제102회 건설안전기술사 1교시 기출문제&참고답안

 

제102회 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. Maslow의 동기부여 이론

매슬로우의 동기부여 이론(욕구단계설)은 인간의 행동이 충족되지 않은 욕구를 채우기 위해 동기화되며, 이러한 욕구는 중요도에 따라 계층적인 단계를 이룬다고 설명합니다. 하위 단계의 욕구가 어느 정도 충족되어야 상위 단계의 욕구가 동기로서 작용하게 됩니다.

욕구 5단계

단계	욕구	설명	건설안전 적용 예시
1단계 (최하위)	생리적 욕구	의식주, 수면 등 생존에 필요한 가장 기본적인 욕구	적절한 휴게시간, 식사, 식수 제공
2단계	안전의 욕구	신체적·정신적 위험으로부터 보호받고 싶은 욕구	안전한 작업환경 조성, 보호구 지급, 재해 보상
3단계	사회적 욕구	소속감, 동료애 등 사회적 관계를 맺고 싶은 욕구	TBM 등 소그룹 활동, 원활한 의사소통 채널 마련
4단계	존경의 욕구	타인으로부터 인정과 존중을 받고 싶은 욕구	안전활동 우수자 포상, 제안제도 활성화, 책임 부여
5단계 (최상위)	자아실현의 욕구	자신의 잠재력을 최대한 발휘하고 성장하고 싶은 욕구	안전 관련 자격취득 지원, 분임조 활동을 통한 개선 참여 유도

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2. 등치성 이론 (Isomorphism)

안전 분야에서의 등치성 이론은 사고의 결과(상해의 유무나 경중)는 우연이지만, 사고의 원인은 동일하다는 개념입니다. 즉, 사망사고와 같은 중대재해의 근본 원인과 부상이나 물적 손실이 없는 아차사고(Near Miss)의 근본 원인은 본질적으로 같다는 이론입니다.

주요 내용 및 시사점

• 법칙성: 재해의 발생 원인은 우연이 아닌 일정한 법칙에 따라 발생합니다.
• 인과관계: 하인리히의 도미노 이론처럼, 모든 사고는 원인과 결과의 연쇄적인 관계를 가집니다.
• 예방 원리: 따라서, 아차사고나 경미한 재해의 원인을 철저히 분석하고 대책을 수립하면, 결과적으로 중대재해를 예방할 수 있다는 재해예방의 중요한 원리를 제공합니다.

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3. 강재구조물의 비파괴시험

비파괴시험(Non-Destructive Testing, NDT)은 시험체를 파괴하지 않고 용접부 등의 내부 또는 표면 결함 유무를 검사하는 방법으로, 강구조물의 품질과 안전성을 확보하기 위한 필수적인 검사입니다.

종류	약어	원리 및 특징	검출 대상 결함
육안검사	VT	눈으로 표면 상태(균열, 언더컷, 오버랩 등)를 직접 관찰	표면 결함
침투탐상시험	PT	모세관 현상을 이용하여 침투액을 표면 결함에 침투시킨 후 현상하여 관찰	표면에 열린 결함 (미세 균열)
자분탐상시험	MT	강자성체 시험체에 자장을 걸어준 후 자분을 뿌려, 결함부에서 누설된 자속에 자분이 모이는 것을 관찰	표면 및 표면 직하 결함
초음파탐상시험	UT	초음파를 시험체 내부로 보내 결함에서 반사되어 오는 신호(Echo)를 분석	내부 결함 (균열, 기공, 슬래그)
방사선투과시험	RT	X선이나 감마선을 시험체에 투과시켜 필름에 상을 맺게 하여 내부 결함의 그림자를 관찰	내부 결함 (기공, 슬래그, 용입 부족)

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4. 철골의 공사전 검토사항과 공작도에 포함시켜야 할 사항

가. 공사 전 검토사항

1. 설계도서 검토: 설계도면, 시방서, 구조계산서 등의 내용이 일치하는지, 시공 상의 문제점은 없는지 검토합니다.
2. 공장 제작 승인: 철골 제작 공장의 기술 수준, 품질관리 시스템, 설비 보유 현황 등을 평가하고 승인합니다.
3. 강재 증명서(Mill Sheet) 확인: 현장에 반입될 강재가 요구되는 재질과 성능(항복강도, 인장강도 등)을 만족하는지 시험성적서를 통해 확인합니다.
4. 시공계획서 검토: 건립(설치) 계획, 장비(크레인 등) 사용 계획, 안전관리계획 등의 적정성을 검토합니다.

나. 공작도(Shop Drawing) 포함 사항

공작도는 실제 철골 부재를 제작하고 조립하기 위한 상세 도면으로, 다음 사항이 명확히 포함되어야 합니다.

• 부재의 위치, 방향, 부호(Mark)
• 정확한 치수, 단면 형상, 재질
• 볼트 접합부의 경우, 볼트의 종류, 규격, 개수, 배치 간격
• 용접 접합부의 경우, 용접 기호, 종류, 크기, 길이, 개선(그루브) 형상
• 캠버(Camber) 등 가공에 필요한 정보
• 도장 등 표면처리 범위 및 종류

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5. 시설물의 정밀점검 실시시기

정밀점검은 시설물에 내재된 위험요인을 발견하기 위해 상세한 외관조사와 각종 측정·시험 장비를 이용하여 실시하는 점검입니다.

