토목기사 실기 빈출 문제집 21

문제 1 건설기계 작업량 및 장비 조합

백호의 버킷 공칭용량은 0.80 m³, 채움계수는 0.90, 느슨한 토량을 자연상태로 바꾸는 환산계수는 0.80, 순사이클시간은 30초, 작업효율은 0.75이다. 덤프트럭은 1회에 느슨한 흙 7.20 m³를 싣는다. 운반거리는 편도 3.20 km, 적재주행속도 24 km/h, 공차귀환속도 32 km/h, 흙부리기 1.5분, 정렬·대기 0.5분이고 트럭 작업효율은 0.90이다. 트럭 한 대의 적재시간은 버킷 10회로 계산한다. (1) 백호의 시간당 자연상태 작업량, (2) 트럭 한 대의 시간당 자연상태 운반량, (3) 백호 한 대에 필요한 최소 트럭 대수와 조합 작업량을 구하시오.

건설기계 작업량 및 장비 조합의 독립 학습문제 입력 도식 — 1번 문제 도식

정답·해설 보기

모범답안

(1) 백호 51.84 m³/h, (2) 트럭 1대 14.81 m³/h, (3) 4대이며 조합 작업량은 51.84 m³/h이다.

채점 핵심

백호 51.84 m³/h
트럭 자연상태 적재량 5.76 m³/회
트럭 사이클시간 21.0분
트럭 1대 14.81 m³/h
필요 트럭 4대·조합 51.84 m³/h

건설기계 작업량 및 장비 조합의 계산·판정 과정을 정리한 풀이도 — 1번 정답·풀이 도식

해설

백호는 0.80×0.90×0.80×(3600/30)×0.75=51.84 m³/h이다. 트럭 1회의 자연상태 토량은 7.20×0.80=5.76 m³, 사이클은 적재 5분+적재주행 8분+투하 1.5분+귀환 6분+대기 0.5분=21분이다. 따라서 트럭은 5.76×60/21×0.90=14.81 m³/h, 필요 대수는 ceil(51.84/14.81)=4대다. 4대 능력은 59.25 m³/h이므로 백호가 병목이고 조합량은 51.84 m³/h이다.

현행 주의 장비 카탈로그값이나 임의 효율을 보충하지 말고 문제에 주어진 용량, 사이클시간, 작업효율, 토량환산계수, 운반거리와 단위를 그대로 사용한다. 장비 조합은 병목 공정 기준으로 검산한다.

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현행 공식 근거 토목기사 종목상세 및 출제기준 KCS 11 20 10 깎기 KCS 11 20 15 터파기 KCS 11 20 20 쌓기 산업안전보건기준에 관한 규칙

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문제 2 네트워크 공정의 비용·공기 최적화

AON 공정의 활동은 A(선행 없음, 정상 4일·20만원, 특급 3일·26만원), B(없음, 6일·30만원, 5일·37만원), C(A, 7일·35만원, 5일·51만원), D(B, 4일·20만원, 3일·29만원), G(C·D, 4일·25만원, 3일·30만원)이다. (1) 정상 총공기와 주공정선, (2) 총공기를 3일 단축하는 최소비용 순서, (3) 추가 직접비와 단축 후 총 직접비를 구하시오. 활동기간은 정수 일수로만 단축한다.

네트워크 공정의 비용·공기 최적화의 독립 학습문제 입력 도식 — 2번 문제 도식

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모범답안

정상 총공기 15일, 주공정선 A-C-G. 단축은 G 1일 → A 1일 → B와 C를 각각 1일 동시 단축한다. 추가 직접비 26만원, 단축 후 총 직접비 156만원이다.

채점 핵심

정상 총공기 15일
주공정선 A-C-G
비용구배 A6·B7·C8·D9·G5만원/일
단축순서 G→A→(B+C)
추가비 26만원·총 직접비 156만원

네트워크 공정의 비용·공기 최적화의 계산·판정 과정을 정리한 풀이도 — 2번 정답·풀이 도식

해설

정상 경로는 A-C-G=15일, B-D-G=14일이다. 비용구배는 A 6, B 7, C 8, D 9, G 5만원/일이다. 공통활동 G를 1일 줄이면 14/13일, A를 1일 줄이면 두 경로가 13/13일이 된다. 마지막 1일은 두 임계경로를 함께 줄여야 하므로 B와 C를 동시에 1일 단축한다. 추가비는 5+6+7+8=26만원, 정상 직접비 130만원을 더한 합계는 156만원이다.

현행 주의 선후행 관계, 더미 활동, 정상·특급 공기와 비용, 비용구배 단위, 간접비 포함 여부, 목표 공기를 문제문에서 확정한다. 임계경로는 매 단축 단계마다 다시 계산한다.

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현행 공식 근거 토목기사 종목상세 및 출제기준

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문제 3 콘크리트 배합강도 및 표준편차 보정

설계기준압축강도 fck=30 MPa인 콘크리트의 동일 조건 시험 22회에서 표준편차 s=4.20 MPa를 얻었다. 표준편차 보정계수는 20회 1.08, 25회 1.03이며 직선보간한다. 이 학습문제에서 배합강도 후보는 fcr1=fck+1.34sc, fcr2=fck+2.33sc-3.5 MPa이고 큰 값을 채택한다. 보정 표준편차 sc와 배합강도 fcr을 구하시오.

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모범답안

보정계수 1.06, 보정 표준편차 sc=4.45 MPa, fcr1=35.97 MPa, fcr2=36.87 MPa이므로 배합강도는 36.87 MPa이다.

채점 핵심

보정계수 1.06
보정 표준편차 4.45 MPa
후보 1은 35.97 MPa
후보 2는 36.87 MPa
배합강도 36.87 MPa

콘크리트 배합강도 및 표준편차 보정의 계산·판정 과정을 정리한 풀이도 — 3번 정답·풀이 도식

해설

22회는 20회에서 25회까지 거리의 2/5이므로 보정계수는 1.08-(2/5)(1.08-1.03)=1.06이다. sc=4.20×1.06=4.452 MPa이다. 두 식에 대입하면 35.96568 MPa와 36.87316 MPa이므로 큰 값 36.87 MPa를 채택한다.

