📝 예상문제 & 모범답안
용어예상거푸집 존치기간에 대하여 설명하시오. (10점)
1. 정의
콘크리트 타설 후 자립강도를 확보하여 거푸집을 해체해도 처짐·붕괴가 없는 상태에 이르기까지 거푸집을 유지해야 하는 최소 기간을 말한다.
2. 기준(부위별)
① 수직 측면(기초·보옆·기둥·벽) — 압축강도 5MPa 이상 도달 시 또는 평균기온별 존치일수표(20℃ 이상 2일, 10~20℃ 4일) 적용 ② 슬래브·보 밑면(동바리) — 설계기준압축강도의 100% 도달(구조계산 확인 시 2/3 이상 & 14MPa 이상 조기 해체 가능).
3. 유의사항
한중·서중 콘크리트는 강도발현속도가 다르므로 압축강도 시험(현장양생 공시체)으로 실제 강도를 확인한 뒤 해체 여부를 판단해야 하며, 임의로 공정단축을 위해 조기 탈형해서는 안 된다.
용어예상거푸집 측압에 영향을 미치는 요인을 설명하시오. (10점)
1. 정의
굳지 않은 콘크리트가 유동성을 가진 상태에서 거푸집 벽면에 가하는 수평 방향의 압력으로, 액체와 유사한 정수압적 거동을 보이다가 응결이 진행되며 감소한다.
2. 영향요인
① 타설속도(빠를수록 측압↑) ② 콘크리트 온도(낮을수록 응결지연으로 측압↑) ③ 슬럼프(클수록 유동성↑→측압↑) ④ 다짐방법(진동다짐 시 측압↑) ⑤ 단위중량(클수록↑) ⑥ 철근량(적을수록↑) ⑦ 벽두께·거푸집 강성.
3. 유의사항
측압은 콘크리트 헤드(타설 높이)가 일정 수준 이상에서는 더 이상 증가하지 않고 최대치에서 포화되는 특성이 있으므로, 표준시방서의 측압 산정식을 이용해 벽체·기둥별로 별도 산정해야 한다.
용어예상동바리(Support) 존치기간 조기해체 조건을 설명하시오. (10점)
1. 원칙
슬래브·보 밑면 동바리는 원칙적으로 설계기준압축강도 100% 도달 후 해체하는 것이 기본이다. 이는 상부 슬래브가 완전한 자립강성을 갖춘 뒤에야 동바리가 부담하던 하중을 안전하게 이전받을 수 있기 때문이다.
2. 조기해체 조건
구조계산에 의해 처짐·강도 안전성이 확인되고, 콘크리트 압축강도가 설계기준강도의 2/3 이상이며 최소 14MPa 이상인 경우에 한해 조기 해체를 허용한다. 이때 상부에 추가로 재하되는 시공하중(자재적치·후속 슬래브 타설)까지 고려해야 한다.
3. 유의사항
조기해체 후에는 재설치(Reshoring)로 상부 하중을 재분산시켜 처짐·균열을 방지하며, 다층 동시타설 시 하부 여러 층의 동바리 연계 하중전달 경로를 사전에 검토해야 한다.
서술형예상거푸집 존치기간 산정기준과 조기 탈형 시 문제점 및 대책에 대하여 설명하시오. (25점)
Ⅰ. 개요
거푸집 존치기간은 콘크리트가 자중·시공하중을 자립적으로 지지할 수 있는 최소 강도를 확보할 때까지 형상을 유지시키는 기간으로, "가설재"라는 인식 때문에 공정단축을 이유로 소홀히 다뤄지기 쉬우나 구조 안전에 직결되는 핵심 관리항목이다.
Ⅱ. 존치기간의 구조적 의미
콘크리트는 재령 초기 수화반응이 급속히 진행되며 강도가 증가하나, 초기 재령에서는 압축강도뿐 아니라 탄성계수·인장강도도 낮아 자중과 시공하중에 대한 처짐·균열 저항성이 부족하다. 따라서 존치기간은 단순 시간 개념이 아니라 실제 발현된 강도를 기준으로 판정하는 것이 원칙이다.
Ⅲ. 존치기간 산정기준
① 수직 측면(기초·기둥·벽·보옆) : 압축강도 5MPa 이상 도달 시 해체 가능
② 평균기온별 존치일수표 : 20℃ 이상 2일, 10~20℃ 미만 4일 이상(보통포틀랜드시멘트 기준)
③ 슬래브·보 밑면(동바리) : 설계기준강도의 100% 도달이 원칙
④ 조기해체 특례 : 구조계산으로 안전성이 확인되고 2/3 이상 & 14MPa 이상이면 조기해체 가능
⑤ 한중·서중 보정 : 저온 시 강도발현이 지연되므로 존치일수를 별도 연장 관리
Ⅳ. 조기 탈형 시 문제점 및 대책
① 처짐·균열 : 자중·시공하중을 지지할 강도 미달 상태에서 하중을 받아 처짐·휨균열 발생 → 압축강도 시험 확인 후 해체
② 표면 박리·손상 : 초기 강도 부족 상태의 탈형은 모서리 파손·마감 품질 저하 유발 → 존치기간 준수 및 양생관리 강화
③ 국부 붕괴·안전사고 : 극단적 조기탈형은 슬래브·보의 급격한 처짐·붕괴로 이어짐 → 동바리 재설치(Reshoring)로 하중 재분산
④ 장기 처짐 누적 : 조기재하는 크리프에 의한 장기처짐을 가속 → 조기해체 시에도 구조계산상 허용처짐 범위 재검토
⑤ 품질관리 미흡 : 압축강도 확인 없이 육안·경험에 의존한 해체 관행 → 현장양생 공시체 병행 제작 및 비파괴시험(슈미트해머) 보조 확인
콘크리트는 재령 초기 강도발현 속도가 빠르나 이후 완만해지는 수화반응 곡선을 따르므로, 존치기간은 하중 지지에 필요한 최소 강도 확보 시점과 반드시 일치해야 한다. 특히 슬래브 처짐은 탄성처짐 외에 크리프에 의한 장기처짐이 추가되므로, 조기재하 시점의 강도뿐 아니라 이후 처짐 거동까지 구조계산에 반영해야 한다.
