시스템 서포트

왜 배우는가: 시스템 서포트는 슬래브·보 거푸집과 콘크리트 타설하중을 지지하는 대표적인 가설 지지구조로, 붕괴 사고가 잦은 공정이다. 시험에서는 정의, 구성, 적용 범위, 조립 기준이 1교시 용어와 2~4교시 논술로 반복해서 출제된다.

출제 이력: 제139회 1교시 7번, 제110회 2교시 3번, 제91회 1교시 2번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

시스템 서포트는 규격화·부품화된 수직재, 수평재, 가새재를 현장에서 조립하여 거푸집과 콘크리트 타설하중을 지지하는 지주 형식의 가설 지지구조다.

• 시스템 동바리(System Support)
• 수직재·수평재·가새재
• U헤드·잭베이스
• 연결핀·연결철물
• 보 형식 동바리
• 조립도
• 수직도 유지

2. 개념 풀이

쉽게 말하면 레고처럼 정해진 규격의 부재를 맞춰 세우는 거푸집 받침대다. 강관 동바리는 파이프와 클램프를 현장에서 엮지만, 시스템 동바리는 부재 자체가 규격화되어 있어 조립 순서와 간격이 정해져 있다.

정식 정의는 「산업안전보건기준에 관한 규칙」 제332조의2 제4호와 「콘크리트공사 표준안전 작업지침」 제2조 제3항 라목이 규정한다. 두 규정 모두 시스템 동바리를 '규격화·부품화된 수직재, 수평재 및 가새재 등의 부재를 현장에서 조립하여 거푸집을 지지하는 지주 형식의 동바리'로 정의한다.

수직재는 연직하중을 지반이나 하부층으로 전달하는 기둥 역할을 한다. 수평재는 수직재를 가로로 묶어 좌굴 길이를 줄이고, 가새재는 수평력에 대해 골조를 삼각형으로 고정해 흔들림을 막는다.

U헤드는 멍에나 장선을 받는 상부 받침철물이고, 잭베이스는 하부에서 높이를 미세하게 조정하는 받침철물이다. 두 철물은 하중을 부재에 안정적으로 전달하는 접점이다.

보 형식 동바리는 강제 갑판이나 철재 트러스 보를 수평으로 설치해 거푸집을 지지하는 방식으로, 지주 형식과 함께 시스템 동바리의 한 종류로 다뤄진다.

3. 등장 배경과 필요성

과거에는 강관 파이프 서포트와 목재 동바리를 현장마다 다르게 조립했다. 조립 방법이 작업자 숙련도에 따라 달라 편심, 연결부 이탈, 좌굴로 인한 붕괴 사고가 반복되었다.

부재를 규격화하면 설계 하중과 설치 간격을 미리 정할 수 있고, 조립도 기준으로 품질을 관리할 수 있다. 고층 건축물과 대형 슬래브가 늘면서 높은 동바리를 안전하게 세우는 수단으로 시스템 동바리가 확산되었다.

현행 기준은 4m를 초과하는 강관 동바리나 콘크리트 두께가 1m를 초과하는 경우 강관 동바리로 설치가 어려우면 시스템 동바리나 조립강주 동바리 등 안전성이 확보된 지지구조로 설치하도록 정하고 있다. 이 규정이 시스템 동바리를 적용하는 법적 배경이 된다.

4. 구성요소·원리·절차

시스템 동바리는 규격화된 부재를 현장에서 조립해 거푸집과 콘크리트 타설하중을 지지하는 지주형 가설구조물이다. 부재의 역할은 연직하중 전달, 횡방향 안정, 높이 조절의 세 기능으로 나뉜다. 각 부재는 한 가지 역할을 맡고, 전체 강성은 연결부와 가새에서 만들어진다.

수직재는 축력을 받는 압축 부재이므로 좌굴이 먼저 문제된다. 좌굴하중은 다음 식으로 본다. 수평재와 가새를 설치하면 유효좌굴길이 KL이 줄어 지지력이 커진다.

