제132회 토목시공기술사 기출문제

 
 
1교시
※ 다음 문제 중 10문제를 선택하여 설명하시오.(각10점)
1. 데밍사이클(Deming Cycle)의 품질관리 4단계

데밍사이클(Deming Cycle)은 품질 관리를 위한 반복적이고 체계적인 방법론으로, 다음의 4단계로 구성됩니다:

1. **계획(Plan)**: 개선 목표를 설정하고 이를 달성하기 위한 구체적인 계획을 수립합니다. 목표, 범위, 방법, 리소스 등을 명확히 정의합니다

2. **실행(Do)**: 계획에 따라 실행하며, 소규모 실험이나 파일럿 프로젝트를 통해 문제 해결 방안을 검증합니다

3. **검토(Check)**: 실행 결과를 평가하여 목표 달성 여부와 개선 효과를 확인합니다. 문제점이나 부작용도 분석합니다

4. **개선(Act)**: 검토 결과를 바탕으로 성공적인 방안을 표준화하거나 새로운 개선 계획을 수립하며, 지속적으로 품질 향상을 추구합니다

2. 콘크리트 교면포장의 쏘컷 그루빙(Saw cut Grooving)

쏘컷 그루빙(Saw Cut Grooving)은 콘크리트 교면포장의 표면에 일정 간격으로 홈을 파는 공법입니다. 이 기술은 다음과 같은 주요 효과와 특징을 가집니다:
장점
• 스키드 저항성 향상: 빗길이나 눈길에서 차량의 미끄러짐을 방지하고 제동 거리를 단축.
• 소음 감소: 타이어와 포장면의 마찰 소음을 최대 10dB까지 줄임.
• 타이어 마모 감소: 접촉 면적 감소로 타이어 수명을 연장.
• 수막 제거: 홈을 통해 물 배출을 원활히 하여 수막 현상을 방지.
• 포장 수명 연장: 반사균열 억제와 내구성 증대로 수명을 5~10년 연장.
단점
• 시공 비용 증가 및 소음 발생.
• 정기적인 보수 필요 (홈의 마모).
시공 방법
1. 다이아몬드 블레이드 쏘: 다이아몬드 블레이드를 사용해 홈을 파는 일반적인 방법.
2. 워터 제트 쏘: 고압 물로 홈을 형성.
3. 콘크리트 플래너: 표면을 깎아 홈 생성.
적용 대상
• 교차로, 곡선 구간, 경사 도로, 교량, 터널 등 안전성이 중요한 구간에 주로 적용됨

3. 연약지반 성토 시 주요 계측항목과 계측기의 종류

연약지반 성토 시 주요 계측항목과 계측기의 종류는 다음과 같습니다:
주요 계측항목 및 계측기 종류
1. 침하
• 목적: 지반 침하량 측정.
• 계측기: 지표침하계, 수평침하계, 침하판.
2. 지중 변위
• 목적: 지반 및 성토체의 변위 측정.
• 계측기: 지중경사계, 사면변위계.
3. 간극 수압
• 목적: 지반 내 간극수압 변화 측정.
• 계측기: 간극수압계.
4. 지하수위
• 목적: 지하수위 변화 관찰.
• 계측기: 지하수위계.
5. 토압
• 목적: 성토체가 가하는 토압 측정.
• 계측기: 토압계.
계측의 중요성
이러한 계측은 연약지반의 안정성 확보와 침하 예측, 성토 속도 조절 등에 필수적입니다. 계측 계획은 성토 규모와 지반 조건에 따라 세부적으로 수립됩니다

4. 중대산업재해와 중대시민재해

중대산업재해와 중대시민재해는 한국의 중대재해처벌법에서 정의된 두 가지 주요 재해 유형으로, 각각 다른 기준과 적용 대상을 가집니다.
중대산업재해
• 정의: 산업안전보건법에 따른 산업재해로, 근로자나 종사자를 대상으로 발생.
• 기준:
1. 사망자 1명 이상 발생.
2. 동일 사고로 6개월 이상 치료가 필요한 부상자 2명 이상.
3. 동일 유해요인으로 직업성 질병자가 1년 내 3명 이상 발생.
중대시민재해
• 정의: 특정 원료, 제조물, 공중이용시설, 공중교통수단의 설계·제조·관리상의 결함으로 인해 시민에게 발생하는 재해.
• 기준:
1. 사망자 1명 이상 발생.
2. 동일 사고로 2개월 이상 치료가 필요한 부상자 10명 이상.
3. 동일 원인으로 3개월 이상 치료가 필요한 질병자 10명 이상.

주요 차이점
중대산업재해는 근로 환경에서의 안전 문제를 다루며, 중대시민재해는 공공시설 및 제품 안전과 관련된 시민 보호를 목적으로 합니다.

5. 콘크리트의 거푸집 및 동바리 해체 시기(KCS 14 20 12)

콘크리트 거푸집 및 동바리의 해체 시기는 KCS 14 20 12 표준시방서에 따라 아래와 같이 정해집니다:
거푸집 해체 기준
1. 콘크리트 강도 확보: 콘크리트가 자중 및 시공 하중을 지지할 수 있는 강도를 확보해야 합니다. 일반적으로 책임기술자의 승인이 필요합니다.
2. 압축 강도 기준:
• 수직 부재(기둥, 벽 등): 최소 5MPa 이상(내구성이 중요한 경우 10MPa 이상).
• 수평 부재(슬래브, 보 등): 설계 기준 강도의 2/3 이상(최소 14MPa).
해체 시기
3. 수직 거푸집:
• 기둥, 벽 등: 콘크리트 타설 후 약 12시간.
2. 수평 거푸집:
• 슬래브 및 보: 동바리 간격에 따라 최소 4일~21일.
온도 조건
• 콘크리트를 10℃ 이상에서 최소 4일 양생 후 해체 가능하며, 동절기에는 추가적인 양생이 필요합니다

6. 콘크리트 타설 시 초기 체적변화

콘크리트 타설 시 초기 체적변화는 타설 후 24시간 이내에 발생하며, 콘크리트의 내구성과 성능에 큰 영향을 미칩니다. 주요 원인과 특징은 다음과 같습니다:
• 수화 반응: 시멘트와 물이 반응하여 수화물이 형성되며, 이 과정에서 물이 소모되어 체적이 감소합니다.
• 자기 수축: 내부 수분 증발이나 블리딩으로 인해 체적이 줄어듭니다.
• 온도 변화: 수화열로 인해 온도가 상승하거나 하강하면서 체적 변화가 발생합니다.
• 탄성 변형: 초기 하중에 의해 체적이 변형될 수 있습니다.
초기 체적변화의 영향
• 균열 발생 가능성 증가
• 강도 및 내구성 저하
관리 방안
• 적절한 배합 설계와 양생 관리
• 혼화제 사용 (예: 팽창 혼화제)
• 온도 및 균열 방지 대책 적용.

