 -41%평 균
17%다. 개략공사비 산정체계에 의한 공사비 추정 결과는 표 13 과 같이 평균 추정오차 17%, 추정오차범위 +50~-41% 정도 로 나타나고 있다. 이는 기획단계 초기에 AACE의 예측범위 인 +50~-30%와 큰 차이를 보이지 않고 있다. 이러한 결과 는 공사비 산정체계의 구축에 이용한 실적자료를 이용하여 적정성을 검토한 것으로 객관성이 확보되지 않기 때문에 새 로운 실적자료를 이용하여 공사비 산정체계의 적정성을 검 토하였다.
검증용 하천제방공사의 개요는 표 14에 나타내었다. 수집 된 자료는 곡교천 곡교지구 기성제 보강공사로 7개의 제방 이 포함되어 있다.
본 연구에서 개발한 개략공사비 산정체계에 새로운 실적자 료를 적용한 결과는 표 15와 같다. 그 결과, 평균오차는
21.4%
로 나타났다. 추정오차의 범위 또한 +23%~-29.1%로
AACE
와, Peurifoy and Oberlender(1989)의 논문에서 제시 한 +50%~-30%, +40~-10%의 범위를 벗어나지 않음을 알 수 있다. 이러한 결과를 통해 본 연구에서 개발한 개략공사 비 산정체계는 기획단계 공사비 예측에 있어 높은 수준의 정확도를 보이고 있다고 할 수 있다. 하지만 본 연구에서 제시한 개략공사비 산정체계의 모형은 기획단계에서 영향을 미칠 수 있는 공사규모나 지역 등의 보정을 하지 않은 공사 비 산정의 방법론에 초점이 맞추어져 있다. 따라서 향후 연 구에서는 지속적으로 자료를 수집하여 영향인자와 공사비와 의 상관관계를 포함한 다양한 통계 분석을 통하여 신뢰도와 정확도를 높일 필요가 있다고 판단된다.
6.
결 론
건설공사의 소요 비용을 예측하고 산정하는 작업은 건설사 업의 진행 과정 중 일부 단계에서만 수행되는 일회성 업무
가 아니라, 건설사업의 기획 및 조사(예비타당성조사와 타당 성조사)단계, 기본 및 실시설계 단계, 입찰 및 계약단계, 그 리고 시공과정 및 준공에 이르기까지 거의 모든 생애주기에 걸쳐서 지속적이고 반복적으로 수행되는 작업이다. 또한, 비 용 산정의 주체 또한 생애주기에 걸쳐서 발주자, 설계자, 시 공자 등으로 매우 다양한 구성원에 의해서 수행되는 업무라 는 특성을 가지고 있다. 공사비용의 예측 및 산정은 건설사 업의 생애주기 중 어느 단계에서 이루어지는지 그리고 수행 주체가 누구냐에 따라서 그 목적과 결과 값에 대한 활용도 가 달라지며, 요구되는 정확도 또한 달라진다.
본 연구는 하천시설물 건설공사의 기획단계에서 수행되는 개략공사비 산정의 방법론 개발을 최종 목적으로 하여, 연구 에서는 하천시설공사의 기획 및 조사단계를 중심으로 개략 적으로 공사비를 산정하기 위한 기본 구조와 접근 방법론을 개발하는 것을 목적으로 하고 있다. 본 연구의 세부 내용들 을 요약 정리하면 다음과 같다.
1.
기초 조사로서 하천시설공사의 특성과 2001년도 이후의 사업발주현황을 조사하였고, 다량의 실적(설계)내역서를 수 집하여 주요 공종들을 파악하고 세부내역들을 분석하였다.
2.
다양한 유형으로 발주되는 하천시설공사의 공사특성변수 들과 공사비 실적정보들을 수집하고 축적하기 위한 실적 자료수집양식과 4단계의 위계구조를 가진 실적정보체계를 개발 제시하였고, 수집된 실적자료들을 데이터베이스에 축 적하였다.
3.
제방을 기준단위로 하는 개략 공사비 산정체계를 제시하 였고, 주요 공종들과 함께 공사비에 영향을 주는 인자들을 파악한 후, 파악된 영향인자들과 공사비와의 상관관계를 분석하였다.
4.
하천시설공사의 공사 유형별 특성과 여러 가지 조사 분석 된 결과를 기반으로, 제방을 기준단위로 하며, 주요 공종 별로 기준 단가(원/m) 또는 비율(%)을 적용하여 개략적으 로 공사비를 산정하는 방법론과 framework을 개발 제시 하였다.
기획 및 조사단계에서의 개략공사비 산정을 위한 기본
framework
과 방법론은 매우 현실적이고 적정한 접근이라고
판단된다. 하지만, 공사비 영향인자들의 상관관계 파악에 통 계적 유효성을 가지는 결론을 내리기에는 상당한 어려움이 존재하였으며, 공사비 산정에 적용되는 주요 공종별 기준단 가(원/m)와 적용비중(%) 등의 결과 값들에 대한 대표성과 신뢰도를 높일 필요성이 있음을 확인하였다. 향후 연구에서 는 실적자료의 추가 수집을 지속적으로 수행하여 영향인자
표
14.곡교천 곡교지구 기성제 보강공사 개요
구 분 해암1제 해암2제 신곡1제 신곡2제 염성제 가덕제 수장제
순공사비(천원)
1,004,057 2,183,667 1,006,609 2,187,519 1,433,196 1,544,093 1,034,179설계년도
2005.1 2005.1 2005.1 2005.1 2005.1 2005.1 2005.1건설공사비지수(2000년 기준)
127 127 127 127 127 127 127축제연장(m)
1634 2815 1564 4086 1507 2402 1011호안설치연장(m)
872 650 1560 245 1095 0 255구조물
(
개소) 배수통관
2 11 1 1 3 5 1배수통문
1 2 0 3 1 1 1표
15.개략공사비 산정체계 검증결과
NO.
제방명 순공사비(원) 추정순공사비(원) 추정오차
1해암1제 1,275,152,242
1,536,990,774 20.5%2
해암2제
2,773,256,562 2,200,927,900 -26%3
신곡1제
1,278,393,406 1,661,193,081 23%4
신곡2제
2,778,148,885 2,813,230,860 1.2%5
염성제
1,820,158,510 1,513,779,313 -20.2%6
가덕제
1,960,998,110 1,518,966,621 -29.1%7
수장제
1,313,407,896 1,064,411,743 -23.4%평 균
21.4%와 공사비와의 상관관계를 포함한 다양한 통계 분석의 신뢰 도와 정확도를 높일 것이다. 또한, 추가적인 실적자료의 수 집이 이루어지게 되면 회귀분석 등과 같은 확률 및 통계를 이용한 다양한 기법들과 사례기반추론(case-based reasoning) 기법들을 통한 다양한 보정방법론을 적용하여 결과 값에 대 한 신뢰도와 정확도의 제고가 가능해질 것이라 기대된다.
감사의 글
본 연구는 건설교통부 건설교통R&D정책인프라사업의 연 구비지원(과제번호 : 06 기반구축 A03)에 의해 수행되었습 니다.
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