현행 주의 설계기준압축강도, 표준편차, 표본수, 보정계수, 시험횟수 부족 조건을 구분한다. 과거 문제에 보정계수나 판단표가 주어졌다면 그 값을 우선하며 현행 KCS 식과 섞지 않는다.

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현행 공식 근거 토목기사 종목상세 및 출제기준 KCS 14 20 10 일반콘크리트 KDS 14 20 01 콘크리트구조 설계(강도설계법) 일반사항 건설기술 진흥법 시행령

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문제 4 철근콘크리트 구조물 복합 물량산출

길이 8.00 m인 철근콘크리트 벽체가 있다. 저판은 폭 3.00 m, 두께 0.40 m이고 벽체는 두께 0.30 m, 저판 상면부터 높이 2.60 m이다. (1) 콘크리트량, (2) 마구리면·저판 상면·바닥면을 제외하고 저판의 양쪽 긴 측면과 벽체 양면에 설치하는 거푸집량을 구하시오. (3) 벽체 수직철근 V1은 D16을 양면에 200 mm 간격으로 배치하며, 양 끝 철근을 포함한다. 철근 1본 길이는 저판 정착을 포함해 3.00 m, D16 단위중량은 1.58 kg/m이다. V1 총본수·총길이·총중량을 구하시오. 이음과 할증은 무시한다.

철근콘크리트 구조물 복합 물량산출의 독립 학습문제 입력 도식 — 4번 문제 도식

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모범답안

콘크리트량 15.84 m³, 거푸집량 48.00 m², V1은 82본·246.00 m·388.68 kg이다.

채점 핵심

콘크리트량 15.84 m³
거푸집량 48.00 m²
V1 82본
V1 총길이 246.00 m
V1 총중량 388.68 kg

철근콘크리트 구조물 복합 물량산출의 계산·판정 과정을 정리한 풀이도 — 4번 정답·풀이 도식

해설

저판 체적은 3.00×0.40×8.00=9.60 m³, 벽체는 0.30×2.60×8.00=6.24 m³이므로 합계 15.84 m³이다. 거푸집은 저판 긴 측면 2×8×0.40=6.40 m²와 벽체 양면 2×8×2.60=41.60 m²로 합계 48.00 m²다. 철근은 면당 8/0.2+1=41본, 양면 82본이다. 길이 246 m에 1.58 kg/m를 곱하면 388.68 kg이다.

현행 주의 문제 도면의 치수, 개구부·중복부 공제, 거푸집 접촉면, 철근 길이·본수·겹침·정착, 단위중량 조건을 먼저 표로 고정한다. 결손 치수나 공제 규칙을 KCS에서 임의 보충하지 않는다.

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현행 공식 근거 토목기사 종목상세 및 출제기준 KDS 14 20 01 콘크리트구조 설계(강도설계법) 일반사항 KCS 14 20 10 일반콘크리트 KCS 14 20 11 철근공사 KCS 14 20 12 거푸집 및 동바리 건설기술 진흥법 시행령

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문제 5 Terzaghi 얕은기초 지지력

폭 B=2.00 m인 연속기초가 지표 아래 Df=1.20 m에 놓인다. 지반은 c=20 kPa, φ에 대응하는 지지력계수는 Nc=17.7, Nq=7.4, Nγ=5.0이다. 지하수위는 기초저면과 일치하며 지하수위 위 습윤단위중량 γ=18 kN/m³, 저면 아래 수중단위중량 γ'=10 kN/m³이다. Terzaghi 연속기초식 qu=cNc+qNq+0.5γ'BNγ, q=γDf를 사용한다. 안전율 3일 때 총 극한지지력 qu, 총 허용지지력 qa=qu/3, 순 허용지지력 qna=(qu-q)/3을 구하시오.

Terzaghi 얕은기초 지지력의 독립 학습문제 입력 도식 — 5번 문제 도식

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모범답안

q=21.60 kPa, qu=563.84 kPa, qa=187.95 kPa, qna=180.75 kPa이다.

채점 핵심

상재압 q=21.60 kPa
점착력항 354.00 kPa
상재압항 159.84 kPa·단위중량항 50.00 kPa
총 극한지지력 563.84 kPa
총 허용 187.95 kPa·순 허용 180.75 kPa

Terzaghi 얕은기초 지지력의 계산·판정 과정을 정리한 풀이도 — 5번 정답·풀이 도식

해설

상재압은 18×1.20=21.60 kPa이다. 세 항은 20×17.7=354.00, 21.60×7.4=159.84, 0.5×10×2×5=50.00 kPa이다. 합계 qu=563.84 kPa, 총 허용은 563.84/3=187.95 kPa, 순 허용은 (563.84-21.60)/3=180.75 kPa이다.

현행 주의 Nc·Nq·Nγ, 형상·깊이·경사계수, 지하수위 보정, 순·총 극한지지력, 허용지지력과 안전율의 위치를 문제 조건에 맞춘다. 고전 교육식을 현행 설계기준 전체와 동일하다고 표현하지 않는다.

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현행 공식 근거 토목기사 종목상세 및 출제기준 KDS 11 50 05 얕은기초 설계기준(일반설계법) KCS 11 50 05 얕은기초 산업안전보건기준에 관한 규칙

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문제 6 주동토압 합력 및 분포

높이 H=6.00 m인 매끈한 수직옹벽 뒤에 c=0, φ=30°, γ=18 kN/m³인 건조 사질토가 수평으로 채워져 있고 지표에는 q=20 kPa의 등분포 상재하중이 작용한다. Rankine 식 Ka=(1-sinφ)/(1+sinφ)를 사용하여 (1) Ka, (2) 흙 자중분과 상재하중분의 주동토압 합력, (3) 전체 합력과 저면에서의 작용높이를 구하시오.

