2D기반 기존방법 대비 BIM기반 터널 물량산출 오차 분석

Abstract

대부분 비정형 구조물인 토목분야에서 BIM(Building Information Modeling) 기법을 적용할 경우 현재 BIM 기법이 도입되기 시작한 건축분야와 비교해 상대적으로 건설 생산성 향상의 기대효과가 높을 것으로 인식되고 있다. 본 연구에서는 NATM공법 터널을 대상으로 BIM기반 3D 모벨링을 통한 물량산출을 실시하여 기존의 2D기반의 물량산출과 비교, 오차분석을 수행하였다. 그 결과 구조물공에 있어서는 오차범위가 0.00%~-1.45%로 아주 작게 나타났으나, 토공에 있어서는 오차범위가 -19.78%~35.30%로 대단히 크게 나타났다. 이를 통해 기존 2D기반 구조물공 물량산출의 경우 0.00%~5.00%의 할증률을 감안하여 본다면 BIM기반 물량산출과의 오차가 무시할 정도로 나타남에 따라 BIM기반 3D 모델링을 통한 자동 물량산출의 신뢰성을 확인하였다. 또한 토공의 경우는 토공전제의 물량산출 오차는 구조물공과 동일하게 오차가 무시할 정도이지만, 암별 물량산출 오차가 크게 나타남으로서 2D 기반 물량산출의 신뢰성에 문제가 있음을 알 수 있었다. 따라서 토공은 반드시 BIM기반 3D 모델링을 통한 물량산출을 수행하여 물량산출의 신뢰성을 확보해야하는 사항이라 판단되며, BIM의 설계, 시공, 유지관리 단계의 정보통합의 장점을 고려하여 토목분야에서의 BIM 설계기법 도입에 대한 효용성 및 적용 가능성을 확인하였다. In case of applying BIM method to the civil engineering of irregularly shaped structure, BIM method is recognized to have relatively high construction productivity. In this paper, we developed quantity calculation algorithms applying BIM method to NATM tunnel construction method and implemented BIM based 3D-BIM Modeling Quantity Calculation. The results showed that BIM-based method has high reliabilty in structure work in which errors occurred only in the range between 0.00% and -1.45%. On the other hand, BIM method applied to earth work showed great error range of -19.78% to 35.30%. So the benefit and applicability of BIM method in civil engineering were confirmed. In addition, routine method for the quantity of earth work has negligible error as in the case of structure work. But, rock type's quantity calculation showed significant errors so that the reliability of 2D-based volume calculation is problematic. It may thus be concluded that 3D-BIM is more reliable than the routine method in estimating the quantity of earth work. Considering the reliability and merits in the stage of its design, construction and maintenance levels, the application of BIM to civil engineering works is recommended.