토목기사 실기 2026년 1회 출제주제 기반 모의고사

Hiley 식에서는 해머의 위치에너지에 효율을 먼저 곱하고, 최종 관입량과 탄성압축량의 절반을 합한 변위로 나눈다. 0.80×32×1.20=30.72 kN·m=30,720 kN·mm이고 S+C/2=11 mm이다. 해머와 말뚝의 충돌 영향을 나타내는 두 번째 계수는 (32+0.0625×18)/50=0.6625이다. 따라서 R_u=(30,720/11)×0.6625=1,850.18 kN이며, 안전율 3.0을 적용한 허용지지력은 616.73 kN, 즉 616.7 kN이다. 에너지를 kN·m로 둔 채 변위를 mm로 대입하면 1,000배 단위오류가 생기므로 반드시 단위를 통일해야 한다.

문제에서 두 점토층을 정규압밀 상태로 정하고 각 층 중앙의 초기 유효응력과 평균 응력증가량을 주었으므로 압축지수식에 층별 값을 직접 적용한다. A층은 0.31×2.40/1.86×log10(150/95)=0.079347 m, B층은 0.38×3.10/1.93×log10(180/145)=0.057316 m이다. 전체 점토층의 침하량은 층별 압축량의 합이므로 0.079347+0.057316=0.136663 m=136.663 mm, 반올림하면 136.7 mm이다. 자연로그를 사용하거나 두 층의 평균 물성을 한꺼번에 적용하면 주어진 식과 다른 결과가 되며, 각 층의 H·e_0·Cc·응력을 대응시켜야 한다.

배합강도는 설계기준압축강도와 같은 값으로 두지 않고 생산 변동을 고려하여 더 큰 평균강도를 확보하도록 정한다. fck=30 MPa는 35 MPa 이하이므로 지문에 제시된 두 식을 모두 검토한다. 첫째 값은 30+1.34×4.5=36.03 MPa이고, 둘째 값은 30+2.33×4.5-3.5=30+10.485-3.5=36.985 MPa이다. 작은 값만 택하면 두 번째 통계 조건을 만족하지 못하므로 큰 값인 36.985 MPa를 채택하며, 요구 정밀도로 반올림한 배합강도는 37.0 MPa이다. 표준편차를 분산처럼 제곱하거나 3.5를 더하는 계산은 기준식 적용 오류이다.

그라우팅 명칭은 주입재 자체보다 시공 목적과 배치에 따라 구분해야 한다. 커튼 그라우팅은 댐 축을 따라 비교적 깊고 연속적인 주입막을 만들어 침투량과 양압을 제어한다. 콘솔리데이션 그라우팅은 기초 암반의 얕은 균열과 절리를 메워 암반 블록의 일체성 및 강성을 높이고 변형을 줄인다. 콘택트 그라우팅은 굳은 콘크리트나 터널 라이닝과 원지반 사이에 남은 공극을 채워 하중전달과 밀착을 개선한다. 따라서 ‘차수-커튼, 암반 보강-콘솔리데이션, 접촉 공극-콘택트’의 목적 대응이 핵심이며 세 항목을 서로 바꾸어 쓰면 안 된다.

지압형 고장력볼트 접합은 접합면의 마찰만으로 하중을 계속 전달한다고 가정하지 않고, 볼트와 구멍 벽의 접촉을 통한 하중전달에 대해 볼트와 판재의 극한상태를 확인한다. 접합면을 가로지르는 볼트는 전단파괴할 수 있고, 구멍 주변 판재는 국부 압축 지압과 연단 방향 찢김으로 파괴될 수 있다. 또 볼트 구멍 때문에 줄어든 판재의 순단면은 인장파단될 수 있다. 단순한 ‘볼트 풀림’이나 도장 손상은 여기서 요구한 구조적 파괴형태가 아니다. 세 답은 파괴 주체와 위치가 각각 달라 중복 없이 채점할 수 있다.

