土工

解答正解 1

ポータブルコーン貫入試験（JGS 1431）は軟弱地盤にコーンを静的に貫入させてコーン貫入抵抗を求める試験で、施工機械の走行性の判定に用いられる。試験名と「求まる値」「使う場面」は3点セットで押さえる必要があり、圧密試験は沈下、一軸・三軸圧縮試験はせん断強さ、CBR試験は舗装厚の設計、砂置換法は現場の締固め度確認と、それぞれ出口が異なる。試験名だけを覚えると、得られる値と利用場面を入れ替えた選択肢で必ず落とす。

解答正解 2

沈下の「量」は圧縮指数と圧密降伏応力、沈下の「速さ」は圧密係数から求め、いずれも土の段階載荷による圧密試験（JIS A 1217）で得られる。一方、安定計算に使う非排水せん断強さは一軸圧縮試験や原位置ベーンせん断試験から得られる別系統の定数である。沈下系（圧密試験）と安定系（せん断試験）のどちらの土質定数が必要かを、検討項目から逆算できるかが1級で問われる。

解答正解 3

平衡線と土積曲線で囲まれた面積は「運搬土量×運搬距離」すなわち土量モーメントを表し、面積が大きいほど運搬の負担は大きい。運搬土量そのものは平衡線から曲線までの縦距で読み取る。土量配分計画は運搬土量と運搬距離の積が最小になるように平衡線の位置を決めるのが基本であり、「面積＝土量」と覚えると平衡線の取り方を誤る。

解答正解 4

切土14,000 m³（地山）を盛土に流用すると 14,000×0.90＝12,600 m³（締固め）となり、18,000－12,600＝5,400 m³（締固め）が不足する。これを土取場の地山土量に戻すと 5,400÷0.90＝6,000 m³、さらに運搬時のほぐし土量に換算して 6,000×1.20＝7,200 m³となる。締固め土量に直接 L を乗じると 6,480 m³という誤答になるため、必ずいったん地山土量を経由して換算する。

解答正解 3

ダンプトラック1台の時間当たり運搬量は（60÷24）×5.0×0.75＝9.375 m³/h（ほぐし土量）で、これを地山土量に換算すると 9.375÷1.25＝7.5 m³/h となる。45÷7.5＝6 台で、バックホゥの作業量と釣り合う。バックホゥの作業量が地山土量、ダンプの積載量がほぐし土量と基準が異なる点を見落とし、L で換算せずに 45÷9.375 と計算すると 5台という誤答になる。

解答正解 1

組合せ機械の作業能力は、構成する機械のうち最小の作業能力をもつ機械によって決定される。したがって能力の大きい機械を入れても全体の能力は上がらず、経費だけが増えて施工単価が悪化するため、各機械の作業能力をできるだけ均衡させた組合せが経済的となる。土工では掘削機械・積込機械が主作業、運搬機械や敷均し機械が従作業であり、従作業の能力は主作業と同等以上に設定する。

解答正解 2

盛土材料の適否は「使える・使えない」の二択ではなく、盛土内のどこにどう配置するかの判断まで含まれる。透水性の高い砂質土は排水層として積極的に活用できる一方、圧縮性が大きい材料や有機質土はのり面付近など安定上重要な部位には用いない。安定処理はあくまで所要の強度を確保する手段であり、処理をすればどこにでも使えるというものではない。

解答正解 1

高含水比材料の含水比低下は、薄層にまき出したうえでの放置・ばっ気乾燥か、石灰等の処理材の混合によって行う。施工含水比は最適含水比を中心とする一定の範囲で、所定の締固め度が得られトラフィカビリティも確保できる値として定めるものであり、最適含水比が上限になるわけではない。また含水比は降雨や材料の変化で日々変動するため、施工日ごと、また降雨後にも確認する。

解答正解 4

高含水比の粘性土では、施工機械の走行によるこね返しで強度が低下し、走行不能に陥ることがある。液性指数が大きい場合、急速な盛立ては過剰間隙水圧を発生させ、有効応力が低下してすべり破壊につながるため、緩速載荷などの対策が必要になる。こね返しによる強度低下の程度は三軸圧縮試験によって把握するもので、含水比試験だけでは評価できない。

解答正解 3

第四紀火山灰質粘性土を用いた盛土の標準のり面勾配は、同じ盛土高さの砂質土による盛土よりも緩く設定され、適用できる盛土高さにも制限がある。スレーキングしやすい岩は小粒径に破砕して薄層で転圧し、水の浸入を防ぐ排水処理を併せて行う。「せん断強さが大きい」といった単一の指標だけでのり面勾配を判断すると、材料ごとに定められた標準勾配の使い分けを誤る。

