건설공사 건설기계 작업량 Q값이란? 굴착기·덤프트럭 Q값 계산방법 총정리

건설공사 건설기계 작업량 Q값이란? 굴착기·덤프트럭 Q값 계산방법 총정리

건설공사 일위대가나 신규단가를 산출하다 보면 Q값이라는 용어를 자주 접하게 됩니다.

특히 굴착기, 덤프트럭, 로더 등 건설기계를 이용하는 토공사에서는 장비가 한 시간 동안 얼마나 많은 작업을 할 수 있는지에 따라 ㎥당 장비비가 크게 달라집니다.

현장에서는 다음과 같은 질문이 자주 발생합니다.

“굴착기 Q값은 무엇인가?”

“0.4㎥와 0.7㎥ 굴착기의 작업량은 어떻게 다른가?”

“버킷용량이 0.7㎥이면 한 번에 무조건 0.7㎥를 굴착하는 것인가?”

“덤프트럭 Q값은 어떻게 계산하는가?”

“굴착기와 덤프트럭은 몇 대를 조합해야 하는가?”

이번 글에서는 건설기계 작업량 Q값의 의미부터 굴착기의 버킷용량·버킷계수·작업효율·사이클타임 그리고 덤프트럭 운반 Q값과 장비조합까지 알아보겠습니다.

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1. 건설기계 작업량 Q값이란?

Q는 건설기계가 일정 시간 동안 처리할 수 있는 작업량 또는 생산량을 나타내는 값입니다.

예를 들어 굴착기의 작업량이

Q = 60㎥/hr

이라면 이론적으로 해당 조건에서 한 시간 동안 약 60㎥를 처리할 수 있다는 의미입니다.

장비의 시간당 비용이 120,000원이고 작업량이 60㎥/hr라면 단순한 장비비는

120,000원/hr ÷ 60㎥/hr

=

2,000원/㎥

이 됩니다.

따라서 Q값이 커지면 동일한 시간당 장비비 조건에서는 일반적으로 단위당 장비비가 낮아지고, Q값이 작아지면 단위당 장비비가 높아집니다.

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2. Q값이 중요한 이유

건설기계 단가산출의 기본 구조는 매우 단순합니다.

시간당 기계경비 ÷ 시간당 작업량(Q)

=

단위당 기계경비

입니다.

따라서 굴착기나 덤프트럭의 Q값을 잘못 적용하면 최종 일위대가 역시 크게 달라질 수 있습니다.

특히 설계변경 신규단가를 작성할 때는 단순히 장비의 시간당 비용만 확인할 것이 아니라 그 장비가 해당 현장조건에서 얼마나 작업할 수 있는지를 함께 검토해야 합니다.

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3. 굴착기 Q값에 영향을 주는 요소

굴착기의 작업량은 단순히 버킷용량만으로 결정되지 않습니다.

대표적으로 다음 조건이 영향을 줍니다.

① 버킷용량(q)

굴착기 버킷의 공칭용량입니다.

예를 들어

0.2㎥

0.4㎥

0.6㎥

0.7㎥

0.8㎥

등으로 구분됩니다.

② 버킷계수

버킷에 실제로 어느 정도 재료가 채워지는지를 반영하는 계수입니다.

③ 사이클타임(Cm)

한 번 굴착하고 선회하여 적재한 후 다시 굴착위치로 돌아오는 데 걸리는 시간입니다.

④ 작업효율(E)

현장조건에 따른 실제 작업효율을 반영하는 계수입니다.

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4. 굴착기 작업 사이클

굴착기의 한 사이클은 일반적으로 다음과 같은 과정으로 이루어집니다.

굴착

↓

적재상태 선회

↓

덤프트럭 등에 적하

↓

빈 버킷 복귀선회

↓

다시 굴착

이 한 사이클이 짧을수록 시간당 작업횟수가 증가합니다.

반대로 작업공간이 좁거나 선회각도가 크고 작업조건이 좋지 않으면 사이클시간이 증가하여 작업량이 감소할 수 있습니다.

