問題Ⅲの対策法:建設部門「土質及び基礎」~技術士第二次試験~
★ 過去問解答例のお知らせ(有料記事)
以下に、技術士第二次試験「選択問題Ⅲ」の対策法について、建設部門の「土質及び基礎」科目を対象として以下に私見を述べます。
【1】 注意事項
・100点の答えにはなりません
・60点を目指すヒントとして捉えてください
★あくまでも、自力で考えることを忘れないでください。
【2】 問題Ⅲの過去問題
「日本技術士会」HPに公表されていますので、上記リンクより参照してください。
【3】 過去問題の傾向の整理
3.1 過去問題の「テーマ」(△△△を○○○する or させる)
過去問題の「テーマ」(△△△を○○○する or させる)は、非常に多岐にわたっている。H25年~R05年の問題Ⅲの各テーマを以下に記載する。
このテーマでは、後述3.2~3.4節に示す設問(1)~(3)の標準問題文に解答できるように、過去問題文を変更した。
なお、R01年の試験制度改正前後で各問題のテーマの整理を区分する。
3.1.1 H25~H30年(試験制度改正前)
1)H25(2013):Ⅲ-1
南海トラフ巨大地震や首都直下地震の発生確率が高まっているとされる中、兵庫県南部地震や東北地方太平洋沖地震の教訓を踏まえて、社会基盤施設や建物の地震対策を効果的に進めることが求められている。
このような社会状況を考慮し、地盤構造物 (盛土・切土、擁壁、構造物基礎等 ) の地震対策を行う。
2)H25(2013):Ⅲ-2
我が国の社会資本の多くは高度経済成長期に整備され、建設後既に30~50年の期間が経過している。これらのストックの1つである地盤構造物 ( 盛土・切土、擁壁、構造物基礎等 ) は、経年変化で機能低下が進行しているものもある。
このような状況を考慮し、財政的な制約の中で社会資本としての地盤構造物の 維持管理のあり方を提案する。
3)H26(2014):Ⅲ-1
鋼・コンクリート構造物と比較して、建設中の地盤構造物 ( 盛土、切土、構造物基礎など ) の品質管理は難しいと言われている。そのため地盤技術者には、調査・設計・施工の各段階での品質向上に関連した十分な知識が求められている。
以上のような状況を考慮し、地盤構造物の品質向上に結びつく改善策を提案する。
4)H26(2014):Ⅲ-2
地盤技術者としての技術を習得するためには、実践的な経験の蓄積や技術の伝承の継続が重要であるといわれている。一方、近年の自然現象や社会環境の変化に伴い、従来の経験に基づく工学的判断に期待する技術体系の維持・継続が分岐点に立たされていると いう指摘もある。
このような状況を考慮し、近年の自然現象や社会環境の変化により、経験に基づく工学的判断に期待する技術体系が通用しなくなる要因が及ぼす影響を軽減する。
5)H27(2015):Ⅲ-1
我が国の社会資本ストックは、高度経済成長期に集中的に整備されたものが多く、老朽化による変状が各地で同時期に顕在化することが懸念されている。社会資本は、目的に応じた性能・仕様を満足していなければならないが、限られた財源の中で、それらを効果的・効率的に維持管理・更新していくことは、技術者に課せられた大きな課題となっている。
このような状況を踏まえ、地盤構造物 ( 盛土・切土、擁壁、構造物基礎等 ) を効率的・効果的に維持管理・更新する。
設問(1)では、地盤構造物の「使用目的に応じて確保すべき性能」、 「周辺環境の変化への対応」、「地盤 材料特性の時間変化」等の幅広い観点から課題を抽出した上で、標準問題文に対し解答せよ。
6)H27(2015):Ⅲ-2
近年、我が国では、自然現象や社会環境の変化により、甚大な地盤災害の発生が多くなっている。これらの地盤災害が発生する要因として、下表に例示する誘因や素因の変化が考えられる。今後は、これらの変化に対応して、地盤災害を軽減・抑制するための対策を取る必要性が高まるものと考えられる。
このような状況を踏まえ、自然現象や社会環境の変化によって被害が甚大化した地盤災害の具体例を1例挙げ、誘因と素因のそれぞれに対して災害を軽減・抑制するための対応策を提案する。
