가설구조물 안전성

왜 배우는가: 가설구조물은 시공 중 붕괴 사고가 가장 많이 일어나는 공종이며, 법령이 구조적 안전성 확인 대상과 관계전문가 확인 절차를 직접 정하고 있어 시험에서 반복해서 묻는다. 대상 기준(높이·형식)과 확인 절차를 정확히 알아야 1교시 용어 문제와 논술 문제에 모두 답할 수 있다.

출제 이력: 제139회 1교시 7번, 제124회 1교시 3번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

가설구조물의 구조적 안전성 확인은 비계·거푸집동바리·흙막이 지보공 등 시공용 구조물이 설계하중에 견디는지를 관계전문가(기술사)가 설치 전에 검토·확인하는 절차다.

• 가설구조물
• 구조적 안전성 확인
• 관계전문가
• 구조계산서
• 시공상세도면
• 동바리
• 흙막이 지보공

2. 개념 풀이

쉽게 말하면 가설구조물은 본 구조물을 만들기 위해 잠시 세우는 구조물이다. 비계, 거푸집, 동바리, 흙막이처럼 공사가 끝나면 철거하지만, 이것이 무너지면 작업자와 주변 시설이 함께 위험해진다. 그래서 설치 전에 구조적으로 안전한지 따져 보는 절차가 필요하다.

정식으로는 구조적 안전성 확인을 「건설기술 진흥법」 제62조제11항에 따른 제도로 본다. 건설사업자 또는 주택건설등록업자는 시행령이 정한 동바리·거푸집·비계 등 가설구조물을 설치할 때 가설구조물의 구조적 안전성을 확인하기에 적합한 분야의 기술사, 즉 관계전문가에게 확인을 받아야 한다. 관계전문가는 확인 결과 가설구조물이 안전에 지장이 없도록 확인할 책임이 있다.

확인의 대상은 계산서와 도면이다. 건설사업자는 가설구조물을 시공하기 전에 시공상세도면과 관계전문가가 서명 또는 기명날인한 구조계산서를 공사감독자 또는 건설사업관리기술인에게 제출한다. 즉 확인은 계산서 검토에서 끝나지 않고, 설계 조건과 현장 시공이 같은지까지 포함하는 절차다.

관계전문가의 자격도 정해져 있다. 「기술사법」에 따라 등록된 기술사여야 하고, 건축구조·토목구조·토질 및 기초·건설기계 직무 범위 중 적합한 분야여야 한다. 또한 해당 공사의 건설사업자나 주택건설등록업자에게 고용되지 않은 기술사여야 한다. 시공사 소속 기술사가 자기 회사 가설구조물을 확인하는 것을 막는 독립성 요건이다.

3. 등장 배경과 필요성

가설구조물은 본 구조물에 비해 설계 기준과 검토 체계가 느슨하게 적용되어 왔다. 현장에서 임시로 세우고, 공기에 쫓겨 계산 없이 설치하는 경우가 많았다. 그 결과 거푸집동바리 붕괴, 비계 전도, 흙막이 변위 같은 사고가 반복되었다.

이 문제를 줄이기 위해 2015년 1월 6일 「건설기술 진흥법」 개정으로 가설구조물 구조적 안전성 확인 제도가 법정 의무로 자리 잡았다. 이후 시행령에서 대상을 구체적인 높이와 형식으로 정했다. 건설사업관리 지침도 시공상세도의 검토를 건설사업관리기술인과 기술지원기술인의 업무로 정해, 설계부터 시공 단계까지 확인이 이어지도록 했다.

현재 제도에서 확인 대상은 높이 기준으로 나뉜다. 비계는 높이 31미터 이상, 거푸집 및 동바리는 작업발판 일체형이거나 높이 5미터 이상, 흙막이 지보공은 높이 2미터 이상이 대상이다. 브라켓 비계, 동력으로 움직이는 가설구조물, 높이 10미터 이상에서 외부작업을 위해 작업발판과 안전시설물을 일체화한 구조물도 포함된다. 이 기준이 시험에서 가장 자주 묻는 수치다.

• 비계 높이 31m 이상
• 거푸집·동바리 높이 5m 이상
• 흙막이 지보공 높이 2m 이상

이 제도는 사고 이후의 책임을 묻기 위한 것만이 아니다. 설치 전 계산과 확인으로 위험을 미리 걸러내는 예방 장치이다. 그래서 1교시에서는 대상과 확인 주체를 묻고, 2~4교시에서는 확인 절차와 현장 관리 방법을 묻는다.