정답·해설 보기

모범답안

Ka=1/3, 흙 자중분 108.00 kN/m, 상재분 40.00 kN/m, 전체 148.00 kN/m, 작용높이 2.27 m이다.

채점 핵심

Ka=1/3
흙 자중분 108.00 kN/m
상재하중분 40.00 kN/m
전체 합력 148.00 kN/m
저면에서 작용높이 2.27 m

주동토압 합력 및 분포의 계산·판정 과정을 정리한 풀이도 — 6번 정답·풀이 도식

해설

sin30°=0.5이므로 Ka=0.5/1.5=1/3이다. 자중 토압의 저면강도는 KaγH=36 kPa, 삼각형 합력은 0.5×36×6=108 kN/m이고 H/3=2 m에 작용한다. 상재 토압은 Kaq=6.667 kPa의 직사각형으로 40 kN/m이며 H/2=3 m에 작용한다. 전체 합력은 148 kN/m, 저면 모멘트는 108×2+40×3=336 kN·m/m이므로 높이는 336/148=2.27 m이다.

현행 주의 주동·수동·정지토압, 벽면마찰, 뒤채움 경사, 지하수, 상재하중, 지진조건, 영구·가설 구조 여부를 분리한다. 과거 문제의 매끈한 벽·수평 뒤채움 같은 가정이 현행 모든 설계상황의 기본값이라고 일반화하지 않는다.

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현행 공식 근거 토목기사 종목상세 및 출제기준 KDS 11 80 05 콘크리트옹벽 KCS 11 80 05 콘크리트옹벽공사 산업안전보건기준에 관한 규칙

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문제 7 PSC 교량 가설공법

다음 PSC 교량 가설 상황에 가장 알맞은 공법명을 각각 쓰시오. (가) 교각을 중심으로 좌우 세그먼트를 번갈아 연결해 균형을 유지하며 경간 중앙으로 진행한다. (나) 교대 뒤 고정 제작장에서 상부구조를 반복 제작하고 완성된 부분을 교축방향으로 밀어 낸다. (다) 교각 위를 이동하는 대형 지지설비로 현장타설 거더를 한 경간씩 시공한다. (라) 공장에서 만든 세그먼트를 운반해 가설거더로 순차 거치한다.

정답·해설 보기

모범답안

(가) FCM, (나) ILM, (다) MSS, (라) PSM이다.

채점 핵심

(가) FCM
(나) ILM
(다) MSS
(라) PSM

PSC 교량 가설공법의 계산·판정 과정을 정리한 풀이도 — 7번 정답·풀이 도식

해설

교각 중심의 좌우 균형 캔틸레버는 FCM, 교대 뒤 제작장과 종방향 압출은 ILM, 이동식 지지설비로 경간별 현장타설하는 방식은 MSS, 프리캐스트 세그먼트를 운반·거치하는 방식은 PSM이다. 공법명보다 먼저 제작장 위치, 현장타설 여부, 진행방향, 전용장비를 읽으면 혼동이 줄어든다.

현행 주의 공법명만 외우지 말고 현장타설·프리캐스트, 교각 대칭 진행, 제작장 압출, 이동식 동바리, 세그먼트 운반·거치의 차이를 구분한다. 현행 보충에서는 시공단계 하중, 처짐·선형, 재령, 폐합, 긴장 순서를 별도 검토한다.

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현행 공식 근거 토목기사 종목상세 및 출제기준 KDS 14 20 62 프리캐스트 콘크리트구조 설계기준 KCS 24 11 05 콘크리트구조(한계상태설계법)

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문제 8 1차 압밀침하량 산정

두께 H=5.00 m인 정규압밀 점토층의 초기간극비 e0=0.90, 압축지수 Cc=0.30이다. 층 중앙의 초기유효연직응력은 100 kPa이고 넓은 성토로 인한 응력증가량은 80 kPa이다. 일차 압밀침하식 S=CcH/(1+e0)·log10[(σ'0+Δσ')/σ'0]을 사용하여 최종 일차압밀침하량을 m와 mm로 구하시오.

정답·해설 보기

모범답안

최종유효응력 180 kPa, 일차압밀침하량 S=0.2015 m≈202 mm이다.

채점 핵심

최종유효응력 180 kPa
계수 CcH/(1+e0)=0.7895 m
응력비 로그 log10(1.8)=0.2553
침하량 0.2015 m
침하량 약 202 mm

1차 압밀침하량 산정의 계산·판정 과정을 정리한 풀이도 — 8번 정답·풀이 도식

해설

최종유효응력은 100+80=180 kPa이다. 침하계수는 0.30×5/(1+0.90)=0.7894737 m, 로그항은 log10(1.8)=0.2552725다. 곱은 0.2015309 m이며 mm로는 201.53 mm이므로 약 202 mm다.

현행 주의 정규·과압밀 구분, 초기간극비 e0, 압축지수 Cc와 재압축지수 Cr, 층두께, 초기유효응력, 응력증가량, 로그 밑, 다층 합산과 지하수 영향을 확인한다. 현행 검토에서는 즉시·일차압밀·이차압축 침하의 포함 여부와 연약지반 계측도 따로 검토한다.

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현행 공식 근거 토목기사 종목상세 및 출제기준 KDS 11 30 05 연약지반 설계 일반 KDS 11 50 05 얕은기초 설계기준(일반설계법)

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문제 9 토량상태 변환 및 배분

성토에 필요한 다져진 토량은 13,000 m³이다. 현장 A에서 자연상태 흙 12,000 m³를 먼저 사용하고, 부족분은 야적장 B의 느슨한 흙 4,500 m³에서 공급한다. 두 흙의 토량변화율은 L=1.25, C=0.90으로 같고 L=Vl/Vn, C=Vc/Vn이다. (1) A가 공급하는 다져진 토량, (2) B에서 사용해야 하는 느슨한 토량, (3) B에 남는 느슨한 토량과 그 자연상태 환산량을 구하시오.