7)H28(2016):Ⅲ-1
地盤内に施工される、杭基礎、地盤改良、グラウンドアンカーなどの構造物 (以下、「地盤内構造物」という。) は、直接的に品質を確認することが難しい。このため地盤技術者は、調査・設計・施工の各段階において、地盤特性及び地盤内構造物の特徴に応じ、品質向上に努めなければならない。
これらのような状況を踏まえ、地盤内構造物の品質を確保する。
8)H28(2016):Ⅲ-2
ICT ( 情報通信技術 ) を活用した情報の数値化・集積等は、多数の情報を含む社会基盤施設やその建設現場の空間データとその時間変化を得ることを可能にする。情報を技術者が利用しやすい形に自動的に三次元モデル化したり、可視化したりすることは、技術者の人為ミス低減に大いに寄与すると考えられるが、これがさらに進むと、技術者が不要とされる可能性もある。
以上のような状況を考慮し、地盤構造物 ( 盛土、切土、擁壁、構造物基礎等 ) においてICTを活用する。
9)H29(2017):Ⅲ-1
我が国では、高度経済成長期以降に急速に整備した社会資本が、今後一斉に老朽化することが懸念されており、既存の社会資本における健全性の確保が求められている。一方、人口減少や少子高齢化の進行に伴い、建設業の就業者数が減少を続けていることや財政状況がより一層厳しくなることを受けて、調査、設計、施工、検査、維持管理・更新にわたる建設段階での生産性向上が必要とされている。
これらの背景を踏まえ、既設又は新設の地盤構造物 ( 盛土、斜面、擁壁、構造物基礎等 ) における健全性の確保や維持管理・更新の効率化に繋がるよう生産性向上を図る。
10)H29(2017):Ⅲ-2
我が国では、毎年のように地震災害、水害、土砂災害等の自然災害が発生している。これに加えて、気候変動の影響により災害が頻発化・激甚化することが予想され、また、南海トラフ地震や首都直下型地震などの巨大地震の発生も懸念されるなど、自然災害対策 の重要性はますます高まっている。このような背景のもと、厳しい財源の中で、安全・安心な社会資本の整備を進めていくことは、技術者の担うべき大きな課題となっている。
これらの状況を踏まえ、地盤災害を念頭に、安全・安心な社会資本の整備を進める。
11)H30(2018):Ⅲ-1
近年、我が国では少子高齢化による生産年齢人口の減少が続いている。建設業界においても技能労働者の不足や技術伝承の停滞が現実問題となっていて、これらは品質の低下につながることが懸念される。このため、様々な建設プロセスの効率化や高度化のために期待されている技術のイノベーションには、品質確保を担うことも求められている。
このような背景を踏まえ、盛土、基礎、抗土圧構造物等の地盤構造物の品質を確保する。
なお、設問(1)の課題抽出では、地盤構造物の調査、設計、施工、維持管理の各段階の中から3つを選択した上で、標準課題文に対し解答せよ。
mた、設問(2)に挙げる解決策では、ICT ( 情報通信技術 ) やセンシング技術を活用した技術として解答せよ。
12)H30(2018):Ⅲ-2
我が国が直面する課題の1つとして、社会資本のみならず広く激甚な被害をもたらす自然災害への対応が挙げられ、防災への取組が急務とされている。その一方で、様々な社会資本の老朽化の加速が指摘されており、戦略的な維持管理と更新の取組も求められている。このような背景のもと、防災・減災、老朽化対策を抜本的に強化することが必要とされている。
これらのような我が国の現状を踏まえ、社会資本の管理・整備のあり方を策定する。
3.1.2 R01~R05年:(試験制度改正後)
1)R01(2019):Ⅲ-1
高度成長期に構築した社会資本ストックの老朽化に対して、限られた事業費の中で 効果的・効率的な維持管理が求められる。このため、 橋梁等の構造物においては、予防保全に向けて定期的な点検を重要視した維持管理が行われている。一方、地盤構造物 ( 盛土、切土、擁壁、構造物基礎等 ) においては、数も多く、構造物ごとに耐久性や修復性が異なるなどの特徴を有するため、これらの特徴を踏まえたより一層効率的な維持管理が求められる。
