計算ヹ記述問題 - npo 住宅地盤品質協会...計算問題 設計施工部門...
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計算・記述問題
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計算問題 ①
キーワード
☆ 土の鉛直全応力
☆ 間隙水圧
☆ 鉛直有効応力
☆ 分布図
地中の応力
【地中に働く力】
地表に盛土や建物が建築された場合、それらの荷重が地中に伝達されて土に応力を生じる。地盤の沈下や破壊に対する安全性を調べるうえで、土かぶり圧や応力の増加分を知る必要がある。
計算問題 調査部門
【地中の土に働く応力】
・ 鉛直方向に伝わる圧力 ・・・・・・・・ 全応力 σ
・ 全応力のうち水の伝える力 ・・・・・ 間隙水圧 u
・ 土に働く全応力σと間隙水圧uの差（土粒子間に直接伝わる応力）・・・・・ 有効応力σ´
σ´＝σ－ u （kN/m2）
計算問題 調査部門
地中の深さ Ｚ（m）の水平面において、それより上部の土によって受ける有効応力を土かぶり圧σＺ´という。
計算問題 調査部門
土かぶり圧
σＺ´＝ γ ・ Ｚ （kN/m2）
γ： 土の単位体積重量（kN/m3）
Ｚ ： 深さ（m）
ここに、
計算問題 調査部門
有効応力と間隙水圧の分布
計算問題 調査部門
土かぶり圧σＺ´の計算例（地中のＡ点）
σＺ´＝ γt ・ Ｚ＝19×4＝76（kN/m2）
σＺ´＝ γt ・ Ｚ1＋（γsat－γw）・Ｚ2）＝17×3＋（19－9.8）×4＝87.8（kN/m2）
σＺ´＝ γt ・ Ｚ1＋（γsat－γw）・Ｚ2＋ｑ
＝18×4＋（20－9.8）×3＋30＝132.6（kN/m2）
キーワード
☆ 小口径鋼管
☆ 先端拡底翼
☆ 長期鉛直支持力
計算問題 ②
計算問題 設計施工部門
＜ 2013年度 設計施工主任＞ （小口径鋼管のRa）
２４．スウェーデン式サウンディング試験結果より小口径鋼管の地盤から決まる長期
鉛直支持力Ｒa を計算せよ（記述問題の答案用紙の所定欄に解答すること）。
条件
地盤構成：下表のスウェーデン式サウンディング試験結果に示すとおりである。
地形条件：洪積台地に挟まれた谷底低地上にある。谷の出口は自然堤防で閉塞され、
後背湿地化していると思われる。
施工条件：先端拡底翼をもつ小口径鋼管を回転圧入により貫入する。
詳細な仕様は以下のとおりである。
・鋼管先端深度：GL-5ｍ
・鋼管軸径Ｄ：139.8mm 鋼管肉厚：4.5mm
・先端拡底翼径Ｄｗ：250mm 拡底翼肉厚：12mm
・円周率は 3.14 とする。
計算問題 設計施工部門
表 スウェーデン式サウンディング試験結果
荷重 Wsw
kN
半回転数
Na
貫入深さ D
m
貫入量 L
cm
1m 当たりの半回
転数 Nsw 土質
1.00 0 0.25 25 粘土（盛土）
1.00 3 0.50 25 12 粘土（盛土）
1.00 0 0.75 25 粘土（盛土）
1.00 4 1.00 25 16 粘土（盛土）
0.50 1.25 25 腐植土
0.50 1.50 25 腐植土
0.50 1.75 25 腐植土
0.75 2.00 25 腐植土
0.75 2.25 25 腐植土
1.00 0 2.50 25 粘土
1.00 0 2.75 25 粘土
1.00 0 3.00 25 粘土
1.00 0 3.25 25 粘土
1.00 0 3.50 25 粘土
1.00 2 3.75 25 8 粘土
1.00 3 4.00 25 12 粘土
1.00 4 4.25 25 16 粘土
1.00 10 4.50 25 40 粘土
1.00 30 4.75 25 120 砂質土
1.00 37 5.00 25 148 砂質土
1.00 36 5.25 25 144 砂質土
1.00 35 5.50 25 140 砂質土
1.00 37 5.75 25 148 砂質土
1.00 35 6.00 25 140 砂質土
1.00 36 6.25 25 144 砂質土
1.00 100 6.45 20 500 砂質土
計算問題 設計施工部門
【 解答 】
Ｒa=19.26kN/本
拡底翼の面積：Ａp＝（π・0.252）／4＝0.04906ｍ2
先端Ｎ値：Ｎ＝2Wsw＋0.067Nsw より
＝2+0.067*（148+144）/2＝11.78
α：100
であるから、
Ｒa＝1/3（100*Ｎ*Ａp）＝1/3（100*11.78*0.04906）＝19.26kN/本
以下も正解とする。
Ｎ値 Ａp＝ Ｒａ＝ 17.96≒18.0kN/本
