제119회 건설안전기술사 1교시 참고 답안
1. 웨버(Weaver)의 사고연쇄반응이론
웨버의 이론은 하인리히의 도미노 이론을 현대적으로 발전시킨 것으로, 사고의 근본 원인이 '경영(관리)의 통제 부족'에서 시작된다고 본 최신 사고 연쇄 이론입니다. 단순한 개인의 실수가 아닌, 안전관리 시스템의 결함이 사고로 이어진다는 점을 강조합니다.
| 단계 | 도미노 | 설명 |
|---|---|---|
| 1단계 | 통제의 부족 (Lack of Control) | 경영층의 안전 정책, 리더십, 조직, 기준 등의 부재 또는 부적절한 통제 |
| 2단계 | 기본 원인 (Basic Causes) | 통제 부족으로 인해 발생하는 근본 원인 (개인적 요인, 작업상 요인) |
| 3단계 | 직접 원인 (Immediate Causes) | 사고로 직접 이어지는 표면적 원인 (불안전한 행동, 불안전한 상태) |
| 4단계 | 사고 (Accident) | 위험원과의 접촉 (물질, 에너지) |
| 5단계 | 상해/손실 (Loss) | 인명 피해, 재산 손실 |
2. 안전심리 5대 요소
안전심리 5대 요소는 인간의 행동, 특히 안전과 관련된 행동에 영향을 미치는 주요한 내적 심리 요소를 말합니다. 작업자의 안전 행동을 이해하고 개선하기 위해 고려해야 할 기본 요소입니다.
| 요소 | 설명 | 안전과의 관계 |
|---|---|---|
| 동기 (Motivation) | 행동을 일으키고, 방향을 정하고, 지속시키는 내적 힘. | 안전수칙을 지키려는 의지, 안전을 중요하게 여기는 마음가짐. 긍정적 동기(칭찬, 포상)가 강할수록 안전 행동이 촉진됨. |
| 기질 (Temperament) | 개인이 선천적으로 타고난 정서적 특징. (다혈질, 담즙질 등) | 충동적이거나 공격적인 기질은 위험한 행동으로 이어질 수 있음. 개인의 기질에 맞는 업무 배치 및 교육이 필요. |
| 감정 (Emotion) | 희로애락과 같은 일시적인 마음의 상태. (불안, 분노, 기쁨 등) | 불안, 초조, 분노 등 부정적 감정은 주의력을 저하시켜 착오나 실수를 유발. 안정된 감정 상태 유지가 중요. |
| 습관 (Habit) | 의식적인 노력 없이 반복적으로 나타나는 행동. | 안전한 행동이 습관화되면 무의식 중에도 위험을 피할 수 있음. 반대로 불안전한 행동이 습관화되면 재해 발생 가능성이 높음. |
| 지능 (Intelligence) | 상황을 이해하고, 학습하며, 문제를 해결하는 정신적 능력. | 위험을 인지하고, 안전 절차를 이해하며, 돌발 상황에 대처하는 능력. 지능 수준에 맞는 안전 교육이 필요. |
3. 안전점검 등 성능평가를 실시할 수 있는 책임기술자의 자격
시설물의 안전점검 및 성능평가는 고도의 전문성이 요구되므로, 「시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법(시설물안전법)」에서는 이를 수행하는 책임기술자의 자격을 엄격하게 규정하고 있습니다.
시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법 시행령 [별표 5]
안전점검ㆍ긴급안전점검 또는 성능평가를 실시할 수 있는 책임기술자의 자격
| 기술 분야 | 자격 요건 |
|---|---|
| 토목, 건축, 기계, 안전관리 |
|
4. 봉함양생 (Seal Curing)
봉함양생은 콘크리트 타설 후 표면을 피막(Membrane)으로 덮어, 콘크리트 내부에 있는 수분의 증발을 막아 수화반응이 충분히 일어나도록 하는 양생 방법입니다. 물을 직접 뿌리는 습윤양생이 어려운 경우에 주로 사용됩니다.
