제137회 건설안전기술사 2교시 기출문제&참고답안

 

제137회 건설안전기술사 2교시 참고 답안

참고: 본 답안은 수험자의 이해를 돕기 위해 작성된 참고 자료이며, 실제 시험 답안과는 차이가 있을 수 있습니다. 법규는 현재 시점 기준으로 재확인이 필요합니다.

1. 지반에서 발생하는 부마찰력의 발생원인 및 방지대책

가. 부마찰력(Negative Skin Friction)의 정의

부마찰력이란, 말뚝 기초 주변의 지반이 말뚝보다 더 많이 침하할 때, 지반이 말뚝을 아래 방향으로 끌어내리는 힘(하향 마찰력)을 말합니다. 이는 말뚝의 지지력을 감소시키고, 심할 경우 구조물에 과도한 침하를 유발하는 주된 원인이 됩니다. 일반적인 주면마찰력(지지력으로 작용)과 반대 방향으로 작용하여 지지력을 상실시키는 하중으로 작용합니다.

나. 발생 원인

• 연약지반의 압밀 침하: 말뚝이 관통하는 연약 점토층이 상부 성토 하중이나 자체 무게로 인해 장기간에 걸쳐 압밀이 진행되면서 지반이 말뚝보다 더 많이 침하할 때 발생합니다.
• 지하수위 저하: 주변의 대규모 터파기나 가뭄 등으로 지하수위가 내려가면, 흙의 유효응력이 증가하여 지반 압밀이 촉진되고 침하가 발생합니다.
• 느슨한 매립층의 자중 침하: 새로 매립한 지반이나 느슨한 사질토 지반이 다져지면서 발생하는 침하로 인해 부마찰력이 발생합니다.
• 말뚝 시공의 영향: 말뚝 항타 시 발생하는 진동이나 주변 지반의 교란으로 인해 지반이 재압밀되면서 침하가 발생할 수 있습니다.

다. 방지대책

구분	방지 및 저감 대책	설명
설계적 대책	표면처리 공법	말뚝 표면에 역청재(Bitumen), 아스팔트 등을 코팅하여 지반과 말뚝 사이의 마찰력을 감소시킵니다. 가장 일반적이고 효과적인 방법입니다.
	슬리브(Sleeve) 설치	말뚝보다 직경이 큰 강관(케이싱)을 먼저 설치하고 그 안에 말뚝을 시공하여, 지반과 말뚝이 직접 접촉하는 것을 차단합니다.
	선단 지지력 강화	부마찰력 발생을 예상하여 이를 하중으로 간주하고, 말뚝 직경을 키우거나 견고한 지지층에 더 깊게 근입시켜 선단 지지력을 확보합니다.
지반 개량	선행 하중 공법 (Pre-loading)	구조물 축조 전, 미리 성토 하중을 가하여 지반의 압밀 침하를 완료시킨 후 말뚝을 시공합니다.
	탈수 공법	샌드 드레인(Sand Drain), PBD(Plastic Board Drain) 등을 이용하여 연약지반의 압밀을 촉진시켜 조기에 침하를 완료시킵니다.

2. 건설기술진흥법령상 공사기간의 산정기준, 산정방법, 산정 시 주의사항

가. 개요

적정 공사기간의 산정은 건설공사의 품질, 안전, 비용에 직접적인 영향을 미치는 매우 중요한 요소입니다. 「건설기술진흥법」에서는 불합리한 공기 단축으로 인한 부실시공 및 안전사고를 방지하기 위해 발주청이 공사기간을 합리적으로 산정하도록 의무화하고 있습니다.

나. 관련 법규

건설기술 진흥법 제45조 (건설공사 공사기간의 산정)

① 발주청은 건설공사의 품질·안전 확보 및 적정한 공사비 산정 등을 위하여 공사의 규모·특성, 현장여건 등을 고려하여 적정한 공사기간을 산정하여야 한다.

건설기술 진흥법 시행규칙 제44조 (공사기간의 산정기준)

발주청은 다음 각 호의 사항을 고려하여 공사기간을 산정하여야 한다.

