제105회 건설안전기술사 1교시 기출문제&참고답안

 

제105회 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. 건설안전의 개념(槪念)

건설안전이란 건설공사의 전 과정에서 발생할 수 있는 모든 유해·위험요인(Hazard)으로부터 인명과 재산을 보호하고, 쾌적한 작업환경을 조성하여 공사를 안전하게 수행하기 위한 체계적이고 과학적인 관리 활동을 의미합니다.

주요 목표 및 3대 원칙 (3E)

• 목표: 인명 존중(인도주의), 경제적 이익(생산성 향상), 사회적 신뢰 확보
• 3대 원칙 (3E): 재해예방을 위한 3가지 핵심 수단
  • 기술(Engineering): 안전한 설계, 공법 개선, 방호장치 설치 등 공학적 대책
  • 교육(Education): 안전의식 향상, 지식 및 기능 습득을 위한 교육 및 훈련
  • 규제(Enforcement): 안전 법규, 기준, 수칙을 제정하고 준수하도록 관리·감독

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2. 보호구의 종류와 관리방법

보호구(Personal Protective Equipment, PPE)는 유해·위험요인으로부터 근로자를 보호하기 위한 최후의 수단으로, 올바른 종류를 선정하고 철저히 관리해야 합니다. ⛑️

가. 종류 (신체 부위별)

보호 부위	보호구 종류
머리	안전모 (추락, 낙하·비래, 감전 방지)
눈/안면	보안경, 보안면 (비래물, 유해광선, 화학물질 방지)
호흡기	방진마스크, 방독마스크, 송기마스크 (분진, 유해가스, 산소결핍 방지)
손/팔	안전장갑 (감전, 절연, 화학물질, 고열 방지)
몸통	안전대(안전그네) (추락 방지)
발/다리	안전화 (낙하·충격, 감전, 찔림 방지)

나. 관리방법

1. 선정 및 지급: 작업 조건에 적합하고, 안전인증(KCs)을 받은 제품을 선정하여 근로자에게 지급합니다.
2. 교육: 지급 시 올바른 착용법, 사용법, 점검 및 보관 방법을 교육합니다.
3. 점검 및 유지보수: 사용 전후 이상 유무를 점검하고, 청결하게 유지·보관하며, 손상 시 즉시 수리하거나 교체합니다.
4. 폐기: 성능이 저하되었거나 손상되어 제 기능을 발휘할 수 없는 보호구는 즉시 폐기하여 오사용을 방지합니다.

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3. Proof rolling (프루프 롤링)

가. 정의

프루프 롤링은 도로의 노상, 노반이나 구조물 기초 등 다짐이 완료된 지반 위에 덤프트럭 등 중장비를 주행시켜, 지반의 다짐 상태가 균일한지, 과도한 변형이 발생하는 연약한 부분이 있는지를 확인하는 시험 다짐(Test Rolling)의 일종입니다.

나. 목적 및 방법

• 목적:
  • 다짐 작업의 적정성 및 균일성 확인
  • 눈으로 확인하기 어려운 국부적인 연약 지반 발견
  • 전체 지반의 지지력과 안정성 검증
• 방법:
  1. 15톤 덤프트럭 등 중량의 장비를 준비합니다.
  2. 시험 구간을 왕복 3~4회 정도 저속(약 4km/h)으로 주행합니다.
  3. 주행 시 바퀴 자국의 깊이, 지반의 융기나 물결 현상(스프링 현상) 등 변형 상태를 육안으로 관찰합니다.
  4. 과도한 변형이 발생하는 구간은 연약 지반으로 판정하고, 재다짐이나 치환 등 보강 조치를 실시합니다.

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4. 한중콘크리트의 품질관리

한중콘크리트는 하루 평균기온이 4℃ 이하로 예상될 때 시공하는 콘크리트로, 초기 동해(凍害)를 방지하고 적절한 강도가 발현되도록 재료, 배합, 시공, 양생 전반에 걸쳐 특별한 관리가 필요합니다. ❄️

구분	주요 품질관리 방안
재료 및 배합	- 물, 골재는 가열하여 사용하고, 시멘트는 가열 금지 - AE제, AE감수제를 사용하여 내동해성 증진 - 단위수량을 적게 하여 동결 위험 감소
타설	- 타설 시 콘크리트 온도는 5℃ ~ 20℃ 범위 유지 - 타설 전 거푸집, 철근의 빙설(얼음, 눈)을 완전히 제거 - 가급적 기온이 높은 낮 시간대에 신속히 타설 완료
양생	- 초기양생이 가장 중요. 타설 후 초기 동해를 입지 않도록 보온 - 보온양생: 단열재(보온덮개)로 덮어 수화열을 보존 - 급열양생: 열풍기, 난로 등으로 직접 열을 가하여 양생 촉진 - 압축강도 5 MPa 이상이 발현될 때까지 양생 온도(0℃ 이상)를 유지

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5. 초기안전점검

가. 정의

초기안전점검은 「시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법」에 따라, 준공 후 최초로 실시하는 정밀안전점검 수준의 점검을 말합니다. 1종 및 2종 시설물이 대상이며, 구조물의 초기 결함을 조기에 발견하고 향후 유지관리의 기초자료를 확보하기 위해 실시합니다.