주요 방법
- 피막양생제 살포: 콘크리트 표면에 액상의 양생제를 분무하여 얇은 막을 형성시키는 방법. 시공이 간편하여 넓은 면적(도로, 활주로 등)에 유리합니다.
- 시트(Sheet) 덮기: 비닐 필름, 방수지 등 수분이 통과하지 않는 시트로 콘크리트 표면을 덮어 밀봉합니다.
장단점
| 장점 | 단점 |
|---|---|
| - 시공이 간편하고 인력이 적게 듦 - 급수설비가 필요 없음 - 초기 동해 방지에 효과적 |
- 수화열에 의한 온도 상승 억제 효과는 미미함 - 피막이 손상되면 양생 효과가 급격히 저하됨 - 후속 공정(미장, 도장 등) 시 피막을 제거해야 할 수 있음 |
5. 흙의 간극비(void ratio)
간극비(e)는 토질역학에서 흙의 상태를 나타내는 기본적인 지표 중 하나로, 흙 입자의 부피(Vs)에 대한 간극(물과 공기)의 부피(Vv)의 비율을 말합니다. 흙이 얼마나 빽빽하게 또는 느슨하게 채워져 있는지를 나타냅니다.
- Vv: 간극의 부피 (Volume of Voids)
- Vs: 흙 입자 고체의 부피 (Volume of Solids)
간극비의 특징 및 중요성
- 상태 표현: 간극비가 크면 흙이 느슨한 상태이며, 작으면 조밀(빽빽)한 상태임을 의미합니다.
- 공학적 성질 예측: 간극비는 흙의 압축성, 투수성, 전단강도 등 공학적 성질과 밀접한 관련이 있습니다. 일반적으로 간극비가 크면 압축되기 쉽고(침하가 큼), 물이 잘 통과하며(투수계수가 큼), 강도가 약합니다.
- 범위: 이론적으로 0보다 큰 어떤 값이든 가질 수 있으나, 자연 상태의 모래는 0.4~1.0, 점토는 0.5~1.5 정도의 범위를 가집니다.
6. 지하안전영향평가 대상 및 방법
지하안전영향평가는 지하 개발 사업이 주변 지반 및 시설물에 미치는 영향을 사전에 예측하고, 안전 확보 방안을 마련하기 위한 제도입니다.
지하안전관리에 관한 특별법 제14조 (지하안전영향평가의 대상) 및 제16조 (지하안전영향평가의 방법 등)
가. 평가 대상 사업
굴착 깊이가 20m 이상인 굴착공사를 수반하는 사업. 또는 터널 공사. 단, 굴착 깊이가 10m ~ 20m인 경우에도 다음의 영향 범위 내에 해당되면 소규모 지하안전영향평가 대상이 됩니다.
- 인접 대지 경계선에서 수평으로 굴착 깊이의 2배 거리 내
- 주요 시설물(교량, 철도 등) 경계에서 20m 이내
나. 평가 방법 및 절차
- 평가 항목 선정: 지반 및 지질 현황, 지하수 변화, 지반 안정성, 주변 시설물에 미치는 영향 등을 평가 항목으로 선정합니다.
- 조사 및 예측: 문헌 조사, 현장 답사, 지반 조사, 수치 해석 등을 통해 사업 시행으로 인한 영향을 분석하고 예측합니다.
- 안전성 분석: 예측 결과를 바탕으로 지반 및 주변 시설물의 안전성을 평가합니다.
- 저감 방안 수립: 분석된 위험 요인을 제거하거나 감소시키기 위한 대책(계측 관리, 보강 공법 등)을 수립합니다.
- 종합 평가 및 결론: 평가 결과를 종합하여 사업 시행의 적정성 여부 및 조건부 동의 등을 결론으로 제시합니다.
7. Quick Sand (분사 현상)
퀵샌드(Quick Sand)는 특정 종류의 흙이 아니라, 포화된 느슨한 모래 지반에서 상향 침투수가 발생하여 흙의 전단강도가 '0'이 되는 '현상' 또는 '상태'를 말합니다. 이때 흙은 지지력을 완전히 상실하고 액체처럼 거동하게 됩니다.
