신입 건축기사 주목! 동바리 및 거푸집 공사 마스터하는 법

건축 시공에서 콘크리트 구조물의 형성과 안전성을 확보하기 위해 반드시 필요한 공정이 바로 동바리(Shoring) 와 거푸집(Formwork) 공사입니다. 이 두 공정은 구조체가 완성되기 전 임시로 설치되지만, 전체 구조물의 품질과 안정성, 공정 기간, 나아가 건축물의 수명에까지 영향을 미치는 핵심 작업입니다.

특히 신입 건축기사나 시공관리자가 현장에서 실무를 익힐 때 가장 먼저 정확히 이해하고 숙지해야 할 분야이기도 합니다. 본 글에서는 동바리와 거푸집의 개념, 주요 유형, 해체 기준, 실무 적용 시 유의사항을 중심으로 상세히 설명하고, 최신 시공 기술 동향까지 함께 정리합니다.

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1. 동바리 공사의 개념과 핵심 역할

동바리는 콘크리트 타설 시 하중을 임시로 지탱하기 위해 설치하는 구조물로, 거푸집을 안정적으로 받쳐주는 지지대 역할을 수행합니다. 콘크리트는 타설 후 일정 시간이 지나야 강도를 가지므로, 그 전까지 동바리가 하중을 지탱하지 않으면 구조물이 변형되거나 붕괴될 수 있습니다.

동바리 공사의 주요 기능은 다음과 같습니다:

• 콘크리트 타설 하중 지지
• 거푸집의 수평 및 수직 정렬 유지
• 시공 중 진동, 기후 변화에 대한 안정성 확보
• 구조물 형상 유지 및 균열 방지

적절한 동바리 설치는 구조물 품질을 확보하는 첫걸음이며, 잘못된 시공은 곧바로 재시공이나 붕괴 사고로 이어질 수 있기 때문에 세심한 설계와 시공 관리가 필수입니다.

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2. 동바리의 주요 유형 및 해체 기준

동바리는 구조물의 형태, 하중, 시공 속도 등에 따라 다양한 방식으로 적용되며, 대표적인 유형은 다음과 같습니다:

• 강재 동바리: 강철재로 구성된 고강도 구조물. 재사용 가능성이 높고 대형 구조물에 적합
• 목재 동바리: 비용이 낮고 가공이 쉬우나, 반복 사용이 어렵고 강도가 낮음
• 시스템 동바리: 조립식 구조로 현장 설치가 빠르고 정밀도 높은 작업에 적합
• 이동식 동바리: 공장에서 사전 제작 후 현장 조립. 반복 공정에 유리하고 공기 단축에 기여

해체 기준은 일반적으로 콘크리트의 강도에 따라 결정되며:

• 수직 부재(기둥, 벽): 설계 강도의 100% 도달 시 해체 가능
• 수평 부재(슬래브, 보): 설계 강도의 70~80% 도달 시 해체 가능

정확한 콘크리트 강도 측정 및 구조안전진단을 통해 적정 시점을 결정해야 하며, 조기 해체 시 구조물 손상이 발생할 수 있으므로 주의가 필요합니다.

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3. 거푸집 공사의 개념과 설계 전략

거푸집은 콘크리트 구조물을 계획된 형태로 제작하기 위해 설치되는 틀로, 시공 후 해체되는 임시 구조물입니다. 거푸집의 정밀도, 강도, 설치 방법은 최종 구조물의 품질에 직결되며, 공기 단축과 공사비 절감에도 큰 영향을 미칩니다.

대표적인 거푸집 유형은 다음과 같습니다:

• 합판 거푸집: 목재로 제작, 경제적이나 내구성 낮음
• 알루미늄 거푸집: 경량 고강도, 반복 사용 가능, 고층 및 반복형 구조물에 적합
• 플라스틱 거푸집: 내구성 높고 내수성 우수, 주택·상업 건축에 활용
• 강재 거푸집: 정밀 시공에 유리, 대형 구조물에 적합하나 무거움
• 갱폼(Gang Form): 대형 패널화된 구조로, 고층 및 대면적 작업에 효율적

거푸집 해체 기준도 콘크리트 강도에 따라 적용되며:

• 수직 거푸집: 설계 강도의 50~60% 도달 시 해체 가능
• 수평 거푸집: 설계 강도의 70~80% 도달 시 해체 가능

거푸집 해체 전에는 반드시 현장 시험 결과를 토대로 안전 여부를 확인해야 하며, 불균형 해체로 인한 전도, 처짐을 방지해야 합니다.

