土量換算係数とは?粘土や砂の積載など

土量換算係数とは?粘土や砂の積載など

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土量換算係数とは
 土と一言で言っても、柔らかくほぐした土と、締め固めた土では、同じ体積でも重さは変わってくる。
土などの状態が変わった時の作業量を計算するために、土量換算係数という係数を使用する。

 今回は、土量換算係数とはなにか、また実際にダンプに土などを積載した際にどれほどの差があるのかをまとめてみた。


              
                                                           

土量換算係数とは

盛土
【土の硬さの違いでの体積を計算するための係数】
 土量換算係数とは、冒頭でも少し触れたように、土の硬さによる作業量を求める際に使用する係数のことだ。

 一般的には、自然の状態である「地山」
それをほぐした状態である「ほぐし(ルーズ)」
さらにそれを締め固めた「締固め(盛土)」
の3種類の状態で計算を行う。

 例えば、スコップで1m3の土を掘った際に、下記のような体積になったとする。

  • 地山:1.00m3
  • ほぐし:1.30m3
  • 締固め:0.85m3

 この場合の土質変化率は、地山が1.00、ほぐしは1.30、締固めは0.85となる。
※土の体積の変化率を土質変化率と呼ぶ。

 土量換算係数を求めるためには、土質変化率を把握している必要がある。
しかし、これらの土量換算係数は物質によって異なるため、何がどれくらいの土量換算係数だったかを忘れてしまったりしてしまう。
そこで、土量換算係数の一覧表を作成してみた。


【土質変化率の一覧表】

物質名 ほぐし(L) 締固め(C)
硬岩 1.65~2.00 1.30~1.50
中硬岩 1.50~1.70 1.20~1.40
岩塊 1.10~1.20 0.95~1.05
1.10~1.20 0.85~1.05
礫質土 1.10~1.30 0.85~1.00
固結した礫質土 1.25~1.45 1.10~1.30
1.10~1.20 0.85~0.95
岩塊まじり砂 1.15~1.20 0.90~1.00
砂性土 1.20~1.30 0.85~0.95
岩塊まじり砂質土 1.40~1.45 0.90~1.00
粘性土 1.20~1.45 0.85~0.95
岩塊まじり粘性土 1.40~1.45 0.90~1.00

 これらの土質変化率を以下の表に当てはめることで土量換算係数を求めることができる。


【土量換算係数(f)の求め方】
元の土量|変化後の土量 地山 ほぐし(L) 締固め(C)
地山 1.00 L C
ほぐし(L) 1/L 1 L/C
締固め(C) 1/C L/C 1

 先述したスコップの話に戻ろう。
地山からほぐした場合の土量換算係数は「f=1.30」
ほぐした状態から締め固めた場合は「f=0.85/1.30」となるのだ。
※これらの土量換算係数は、ユンボなどで土を掘った時の作業量を見る際に使用される。

ダンプで換算した時の重さの違い

増トンダンプ
【土質変化率による積載量の変化】
 土質変化率によって体積が変わるのであれば、ダンプトラックに土をたくさん積み込んだ時にも、柔らかく積むのと、締め固めながら積むのでは重さが変わってくるはずだ。
そこで、一体どれくらい積載量が変わるのかを計算してみた。


【増トンダンプで検証】
 今回は、積載量7,300kg、荷台容量4.0m3のダンプで検証してみたいと思う。
積載物は、一般的な「砂性土」にしよう。
ちなみに砂性土(土)の質量は1m3あたり2.0t(地山)である。

 まずは、ほぐし状態(1.30)で積載した時を計算してみる。
ほぐした状態の土は、2.0tで1.3m3である。
荷台容量が4.0m3なので...

4.0÷1.3×2.0=6.15(t)
[荷台容量÷体積(L)×比重=積載量]

 では、締め固めて(0.85)積載した場合はどうだろうか?
締固め状態の土は、2.0tで0.85m3なので...

4.0÷0.85×2.0=9.41(t)
[荷台容量÷体積(L)×比重=積載量]

 その差は、およそ3t近くもある上に、締固めの方は積載量をオーバーしてしまった...


【過積載に注意】
 このことからも、一度にたくさん運ぼうとして締め固めて積載してしまうと、(計算上)過積載になってしまう場合もあるのだ。
もし、ダンプに満載積む場合にはほぐしの状態で積載することが望ましいだろう。

おわりに

 いかがだっただろうか。
土量換算係数とは、土質変化による作業量を求めるための係数である事がわかっただろうか?
また、土質変化率の違いによっては、ダンプを過積載させてしまう場合もあるので、注意が必要となる。

~参考になったら、みんなにも教えよう~
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Comment

記載内容の確認
今度、土木施工管理技士を受けようと思い本サイトを参考にさせていただいています。
土量換算係数(f)の求め方の表
元の土量ほぐし(L)、変化後の土量締固め(C)の表記がL/Cとなっていますが、C/Lの間違えでしょうか?
ご確認をお願い致します。
  • 2017/02/12 14:32
  • 勉強中のH2
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