사면의 안정성은 구배, 높이, 흙의 내부마찰각으로 판단한다. 표고는 그 지점의 절대적 높이를 나타낼 뿐 사면의 안정 계산에 들어가는 변수가 아니므로 사면붕괴와 관계없는 인자로 가려낸다. 사면이 가장 위험한 때는 사면 속 수위가 급격히 내려갈 때이다. 간극수압이 빠르게 줄면서 유효응력이 급변해 전단강도가 떨어지기 때문이고, 수위가 서서히 내려가거나 건조한 상태는 위험도가 낮다.
흙이 벽체에 미치는 힘은 토압으로 정리된다. 크기는 수동토압이 가장 크고 정지토압, 주동토압의 순서이다. 벽체가 흙을 밀 때 생기는 수동토압이 저항력으로 가장 크고, 흙이 벽체를 밀어낼 때의 주동토압이 가장 작다. 흙막이 벽이 파괴하는 가장 큰 원인은 지반이 벽체를 미는 수평력인 측압이고, 지하수위 상승이나 불량한 토질은 측압을 키우는 간접 요인이다.
굴착면의 기울기는 지반의 단단한 정도에 따라 정한다. 지반이 단단할수록 더 가파른 기울기를 유지할 수 있고 무른 지반일수록 완만하게 깎아야 한다. 흙이 저절로 무너지지 않고 유지할 수 있는 최대 경사각이 안식각으로 자연경사각과 같은 뜻이며 흙의 내부마찰각과 관련이 깊다. 인력굴착에서 굴착면이 높아 계단식으로 굴착할 때 소단의 폭은 수평거리 2m 이상으로 두어 낙석 방지와 작업 공간을 확보한다.
연약지반의 안전대책은 구조물의 강성을 높이고 하중을 고르게 분산하는 것이다. 지상부를 길게 늘리는 방법은 모멘트를 키워 부등침하를 오히려 유발하므로 부적당하다. 터널 내부에서 화기나 아크를 쓰는 작업에는 초기 진압을 위한 소화설비를 법적으로 반드시 설치해야 한다.
공식 교재로 짚기
학습목표: 굴착 작업의 붕괴 예방을 위한 기울기 기준과 흙막이 지보공의 관리 항목을 설명할 수 있다.
지반 등의 굴착 시 기울기면 준수
NCS 학습모듈 2306010302 건설안전 관련 법령 적용 · 3-1. 건설안전 관련 제반 규정 실무 및 법령 현장 적용 확인
예제
사면 문제는 인자가 안정 계산에 들어가는지로 가린다. 구배·높이·내부마찰각은 핵심 변수이고 표고는 위치 정보일 뿐이다. 토압 순서는 수동, 정지, 주동의 크기 관계를 그대로 묻는다. 흙막이 파괴의 직접 원인은 측압이고 나머지는 간접 요인임을 구분해 고른다. 소단 폭은 2m, 안식각은 자연경사각과 동의어임을 묻는 수치·용어 문제도 나온다.
대표 기출 3문항
지반을 굴착할 때의 지반 종류에 따른 굴착면의 구배 기준 중 옳지 않은 것은?(2021년 11월 19일 개정된 규정 적용됨)
보통 흙의 습지는 1:1∼1:1.5
연암은 1:0.5
풍화암은 1:1.0
보통 흙의 건지는 1:0.5∼1:1
정답과 해설 보기
정답 ② · 지반 종류에 따른 굴착면의 구배 기준에서 옳지 않은 것을 찾는 문제이다. 굴착면 구배는 지반이 강할수록 가파르게, 연약할수록 완만하게 정해진다.
연암의 굴착면 구배는 1:0.5가 아닌 1:0.2 등 더 가파른 기준이 적용되므로 1:0.5는 틀린 설명이다.
붕괴 등에 의한 위험방지에 관한 기준으로 틀린 것은?
인근의 항타 작업으로 침하가 발생하여 구축물의 붕괴 위험이 예상될 경우 안전성평가를 실시한다.
갱내에서의 측벽의 붕괴에 의하여 근로자에게 위험을 미칠 우려가 있을 때에는 지보공을 설치한다.
높이가 2미터 이상인 장소로부터 물체를 투하하는 때에는 투하설비를 설치하거나 감시인을 배치한다.
작업으로 인하여 물체가 낙하 또는 비래할 위험이 있을 때에는 방호선반의 설치 등 필요한 조치를 취한다.
정답과 해설 보기
정답 ③ · 산업안전보건기준에 관한 규칙에 의거, 높이가 2미터 이상인 장소에서 물체를 투하할 때에는 투하설비를 설치하거나 감시인을 배치하여야 합니다. 그러나 근로자에게 위험을 미칠 우려가 있는 장소에서는 물체를 투하하여서는 안 된다고 명시되어 있으므로, 위험 예방 조치가 아닌 단순 투하 허용 조치로 서술된 이 문장은 개념상 옳지 않습니다.
위험 우려 시 물체 투하는 금지되므로, 투하설비 설치만 언급한 ③은 틀린 서술이다.
다음 중 굴착면의기울기 기준으로 옳지 않은 것은?(2021년 11월 19일 개정된 규정 적용됨)
풍화암 - 1 : 1.0
연 암 - 1 : 1.0
경 암 - 1: 1.0
건지 - 1: 0.5 ~ 1 : 1
정답과 해설 보기
정답 ③ · 지반 종류별 굴착면의 기울기 기준에서 옳지 않은 것을 고르는 문제이다. 굴착면 기울기 기준상 풍화암과 연암은 1:1.0, 건지는 1:0.5에서 1:1.0까지 허용된다.
굴착면 기울기는 지반 종류에 따라 다르며, 경암은 1:0.5~1:0.75이므로 1:1.0은 틀린 기준이다.