7. 교량배수시설
8. 가능최대홍수량(PMF, Probable Maximum Flood)

가능최대홍수량(PMF, Probable Maximum Flood)는 특정 지역에서 발생 가능한 최대 규모의 홍수를 의미하며, 이는 기상학적으로 가능한 최대 강수량(PMP)을 기반으로 유역의 수문학적 특성을 고려하여 산정됩니다.
주요 특징
• 정의: PMF는 기상 및 수문학적 조건의 가장 극단적인 조합으로 발생 가능한 최대 홍수를 나타냅니다.
• 산정 방법:
1. PMP 산정(PMP도 활용).
2. 시간 분포를 적용한 우량 주상도 작성.
3. 유출 모델(단위유량도)과 결합하여 홍수수문곡선을 생성.
• 활용: 댐, 저수지 등 대규모 수공구조물 설계, 홍수 위험 평가, 기후 변화 대응 등에 사용됩니다.
PMF는 설계 기준으로 안전성을 확보하기 위해 보수적으로 적용되며, PMP 기반의 홍수보다 더 큰 값으로 산정됩니다.

9. 암 발파 시 뇌관의 종류

암 발파 시 사용되는 뇌관은 기폭 방식에 따라 다음과 같이 분류됩니다:
1. 순간뇌관
• 특징: 전기 신호가 인가되면 즉시 폭발.
• 장점: 빠른 발파가 필요할 때 유용.
• 단점: 안전성이 낮음.
• 활용 분야: 굴착, 암석 파쇄 등.
2. 지발뇌관
• 특징: 전기 신호 후 일정 시간 뒤 폭발.
• 장점: 발파 순서 조절 가능.
• 단점: 설치 과정이 복잡.
• 활용 분야: 터널 굴착, 건물 철거 등.
3. 지연뇌관
• 특징: 지발뇌관의 정밀한 버전으로 폭발 시간을 세밀하게 조정 가능.
• 장점: 진동 및 소음 최소화.
• 단점: 설계와 시공이 복잡.
• 활용 분야: 대규모 발파 작업.
각 뇌관은 현장의 조건, 암석 특성, 안전성 등을 고려하여 선택됩니다.

10. 수정CBR(California Bearing Ratio)

수정CBR(California Bearing Ratio)은 도로 포장 설계에서 노반의 지지력을 평가하기 위해 기존 CBR 시험 결과를 현장 조건에 맞게 보정한 값입니다. 이는 도로 포장 두께 결정 및 설계의 경제성과 안전성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다.
수정CBR의 계산
수정CBR은 다음 공식을 통해 계산됩니다:

• CBR: 실내 시험 결과
• K₁: 교통량 보정 계수
• K₂: 습도 보정 계수
• K₃: CBR 변동 계수.
기존 CBR과의 차이점
• 기존 CBR: 실내 시험 기반으로 측정된 지지력.
• 수정CBR: 현장 조건(교통량, 습도, 흙의 불균질성 등)을 반영하여 보정된 값.
활용 분야
• 도로 포장 두께 최적화.
• 교통량 증가에 따른 유지보수 계획 수립.
• 지반 개량 효과 평가.

11. 포장관리체계(PMS, Pavement Management System)

포장관리체계(PMS, Pavement Management System)는 도로 포장의 상태를 평가하고, 유지보수 전략을 수립하며, 자원을 효율적으로 관리하기 위한 체계적인 의사결정 시스템입니다. 이는 도로 포장의 수명을 연장하고, 유지보수 비용을 절감하며, 안전하고 쾌적한 도로 환경을 제공하는 데 기여합니다.
주요 구성 요소
1. 데이터베이스: 도로 포장 상태, 교통량, 환경 조건 등의 정보를 저장.
2. 평가 모델: 포장 상태를 분석하여 유지보수 필요성을 판단.
3. 예측 모델: 포장 노후화와 수명을 예측.
4. 최적화 모델: 예산 내에서 최적의 유지보수 전략을 제안.
운영 단계
1. 포장 상태 조사: 균열, 평탄성 등 데이터를 수집.
2. 분석 및 평가: 보수 우선순위와 공법 결정.
3. 유지보수 계획 수립: 예방적 유지보수를 우선하여 비용 절감.
PMS는 제한된 예산으로 최적의 결과를 도출하며, 장기적으로 도로 네트워크의 성능을 극대화하는 데 중점을 둡니다.

12. 지반조사 시 표준관입시험(SPT, Standard Penetration Test) 결과로 파악 및 추정할 수 있는 사항

표준관입시험(SPT, Standard Penetration Test) 결과로 파악 및 추정할 수 있는 사항은 다음과 같습니다:
1. 지반의 강도와 밀도
• N값을 통해 지반의 상대밀도와 연경도를 평가하며, 지반의 강도를 추정할 수 있습니다.
2. 침하 및 변형 특성
• N값으로 지반의 침하 가능성과 변형 특성을 분석하여 기초 설계에 활용합니다.
3. 지층 구성 및 분류
• 각 깊이별 지층의 종류(모래, 점토 등)와 특성을 파악하여 지반 주상도를 작성합니다.
4. 액상화 가능성
• 사질토에서 N값을 기반으로 액상화 가능성을 평가합니다.
5. 기초 설계 및 지지력 판정
• 기초의 허용지지력, 탄성침하, 연직/수평 변위 등을 계산하고 적절한 기초 심도를 결정합니다.
6. 지반 개량 필요성 판단
• 낮은 N값은 지반 개량이 필요함을 나타낼 수 있습니다.

