시스템동바리 구조적 개념과 붕괴의 원인 방지대책

 시스템 동바리는 기존의 구조물의 층고가 높아지고 면적이 넓어지면서 이를 시공하는데 있어 구조적으로 더 안전한 시공방법의 대안으로 강관동바리의 구조적일체성을 더더욱 높히고 규격화 된 자재들을 만들어 시공성과 안전성을 더더욱 확보함을 목적으로 하였습니다.

 

동바리의 종류 및 특징

 우선 시스템 동바리의 배경을 보기 위해서는 동바리의 종류부터 한번 알아 보겠습니다. 우선 동바리는 그 목적부터가 지지 고정이 목적이었기때문에 처음에는 목재 동바리 부터 사용하지 않았을까 싶습니다. 아직도 작은현장에서는 목재로 지지고정하고 상부 고정도 그냥 철근 못으로 하는 경우가 많습니다.

 

 그러다가 목재 같은 경우 재사용하기에 조금 무리도 있고 하중을 견디기도 힘들고 하여 점차 규격화 된 강관 동바리로 이동하지 않았을까 싶습니다. 강관동바리의 특징이야 당연히 목재보다는 더더욱 강도가 확보되고, 이도 시스템동바리 보다는 규격화 되어 있지 않지만 V1 V2 등 강관 동바리의 규격이 나름 있습니다. 그래서 높이에 따라 사용을 하지요. 그런데 이 강관 동바리의 경우 층고가 좀 높다 싶은 경우에는 연결해서 사용하기가 참 곤란합니다. 

 

 층고가 좀 높다고 강관동바리를 연결해서 사용하려면 연결클램프를 사용하거나 해야하는데 현장에서 그냥 동바리 2개를 덧대어서 하는 경우가 많이 있습니다. 이를 사진으로 보여드리고 싶은데 현재 찾아봐도 없네요. 요즘은 그렇게 하는 현장이 많이 없어져서 겠지요. 아무튼 이러한 이유로 생겨난 동바리가 바로 시스템 동바리인 것 같습니다.

 

 시스템동바리의 경우 층고가 점차 높아지고 견뎌야 하는 하중도 많아지다 보니, 이의 구조적 안전성과 시공성 경제성을 모두 잡기 위해 고안되어진 동바리인 것 같습니다. 이는 우선 부재를 선 제작하여 현장에서 조립하여 사용하는 동바리라고 할 수 있겠습니다. 현재 현장에서 가장 많이 사용 되고 있는 그리고 추진 중인 동바리입니다.

 

시스템동바리의 구조적 개념

 위에서 말한 바와 같이 여러가지의 목적이 취합되어 만들어 진 것이 시스템 동바리라고 할 수 있습니다. 그렇다면 구조적 개념에 대해서 한번 알아 보겠습니다.

1. 구조적 일체와

 시스템 동바리의 구성은 1) 수직재  2) 수평재 3) U헤드 4) 잭베이스 5) 가새 등으로 구성되어 있습니다. 시스템 동바리는 이를 일체화하여 강성을 확보하게 되었습니다.

2. 가설동바리의 시스템화

 기존의 부재와 연결재 등등으로 구성되어 있는 부재를 단순화 하고, 규격화 하여 시공의 용이성을 확보하였고, 이로인하여 강성을 확보하게 되었습니다.

3. 집중하중에 의한 응력분산

 동바리의 주된 역할은 연직하중을 버텨야 하는 것입니다. 이에 시스템동바리는 집중하중에 의한 응력을 구조적으로 분산 시켰습니다. 이 응력의 분산역할을 담당하는 부재의 경우 수평연결재와 가새이지 않을까요? 이 두가지의 부재는 연직하중을 수평하중으로 분산 시킬 수 있는 역할을 합니다.

4. 구조검토에 의한 부재결정

 이는 조금 이해하기 어려울 수 있겠지만, 시스템 동바리의 경우 동바리 안전성 검토를 거쳐 이를 토대로 동바리를 시공하게 됩니다. 이 때문에 구조검토에서 산정하는 안전율에 따라 부재의 추가 여부를 결정하게 된다고 이해하면 될 것 같습니다.

 

시스템 동바리의 붕괴원인 

시스템 동바리뿐 아니라 거푸집 동바리의 경우의 주된 사고요인은 붕괴, 전도라고 할 수 있습니다. 이는 공사의 전 단계에서 부터 시공시 타설의 절차에 따라 여러가지 원인이 있습니다. 이를 한번 알아 볼까 합니다.