비산은 폭발 에너지가 암반 파쇄와 이동에 적절히 쓰이지 못하고 약한 방향으로 급격히 방출될 때 커진다. 최소저항선이 지나치게 작거나 자유면이 돌출·굴곡되어 있으면 얇은 암반이 견디지 못해 파편이 고속으로 튈 수 있다. 공당 장약량이 크거나 특정 구간에 폭약이 몰리면 국부 에너지 밀도가 높아지고, 전색장이 짧거나 전색재가 느슨하면 공구 방향으로 폭발가스와 파편이 분출된다. 따라서 천공 편차를 포함한 실제 저항선, 장약량·분포, 전색 길이·품질을 별개의 원인으로 점검해야 하며, 단순히 소음이 컸다는 현상만으로는 원인 답안이 되지 않는다.

비파괴검사는 시험체를 파괴하지 않고 용접 결함의 위치와 성격을 확인하는 방법이다. UT는 초음파가 결함 경계에서 반사되는 시간과 세기를 이용하므로 두꺼운 용접부의 내부 균열이나 융합불량 탐지에 유용하다. RT는 방사선 투과량의 차이를 필름 또는 검출기에 영상화하여 기공·슬래그 같은 내부 체적결함을 확인한다. MT는 자화한 강재의 표면 또는 근표면 균열에서 발생하는 누설자속에 자분이 모이는 현상을 이용하며 강자성 재료에 한정된다. PT도 표면에 열려 있는 결함에는 인정할 수 있지만 내부 결함을 직접 탐지하는 방법은 아니므로 검사 원리와 적용 영역을 함께 써야 한다.

부마찰력은 주변 지반이 말뚝보다 더 크게 침하할 때 흙과 말뚝 사이의 상대변위로 생기는 하향 주면전단력이다. 따라서 대책은 원인이 되는 후속 지반침하를 줄이거나, 침하가 남더라도 주면전단의 전달을 작게 하는 두 방향으로 세운다. 선행재하와 연직배수는 말뚝 시공 전에 압밀을 진행시켜 성토 후 상대침하를 줄인다. 역청 도포나 슬립 슬리브는 침하층과 말뚝의 접촉 전단을 감소시킨다. 장기 지하수위 저하를 제한하면 간극수압 감소에 따른 유효응력 증가와 추가 압밀을 억제할 수 있다. 각 대책은 단순히 말뚝의 축강도를 키우는 것과 달리 부마찰력의 발생 또는 전달 자체를 줄인다.

사질토 평판재하시험 결과를 실제 기초로 환산할 때는 문제에서 지정한 폭 효과식을 두 결과에 각각 적용해야 한다. 지지력은 폭비 6.00에 비례하므로 310×6=1,860 kPa이다. 침하는 단순 폭비가 아니라 2Bf/(Bf+Bp)의 제곱을 사용하므로 계수는 약 2.9388이고 9.5 mm에 곱하면 27.92 mm가 된다. 지지력의 단위는 kPa, 침하는 mm로 유지하며, 경험식의 적용 대상이 균질한 사질토와 동일 검토하중 단계라는 조건도 함께 확인해야 한다.

여굴은 천공선이 바깥으로 벌어지거나 주변공의 장약량이 과다할 때 커지고, 절리·파쇄대의 자립성이 낮아도 발파 뒤 추가 탈락이 발생한다. 따라서 먼저 측량과 점보 자세를 확인해 주변공을 설계선과 평행하게 시공한다. 그다음 디커플링 장약, 적정 공간격과 지발을 적용한 제어발파로 경계부 충격을 낮춘다. 취약대에서는 한 번에 길게 굴착하지 않고 굴진장을 줄이며 선행보강을 실시해야 한다. 세 대책은 각각 천공오차, 발파에너지, 지질 취약성이라는 서로 다른 원인을 제어한다.

아스팔트 혼합물은 온도가 내려가기 전에 목표 밀도와 평탄성을 확보해야 하므로 다짐 장비의 역할을 구분한다. 머캐덤 롤러는 넓은 강륜으로 초기 안정과 밀도를 확보하고, 타이어 롤러는 접촉압과 반죽작용으로 표면 공극을 줄이며 골재 배열을 안정시킨다. 탄뎀 롤러는 마지막에 남은 롤러 자국과 미세 요철을 정리한다. 실제 현장에서는 혼합물 종류, 층두께, 온도와 시험다짐 결과에 따라 장비 순서·횟수·속도를 조정하며, 정지나 급선회로 표면을 밀어내지 않도록 관리한다.