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5. 굴착기 Q값 기본 계산구조

굴착기의 시간당 작업량은 개념적으로 다음과 같이 이해할 수 있습니다.

Q = q × K × N × E

여기서

Q = 시간당 작업량

q = 버킷용량

K = 버킷계수

N = 시간당 작업횟수

E = 작업효율

입니다.

시간당 작업횟수 N은 사이클타임을 이용해 계산할 수 있습니다.

사이클타임이 초(sec) 단위라면,

N = 3,600 ÷ Cm

으로 볼 수 있습니다.

따라서 개념적으로

Q = q × K × (3,600 ÷ Cm) × E

와 같은 구조가 됩니다.

실제 공사비 산정에서는 해당 공종에 규정된 품셈의 작업량 산정식과 적용계수를 확인해야 합니다.

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6. 굴착기 Q값 계산 예시

계산방법을 이해하기 위해 다음 조건을 가정하겠습니다.

굴착기 버킷용량(q) = 0.7㎥

버킷계수(K) = 0.90

사이클타임(Cm) = 25초

작업효율(E) = 0.75

먼저 시간당 작업횟수를 계산합니다.

3,600 ÷ 25

=

144회/hr

입니다.

따라서,

Q = 0.7 × 0.90 × 144 × 0.75

=

약 68.04㎥/hr

입니다.

즉, 위의 가상조건에서는 굴착기 0.7㎥의 시간당 작업량이 약 68㎥로 계산됩니다.

※ 위 계수는 계산원리를 설명하기 위한 예시입니다.

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7. Q값으로 ㎥당 굴착기 비용 계산

굴착기 시간당 기계경비를 예를 들어

130,000원/hr

이라고 가정하겠습니다.

앞에서 계산한 Q값은

68.04㎥/hr

입니다.

따라서 ㎥당 굴착기 비용은

130,000 ÷ 68.04

=

약 1,910원/㎥

입니다.

즉,

시간당 기계경비 ÷ Q

라는 구조로 단위당 장비비를 계산할 수 있습니다.

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8. Q값이 작아지면 단가는 어떻게 될까?

같은 굴착기의 시간당 비용을 130,000원이라고 가정하겠습니다.

 

Q값	㎥당 장비비
70㎥/hr	약 1,857원/㎥
60㎥/hr	약 2,167원/㎥
50㎥/hr	2,600원/㎥
40㎥/hr	3,250원/㎥
30㎥/hr	약 4,333원/㎥

 

즉, 작업조건이 나빠져 Q값이 낮아지면 동일한 장비를 사용하더라도 ㎥당 비용이 상승합니다.

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9. 버킷용량만으로 작업량을 판단하면 안 되는 이유

예를 들어 0.7㎥ 굴착기를 사용한다고 해서 한 번의 작업마다 정확히 0.7㎥를 처리한다고 단정할 수 없습니다.

실제 현장에서는

토질상태

굴착깊이

버킷 충전상태

선회각도

덤프트럭 위치

작업공간

작업자의 숙련도

등에 따라 작업량이 달라집니다.

따라서

버킷용량 = 실제 작업량

으로 단순 판단해서는 안 됩니다.

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10. 0.4㎥와 0.7㎥ 굴착기는 어떻게 선택할까?

큰 장비가 항상 유리한 것은 아닙니다.

예를 들어 도심지 상수도 관로공사를 생각해 보겠습니다.

차량통행이 많은 편도 1차로에서 좁은 폭으로 관로를 굴착한다면 0.7㎥ 굴착기는 장비 자체의 작업능력은 크지만 작업공간과 선회반경 때문에 오히려 작업성이 떨어질 수 있습니다.

반면 0.4㎥ 굴착기는 작업능력은 작더라도 협소한 작업공간에서 유리할 수 있습니다.

따라서 장비선정은

장비의 이론적 Q값

뿐만 아니라

현장 작업공간 + 굴착폭 + 굴착깊이 + 교통조건 + 안전성

을 함께 검토해야 합니다.

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11. 덤프트럭 Q값은 어떻게 계산할까?