4. 구성요소·원리·절차

가설구조물의 구조적 안전성 확인은 비계, 거푸집 및 동바리, 흙막이 지보공 같은 임시 구조물이 설계하중을 견디는지 설치 전에 검증하는 절차다. 확인 대상은 구조계산서와 시공상세도면으로 판단한다. 확인 결과가 현장 상태와 맞아야 실제 안전이 확보된다.

구조적 안전성은 하중에 대한 강도와 전체 안정성을 함께 뜻한다. 확인 항목은 다음 표와 같다.

표 해설: 자재와 부재는 설계값과 실제값의 일치를 본다. 연결부와 지지부는 붕괴가 가장 자주 시작되는 곳이므로 별도로 확인한다. 고정·가새는 횡하중과 좌굴을 막는 역할을 한다.

하중 조건은 고정하중, 작업·시공하중, 풍하중을 현장 조건에 맞게 반영한다. 콘크리트 타설 시의 측압과 편심하중도 포함한다. 하중 조합은 설계기준의 하중 조합식을 따른다.

설계하중에 대한 강도 검토와 전체 안정성 검토를 함께 수행한다

절차는 다음과 같다.

• 시공조건과 하중 자료를 수집한다.
• 구조계산과 도면을 검토한다.
• 필요한 경우 관계전문가의 확인을 받는다.
• 설치 후 도면과 현장 시공상태를 대조한다.
• 변경이나 이상이 생기면 재검토하고 보강한다.

흐름을 도식으로 나타내면 다음과 같다.

계산 원리는 부재에 작용하는 하중 효과가 허용 강도 이하가 되도록 하는 것이다. 식으로 쓰면 다음과 같다.

$\gamma \cdot S \le \phi \cdot R$

S는 하중 효과(kN·m 등), R은 부재의 공칭 강도, \gamma는 하중계수, \phi는 강도감소계수다. 기호의 구체 값은 적용 설계기준에 따른다.

5. 관련 법령·기준·표준

건설기술 진흥법은 가설구조물의 구조적 안전성 확인을 규정한다. 법 제62조제11항은 건설사업자가 동바리, 거푸집, 비계 등 가설구조물 설치 공사를 할 때 관계전문가에게 확인받도록 정한다. 관계전문가는 「기술사법」에 따라 등록된 기술사이며, 시행령 제101조의2제2항의 요건을 갖춘 자다. 제62조제12항은 관계전문가가 가설구조물이 안전에 지장이 없도록 확인할 의무를 정한다.

시행령 제101조의2 제1항 대상은 다음과 같다. 법 조문의 값과 조건을 표로 정리한다.

표 해설: 높이 기준이 있는 항목은 기준 수치를 넘을 때 확인이 필요하다. 종류 기준 항목은 높이와 관계없이 대상이다. 발주자 또는 인·허가기관장이 필요하다고 인정하는 가설구조물도 대상에 포함된다.

시행령 제101조의2제1항 각 호의 가설구조물은 시공 전에 확인서류를 제출한다. 시공상세도면과 관계전문가가 서명 또는 기명날인한 구조계산서를 공사감독자 또는 건설사업관리기술인에게 제출한다. 이를 어기면 법 제88조에 따라 벌칙이 적용된다. 시행령이 정한 가설구조물을 관계전문가 확인 없이 설치공사를 한 건설사업자는 2년 이하의 징역 또는 2천만원 이하의 벌금 대상이다.

안전관리비는 가설구조물 구조적 안전성 확인 비용을 포함한다. 건설기술 진흥법 시행규칙 제60조제1항제6호가 근거다. 발주자는 관계전문가 확인 비용을 공사금액에 계상해야 한다.

건설공사 사업관리방식 검토기준은 시공상세도의 구조적 안전성 검토를 규정한다. 비계, 동바리, 거푸집 및 가교·가도 등 가설시설물의 설치상세도와 구조계산서가 검토 대상이다. 주요구조부(가시설물 포함)의 구조적 안전 사항은 기술지원기술인이 검토한다. 시공상세도는 접수일로부터 7일 이내 검토를 원칙으로 한다. 검토·승인 전에는 해당 구조물 시공을 허용하지 않는다.