관수로형 여수로는 방류 흐름이 폐단면 통로를 지나며 조건에 따라 압력류가 형성될 수 있는 계열이다. 터널 또는 암거식은 댐체나 지반을 통과하는 폐단면 방류로를 이용하고, 샤프트식은 수직갱으로 유입시켜 터널로 방류한다. 사이펀식은 수위 상승에 따른 사이펀 작용으로 방류한다. 반면 자유낙하식, 월류식, 측수로식과 슈트식은 수면이 대기에 노출되는 개수로형이므로 답에 포함하지 않는다. 실제 설계에서는 관수로형이 불가피할 때 통기와 여유 방류능력도 검토해야 한다.

콘크리트 순단면적은 4.00×3.20−3.30×2.50=4.55 m²이고 길이 8.00 m를 곱하면 36.40 m³이다. 거푸집은 내부 네 면 2(3.30+2.50)×8=92.80 m²와 외부 측면·지붕 2×3.20×8+4.00×8=83.20 m²의 합 176.00 m²이다. 철근은 B1 756.00 kg, R1 429.76 kg, W1 777.36 kg, H1 350.24 kg로 합계 2,313.36 kg, 즉 2.313 t이다. 외부 바닥면과 양 단부면을 제외하고, 간격철근 양 끝 포함 조건과 두 벽 양면·상하 2단을 구분해야 중복이나 누락을 피할 수 있다.

식생보호공은 비탈면의 경사, 토질, 표토 유무, 강우와 발아 시기를 고려해 선정해야 한다. 종자분사공은 넓은 면을 빠르고 경제적으로 녹화할 수 있지만 척박하거나 급한 면에서는 생육기반 보강이 필요하다. 떼붙임공은 시공 직후 피복효과가 커서 초기 침식에 유리하지만 재료와 시공비가 상대적으로 크다. 식생매트공은 종자·기질을 면에 고정하여 빗물 유실을 줄이므로 초기 정착에 유리하다. 배수불량이나 심층 활동이 있는 비탈면은 식생만으로 안정시킬 수 없으므로 배수·구조적 보강을 별도로 검토해야 한다.

정상계획에서 세 완전경로의 길이는 각각 17, 18, 14일이므로 B-E-F-G가 유일한 주공정선이다. 먼저 비용구배가 가장 작은 E를 1일 줄이면 B계열과 A-C계열이 함께 17일이 된다. 이후 두 임계경로의 공통작업 F를 2일 줄이는 것이 각 경로를 따로 줄이는 것보다 싸다. 남은 1일은 C와 B를 각각 1일 줄이면 두 15일 경로가 동시에 14일이 되고 A-D-G도 원래 14일이어서 세 경로가 모두 임계가 된다. 이때 비용은 17만원이며, 공통작업 G 1일 단축의 8만원보다 C와 B의 합 7만원이 작아 최소임을 확인할 수 있다.

격자점법에서는 한 격자 셀의 체적을 셀 면적에 네 꼭짓점 절토깊이의 평균을 곱해 구한다. 전체 셀을 한꺼번에 합치면 외곽 모서리점은 한 셀, 변 위 점은 두 셀, 내부점은 네 셀에 공유되므로 가중치가 각각 1, 2, 4가 된다. 기존 지반고에서 계획고 52.00 m를 뺀 깊이는 모두 양수이므로 성토와 절토의 경계 보간은 필요 없다. 가중 깊이 합 25.8 m에 100/4=25 m²를 곱하면 645 m³이며, 셀별 합산으로 다시 계산해 같은 값을 확인했다.

