[건설안전기술사 138회 3교시 3번] 거푸집 동바리 구조검토 및 설치 시 안전사항

거푸집 동바리 설계 및 설치 문제 분석

이번 건설안전기술사 기출 문제는 건축 및 토목 공종에서 가장 빈번하게 발생하는 ‘붕괴 사고’의 핵심 원인인 거푸집 동바리에 관한 사항임

거푸집 동바리는 콘크리트 타설 시 수직 및 수평 하중을 견뎌야 하는 가설구조물로서, 설계 단계의 구조적 안정성 검토와 시공 단계의 정밀한 설치 관리가 필수적임

건설안전기술사 시험에서 이 주제는 「산업안전보건기준에 관한 규칙」 제332조(거푸집동바리등의 안전조치) 및 관련 국가건설기준(KDS, KCS)과 연계되어 출제됨

건설안전기술사 답안 작성 시 단순한 설치 수칙을 넘어 구조검토 시 고려해야 할 설계하중의 종류와 조합, 그리고 기술사적 관점에서 붕괴를 유발하는 결정적 요인(편심, 좌굴 등)에 대한 대책을 공학적으로 제시하는 것이 고득점의 핵심임

핵심 개념 정리 건설안전기술사 기출

건설안전기술사 수험생이 반드시 숙지해야 할 거푸집 동바리 안전의 법적·기술적 요체임

1 설계하중의 구성

연직하중(연직방향), 횡하중(수평방향), 콘크리트 측압(벽체/기둥), 그리고 특수하중(풍하중, 진동 등)을 고려함

2 구조검토 및 조립도 작성

산안규칙 제332조에 따라 거푸집 동바리 조립 시 하중 계산에 의한 구조검토를 실시하고, 부재의 치수와 간격이 명시된 조립도를 작성해야 함

3 안전율(Safety Factor)

동바리 단품은 3.0 이상, 조립식(시스템) 동바리는 2.5 이상의 안전율을 확보해야 함 (KDS 21 50 00 기준)

4 붕괴 방지 메커니즘

수직재의 좌굴(Buckling) 방지를 위한 수평연결재 설치와 지반의 부등침하 방지를 위한 기초 보강이 핵심임

답안 작성 구조 (서론-본론-결론) 건설안전기술사 답안

[1] 서론: 거푸집 동바리 안전의 중요성

건설현장 대형 붕괴 사고의 약 60% 이상이 콘크리트 타설 중 거푸집 동바리 무너짐에 의해 발생함

건설안전기술사 기출 분석 결과, 이는 설계 하중의 과소 산정이나 조립도 미준수 등 인적 오류가 주원인임 본 답안에서는 공학적 설계 기준과 현장 안전 관리 방안을 체계적으로 기술함

[2] 본론 1: 거푸집 동바리 설계 시 구조검토 사항 및 고려하중

건설안전기술사 답안의 전문성을 결정짓는 공학적 분석 파트임

(1) 고려하중의 종류 (KDS 21 50 00)

연직하중: 가설구조물 자중, 굳지 않은 콘크리트 중량(24kN/m³), 작업원 및 장비의 작업하중(최소 2.5kN/㎡)
횡하중: 작업 시 발생하는 충격하중, 풍하중, 콘크리트 경사 타설에 따른 수평 분력 (연직하중의 5% 이상 또는 최소 1.5kN/m 이상)
콘크리트 측압: 타설 속도, 온도, 진동기 사용 여부, 콘크리트 헤드 등을 고려하여 산정

(2) 구조검토 핵심 사항

부재 응력 검토: 거푸집 널, 장선, 멍에, 동바리 수직재의 휨·전단·압축 응력이 허용치 이내인지 확인
변형 및 처짐: 콘크리트 표면 품질 확보를 위한 처짐량 제한 준수 (통상 L/360 이하)
전도 및 좌굴 안정성: 수평력에 의한 전체 구조물의 전도 유무와 수직재의 세장비(λ) 검토를 통한 좌굴 방지

[3] 본론 2: 거푸집 동바리 설치 시 안전사항 (산안규칙 제332조)

