[서술] 거푸집 동바리 설계 시 구조검토 사항·고려하중및 설치 안전사항

건설안전기술사 · 서술형 (철근콘크리트공사)

거푸집 동바리 설계 시 구조검토 사항·고려하중
및 설치 안전사항

건설안전기술사 서술형  ·  배점 25점  ·  유형: 구조물 안전·파괴 분석형 (E)

1. 개요

거푸집은 굳지 않은 콘크리트가 소정의 형상·치수를 유지하며 적합한 강도에 도달하기까지 지지하는 가설구조물이며, 동바리는 타설된 콘크리트가 설계강도를 얻을 때까지 거푸집·장선·멍에를 적정 위치에 유지·지지하는 가설부재이다.

철근콘크리트 공사에서 거푸집·동바리의 붕괴 사고는 콘크리트 타설 중 하중의 편재·과다 또는 부실 조립에 의해 발생하며, 1회 사고당 다수 근로자가 매몰·사망하는 중대재해로 이어진다. 따라서 안전보건규칙 제330조~제339조, 건설기술진흥법 제62조(가설구조물 구조적 안전성 확인), KDS 21 50 00(거푸집·동바리 설계기준) 및 KOSHA Guide C-51에 따라 구조검토→조립도 작성→설치→감시의 체계적 안전관리가 필수적이다.

하중 산정

→

응력 해석

→

단면 검토

→

좌굴·처짐 검증

→

조립도 작성

→

전문가 확인

2. 거푸집·동바리 구조검토 체계 및 순서

건설기술진흥법 제62조 ⑪항 : 높이 5 m 이상 거푸집 동바리 등 가설구조물은 관계전문가(기술사)의 구조적 안전성 확인을 반드시 받아야 한다. 자체 구조검토는 인정되지 않는다.

3. 거푸집·동바리 설계 시 고려하중

① 고정하중 (콘크리트)

24 kN/㎥

보통 콘크리트 (철근 포함)
경량 1종 20 / 2종 17 kN/㎥

② 거푸집 자중

≥ 0.4 kN/㎡

특수 거푸집은 실중량 적용

③ 활하중 (작업하중)

≥ 2.5 kN/㎡

전동식 카트 사용 시 3.75 kN/㎡

④ 연직하중 합계

≥ 5.0 kN/㎡

전동식 카트 시 최소 6.25 kN/㎡

⑤ 수평하중

2% 또는 1.5 kN/m

고정하중의 2% 이상
또는 상단 수평 1.5 kN/m 중 大

⑥ 콘크리트 측압

P = W·H

최소 30Cw kN/㎡ 이상
최대 W·H 이하 (타설속도 고려)

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하중 구분	종류	산정 기준 및 수치	비고
연직하중	고정하중	RC : 24 kN/㎥, 거푸집 : ≥0.4 kN/㎡	콘크리트 자중 + 거푸집 자중
	활하중	일반 : ≥2.5 kN/㎡, 전동카트 : 3.75 kN/㎡ 합계 최소 5.0 kN/㎡	콘크리트 분배기 등 특수장비는 실하중
수평하중	충격·풍·지진	고정하중의 2% 이상 또는 상단 1.5 kN/m 중 大	가새 설치 검토 기준
콘크리트 측압	벽체 (타설속도≤2.1m/hr, H≤4.2m)	P = Cw·Cc·[7.2 + 785R/(T+18)] kN/㎡	최소 30Cw, 최대 W·H
	기둥 (평면 2m 이내)	P = Cw·Cc·[7.2 + 785R/(T+18)] 또는 전수압 W·H 중 小	타설높이·온도·혼화제 영향
편심·풍하중	옹벽형 거푸집	측면 수직투영면적당 ≥0.5 kN/㎡	도로상·인접 설치 시 별도 검토

* P : 측압(kN/㎡), W : 콘크리트 단위중량, H : 타설높이, R : 타설속도(m/hr), T : 타설 시 온도(℃)
* Cw : 단위중량계수, Cc : 화학첨가물 계수 KDS 21 50 00