시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법 시행령 [별표 2의2]

안전등급별 실시 시기

최초 정밀점검은 준공일 또는 사용승인일로부터 3년 이내에 실시해야 하며(초기점검), 그 이후에는 직전 점검·진단 시 평가된 안전등급에 따라 실시 주기가 달라집니다.

안전등급	실시 시기
A등급	4년에 1회 이상
B등급, C등급	3년에 1회 이상
D등급, E등급	2년에 1회 이상

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6. 황사(黃砂), 연무(煙霧), 스모그(Smog)

대기오염과 관련된 현상으로, 발생 원인과 구성 성분에 차이가 있습니다.

구분	정의	주요 구성 성분	건설현장 영향
황사 (Asian Dust)	중국, 몽골 등 사막지대의 흙먼지가 편서풍을 타고 날아오는 자연 현상	토양 성분 (규소, 철, 알루미늄 등), 중금속	- 시야 장애, 정밀기계 고장 - 근로자 호흡기 및 안구 질환
연무 (Haze)	눈에 보이지 않을 정도로 작은 입자(미세먼지, 황산염 등)가 대기 중에 떠 있어 시정거리가 감소하는 현상	미세먼지(PM-10, PM-2.5), 황산염, 질산염 등	- 시야 불량으로 인한 충돌, 추락 위험 - 근로자 호흡기 질환 악화
스모그 (Smog)	Smoke(연기)와 Fog(안개)의 합성어. 대기오염물질이 안개와 결합하여 시야를 악화시키는 현상	황산화물(런던형), 질소산화물·오존(LA형), 미세먼지	- 연무와 유사 - 강한 산성 성분으로 구조물 부식 우려

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7. RMR(Relative Metabolic Rate)과 1일 Energy 소비량

가. RMR (상대대사율)

RMR은 작업 시 소비되는 에너지(작업대사량)가 기초대사량의 몇 배가 되는지를 나타내는 지표로, 노동 강도를 객관적으로 평가하는 데 사용됩니다. 🏃‍♂️

RMR = (작업 시 소비에너지 - 안정 시 소비에너지) / 기초대사량

RMR 값	노동 강도	작업 예시
0 ~ 1	경작업 (Light work)	사무, 감시
1 ~ 2	중등작업 (Moderate work)	가벼운 기계 조작
2 ~ 4	강한 작업 (Heavy work)	보통의 수공구 작업
4 ~ 7	격심한 작업 (Very heavy work)	중량물 운반, 굴착

나. 1일 Energy 소비량

하루 동안 작업과 휴식 등을 통해 소비하는 총 에너지 양을 의미하며, RMR을 이용하여 추정할 수 있습니다. 1일 에너지 소비량 평가는 근로자의 피로도를 관리하고, 적절한 작업 시간 및 휴식시간을 배분하며, 영양 섭취 기준을 마련하는 데 활용됩니다.

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8. 수중 콘크리트 (Underwater Concrete)

가. 정의

물 속에서 타설하여 경화시키는 콘크리트로, 타설 시 물에 의해 시멘트 페이스트가 씻겨 나가고 골재와 분리(Washout)되는 것을 방지하는 것이 품질관리의 핵심입니다.

나. 주요 시공법

공법	특징
트레미(Tremie) 공법	수직 파이프(트레미관)를 이용하여 관 하단을 항상 콘크리트 속에 묻은 상태로 유지하며 연속적으로 타설하는 가장 일반적인 방법
콘크리트 펌프 공법	펌프 압송관을 이용하여 트레미 공법과 유사한 방식으로 타설. 수평 이동이 용이.
프리팩트 콘크리트 공법	거푸집 안에 굵은 골재를 미리 채워 넣고, 그 틈새로 특수 모르타르를 주입하는 방법

다. 품질관리 방안

• 수중 불분리성 혼화제를 사용하여 콘크리트의 점성을 높이고 재료분리 저항성을 증대시킵니다.
• 단위 시멘트량을 늘리고, 부배합으로 설계합니다.
• 물-결합재비를 낮추고, 슬럼프 값을 크게 하여 유동성을 확보합니다.
• 타설은 중단 없이 연속적으로 실시합니다.

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9. Preflex Beam (프리플렉스 보)

가. 정의

프리플렉스 보는 강재 거더(H형강 등)에 미리 휨(Pre-flexion)을 가한 상태에서 하부 플랜지를 고강도 콘크리트로 감싼 후, 하중을 제거하여 콘크리트에 강력한 압축응력(Pre-compression)을 도입시킨 합성형 거더입니다.

나. 제작 원리

1. 강재 거더를 거치하고 상향으로 휨을 가하여 인장 응력을 발생시킵니다. (Pre-flexion)
2. 이 상태에서 하부 플랜지 부분을 고강도 콘크리트로 타설하고 양생합니다.
3. 휨 하중을 제거하면, 강재 거더가 원래 상태로 돌아오려는 힘에 의해 하부 콘크리트에는 큰 압축력이 도입됩니다.