1. 공사 종류별·규모별 특성, 관련 법령에 따른 행정절차 소요기간 등
2. 설계도서의 내용, 시방서에 따른 공법 등
3. 기상여건, 법정공휴일 등 공사가 불가능한 날
4. 그 밖에 발주청의 사유 또는 현장여건 등으로 인하여 공사가 불가능한 날

다. 공사기간 산정 기준, 방법 및 주의사항

구분	상세 내용
산정 기준	준비기간: 착공 준비, 현장사무소 설치, 측량, 가설공사 등에 필요한 기간 비작업일수: 법정공휴일, 기상조건(강우, 강설, 혹서, 혹한 등)으로 인한 작업불능일수, 주변 민원 및 환경규제로 인한 작업 제한일수 작업일수: 공종별 작업량, 공법, 장비 및 인력 투입 계획을 고려한 순수 공사 소요일수 정리기간: 가설물 철거, 현장 정리, 준공 서류 준비 등에 필요한 기간
산정 방법	공종 분할: 전체 공사를 세부 공종으로 나눕니다. 물량 산출: 각 공종별 작업 물량을 산출합니다. 작업일수 산정: 표준품셈, 시공실적자료 등을 활용하여 공종별 작업일수를 계산합니다. 주공정선(Critical Path) 결정: 공정관리기법(CPM)을 활용하여 전체 공기를 결정하는 주공정선을 파악합니다. 비작업일수 및 준비/정리기간 반영: 산출된 주공정 기간에 비작업일수, 준비기간, 정리기간을 합산하여 최종 공사기간을 결정합니다.
산정 시 주의사항	객관적 자료 활용: 발주청의 임의적 판단이 아닌, 품셈, 실적공사비, 유사공사 사례 등 객관적인 자료에 근거하여 산정해야 합니다. 현장 여건의 현실적 반영: 도심지 공사, 야간작업 제한, 지반 조건 등 현장의 특수성을 충분히 고려해야 합니다. 불합리한 단축 금지: 예산이나 행정 편의를 위해 공사기간을 임의로 단축해서는 안 됩니다. 산정 근거 명확화: 입찰공고 시 공사기간 산정 근거를 명시하여 투명성을 확보해야 합니다.

3. Quick sand와 Quick clay에 대하여 설명

가. 개요

Quick Sand와 Quick Clay는 모두 외력이나 교란에 의해 전단강도를 급격히 상실하고 액체처럼 거동하는 현상이지만, 그 대상 흙, 발생 메커니즘, 발생 조건에서 명확한 차이가 있습니다.

나. Quick Sand (분사 현상)

• 정의: Quick Sand는 흙의 종류가 아니라, 포화된 느슨한 사질토 지반에서 상향의 침투수압이 흙의 수중 단위중량과 같아져 유효응력이 0이 되면서 전단강도를 완전히 상실하는 '상태' 또는 '현상'을 말합니다. 이 상태의 흙은 마치 액체처럼 거동하며 지지력을 잃게 됩니다.
• 발생 메커니즘:유효응력(σ') = 전응력(σ) - 간극수압(u) 입니다. 상향의 침투가 발생하면 침투수압(i · γw · z)이 추가로 작용합니다. 이때 동수경사(i)가 한계동수경사(ic)에 도달하면, 침투수압이 흙의 수중 단위중량(γ' · z)과 같아져 유효응력이 0이 됩니다. (σ' = 0)
• ic = (γ'/γw) = (Gs - 1) / (1 + e)
• 발생 조건: 흙막이 굴착 저면, 댐 하류부 등 상향의 침투수가 발생하는 포화된 사질토 지반

다. Quick Clay (예민성 점토)

• 정의: Quick Clay는 교란 시(Remolded) 강도가 비 교란 시(Undisturbed) 강도에 비해 현저하게 감소하는 특성을 가진 점토의 종류입니다. 강도 저하의 민감도를 나타내는 예민비(St)가 매우 높은 점토를 말합니다.
• 발생 메커니즘: 해저에 퇴적될 당시 점토 입자들이 염분의 영향으로 불안정한 면모구조(House of Cards)를 형성합니다. 이후 지반이 융기하고 지하수에 의해 염분이 씻겨나가면(용탈), 입자 간의 전기적 반발력이 강해져 매우 불안정한 상태가 됩니다. 이 상태에서 진동이나 충격 등 작은 교란이 가해지면 구조가 한순간에 파괴되어 액상화됩니다.
• 발생 조건: 과거 해저였던 지역이 융기한 지형(스칸디나비아, 캐나다 등)의 해성 점토 지반

라. Quick Sand와 Quick Clay 비교

구분	Quick Sand	Quick Clay
대상 흙	사질토 (모래, 실트)	점성토 (점토)
정의	유효응력이 0이 되는 '현상' 또는 '상태'	예민비가 매우 높은 '흙의 종류'
주요 원인	상향 침투수에 의한 침투압 증가	교란(Remolding)에 의한 구조 파괴
강도 상실	일시적 현상 (수압 제거 시 회복)	영구적 손실 (구조 파괴 후 회복 불가)
판단 지표	한계동수경사 (ic)	예민비 (St)

4. 재해 발생 시 긴급처리 순서와 재해조사의 목적, 유의사항

가. 재해 발생 시 긴급처리 순서

산업재해 발생 시 피해를 최소화하고 2차 재해를 방지하기 위한 신속하고 체계적인 초기 대응이 매우 중요합니다.

