제115회 건설안전기술사 1교시 기출문제&참고답안

 

제115회 건설안전기술사 1교시 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. 한계상태설계법의 신뢰도지수

가. 정의

신뢰도지수(Reliability Index, β)란 한계상태설계법에서 구조물의 안전성을 확률적으로 나타내는 지표입니다. 구조물의 저항(R)과 하중(Q)의 불확실성을 고려하여, 구조물이 파괴될 확률(파괴확률, Pf)을 정량적으로 나타낸 값으로, 신뢰도지수가 클수록 구조물은 더 안전하다고 평가됩니다.

나. 개념

신뢰도지수는 저항과 하중의 평균값 차이를 표준편차로 나눈 값으로, 저항과 하중의 분포가 얼마나 떨어져 있는지를 나타냅니다. 두 분포가 멀리 떨어져 있을수록(β가 클수록) 겹치는 면적, 즉 파괴확률(Pf)은 작아집니다.

다. 신뢰도지수(β)와 파괴확률(Pf)의 관계

신뢰도지수 (β)	파괴확률 (Pf)	안전성 수준
1.0	1.59 × 10⁻¹ (약 16%)	매우 낮음
2.0	2.28 × 10⁻² (약 2.3%)	낮음
3.0	1.35 × 10⁻³ (약 0.14%)	보통 (일반 구조물 목표)
4.0	3.17 × 10⁻⁵ (약 0.003%)	높음
5.0	2.87 × 10⁻⁷ (약 0.00003%)	매우 높음 (원자력발전소 등)

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2. 위험성 평가에서 허용 위험기준 설정방법

허용 가능한 위험(Acceptable Risk)이란, 조직이 현재의 조건에서 감수하기로 결정한 수준의 위험을 말합니다. 위험성 평가에서는 평가된 위험도가 이 기준을 초과하는지 여부를 판단하여 개선대책 수립 여부를 결정합니다.

설정 방법

1. ALARP (As Low As Reasonably Practicable) 원칙:
   • 위험을 ①허용 불가능한 영역, ②허용 가능한 영역, 그리고 그 사이의 ③ALARP 영역으로 구분합니다.
   • ALARP 영역의 위험은 합리적으로 실행 가능한 수준까지 최대한 낮추도록 노력해야 합니다. 비용-편익 분석 등을 통해 개선 여부를 결정합니다.
2. F-N Curve (Frequency-Number Curve) 방법:
   • 다수의 인명피해를 유발할 수 있는 대형사고 위험을 평가하는 데 사용됩니다.
   • 가로축에 사고당 사망자 수(N), 세로축에 해당 사고의 발생 빈도(F)를 로그 눈금으로 표시하여 허용 기준선과 비교합니다.
3. 기타 방법:
   • 법적 기준: 법에서 정한 최소한의 기준을 허용 기준으로 설정합니다.
   • 과거 경험 및 통계: 동종업계의 평균 재해율이나 과거 자사의 재해 통계를 기준으로 설정합니다.

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3. 산재 통합 관리

가. 정의

산재 통합 관리란, 개별 건설현장 단위가 아닌 건설업체(본사) 단위로 산업재해 현황을 통합하여 관리하고 평가하는 제도를 말합니다. 고용노동부는 이를 통해 건설업체의 전사적인 안전보건 투자와 활동을 유도합니다.

나. 주요 지표: 환산재해율

건설업체의 산재 발생 정도를 평가하는 대표적인 통합 관리 지표로 환산재해율을 사용합니다. 이는 사망재해에 대한 가중치를 부여하여 중대재해 예방의 중요성을 강조합니다.

• 산출 방법: (사망자수 × 가중치 + 부상자수) / 상시근로자수 × 100
• 가중치: 사망재해 1건에 대해 일반재해보다 높은 가중치(예: 5 또는 10)를 부여합니다.

