TAC建築士講師室ブログ

TAC建築士講座の講師・スタッフのブログです。

砂質土

井澤ですいざわ

■問題1
地盤の許容支持力度は、標準貫入試験のN値が同じ場合、一般に、砂質地盤より粘土質地盤のほうが大きい。(一級構造:平成26No.21
■問題2
標準貫入試験において、砂礫(されき)地盤は、同じ硬さの砂質土地盤に比べて、N値が大きく測定される傾向がある。(一級構造:平成12No.5改

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■解答
 問題1 正。問題1は頻出事項です。
 問題2 正。
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まずは基本事項の確認ですが、粒径の大小は次のとおりです。
 粘土 < 砂 < レキ(石ころ)

2つの問題のポイントは共通しています。

―――――――――ポイント―――――――――
同じ地耐力でも、粒径が大きいほど、N値は大きく測定される。
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問題2で考えたほうが分かりやすいと思います。
同じ地耐力でも、砂よりレキ(石ころ)のほうが、N値は大きく測定されます。
なぜなら、同じ地耐力でも、大きなレキがサンプラーの行く手を阻み、貫入するのを邪魔するからです。したがって、サンプラーを30cm打ち込むのに要する打撃回数であるN値が大きくなるのです。

これと同じことが、問題1のように、粘土と砂でも生じるのです。
粘土より砂のほうが粒径が大きいので、
同じ地耐力でも、粘性土より砂質土のほうが、N値は大きく測定されます。

逆に、粘性土のN値と砂質土のN値が同じだったら、粘性土のほうが地耐力は大きい
ことになります。
具体的には、N値が10の場合、砂質土では軟弱な状態を示し、粘性土では非常に硬い状態を示します。
したがって、粘性土のほうが許容支持力度(=許容応力度)は大きくなります。

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ポイント―――――――――
地盤の許容応力度は、N値が同じ場合、砂質地盤より粘土質地盤のほうが大きい
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井澤ですいざわ

■問題1
粘土の土粒子の径は、シルトの土粒子の径に比べて大きい。
(一級構造:平成23No.23
■問題2
土の含水比は、一般に、細粒分含有率が大きくなるほど大きくなる。
(一級構造:平成19No.
■問題3
砂質土は、粘性土に比べて、間隙比は小さく、透水係数は大きい。
(一級構造:平成19No.

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■解答
問題1 誤。土粒子の粒径は、粘土<シルト<砂 です。
問題2 正。細粒分(さいりゅうぶん)とは、粒径が小さい、つまり粒が細かい粘土やシルトのことです。砂に比べて粘土のほうが含水比は大きくなります。
問題3 正。下図で粘土のほうが間隙つまり隙間が大きいことをしっかりイメージしましょう。
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はじめに砂と粘土の構造上の違いを理解しましょう。

粘土

単粒構造(たんりゅうこうぞう)

蜂巣構造(はちのすこうぞう)

土粒子が互いに接触して、かみあっている構造。
土粒子間の隙間を、水がほぼ自由に移動できる。

肉眼では見えないほどの小さな土粒子が電荷を帯び、電気化学的な粘着力によって水を閉じ込めながら蜂の巣状に配列された構造。

せん断に対して主に摩擦力で抵抗

せん断に対して主に粘着力で抵抗

sand_clay

図で粘土のほうが間隙つまり隙間が大きいことをしっかりイメージしましょう。

それではポイントです。

ポイント
:砂と粘土の比較

内部摩擦角

砂質土>粘性土

粒径

透水性

単位容積質量

粘着力

粘性土>砂質土

間隙比

含水比


イメージとしては、
砂は大豆粘土は豆腐です。
sand_clay_2

粒径はもちろん、間違えやすい透水性、間隙比、含水率などもイメージしやすいと思います。さらに粘性土の「圧密沈下」も、豆腐でイメージできると思います。

豆腐を水切りするために、まな板などの重石(おもし)を乗せることがありますが、長時間にわたって水が絞りだされ、間隙が減少します。これはまさに粘性土の「圧密沈下」と似た現象です。


 

井澤ですいざわ

■問題1
地盤の液状化は、地表面から約20m以内の深さの沖積層で地下水位以下の緩い細砂層に生じやすい。(一級構造:平成21No.22
■問題2
地盤の沈下には即時沈下と圧密沈下があり、圧密沈下は、砂質地盤が長時間かかって圧縮され、間隙が減少することにより生じる。(一級構造:平成22No.22
■問題3
支持力係数による算定式により、砂質地盤の許容応力度を求める場合、内部摩擦角が小さいほど許容応力度は大きくなる。(一級構造:平成25No.22

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■解答
 問題1 正。
 問題2 誤。設問中、「砂質地盤」は「粘性土地盤」の誤り。
 問題3 誤。砂質地盤は、内部摩擦角が大きいほど支持力が大きく、許容応力度も大きい。
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ポイント:砂質土と粘性土の特徴
 

 

主な被害

沈下

支持力

砂質土

液状化

短期間の即時沈下
沈下量は小さい

内部摩擦角が大きいほど支持力大

粘性土

圧密沈下

長期間の圧密沈下
沈下量は大きい。

粘着力が大きいほど支持力大


内部摩擦角
とは、砂の土粒子間の摩擦とかみ合わせによる抵抗を表し、乾燥した砂が崩れて傾斜するときの角度、言い換えれば、自然にとりうる砂山の最大角度とほぼ等しい。したがって、内部摩擦角が大きいほど支持力が大きい
internal friction angle

問題1の「
沖積層」については、語呂合わせも含めてNo.223(洪積層・沖積層)を見て確認しておいてください。

http://kentikushi-blog.tac-school.co.jp/archives/44733118.html


 

井澤ですいざわ

■問題1
砂質土地盤の床付け面を乱してしまったので、粘性土に置換して締め固めた。(一級施工:平成23No.6改)
■問題2
粘性土地盤の床付け面を乱してしまったので、そのまま転圧による締固めを行った。(一級施工:平成26No.6改)


床付け(とこづけ)
とは、地盤を所定の深さまで掘削し、砂利敷きや捨てコンクリートの打設ができる状態にすることをいいます。
問題1、2ともに、過去問をアレンジして、あえてイヤラシイ間違った枝を作ってみました。

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■解答
問題1 誤。砂質土は良質なので、転圧(ローラー、ランマー等で締め固めること)による締固めで対処できます。
問題2 誤。粘性土の床付け面を乱してしまった場合は、良質の砂等に置換して転圧による締固めを行います。
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はじめに次の砂と粘土の性質を理解しましょう。
やや乱暴な言い方ですが、このイメージはとても大事です。

――ポイント1:砂と粘土の性質――
砂質土は、締め固めると土粒子がかみ合い、良質な地盤となります。
粘性土は、マクロで見てもミクロで見ても間隙が多く、体積変化や圧密を生じるため砂質土に比べて質が良くないと言えます。

―――――ポイント2:床付け面
――――――
■礫(れき)・砂質土の床付け面を乱してしまった場合
 →転圧による締固めを行う
粘性土の床付け面を乱してしまった場合
 →礫・砂質土などの良質土に置換するか、セメント・石灰などによる地盤改良を行う
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最後に、出題の原文は次のとおりです。

■問題1
砂質土地盤の床付け面を乱してしまったので、転圧による締固めを行った。(一級施工:平成23No.6)(正)
■問題2
粘性土地盤の床付け面を乱してしまったので、礫・砂質土に置換して締め固めた(一級施工:平成26No.6)(正)
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