토량 환산은 어느 상태의 체적을 기준으로 제시했는지를 먼저 맞춰야 한다. 지문은 자연상태 1.00 m³가 본다짐 상태 0.90 m³가 된다고 직접 정의했으므로 목표 본다짐량을 0.90으로 나누어 자연상태 굴착량을 구한다. 운반차 용량은 흐트러진 상태 기준이어서 이 굴착량에 1.18을 곱한 16520 m³를 사용해야 하며, 본다짐량을 곧바로 1.18배 하면 안 된다. 14 m³ 차량으로 나눈 값은 정확히 1180회이고, 손실이 없다는 조건 때문에 별도의 할증은 적용하지 않는다.

안정처리 공법의 이름은 사용하는 주 결합재 계열에 따라 구분한다. 포틀랜드 시멘트를 사용하는 경우는 시멘트 안정처리, 생석회나 소석회를 사용하는 경우는 석회 안정처리, 아스팔트 유제나 폼드 아스팔트를 사용하는 경우는 역청 안정처리이다. 마지막 공법은 아스팔트 안정처리라고도 부르지만, 가열 아스팔트 혼합물을 포설하는 표층 공법과는 목적과 시공 체계가 다르다. 이 문항은 노상·기층의 현장 재료를 결합재로 개량하는 분류를 묻기 때문에 세 재료와 공법명을 일대일로 대응해야 한다.

상부슬래브에는 토피 자중과 지표 상재하중이 함께 작용하므로 연직압력은 59.5 kPa이고, 종방향 1 m당 하중은 외폭 4.0 m를 곱한 238.0 kN/m이다. 정지토압은 같은 전응력에 K_0를 곱하므로 측벽 상단에서도 상재하중과 토피 때문에 압력이 0이 아니며, 하단까지 선형으로 증가한다. 한쪽 측벽의 압력도는 23.80 kPa에서 48.12 kPa로 증가하는 사다리꼴이다. 그 면적이 115.072 kN/m이고, 직사각형과 삼각형으로 분해해 하단에 대한 모멘트를 취하면 작용점은 하단에서 약 1.42 m가 된다.

비비기 시간은 믹서 종류만으로 임의 결정하는 값이 아니라 시험비비기로 균질한 콘크리트가 얻어지는 시간을 확인하고 승인된 값을 지속 관리해야 한다. 이 현장의 T는 75초이므로 그보다 짧은 A는 충분한 균질성이 보장되지 않아 부적합이다. 반대로 오래 비빌수록 항상 좋은 것도 아니며, 지문이 정한 상한 경계 3T는 225초이므로 230초인 C도 부적합이다. 140초인 B만 두 경계 사이에 있다. 부적합 배치는 기록을 수정하거나 곧바로 타설하지 않고 보류·원인조사·책임자 처분의 관리절차를 따라야 한다.

점착성 흙의 Rankine 주동토압식은 지표면 부근에서 음의 값을 줄 수 있지만 흙은 인장응력을 전달하지 못하므로 그 구간을 실제 음압으로 사용하지 않고 0으로 처리한다. sigma_h=0인 깊이가 인장균열 깊이 2.05 m이며, 그 아래에서 압력이 선형으로 증가해 벽 하단에서 29.96 kPa가 된다. 따라서 실제 토압도는 높이 3.947 m인 삼각형이다. 삼각형 면적으로 구한 합력은 59.13 kN/m이고, 도심은 큰 압력의 벽 하단에서 삼각형 높이의 1/3인 1.32 m 위에 위치한다. 균열 내 물이 없다는 조건 때문에 별도의 수압은 더하지 않는다.

좋은 성토재료는 현장에서 쉽게 펴고 다질 수 있다는 시공성만으로 판단하지 않는다. 적정 함수상태에서 요구 다짐도와 균질성을 확보해야 하며, 완성 후에는 자중과 반복하중을 견딜 전단강도와 지지력이 필요하다. 또한 압축성이 크거나 함수 변화에 따라 팽창·수축하는 흙, 동상에 민감한 흙, 유기물과 폐기물처럼 시간이 지나며 분해되거나 공극을 만드는 재료는 장기 침하와 변형을 일으킬 수 있다. 따라서 다짐성, 하중 지지성, 장기 체적·내구 안정성의 세 축을 구체적으로 제시하는 답안을 인정한다.