다. 활용

• 입찰참가자격 사전심사(PQ) 신인도 평가: 공공공사 입찰 시 환산재해율이 낮은 업체에 가점을 부여하여 수주에 유리하게 합니다.
• 산재예방요율제: 재해율이 낮은 기업의 산재보험료를 할인해주는 제도의 평가 지표로 활용됩니다.
• 정부 포상 및 감독: 우수 기업은 포상하고, 불량 기업은 집중 감독 대상으로 선정하는 근거가 됩니다.

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4. 건설기계에 대한 검사의 종류

건설기계의 안전성능을 유지하고 재해를 예방하기 위해 「건설기계관리법」에서는 다음과 같은 검사를 의무화하고 있습니다.

건설기계관리법 제13조 (건설기계의 검사)

검사 종류	검사 시기 및 대상	주요 목적
신규등록검사	건설기계를 신규로 등록할 때	형식승인 내용과의 동일성 및 안전기준 적합 여부 확인
정기검사	기종별로 정해진 주기(1년, 2년, 3년 등)마다 실시	주요 구조 및 장치의 안전성능 유지 여부 확인
구조변경검사	법에서 정한 주요 구조를 변경 또는 개조했을 때	변경된 구조가 안전기준에 적합한지 확인
수시검사	성능이 불량하거나 사고가 빈발할 경우, 명령에 의해 실시	안전운행 및 재해예방을 위한 긴급 점검

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5. 강재의 침투탐상시험 (Penetrant Testing, PT)

가. 정의

침투탐상시험은 용접부, 주강품 등 강재의 표면에 열려있는 불연속부(균열 등)를 찾아내기 위한 대표적인 비파괴시험(NDT) 방법입니다. 모세관 현상을 이용하여 미세한 결함을 눈으로 쉽게 확인할 수 있도록 합니다.

나. 시험 절차

1. 전처리(Pre-cleaning): 시험체의 표면에 있는 기름, 녹 등 이물질을 완전히 제거합니다.
2. 침투처리(Penetrant Application): 표면에 침투액(보통 붉은색)을 도포하여 결함 속으로 스며들도록 일정 시간(침투시간) 방치합니다.
3. 세척처리(Excess Penetrant Removal): 표면에 남아있는 과잉 침투액을 세척제로 깨끗이 닦아냅니다. (결함 속 침투액은 남겨둠)
4. 현상처리(Developer Application): 현상제(보통 흰색 가루)를 얇고 균일하게 도포합니다.
5. 관찰(Inspection): 현상제가 결함 속에 있던 침투액을 빨아올려 붉은색의 지시 모양을 형성하면, 이를 관찰하여 결함의 위치, 크기, 형태를 평가합니다.
6. 후처리(Post-cleaning): 시험이 끝난 후 표면의 현상제와 침투액을 제거합니다.

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6. 건설현장의 지속적인 안전관리 수준향상을 위한 P-D-C-A 사이클

PDCA 사이클(Plan-Do-Check-Act)은 안전보건경영시스템의 핵심 원리로, 안전관리 활동을 체계적이고 지속적으로 개선해 나가기 위한 관리 도구입니다.

단계	주요 활동
Plan (계획)	- 현장의 유해·위험요인을 파악하여 위험성 평가 실시 - 안전보건 목표 및 세부 실행계획 수립 (안전관리계획서 등)
Do (실행)	- 수립된 계획에 따라 안전시설 설치, 안전교육 실시, 보호구 지급 등 실행 - TBM, 작업허가제 등 안전절차 이행
Check (검토)	- 안전순찰, 점검 등을 통해 계획이 잘 실행되고 있는지 확인 - 아차사고, 재해사례 등을 분석하여 성과 측정 및 문제점 파악
Act (개선)	- 검토 결과 나타난 문제점을 개선 (시스템, 절차, 시설 등) - 개선된 사항을 다음 계획(Plan)에 반영하여 사이클 반복

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7. 종합재해지수(FSI)의 정의 및 산출방법

가. 정의

종합재해지수(Frequency Severity Indicator, FSI)는 재해의 발생 빈도를 나타내는 도수율과 재해의 중대성을 나타내는 강도율을 동시에 고려하여 사업장의 안전수준을 종합적으로 평가하는 지수입니다. 두 지표를 곱한 값의 제곱근으로 산출됩니다.