13. 토사의 성토 시 다짐효과에 영향을 주는 요소

토사의 성토 시 다짐효과에 영향을 주는 주요 요소는 다음과 같습니다:
1. 토질 특성
• 입자 크기: 작을수록 다짐 효과가 높음.
• 입자 형태: 불규칙할수록 다짐 효과가 높음.
• 토질 종류: 점토가 모래보다 다짐 효과가 큼.
2. 함수비
• 최적 함수비에서 다짐 효과가 최대.
• 함수비가 너무 낮거나 높으면 다짐 효과 감소.
3. 다짐 에너지
• 다짐 횟수, 강도, 장비의 종류에 따라 다짐 효과가 달라짐.
• 적절한 시험을 통해 최적의 다짐 조건 설정 필요.
4. 기타 요인
• 성토 높이: 높을수록 다짐 효과 감소.
• 날씨: 습도와 온도가 다짐에 영향을 미침.
• 시공 방법: 진동, 충격 등 사용 기법에 따라 차이 발생.
이 모든 요소를 종합적으로 고려해 적절한 방법과 조건을 설정하는 것이 중요합니다.

 
 
2교시
※ 다음 문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오.(각25점)
1. 교량 하부구조의 가설공법에서 거푸집의 종류 및 시공 시 유의사항에 대하여 설명하시오.

교량 하부구조의 가설공법에서 거푸집의 종류와 시공 시 유의사항은 아래와 같습니다:
거푸집의 종류
1. 재질에 따른 분류
• 목재 거푸집: 저렴하고 가공이 용이하나 내구성이 낮음.
• 강재 거푸집: 내구성이 높고 재활용 가능하나 가격이 비쌈.
• 알루미늄 거푸집: 가볍고 내구성이 좋으나 고가.
2. 형태에 따른 분류
• 틀거푸집: 반복 사용 가능하며 일반적인 형태.
• 철근 콘크리트 거푸집: 구조물 자체를 거푸집으로 활용.
• 슬라이딩 거푸집: 수평·수직 이동하며 재사용 가능.
• 압출식 거푸집: 장경간 교량에 적합하며 품질 우수.
시공 시 유의사항
• 강도 및 안정성 확보: 하중을 견딜 수 있도록 설계 강도를 충족해야 함.
• 치수 정확성 준수: 설계도에 명시된 치수를 엄격히 준수.
• 표면 매끄러움 유지: 콘크리트 표면 처리를 통해 품질 확보.
• 틈새 방지: 콘크리트 누출 방지를 위해 틈새를 철저히 막아야 함.
• 안전 관리: 작업자 안전을 위해 규정을 준수하고 적절한 장비를 사용.

2.「건설엔지니어링 및 시공 평가지침」에 따른 건설엔지니어링 및 시공평가의 절차와
항목에 대하여 설명하시오.

건설엔지니어링 및 시공평가는 공공 건설공사의 품질과 안전성을 확보하기 위해 설계, 시공, 감리 등 각 단계에서 수행되는 평가입니다. 주요 절차와 평가 항목은 다음과 같습니다.
평가 절차
1. 평가 신청 및 선정: 발주기관이 평가를 신청하며, 평가대상은 총공사비 100억 원 이상 공사로 공정률 90% 이상일 때 선정됩니다.
2. 평가 준비: 평가기관이 계획을 수립하고 전문가를 선정합니다. 계획에는 평가 방법, 기준, 항목 등이 포함됩니다.
3. 평가 실시: 현장 방문, 서류 검토 등을 통해 품질, 안전, 공정 등을 평가합니다.
4. 결과 보고: 결과는 보고서로 작성되어 발주기관에 제출됩니다.
평가 항목
1. 공사관리:
• 품질관리(15점), 공정관리(6점), 시공관리(18점), 하도급관리(6점), 안전관리(20점), 환경관리(6점).
2. 목적물의 품질 및 성능:
• 시공품질(15점), 구조안전성(10점), 창의성(4점).
3. 가점/감점 항목:
• 스마트 안전장비 사용 실적(+0.5점), 중대 사고 발생 시 감점(-8점) 등.
이번 개정으로 안전 및 품질관리 배점이 상향되었으며, 사고 예방과 스마트 장비 사용 촉진을 위한 항목이 추가되었습니다.

3. 하수관로 공사 시 수행하는 성능 보증방법의 종류에 대하여 설명하시오.

하수관로 공사 시 수행하는 성능 보증방법은 공사의 품질과 성능을 보장하기 위해 다양한 방식으로 이루어집니다. 주요 방법은 다음과 같습니다:
1. 현장시험 및 검사
• 시공 중 하수관로의 품질과 성능을 확인하기 위해 현장시험을 수행하며, 결과를 검사성적서에 기록합니다.
2. 성능보증 확약서
• 설계 목표 처리수질 및 공법에 대해 업체로부터 성능보증 확약서를 받아, 설계 기준을 만족하는지 확인합니다.
3. 품질관리 및 안전관리
• 자재의 성능, 규격, 공법, 품질시험 등을 통해 시공 품질을 관리하며, 안전성과 내구성을 보장합니다.
4. 내부 및 외부 그라우팅
• 누수 방지와 구조적 안정성을 위해 내부 또는 외부에서 그라우팅 작업을 수행합니다.
5. 예방적 유지관리 체계
• 사후 대응이 아닌 예방적 유지관리 체계를 도입하여 지속적인 성능을 유지합니다.

4. 민간투자사업의 개요, 필요성, 추진방식 및 방법에 대하여 설명하시오.

