제108회 건설안전기술사 1교시 기출문제&참고답안

 

제108회 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. 흙의 전단강도 측정방법

흙의 전단강도는 흙 입자 간의 마찰과 점착력에 의해 외력에 저항하는 힘으로, 사면 안정, 기초 지지력, 토압 계산 등의 기본이 되는 중요한 물성치입니다. 측정방법은 크게 실내시험과 현장시험으로 나뉩니다.

구분	시험 방법	주요 특징 및 적용
실내 전단시험 (교란/불교란 시료)	직접전단시험	- 시험이 간편하고 경제적 - 전단면이 강제로 결정되고, 배수 조절이 어려움 - 사질토에 주로 적용
	삼축압축시험	- 현장 응력 상태를 가장 유사하게 재현 가능 (압밀/비압밀, 배수/비배수 조건 조절) - 파괴면이 자연스럽게 형성됨 - 가장 신뢰도가 높으나, 시험이 복잡하고 고가
	일축압축시험	- 측압 없이 축하중만 가하여 측정 (삼축시험의 특수 경우) - 포화된 점성토의 비배수 전단강도(Cu)를 간편하게 구하는 데 사용
현장 전단시험 (원위치 시험)	베인 전단시험 (Vane Shear Test)	- 십자형 날개(Vane)를 지반에 삽입 후 회전시켜 저항 토크로 전단강도를 측정 - 연약한 포화 점성토 지반에 주로 적용
	표준관입시험 (SPT), 콘관입시험 (CPT) 등	- N치, 콘 지지력 등 관입 저항치를 이용한 경험식으로 전단강도를 간접적으로 추정

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2. 산업안전보건법상 양중기의 종류 및 관리 SYSTEM

산업안전보건법 시행령 제78조 (양중기)

가. 양중기의 종류

양중기란 동력을 사용하여 중량물을 매달아 상하 및 좌우로 운반하는 기계 또는 설비를 말하며, 법에서는 다음 5가지를 규정하고 있습니다. 🏗️

1. 크레인: 호이스트를 사용하여 화물을 들어 올리고 수평 이동시키는 기계. (천장크레인, 타워크레인 등. 단, 이동식 크레인은 제외)
2. 이동식 크레인: 원동기를 내장하고 불특정 장소로 스스로 이동이 가능한 크레인. (트럭크레인, 크롤러크레인 등)
3. 리프트: 동력을 사용하여 사람이나 화물을 운반하는 설비. (건설작업용 리프트, 일반작업용 리프트 등)
4. 곤돌라: 달기발판 또는 운반구를 와이어로프로 매달아 승강시키는 설비.
5. 승강기: 건축물이나 고정된 시설물에 설치되어 일정한 경로에 따라 사람이나 화물을 운반하는 설비.

나. 관리 시스템

양중기는 중대재해 발생 위험이 매우 높아, 제작 단계부터 폐기 시까지 전 생애주기에 걸쳐 체계적인 관리가 이루어집니다.

• 제작 단계: 안전인증(KCs)을 통해 설계, 제작 기준의 안전성 확보
• 설치/사용 단계: 설치 후 또는 정기적으로 안전검사를 받아 성능 유지
• 작업 단계: 작업계획서 작성, 작업지휘자 지정, 신호수 배치, 줄걸이 안전기준 준수 등 특별 관리

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3. 시설물의 안전관리에 관한 특별법상 건축물 2종 시설물의 범위와 시설물의 정기점검 실시 시기

시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법 시행령 [별표 1] 제1종시설물 및 제2종시설물의 범위

가. 건축물 2종 시설물의 범위

2종 시설물은 1종 시설물 외에 사회기반이 되는 주요 시설물로, 다음 중 하나에 해당하는 건축물이 포함됩니다.

• 16층 이상의 공동주택
• 16층 이상 또는 연면적 30,000㎡ 이상의 건축물 (공동주택 제외)
• 연면적 5,000㎡ 이상의 문화 및 집회시설, 종교시설, 판매시설, 여객용 시설, 종합병원 등 다중이용건축물
• 지하도상가(연면적 5,000㎡ 이상)

나. 정기안전점검 실시 시기

정기안전점검은 경험과 기술을 갖춘 자가 육안 또는 점검기구 등으로 검사하여 시설물에 내재된 위험요인을 조사하는 행위로, 직전 정밀안전점검 또는 정밀안전진단 시 평가한 안전등급에 따라 실시 주기가 달라집니다.

