Conceptual Design and Displacement Recognition Performance Verification of Displacement Measurement System for Retaining Wall Structure Based on Laser Sensor

레이저 센서 기반 흙막이 구조체 변위 계측 시스템의 개념 디자인 및 변위 인식 성능 검증

The retaining wall structure is essential for construction work that performs underground excavation. Displacement management of the retaining wall structure is important regardless of the size of the construction. However, in the case of small-scale construction sites with an excavation depth of less than 10m, displacement management of retaining wall structure not properly performed due to problems such as 1) companies' smallness, 2) lack of capacity of construction managers, 3) complexity of installation, dismantling and displacement of measuring instruments. As a result of analyzing previous research, it was analyzed that it is difficult to apply this to a small - scale construction site because most of the previous research has problems in using an expensive 3D scanner or installing many measuring instruments. This study aims to propose a conceptual design of a displacement measurement system for retaining wall structure based on laser sensor and to verify the displacement recognition performance of core technology applied to the conceptual design. A conceptual design was proposed using a 2D laser scanner. As a result of verifying the displacement recognition of the 2D laser scanner, a displacement of 15mm was analyzed to be sufficiently understandable. In the future, if the proposed conceptual design is developed and applied to the small-scale construction site, it is thought that it will contribute to the reduction of safety accidents at small-scale construction sites.

흙막이 공사는 지하굴착을 수행하는 건설공사에서 필수적으로 적용되는 공사 기법으로, 공사 규모와 관계없이 흙막이의 계측관리는 필수적이다. 그러나 굴착깊이 10m 미만에 해당되는 소규모 건축현장(총 공사비 20억 내외)의 경우에는 1) 시공업체의 영세성, 2) 현장관리자의 역량 부족, 3) 계측기기 설치·해체 및 변위분석의 복잡성 등의 문제점으로 인해 흙막이의 계측 관리가 제대로 수행되고 있지 않는 실정이다. 상기 문제점을 해결하는 선행연구 분석 결과, 대부분의 선행연구에서는 값비싼 3D 스캐너를 활용하거나 다수의 계측기기를 설치해야 되는 문제점이 있어 소규모 건설현장에 이를 적용하는 것은 어려운 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구의 목적은 하나의 계측기기를 활용하여 흙막이 구조체의 변위를 파악할 수 있는 레이저 센서 기반 흙막이 구조체 변위 계측 시스템의 개념 디자인을 제안하고 개념 디자인에 적용된 요소기술의 변위 인식 성능을 검증하는 것이다. 요소기술은 2D 레이저 스캐너가 선정되었으며, 선정된 2D 레이저 스캐너를 활용하여 개념디자인이 제안되었다. 2D 레이저 스캐너의 변위 인식 검증 결과, 15mm의 변위는 충분히 파악 가능한 것으로 분석되었다. 추후, 제안된 개념디자인이 개발되고 현장에 적용될 경우 소규모 건설현장의 안전사고 저감에 기여할 것으로 분석된다.