발생 메커니즘
- 흙 속의 물이 아래에서 위로 솟아오르는 상향 침투가 발생합니다.
- 이때 물이 흙 입자를 밀어 올리는 힘(침투압)이 흙 입자 자체의 무게(수중 단위중량)보다 커지거나 같아지는 순간이 옵니다.
- 이 순간, 흙 입자 간의 마찰력이 사라지면서(유효응력=0) 흙 전체가 액체처럼 변합니다.
발생 장소 및 대책
| 발생 장소 | 방지 대책 |
|---|---|
| - 흙막이 굴착 공사장 저면 - 댐이나 제방의 하류측 지반 - 지하수위가 높은 모래 지반 |
- 흙막이벽 근입 깊이 증대 - 지하수위 저하 공법 (Well point 등) - 굴착 저면 지반 개량 (약액 주입 등) |
8. 안전난간의 구조 및 설치요건
안전난간은 작업장 바닥의 개구부, 작업발판의 끝 등 근로자가 추락할 위험이 있는 장소에 설치하는 핵심적인 안전시설입니다.
산업안전보건기준에 관한 규칙 제13조 (안전난간의 구조 및 설치요건)
| 구성요소 | 설치 기준 |
|---|---|
| 상부 난간대 | 바닥면 등으로부터 90cm 이상 120cm 이하 높이에 설치 |
| 중간 난간대 | 상부 난간대와 바닥면 등의 중간에 설치 (상부 난간대 높이가 120cm 이상일 경우 2단 이상 균등하게 설치) |
| 발끝막이판 | 바닥면 등으로부터 10cm 이상의 높이를 유지 |
| 난간 기둥 | 상부 난간대와 중간 난간대를 견고하게 지지하도록 적정한 간격 유지 |
| 강도 | 난간의 어느 지점에서나 임의의 방향으로 움직이는 100kg 이상의 하중에 견딜 수 있는 튼튼한 구조 |
9. 건설공사 안전관리 종합정보망(CSI)
CSI (Construction Safety Management Integrated Information Network)는 국토교통부 산하 국토안전관리원이 운영하는 온라인 시스템으로, 건설공사의 안전관리 관련 정보를 종합적이고 체계적으로 관리하기 위해 구축되었습니다.
주요 기능
- 안전관리계획서 제출 및 관리: 건설사가 안전관리계획서를 온라인으로 제출하고, 발주청 및 인허가기관이 이를 검토, 승인하는 절차를 전산화합니다.
- 안전점검 결과 관리: 정기/정밀 안전점검, 초기점검 등의 결과를 시스템에 등록하여 이력을 관리합니다.
- 사고 정보 관리: 건설사고 발생 시 사고 내용을 보고하고, 사고 통계를 분석하여 정책 자료로 활용합니다.
- 정보 공유: 발주청, 시공사, 감리자, 인허가기관 등 건설 주체 간 안전 관련 정보를 실시간으로 공유하여 협업을 지원합니다.
도입 목적
건설 안전 관련 서류 및 절차를 전산화하여 업무 효율을 높이고, 축적된 데이터를 분석하여 과학적인 건설사고 예방 대책을 수립하는 것을 목적으로 합니다.
10. 시설물의 중대한 결함
‘중대한 결함’이란 시설물의 물리적, 기능적 결함으로 인해 공중의 안전에 영향을 미칠 우려가 있어 신속하게 보수·보강 등의 조치가 필요한 수준의 결함을 말합니다.