민간투자사업의 개요, 필요성, 추진방식 및 방법
1. 개요
민간투자사업은 「사회기반시설에 대한 민간투자법」에 따라 민간이 자본과 경영기법을 활용해 사회기반시설(도로, 철도, 항만 등)을 건설·운영하는 사업입니다. 이는 정부 예산으로 추진되던 사업을 민간이 주도하여 창의성과 효율성을 도모하는 방식입니다.
2. 필요성
• 재정 보완: 정부 예산 부족으로 인한 사회기반시설 확충의 한계를 극복.
• 효율성 제고: 민간의 창의적 경영기법을 활용해 비용 절감과 서비스 품질 향상.
• 노후 시설 관리: 기존 시설의 유지·보수에 대한 재정 부담 완화 및 관리 수준 향상.
3. 추진방식 및 방법
민간투자사업은 크게 두 가지 방식으로 구분됩니다:
• 수익형(BTO, BOT, BOO)
• BTO(Build-Transfer-Operate): 시설 준공 후 소유권은 정부로 이전, 민간은 운영권을 통해 투자비 회수.
• BOT(Build-Operate-Transfer): 일정 기간 민간 소유 후 소유권을 정부로 이전.
• BOO(Build-Own-Operate): 시설 소유권과 운영권 모두 민간에 귀속.
• 임대형(BTL)
• BTL(Build-Transfer-Lease): 시설 준공 후 소유권은 정부로 이전되며, 민간이 임대료를 통해 투자비를 회수.
이외에도 사업 제안 방식은 정부가 발굴하는 “정부고시사업”과 민간이 제안하는 “민간제안사업”으로 나뉩니다.

5. 쏘일네일링공법(Soil Nailing Method)의 특성과 장·단점에 대하여 설명하시오.

쏘일네일링(Soil Nailing) 공법은 지반을 보강하여 사면의 안정성을 확보하는 기술로, 터널, 비탈면, 지하 구조물 등에 널리 사용됩니다.
특성
• 원리: 철근 보강재(Nail)와 전면판을 설치하여 지반의 전단 및 인장 강도를 증가시킴으로써 안정성을 확보.
• 적용성: 다양한 지층 및 협소한 공간에서도 사용 가능하며, 시공성과 경제성이 뛰어남.
장점
1. 경제성: 공사비가 저렴하고 간단한 장비로 시공 가능.
2. 시공 용이성: 좁은 공간이나 복잡한 현장에서도 적용 가능.
3. 지반 적응력: 다양한 지층 및 지형에 적합하며, 동적 하중(지진 등)에도 저항력이 큼.
4. 공기 단축: 단계별 시공으로 작업 효율성이 높음.
단점
1. 지하수 처리 어려움: 배수 문제로 영구 구조물에는 추가 검토가 필요.
2. 점토층 부적합: 연약한 점토층에서는 크리프 변형과 낮은 인발저항력으로 사용이 제한됨.
3. 수평 변위 발생: 프리스트레스 앵커보다 변위가 클 수 있음.
4. 환경 민감성: 동결·융해 반복 시 숏크리트 표면에 응력 발생 가능.

6. 동절기 한중콘크리트 타설 시 배합설계 및 시공관리 방안에 대하여 설명하시오.

동절기 한중콘크리트 타설 시 배합설계 및 시공관리는 저온으로 인한 동결과 강도 저하를 방지하기 위해 특별한 조치가 필요합니다. 아래 주요 방안을 정리했습니다.
1. 배합설계
• 시멘트: 고강도 또는 조강 포틀랜드 시멘트 사용.
• 혼화재: AE제, AE감수제, 고성능 감수제, 방동제 등을 활용하여 동결 방지 및 강도 발현 촉진.
• 물-시멘트 비율(W/C): 60% 이하로 제한.
• 재료 가열: 물과 골재를 가열하여 초기 콘크리트 온도를 10~20℃로 유지.
2. 시공관리
• 타설 전 준비:
• 재료와 혼합물을 40℃ 이하로 관리.
• 거푸집 및 철근 표면의 빙설 제거.
• 동결된 지반 위 타설 금지.
• 타설 중:
• 콘크리트 온도를 10~20℃로 유지하며, 펌프 관을 예열하고 보온.
• 진동 다짐을 통해 공극 제거.
• 양생:
• 초기 양생 온도를 5℃ 이상 유지하며 최소 2일간 0℃ 이하로 떨어지지 않도록 관리.
• 단열보온, 가열보온, 증기양생 등 방법 활용.
3. 품질관리
• 압축강도 시험(초기 강도 5 MPa 확보)과 적산온도 기록을 통해 품질 확인.
• 양생 중 급격한 온도 변화 방지로 균열 발생 최소화.
이러한 방안은 동결과 강도 저하를 예방하며, 콘크리트 내구성을 보장합니다.

 
 
3교시
※ 다음 문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오.(각25점)
1. 콘크리트 라이닝(Lining)의 균열 종류와 원인, 균열억제 대책에 대하여 설명하시오.

콘크리트 라이닝(Lining)의 균열 종류, 원인 및 억제 대책
1. 균열 종류
1. 수축균열: 콘크리트 건조 수축으로 발생하며, 주로 터널 천정 및 벽면에 나타남. 타설 후 며칠~몇 주 사이 발생.
2. 온도균열: 온도 변화로 인한 수축으로 발생하며, 터널 출입구 부근에서 계절적 변화에 영향을 받음.
3. 하중균열: 과도한 하중이나 지반 침하로 인해 발생하며 구조적 안전에 영향을 미침.
4. 시공 불량 균열: 부적절한 시공 방법(배합, 다짐, 양생 등)으로 발생.
2. 균열 발생 원인
• 재료적 요인: 시멘트 종류, 물-시멘트 비율 등 콘크리트 특성의 영향.
• 시공적 요인: 타설 및 양생 관리 부족, 작업자 미숙.
• 환경적 요인: 온도 변화, 습도, 지반 변형 등 외부 환경의 영향.
• 기타 요인: 설계 결함, 지반 조건 부적합.
3. 균열 억제 대책
1. 재료 관리: 적절한 시멘트와 혼화제 사용으로 강도 및 내구성 확보.
2. 시공 관리:
• 철저한 품질 관리 및 적절한 양생(습윤양생 5일 이상 권장).
• 탈형 강도를 기준 이상으로 조정.
3. 환경 관리: 온도·습도 조절 및 지하수 차단.
4. 설계 최적화: 라이닝 두께와 강도를 설계 단계에서 최적화하여 균열 가능성 최소화.

