1. 개설 : 건설 기계는 기계적인 동력으로 작업 능력을 크게 하여 짧은 시간에 많은 작업량을 처리하며 작업 능률을 향상해서 효과적으로 건설 공사를 수행하는 공사 수단이다. 오늘날의 건설 기계는 대형화, 고능률화의 추세에 있고 구조, 능률, 용도가 다양해지고 있으므로 효과적인 기계 제원의 활용이 필요하다.
(1) 건설 기계화의 특성
1) 장점 : 공사 기간이 단축되고 공사비가 절감된다. 공사 규모와 시공 가능성이 확대된다. 공사의 품질 향상이 가능하다.
2) 단점 : 기계의 구입 및 설비비가 고가이다. 동력 연료, 기계 부품, 수리비 등이 필요하다. 숙련된 운전자 및 정비원이 필요하다. 소규모 공사에는 인력보다 비용이 많이 드는 경우도 있다.
(2) 건설 기계의 운영 : 건설 기계는 특정한 목표를 위한 생산 수단으로서 원가 절감과 밀접한 관계가 있으므로 작업 조건을 고려하여 투입 기계를 결정하는 것이 중요하다.
1) 공사 조건에 따른 기계의 기종과 용량의 타당성을 검토
2) 기계의 합리적인 조합
3) 기계의 작업 현장과의 적응성
4) 공사 수량과 기계의 표준 시공 능력과의 관계
5) 인력 시공과의 비교
6) 투입 및 철수 시기의 판단과 계속성의 검토
7) 작업 이외의 제한성(교통, 작업 거리 등)
건설 기계의 투입 계획은 공사의 계획과 설계 단계에서부터 기종의 선정, 사용 계획과 수량, 유지 관리 계획, 정비 계획, 수송 계획 등을 충분한 조사를 하여 계획에 반영하고 도로 상태 또는 장애물의 제거, 진입로 등에 대한 부대 공사 계획도 함께 검토해야 한다.
(3) 건설 기계의 조합 : 건설 기계의 합리적인 조합은 건설 공사의 기계화에 따른 수반 작업의 기능적인 분업과 작업 형태의 분류를 검토하여 계획한다. 작업의 기계화에서는 작업을 직렬로 분할하여 여러 가지 기종의 기계가 분업으로 시공하는 흐름 작업이 가장 효율적이다.
1) 흐름 작업과 계속 작업 : 작업은 취급 재료의 이동 유형에 따라 흐름 작업과 계속 작업으로 구분하고 흐름 작업은 골재 생산의 경우처럼 천공(착암기) - 폭약 장전(인력) - 발파(인력) - 발파석 싣기(파워 셔블) - 운반(덤프트럭) - 쇄석(쇄석기) - 운반(벨트 컨베이어) - 저장의 순서로 작업이 연결되는 과정이며 계속 작업은 재료를 일정한 장소에 적치하고 기계 또는 인력이 계속적으로 작업하는 것이다.
2) 주작업과 종속 작업 : 기계화 시공에서 주기적인 흐름 작업은 주 작업과 종속 작업으로 구분한다. 예를 들면 1대의 백(Back hoe)와 여러 대의 덤프트럭이 조합하여 시공하는 경우에 백호의 적재가 주 작업이 되고 덤프트럭에 의한 운반은 종속 작업이 된다.
3) 분업된 작업 능력의 균등화 : 기계화 시공은 여러 종류의 기계가 조합되어 분업으로 흐름 작업을 하는 것이 일반적이고 분업된 작업의 시공 속도가 다르면 그 중의 최소 시공 속도에 의하여 전체 시공 속도가 지배되므로 가장 효율적인 기계 조합은 각 작업의 시공 속도와 작업 소요 시간을 일정하게 하는 것이다. 각 작업의 표준 시공 속도가 결정되어 실 시공 속도가 표준 시공 속도에 적합하도록 기계와 인력 등의 배치가 가능하다면 기계와 인력의 직렬 조합을 피하고 기계의 직렬 조합이 되도록 배치한다. 기계화 시공에서 흐름 작업의 분업수를 증가시켜서 병렬 각업을 하면 시공량이 증대하고 기계 고장 등에 의한 다른 작업의 대기를 방지하여 작업 손실을 감소시킬 수 있다.
4) 조합 기계의 작업 효율 : 조합 기계의 최대 시공 속도는 각 작업의 최소치에 따르고 작업 효율의 최소치는 각 작업의 시간 손실이 중복되지 않고 각각 독립적으로 발생될 때가 된다. 기개의 작업 효율은 실 작업 시간율과 현장 조건 등에 의한 작업 능률에 의해서 산정된다. 그러나 동일한 작업 조건에서 여러 공정으로 분할된 작업에서는 작업 효율의 최소치가 감소하며 조합 작업시의 실제 작업 효율을 0.6 ~ 0.72에서 결정한다.
5) 기계 조합의 계획 : 효율적인 기계 조합은 각 작업의 소요 시간을 일정하게 하고 작업 속도를 균등하게 하는 것이지만 분할 작업의 수가 증가하면 작업 효율이 저하된다. 따라서 기계의 작업 효율을 고려한 합리적인 기계 조합은 분할 작업 중에서 선정한 주 작업을 중심으로 각 작업의 시공 속도를 검토하여 결정한다.
2. 건설 기계의 종류와 용도
(1) 건설 기계 선정 기준
건설공사의 설계시에 적정 공사비의 산정과 합리적인 기계화 시공을 위해서 건설 현장의 여건을 고려하여 공사 규모에 적합한 건설 기계를 적용한다. 토공량이 100,000 세제곱미터 이상의 공사를 대규모 공사, 10,000 ~ 100,000 세제곱미터 미만을 소규모 공사로 구분하고 현장과 토질 조건(습지, 연약 지반)에 따라 탄력적으로 보완하여 선정해야 한다.
(2) 건설 기계의 종류 및 용도
1) 굴착 운반 기계 : 굴착과 운반을 함께 수행하는 굴착 운반 기계는 굴착, 운반, 사토 작업을 일괄적으로 단일 장비가 수행하는 것으로서 형식은 무한궤도식과 타이어식이 있으며 작동 장치에 따라 케이블식과 유압식으로 분류한다. 굴착 및 운반 기계는 주로 단거리 작업을 하므로 속도보다는 힘에 중점을 두고 개발되었으나 운반 거리가 긴 경우에는 주행 속도에 중점을 두어야 한다. 트랙터 계통의 굴착 운반 기계는 트랙터를 기본으로 하여 전·후에 작업 장치를 부착한 것으로 전면에 배토판을 부착한 것이 불도저이고 후면에 견인 장치와 운반 기기를 부착한 것이 스크레이퍼이며 크레인을 부착한 것과 셔블을 부착한 것으로 구분할 수도 있다.
- 불도저 : 불도저는 크롤러트랙터를 주체로 하고 굴삭 장비인 배토판을 전면에 부착한 것으로 전방 또는 횡 경사 방향의 깎기가 가능하다. 불도저의 주요 작업은 벌개, 제근, 정지, 단거리 구간의 운반, 굴착, 흙 쌓기, 땅 깎기, 견인 등이 있으며 트랙터 전면에 부착한 배토판을 내리고 지면을 약간 굴착하여 트랙터의 견인력으로 굴착한 배토판을 수평으로 밀고 전진하면서 흙을 이동시키는 작업을 한다.
댓글