정답·해설 보기

모범답안

A 공급량 10,800 m³, B 필요 다짐량 2,200 m³, B 사용 느슨한 토량 3,055.56 m³, 잔량 1,444.44 m³(자연상태 1,155.56 m³)이다.

채점 핵심

A 다짐토 10,800 m³
B 필요 다짐토 2,200 m³
B 사용 느슨한 토량 3,055.56 m³
B 잔여 느슨한 토량 1,444.44 m³
B 잔여 자연상태 토량 1,155.56 m³

토량상태 변환 및 배분의 계산·판정 과정을 정리한 풀이도 — 9번 정답·풀이 도식

해설

A의 다짐토는 12,000×0.90=10,800 m³이고 부족량은 2,200 m³이다. B에서 필요한 자연상태 토량은 2,200/0.90=2,444.44 m³, 느슨한 토량은 여기에 1.25를 곱한 3,055.56 m³다. B 잔량은 4,500-3,055.56=1,444.44 m³이며 자연상태로 나누면 1,155.56 m³다. 전체 B 자연토 3,600 m³ 중 사용 2,444.44, 잔여 1,155.56으로 보존된다.

현행 주의 자연상태·느슨한 상태·다져진 상태 중 기준 분모를 먼저 표시하고 L과 C 정의, 절토·성토 방향, 토량보존, 잉여·부족량과 운반 기준을 검산한다. 문제에 없는 계수를 임의로 보충하지 않는다.

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현행 공식 근거 토목기사 종목상세 및 출제기준 KCS 11 20 10 깎기 KCS 11 20 15 터파기 KCS 11 20 20 쌓기 산업안전보건기준에 관한 규칙

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문제 10 격자점 표고 가중법 토공량

10 m×10 m 정사각 격자 4개로 이루어진 20 m×20 m 부지를 수평 계획고 EL.100.00 m로 정지한다. 위쪽 행부터 각 격자점의 기존 지반고는 [101.20, 100.00, 99.40], [100.80, 100.00, 99.20], [100.40, 100.00, 99.00] m이다. 각 셀 체적은 네 꼭짓점의 절·성고 평균×셀 면적으로 계산하며 절토는 양(+), 성토는 음(-)으로 둔다. (1) 셀별 체적, (2) 총절토량과 총성토량, (3) 순토량을 구하시오.

격자점 표고 가중법 토공량의 독립 학습문제 입력 도식 — 10번 문제 도식

정답·해설 보기

모범답안

셀별 체적은 좌상 +50, 우상 -35, 좌하 +30, 우하 -45 m³이다. 총절토 80 m³, 총성토 80 m³, 순토량 0 m³이다.

채점 핵심

좌상 셀 +50 m³
우상 셀 -35 m³
좌하 셀 +30 m³
우하 셀 -45 m³
총절토 80 m³·총성토 80 m³·순토량 0 m³

격자점 표고 가중법 토공량의 계산·판정 과정을 정리한 풀이도 — 10번 정답·풀이 도식

해설

계획고를 뺀 절·성고는 위 행 [+1.20,0,-0.60], 가운데 [+0.80,0,-0.80], 아래 [+0.40,0,-1.00] m이다. 각 셀의 네 값 평균에 100 m²를 곱하면 +50,-35,+30,-45 m³다. 양수 합은 80 m³, 음수 절댓값 합도 80 m³여서 순토량은 0 m³다. 중앙 열이 모두 계획고와 같아 영선이 된다.

현행 주의 격자 간격, 경계 셀, 교점 가중횟수, 원지반고와 계획고의 부호, 절토·성토 분리, 영선 통과 셀의 처리와 단위를 문제 조건대로 고정한다.

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현행 공식 근거 토목기사 종목상세 및 출제기준 KCS 11 20 10 깎기 KCS 11 20 20 쌓기

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문제 11 댐 기초 그라우팅

콘크리트 중력댐 기초에서 ① 상류에서 하류로 이어지는 절리 누수, ② 기초암반의 국부적 약대와 변형 불균일, ③ 댐체와 기초암반 접촉면의 미세 공극이 우려된다. 각 조건에 대응하는 기초 그라우팅 종류와 주 목적을 한 가지씩 쓰시오.

정답·해설 보기

모범답안

① 커튼 그라우팅: 기초암반에 연속 차수막을 형성해 침투와 양압을 줄인다. ② 콘솔리데이션 그라우팅: 기초암반의 절리·공극을 충전해 강도와 변형 특성을 균질하게 한다. ③ 접촉 그라우팅: 댐체와 기초암반 사이의 틈을 채워 밀착성과 하중 전달을 높인다.

채점 핵심

커튼 그라우팅 — 차수·양압 저감
콘솔리데이션 그라우팅 — 기초암반 보강·균질화
접촉 그라우팅 — 댐체·기초 접촉부 공극 충전

댐 기초 단면에서 커튼·콘솔리데이션·접촉 그라우팅의 위치와 목적을 구분한 풀이도 — 11번 정답·풀이 도식

해설

그라우팅 명칭만 나열하지 말고 시공 위치와 목적을 연결한다. 커튼은 깊은 차수열, 콘솔리데이션은 기초면 아래의 면적 보강, 접촉은 서로 다른 재료가 맞닿는 경계부 충전이다.

현행 주의 차수·보강·접촉 목적, 지질·절리 방향, 천공 방향·간격·심도, 수압시험, 주입압력·배합·종료기준을 구분한다. 댐 형식과 목적이 다른 그라우팅을 같은 이름으로 합치지 않는다.