나. 시기 및 내용

시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법 제11조(안전점검의 실시)

• 실시 시기: 시설물 준공일 또는 사용승인일로부터 3년 이내
• 주요 내용:
  • 설계도서 등 관련 자료 검토
  • 시설물의 전반적인 외관조사를 통한 결함 확인
  • 주요 부재에 대한 비파괴시험(반발경도, 철근탐사 등) 실시
  • 시설물의 최초 상태를 기록하기 위한 기준점(Benchmark) 설정
  • 초기 변위, 변형 등을 측정하여 향후 유지관리의 기준 데이터로 활용

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6. 액상화(液狀化, liquefaction)

액상화는 포화된 느슨한 사질토 지반이 지진과 같은 반복적인 동적 하중을 받아, 순간적으로 전단강도를 완전히 상실하고 액체처럼 거동하는 현상입니다. 🌊

가. 발생 메커니즘

진동으로 인해 흙 입자의 배열이 조밀해지려고 하면서 입자 사이의 물(간극수)이 빠져나가지 못해 간극수압이 급격히 상승합니다. 이 간극수압이 흙 입자를 위로 밀어 올리는 힘(상향 침투력)과 같아지면, 흙 입자 간의 마찰력(유효응력)이 '0'이 되어 지지력을 잃게 됩니다.

나. 영향 및 대책

영향	대책
- 구조물 기초 지지력 상실로 인한 침하 및 전도 - 맨홀, 지하탱크 등 가벼운 구조물의 부상 - 지표면으로 모래와 물이 분출 (분사 현상)	- 다짐 공법 (진동다짐, SCP 등): 지반 밀도를 높여 간극수압 상승 억제 - 배수 공법 (그래블 드레인 등): 간극수압을 신속히 소산 - 고결 공법 (약액주입 등): 흙 입자를 고착시켜 강도 증대

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7. 피뢰침의 구조와 보호범위 및 여유도

피뢰설비는 낙뢰로부터 건축물, 설비, 인명을 보호하기 위한 시스템입니다. ⚡️

구분	설명
구조	- 수뢰부 시스템 (Air Terminal): 낙뢰를 받는 부분 (돌침, 수평도체, 메시도체) - 인하도선 시스템 (Down Conductor): 뇌전류를 접지극으로 안전하게 흘려보내는 도선 - 접지극 시스템 (Earth Termination): 뇌전류를 대지로 방류하는 부분 (접지봉, 접지판 등)
보호범위	피뢰설비가 유효하게 보호할 수 있는 공간. 산정 방법은 다음과 같다. - 회전구체법 (Rolling Sphere Method): 보호등급에 따른 반경의 가상 구체를 건물에 굴렸을 때 구체에 접촉되지 않는 공간 - 보호각법 (Protective Angle Method): 수뢰부 선단과 수직축이 이루는 각도 내의 공간 (낮은 건물에 한정)
여유도 (이격거리)	인하도선에 큰 뇌전류가 흐를 때, 주변의 금속체나 전기설비로 불꽃 방전(Side Flash)이 일어나는 것을 방지하기 위해 확보해야 하는 최소 이격거리.

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8. 강화유리와 반강화유리

강화유리와 반강화유리는 판유리를 고온으로 가열했다가 급랭시켜 압축응력층을 형성, 강도를 높인 유리입니다. 냉각 속도의 차이에 따라 특성이 달라집니다.

구분	강화유리 (Tempered Glass)	반강화유리 (Heat-strengthened Glass)
제조 (냉각속도)	빠르게 급랭	느리게 서랭
강도	일반유리의 3~5배	일반유리의 약 2배
파괴 형태	잘게 부서지는 둔각의 입자 (2차 상해 위험 적음)	일반유리처럼 날카로운 파편으로 갈라지며 파괴 (프레임에 붙어있을 가능성 높음)
열충격 저항	매우 강함	강함
주요 용도	안전이 중요한 곳 (샤워부스, 자동차 측면유리, 유리문)	강풍압이 우려되는 곳, 열파손 방지가 필요한 곳 (고층빌딩 외벽)

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9. 공발현상(철포현상) (Popping Phenomenon)

가. 정의

공발현상은 다공질의 경량골재나 흡수율이 높은 일부 골재를 사용한 콘크리트 표면이 열을 받을 때, "펑"하는 소리와 함께 표면이 터져 나가는(박리) 현상을 말합니다.

나. 발생 메커니즘

골재 내부에 흡수되어 있던 수분이 용접 불꽃, 화재 등 외부의 급격한 열에 의해 팽창하여 수증기가 됩니다. 이때, 밀실한 시멘트 페이스트에 갇힌 수증기압이 콘크리트의 인장강도를 초과하면서 폭발적으로 표면이 터져 나가게 됩니다.

