[건축시공학] 거푸집 공사란?

 

거푸집 공사란?

1. 거푸집의 개념과 시공 목적

 

[ 거푸집 정의 및 시공 목적 ]

 

거푸집(Formwork)은 콘크리트를 원하는 형상과 치수로 타설하여 구조체를 형성하기 위해 설치하는 임시 구조물이다. 이는 철근콘크리트 구조물의 외형을 결정하는 데 매우 중요한 역할을 하며, 시공의 정확성과 구조적 안정성 확보를 위한 필수 공정 중 하나이다. 거푸집은 콘크리트 타설 시 재료가 흘러내리지 않도록 지지하며, 타설된 콘크리트가 소정의 강도를 확보한 후에는 해체가 용이하도록 설계되어야 한다.

 

시공 목적은 크게 세 가지로 요약된다. 첫째, 설계 도면에 부합하는 정확한 치수와 형상을 확보하여 구조물의 외관 품질을 보장하는 것. 둘째, 콘크리트의 자중과 타설 하중을 지지하여 강도 발현 시까지 안정적으로 유지시키는 것. 셋째, 반복 사용이 가능하고 해체가 용이한 구조로 시공성과 경제성을 확보하는 것이다. 이러한 특성으로 인해 거푸집공사는 단순한 형틀 공정을 넘어 전체 구조물의 품질, 공기, 시공비를 좌우하는 핵심 요소로 간주된다.

 

2. 거푸집 시공 시 고려사항

 

[ 시공 품질 및 안전관리 ]

 

거푸집공사는 구조물의 품질과 직결되므로, 시공 전반에 걸쳐 철저한 계획과 관리가 필요하다. 첫 번째 고려사항은 하중 조건이다. 거푸집은 콘크리트 타설 중 자중, 활하중, 진동기 사용 등에 의해 다양한 하중을 받기 때문에 구조 계산을 통해 충분한 강도와 강성을 확보해야 한다. 특히 거푸집의 좌굴, 처짐, 벌어짐 등 변형이 발생하지 않도록 측압에 대한 저항 설계를 철저히 해야 한다. 두 번째는 재료의 선택과 시공 방법이다. 사용되는 자재가 손상되지 않았는지 확인하고, 합판, 목재, 철재 등의 특성에 따라 적절히 보강 및 정렬하여 시공해야 한다. 세 번째는 현장 관리이다. 시공 중에는 일일 점검을 통해 이탈, 변형, 누수, 틈새 등을 확인하고 즉각적으로 보수해야 하며, 타설 중 거푸집 탈락이나 파손이 발생하지 않도록 진동기 사용에 주의가 필요하다. 마지막으로 해체 시점에 있어서도 콘크리트의 강도 발현 상태를 판단하여 안전하게 철거 순서를 정해야 한다. 이와 같은 일련의 고려사항을 철저히 반영함으로써 거푸집공사의 품질과 구조 안전성을 확보할 수 있다.

 

3. 거푸집 측압에 영향을 미치는 요소

[ 측압 및 콘크리트 특성 ]

 

거푸집에 작용하는 측압은 시공 중 가장 큰 하중 중 하나로, 이를 제대로 예측하고 설계하지 않으면 구조물의 품질 저하나 붕괴로 이어질 수 있다. 측압은 콘크리트의 유동 상태, 타설 속도, 단위 중량, 온도, 점도 등 다양한 요소에 의해 결정된다. 예를 들어, 콘크리트를 빠르게 연속 타설할수록 미경화 콘크리트가 측면에 가하는 압력이 커지므로 타설 속도 조절이 중요하다. 또한 고유동 콘크리트나 펌핑 콘크리트를 사용할 경우, 측압은 일반 콘크리트보다 훨씬 커지며, 거푸집 설계에 이를 반영해야 한다. 단위 중량이 큰 콘크리트를 사용할수록 자중이 커져 거푸집에 가해지는 수평 압력도 증가하며, 여름철처럼 온도가 높고 점도가 낮은 경우 유동성이 커져 측압이 더욱 증대된다. 부재의 형상 또한 중요하다. 깊고 슬림한 벽체나 기둥은 수직 높이에 따라 하부에 큰 압력이 집중되므로 하부 거푸집 보강이 필수적이다. 이러한 요소들을 종합적으로 분석하고 반영함으로써 시공 중 발생 가능한 문제를 사전에 예방할 수 있다.