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현행 공식 근거 토목기사 종목상세 및 출제기준 KDS 54 30 00 필댐 KCS 54 20 15 댐기초 굴착공 및 처리공 건설기술 진흥법 시행령

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문제 12 매스콘크리트 온도균열 제어

폭 12 m, 길이 8 m, 높이 4 m의 매스콘크리트 블록을 2 m 리프트로 타설한다. 콘크리트 타설온도는 28°C, 외기온은 18°C이고 기초암반의 구속이 크다. 온도균열을 줄이기 위한 대책을 재료·타설 전 2가지, 내부 냉각 1가지, 표면 및 시공관리 2가지로 나누어 쓰시오.

매스콘크리트 블록 치수와 타설온도·외기온·리프트 조건만 표시한 문제도 — 12번 문제 도식

정답·해설 보기

모범답안

재료·타설 전에는 저발열 결합재를 사용하고 단위 결합재량을 합리적으로 줄이며, 골재 냉각·냉수·얼음 등으로 프리쿨링한다. 내부에는 냉각관을 배치해 순환수로 열을 제거한다. 표면은 보온 양생으로 급랭을 막고, 리프트 높이·타설 간격·블록 분할과 줄눈을 관리한다.

채점 핵심

저발열 결합재·단위 결합재량 저감
재료 프리쿨링으로 타설온도 저감
파이프쿨링으로 내부 수화열 제거
표면 보온·습윤 양생으로 급랭 억제
리프트·타설간격·블록 및 줄눈 관리

매스콘크리트의 프리쿨링·파이프쿨링·보온·리프트 관리 위치를 구분한 풀이도 — 12번 정답·풀이 도식

해설

균열 위험은 내부 최고온도 자체뿐 아니라 중심부와 표면의 온도차, 기초구속, 냉각속도에 좌우된다. 대책은 열 발생 저감, 초기온도 저감, 내부 열 제거, 표면 온도구배 완화, 구속·시공단위 관리로 나누면 누락이 적다.

현행 주의 단면 크기만으로 매스콘크리트 여부를 단정하지 말고 결합재, 타설온도, 외기, 구속, 리프트, 양생, 온도이력과 균열지수를 함께 검토한다. 저감대책은 발생열 저감·열 방출·구속 완화·보온·계측으로 구분한다.

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현행 공식 근거 토목기사 종목상세 및 출제기준 KCS 14 20 42 매스 콘크리트 건설기술 진흥법 시행령

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문제 13 평판재하시험의 기초 지지력·침하 환산

모래지반에서 폭 B_p=0.30 m인 정사각형 재하판으로 시험했다. 해석된 항복지지압은 q_y=360 kPa이고, q=180 kPa에서 재하판 침하는 s_p=3.0 mm이다. 안전율 2.0을 적용하며 기초 폭은 B_f=1.80 m, 허용침하는 25 mm이다. 침하 환산식 s_f=s_p{B_f(B_p+0.30)/[B_p(B_f+0.30)]}²을 사용하여 ① 지지력 기준 허용지지압, ② 그 압력에서 기초 침하, ③ 지배조건을 구하시오.

재하판과 기초 폭 및 원 하중·침하 자료를 정답 판정선 없이 표시한 문제도 — 13번 문제 도식

정답·해설 보기

모범답안

① q_a=q_y/2.0=180 kPa. ② 폭 보정계수는 {1.80(0.30+0.30)/[0.30(1.80+0.30)]}²=2.9388이므로 s_f=3.0×2.9388=8.82 mm이다. ③ 8.82 mm<25 mm이므로 침하 기준을 만족하며 지지력 기준 q_a=180 kPa가 채택값이다.

채점 핵심

q_a=180 kPa
s_p=3.0 mm
s_f=8.82 mm
침하 기준 만족 — 채택 q_a=180 kPa

허용지지압과 폭 보정 침하 및 허용침하 비교를 표시한 풀이도 — 13번 정답·풀이 도식

해설

먼저 항복지지압에 안전율을 적용해 검토 압력을 정한다. 그 압력에서의 재하판 침하를 읽고 문제에서 준 모래지반 폭 환산식으로 실제 기초 침하를 구한 다음 허용침하와 비교한다.

현행 주의 재하판과 실제 기초의 크기효과, 지층 대표성, 근입·지하수, 하중-침하 곡선의 판정점, 안전율, 허용침하의 지배 여부를 확인한다. 문제에 제시된 경험식을 현행 모든 설계에 일반화하지 않는다.

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현행 공식 근거 토목기사 종목상세 및 출제기준 KDS 11 50 05 얕은기초 설계기준(일반설계법) KCS 11 50 05 얕은기초

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문제 14 오픈케이슨 시공 및 침하관리

오픈케이슨 침하 단계에서 케이슨 자중 W=5,200 kN, 부력 U=900 kN, 주면마찰 저항 F=1,900 kN, 절삭날·선단 저항 R_b=1,100 kN이다. 침하비를 K=W/(U+F+R_b)로 정의하고 필요한 최소값을 1.10으로 할 때 ① 침하비, ② 순하향력, ③ 침하 가능 여부, ④ 편심침하를 줄일 관리사항 3가지를 구하시오.

오픈케이슨의 치수와 자중·부력·주면마찰·선단저항 입력만 표시한 문제도 — 14번 문제 도식

정답·해설 보기

모범답안

① K=5,200/(900+1,900+1,100)=1.33. ② 순하향력=5,200-3,900=1,300 kN. ③ K=1.33>1.10이고 순하향력이 양(+)이므로 주어진 단순 평형모델에서는 침하 가능하다. ④ 내부를 대칭 굴착하고, 침하량·수직도·기울기를 연속 계측하며, 장애물을 국부 제거하되 수위·토사 유입과 급격한 침하를 함께 관리한다.

채점 핵심

침하비 K=1.33
순하향력=1,300 kN
단순 평형상 침하 가능
대칭 굴착·계측·장애물 및 수위 관리

오픈케이슨 힘의 평형과 침하비·순하향력 및 관리항목을 표시한 풀이도 — 14번 정답·풀이 도식

해설

자중은 하향 구동력이고 부력·주면마찰·절삭날 및 선단저항은 상향 저항으로 둔다. 비와 힘의 부호를 모두 확인한 뒤 실제 시공에서는 좌우 굴착 균형과 계측으로 급격한 침하·기울어짐을 제어한다.