(1) 기초 지반 처리

침하 방지: 지반의 지내력을 확인하고 깔판·깔목을 설치하거나 콘크리트를 타설하여 동바리 침하를 방지함
동결 지반 주의: 동결된 지반 위 설치를 금하며, 해빙기 침하 대책을 수립함

(2) 수직재 및 연결재 설치

수직도 유지: 동바리의 수직도는 1/100 이내를 유지하여 편심 하중 발생을 억제함
수평연결재: 층고가 높을 경우(파이프 서포트 3.5m 이상 등) 일정 간격마다 양방향으로 수평연결재를 설치하여 좌굴을 방지함
체결 상태: 교차부 클램프 및 핀 체결을 철저히 하고 목재 동바리의 경우 덧판을 대고 못으로 고정함

(3) 콘크리트 타설 시 관리

타설 순서 준수: 편심 하중이 걸리지 않도록 중앙에서 외곽으로 대칭 타설 실시
감시자 배치: 타설 중 거푸집의 변형, 동바리의 이상 소음 등을 상시 모니터링하는 감시자 배치

[4] 본론 3: 고위험 공종(시스템 동바리 등) 특화 안전대책

가새(Bracing) 설치: 전체 구조물의 강성 확보를 위해 연직 및 수평 가새를 설계도서에 따라 100% 설치
U헤드 잭 활용: 멍에재와의 밀착을 위해 U헤드를 사용하고 심재의 삽입 길이는 멍에 폭 이상 확보

[5] 결론: 기술사적 제언 및 향후 전망

거푸집 동바리 안전은 ‘설계의 정밀성’과 ‘현장의 정직성’이 만날 때 확보됨

건설안전기술사는 구조검토서와 실제 시공의 일치 여부를 검측하고, 특히 노후 가설재의 사용을 엄격히 제한해야 함

향후 BIM을 활용한 하중 전이 시뮬레이션과 타워크레인과 연계된 대형 시스템 폼(RCS/ACS) 도입을 통해 인력 작업을 최소화하는 ‘근원적 안전 관리’로 패러다임을 전환해야 함

고득점 포인트 건설안전기술사 답안

답안의 변별력을 높여주는 건설안전기술사만의 차별화 포인트임

1 안전율 수치 명시: 동바리 단품(3.0), 조립식(2.5) 등 KDS 기준 수치를 정확히 활용함

2 붕괴 징후 체크리스트: 타설 중 긴급 중단 기준(이상음 발생, 쐐기 이탈 등)을 실무적으로 기술함

3 BIM 연계: 4D 시뮬레이션을 통해 타설 단계별 동바리 하중 변화를 분석하는 스마트 기술 제안함

4 법적 근거 구체화: 산안법 제71조(설계변경 요청)와 연계하여 가설구조물 위험 시 기술사 자문을 통한 공법 변경 권고 절차 언급함

시험 대비 전략 건설안전기술사 기출

건설안전기술사 합격을 위한 가설공사 파트 공략 전략임

하중 공식 암기: 콘크리트 측압 산정식(온도, 속도 상관관계) 및 안전율 정의 암기함
조립도 연습: 시스템 동바리의 표준 조립도(수직재, 수평재, 가새 조합)를 2분 내로 그리는 연습 실시함
기출 통합 학습: ‘동절기 보온양생과 화재(138회 2교시)’, ‘시스템 비계와 동바리의 차이’ 등과 묶어서 정리함
최신 지침 반영: ‘KCS 21 50 05 거푸집 및 동바리공사 일반사항(2022)’ 개정 내용 중 ‘재사용 가설재 관리’ 기준 숙지함

요약 정리 (Summary)

고려하중: 연직하중(자중/작업), 횡하중(충격/풍압), 콘크리트 측압 및 특수하중
구조검토: 강도, 강성(처짐), 안정성(좌굴/전도)에 대한 안전율 확보 검토
설치안전: 기초 보강(깔목), 수직도 유지(1/100), 수평연결재 및 가새 설치 철저
타설관리: 대칭 타설, 감시자 상주, 붕괴 징후 발견 시 즉시 작업 중지 및 대피
기술사 의견: 스마트 계측 센서 도입 및 설계 단계 안전성 검토(DFS) 강화 강조