시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법 시행령 제11조 (중대한 결함의 범위)
주요 중대한 결함의 종류
- 내력(耐力)과 관련된 결함:
- 콘크리트: 주요 부재에 발생한 철근 노출, 누수, 심한 균열 등
- 강재: 주요 부재의 심한 부식, 균열, 변형 등
- 기능 상실과 관련된 결함:
- 교량: 교량 받침(슈)의 파손, 신축이음장치의 파손 등
- 댐: 누수, 구조물의 변형 등 댐의 안전에 영향을 미치는 결함
- 기타: 그 밖에 시설물의 구조안전에 영향을 미칠 수 있는 결함으로서 국토교통부장관이 고시하는 결함
11. 프리캐스트 세그멘탈 공법(Precast Prestressed Segmental Method)
PSM 공법은 교량 상부구조를 공장에서 미리 제작한 콘크리트 분절(Segment)로 나누어, 현장에서 이 분절들을 순서대로 조립하고 포스트텐셔닝(Post-Tensioning) 방식으로 긴장력을 도입하여 일체화시키는 교량 가설 공법입니다.
주요 특징
- 공장 제작: 세그먼트를 공장에서 제작하므로 고품질, 고강도의 콘크리트 확보가 용이합니다.
- 신속 시공: 현장에서는 조립 작업 위주로 진행되므로, 현장 타설 방식에 비해 공사기간이 대폭 단축됩니다.
- 환경 영향 최소화: 하부 교통이나 하천의 흐름을 방해하지 않고 시공이 가능하여 도심지나 하천 교량에 유리합니다.
- 다양한 가설 방식: FSM(Full Staging Method), MSS(Movable Scaffolding System), FCM(Free Cantilever Method) 등 현장 여건에 맞는 다양한 방식으로 세그먼트를 가설할 수 있습니다.
12. 암반사면의 붕괴형태
암반사면의 붕괴는 암반 내에 존재하는 불연속면(절리, 단층 등)의 방향과 상태에 따라 결정되며, 주로 4가지 형태로 구분됩니다.
| 붕괴 형태 | 개요 | 발생 조건 |
|---|---|---|
| 평면 파괴 (Plane Failure) |
하나의 뚜렷한 파괴면을 따라 암괴가 미끄러져 내리는 형태 | - 사면 경사보다 완만한 경사를 가진 불연속면이 존재 - 파괴면의 주향이 사면의 주향과 거의 평행 |
| 쐐기 파괴 (Wedge Failure) |
교차하는 두 개의 불연속면이 만나 형성된 쐐기 모양의 암괴가 교차선을 따라 미끄러지는 형태 | - 두 개의 불연속면이 사면 내부로 경사져 교차 - 교차선의 경사가 암반의 마찰각보다 큼 |
| 전도 파괴 (Toppling Failure) |
기둥이나 판상 모양의 암괴가 앞으로 넘어지면서 붕괴하는 형태 | - 불연속면이 사면과 거의 평행하고 매우 가파르게 발달 - 층리가 사면 내측으로 급경사를 이룸 |
| 원호 파괴 (Circular Failure) |
매우 불규칙한 절리가 많거나 심하게 풍화된 암반이 흙처럼 원호 형태로 파괴되는 형태 | - 암반이 매우 파쇄되어 토사처럼 거동 - 뚜렷한 구조적 특징이 없는 암반 |
13. 과소철근보 (Under-reinforced Beam)
과소철근보는 철근콘크리트 보(Beam)를 설계할 때, 콘크리트가 압축 파괴에 이르기 전에 인장 철근이 먼저 항복하도록 철근량을 조절한 보를 말합니다. 이는 구조물의 안전을 위해 의도적으로 설계하는 방식으로, 모든 RC 구조물의 기본 원칙입니다.
파괴 거동 (Ductile Failure: 연성파괴)
- 보에 하중이 증가하면, 인장측 철근이 먼저 항복 응력에 도달합니다.
- 철근이 항복하면서엿가락처럼 늘어나, 보의 처짐이 급격히 증가하고 균열 폭이 커집니다.
- 이러한 파괴의 징후가 눈에 명확하게 나타나므로, 사용자가 위험을 미리 인지하고 대피할 시간을 확보할 수 있습니다.
- 상당한 변형이 일어난 후 최종적으로 압축측 콘크리트가 파괴됩니다.
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