현행 주의 오픈케이슨과 공기케이슨을 구분하고, 침하관계도에서 자중·주면마찰·선단저항·부력·굴착량의 부호와 시점을 표시한다. 내부 작업이 있는 경우 급격한 침하와 산소·출입·연락·공기공급 등 현재 안전요건을 별도 검토한다. 문제에 공기케이슨 조건이 없으면 압축공기 산식을 섞지 않는다.

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현행 공식 근거 토목기사 종목상세 및 출제기준 KCS 11 50 25 케이슨기초 KDS 11 50 15 깊은기초 설계기준(일반설계법) 산업안전보건기준에 관한 규칙 산업안전보건기준에 관한 규칙

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문제 15 Simpson 수치적분에 의한 면적·체적

하천 정비구간을 따라 12 m 등간격으로 얻은 단면적 A_0~A_6가 차례로 22, 28, 35, 39, 34, 27, 20 m²이다. Simpson 1/3법으로 구간 체적을 구하고, 이 법을 적용할 수 있는 구간 수 조건도 쓰시오.

12 m 등간격 위치와 일곱 단면적 입력값만 표시한 Simpson 체적 문제도 — 15번 문제 도식

정답·해설 보기

모범답안

V=(12/3)[22+20+4(28+39+27)+2(35+34)]=4(556)=2,224 m³이다. Simpson 1/3법은 등간격이고 구간 수가 짝수일 때 적용한다. 여기서는 지거 7개, 구간 6개이므로 조건을 만족한다.

채점 핵심

1-4-2-4-2-4-1 가중치
가중합=556 m²
V=2,224 m³
등간격·짝수 구간 조건

Simpson 1/3법 가중치와 가중합·최종 체적을 표시한 풀이도 — 15번 정답·풀이 도식

해설

끝 지거의 가중치는 1, 내부 홀수번째 지거는 4, 내부 짝수번째 지거는 2이다. 단면적을 적분하므로 간격/3을 곱한 결과 단위는 m³가 된다.

현행 주의 등간격 여부, 구간 수, 1/3법의 짝수 구간 조건, 3/8법의 3배수 구간 조건, 혼합 적용 구간, 지거·단면적 단위와 끝점 중복을 확인한다.

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현행 공식 근거 토목기사 종목상세 및 출제기준

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문제 16 옹벽의 외적 안정 검토

폭 B=4.0 m인 옹벽 저판의 앞굽 끝(toe)을 기준으로 수직하중 W_1=240 kN이 x_1=1.50 m, W_2=160 kN이 x_2=3.00 m에서 작용한다. 주동토압 합력 P_a=90 kN은 저판 위 1.20 m에서 수평 작용한다. 저면마찰계수 μ=0.55, 수동저항은 무시한다. ① 활동·전도 안전율, ② 저판 중앙 편심 e, ③ q_max·q_min을 구하고 기준 FS_s≥1.5, FS_o≥2.0, q_max≤200 kPa, q_min≥0으로 판정하시오.

옹벽 저판 치수와 주어진 수직하중·주동토압 입력만 표시한 문제도 — 16번 문제 도식

정답·해설 보기

모범답안

총수직력 W=400 kN이다. 활동 안전율은 0.55×400/90=2.44이다. 저항모멘트는 240×1.50+160×3.00=840 kN·m, 전도모멘트는 90×1.20=108 kN·m이므로 전도 안전율은 7.78이다. 합력 위치 x=(840-108)/400=1.83 m, 편심 e=2.00-1.83=0.17 m이다. 평균지압 100 kPa에서 q_max=125.5 kPa, q_min=74.5 kPa이므로 모든 제시 기준을 만족한다.

채점 핵심

활동 안전율 FS_s=2.44
전도 안전율 FS_o=7.78
편심 e=0.17 m
q_max=125.5 kPa·q_min=74.5 kPa — 모두 만족

옹벽 자유물체도와 활동·전도·편심·저면지압 검토 결과를 표시한 풀이도 — 16번 정답·풀이 도식

해설

활동은 수평력과 저면마찰, 전도는 toe 기준 모멘트로 검토한다. 합력 위치에서 중앙까지의 편심을 구해 선형 지압분포 q=(W/B)(1±6e/B)를 적용한다.

현행 주의 영구·가설, 수동저항 인정 여부, 배수·수압, 상재·지진, 저면마찰·점착, 기초지반 지지력, 편심과 저면 인장 발생을 구분한다. 문제의 안전율 기준을 현행값으로 조용히 교체하지 않는다.

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현행 공식 근거 토목기사 종목상세 및 출제기준 KDS 11 80 05 콘크리트옹벽 KCS 11 80 05 콘크리트옹벽공사 산업안전보건기준에 관한 규칙

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문제 17 널말뚝식 가물막이 형식

널말뚝식 가물막이에서 A안은 한 줄의 널말뚝 벽을 내부 웨일과 버팀으로 지지하고, B안은 두 줄의 널말뚝 벽을 타이로드로 연결한 뒤 사이를 입상재로 채운다. ① A·B 형식명을 쓰고, ② 벽체·웨일/버팀·타이로드·속채움재의 역할 중 3가지를 설명하며, ③ 두 형식의 일반적인 적용 차이를 쓰시오.

정답 형식명과 부재 라벨 없이 A·B 두 가물막이 단면을 비교한 문제도 — 17번 문제 도식

정답·해설 보기

모범답안

A는 단열 널말뚝식 가물막이, B는 이중 널말뚝식 가물막이이다. 널말뚝 벽은 토사·물의 유입을 막고, 웨일과 버팀은 벽에 작용하는 측압을 분산·지지하며, 타이로드는 두 벽을 연결하고, 속채움재는 이중벽의 자중·전단저항과 안정에 기여한다. 단열식은 비교적 협소하고 얕은 작업공간에, 이중식은 더 넓고 큰 외력에 대응해야 하는 조건에 검토한다.