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4. 시공 품질 확보를 위한 관리 포인트

동바리와 거푸집 공사의 품질 관리는 시공 전, 시공 중, 해체 단계로 나누어 다음과 같은 점들을 점검해야 합니다:

• 시공 전: 설계도면과 시방서 검토, 재료 규격 확인, 시공 순서 계획
• 시공 중: 수직도, 수평도, 부재 간격, 연결부 상태 점검 / 기상 변화 대응
• 해체 전: 콘크리트 강도 확인, 해체 순서 계획, 인접 구조물 보호 조치
• 재사용 여부 판단: 손상 여부 점검 후 재사용 여부 판단

특히 반복 현장에서는 작업자 숙련도 향상, 자재 표준화, 공정 최적화를 통해 공사비 절감과 품질 향상이 가능합니다.

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5. 동바리 및 거푸집 시공 실패 사례와 원인 분석

현장에서 발생한 동바리 및 거푸집 시공 실패 사례는 대부분 잘못된 설치, 조기 해체, 자재 품질 미달, 작업자 실수 등으로 인해 발생합니다. 다음은 대표적인 사례와 원인을 정리한 내용입니다:

• 사례 1: 슬래브 붕괴 사고
  • 원인: 타설 중 과도한 하중 집중, 동바리 하부 고정 미흡
  • 교훈: 하중 분산 계획 수립 및 하부 지지 상태 사전 점검 필수
• 사례 2: 거푸집 틀 벌어짐 현상
  • 원인: 횡압 계산 미흡, 체결 불량
  • 교훈: 콘크리트 압력에 대한 정확한 구조 설계 필요
• 사례 3: 해체 중 전도 사고
  • 원인: 해체 순서 미준수, 주변 구조물 보호 미흡
  • 교훈: 작업 전 해체 계획 수립 및 감리자 승인 절차 이행 필요

이러한 사례는 정기적인 안전 교육과 감리자의 현장 확인을 통해 예방 가능하며, 특히 구조적 판단 없이 조기 해체하거나 설계도를 무시한 시공은 반드시 지양해야 합니다.

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6. 스마트 센서를 활용한 하중 관리 시스템 적용 방법

최근에는 시공 안전성과 정밀도를 확보하기 위해 IoT 기반 스마트 센서를 활용한 하중 관리 시스템이 도입되고 있습니다. 해당 기술은 실시간 데이터 수집과 분석을 통해 구조물의 안정 상태를 예측하고, 시공 중 위험 요소를 사전에 차단할 수 있습니다.

• 센서 설치 위치: 주요 하중 지점(슬래브 중심, 보 양 끝, 기둥 접합부 등)
• 측정 항목: 하중, 진동, 기울기, 응력 분포 등
• 데이터 수집 장비: 무선 송수신기, 클라우드 기반 데이터 서버 연동
• 알림 시스템: 기준 초과 시 관리자에 실시간 경고 전송

스마트 센서는 반복 작업이 많은 고층 공사, 대형 현장에 특히 유용하며, 품질관리 문서화와 시공 데이터 기록에도 기여할 수 있어 향후 필수 시스템으로 자리잡고 있습니다.

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7. 국내외 최신 갱폼 및 시스템 폼 적용 사례 비교

전통적인 목재 거푸집에서 벗어나, 국내외 건설 현장에서는 갱폼과 시스템 폼이 주류로 자리잡고 있습니다. 특히 대형 건물, 고층 아파트, 상업시설에서 효율성과 정밀도를 확보하기 위해 채택되고 있습니다.

• 국내 사례: 서울 마곡지구 대단지 아파트 현장
  • 적용 폼: 알루미늄 갱폼
  • 특징: 반복형 평면 구조에 적합, 시공 속도 향상, 인력 절감
• 해외 사례: 싱가포르 공공주택 BTO 프로젝트
  • 적용 폼: 경량 알루미늄 + 플라스틱 하이브리드 갱폼
  • 특징: 친환경 자재 사용, 인건비 절감, 기계화 시공과 병행
• 공통 장점: 고속 시공, 고품질 마감, 폐기물 감소
• 고려 요소: 초기 비용, 조립 숙련도, 현장 구조와의 적합성

이처럼 폼워크 시스템의 선택은 단순한 자재 선정이 아닌, 시공 전략의 일부로 접근되어야 하며, 구조적 안정성과 시공 효율성을 동시에 확보할 수 있는 기술을 선택하는 것이 중요합니다.

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8. 마무리

동바리 및 거푸집 공사는 건축물의 구조적 안전과 형태 정밀성을 확보하는 데 핵심적인 역할을 하며, 초기 시공 품질이 전체 공사의 완성도를 좌우합니다. 단순히 임시 구조로만 인식할 것이 아니라, 구조 계획과 시공 전략에 있어 반드시 설계와 관리가 수반되어야 하는 주요 공정입니다.

최근에는 알루미늄 갱폼, 스마트 센서 기반 하중 모니터링 시스템 등 다양한 첨단 기술이 적용되면서 시공의 정밀도와 안전성, 경제성을 함께 확보할 수 있는 환경이 조성되고 있습니다. 앞으로도 동바리와 거푸집 공사는 더 정교하고 지속 가능한 방향으로 발전해 나갈 것입니다.