 

4. 주요 거푸집 재료의 종류와 특성

[ 목재, 합판, 철재, 알루미늄, 플라스틱 ]

 

거푸집 재료의 선택은 시공 구조물의 형태, 시공 조건, 경제성, 재사용 가능성 등을 고려해 결정되며, 각 재료는 고유의 장단점을 지닌다. 목재와 합판은 가장 널리 사용되는 재료로, 가공성이 뛰어나 다양한 형상 구현이 가능하고 비교적 저렴하다. 합판은 콘크리트 표면 품질이 우수하지만 반복 사용에는 제한이 있으며, 습기와 환경 변화에 민감하다. 철재 거푸집은 강도가 높고 정밀 시공이 가능하여 대형 구조물에 적합하나 무겁고 초기 비용이 높다. 알루미늄 거푸집은 가볍고 내식성이 뛰어나며, 반복 사용에 유리하나 강도 측면에서는 철재보다 다소 약하다. 플라스틱 거푸집은 내수성 및 내약품성이 우수하며 재사용성과 이동성이 뛰어나지만, 고온에서 변형 우려가 있고 강도 확보에는 보조재가 필요하다. 이처럼 다양한 재료 특성을 고려해 현장 조건에 맞는 재료를 적절히 선택하고, 관리함으로써 시공 효율성과 품질을 극대화할 수 있다.

 

5. 거푸집의 형태와 구조별 분류

[ 벽체 거푸집, 슬래브 거푸집, 보 및 기둥 거푸집, 조립식 거푸집 ]

 

거푸집은 구조물의 부위별로 다양한 형태로 분류된다. 벽체 거푸집은 콘크리트 벽 타설에 사용되며, 양측에 설치되어 측압을 균형 있게 지지한다. 타이와 서포트를 사용하여 수직 정렬과 고정력을 확보하며, 측면 누수 방지를 위한 정밀 시공이 요구된다. 슬래브 거푸집은 바닥이나 천장 구조물에 사용되며, 하부에 장선과 서포트를 설치해 평탄도와 수평을 유지한다. 보 거푸집은 보 부재의 하중을 지지하기 위해 설계되며, 슬래브와 연계해 설치하는 경우가 많고, 중간 지점마다 보강이 필요하다. 기둥 거푸집은 수직 부재에 사용되며, 띠장과 타이를 병행 사용하여 변형 방지를 강화한다. 최근에는 모듈화된 조립식 거푸집 시스템이 도입되어 공기 단축, 시공 품질 향상, 경제성 확보에 기여하고 있다. 반복 시공이 필요한 대규모 프로젝트에서 특히 유리하며, 설치와 해체가 빠르고 정확하다는 장점을 지닌다.

 

6. 거푸집 해체 시 고려사항

 

[ 해체 시점, 순서, 안전관리 ]

 

거푸집 해체는 콘크리트의 강도 확보 이후 진행되어야 하며, 구조물의 안전성과 품질 유지 측면에서 매우 중요한 공정이다. 해체 시점을 잘못 판단하면 구조물의 처짐, 균열, 심지어 붕괴로 이어질 수 있으므로 신중한 검토가 필요하다. 첫째, 콘크리트의 양생 상태와 강도 확보 여부를 반드시 확인해야 한다. 일반적으로 상온에서는 보와 슬래브의 하부 거푸집은 콘크리트 타설 후 7~14일 후에 해체하되, 설계 기준 강도의 70% 이상 확보 후 진행하는 것이 원칙이다. 둘째, 해체 순서와 방법의 적정성이다. 구조물의 안정성을 고려하여 하중 분산이 가능하도록 순차적으로 해체해야 하며, 슬래브 중앙부는 마지막에 해체하는 것이 바람직하다. 셋째, 작업자의 안전을 위한 보호 장구 착용과 위험 구간 접근 제한 등의 안전관리가 철저히 이뤄져야 한다. 마지막으로 해체된 자재의 손상 여부를 확인하고, 재사용 가능한 자재는 선별 보관하여 자재의 경제성을 확보할 수 있다. 이와 같이 해체 공정은 단순한 철거 작업이 아니라 구조 안전과 직결된 정밀 공정임을 인식하고 계획적으로 수행되어야 한다.