2. 지반굴착공사 시 흙막이벽의 변위로 발생하는 지반침하의 원인과 방지대책에 대하여
설명하시오.

지반굴착공사 시 흙막이벽의 변위로 인한 지반침하의 원인과 방지대책
원인
1. 토압: 굴착 후 흙막이벽 뒤쪽 토양의 압력으로 인해 벽체가 변위하며 지반 침하를 유발.
2. 수압: 지하수위 상승이나 빗물 침투로 발생하는 수압이 벽체에 영향을 미침.
3. 지반 특성: 연약지반, 점토지반 등은 침하 가능성이 높음.
4. 시공 문제:
• 흙막이벽 설치 깊이 부족.
• 굴착 단계별 관리 미흡.
• 과다한 굴착.
5. 외부 요인: 지진, 인근 공사, 과도한 하중 등.
방지대책
1. 사전 조사 및 설계:
• 지반 조사, 지하수위 측정, 토압 계산을 통해 적절한 설계 수행.
• 안전율을 고려한 설계 검토.
2. 시공 관리:
• 굴착 단계별 변위 측정 및 관리.
• 앵커, 버팀대 등 보강재의 적절한 설치 및 관리.
3. 지반 개량:
• 연약지반에 대한 압밀, 주입 그라우팅 등 적용.
4. 차수벽 설치:
• 지하수 유출 방지를 위해 차수벽(지중연속벽, C3 공법 등) 활용.
5. 모니터링 및 대응:
• 변위 및 침하 측정 시스템 구축.
• 이상 발생 시 신속 대응.

3. 건설공사의 계약금액 조정에 대하여 설명하시오.

건설공사의 계약금액 조정
1. 계약금액 조정 사유
• 설계변경: 설계서의 오류, 지질·현장 조건의 차이, 새로운 공법 도입 등으로 공사량이 증감될 경우.
• 물가변동: 주요 자재나 인건비 등의 가격 변동으로 계약금액을 조정할 필요가 있을 때.
• 기타 계약내용 변경: 공사기간 연장, 운반거리 변경, 야간작업 등으로 추가 비용이 발생할 경우.
2. 계약금액 조정 기준
• 증감된 공사량 단가: 기존 산출내역서상의 단가를 적용하며, 신규 비목은 설계변경 당시 단가와 낙찰률을 반영해 산정.
• 조정 기한: 계약자는 준공대가 수령 전까지 조정 신청을 해야 하며, 계약담당자는 신청 후 30일 이내에 조정을 완료해야 함.
• 심의 절차: 증액 금액이 총 계약금액의 10% 이상일 경우, 기술자문위원회 등의 심의를 거쳐야 함.
3. 주요 방침
• 설계변경은 시공 전에 완료하는 것이 원칙이며, 긴급한 경우 협의를 통해 우선 시공 가능.
• 물량 증가 시 예정가격 단가를 우선 적용하며, 협의 불가 시 일정 기준(50%)으로 조정.
• 새로운 공법 도입 시 절감된 비용 중 일부를 감액 처리 가능.

4. 철근 콘크리트교량의 슬래브(Slab) 시공 시 붕괴원인 및 방지대책에 대하여 설명하시오.

철근 콘크리트 교량 슬래브 시공 시 붕괴 원인 및 방지 대책
1. 붕괴 원인
1. 설계 및 계획 문제:
• 허용 하중 초과: 교통량, 시공 장비 하중 등을 과소평가.
• 구조적 안전성 부족: 철근 배근 오류, 단면 설계 미흡.
• 시공 계획 부재: 타설 순서, 콘크리트 배합 및 양생 관리 부족.
2. 시공 과정 문제:
• 거푸집 지지대 부족: 설치 불안정으로 타설 중 붕괴 위험.
• 철근 배근 오류: 간격, 겹침 길이 등 설계와 불일치.
• 콘크리트 품질 문제: 공극 발생, 부적절한 양생으로 강도 저하.
3. 재료 및 장비 문제:
• 불량 재료 사용(저품질 콘크리트, 부식 철근).
• 장비 고장으로 타설 중 거푸집 변형 발생.
4. 외적 요인:
• 지진, 강풍 등 자연재해.
• 불안정한 지반으로 인한 침하.
2. 방지 대책
3. 설계 및 계획 단계:
• 철저한 안전성 검토: 허용 하중, 구조적 안정성 확보.
• 상세한 시공 계획 수립: 타설 방법, 양생 관리 포함.
2. 시공 관리:
• 거푸집 설치 강화: 지지대 안정성 확보 및 정기 점검.
• 철근 배근 정확성 확보: 설계도와 일치하도록 작업 수행.
• 콘크리트 품질 관리: 정확한 배합 비율 준수 및 공극 방지.
3. 재료 및 장비 관리:
• 고품질 재료 사용(표준 준수).
• 장비 정기 점검 및 적절한 운영.
4. 외적 요인 대비:
• 지반 안정화 작업(압밀, 보강).
• 자연재해 대비 긴급 대응 계획 수립.

5. 대심도 빗물터널의 종류, 위치선정 및 시공 시 유의사항에 대하여 설명하시오.