これらの背景を踏まえ、膨大な数の地盤構造物を対象にした点検から維持管理までの一連の計画を策定する。
2)R01(2019):Ⅲ-2
地盤構造物 ( 盛土、切土、擁壁、構造物基礎等 ) に発生するトラブルでは、地盤の不確実性に起因するものも多い。そのため、地盤構造物の計画及び建設に当たっては、調査・設計・施工の各段階において、地盤の不確実性の影響によるリスクを可能な限り把握し、低減させるよう努める必要がある。
これらの背景を踏まえ、地盤構造物の計画及び建設に当たり、地盤の不確実性の影響に対応する。
3)R02(2020):Ⅲ-1
建設分野においては、 i-Constructionに代表されるように、 あらゆる建設生産プ ロセスにICT技術などの新技術を導入して生産性向上を図り、 効率的で持続可能な社会資 本を整備する方法が模索されている。特に近年では、ICT施工の拡大だけではなく、調査 から設計、 施工、 維持管理に至る建設プロセス全体を3次元データでつなぎ、 新技術、新 工法、新材料の導入、利活用を加速化させることが掲げられている。このような中、 地盤 構造物 (盛土、切土、擁壁、 構造物基礎等)においては、 3次元データの活用による生産 性向上とともに、地盤構造物の特徴を踏まえたICT技術の活用が期待されている。
このような状況を踏まえ、地盤構造物の効率的・効果的な維持管理に向けて、建設プロセスにICT技術を導入する。
4)R02(2020):Ⅲ-2
近年我が国では豪雨や地震などの自然災害が多発しており、想定外外力も含めた自然災害への対策の重要性がますます高まっている。自然災害に対して、地盤構造物 ( 盛土、切土、擁壁、構造物基礎等 ) の強化・補強を進めていく必要があるが、地盤構造物の数は膨大であり、投資可能な予算も限られている。このような背景から、被害最小限化に向けて、ハード対策だけでなくソフト対策も合わせた一体的な対策が求められている。一方、地盤構造物の災害時の被災形態や被災した場合の影響は、外力の大きさのみなら ず、地盤構造物の種類、地盤や地下水の条件、施工条件等により大きく異なるため、これらの特徴を踏まえた効率的・効果的な対策の推進が求められる。
このような状況を踏まえ、従前想定していなかったような大規模な自然災害への対応を含めたハードとソフトの一体的な対策を立案する。
設問(1)では、地盤構造物における調査・設計・施工上の課題を多面的な観点から抽出した上で、標準問題文に対し解答せよ。
5)R03(2021):Ⅲ-1
近年、我が国においては環境危機が深刻化しており、地球温暖化の進行に伴う海面水位の上昇、降雨の強度・頻度の増加などによる災害の頻発・激甚化のリスクが増加してい る。さらに、大量の資源・エネルギー消費から、自然との関わり方や安全・安心の視点を 含めて、持続可能でよりよい社会の実現を目指す方向へと価値観や意識の変化が生じており、温室効果ガス排出量の削減や建設副産物の削減など環境問題に対応した社会資本の整備が望まれている。
これらの背景の中、新たに地盤構造物 ( 盛土、切土、擁壁、 構造物基礎等 ) を建設する際、環境問題に対応した新技術の開発・導入を推進する。
設問(1)では、技術面・制度面など多面的な観点から課題を抽出した上で、標準問題文に対し解答せよ。
6)R03(2021):Ⅲ-2
我が国のインフラは高度成長期を中心に膨大なストックが形成され、その老朽化が年々進んでいる。一部では劣化の進行に伴い社会的な影響を及ぼす事態が生じているが、劣化の進行はコンクリート等の人工材料で作られた構造物だけでなく、土等の自然材料により構築された盛土や自然斜面でも生じている。一方で、気候変動の影響による水害・土 砂災害の頻発・激甚化や、南海トラフ巨大地震・首都直下地震等の巨大地震の発生が懸念されていることから、地盤構造物 ( 盛土、切土、擁壁、構造物基礎等 ) においても、老朽化が進む膨大なストックに対して災害リスクにどのように対応していくかが重要な課題となっている。