덤프트럭은 굴착기와 계산방식이 조금 다릅니다.

덤프트럭은 한 번 운반할 수 있는 적재량과 한 사이클에 필요한 시간을 이용해 시간당 운반량을 계산할 수 있습니다.

기본 개념은

Q = 1회 적재량 × 시간당 운반횟수

입니다.

그리고

시간당 운반횟수 = 60 ÷ 사이클타임(분)

입니다.

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12. 덤프트럭 사이클타임

덤프트럭의 한 사이클은 일반적으로

상차

↓

적재상태 운반

↓

적하

↓

공차상태 복귀

↓

기타시간

으로 구성됩니다.

따라서

Cm = 상차시간 + 적재운반시간 + 적하시간 + 공차복귀시간 + 기타시간

입니다.

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13. 덤프트럭 Q값 계산 예시

다음과 같이 가정하겠습니다.

1회 적재량 = 5.5㎥

상차시간 = 5분

적재운반 = 12분

적하시간 = 2분

공차복귀 = 10분

기타시간 = 1분

전체 사이클타임은

5 + 12 + 2 + 10 + 1

=

30분

입니다.

시간당 운반횟수는

60 ÷ 30 = 2회/hr

입니다.

따라서

Q = 5.5 × 2

=

11㎥/hr

입니다.

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14. 덤프트럭 운반비 계산

덤프트럭의 시간당 비용을 예를 들어

85,000원/hr

이라고 가정하겠습니다.

Q = 11㎥/hr라면,

85,000 ÷ 11

=

약 7,727원/㎥

입니다.

따라서 예시조건의 덤프트럭 운반비는 약 7,727원/㎥가 됩니다.

※ 실제 운반비에는 적용하는 품셈과 작업조건에 따라 계산요소가 달라질 수 있습니다.

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15. 운반거리가 길어지면 Q값은 어떻게 될까?

운반거리가 증가하면 적재운반시간과 공차복귀시간이 증가합니다.

그러면 전체 사이클타임이 길어집니다.

운반거리 증가

↓

사이클타임 증가

↓

시간당 운반횟수 감소

↓

Q값 감소

↓

㎥당 운반비 증가

라는 관계가 형성됩니다.

이 때문에 사토장이나 토취장 운반거리 변경은 공사비에 큰 영향을 줄 수 있습니다.

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16. 굴착기와 덤프트럭의 장비조합

토공사에서는 굴착기만 빠르게 작업한다고 생산성이 올라가는 것이 아닙니다.

굴착기 작업능력과 덤프트럭 운반능력이 서로 균형을 이루어야 합니다.

예를 들어 굴착기의 작업능력이

60㎥/hr

이고,

덤프트럭 한 대의 운반능력이

10㎥/hr

라면 단순 계산상

60 ÷ 10 = 6대

정도의 덤프트럭이 필요합니다.

이것이 장비조합을 검토하는 기본 개념입니다.

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17. 덤프트럭 대수가 부족하면?

앞의 예에서 굴착기는 60㎥/hr를 처리할 수 있지만 덤프트럭을 3대만 투입한다고 가정해 보겠습니다.

덤프트럭 한 대 Q = 10㎥/hr라면

3대의 운반능력은

10 × 3 = 30㎥/hr

입니다.

굴착기 능력은 60㎥/hr인데 운반능력은 30㎥/hr이므로 굴착기는 계속 작업할 수 없습니다.

결국 덤프트럭을 기다리는 시간이 발생합니다.

즉,

굴착기 대기 → 실제 작업효율 저하 → 전체 생산성 감소

가 발생합니다.

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18. 반대로 덤프트럭이 너무 많으면?

덤프트럭을 지나치게 많이 투입해도 문제가 발생합니다.

굴착기의 상차능력보다 덤프트럭이 많으면 차량이 상차를 기다리게 됩니다.

즉,

덤프트럭 대기시간 증가

↓

불필요한 장비비 발생

↓

공사비 증가

가 발생할 수 있습니다.