＝
11
11.8
11.78
11.782
0.049
0.04906
0.0490625
～
19.27kN/本
＜ 2015年度 設計施工主任＞
（小口径鋼管の許容鉛直支持力を求める）
計算問題 設計施工部門
計算問題 設計施工部門
計算問題 設計施工部門
【 解答 】
Ra＝1/3{200×��×Ap＋（10/3×��ｓ×Lｓ＋1/2×������×Lc）×φ}
＝1/3{200×18×0.0153＋（0＋1/2×40.63×4.2）×0.4390}
＝1/3(55.08+85.32×0.4390)
＝30.85kN
������＝12.5×��c＝12.5×3.25＝40.63
��c＝（3＋2＋3＋5）/4＝3.25
Lc＝5.10－0.90＝4.2
※盛土は新規の為、摩擦は考慮しない。
記述問題 ①
キーワード
☆ 新規盛土
☆ Ｌ型擁壁
☆ 不具合
☆ 補強方法
☆ 選定理由
記述問題 ②
キーワード
☆ 新規盛土
☆ 中間砂層
☆ 最適工法
☆ 選定理由
丘陵部の高低差のある宅地において、南側に新たに鉄筋コンク
リートL型擁壁を新設して、盛土整地したのち、期間を置かずに、住
宅を新築する計画がある。
一連の工事のうち基礎に関わる問題点を挙げ、明解な解決方法
を記述せよ。
（条件） （１）新設鉄筋コンクリート擁壁 H＝1.80m
底版幅 B＝1.50m
（２）新築建物 べた基礎
木造2階建
記述問題
記述問題１
記述問題１
記述問題
A－A′断面図
記述問題１
記述問題
貫入深さ貫入量 荷重 半回
ｍ ㎝ KN Na(回)
0.25 25 1.00 3.0
0.50 25 1.00 8.0
0.75 25 1.00 10.0
1.00 25 1.00 7.0
1.25 25 1.00 4.0
1.75 25 1.00 0.0
2.00 25 1.00 2.0
2.50 25 1.00 6.0
3.00 25 1.00 5.0
3.25 25 1.00 5.0
3.50 25 1.00 0.0
3.75 25 1.00 0.0
4.00 25 1.00 5.0
4.25 25 1.00 4.0
4.50 25 1.00 6.0
4.75 25 1.00 10.0
5.00 25 1.00 21.0
5.37 12 1.00 50.0
1.00 5.02.25 25
1.00 4.02.75 25
251.50 3.01.00
0
12
ユックリ
40
28
サラサラ
16
1ｍ当たり
Nsw
貫入状況
32
12 サラサラ
D Wsw 転数L の半回転数
8
24
20
20
150
84
サラサラ
20
16
24
40
20
0
16
88 強反発
ユックリ
強反発
ユックリ0
1.00 22.05.25 25
強反発
推定地質
砂質土
粘性土
サラサラ
貫入深さ貫入量 荷重 半回
ｍ ㎝ KN Na(回)
0.25 25 0.50 0.0
0.50 25 0.75 0.0
0.75 25 1.00 4.0
1.00 25 1.00 7.0
1.25 25 1.00 6.0
1.75 25 1.00 0.0
2.00 25 1.00 0.0
2.50 25 0.75 0.0
3.00 25 0.75 0.0
3.25 25 0.75 0.0
3.50 25 1.00 0.0
3.75 25 1.00 0.0
4.00 25 1.00 8.0
4.25 25 1.00 43.0
4.31 6 1.00 30.0
0
ユックリ
強反発
ユックリ
ユックリ
ユックリ
32
150
150
0
0
0
0
0
0
D Wsw 転数L 貫入状況 推定地質
0
の半回転数
0.75 0.0
1ｍ当たり
Nsw
0
1.00
24
0
20
粘性土
2.75 25
0.75 0.02.25 25
251.50 5.0
0
ユックリ
強反発
ユックリ
ユックリ
ユックリ
ユックリ
16
28
S-1（±0） S-2（-1700）
スウェーデン式サウンディング試験結果記述問題１
記述問題
１．地形判断と計画より問題点を抽出できるか。
● 丘陵部で地形は北から南側に向って傾斜している
● 上位は自沈層が介在し、埋谷土が分布している可能性がある
● 在来地盤に対して、盛土を計画する南側で自沈層の層厚が大きい
● 支持層の傾斜は若干みられるものの緩傾斜となっている
● 新規盛土厚が大きく、盛土と建物荷重で圧密沈下が考えられる
２．擁壁の安全性の検討が必要
新規の盛土荷重が加わるため（荷重履歴がない）擁壁の地盤反力に対して
原地盤の支持力不足と沈下懸念が考えられる。