안전등급	실시 시기
A등급, B등급, C등급	반기에 1회 이상
D등급, E등급	연 3회 이상

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4. 철골기둥 부동축소 현상(Column Shortening)

가. 정의

부동축소 현상이란, 초고층 건물에서 위치나 재료가 다른 수직 부재(기둥, 코어벽 등)들이 받는 하중과 재료 특성의 차이로 인해 서로 다르게 줄어드는(축소) 현상을 말합니다. 이로 인해 수평 부재(보, 슬래브)에 예상치 못한 응력과 변형이 발생합니다.

나. 발생 원인

• 탄성 변형: 부재가 받는 하중(고정하중, 활하중)에 의한 탄성적인 줄어듦
• 크리프(Creep) 변형: 지속적인 하중 아래에서 콘크리트가 시간 경과에 따라 변형하는 현상 (SRC, RC 구조)
• 건조수축(Shrinkage) 변형: 콘크리트 내부의 수분이 증발하면서 체적이 감소하는 현상 (SRC, RC 구조)
• 온도 변화: 온도 변화에 따른 재료의 수축 및 팽창

다. 문제점 및 대책

• 문제점: 슬래브의 처짐 및 균열, 외장재(커튼월) 파손, 칸막이벽 균열, 엘리베이터 레일 변형 등 사용성 및 안전성 저하
• 대책: 설계 단계에서 각 부재별 축소량을 정밀하게 예측하고, 시공 시 예측된 변위량을 미리 보정하여 설치(레벨 보정)

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5. 합성형 거더(Composite Girder)

가. 정의

합성형 거더는 강재 거더(H형강 등)와 철근콘크리트 바닥판을 전단연결재(Shear Connector)로 결합하여, 두 부재가 일체로 거동하며 하중에 저항하도록 만든 구조 형식입니다. 🌉

나. 특징 및 원리

• 원리: 휨을 받을 때 압축에 강한 콘크리트 바닥판은 압축력을, 인장에 강한 강재 거더는 인장력을 주로 부담하여 각 재료의 장점을 극대화합니다.
• 전단연결재(스터드 볼트 등): 강재와 콘크리트 계면에서 발생하는 수평 전단력에 저항하여 두 부재가 미끄러지지 않고 일체로 거동하게 하는 핵심 요소입니다.

다. 장점

• 비합성 거더에 비해 강성과 강도가 높아 더 긴 경간에 적용 가능
• 동일한 하중에 대해 강재 거더의 춤(높이)을 줄일 수 있어 형하공간 확보에 유리
• 강재량 절감으로 인한 경제성 확보

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6. 건축 및 토목 구조물의 내진, 면진, 제진의 구분

지진에 대응하는 구조 설계 개념은 지진력을 어떻게 제어하는지에 따라 크게 세 가지로 구분됩니다.

구분	내진 (Seismic Resistance)	면진 (Seismic Isolation)	제진 (Seismic Control/Damping)
개념	구조물을 튼튼하게 만들어 지진력에 '저항'하는 방식 (버티기)	구조물과 기초 사이에 특수장치를 넣어 지진력을 '격리'하는 방식 (피하기)	구조물 내에 특수장치를 설치하여 지진에너지를 '소산'시키는 방식 (견디기)
원리	강성 및 연성 증대	고유주기 장주기화	감쇠(Damping) 증대
주요 장치	철근, 가새(Brace) 등 구조부재	납면진받침(LRB), 마찰펜듈럼(FPS) 등 지진격리장치	TMD(동조질량감쇠기), 점성감쇠기(Viscous Damper) 등 감쇠장치
특징	가장 일반적인 방식. 강진 시 구조물 손상 가능성 있음.	구조물에 전달되는 지진력 자체를 획기적으로 줄여줌. 초기 공사비 고가.	지진뿐 아니라 바람에 의한 진동 제어에도 효과적. 초고층 건물에 주로 적용.