解答正解 3

（イ）（ロ）（ハ）が適当で、（ニ）は工法規定方式の説明である。締固め度による規定は細粒分の少ない砂質土に適するが、自然含水比の高い粘性土では規定の含水比範囲に収まらず適用が難しいため、空気間隙率や飽和度の範囲を規定する方法に切り替える。1級では「どちらの方式か」ではなく「その土質でどちらが使えるか」まで問われる。

解答正解 1

TS・GNSSによる締固め管理は、試験施工で材料ごとに締固め回数と締固め度・表面沈下量の関係を求め、所定の締固め度と仕上り厚が得られるまき出し厚と締固め回数を決めたうえで、実施工では締固め機械の走行軌跡から締固め回数を面的に管理する。現場密度を直接測るものではなく工法規定によって品質を担保する方式で、これにより現場密度試験は原則として省略できる。適用が難しい土質があることまで押さえておく必要がある。

解答正解 4

湧水のあるのり面では、地下排水工や横ボーリング工によって湧水をまず排除したうえで保護工を選定する。排水をせずにモルタル吹付工で全面を密閉すると背面に水圧が作用し、吹付け層の浮き上がりや剥落を招く。工種の名称だけでなく、適用できるのり面勾配の緩急と、湧水の有無による選定分岐まで押さえることが1級では求められる。

解答正解 2

基盤排水層は地山から盛土への水の浸透を防ぐため切盛境など地山の表面に面的に設け、水平排水層は盛土内に浸透した水を排除するため一定厚さごとに盛土内へ面的に挿入する。地下排水溝は沢部など湧水が線的に集まる箇所に設ける線的な施設である。のり肩排水溝・小段排水溝・縦排水溝は表面水を処理するのり面排水工であり、地下排水工とは目的が異なる。

解答正解 2

明暗きょは浅層の地下水を排除する地下排水工で、掘削溝に透水性材料を充填して構成する。地下排水溝も地下水・浸透水を対象とする施設であり、のり面を流下する表面水を扱うのり肩排水溝や小段排水溝とは目的が異なる。湧水は密閉せず、横ボーリング工などで帯水層から積極的に排除するのが原則で、「止める」か「抜く」かの方針を取り違えないことが要点である。

解答正解 2

緩速載荷工法は、地盤の強度増加に見合う速度でゆっくり盛り立てることで施工中の安定を確保する安定対策であり、沈下量そのものを減らすものではない。押え盛土工法はすべりに対する抵抗モーメントを増す安定対策、バーチカルドレーン工法は排水距離を短縮して圧密を促進する沈下対策（付随して強度増加）、軽量盛土工法は荷重そのものを軽減して全沈下量を減らす工法である。工法名を原理だけで覚えると、効果が「沈下」側か「安定」側かを取り違える。

解答正解 1

軟弱地盤対策は、地盤処理を伴わず時間だけを要する緩速載荷工法から検討し、安全率が不足する程度に応じて敷設材工法、押え盛土工法、地盤改良へと段階的に検討を進めるのが基本である。緩速載荷工法は特別な材料や機械を必要としないため経済的だが、工期を要する点が制約となる。押え盛土工法は押え盛土を設ける用地が別途必要であり、用地の制約を受けない工法ではない。

解答正解 3

深層混合処理工法は固化材と軟弱土を撹拌混合して地盤を固結させ、すべり抵抗の増加、変形の抑止、沈下の低減という複数の効果をもつ。締固め工法のうちバイブロフローテーション工法は緩い砂質土地盤が対象であるのに対し、サンドコンパクションパイル工法は砂質土では支持力増加と液状化防止、粘性土では支持力増加と圧密促進に効果があり、適用地盤が広い。ただし粘性土地盤では砂杭の圧入によって周辺地盤を押し出すため、近接構造物への影響の検討が欠かせない。

解答正解 4

裏込め部に水が浸入し滞水すると、沈下や支持力の低下を招いて構造物と盛土の取付け部に段差を生じる。透水性材料を用いることは水を通す条件にすぎず、集まった水を確実に排除するための地下排水溝やフィルター層などの排水処理を併せて計画する必要がある。裏込め部は構造物と盛土の剛性差により沈下が生じやすい箇所であり、材料・締固め・排水の3点をそろえて初めて段差を抑えられる。

解答正解 4

サンドマットは上部排水層・地下排水層・支持層という三つの役割を兼ねる。バーチカルドレーン工法では鉛直ドレーンが集めた間隙水をサンドマットを経由して系外へ導くため、サンドマットの透水性が確保されていなければ圧密促進の効果が得られない。サンドマットを「機械の走行のための敷砂」とだけ理解すると、材料の細粒分を制限する理由や、ドレーン工法との組合せの必然性を説明できなくなる。