나. 산출방법

• 산출 공식: FSI = √(도수율 × 강도율)
• 도수율 (Frequency Rate): 연 근로시간 100만 시간당 재해 발생 건수
  • (재해자 수 / 연 근로시간 수) × 1,000,000
• 강도율 (Severity Rate): 연 근로시간 1,000 시간당 손실된 근로일수
  • (총 근로손실일수 / 연 근로시간 수) × 1,000

FSI 값이 낮을수록 해당 사업장의 안전관리 수준이 양호함을 의미합니다.

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8. 흙의 동상 현상 (Frost Heave)

가. 정의

동상 현상이란 겨울철 지표면이 동결되면서 흙 속의 물이 얼어 부피가 팽창(약 9%)하고, 주변의 물을 모세관 현상으로 끌어올려 아이스 렌즈(Ice Lens)를 형성하여 지표면이 부풀어 오르는 현상을 말합니다.

나. 발생 3요소

동상 현상이 발생하기 위해서는 다음 세 가지 조건이 동시에 만족되어야 합니다.

1. 동상에 민감한 흙 (Frost-susceptible Soil): 모세관 현상이 활발한 실트질 흙
2. 물의 공급 (Water Supply): 지하수위가 높아 지속적으로 물이 공급될 수 있는 조건
3. 0℃ 이하의 온도 (Freezing Temperature): 동결이 지속될 수 있는 기온

다. 피해 및 방지대책

• 피해: 도로 포장 파손, 구조물 기초 부상 및 침하, 옹벽 변형 등
• 방지대책: 3요소 중 하나 이상을 제거
  • 흙 치환: 동상에 민감한 흙을 자갈 등 비동상성 재료로 교체
  • 차수: 지하수 유입을 차단
  • 단열: 단열재를 설치하여 동결심도를 낮춤

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9. 흙의 히빙(Heaving) 현상

가. 정의

히빙은 연약한 점토 지반을 굴착할 때, 흙막이벽 배면 흙의 중량이 굴착 저면 하부 지반의 전단강도보다 커서, 굴착 바닥면이 부풀어 오르는 현상을 말합니다.

나. 발생원인 및 메커니즘

흙막이벽 배면의 과재하중(건물, 자재 등)이나 토압으로 인해 흙막이벽 하부의 흙이 소성 유동을 일으켜 상대적으로 압력이 낮은 굴착 저면으로 밀려 올라오면서 발생합니다. 히빙에 대한 안전성은 안전율(Fs) = 흙의 전단강도 / 흙막이 배면의 하중 으로 검토합니다.

다. 방지대책

• 공법적 대책:
  • 흙막이벽의 근입깊이를 깊게 하여 활동 저항력을 증대시킵니다.
  • 굴착 저면 하부의 지반을 약액주입(Grouting), 심층혼합처리(DCM) 등으로 개량하여 전단강도를 높입니다.
  • 아일랜드 컷 공법 등 굴착 공법을 변경하여 저면의 응력 해방을 줄입니다.
• 관리적 대책:
  • 흙막이벽 배면에 과도한 자재나 장비를 적치하지 않습니다.
  • 굴착 즉시 버팀대나 기초 콘크리트를 신속하게 시공합니다.