다. 방지 대책

• 흡수율이 낮은 양질의 골재를 사용합니다.
• 사용 전 골재를 충분히 건조시킵니다.
• 콘크리트 표면에 급격한 열이 가해지지 않도록 주의합니다.
• 섬유보강 콘크리트 등을 사용하여 인성을 증대시킵니다.

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10. 수목식재의 버팀목(지주목)

지주목은 이식한 수목이 새로운 환경에 뿌리를 내리고 활착할 때까지 바람 등 외부 힘에 의해 흔들리지 않도록 지지해주는 시설물입니다. 🌳

가. 설치 목적

• 활착 촉진: 수목의 흔들림을 방지하여 뿌리분과 토양이 밀착되도록 하고, 새로운 뿌리(세근)의 발달을 돕습니다.
• 전도 방지: 강풍 등에 의해 수목이 넘어지는 것을 방지합니다.
• 수간 보호: 수목이 곧게 자라도록 유도하고, 외부 충격으로부터 줄기를 보호합니다.

나. 종류 및 안전관리

• 종류: 삼각지주, 사각지주(대형목), 당김줄식 지주(경사지), 단주지주(소형목) 등 수목의 크기와 현장 조건에 따라 선정합니다.
• 안전관리:
  • 보행자의 통행에 방해가 되지 않도록 설치하고, 특히 야간 식별을 위해 반사재 등을 부착하여 걸려 넘어짐(전도) 재해를 예방합니다.
  • 결속 부위가 수목의 수피를 손상시키지 않도록 고무밴드 등 완충재를 사용합니다.
  • 지주목이 부패하거나 파손되지 않았는지 정기적으로 점검하고 보수합니다.

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11. 구조물에 작용하는 Arch action

가. 정의

아치 액션(Arch Action)이란, 아치 형태의 구조물이나 철근콘크리트 보, 슬래브 등에서 상부의 수직하중을 부재 내부의 압축력으로 변환하여 양쪽 지점으로 전달하는 힘의 흐름을 말합니다. 🌉

나. 원리 및 효과

아치 구조는 휨모멘트 발생을 최소화하고, 단면 전체가 압축력을 받도록 유도합니다. 콘크리트나 조적과 같이 압축에 강하고 인장에 약한 재료의 특성을 가장 효율적으로 활용하는 구조 원리입니다.

다. 적용 사례

• 아치교, 터널 라이닝: 외부 토압이나 상재하중을 아치 축방향 압축력으로 지반에 전달합니다.
• 철근콘크리트 보/슬래브: 휨 균열 발생 후, 압축측 콘크리트와 인장측 철근 사이에서 압축력과 인장력의 우력(Couple)이 형성되어 아치와 같은 거동을 합니다.
• 조적조 개구부 상부: 벽돌을 아치 형태로 쌓아 상부 하중을 양측 벽으로 전달합니다.

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12. 콘크리트 폭열에 영향을 주는 인자

폭열(Explosive Spalling)은 콘크리트가 화재 시 급격한 가열로 인해 내부 수증기압이 팽창하여, 폭발적인 소리와 함께 표면이 터져 나가는 현상입니다. 특히 고강도 콘크리트에서 발생 위험이 높습니다.

구분	영향 인자	폭열 발생에 미치는 영향
재료적 요인	콘크리트 강도	강도가 높을수록 조직이 치밀하여 수증기 배출이 어려워지므로, 내부 압력이 높아져 폭열에 취약해짐.
	함수율	함수율이 높을수록 생성되는 수증기량이 많아져 내부 압력이 증가함.
	골재 종류	석영 성분이 많은 규산질 골재는 고온에서 상변태로 인한 팽창이 커 폭열을 촉진.
외적 요인	가열 속도	가열 속도가 빠를수록 내부 수분이 미처 배출되지 못해 내부 압력이 급상승함.
	구조적 요인	부재 단면이 작을수록, 구속 응력이 클수록 폭열에 불리.

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13. 재해 발생이론 중 Frank E. Bird의 신도미노이론

버드의 신(新)도미노이론은 하인리히의 이론을 발전시킨 것으로, 사고의 근본 원인이 '경영(관리)의 통제 부족'에서 시작된다고 보고, 사고의 대상을 상해뿐만 아니라 재산 손실까지 확대한 현대적 사고 연쇄 이론입니다.

단계	도미노	설명 (하인리히 이론과 비교)
1단계	통제의 부족 (Lack of Control)	경영층의 안전 정책, 리더십, 조직, 기준 등 관리 시스템의 결함 (가장 근원적 원인으로 제시)
2단계	기본 원인 (Basic Causes)	개인적 요인(지식, 기능 부족 등), 작업상 요인(설계, 구매 불량 등)
3단계	직접 원인 (Immediate Causes)	사고로 직접 이어지는 징후 (불안전한 행동, 불안전한 상태)
4단계	사고 (Incident)	위험 물질이나 에너지와의 접촉
5단계	손실 (Loss)	인명(상해)뿐만 아니라 재산, 생산 등 모든 손실을 포함 (개념 확장)

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