대심도 빗물터널의 종류, 위치 선정 및 시공 시 유의사항
1. 대심도 빗물터널의 종류
• 저류형 터널: 빗물을 일시적으로 저장 후 배출하는 방식. 예: 신월 대심도 빗물터널.
• 배수형 터널: 빗물을 빠르게 인근 하천으로 배출하여 침수를 방지.
• 혼합형 터널: 저류와 배수를 동시에 수행하는 방식.
2. 위치 선정 기준
• 침수 상습 지역: 강남역, 광화문, 도림천 등 홍수 피해가 잦은 지역.
• 지하 조건:
• 지반 안정성 확보(암반 여부, 지하수 영향).
• 기존 지하시설과의 간섭 최소화.
• 유입구 및 배출구 위치:
• 유입구는 빗물이 집중되는 지역에 설치.
• 배출구는 인근 하천이나 저류시설과 연결.
• 환경적 영향: 주변 건축물, 교통 흐름, 소음 및 진동 고려.
3. 시공 시 유의사항
1. 공법 선택:
• NATM, TBM 또는 쉴드 공법 사용. 도심지 특성을 고려해 적합한 공법 선정.
2. 지반 안정화:
• 굴착 중 지반 붕괴 방지를 위한 지보공 설치.
• 지하수 처리(차수벽, 펌프)로 침투수 관리.
3. 안전 관리:
• 발파 시 진동 및 소음 최소화.
• 작업자 안전 확보 및 주변 주민 보호 조치.
4. 품질 및 환경 관리:
• 콘크리트 품질 검사 및 내구성 확보.
• 공사 중 발생하는 폐기물 처리 및 환경오염 방지.
대심도 빗물터널은 극한 호우로 인한 침수를 예방하는 핵심 시설로, 철저한 설계와 시공 관리를 통해 효과적인 운영이 가능하다.

6. 건설공사 관리계획 중 산업안전보건법의 유해위험 방지계획서, 건설기술진흥법의
안전관리계획서 작성대상, 항목 및 진행 절차에 대하여 설명하시오.

건설공사 관리계획: 유해위험방지계획서와 안전관리계획서
1. 유해위험방지계획서 (산업안전보건법)
• 작성대상:
• 대통령령으로 정한 규모 이상의 건설공사(예: 대형 건축물, 터널, 교량 등).
• 유해·위험 설비의 설치, 이전, 주요 구조 변경 시.
• 작성항목:
• 공사 개요 및 작업 환경 분석.
• 유해·위험 요인과 방지 대책.
• 안전관리 조직 및 계획.
• 근로자 교육 및 보호 장비 계획.
• 진행 절차:
1. 작성: 건설안전 자격자가 참여하여 작성.
2. 제출: 착공 15일 전 고용노동부에 제출.
3. 심사: 고용노동부가 검토 후 승인.
4. 변경: 공법 변경 시 계획서 수정 필요.
2. 안전관리계획서 (건설기술진흥법)
• 작성대상:
• 총 공사비 50억 원 이상(토목) 또는 20억 원 이상(건축)인 공사.
• 발주자가 안전관리가 필요하다고 인정한 공사.
• 작성항목:
• 공사 개요 및 위험 요소 분석.
• 안전관리 조직 및 점검 계획.
• 비상 대응 계획 및 사고 예방 대책.
• 환경 관리 방안.
• 진행 절차:
1. 작성: 시공사가 공사 착공 전 작성.
2. 검토: 발주청 또는 인허가기관에서 검토.
3. 제출: 건설공사 안전관리 종합정보망(CSI)에 등록.
4. 승인 후 보완: 필요 시 수정 후 재제출.

 
 
4교시
※ 다음 문제 중 4문제를 선택하여 설명하시오.(각25점)
1. 케이슨(Caisson)의 제작, 운반 및 설치 시의 유의사항에 대하여 설명하시오.

케이슨(Caisson) 제작, 운반 및 설치 시 유의사항
1. 제작 시 유의사항
• 제작 공정 관리:
• 바닥판 제작 → 벽체 설치 → 콘크리트 양생 → 플로팅 독에 선적 순으로 진행.
• 연속 작업으로 품질 균일성 확보.
• 품질 관리:
• 콘크리트 강도 및 내구성 확보.
• 철근 배근 정확성 점검.
• 제작 장소 선정:
• 적절한 수심과 접안 시설을 갖춘 장소에서 제작.
• 환경 조건:
• 기상 변화와 해수면 상승 등을 고려해 작업 계획 수립.
2. 운반 시 유의사항
• 운반 방법:
• 플로팅 독, 기중기선, 바지선 등 사용.
• 케이슨 상부에 덮개 설치로 파손 방지.
• 안전 관리:
• 예인선과 바지선 간 적정 거리 유지.
• 와이어 상태 점검 및 작업자 구명조끼 착용.
• 해상 조건:
• 파고가 안정적인 시기(예: 파고 1m 미만) 선택.
• 조류 및 풍속 고려하여 안전 운반.
3. 설치 시 유의사항
• 설치 준비:
• 작업 전 장비 점검 및 신호체계 확립.
• 설치 위치의 지형과 수심 확인.
• 거치 작업:
• 크레인 사용 시 케이슨 기울기 및 충돌 방지.
• 연속파고가 낮은 시기(0.5m 이하) 선택.
• 침하시 유의사항:
• 침하 과정에서 균형 유지 및 저항력 확인.
• 설치 후 즉시 속채움(모래, 흙 등)으로 안정성 확보.
• 환경 관리:
• 해양 생태계 영향을 최소화하며 작업 진행.
케이슨 제작, 운반, 설치는 구조물 안정성과 작업자 안전을 위해 철저한 계획과 관리가 필요하다.

2. 홍수 시 지하도로 침수 방지계획 및 대책에 대하여 설명하시오.

홍수 시 지하도로 침수 방지계획 및 대책
1. 침수 방지계획
• 예방적 설계 및 관리:
• 지하도로 주변의 예상 침수높이를 분석하여 설계에 반영.
• 배수펌프 용량 증대 및 전원 이중화로 펌프 작동 지속성 확보.
• 진입차단시설 설치 의무화(특히 U자형 지하도로).
• 침수위험 지도 제작:
• 도시침수지도와 홍수범람도 제작으로 위험지역 사전 파악.
• 디지털 기반 예측 시스템:
• 도시침수예보 시스템 확대 운영 및 우회도로 안내 서비스 제공.
2. 대책
• 구조적 대책:
• 지하도로 입구에 방수문, 차수벽 설치.
• 환기구, 맨홀 등 물 유입 경로를 차단하거나 높은 위치로 이동.
• 운영적 대책:
• 집중호우 시 진입차단 자동화 시스템 구축(경보 및 차단).
• 빗물받이 정기 청소 및 하수시설 점검 강화.
• 긴급 대응:
• 침수 시 신속한 배수를 위한 비상대응 체계 마련.
• 모의 방재훈련을 통해 대피 행동 체계 확립.
3. 단계별 대응
1. 사전 예방:
• 침수위험 지역에 대한 안전점검 및 보강.
• 홍수 정보를 실시간으로 전달하는 시스템 구축.
2. 침수 발생 시:
• 진입차단시설 작동 및 우회로 안내.
• 내부 배수펌프 가동으로 침수 지연.
3. 사후 복구:
• 피해 지역의 신속한 복구와 재발 방지 설계.
홍수 대비를 위해 구조적·운영적 대책과 디지털 기술을 활용한 예측 시스템이 필수적으로 요구된다.

