学科Ⅳ（構造）
一級建築士 令和4年度 学科Ⅳ（構造） 問20
問題・正答・学習用解説
問題
土質及び地盤調査に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。選択肢
正答と解説
正答：（2）
正答の考え方
砂質土層の沈下量や沈下速度を推定する目的で、圧密試験を選んだ記述が不適切です。圧密とは、水を含む土に荷重が加わった後、土のすき間の水が抜けるにつれて土の骨組みが縮み、体積が小さくなる現象です。水が通りにくい粘性土では長い時間を要するため、この時間経過を調べる圧密試験が重要になります。
砂質土は一般に粘性土より水が通りやすく、建物荷重による沈下は主に即時沈下として評価します。砂も圧縮されますが、粘土のように水の排出が長期間の沈下を支配するものとして、通常の圧密試験を選ぶのは適切ではありません。地盤の締まり方や変形のしやすさを調べ、砂質地盤に適した方法で沈下を推定します。
調査や試験は、欲しい答えから逆に選びます。杭先端の下に弱い層がないかを知るには深いボーリング、横から押したときの硬さには孔内水平載荷試験、粒の大きさの分布には粒度試験です。どれも土を調べる試験ですが、測っている性質は異なります。試験名だけを覚えるより、現地で起こる現象と試験で再現する現象を対応させることが大切です。
各選択肢の解説
選択肢1
（1）杭先端の力は、その真下の一点で止まらず、下方と周囲の地盤へ広がります。杭の先端を硬い層へ到達させても、その少し下に薄い軟弱層があると、支持力や沈下に影響するおそれがあります。このため杭先端の予定深さで調査を終えず、先端支持力度や地層の状態に応じて必要な深さまで調べるのは適切です。硬い層の存在だけでなく、厚さや下部の層を確認することが、杭が本当に荷重を受け渡せるかの判断につながります。
選択肢2
（2）通常の圧密試験は、主に粘性土の試料へ段階的に荷重を加え、沈下量と時間の関係などから圧縮性や圧密の速さを求めます。対象の砂質土層では、一般に排水が速いため、沈下は即時沈下を中心に評価します。砂が全く沈まないのではなく、支配する現象に合う試験・評価方法を選ぶ必要があるという誤りです。支持層の下に粘性土層があるなら、その層の長期的な沈下を圧密試験で検討する場面が考えられます。
選択肢3
（3）孔内水平載荷試験は、ボーリング孔に入れた装置を横へ広げ、孔壁の地盤を押す圧力と変形量の関係を測る試験です。小さな変形で大きな抵抗を示すなら硬い地盤、同じ力で大きく変形するなら軟らかい地盤と評価できます。この関係から変形係数を推定し、杭が横へ動いたときの地盤抵抗の評価に利用するのは適切です。土の強度だけでなく、どれだけ動くとどれだけ反力が出るかを知るための調査です。
選択肢4
（4）粒度試験が調べるのは、土に含まれる粒の大きさと、その割合です。採取時に粒の並び方が変わっても、粒自体の大きさの分布を適切に保っていれば試験できます。このため標準貫入試験のサンプラーで採取した乱した試料を用いるのは適切です。一方、現地の密度や粒の組合せを保つ必要のある強度・変形の試験では、乱れの影響が重要になります。「乱した試料だから全ての試験に使えない」と判断しないことが要点です。
周辺知識
地盤調査は、地層の配置を知る調査と、各層の性質を測る試験を組み合わせます。ボーリング柱状図では、深さごとの土の種類、地下水位、標準貫入試験の結果などを並べ、どの層が建物を支え、どこが変形しやすいかを読み取ります。
標準貫入試験の値は、規定の方法でサンプラーを一定長さ打ち込むのに必要な打撃回数です。地盤の締まり方などを推定する手掛かりですが、それだけで全ての強度・変形特性が直接測れるわけではありません。必要に応じて孔内載荷、室内試験、地下水の調査などで補います。
試料の「乱れ」は、現地での粒の配列や密度、応力状態などが変化することです。粒の大きさの分析は乱した試料でも行えますが、圧密や強度の試験では現地の状態をできるだけ保つことが重要です。何をそのまま残す必要がある試験なのかを考えると、採取方法と試験方法の組合せを理解できます。