토목건설 중 가장 중요한 것을 뽑으라면 지반의 상태에 관한 문제를 다루는 것이다. 지질학의 지식을 필요로 하는 부분으로 이는 하천에 관한 문제, 산사태, 지반침하에 관한 문제 등과 같은 안전에 관련되기 때문이다.

국내에는 친환경적이면서 낮은 가격에 짧은 공사기간으로 AI기술을 토목설계 및 시공관리에 적용하는 차별화된 융합기술을 보유하고 있는 곳이 (주)부시똘(김갑부 대표)이다. 현재에도 지반보강공사에는 인공물체를 혼합하는 공법을 주로 사용해 땅속에 그라우팅(액상으로 집어넣어 시간이 지나면 굳는 물체)을 주입하거나, 콘크리트 블록을 이용해 지반을 보강하는 공법이 있으며, 대표적으로 그라우팅, 팽이공법, 말뚝공법 등이 있다. 부시똘의 퍼즐쏘일 공법은 인공물체를 사용하지 않고 순수 자연골재만으로 지반을 보강하는 친환경공법이라 할 수 있다.

김갑부 대표

김갑부 대표는 “퍼즐쏘일은 맞물림과 마찰력 원리를 응용한 공법으로 크기별로 생산된 쇄석골재를 혼합시켜 큰 알갱이와 작은 알갱이가 마치 퍼즐(Puzzle)처럼 맞물리도록 수치적으로 제어해 치환형태로 지반을 개량하는 지반보강공법이다. ‘퍼즐쏘일’은 큰 알갱이 사이마다 들어간 작은 알갱이들이 각각의 접촉면을 확대해 내부마찰각을 증폭시키고 맞물림에 의한 구속력을 유발시키는 것이다. 흙알갱이의 분포를 조절해 질서를 부여하고 맞물림 현상이 연속적으로 나타나도록(재밍) 만들어 무질서한 흙알갱이의 배합비를 조절해, 맞물려 접촉하는 질서를 부여하는 기술을 개발했다. 흙알갱이의 맞물림을 잘 설계하면 땅의 단단함(지지력)이 10배이상 높아진다”고 말한다.

특히 ‘퍼즐쏘일’은 기존에 주로 쓰였던 말뚝공법 대비 약 1/5 수준의 공기 단축 효과도 기대할 수 있으며, 특별한 재료를 쓰는 게 아니라 쇄석골재만 쓰기에 재료 구입도 쉽다. 이와 함께 골재가 조그만 깬자갈 수준으로 소형 장비로도 모든 공정이 이뤄질 수 있어 가격 경쟁력과 시공성도 우수하다. 현재 저층 건물, 고층빌딩, 지식산업센터, 물류센터, 아파트, 다세대주택, 근생시설 등 다양한 곳에 퍼즐쏘일 공법을 적용하여 높은 만족도를 견인하고 있다.

토질및기초 전문가 김갑부 대표의 풍부한 현장경험이 투영된 공법 설계 값이 반영돼 지금껏 5000여건의 설계 자료와 1천여건의 시공 자료가 누적돼 있다. 바로 여기에 AI기술로 데이터를 학습시켜 퍼즐쏘일 공법에 필요한 값을 예측하게 한다. 김갑부 대표는 “현재 전문가와 퍼즐쏘일 AI모델을 개발하는 작업에 착수했다. 향후 AI모델을 기반으로 퍼즐쏘일을 설계하면 점점 증가하는 고객의 수요에 적극 수용할 수 있을 것”이라며 “4차 산업혁명 시대의 많은 IT인프라를 활용하는 디지털 기업이 될 것으로 기대한다”고 밝혔다.

이외에도 수학적 단순화 과정을 거친 지반보강공법 퍼즐테크놀러지는 지적 재산권을 진행 중인 퍼즐쏘일축, 쏘일판, 퍼즐말뚝 등 신기술도 개발이 되었다. 퍼즐쏘일축은 높은 마찰 저항력을 가진 퍼즐쏘일을 채움재로 사용하여 하중을 효과적으로 분산시키고 높은 인장강도를 가진 원통형 토목섬유의 구속효과를 이용하여 얕은 심도의 연약층에 적용성이 높다. 또한, 퍼즐쏘일축의 간격을 조절하여 퍼즐말뚝기술을 함께 접목하면 선단부의 흙쐐기 상호 간섭보강 효과로 인해 유효 단면적이 증가해 지지력을 증대시킬 수 있다. 또 쏘일판은 토목 보강재가 기초 주변을 구속시켜 초기의 높은 하중을 걸러내고 낮아진 하중을 주변 지반에 분산시킨다. 독립기초와 국부적으로 높은 하중이 발생하는 영역보강에 특화되어 있으며 특히, 일반 말뚝기초와 함께 적용하면 말뚝전면복합기초(Piled raft)로 거동하여 원지반의 지내력을 활용할 수 있어 말뚝의 수량을 최적화하고, 침하량을 최소화할 수 있어 VE(Value Engineering) 아이템으로 각광을 받고 있다.

퍼즐쏘일 공법의 원천 기술력과 특허권은 온전히 부시똘에 있다. 퍼즐쏘일 기술은 부시똘만 할 수 있는 기술이자 특허권자인 김갑부 대표만이 알고 있는 노하우다. 단순히 행정상으로 거치는 게 아닌 기술적으로 거쳐야만 제대로 된 지반 보강이 돼서 건물이 안전해질 수 있다. 최근에 P사는 원천기술 개발자인 부시똘을 속이고 퍼즐쏘일을 구현할 수 없는 타 토질 및 기초기술사 이름으로 검토서를 작성하기도 했다. 퍼즐쏘일 설계기술이 없는데도 부시똘에 알리지 않고 무단으로 시공하는 것은 고객을 기만하는 행위이며 단순한 공식 대입형이 아닌 기술의 핵심을 정확히 숙지하고 있어야 한다. 이를 간과하고 기술모방으로 시공을 하는 사례가 늘어나고 이러한 부실시공은 안전에 큰 문제를 가져오며, 피해는 고스란히 국민에게 돌아간다.

김갑부 대표는 “단편적으로 보면 지적재산권을 가지고 있는 부시똘만의 문제로 보이나 장기적 측면에선 국민들의 안전을 담보삼아 부실공사로 이어질 수 있는 사회적 문제로 확장될 가능성이 높다. 부시똘은 P사와의 모든 협력관계를 해지하였으며, 더 이상 선의의 피해자가 발생하지 않도록 민·형사상의 법적 조치를 취할 계획이다. 또 공사법인 (주)사이똘을 설립했다. 직영시공 중인 부시똘에 문의하면 기술력과 노하우를 바탕으로 설계/시공을 진행할 수 있어 훨씬 경제적이고 안전하게 건축물을 지을 수 있다. 부시똘은 정교한 수작업과 텍스트 중심의 업무 환경을 디지털 중심으로 전환할 것이며 이 AI기술 접목은 차세대 건설산업의 좋은 롤 모델이 될 것이다”라고 했다.

[출처] (주)부시똘 김갑부 대표 “친환경공법 ‘퍼즐쏘일’ 지속적 기술개발로 기초토목공사가 달라진다”|작성자 YNews