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10. 지진의 진원, 규모, 국내 지진구역

구분	설명
진원 (Hypocenter)	지구 내부에서 지진을 발생시키며 파괴가 시작된 지점
진앙 (Epicenter)	진원의 바로 위 지표면 상의 지점
규모 (Magnitude)	진원에서 방출된 에너지의 절대적인 양을 나타내는 척도. 지진계로 측정하며, 각 지진마다 하나의 값만 가짐. (리히터 규모)
진도 (Intensity)	특정 지역에서 사람이 느끼는 정도나 구조물의 피해 정도를 나타내는 상대적인 척도. 거리, 지반 조건에 따라 여러 값으로 나타남. (수정 메르칼리 진도)
국내 지진구역	「건축구조기준(KDS 41)」에 따라 지진구역계수(Z)로 구분됨. 과거 2개 구역에서 최근에는 지역별 위험도를 세분화한 지진위험지도를 기반으로 설계함. - (구) 지진구역 Ⅰ : 서울, 경기, 충청, 강원 등 (Z=0.11g) - (구) 지진구역 Ⅱ : 경상, 전라 등 (Z=0.07g)

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11. 콘크리트의 에어 포켓(Air Pocket)

가. 정의

에어 포켓은 거푸집 표면에 발생하는 비교적 큰 공기 주머니로, 곰보(Honeycomb) 또는 재료분리와 유사한 콘크리트의 품질 저하 현상입니다. 이는 콘크리트 타설 시 갇힌 공기(Entrapped Air)가 빠져나가지 못해 발생합니다.

나. 발생원인

• 다짐 부족: 콘크리트 타설 시 진동 다짐이 불충분하여 내부 공기가 배출되지 못한 경우
• 낮은 작업성: 된비빔 콘크리트(낮은 슬럼프)를 사용하여 유동성이 부족한 경우
• 철근 과다 배근: 철근이 너무 촘촘하여 콘크리트의 흐름을 방해하는 경우
• 과도한 거푸집 박리제: 거푸집 표면에 박리제를 너무 많이 도포하여 공기 방울이 달라붙는 경우

다. 문제점 및 방지대책

• 문제점: 구조물 강도 저하, 수밀성 저하로 인한 내구성능 감소, 미관 불량
• 방지대책: 적절한 작업성이 확보된 콘크리트 사용, 충분한 다짐 실시, 배근 간격 준수, 박리제의 적정량 도포

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12. 산업안전보건법상 안전관리자의 증원·교체 임명 사유

사업장의 안전관리 상태가 불량하여 재해 발생 위험이 높다고 판단될 경우, 지방고용노동관서의 장은 사업주에게 안전관리자의 수를 늘리거나(증원) 교체할 것을 명령할 수 있습니다.

산업안전보건법 시행령 제18조 (안전관리자의 증원·교체임명 명령)

명령 사유
공통 사유
- 해당 사업장에서 중대재해가 발생한 경우
- 연간 재해율이 같은 업종의 평균 재해율의 2배 이상인 경우
- 직업성 질병자가 연간 3명 이상 발생한 경우 (상시근로자 1천명 이상 사업장)
- 화학적 인자로 인한 직업성 질병자가 연간 1명 이상 발생한 경우
교체 임명만 해당되는 사유
- 안전관리자가 질병이나 그 밖의 사유로 3개월 이상 직무를 수행할 수 없게 된 경우

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13. 건설업 기초안전보건교육 시간 및 내용

건설 일용근로자가 다른 현장으로 이동할 때마다 받아야 했던 건설현장 단위의 채용 시 교육을 대체하여, 등록된 전문 교육기관에서 단 한 번의 교육 이수로 평생 인정받도록 한 제도입니다.

산업안전보건법 제31조 (안전·보건교육) 및 동법 시행규칙 [별표 5] 교육과정별 교육내용

구분	상세 내용
교육 대상	건설현장에 신규로 채용되는 모든 일용근로자
총 교육시간	4시간 이상
교육 내용 (과목별 시간)	1. 산업안전보건법 주요 내용 (1시간)
	2. 작업별 위험요인과 안전작업 방법 (2시간)
	3. 건설 직종별 건강장해 위험요인과 건강관리 (1시간)

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