このような状況を踏まえ、老朽化した地盤構造物における災害リスクを踏まえた維持管理に関し、個々の構造物の維持管理に加えて構造物群のアセットマネジメントも含めて行う。
7)R04(2022):Ⅲ-1
我が国の建設業就業者の高齢化は年々進展しており、2020年には29歳以下の就業者数が全就業者数の約12%にとどまる一方、55歳以上の就業者数が約36%を占める状況 となっている。こうした状況から、今後高齢の就業者の退職に伴う就業者数の大幅な減少により建設業全体での供給力が著しく低下していくことが危惧されており、就業者一人当たりの生産性の向上が強く求められている。このような中、地盤構造物 ( 盛土、切土、擁壁、構造物基礎等 ) の建設においても生産性の向上が必要不可欠となっている。
これらの背景を踏まえ、新設する地盤構造物の調査・設計・施工に関し、生産性を向上させる。
8)R04(2022):Ⅲ-2
南海トラフ地震、首都直下地震や日本海溝・千島海溝周辺海溝型地震といった甚大 な被害を与えると想定される大規模地震の発生確率が高まっている。 また、 気候変動の影 響によって土砂災害や河川氾濫などによる災害の増加も懸念されている。 一方で、我が国 には既設の地盤構造物 (盛土、切土、擁壁、 構造物基礎等) が多数存在しており、 災害に 対するリスク評価を踏まえて対策を講じていく必要がある。 このような背景の中で、 土質 及び基礎を専門とする技術者の立場から以下の設問に答えよ。
既設の地盤構造物の災害に対するリスク評価を行う。
9)R05(2023):Ⅲ-1
近年、我が国では地球温暖化の影響により気温が上昇するなど気候変動が顕著とな っており、気候変動に伴う豪雨、洪水等の災害の激甚化・頻発化が予測されている。国民の安全・安心を確保するためには豪雨、洪水等に起因する土砂災害や浸水被害の低減が強く求められている。一方、資材費や燃料費の高騰、少子高齢化の進展による労働者不足といった近年表面化している社会問題への適切な対応も重要である。このような中、地盤構造物 ( 盛土、切土、擁壁、構造物基礎等 ) の新設又は改修に当たって、地盤構造物は水の 作用によりその機能が損なわれ災害に至る事例が多い。
これらの背景を踏まえ、新設又は改修する地盤構造物の計画・調査、設計及び施工に関し、豪雨、洪水等に起因する災害被害を低減する。
10)R05(2023):Ⅲ-2
我が国における持続可能な社会を構築するための取組として、地球温暖化の緩和策としての脱炭素化に向けた温室効果ガスの削減や、廃棄物の発生抑制、資源の循環的利用 による天然資源消費の抑制などの環境負荷低減が求められている。
このような背景を踏まえ、新設又は改修する地盤構造物 ( 盛土、切土、擁壁、構造物基礎等 ) の計画・調査、設計及び施工に関し、持続可能な社会を構築するため環境負荷を低減させる。
3.1.3 「テーマ」設定の有効性
これらの「テーマ」(△△△を○○○する or させる)を参考に、「土質及び基礎」科目に関する各受験生の経験業務または最近のトピックを抽出することが、R06年以降の想定問題作成に有効と考える。
3.2 設問(1)の傾向・対策 ~標準問題文の設定~
R01年以降、設問(1)~(3)の問題文は、部門・科目により違いがあるものの、おおむね統一されている。「土質及び基礎」科目のR01年以降の設問(1)では、年度及び問題番号によって多少異なるものの、以下の問題文でほぼ共通である。★「テーマ」(△△△を○○○する or させる)を進めるに当たって、土質及び基礎を専門とする技術者の立場で、多面的な観点から3つ以上の技術的な課題を抽出し、それぞれの観点を明記したうえで課題の内容を示せ。
R06年以降の設問(1)は、上記問題文をベースとして出題されると考え、後述4節の標準問題文として設定する。
3.3 設問(2)の傾向・対策 ~標準問題文の設定~