● 2ｍ程度の擁壁の地盤反力はおよそ100kN/㎡程度
● 新規の盛土荷重に対する沈下検討
対策工として小口径鋼管、柱状地盤改良（ラップル形式）などが選定できる。
隣地境界に擁壁が設けられるため表層地盤改良は、改良余幅がとれないという
問題がある。
【 解 説 】
記述問題
３．建物は在来地盤と新規盛土地盤にまたがる。つまり、荷重履歴のあるとこ
ろと、新たに盛土と建物荷重を受けるところができるため、不同沈下対策が
必要となる。
また、盛土自身の締固めの評価もあり、さらに期間を置かずに建物の施工
が始まるためリスクが大きい。柱状地盤改良は擁壁に近接するため選定に
注意が必要。支持層を確認できる調査のうえ、小口径鋼管が有効。
４．擁壁の底版上に建物の一部が配置されている。
小口径鋼管は、擁壁の底版を避けて配置する。鋼管から張り出した部分の
基礎の補強（地中梁などの断面補強や配筋補強など）は、設計者に確実に
伝達して対応を依頼する。
【 解 説 】
記述問題
戸建住宅を建築する目的でスウェーデン式サウンディング試
験を実施した。計測結果を下図に示す。現況は水田で、敷地全
体に約1ｍの盛土が計画されている。
予測される問題点を列挙し、その対処法について記述せよ。
記述問題２
記述問題
1kN
20
0
5
10
15
貫
入
深
（ｍ）
Nsw0.750.25 0.5
ＳＳデータ（各測点一様）
地形:谷底低地中央部水位はＧＬ－2～3ｍ付近に認められている。予定建物:木造2階建て
平 面 図
Ｗsw
記述問題２
記述問題
近年、宅地需要が今まで利用されなかった軟弱地盤の水田地帯まで及んできた。安易に盛土して建
築する例が多く見受けられる中で、地盤調査担当者は盛土の有無、経過年数などを適格に判断でき
る能力を有し、地盤リスクの判断ができることが必須である。
SWSデータは軟弱地盤か。自沈層が続く粘土地盤、腐植土が介在する恐れがある、地下水位が比
較的高いなど、盛土荷重による影響は著しく大きいと判断できるか。
盛土間もなく補強なしで建築した場合、宅地中央部で沈下量が最大となり、中央部に向かって不同
沈下することは明白である。
盛土間もなく、支持杭を打設して建築した場合、杭に作用する負の摩擦力の影響により建物が不同
沈下を起こす可能性は高い。また､地盤が沈下して建物が浮き上がる、抜け上がり現象が起こることが
予想される。
盛土の施工にあたっては、隣家への影響も考慮する必要がある。
まず、盛土による圧密沈下の検討が必要であり、圧密試験により、沈下量や沈下時間などを予測し、
圧密沈下促進策を講ずる。
現場では、プレロードなどによる沈下促進策などに対して沈下板による沈下量の経時変化を測定し、
沈下収束を確認する必要がある。
軟弱地盤上への盛土のリスクに対する考え方がきちんとあるか。
不具合の諸問題、対応などが主任らしく記述されているかがポイント。
【 解 説 】
記述問題
下図は、丘陵部のひなだん造成地の宅地の平面図を示したものである。 ２階建て
の住宅を建設する目的でスウェーデン式サウンディング試験を実施した。試験結果に
よっては、基礎設計並びに地盤補強工事の設計上問題となったり注意すべきことがあ
る。このことに関連して、住宅地盤調査主任技士として相応しい問題点抽出と対処法
について記述せよ。
記述問題３
記述問題
条件として丘陵部のひなだん造成地
①地形の傾斜方向と貫入深度、軟弱層の分布と層厚による。
ケース１．切盛地盤で、盛土部分が比較的浅い。
〃 が深い。（傾斜が大きい。）
ケース２．切土地盤で擁壁の埋戻し部分に問題がある。
ケース３．盛土地盤で盛土厚が比較的小さい。（傾斜が緩やか。）
〃 が大きく変化している。（傾斜が大きい。）
○切盛地盤にまたがり、または盛土地盤でそれぞれ傾斜が大きい場合は、
鋼管杭などの支持杭とする。
○問題となる盛土部分の厚さが比較的小さい場合は、置換え、剛性基礎、
表層改良などが考えられる。
○擁壁の埋戻し部分だけが問題となる場合は、埋戻し部分が約３ｍ程度と
考えるため、置換え、剛性基礎、部分的に改良する方法が考えられる。
ただし、擁壁の支持力など安全性のチェックが必要となる。
記述問題
【 解 説 】
②切盛地盤で片側が切土地盤のとき盛土側のみ改良や杭を施工すると異
種地盤となることがあり、できるだけ全体を考慮した計画とする。
③杭基礎の問題
擁壁のフーチングにあたることが想定されるため、基礎は偏心基礎とする
か、剛性基礎とするなど張り出し部分の補強が必要。
④擁壁の近接施工の問題
柱状改良は掘進、引き抜き時の土圧などにより、擁壁に変状が起きる可
能性が高いため避ける。
記述問題
【 解 説 】