동절기 현장에서 압축강도 시험 없이 관행적인 존치일수만 적용해 거푸집을 해체했다가, 실제 양생온도 저하로 강도발현이 지연되어 슬래브 처짐·균열이 발생한 사례가 다수 보고된다. 이후 현장양생 공시체 강도 확인을 의무화하여 재발을 방지하고 있다.
Ⅴ. 맺음말
존치기간은 공정 단축을 이유로 임의 단축해서는 안 되며, 압축강도 확인을 전제로 한 관리체계가 필수이다. 향후에는 무선 매립센서를 이용한 실시간 강도추정(적산온도법)을 활용해 해체시점을 정량적으로 판단하는 스마트 양생관리로 발전시켜야 한다.
서술형예상거푸집 측압의 산정요소와 시공 시 안전대책에 대하여 설명하시오. (25점)
Ⅰ. 개요
거푸집 측압을 과소 산정하면 타설 중 거푸집이 터지는(Blow-out) 대형사고로 이어지므로, 정확한 산정과 시공 중 실시간 관리가 함께 이루어져야 한다.
Ⅱ. 측압의 발생원리
굳지 않은 콘크리트는 타설 직후 액체와 유사한 유동성을 가져 정수압적 거동을 보이며, 콘크리트 헤드(타설 높이)가 커질수록 측압이 증가하다가 응결이 시작되는 시점부터는 자립성이 생겨 측압 증가가 멈추고 특정 깊이 이상에서는 최대측압으로 포화되는 특성을 보인다.
Ⅲ. 측압 산정요소
① 콘크리트 헤드 : 타설 높이가 클수록 측압 증가(단, 응결 시작 후 포화)
② 타설속도 : 빠를수록 응결 전 콘크리트량이 누적되어 측압 증가
③ 콘크리트 온도 : 낮을수록 응결이 지연되어 측압 증가 기간이 길어짐
④ 슬럼프 : 유동성이 클수록 측압 증가
⑤ 다짐방법 : 진동다짐은 콘크리트를 액상에 가깝게 만들어 측압 증가
⑥ 철근량·단위중량 : 철근량이 적을수록, 단위중량이 클수록 측압 증가
Ⅳ. 시공 시 안전대책
① 구조계산 : 거푸집·동바리·폼타이를 최대측압에 대응하도록 설계, 적정 안전율 확보
② 폼타이 배치 : 세퍼레이터·타이 간격을 측압 분포(하부일수록 큼)에 맞춰 하부 밀집 배치
③ 타설속도 관리 : 레미콘 반입속도·타설 층 높이를 제어해 급격한 헤드 상승 방지
④ 실시간 점검 : 타설 중 거푸집 변형·누출 여부를 육안 감시, 이상 발견 시 즉시 타설 중지
⑤ 벽체 하부 보강 : 콘크리트 헤드가 집중되는 벽체 하부는 폼타이·수평재 추가 보강
⑥ 재료 관리 : 슬럼프·온도 관리로 측압을 설계 조건 범위 내로 통제
측압은 콘크리트가 액체상에서 고체상으로 전이되는 과정의 압력이므로, 이론상 정수압(γ·H)을 상한으로 하되 실제로는 응결 진행에 따라 이보다 작은 값으로 수렴한다. 표준시방서의 측압 산정식은 타설속도·온도를 변수로 하여 이 전이 과정을 근사적으로 반영한 것이다.
고층 벽체 타설 중 타설속도를 무리하게 높여 거푸집 하부의 폼타이 간격이 측압에 비해 부족했던 구간에서 거푸집이 터져 콘크리트가 유출된 사고사례가 보고된 바 있다. 이후 하부 집중구간 타이 간격 축소와 타설속도 제한이 표준 관리항목으로 반영되었다.
Ⅴ. 맺음말
측압은 시공조건에 따라 크게 변동하므로, 설계 단계의 여유율 확보와 시공 중 실시간 관리(타설속도·변형 감시)가 병행되어야 하며, 특히 벽체 하부와 같이 측압이 집중되는 구간의 보강 설계가 사고 예방의 핵심이다.
📚 출처·근거
- KCS 14 20 xx (콘크리트공사 표준시방서)
- KDS 14 20 xx (콘크리트구조 설계기준)
- KS F (콘크리트·골재 규격)
※ 본 정리는 위 기준을 바탕으로 학습용으로 재구성한 것으로, 세부 수치·조항은 최신 개정본 확인 필요. 예상문제 출처는 "예상"이며, 실제 출제 회차는 기출 수집(/crawl) 후 표기됩니다.