1. 기계 정지 및 피해 확산 방지: 사고를 인지하는 즉시 관련 기계·설비의 운전을 정지하고, 화재·폭발·누출 등이 확산되지 않도록 긴급 조치를 시행합니다.
2. 피재자 구출 및 응급조치: 최우선으로 피재자를 위험 지역에서 구출하고, 출혈, 골절, 호흡 정지 등에 대한 응급처치를 실시하며 119에 즉시 신고합니다.
3. 관계자에게 통보: 안전관리자, 현장소장 등 책임자에게 재해 발생 사실을 신속히 보고합니다.
4. 현장 보존: 정확한 원인 조사를 위해 사고 현장을 임의로 변경하거나 훼손하지 않고 보존합니다. 단, 2차 재해의 우려가 있을 경우 사진, 영상 등으로 기록 후 안전 조치를 합니다.
5. 2차 재해 방지: 추가적인 위험 요소를 통제하고, 관계자 외 인원의 현장 접근을 금지합니다.

나. 재해조사의 목적

재해조사의 근본적인 목적은 처벌이나 책임 추궁이 아닌, 동종·유사 재해의 재발 방지에 있습니다.

• 원인 규명: 재해를 유발한 직접 원인(불안전한 행동, 불안전한 상태)과 근본 원인(관리적, 교육적, 기술적 문제)을 파악합니다.
• 재발 방지 대책 수립: 규명된 원인을 바탕으로 실효성 있는 안전 대책을 수립하여 현장에 적용합니다.
• 안전 의식 고취: 조사 과정 및 결과를 전 직원에게 공유하여 안전의 중요성을 환기시키고 경각심을 높입니다.
• 법적 요구사항 이행: 산업안전보건법 등 관련 법규에 따른 보고 및 조치 의무를 이행합니다.
• 안전 정보 축적: 재해 통계 및 사례 분석을 위한 기초 자료를 확보하여 안전 관리 시스템을 개선합니다.

다. 재해조사 시 유의사항

원칙	유의사항
사실 수집의 원칙	추측이나 의견을 배제하고, 객관적인 사실(Fact)에 근거하여 조사를 진행합니다. (육하원칙)
신속성의 원칙	사고 직후 증거가 사라지거나 목격자의 기억이 왜곡되기 전에 신속하게 조사를 개시합니다.
책임 추궁 배제의 원칙	조사 과정에서 근로자를 비난하거나 문책하는 분위기를 조성하지 않아야 목격자로부터 솔직한 진술을 확보할 수 있습니다.
과학적 조사의 원칙	4M(Man, Machine, Media, Management) 등 체계적인 분석 기법을 활용하여 모든 잠재적 원인을 검토합니다.
대책 수립의 원칙	조사는 반드시 구체적이고 실행 가능한 재발 방지 대책 수립으로 이어져야 합니다.

5. 산업안전보건기준에 관한 규칙상 근로자 추락 위험 장소의 안전기준

가. 개요

건설업에서 가장 높은 사망사고 비중을 차지하는 추락 재해를 예방하기 위해, 「산업안전보건기준에 관한 규칙」에서는 추락 위험이 있는 장소에서 사업주가 준수해야 할 구체적인 안전기준을 명시하고 있습니다.