다. 특징

• 콘크리트에 도입된 압축력 덕분에, 하중에 의한 인장균열 발생을 억제하여 강성과 내구성이 매우 우수합니다.
• 일반 강재 거더나 PSC 거더보다 낮은 형고(높이)로 동일한 하중에 저항할 수 있어, 형하공간 확보에 매우 유리합니다.
• 진동에 대한 저항성이 크고, 장경간 교량에 적용이 가능합니다.

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10. 과소철근보, 과다철근보, 평형철근비

철근콘크리트 보(Beam)는 파괴 시 거동에 따라 세 가지로 분류되며, 이는 구조물의 안전성에 매우 중요한 개념입니다.

구분	정의	파괴 거동	설계 적용
과소철근보 (Under-reinforced)	인장철근비(ρ)가 평형철근비(ρb)보다 작은 보	인장 철근이 먼저 항복하고, 상당한 처짐과 균열이 발생한 후 압축측 콘크리트가 파괴됨 (연성파괴, Ductile Failure)	바람직한 설계. 파괴 전 명확한 징후를 보여 대피 시간을 확보할 수 있음.
과다철근보 (Over-reinforced)	인장철근비(ρ)가 평형철근비(ρb)보다 큰 보	인장 철근이 항복하기 전에 압축측 콘크리트가 예고 없이 폭발적으로 파괴됨 (취성파괴, Brittle Failure)	설계에서 금지. 매우 위험함.
평형철근비 (Balanced, ρb)	인장 철근의 항복과 압축측 콘크리트의 파괴가 동시에 일어나는 이론적인 철근비	연성파괴와 취성파괴의 경계가 되는 기준으로, 설계 시 최소철근비, 최대철근비를 결정하는 데 사용됨.	-

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11. 유선망(Flow net)

가. 정의

유선망은 흙댐이나 흙막이벽 배후 지반 등 흙 속을 통과하는 물의 흐름(침투)을 가시적으로 표현한 그림입니다. 💧

나. 구성 요소

• 유선 (Flow Line): 물 입자가 이동하는 경로를 나타내는 선.
• 등수두선 (Equipotential Line): 물의 위치에너지(수두)가 같은 점들을 연결한 선.

다. 특징 및 활용

• 특징: 유선과 등수두선은 서로 직교하며, 인접한 두 선으로 둘러싸인 영역은 정사각형에 가까운 형태를 이룹니다.
• 활용: 유선망을 작성하여 다음을 계산할 수 있습니다.
  • 단위 시간당 침투하는 물의 양 (침투 유량)
  • 지반 내 임의 지점의 간극수압
  • 상향 침투에 의한 분사 현상(보일링)의 안정성 검토

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12. 강제 치환 공법 (Forced Replacement Method)

가. 정의

강제 치환 공법은 도로 성토 등에서 매우 연약한 점성토 지반 위에 양질의 재료(모래, 자갈 등)를 성토하여, 성토재의 무게로 하부의 연약한 흙을 강제로 밀어내고(압출) 그 자리를 양질의 재료로 채우는 연약지반 개량 공법입니다.

나. 시공 방법 및 특징

• 시공 순서: 연약 지반 위에 성토 → 성토 하중으로 연약토가 측방으로 밀려남(압출) → 양질의 재료로 치환됨
• 적용 지반: 극히 연약하여 다른 공법의 적용이 어려운 초연약 점성토 지반 (N치 0~2)
• 장점: 공사 기간이 짧고, 특별한 장비 없이 시공이 비교적 간단합니다.
• 단점: 치환 깊이와 범위를 정확히 제어하기 어렵고, 밀려난 연약토가 주변 지반을 융기시키는 등 교란을 일으킬 수 있습니다.

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13. 지반의 전단파괴(Shear failure)

흙 지반에 하중이 가해질 때, 전단응력이 흙의 전단강도를 초과하여 특정 면을 따라 미끄러지면서 파괴되는 현상을 말합니다. 기초의 지지력은 이 전단파괴에 의해 결정됩니다.

파괴 형태	발생 지반	주요 특징
전반전단파괴 (General Shear Failure)	조밀한 모래, 견고한 점토 (상대밀도 > 70%)	- 명확한 활동면이 지표면까지 발달 - 갑작스러운 파괴 - 파괴 전 주변 지반 융기(Heaving) 뚜렷
국부전단파괴 (Local Shear Failure)	중간 밀도의 모래, 보통 점토 (상대밀도 30~70%)	- 활동면이 불분명하고, 파괴가 점진적으로 발생 - 상당한 침하 후 파괴점에 도달 - 주변 지반 융기 미미
관입전단파괴 (Punching Shear Failure)	느슨한 모래, 연약한 점토 (상대밀도 < 30%)	- 활동면 거의 없음 - 주변 지반 변화 없이 기초 하부의 흙만 압축되며 큰 침하만 발생

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