3. 댐의 기초공사에서 기초지반이 불량한 암반일 경우 보강공법에 대하여 설명하시오.

댐 기초공사에서 불량한 암반의 보강공법
1. 주요 보강공법
1. 그라우팅 공법:
• 커튼 그라우팅: 기초암반의 깊은 부분에 시멘트 용액을 주입하여 누수를 방지하고 차수성을 증대.
• 콘솔리데이션 그라우팅: 얕은 암반의 절리를 충진하여 강도와 수밀성을 증가시키고, 기초지반의 균질화를 도모.
• 블랭킷 그라우팅: 표층 침투수를 억제하고 커튼 그라우팅의 효과를 보완하기 위해 얕은 깊이에서 시행.
• 컨택트 그라우팅: 콘크리트와 암반 사이의 공극을 충진하여 접합부의 안정성을 확보.
2. 록볼트 공법:
• 암반 내부에 록볼트를 삽입해 암반을 고정하고 전단 강도를 향상시킴. 주로 절리가 많은 연약 암반에 적용.
3. 숏크리트 공법:
• 암반 표면에 콘크리트를 분사하여 표면 안정성을 높이고, 침식 및 붕괴를 방지.
4. 록앵커 공법:
• 긴 앵커를 암반에 삽입하여 암반의 안정성을 강화하고, 구조물과 지반 간 결합력을 높임.
5. 특수 주입공법:
• 약액 주입(우레탄 등)을 통해 단층이나 파쇄대 같은 매우 불량한 지반을 보강.
2. 공법 선정 시 고려사항
• 지질 조건:
• 암반의 절리 발달 정도, 투수성, 강도.
• 댐 유형 및 규모:
• 콘크리트댐, 필댐 등 구조물 특성에 따라 적합한 공법 선택.
• 환경적 영향:
• 지하수 흐름 변화 및 주변 생태계 영향 최소화.
• 경제성 및 시공성:
• 공사비용과 작업 여건을 고려한 효율적 공법 적용.
3. 시공 시 유의사항
• 그라우팅 작업:
• 천공 위치와 간격을 정확히 설정하고, 단계별 주입으로 균일한 충진 확보.
• 투수시험을 통해 주입 효과를 확인.
• 안전 관리:
• 작업 중 장비 점검 및 작업자 안전 확보.
• 품질 관리:
• 사용 재료(시멘트, 약액 등)의 품질 검사와 적정 배합비 유지.
위의 보강공법들은 불량한 기초암반의 안정성을 확보하고 댐 구조물의 안전성을 유지하기 위해 필수적으로 적용된다.

4. 프리플레이스트 콘크리트(Preplaced concrete)(KCS 14 20 50)의 주입 모르타르 품질
관리 및 시공 시 유의사항에 대하여 설명하시오.

프리플레이스트 콘크리트(Preplaced Concrete)의 주입 모르타르 품질 관리 및 시공 시 유의사항
1. 주입 모르타르 품질 관리
1. 유동성 확보:
• 모르타르는 굵은 골재의 공극을 완벽히 채울 수 있는 유동성을 가져야 하며, 주입 작업이 끝날 때까지 이를 유지해야 함.
• 유하시간은 일반적으로 1620초를 표준으로 하며, 고강도용은 2550초로 조정.
2. 블리딩 및 팽창률 관리:
• 블리딩은 3% 이하로 억제하며, 고강도용은 1% 이하로 유지.
• 팽창률은 510% 범위 내에서 관리하며, 고강도용은 25%로 조정.
3. 내구성 및 수밀성:
• 경화 후 충분한 내구성과 수밀성을 확보하여 구조물의 장수명화와 강재 보호 기능을 유지.
4. 재료 혼합:
• 플라이애시 등 혼화제를 사용하여 유동성을 높이고 재료 분리를 방지.
• 단위수량을 적게 하여 건조수축과 블리딩을 줄임.
2. 시공 시 유의사항
3. 거푸집 설계 및 설치:
• 거푸집은 높은 측압에 견딜 수 있도록 강성을 강화하고, 모르타르 누출을 방지하기 위해 수밀하게 제작.
• 수중 시공 시 조수 변화와 수압을 고려하여 설계.
2. 굵은 골재 충진:
• 골재는 공극률이 40~48%가 되도록 균등하게 채우며, 최대치수는 철근 순간격의 2/3 이하로 제한.
• 골재 충진 중 공극이 지나치게 크지 않도록 조정하여 비경제적 상황 방지.
3. 모르타르 주입:
• 주입은 최하부에서 상부로 진행하며, 모르타르면이 수평으로 유지되도록 주입관 위치를 이동시키며 작업.
• 주입관 선단은 항상 모르타르 속 0.5~2m 깊이에 위치시켜 재료 분리를 방지.
• 상승 속도는 0.3~2.0m/h 범위 내에서 조정.
4. 연속 작업:
• 주입 모르타르 작업 중 중단 없이 연속적으로 진행하여 시공 이음 발생 방지.
• 부득이한 중단 시, 모르타르가 응결되지 않은 상태에서 즉시 재작업 진행.
5. 설비 관리:
• 펌프는 충분한 압송 능력을 갖춘 피스톤식 또는 스퀴즈식 사용.
• 긴 수송관 사용 시 중계 애지테이터와 펌프 배치로 압력 손실 최소화.
3. 추가 유의사항
• 기온이 높은 여름철에는 모르타르 온도를 낮추기 위해 냉수를 사용하거나 지속적인 믹싱으로 품질 유지.
• 한중(寒中) 시공 시 온수를 활용하되, 물 온도는 40℃ 이하로 제한.
프리플레이스트 콘크리트의 성공적인 시공을 위해서는 철저한 품질 관리와 함께 주입 과정에서의 세심한 작업이 필수적이다.