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7. 항타기, 항발기 조립 시 점검사항 및 전도 방지조치와 와이어로프의 사용금지기준

가. 조립 시 점검사항

• 본체 연결부의 볼트·너트 등 체결부재의 풀림 또는 손상 유무
• 권상장치(윈치)의 브레이크 및 쐐기장치 기능의 이상 유무
• 권상용 와이어로프, 활차 및 부착부의 손상 유무
• 리더(Leader)의 버팀 방법 및 고정 상태의 이상 유무

나. 전도 방지조치

• 연약지반에 설치 시 깔판·깔목을 사용하여 지지력을 확보하고 부등침하 방지
• 버팀대(Guy Rope)만으로 리더의 안정을 유지할 경우, 3개 이상의 버팀대로 견고하게 고정하고 그 수를 증가시키는 등 안정성 확보
• 이동 시에는 리더의 경사각을 준수하고 지반 상태를 확인

다. 와이어로프 사용금지 기준

산업안전보건기준에 관한 규칙 제63조 등

• 이음매가 있는 것
• 와이어로프의 한 꼬임에서 끊어진 소선의 수가 10% 이상인 것
• 지름의 감소가 공칭지름의 7%를 초과하는 것
• 심하게 변형되거나(꼬임, Kink) 부식된 것

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8. 건설현장 가설재의 구조적 특징, 보수시기, 점검항목

구분	주요 내용
구조적 특징	- 반복 재사용을 전제로 하여 내구성을 고려하여 제작됨 - 조립·해체가 용이하도록 부재가 단순하고 규격화되어 있음 - 부재 간 연결부(클램프, 핀 등)가 구조적 취약점이 되기 쉬움
보수 시기	- 사용 전: 현장 반입 시 전수 검사를 통해 불량품을 선별하고 즉시 보수 또는 폐기 - 사용 중: 조립 후 정기적인 순회 점검을 통해 이상 발견 시 즉시 보수 - 사용 후: 해체 후 보관 전, 다음 사용을 위해 손상된 부분을 보수
주요 점검항목	- 변형: 부재의 휨, 찌그러짐 등 소성변형 발생 여부 - 부식: 녹 발생 정도 및 단면 손실 여부 - 균열: 특히 용접부의 균열 발생 여부 - 기능: 연결부 부품의 망실 또는 작동 불량 여부

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9. 재해의 직접원인과 간접원인(3E)

산업재해는 하나의 원인이 아닌 여러 원인이 연쇄적으로 작용하여 발생합니다. 재해의 원인은 크게 직접원인과 간접원인으로 구분할 수 있습니다.

구분	원인	설명
직접원인 (불완전한 상태 + 불완전한 행동)	불안전한 행동 (Unsafe Act)	재해를 유발할 수 있는 근로자의 위험한 행동 (보호구 미착용, 안전장치 기능 제거, 위험장소 접근 등)
	불안전한 상태 (Unsafe Condition)	재해를 유발할 수 있는 기계·설비·환경의 결함 (방호장치 미설치, 작업발판 불량, 조명 불량 등)
간접원인 (기본원인, 3E + 1M)	기술적 원인 (Engineering)	설계 불량, 구조물 결함, 유지보수 불량 등 공학적 문제
	교육적 원인 (Education)	안전 지식 부족, 안전 수칙 오해, 훈련 미흡 등 교육의 문제
	관리적 원인 (Enforcement)	안전관리 조직 결함, 작업표준 미비, 점검 및 감독 소홀 등 관리의 문제

* 3E(Engineering, Education, Enforcement)는 전통적인 재해예방의 3대 원칙을 의미하며, 간접원인 분석에 활용됩니다.

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10. Rock Pocket 현상

Rock Pocket은 콘크리트 타설 시 굵은 골재만 모여 있고 시멘트 페이스트나 모르타르가 채워지지 않아 발생하는 재료분리 현상의 일종입니다. 일반적으로 곰보(Honeycomb)라고 불리며, 구조물의 품질을 저하시키는 심각한 결함입니다.

