동바리

왜 배우는가: 동바리는 콘크리트가 강도를 얻을 때까지 하중을 지지하는 가설구조물이라 붕괴 사고의 직접 원인이 되며, 건축시공기술사 시험에서 시스템 동바리와 강관 동바리의 비교, 조립·해체 안전, 붕괴 원인과 대책 문항으로 반복 출제되므로 개념 정의와 분류를 먼저 확실히 잡아야 한다.

출제 이력: 제125회 3교시 4번, 제118회 2교시 2번, 제97회 3교시 3번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

동바리는 타설된 콘크리트가 소정의 강도를 얻을 때까지 고정하중과 작업하중을 지지하는 가설 부재이다.

• 동바리(Shoring, 거푸집 지보공)
• 거푸집 및 동바리
• 강관 동바리(파이프 서포트)
• 시스템 동바리
• 강관틀 동바리
• 조립강주 동바리
• 보 형식의 동바리
• 연직하중·수평하중

2. 개념 풀이

동바리는 거푸집을 아래에서 받쳐 주는 임시 기둥과 보의 총칭이다. 쉽게 말하면 콘크리트가 굳기 전까지 무게를 대신 버티는 지지대다. 굳지 않은 콘크리트는 자기 무게와 작업 하중을 받을 수 없으므로 경화 시까지 동바리가 전부 떠받친다.

정식 정의는 「콘크리트공사 표준안전 작업지침」 제2조에 있다. 여기서 동바리는 타설된 콘크리트가 소정의 강도를 얻기까지 고정하중 및 작업하중 등을 지지하기 위해 설치하는 부재, 또는 작업장 높이가 높을 때 발판·재료 운반·위험물 낙하 방지를 위해 설치하는 임시 지지대로 정의된다. 거푸집은 굳지 않은 콘크리트의 형상과 치수를 유지하는 가설구조물이고, 동바리는 그 거푸집을 아래에서 받치는 구조물이다. 두 용어는 함께 쓰여 '거푸집 및 동바리'로 묶인다.

동바리의 종류는 지침 제2조 제3호에 따라 다섯 가지로 나뉜다. 강관 동바리는 강재 또는 알루미늄 합금재 파이프 서포트이다. 강관틀 동바리는 수직재·횡가재·보강재가 일체화된 주틀과 가새재로 조립한다. 조립강주 동바리는 H형강 또는 원형강을 쓰는 대형 동바리이다. 시스템 동바리는 규격화·부품화된 수직재·수평재·가새재를 현장에서 조립한다. 보 형식의 동바리는 강제 갑판이나 철재 트러스 조립보처럼 수평으로 설치한다.

핵심 용어는 다음과 같다. 연직하중은 자중과 시공 하중처럼 위에서 아래로 작용하는 하중이다. 콘크리트 측압은 굳지 않은 콘크리트가 거푸집 옆면에 가하는 수평 압력이다. 동바리는 이 측압을 직접 받지는 않지만 거푸집 전체의 안정을 위해 측압 조건도 함께 검토한다. 수평연결재와 가새재는 동바리가 좌굴하거나 옆으로 쓰러지지 않도록 묶는 부재다. 이 세 가지가 동바리 안전의 핵심 구조 요소이다.

3. 등장 배경과 필요성

현장 콘크리트 공사는 층고가 높아지고 슬래브가 두꺼워지면서 동바리 높이와 하중이 함께 커졌다. 과거에는 목재 동바리와 단순 파이프 서포트를 현장마다 다르게 조립했다. 이 방식은 조립 기준이 사람마다 달라 전도와 좌굴 사고가 자주 일어났다.

이에 따라 부재를 공장에서 규격화하고 현장에서 조립하는 시스템 동바리가 등장했다. 부재의 치수와 연결 방식이 표준화되어 구조 계산과 조립도 작성이 쉬워졌다. 한편 강관 동바리는 부재가 단순해 소규모 공사에서 여전히 널리 쓰인다.