따라서 가장 경제적인 장비조합은 굴착기 상차능력과 덤프트럭 운반능력의 균형을 맞추는 것입니다.

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19. 0.7㎥ 굴착기 + 4.5톤 덤프트럭 조합은?

현장에서 자주 검토하는 조합입니다.

0.7㎥ 굴착기는 상차능력이 비교적 크지만 4.5톤 덤프트럭은 1회 적재량이 상대적으로 작습니다.

따라서

협소한 도심지

대형 덤프트럭 진입 불가

도로 폭 제한

회전반경 제한

교통통제 조건

등으로 4.5톤 차량을 사용할 수밖에 없는 경우라면 적용할 수 있습니다.

하지만 작업공간에 제약이 없다면 장비의 작업능력과 덤프트럭 적재능력의 균형을 별도로 검토할 필요가 있습니다.

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20. 0.4㎥ 굴착기 + 4.5톤 덤프트럭 조합은?

도심지 관로공사처럼 작업폭이 좁은 현장에서는 현실적으로 검토할 수 있는 조합입니다.

특히

상수도 관로 터파기

하수도 관로 터파기

도로 횡단부

좁은 골목

교통통제가 어려운 구간

등에서는 대형 장비보다 소형 장비가 작업성과 안전성 측면에서 유리할 수 있습니다.

다만 실제 단가산출에서는 단순히 현장에서 사용하기 편하다는 이유만으로 장비규격을 결정하기보다는 설계조건과 품셈 적용기준 및 현장여건을 함께 검토해야 합니다.

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21. 현장여건에 따라 Q값이 달라지는 이유

같은 굴착기라도 다음 조건에 따라 실제 작업량은 크게 달라질 수 있습니다.

도심지 관로공사

작업폭 협소

차량통행 지속

지하매설물 다수

신호수 통제

굴착 깊이 증가

넓은 토공현장

작업공간 충분

선회반경 확보

덤프트럭 배치 용이

연속작업 가능

따라서 동일한 0.7㎥ 굴착기라도 두 현장의 생산성을 동일하게 보는 것은 현실과 차이가 있을 수 있습니다.

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22. 설계변경 시 Q값 변경이 가능한가?

설계와 실제 현장조건이 현저하게 다른 경우 장비규격이나 작업조건 변경을 검토하게 되는 경우가 있습니다.

다만 시공사가 임의로 Q값을 낮춰 공사비를 증가시키는 방식은 적절하지 않습니다.

설계변경을 검토하려면

당초 설계조건

과

실제 현장조건

의 차이를 객관적으로 제시해야 합니다.

예를 들어

지하매설물 간섭

작업폭 제한

교통통제 조건

장비 진입 제한

굴착방법 변경

등의 현장조건을 확인하고 관련 기준과 계약조건에 따라 검토하는 것이 중요합니다.

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23. 장비규격 변경 실정보고 작성 예시

【현장실정】

당초 설계에서는 토공작업에 대형 굴착기 및 덤프트럭을 적용하는 것으로 계획되어 있으나, 현장조사 결과 해당 구간은 도심지 기존도로로서 차량통행이 지속되고 작업구간 주변에 상수도·하수도·전력·통신 등 기존 지하매설물이 밀집되어 있다.

또한 작업공간 및 장비 선회반경 확보가 곤란하여 당초 설계 장비를 적용할 경우 기존 시설물 손상 및 작업안전 확보에 어려움이 예상된다.

【변경계획】

현장 작업폭, 굴착깊이, 기존 지하매설물 위치 및 교통처리 조건을 고려하여 실제 현장에 적합한 굴착기 및 운반장비 조합을 검토하고, 관련 공사비 산정기준에 따른 장비 작업량 및 단가를 산출하여 설계변경 반영 여부를 검토하고자 한다.

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24. Q값 적용 시 자주 발생하는 오류

첫째, 버킷용량을 Q값으로 착각

0.7㎥는 버킷용량이지 시간당 작업량이 아닙니다.