1. 시공의 전단계

우선 시공전에 시스템 동바리나 일반 동바리의 경우에도 위에서 언급한 것과 같이 구조검토가 먼저 이루어 져야 하겠습니다. 동바리 설계를 하지 않고 시공하는 경우 시공자에 따라 임의 시공을 하게 되고 이는 안전확보가 미흡하게 됩니다. 그렇게 되면 현장에서 다양한 변수에 적응하지 못하게 붕괴 사고가 일어나게 됩니다. 또한 동바리의 시공시 부재의 인증확인을 하지 않은 경우 부재의 변형, 부식이 발생하여 붕괴 연쇄 반응이 일어나게 됩니다. 동바리 하나정도 라고 생각 할 수 있지만 현장에서 잡는 안전율의 경우는 대부분 최소로 잡기때문에 하나하나가 중요하다고 보아야 합니다. 추가적으로 동바리를 설치하는 지반이나, 구조물의 상태를 확인해야겠죠.

2. 시공시 단계

 시공 전의 모든 사항이 적정하게 이루어 졌다고 해도, 이 설계에 따라 시공이 이루어 지지않거나, 수직도를 유지 하지 않고 깔판을 2단계 이상으로 시공하거나, 수평연결재의 누락,  U헤드 부분의 쐐기를 설치 하지 않은 경우 등의 원인으로 시스템 동바리는 붕괴 사고가 발생할 수 있습니다.

3. 타설의 단계

 콘크리트 타설시 우리는 시스템 동바리의 상태를 다시 한번 확인해야 합니다. 타설시 거푸집의 연결상태를 확인하여야 하며 동바리의 수직도를 다시한번 확인해야 합니다. 시스템동바리의 붕괴사고의 발생시기는 대부분이 콘크리트의 타설시 발생하는 경우가 많기 때문입니다.

 

시스템동바리 붕괴 방지대책

 붕괴의 방지대책으로는 관리적 사항의 대책과 기술적 사항의 대책으로 나누어 정리대보도록 하겠습니다. 

1. 관리적 사항

 시스템 동바리의 붕괴를 예방하기 위해서는 설계단계에서부터 안전성을 확보해야합니다. 이의 근거로는 가설구조물의 안전성검토의 대상이 되거나, 이 외적으로도 동바리 설계도를 선 작성해야 함이 있습니다. 또한 설계를 안전하게 했다고 해서 안전성이 확보되는 것이 아니므로, 이 설계에 따라서 준수하며 시공을 하고 있음을 확인해야 합니다. 관리감독자는 설계기준에 준수하여 시스템 동바리를 시공하여야 하며, 혹 악천우의 경우가 발생하는 경우 시스템 동바리의 설치 작업을 중지시켜야 합니다. 또한 타설시에도 거푸집의 상태나 동바리의 수직도를 항시 확인해야 하며 이상의 발견시 중지시키고, 이를 보완후 다시 작업을 재개하여야 합니다.

 

2. 기술적 사항

 시스템 동바리의 경우 기존의 동바리의 구조적 안전성을 최대한 반영하여 안전성을 확보했다고 하지만 이를 시공시의 기준을 준수하지 않으면 사고의 위험성은 더 높아진다고 볼 수 있습니다. 시공시 수평연결재와 가새의 일체화를 통하여 하중과 응력을 분산시켰다고 볼 수 있지만 이 부재의 누락의 경우는 붕괴 사고의 위험에 그대로 노출 될 수 있습니다. 또한 콘크리트의 타설시 분산타설을 실시하여 집중하중을 최대한 줄여야 하며, 콘크리트의 측압을 줄일 수 있는 방법을 고안하여 거푸집 동바리에 주는 하중을 줄여야 합니다.

 

콘크리트 타설시 근로자 안전수칙

 위에서 언급했던 것과 마찬가지로 시스템 동바리의 붕괴의 주요 시기는 콘크리트 타설 단계입니다. 이에 따라 근로자는 콘크리트 타설시 안전수칙을 준수해야 합니다. 콘크리트의 타설시 붕괴 외 다른 발생 사고의 유형에 가장 많이 발생하는 사고는 추락이라고 볼 수 있습니다. 타설시 펌프카를 조종하는 운전자의 경우 컨트롤러를 가지고 자바라를 끌고 다니며 타설을 하는 경우가 대부분입니다. 이에 단부에 위험이 노출 되고, 불안전한 행동이 같이 이루어 지는 경우 추락의 사고가 발생하게 됩니다. 이에 근로자들은 타설전 단부의 위치를 파악하고 안전시설을 설치하는 등 안전을 확보해야합니다. 또한 콘크리트 타설의 경우 시멘트 분진이 발생하여 근로자의 보건상의 위험이 노출되므로 마스크를 착용하는등 안전보호구를 착용하여야 합니다.