채점 핵심

A=단열 널말뚝식
B=이중 널말뚝식
부재 3가지 이상의 역할
단열·이중 형식의 적용 차이

단열·이중 널말뚝식 가물막이의 벽체·버팀·타이로드·속채움 역할을 비교한 풀이도 — 17번 정답·풀이 도식

해설

형식 구분의 핵심은 널말뚝 벽의 열 수와 두 벽 사이 연결·속채움이다. 부재 역할은 차수, 측압 전달, 벽간 연결, 안정 확보로 나누어 쓴다.

현행 주의 단열·이중 널말뚝식, 셀식 등 형식의 벽 수·속채움·타이·버팀·수심·세굴·차수 조건을 구분한다. 전문시방서의 시설별 명칭을 일반 국가 KDS/KCS로 확대하지 않는다.

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현행 공식 근거 토목기사 종목상세 및 출제기준 KDS 21 30 00 가설흙막이 설계기준 산업안전보건기준에 관한 규칙

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문제 18 말뚝 부마찰력

직경 D=0.50 m인 원형 말뚝이 침하하는 압밀층 8.0 m를 관통한다. 이 구간의 평균 부마찰 단위주면력은 22 kPa이고 π=3.1416을 사용한다. 말뚝머리 사용하중이 900 kN일 때 ① 총 부마찰력, ② 중립면 부근 최대축력, ③ 부마찰 발생기구, ④ 저감대책 3가지를 구하시오.

말뚝 직경·압밀층 두께·상재하중 조건을 중립면과 전단방향 없이 표시한 문제도 — 18번 문제 도식

정답·해설 보기

모범답안

총 부마찰력은 Q_nf=πDLτ=3.1416×0.50×8.0×22=276.46 kN이다. 중립면 부근 최대축력은 900+276.46=1,176.46 kN이다. 주변지반이 말뚝보다 더 많이 침하하면 중립면 위 주면전단이 아래쪽으로 작용해 말뚝 축력을 증가시킨다. 대책은 말뚝 표면 역청도포·슬리브로 마찰 차단, 성토 선행재하·지반개량으로 잔류침하 감소, 케이싱 등으로 압밀층과 말뚝을 분리하는 방법이 있다.

채점 핵심

총 부마찰력 Q_nf=276.46 kN
최대축력=1,176.46 kN
지반침하가 말뚝침하보다 큰 중립면 상부에서 하향 전단
마찰 차단·선행 압밀/지반개량·케이싱 등 3대책

말뚝 중립면과 부마찰 전단방향·축력 증가 및 저감대책을 표시한 풀이도 — 18번 정답·풀이 도식

해설

단위주면력에 압밀층 구간의 말뚝 주면적 πDL을 곱한다. 부마찰력은 구조하중과 같은 방향으로 축력에 더하며, 중립면 아래에서는 상대변위가 바뀌어 정상적인 상향 주면저항이 발달한다.

현행 주의 부마찰력과 정주면마찰력의 방향, 중립면, 침하층 두께, 유효응력, 군말뚝 효과, 최대축력 위치, 활하중·일시하중 조합과 액상화 조건을 구분한다.

출제 근거 토목기사 실기 기출문제 2017년 1회 후기복원 · 25문항 23번 토목기사 실기 기출문제 2020년 1회 후기복원 · 23문항 16번 토목기사 실기 기출문제 2021년 2회 후기복원 6번 토목기사 실기 기출문제 2022년 1회 후기복원 6번 토목기사 실기 2026년 1회 출제주제 기반 모의고사 8번 토목기사 실기 2026년 2회 출제주제 기반 모의고사 2번

현행 공식 근거 토목기사 종목상세 및 출제기준 KDS 11 50 15 깊은기초 설계기준(일반설계법)

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문제 19 도로 평면곡선 반지름 및 편경사

설계속도 V=80 km/h, 최대 편경사 e=0.06, 횡방향 마찰계수 f=0.10인 단곡선에서 R=V²/[127(e+f)]를 사용한다. 교각 Δ=40°이며 계산된 최소반지름을 315 m로 올려 채택할 때 ① 최소반지름, ② 접선장 T, ③ 곡선장 L, ④ 외선길이 E를 구하시오. T=Rtan(Δ/2), L=πRΔ/180, E=R{sec(Δ/2)-1}을 사용한다.

PI·PC·PT와 교각 및 속도·편경사·마찰 입력만 표시한 평면곡선 문제도 — 19번 문제 도식

정답·해설 보기

모범답안

최소반지름은 80²/[127(0.06+0.10)]=314.96 m이므로 R=315 m를 채택한다. T=315tan20°=114.65 m, L=π×315×40/180=219.91 m, E=315(sec20°-1)=20.22 m이다.

채점 핵심

최소반지름 314.96 m — 채택 R=315 m
접선장 T=114.65 m
곡선장 L=219.91 m
외선길이 E=20.22 m

채택 반지름과 접선장·곡선장·외선길이 및 편경사 평형을 표시한 풀이도 — 19번 정답·풀이 도식

해설

속도식으로 얻은 최소반지름보다 작지 않게 채택한 뒤 동일한 채택 반지름과 반교각 20°를 모든 곡선요소 공식에 사용한다.

현행 주의 설계속도, 최대 편경사, 횡방향마찰계수, 지역·적설 조건, 최소 반지름과 선택 반지름, 단위와 제한값을 구분한다. 과거 문제의 경험식 결과와 현행 법정 최소값은 별도로 비교한다.