$P_{cr}=\frac{\pi^2 EI}{(KL)^2}$

P_{cr}: 좌굴하중(N), E: 탄성계수(N/㎟), I: 단면 2차 모멘트(㎣), K: 유효좌굴계수, L: 부재 비지지 길이(mm). 길이가 제곱으로 들어가므로 수평재 간격을 줄이는 효과가 크다.

하중은 거푸집, 장선·멍에, U헤드, 수직재, 잭베이스, 바닥 순으로 내려간다. 이 경로 중 한 곳이라도 편심이 생기면 부재가 꺾이거나 전도된다. 그래서 멍에는 U헤드 중심에 놓고 쐐기나 못으로 고정해야 하며(표준안전 작업지침 제12조 제7호), 연결부에는 연결핀을 체결해 부재가 이탈하지 않게 한다(제12조 제8호).

시스템 동바리의 안정성은 수직재 좌굴 방지와 수평·가새재 연결에서 결정된다.

조립 절차는 다음과 같다.

• 조립도를 작성하고 건설기준에 따라 연직하중, 콘크리트 측압, 풍하중 등을 검토한다(표준안전 작업지침 제5조).
• 지반의 지지력을 검토하고 침하 방지 조치를 한다(제12조 제1호).
• 잭베이스를 설치하고 최하단 수직재와 밀착시킨다.
• 수직재를 연결철물로 연결하고 수직도를 확인한다(제12조 제2호, 제4호).
• 수평재를 수직재와 직각으로 설치하고 연결핀을 체결한다.
• 조립도에 따라 가새재를 설치해 수직·수평하중에 대한 구조적 안정성을 확보한다.
• 경사진 바닥은 고임재로 수평을 맞추고 미끄러지지 않도록 고정한다(제12조 제10호).
• U헤드에 멍에를 올리고 중심에 맞춰 고정한 뒤 거푸집을 설치한다.
• 타설 중에는 침하와 변형을 감시하고, 해체는 콘크리트 강도와 시공계획을 확인한 뒤 시행한다.

3~6단계는 한 번에 끝나지 않고 층마다 반복된다. 상부 층을 올리기 전에 하부 가새와 연결부를 점검해야 한다. 이 순서를 지키지 않으면 조립 중 임시 불안정 상태가 생긴다. 연결부 풀림은 타설 중 처짐의 가장 흔한 원인이므로 타설 전후에 연결핀과 연결철물을 다시 확인한다.

5. 관련 법령·기준·표준

시스템 동바리는 「산업안전보건기준에 관한 규칙」(안전보건규칙)과 「콘크리트공사 표준안전 작업지침」(고시)으로 규율된다. 지침 제2조 제3항 라목은 시스템 동바리를 규격화·부품화된 수직재, 수평재, 가새재 등을 현장에서 조립해 거푸집을 지지하는 형식으로 정의한다. 보 형식 동바리(강제 갑판, 철재 트러스 조립보)와는 구분해 적용한다. 강관 동바리(파이프 서포트), 강관틀 동바리, 조립강주 동바리는 구조와 조립 기준이 다르므로 혼동하지 않는다.

안전보건규칙 제332조의2는 동바리 유형별 조립 기준을 두고, 제4호에 시스템 동바리 기준을 둔다. 수평재 방향, 연결부, 가새재, 받침철물 겹침의 네 가지가 핵심이다. 표준안전 작업지침은 이를 현장 조건에 맞게 더 자세히 정한다.

표의 설치 높이 기준은 전도와 좌굴을 막기 위한 제한이다. 단변길이에 비해 높이가 지나치게 커지면 횡하중에 의한 전도 위험이 커진다. 이 제한을 넘기려면 수평버팀대 등으로 전도·좌굴 안전성을 따로 입증해야 한다. 강관 동바리에서 시스템 동바리로 바꾸는 기준은 높이와 타설 두께로 정해진다.

받침철물 겹침 길이의 기준은 부재가 U헤드나 잭베이스에서 빠지지 않도록 하는 최소 조건이다. 최상단 수직재와 U헤드, 최하단 수직재와 잭베이스는 서로 밀착되어야 한다. 조립 후에는 이 세 조건을 한 번에 점검하는 것이 실무적이다.