나. 주요 안전기준

산업안전보건기준에 관한 규칙 제13조 (안전난간의 구조 및 설치요건), 제42조 (추락의 방지), 제43조 (개구부 등의 방호조치), 제44조 (안전대의 부착설비)

위험 장소	안전기준 (방호조치)	세부 내용
작업발판 및 통로의 끝, 개구부 등 (근로자가 추락할 위험이 있는 장소)	안전난간, 울타리, 수직형 추락방망 또는 덮개 등의 방호조치 (택 1)	안전난간 구조: 상부난간대(90~120cm), 중간난간대, 발끝막이판(10cm 이상) 덮개: 뒤집히거나 떨어지지 않도록 설치, "추락위험" 경고표지 부착
위험 장소에서 난간 등의 설치가 곤란한 경우	추락방호망 설치	설치가 곤란하거나 작업의 필요상 임시로 난간 등을 해체할 경우, 추락방호망을 설치해야 합니다. (예외: 안전대 착용 조치 시 미설치 가능)
위 두 가지 조치가 모두 곤란한 경우	근로자에게 안전대를 착용하도록 조치	안전대를 안전하게 걸어 사용할 수 있는 설비(안전대 부착설비)를 설치해야 합니다.
슬레이트, 선라이트 등 강도가 약한 지붕 위	폭 30cm 이상의 발판 설치 또는 추락방호망 설치	지붕재의 파손으로 인한 추락(빠짐) 위험을 방지하기 위한 조치입니다.
악천후 시 작업	작업 중지	높이 2m 이상의 추락 위험 장소에서는 폭우, 폭설, 강풍 등 악천후로 인해 근로자가 위험해질 우려가 있을 경우 작업을 중지해야 합니다.

6. 고소작업대의 종류, 준수사항 및 과상승방지장치 안전기준

가. 고소작업대(Aerial Work Platform)의 종류

고소작업대는 근로자가 높은 곳에서 안전하게 작업할 수 있도록 작업대를 상승, 하강시키는 설비입니다.

• 차량탑재형 고소작업대: 트럭 등 차량에 작업대를 탑재한 형태로, 기동성이 우수하여 이동이 잦은 작업(가로등, 간판, 외벽 보수 등)에 주로 사용됩니다.
• 자주식(Self-propelled) 고소작업대: 자체 동력으로 이동이 가능한 형태로, 건설 현장에서 가장 널리 사용됩니다.
  • 시저(Scissor)형: X자 형태의 구조물이 교차하며 수직으로 상승/하강. 안정성이 높고 넓은 작업 공간을 제공합니다.
  • 붐(Boom)형:
    • 굴절 붐(Articulating Boom)형: 붐이 여러 관절로 꺾여 장애물 너머로의 접근이 용이합니다.
    • 직진 붐(Telescopic Boom)형: 붐이 망원경처럼 직선으로 길어져 최대의 수평 작업 반경을 제공합니다.

나. 이동 및 사용 시 준수사항

산업안전보건기준에 관한 규칙 제186조 (고소작업대 설치 등의 조치)

• 지반 상태 확인: 작업 전 지반의 부등침하, 미끄러짐을 방지하기 위해 지반 상태를 확인하고 필요시 깔판, 깔목 등으로 보강합니다.
• 안전대 착용 및 체결: 작업대 내 근로자는 반드시 안전대를 착용하고, 작업대 내의 안전대 부착설비에 체결해야 합니다.
• 정격하중 준수: 제조사가 정한 정격하중을 초과하여 사람을 태우거나 자재를 적재하지 않습니다.
• 작업계획서 작성: 작업 내용, 위험 요인, 안전대책 등을 포함한 작업계획서를 작성하고 근로자에게 주지시킵니다.
• 신호수 배치: 작업대를 조종하는 사람과 작업하는 사람 간의 신호 방법을 정하고, 필요시 신호수를 배치합니다.
• 안전한 이동: 작업대를 올린 상태로 주행해서는 안 되며, 이동 통로의 장애물 유무를 확인해야 합니다.
• 난간 해체 금지: 작업대의 안전난간을 임의로 해체하거나 기대어 작업하지 않습니다.

다. 과상승방지장치의 안전기준

과상승방지장치는 작업대가 최상단 또는 장애물에 충돌하기 전에 상승 동작을 자동으로 정지시키는 핵심 방호장치입니다. 「방호장치 안전인증 고시」에 따른 주요 기준은 다음과 같습니다.

구분	안전 기준
구조	- 자동으로 작동하고, 수동으로 복귀시키지 않으면 재작동되지 않는 구조여야 합니다. - 방수, 방진 기능이 있어야 하며, 외부 충격에 견딜 수 있도록 견고해야 합니다.
성능	- 작동 시 동력장치를 확실하게 차단하고, 제동장치를 작동시켜 상승을 정지시켜야 합니다. - 오작동의 위험이 없도록 스위치 등 부품의 신뢰성이 확보되어야 합니다.
설치	- 작업대의 최상부 또는 충돌 우려가 있는 부위에 설치하여, 구조물과의 충돌 전에 충분한 여유 거리를 두고 작동해야 합니다.

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