둘째, 작업효율을 무조건 동일하게 적용

작업효율은 적용기준과 작업조건을 확인해야 합니다.

셋째, 사이클타임을 임의로 축소

사이클타임이 짧아지면 Q값이 커지므로 단가에 직접적인 영향을 줍니다.

넷째, 덤프트럭 운반거리만 계산

상차·적하·공차복귀 등 전체 사이클을 검토해야 합니다.

다섯째, 굴착기와 덤프트럭을 각각만 검토

전체 작업의 생산성은 장비조합에 따라 달라질 수 있습니다.

여섯째, 현장여건을 이유로 임의 Q값 적용

설계변경에서는 객관적인 근거자료와 해당 계약의 적용기준이 필요합니다.

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25. Q값 검토 체크리스트

□ 적용 장비의 규격을 확인했는가?

□ 버킷용량을 확인했는가?

□ 버킷계수 적용근거가 있는가?

□ 사이클타임 적용근거가 있는가?

□ 작업효율 적용근거가 있는가?

□ 토질조건을 확인했는가?

□ 작업공간을 확인했는가?

□ 선회조건을 확인했는가?

□ 덤프트럭 적재량을 확인했는가?

□ 적재운반시간을 확인했는가?

□ 공차복귀시간을 포함했는가?

□ 상차·적하시간을 확인했는가?

□ 굴착기와 덤프트럭의 작업능력이 균형을 이루는가?

□ 장비 대기시간이 과도하게 발생하지 않는가?

□ 기존 품과 중복계상되는 비용은 없는가?

□ 적용한 Q값의 근거자료를 첨부했는가?

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26. 핵심 공식 한 번에 정리

굴착기 시간당 작업횟수

N = 3,600 ÷ Cm

굴착기 작업량의 기본 개념

Q = q × K × N × E

또는

Q = q × K × (3,600 ÷ Cm) × E

덤프트럭 시간당 운반횟수

N = 60 ÷ Cm

※ Cm을 분 단위로 적용하는 경우

덤프트럭 시간당 운반량

Q = 1회 적재량 × 시간당 운반횟수

단위당 기계경비

시간당 기계경비 ÷ Q

이 다섯 가지 관계를 이해하면 장비 작업량과 단가산출 구조를 훨씬 쉽게 이해할 수 있습니다.

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마무리

건설기계의 Q값은 단순한 숫자가 아니라 장비의 생산성과 공사비를 연결하는 핵심 값입니다.

굴착기의 경우

버킷용량 → 버킷계수 → 사이클타임 → 작업효율 → Q

순으로 연결되고,

덤프트럭은

1회 적재량 → 상차 → 적재운반 → 적하 → 공차복귀 → 사이클타임 → Q

의 구조로 이해하면 쉽습니다.

그리고 토공사의 전체 생산성을 판단할 때는 굴착기와 덤프트럭을 따로 보는 것이 아니라

굴착기 상차능력 ↔ 덤프트럭 운반능력

의 균형을 함께 검토하는 것이 중요합니다.

특히 도심지 상수도·하수도 관로공사에서는 작업공간과 교통조건, 지하매설물 등으로 인해 실제 적용 가능한 장비가 제한될 수 있으므로 설계조건과 현장조건을 비교하여 합리적인 장비조합을 검토해야 합니다.

※ 본문의 버킷계수, 작업효율, 사이클타임, 장비비 및 Q값은 계산원리를 설명하기 위한 가상의 예시입니다. 실제 설계 및 설계변경에 적용할 때에는 적용시점의 건설공사 표준품셈, 설계도서, 계약조건 및 현장여건에 따른 적용기준을 확인하시기 바랍니다.

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다음 글 예고

다음 게시물에서는

「건설공사 기계경비란? 굴착기·덤프트럭 시간당 기계경비 산정방법 총정리」

를 다뤄보겠습니다.

특히

기계손료

운전경비

연료비

운전원 노무비

시간당 기계경비

Q값을 이용한 ㎥당 장비단가

설계변경 신규단가 적용방법

을 실제 계산 예시와 함께 정리하겠습니다.