가. 발생 원인

• 낮은 유동성: 된비빔 콘크리트(낮은 슬럼프) 사용으로 충전성이 부족한 경우
• 다짐 부족: 진동 다짐이 불충분하여 갇힌 공기가 빠져나가지 못하고 골재만 모이는 경우
• 과밀 배근: 철근이 너무 촘촘하여 콘크리트의 흐름을 방해하는 경우
• 과도한 타설 높이: 높은 곳에서 콘크리트를 떨어뜨려 재료분리가 발생하는 경우

나. 문제점 및 대책

• 문제점: 구조물 강도 저하, 수밀성 저하로 인한 내구성능 감소(중성화, 염해 촉진), 철근 부착력 감소
• 대책: 적절한 유동성 확보, 충분한 다짐 실시, 배근 간격 준수, 타설 높이 제한(1.5m 이하)

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11. 피로현상의 5가지 원인 및 피로예방대책

가. 피로의 5가지 원인 (분류)

원인 분류	주요 내용
1. 작업 부하	과도한 육체적 노동(중량물 취급 등), 장시간 노동, 교대근무
2. 작업 환경	소음, 진동, 고온, 저온, 유해광선 등 불쾌한 물리적 환경
3. 작업 단조로움	동일한 작업의 반복으로 인한 지루함, 각성 수준 저하
4. 정신적 긴장	과도한 책임감, 직무 스트레스, 대인관계 갈등 등 심리적 부담
5. 생활 리듬	수면 부족, 불규칙한 식사, 운동 부족 등 개인적인 생활 습관

나. 피로 예방대책

• 작업 관리: 적절한 작업량 배분, 충분한 휴식시간 부여, 작업 순환(Job Rotation) 실시
• 환경 개선: 소음·진동 저감, 적정 조도 및 온습도 유지
• 복지 시설: 쾌적한 휴게실, 수면실, 샤워실 등 설치
• 건강 관리: 건강상담, 스트레스 관리 프로그램 운영, 작업 전후 스트레칭 실시

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12. 복합열화 (Combined Deterioration)

가. 정의

복합열화란 콘크리트 구조물에 두 가지 이상의 열화(Deterioration) 요인이 동시에 또는 순차적으로 작용하여, 각각의 요인이 단독으로 작용할 때보다 손상을 가속시키는 현상을 말합니다. 🌪️

나. 주요 메커니즘 (예시)

• 중성화 + 염해: 중성화로 콘크리트의 알칼리성이 저하되면, 더 낮은 농도의 염화물 이온으로도 철근 부식이 시작될 수 있어 염해 피해가 가속화됩니다.
• 동해 + 화학적 침식: 동결융해 작용으로 발생한 미세균열을 통해 황산염 등 외부의 유해물질이 쉽게 침투하여 화학적 침식을 촉진합니다.
• 알칼리-골재 반응(ASR) + 동해: ASR로 인한 내부 팽창 균열에 물이 침투하여 동해를 더욱 심화시킵니다.

다. 중요성

열화 현상들이 서로 상승작용(Synergistic Effect)을 일으키므로, 구조물의 내구성 설계 및 유지관리 시에는 단일 요인뿐만 아니라 복합적인 작용을 반드시 고려해야 합니다.

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13. 터널 시공 시 편압 발생대책

가. 편압(Unbalanced Earth Pressure)의 정의

편압이란 터널에 작용하는 지압이 좌우 비대칭적으로 작용하는 것을 말합니다. 이는 터널 구조물에 과도한 휨모멘트와 전단력을 유발하여 변형 및 균열을 일으키는 주요 원인입니다.

나. 발생 원인

• 경사 지형의 산악 터널
• 터널 갱구부(입출구)
• 단층 파쇄대 등 지질이 불균일한 구간을 통과할 때
• 인접하여 구조물이 있거나 굴착이 이루어질 때

다. 발생 대책

구분	주요 대책
설계 단계	- 편압 구간에 대한 지보재(강지보재, 록볼트 등) 보강 - 라이닝 콘크리트 두께 및 철근량 증대 - 인버트(Invert)를 조기 폐합하여 단면 강성 증대
시공 단계	- 분할 굴착: 상하반, 좌우반 등 굴착 단면을 분할하여 막장 안정성 확보 - 보조 공법 적용: 막장면 안정을 위한 강관다단그라우팅, 대구경 강관보강(Pipe Roof) 등 선행 보강 실시 - 계측 관리 강화: 내공변위, 천단침하, 록볼트 축력 등을 집중 계측하여 이상 징후 조기 발견

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