土工の計算問題は、ほぼすべてが 「どの状態の土量を、どの状態に換算するか」 の問題です。 土は掘るとふくらみ、締め固めると縮みます。この体積の変化を表すのが 土量変化率で、 L と C の2つだけを正しく使い分ければ、どの問題も同じ手順で解けます。
土の3つの状態
| 状態 | どんな土か | 使う場面 |
|---|---|---|
| 地山の土量 | 掘削する前の、自然のままの土 | 掘削量・切土量 |
| ほぐした土量 | 掘削してほぐれた土 | 運搬(ダンプトラックの積込み量) |
| 締め固めた土量 | 盛土として締め固めた後の土 | 盛土量(完成した盛土の体積) |
ポイントは、基準になるのは常に「地山」 だということです。 L も C も、地山の体積を分母にした比で定義されています。
L と C の定義
- L(ほぐし率) = ほぐした土量 ÷ 地山の土量
- C(締固め率) = 締め固めた土量 ÷ 地山の土量
掘削した土は空隙が増えてふくらむので、L は1より大きいのが普通です。 締め固めた土は、土砂なら地山より小さくなることが多く C は1より小さくなりがちですが、 岩を砕いて盛った場合は、締め固めても地山より大きくなり C が1を超えることがあります。 「C は必ず1未満」と覚えるのは誤りなので注意してください。
L は運搬計画(何台で運ぶか)に、C は土量の配分計画(切土で盛土がまかなえるか)に使います。
換算表 — これだけで解ける
横に「今わかっている土量」、縦に「求めたい土量」を取ると、掛ける数は次のとおりです。
| 分かっている土量 \ 求める土量 | 地山 | ほぐした土量 | 締め固めた土量 |
|---|---|---|---|
| 地山 | 1 | L | C |
| ほぐした土量 | 1/L | 1 | C/L |
| 締め固めた土量 | 1/C | L/C | 1 |
表を丸暗記する必要はありません。 「いったん地山に戻してから、目的の状態に直す」 と考えれば、表は自分で作れます。
- ほぐした土量 → 地山:L で割る
- 地山 → 締め固めた土量:C を掛ける
- よって、ほぐした土量 → 締め固めた土量は「÷L×C」= C/L 倍
例題で手順を確認する
以下の数値は計算練習のための仮の値です(L=1.20、C=0.90 とする)。
例1 掘削した土を運ぶ
地山 1,000 m³ を掘削して運搬する。運搬する土量はいくらか。
- 運搬はほぐした状態なので、地山 × L
- 1,000 × 1.20 = 1,200 m³(ほぐした土量)
例2 盛土に必要な地山の量
締め固めた後の体積が 900 m³ の盛土をつくりたい。必要な地山の土量はいくらか。
- 締め固めた土量 → 地山は ÷C
- 900 ÷ 0.90 = 1,000 m³(地山)
例3 ダンプトラックの台数
例2の盛土材を、1台あたりほぐした土量で 6 m³ 積めるダンプトラックで運ぶ。延べ何台必要か。
- 必要な地山:900 ÷ 0.90 = 1,000 m³
- 運ぶのはほぐした土量:1,000 × 1.20 = 1,200 m³
- 台数:1,200 ÷ 6 = 200台
締め固めた土量から一気に行くなら、900 × L/C = 900 × 1.20 ÷ 0.90 = 1,200 m³ と同じ結果になります。
よくある失敗
- ダンプの積載量をどの状態で与えられているかを読み飛ばす。台数計算はほぼ必ず「ほぐした土量」で考える
- 盛土量(締め固めた土量)に、そのまま L を掛けてしまう。地山を経由していないので誤り
- 切土の土量(地山)と盛土の土量(締め固め後)を、単純に足し引きする。状態をそろえてから比べる
土量そのものを求める — 平均断面法
道路などの長い土工では、測点ごとに横断面積を求め、次の式で区間の土量を出します。
区間の土量 =(両端の断面積の和 ÷ 2)× 測点間の距離
断面が大きく変わる区間では誤差が出やすく、測点の間隔を細かくするほど精度が上がります。 ここで求まる切土量は地山の土量、盛土量は締め固めた土量として扱うのが基本です。
覚え方のコツ
- L は Loose(ほぐれた)、C は Compact(締まった) と英語の頭文字で覚える
- 「地山が主人公」。L も C も地山を分母にした比。困ったら必ず地山に戻す
- 運ぶ=ほぐし(L)、盛る=締固め(C)。問題文の「運搬」「積込み」「ダンプ」に反応したら L、「盛土」「締め固めた後」に反応したら C
- 計算の最後に「ほぐした土量は地山より大きいはず」と大小関係で検算する。逆になっていたら掛けると割るを取り違えている
土量計算は、考え方さえ固まれば確実に得点できる問題です。 換算表を一度自分の手で書き、例題の3パターンを何も見ずに解けるようにしておきましょう。