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현행 공식 근거 토목기사 종목상세 및 출제기준 KDS 44 20 10 선형설계 도로의 구조ㆍ시설 기준에 관한 규칙

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문제 20 피압수에 대한 굴착저면 한계깊이

원지표에서 15.0 m 아래에 피압대수층 상단이 있고, 피에조수위는 원지표에서 3.0 m 아래이다. 대수층 위 포화 점토층의 단위중량은 20.0 kN/m³, 물의 단위중량은 9.81 kN/m³이다. 단위면적에서 저항은 잔류 점토층 자중 W=γ_sat t, 양압은 U=γ_w h_p로 단순화하고 FS=W/U≥1.20을 적용한다. ① 양압, ② 필요한 최소 잔류두께, ③ 최대 굴착깊이를 구하시오.

원지표·굴착저면·피압대수층·피에조수위와 입력 깊이만 표시한 문제도 — 20번 문제 도식

정답·해설 보기

모범답안

대수층 상단에서 압력수두는 h_p=15.0-3.0=12.0 m이고 U=9.81×12.0=117.72 kPa이다. 필요한 잔류두께는 t_min=1.20×117.72/20.0=7.063 m이다. 따라서 최대 굴착깊이는 H_max=15.0-7.063=7.937 m, 약 7.94 m이다.

채점 핵심

압력수두 h_p=12.0 m
양압 U=117.72 kPa
최소 잔류두께 t_min=7.063 m
최대 굴착깊이 H_max=7.94 m

양압과 잔류토층 자중의 한계평형 및 최대 굴착깊이를 표시한 풀이도 — 20번 정답·풀이 도식

해설

피에조수위와 대수층 상단의 표고차가 압력수두다. 안전율을 고려한 잔류층 자중이 양압의 1.20배 이상이 되도록 t를 정하고, 전체 깊이 15 m에서 빼서 굴착 한계를 구한다.

현행 주의 피에조수두 기준면, 굴착저면, 대수층 상단, 잔류토층의 포화·수중단위중량, 단위면적, 안전율 위치를 표시한다. 실제 굴착은 3차원 누수·차수벽·감압·보일링·저면융기와 시공단계를 함께 검토해야 한다.

출제 근거 토목기사 실기 기출문제 2017년 1회 후기복원 · 25문항 19번 토목기사 실기 기출문제 2020년 2회 후기복원 9번 토목기사 실기 기출문제 2022년 1회 후기복원 3번 토목기사 실기 기출문제 2023년 1회 후기복원 11번 토목기사 실기 기출문제 2024년 1회 후기복원 5번

현행 공식 근거 토목기사 종목상세 및 출제기준 KDS 21 30 00 가설흙막이 설계기준 KDS 11 10 10 지반조사 산업안전보건기준에 관한 규칙

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문제 21 터널 여굴의 원인 및 저감대책

발파 터널에서 설계굴착선 밖으로 암반이 과다 굴착되는 여굴이 반복되고 있다. 천공, 장약·기폭, 암반 불연속면, 지보 시점의 네 측면에서 대표 원인 1가지와 직접 대응하는 저감대책 1가지를 각각 짝지어 쓰시오.

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모범답안

천공 측면은 주변공의 천공 편향·공저 이탈이 원인이므로 천공 가이드와 측량으로 위치·각도를 관리한다. 장약·기폭 측면은 주변공 과장약·부적절한 지연시차가 원인이므로 디커플링 장약과 제어발파·적정 시차를 적용한다. 불연속면 측면은 절리·단층을 따라 탈락하는 것이 원인이므로 막장관찰 결과로 주변공 간격·장약을 조정하고 취약부를 보강한다. 지보 측면은 굴착 후 지보 지연으로 이완이 커지는 것이 원인이므로 숏크리트·록볼트를 조기에 시공한다.

채점 핵심

천공 편향 — 가이드·측량으로 공 위치와 각도 관리
과장약·시차 부적정 — 디커플링·제어발파
절리·단층 탈락 — 막장관찰 후 주변공·보강 조정
지보 지연 — 숏크리트·록볼트 조기 시공

터널 설계굴착선과 실제굴착선 사이 여굴 및 원인별 저감대책을 연결한 풀이도 — 21번 정답·풀이 도식

해설

원인과 대책을 별도 목록으로 쓰기보다 같은 메커니즘끼리 짝지으면 채점과 현장 적용 논리가 분명하다. 설계선과 실제굴착선 사이가 여굴이며, 주변공 품질과 굴착 직후의 지반 자립시간이 핵심이다.

현행 주의 천공 편향, 주변공 간격, 장약량·지연시차, 암반 불연속면, 굴진장, 굴착방법, 지보 설치시기와 계측을 구분한다. 여굴 저감과 작업 안전·과소굴착 방지를 동시에 검토한다.

출제 근거 토목기사 실기 기출문제 2017년 1회 후기복원 · 25문항 8번 토목기사 실기 기출문제 2018년 2회 후기복원 · 24문항 17번 토목기사 실기 기출문제 2020년 1회 후기복원 · 23문항 13번 토목기사 실기 기출문제 2023년 3회 후기복원 3번 토목기사 실기 2026년 1회 출제주제 기반 모의고사 10번

현행 공식 근거 토목기사 종목상세 및 출제기준 KDS 27 20 00 터널굴착 KCS 27 20 00 터널 굴착공사 산업안전보건기준에 관한 규칙

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토목기사 실기 최근 10년 빈출 문제집 21

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문제집 이용 안내

하천 정비구간을 따라 12 m 등간격으로 얻은 단면적 A_0~A_6가 차례로 22, 28, 35, 39, 34, 27, 20 m²이다. Simpson 1/3법으로 구간 체적을 구하고, 이 법을 적용할 수 있는 구간 수 조건도 쓰시오.

발파 터널에서 설계굴착선 밖으로 암반이 과다 굴착되는 여굴이 반복되고 있다. 천공, 장약·기폭, 암반 불연속면, 지보 시점의 네 측면에서 대표 원인 1가지와 직접 대응하는 저감대책 1가지를 각각 짝지어 쓰시오.