R01以降、「土質及び基礎」科目の設問(2)は、年度及び問題番号によって多少異なるものの、以下の問題文でほぼ共通である。★前問(1)で抽出した課題のうち最も重要と考える課題を1つ挙げ、その課題に対する複数の解決策を、専門技術用語を交えて示せ。
R06年以降の設問(2)は、上記問題文をベースとして出題されると考え、後述4節の標準問題文として設定する。
3.4 設問(3)の傾向・対策 ~標準問題文の設定~
R01以降、「土質及び基礎」科目の設問(3)は、以下の問題文でほぼ共通である。
★前問(2)で示したすべての解決策を実行しても新たに生じうるリスクとそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。
R06年以降の設問(3)は、上記問題文をベースとして出題されると考え、後述5節の標準問題文として設定する。
【4】 問題Ⅲ対策
「土質及び基礎」科目の問題Ⅲ対策として、前述した内容を踏まえ、以下に示す3つのレベルに対応する想定問題を作成し、その問題への解答論文の作成を提案する。さらに、本対策では既技術士等に添削を受けることで、解答の質を上げられると考える。
なお、各レベルの課題文{設問(1)より手前の問題文}は、受験生各自で設定してください。
4.1 レベル1
「テーマ」(△△△を○○○する or させる)として、R01~R05年過去問題の課題文{3.1.2節 参照}のいずれかを選択し、以下の(1)~(3)の各設問に解答せよ。(1)「テーマ」(△△△を○○○する or させる)を進めるに当たって、土質及び基礎を専門とする技術者の立場で、多面的な観点から3つ以上の技術的な課題を抽出し、それぞれの観点を明記したうえで課題の内容を示せ。
(2)前問(1)で抽出した課題のうち最も重要と考える課題を1つ挙げ、その課題に対する複数の解決策を、専門技術用語を交えて示せ。
(3)前問(2)で示したすべての解決策を実行しても新たに生じうるリスクとそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。
4.2 レベル2
「テーマ」(△△△を○○○する or させる)として、H25~H30年過去問題の課題文{3.1.1節 参照}のいずれかを選択し、以下の(1)~(3)の各設問に解答せよ。(1)「テーマ」(△△△を○○○する or させる)を進めるに当たって、土質及び基礎を専門とする技術者の立場で、多面的な観点から3つ以上の技術的な課題を抽出し、それぞれの観点を明記したうえで課題の内容を示せ。
(2)前問(1)で抽出した課題のうち最も重要と考える課題を1つ挙げ、その課題に対する複数の解決策を、専門技術用語を交えて示せ。
(3)前問(2)で示したすべての解決策を実行しても新たに生じうるリスクとそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。
4.3 レベル3
「テーマ」(△△△を○○○する or させる)として、「土質及び基礎」科目に関する各受験生の経験業務または最近のトピックを1つ挙げ、以下の(1)~(3)の各設問に解答せよ。(1)「テーマ」(△△△を○○○する or させる)を進めるに当たって、土質及び基礎を専門とする技術者の立場で、多面的な観点から3つ以上の技術的な課題を抽出し、それぞれの観点を明記したうえで課題の内容を示せ。
(2)前問(1)で抽出した課題のうち最も重要と考える課題を1つ挙げ、その課題に対する複数の解決策を、専門技術用語を交えて示せ。
(3)前問(2)で示したすべての解決策を実行しても新たに生じうるリスクとそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。
【5】 添削を受け付けております!
私、小泉は有料で添削を受け付けております。
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