5. 하천을 통과하는 교량 시공구간의 기초지반 하부에 석회암 공동이 깊게 분포하고 있다.
이러한 조건에서의 교량설계 시 기초를 현장타설말뚝(RCD공법)으로 적용한 경우,
시공방안과 지지력 확인방법에 대하여 설명하시오.

하천 교량 시공구간에서 석회암 공동이 깊게 분포한 경우, RCD 공법을 적용한 기초 시공방안 및 지지력 확인 방법
1. 시공방안
1. RCD 공법 개요:
• RCD(Reverse Circulation Drilling) 공법은 대구경, 대심도 굴착에 적합하며, 석회암 공동과 같은 불량 지반에서도 안정적으로 굴착 가능.
• 회전 비트를 사용하여 암반을 천공하고, 굴착된 토사를 반전 순환 방식으로 제거.
2. 시공 절차:
• 사전 조사: 석회암 공동의 위치와 크기를 파악하기 위해 지반조사(지하 레이더 탐사, 시추조사 등) 실시.
• 천공 작업: 회전 비트를 사용하여 공동이 위치한 암반까지 천공.
• 공동 보강:
• 공동 내부를 그라우팅(시멘트 또는 약액)으로 충전해 지반 강도와 차수성을 확보.
• 필요 시 록볼트 또는 숏크리트로 추가 보강.
• 말뚝 설치:
• 철근망을 삽입 후 콘크리트를 타설하여 말뚝 형성.
• 콘크리트는 연속적으로 타설해 공벽 붕괴와 재료 분리를 방지.
3. 유의사항:
• 굴착 중 공벽 붕괴 방지를 위해 안정액(벤토나이트 등) 사용.
• 석회암 공동의 크기가 클 경우, 추가적인 보강 설계를 반영.
2. 지지력 확인 방법
3. 재하시험:
• 정재하 시험: 말뚝 상단에 하중을 가해 침하량을 측정하여 설계 지지력을 검증.
• 동재하 시험: 말뚝에 동적 하중을 가해 지지력을 간접적으로 평가.
2. 현장 시험:
• PSI(Pressuremeter Test): 암반의 변형 특성과 강도를 측정.
• SPT(Standard Penetration Test): 석회암 주변 지반의 N값을 통해 지지력 평가.
3. 계산 및 분석:
• 선단지지력 및 주면마찰력 산정:
• 암반의 일축압축강도(UCS)와 RQD(Rock Quality Designation)를 기반으로 설계 지지력을 계산.
• KDS 24 14 51 기준에 따라 허용지지력을 산정하고 설계값과 비교.
• 석회암 공동 충전 후 그라우팅 효과를 반영한 추가 검토.
4. 모니터링 및 검증:
• 시공 중 변위 계측과 침하량 모니터링으로 안정성 확인.
• 필요 시 설계 수정 및 추가 보강 작업 시행.
결론
석회암 공동이 분포한 경우, RCD 공법은 대구경 굴착과 불량 지반 보강에 적합하며, 그라우팅과 같은 보강 작업을 통해 안정성을 확보할 수 있다. 재하시험과 현장 시험을 병행하여 지지력을 검증하고, 설계 기준(KDS 24 14 51)을 준수하여 안전성을 확보해야 한다.

6. 터널 유지관리 중 터널의 변상에 대하여 설명하시오 .

터널 유지관리 중 변상에 대한 설명
1. 터널 변상의 정의
• 터널 변상이란 완성된 터널에서 외력, 재료 열화, 시공 결함 등으로 인해 콘크리트 라이닝, 입출구부 등에 변형, 균열, 박락, 누수 등이 발생하여 터널의 기능이 저해되거나, 방치 시 저해될 우려가 있는 상태를 의미함.
2. 변상의 주요 원인
1. 외력에 의한 변상:
• 이완 토압: 주변 지반이 느슨해지며 라이닝에 하중 작용.
• 편토압 및 지반활동: 비대칭적인 지압으로 균열 및 침하 발생.
• 지진 및 지각변동: 아치부와 측벽부의 균열 유발.
2. 재질 열화에 의한 변상:
• 콘크리트의 중성화, 알칼리-골재 반응 등으로 강도 저하.
• 내부 철근 부식으로 인한 구조적 손상.
3. 누수 및 동해:
• 시공 이음부나 균열을 통한 물 침투로 누수 발생.
• 한랭 지역에서 동결-융해 작용으로 콘크리트 팽창 및 박락.
4. 기타 요인:
• 부적절한 지반 평가로 인한 지보부재 설계 오류.
• 장기적인 지반 거동 예측 실패.
3. 변상의 유형
• 구조적 변상: 균열, 박락, 침하, 단면 축 이동 등.
• 기능적 변상: 누수, 배면 토사 유출로 인한 차수성 저하.
• 재질적 변상: 콘크리트 열화, 철근 부식 등.
4. 대책 및 관리 방안
1. 정기 점검 및 조사:
• 내·외부 균열, 누수 상태를 정기적으로 점검.
• 레이더 탐사 및 내시경 검사로 내부 상태 확인.
2. 보수·보강 공법:
• 균열 보수: 에폭시 주입 또는 표면 실링.
• 박락 방지: 숏크리트 보강 및 록볼트 추가 설치.
• 누수 차단: 차수 그라우팅 공법 적용.
3. 예방적 조치:
• 초기 설계 단계에서 지반 특성을 면밀히 분석.
• 고품질 재료 사용과 적절한 시공 관리로 열화 방지.
결론
터널 변상은 외력, 열화, 누수 등 다양한 원인으로 발생하며 구조적 안전성과 기능성을 위협한다. 이를 예방하고 관리하기 위해 정기 점검과 적절한 보수·보강 공법을 적용하는 것이 필수적이다.