안전 측면에서는 동바리 붕괴 사고가 중대재해로 이어지는 사례가 많아 규제가 강화되었다. 「산업안전보건법」에 따라 안전인증을 받은 동바리를 쓰도록 했고, 설치 높이와 수평연결재 간격 같은 조립 기준이 고시로 정해졌다. 따라서 동바리 문항은 공법 선택, 조립 기준, 붕괴 방지 세 가지를 함께 묻는 경우가 많다.

높이 4m 초과 또는 타설 두께 1m 초과로 강관 동바리 설치가 어려울 경우 시스템 동바리 등 지지구조로 설치하는 기준은 설치 방식을 나누는 대표 조건이다(「콘크리트공사 표준안전 작업지침」 제9조 제8호).

4. 구성요소·원리·절차

동바리는 타설된 콘크리트가 소정의 강도에 도달할 때까지 거푸집과 고정하중·작업하중을 지지하는 임시 구조물이다. 구성요소는 지지 부재, 연결 부재, 받침철물로 나뉜다. 지지 부재는 수직재와 수평재, 가새재이고, 연결 부재는 수평연결재와 가새, 받침철물은 U헤드와 잭베이스다. 하중은 멍에와 장선을 거쳐 U헤드, 수직재, 잭베이스를 통해 지반 또는 슬래브로 전달된다.

표 아래 설명: 지지 부재와 받침철물의 접합이 약하면 하중이 편심으로 전달되어 좌굴 위험이 커진다. 따라서 수직재와 받침철물의 연결 상태와 연결핀 체결이 조립 검사의 핵심이다.

원리는 좌굴(buckling)과 전도(overturning)를 막는 것이다. 동바리는 세장한 압축재이므로 가새와 수평연결재로 유효 길이를 줄인다. 시스템 동바리는 설치 높이를 단변길이의 3배 이하로 제한한다. 이 제한을 넘기려면 수평버팀대 등으로 전도와 좌굴에 대한 구조적 안전성을 확인해야 한다.

조립 절차는 다음과 같다.

• 지반 지지력을 검토하고 침하 방지 조치(받침목, 깔판, 콘크리트 타설)를 한다.
• 잭베이스를 설치하고 수직재를 연결핀으로 체결한다.
• 수평재는 수직재와 직각으로 설치하고 가새재를 조립도대로 설치한다.
• 수직도를 확인하고 U헤드를 올려 연결부 겹침 길이를 확인한다.
• 멍에를 U헤드 중심에 놓고 쐐기나 못으로 고정한다.
• 높이 방향 수평연결재를 설치하고 최종 수직도와 변위를 점검한다.

동바리의 안전은 수직도, 연결핀 체결, 가새 설치로 결정된다

5. 관련 법령·기준·표준

동바리 조립의 근거는 「산업안전보건법」에 따른 콘크리트공사 표준안전 작업지침(고용노동부 고시)이다. 시스템 동바리 조립 기준은 제12조에 있다. 설계 하중과 안전율은 「건설기술 진흥법」에 따른 건설기준을 따른다. 강관 동바리는 안전인증 대상이며 재사용품은 공인시험기관 품질시험을 거쳐야 한다.

기준 수치는 다음 표와 같다.

표 아래 설명: 수치는 모두 고시 원문 값이다. 조건이 붙는 항목은 예외 조건까지 함께 적어야 감점이 없다.

개정 연혁: 본 고시는 현행 기준이다.

6. 유형과 비교

동바리는 구조 형식과 재료에 따라 몇 가지로 나뉜다. 강관 동바리는 파이프 서포트를 사용하는 강관 동바리이고, 강관틀 동바리는 주틀과 가새재로 조립하는 형식이다. 조립강주 동바리는 H형강이나 원형강을 쓰는 대형 동바리다. 시스템 동바리는 규격화·부품화된 수직재, 수평재, 가새재를 현장에서 조립하는 형식이다. 보 형식 동바리는 강제 갑판이나 철재 트러스 조립보를 수평으로 설치하는 형식이다.