4. 거푸집·동바리 설계 시 구조검토 사항

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4-1. 부재별 검토 항목 정리

검토 부재	검토 항목	판정 기준	관련 규정
거푸집 널	휨응력·처짐·변형	허용 휨응력 이하, 처짐 ≤ L/360	KDS 21 50 00 §2
장선·멍에	휨·전단·처짐	허용응력 이하, 처짐 ≤ L/360 (노출) / L/270 (비노출)	KCS 21 50 05
동바리 수직재	압축·좌굴	좌굴안전율 ≥ 2.0, 세장비 ≤ 제한값 H≥5 m : 3차원 구조해석	안전보건규칙 §330 KDS 21 50 00
가새·수평재	수평하중 저항	고정하중 2% 이상 또는 1.5 kN/m 이상 가새 기울기 ≤ 60°	KOSHA Guide C-51
지반·기초	지지력·침하	허용지지력 ≥ 작용하중, 깔판 두께 ≥ 45 mm 또는 콘크리트 타설 ≥ 100 mm	KDS 21 50 00 §2.1
하부 슬래브	다층 동바리 하중 전달	상부 타설 하중이 하부 슬래브 설계하중 초과 시 재령 콘크리트 강도로 안전성 확인	KDS 14 20 00

5. 거푸집·동바리 설치 시 안전사항

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5-1. 동바리 유형별 핵심 설치 수치기준

항목	파이프 서포트	시스템 동바리	강관틀 동바리
수평연결재 설치	H > 3.5 m → 2m마다	구조검토에 의해 결정	가로·세로 방향 직교 설치
이어서 사용	원칙 금지 (불가피시 2개 이하)	—	전용 연결철물 사용
U헤드 삽입	—	전체길이 1/3 이상 (고정형 ≥ 95mm)	단판 부착 후 고정
높이 제한	—	단변길이 × 3 이하	—
경사 바닥	고임재로 수평 확보, 미끄럼 방지 고정 안전보건규칙 §332
가새재 경사	단일부재 가새재 기울기 ≤ 60°, 바닥~상단 전구간 설치

6. 동바리 붕괴 원인 분석 및 재해사례

구분	주요 붕괴 원인	예방 핵심 대책
설계·계획 요인	하중 과소 산정, 측압 미검토 구조검토 없이 경험에 의존	KDS 21 50 00 준수, 기술사 확인 3차원 구조해석(H≥5m)
재료·자재 요인	부식·변형 부재 재사용 비인증 가설기자재 사용	사전 부재 점검, KS 인증품 사용 재사용 부재 별도 안전율
시공·조립 요인	조립도 미준수, 수직도 불량 이질부재 혼합, 수평재 미설치	조립도 현장 비치·준수 전용 철물 사용, 수직도 확인
관리·감시 요인	타설 중 감시자 미배치 편재하중, 충격하중 발생	작업책임자 상시 감시 타설 속도·순서 관리

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◆ 거푸집·동바리 붕괴 재해사례

1)

사고개요 : 2022.4. 서울 강남구 지상 20층 건축공사 현장, 전이보(Transfer Girder) 거푸집 동바리 붕괴 → 작업 근로자 3명 매몰·중상

2)

사고원인 : 전이보 하중(콘크리트 두께 1.5m)에 대한 하부 슬래브 안전성 미검토, 파이프 서포트 이음 과다(3단 연결)

3)

안전대책 :
  ① 전이보 등 두께 1m 이상 구조물 : 시스템 동바리 사용 및 하부구조 재령 강도 사전 검증
  ② 관계전문가(기술사) 구조 안전성 확인 후 착공 건기법 §62 ⑪

7. 결언

거푸집·동바리 붕괴는 콘크리트 타설 중 발생하는 대표적 중대재해로서, 구조검토 없는 경험적 시공과 비인증 부재의 무분별한 재사용이 주된 원인이다. 건설기술진흥법 제62조 ⑪항에 따른 관계전문가 확인 의무를 반드시 이행하고, KDS 21 50 00에 따른 연직·수평·측압 하중 체계를 정밀 산정한 조립도를 바탕으로 설치해야 한다.

나아가 IoT 센서 기반 실시간 변위·하중 모니터링 시스템을 동바리에 적용하여 타설 중 이상 감지 시 즉각 경보·대피 체계를 구축하는 Smart 안전관리가 선행되어야 하며, 관리자·근로자 대상 조립도 해독 및 이상징후 대처 역량을 높이는 안전문화 정착이 거푸집·동바리 사망사고 Zero 달성의 핵심임을 명심해야 한다.