24ｍ沈下させたニューマチックケーソン(断面は円形、外径12ｍ、質量1600ｔ)を、更に沈下させるのに必要な最小の載荷荷…

圧気工法　第9問

24ｍ沈下させたニューマチックケーソン(断面は円形、外径12ｍ、質量1600ｔ)を、更に沈下させるのに必要な最小の載荷荷重(水荷重等)の質量は570ｔであった。このニューマチックケーソンの周面摩擦力度が11kＮ/ｍ²であるとすると、このときの作業室内の圧力(ゲージ圧力)の値に最も近いものは次のうちどれか。なお、刃口下の地盤抵抗力は無視するものとする。

(1)0.07ＭPa
(2)0.10ＭPa
(3)0.13ＭPa
(4)0.16ＭPa
(5)0.19ＭPa

正答 (2)

正答は (2)。約0.10ＭPa です。【つり合いの式】沈める力　＝　沈下を妨げる力（自重　＋　載荷荷重）　＝　周面摩擦力　＋　空気圧による上向きの力【沈める力】 (1600　＋　570)　ｔ　＝　2170ｔ 2170　×　9.8　＝　21266kＮ【周面摩擦力】周長　＝　π　×　12　＝　37.70ｍ側面積　＝　37.70　×　24　＝　904.8ｍ² 摩擦力　＝　904.8　×　11　＝　9953kＮ【空気圧による上向きの力】底面積　＝　π　×　6²　＝　113.1ｍ²

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上向きの力　＝　Ｐ　×　113.1 【Ｐを求める】 21266　＝　9953　＋　Ｐ　×　113.1 Ｐ　×　113.1　＝　11313 Ｐ　＝　100kＮ/ｍ²　＝　0.10ＭPa 【単位の換算】１kＮ/ｍ²　＝　１kPa 1000kPa　＝　１ＭPa 100kＮ/ｍ²　＝　100kPa　＝　0.10ＭPa 【解く順序】 ① 質量を力に直す（×9.8） ② 周面摩擦力　＝　周長 × 深さ × 摩擦力度 ③ 残りを底面積で割る【間違えやすい点】周長（πＤ）と底面積（πｒ²）を取り違えない周長　＝　π　×　直径　＝　π　×　12 底面積　＝　π　×　半径の２乗　＝　π　×　6² 外径12ｍなら半径は6ｍです。ここを12のまま使うと、面積が4倍になり、答えが4分の1になってしまいます。【なぜ空気圧が沈下を妨げるのか】作業室内の空気圧が、天井スラブを下から押し上げている底面積いっぱいに圧力がかかるので、大きな上向きの力になります。沈下が進まないときに減圧沈下を行うのは、この力を弱めるためです。【刃口下の地盤抵抗力を無視する】問題文の断り書き実際には刃先が地盤を押し下げる抵抗もありますが、この問題では周面摩擦と空気圧だけを考えます。【求めるものが変わることもある】圧力が与えられて載荷荷重を求める形の出題もあります

出典：高圧室内作業主任者 2023年上半期実施分（2023年10月掲載／公益財団法人安全衛生技術試験協会公表試験問題）出典元ページ

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最終更新日 2026年10月14日

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