岩盤掘削の数量を算出するとき、設計図に示された掘削範囲だけを体積計算すると、実際の施工数量との差が大きくなることがあります。岩盤は土砂のように計画線どおりの形状で取り除けるとは限らず、岩質、亀裂の方向、掘削方法、施工精度などによって、仕上がり面が設計線より外側へ広がるためです。この設計範囲を超えて掘削される部分は、一般に余掘りとして扱われます。
余掘りを過小に見込むと、掘削、積込み、運搬、処分、埋戻し、充填コンクリートなどの数量が不足し、施工中の追加手配や工程変更につながります。一方で、根拠なく大きな余掘り率を設定すると、予定数量や予算が必要以上に膨らみ、見積りの妥当性を説明しにくくなります。
重要なのは、すべての現場に同じ割合を適用することではありません。対象となる岩盤の状態、掘削方法、構造物の形状、要求される仕上がり精度を整理し、余掘りの発生要因を分けたうえで体積計算へ反映する必要があります。
この記事では、岩盤掘削の体積計算を行う実務担当者に向けて、余掘り分を見込む際の6つの判断基準、基本的な計算方法、数量管理で注意したい点を詳しく解説します。
岩盤掘削の体積計算で最初に整理すること
岩盤掘削の体積計算では、計算式を選ぶ前に、何のための数量を求めるのかを明確にする必要があります。同じ岩盤掘削でも、設計数量、見積数量、施工計画数量、出来形数量、運搬数量では、対象とする範囲が異なるためです。
設計数量では、設計図に示された掘削線の内側を基本とします。見積数量では、設計数量に施工上避けにくい余掘りを加え、必要に応じて積込みや運搬に関係する数量も算定します。施工後の出来形数量では、実際に掘削された地形や断面を測定し、施工前との差から数量を求めます。
最初に整理したいのは、体積計算の基準面です。施工前の岩盤面、設計掘削面、実際の掘削面を区別しなければなりません。施工前の岩盤面と設計掘削面の間が設計掘削量であり、設計掘削面より外側まで掘削された部分が余掘り量です。
ただし、現場では設計面の外側にあるすべての空間が同じ性質の余掘りとは限りません。岩盤の剥離や崩落によって避けられずに発生した部分、施工管理のばらつきによって広がった部分、施工機械の作業空間を確保するため計画的に広げた部分などが含まれます。原因によって費用負担や数量の扱いが異なる可能性があるため、計算上も可能な範囲で分けておくことが重要です。
また、岩盤掘削の体積は、原位置にある状態の地山体積を基本として扱います。掘削後に破砕されて体積が増えた状態は、積込み量や運搬量を検討するための数量です。地山体積と掘削後のほぐれた体積を同じ数値として扱うと、ダンプ台数、仮置場面積、処分量などの計画に誤差が生じます。
したがって、体積計算を始める前に、設計数量なのか実数量なのか、地山状態なのかほぐれた状態なのか、余掘りを含むのか含まないのかを明記することが基本です。
設計掘削量と実掘削量の違い
設計掘削量は、設計図に示された断面や掘削範囲を幾何学的に計算した体積です。直方体に近い形状であれば、幅、延長、深さを掛け合わせて求められます。断面が変化する場合は、複数の断面積と区間長を用いる平均断面法などで算出します。
一方、実掘削量は、施工前の岩盤面と施工後の掘削面との差から求める体積です。実際の掘削面には凹凸があり、設計面より深くなった部分や広がった部分が含まれます。そのため、通常は設計掘削量と一致しません。
基本的な関係は、実掘削量＝設計掘削量＋余掘り量と表せます。ただし、施工後も設計範囲内に岩盤が残っている場合は、掘り残しも考慮する必要があります。より厳密には、実掘削量＝設計掘削量＋設計面外の掘削量－設計範囲内の掘り残し量という考え方になります。
見積り段階では実掘削面がまだ存在しないため、余掘り量を予測しなければなりません。その方法として、設計掘削量に余掘り率を掛ける方法と、掘削面積に想定余掘り厚さを掛ける方法があります。
余掘り率を使う場合は、余掘り量＝設計掘削量×余掘り率で計算します。設計掘削量が1,000立方メートルで、想定する余掘り率が5％であれば、余掘り量は50立方メートルとなり、見込み掘削量は1,050立方メートルです。
余掘り厚さを使う場合は、余掘りが発生すると想定する面の面積に平均余掘り厚さを掛けます。余掘り対象面積が600平方メートルで、平均余掘り厚さを0.10メートルとした場合、余掘り量は60立方メートルです。
余掘り率は概算に使いやすい一方、形状や掘削面積の違いを十分に表せないことがあります。余掘り厚さによる方法は、底面、側面、法面、トンネル周壁など、余掘りが生じる場所を分けて検討しやすい点が特徴です。
どちらの方法を使う場合でも、根拠となる岩盤条件や施工条件を記録し、単に慣例的な数値を当てはめないことが重要です。
判断基準1 岩盤の硬さと風化状態を確認する
余掘り分を判断する最初の基準は、岩盤の硬さと風化状態です。岩盤が硬いほど余掘りが少なくなるとは限りません。硬質であっても脆く割れやすい岩盤では、掘削時の衝撃によって設計線より外側まで剥離することがあります。一方、比較的軟らかい岩盤でも、均質で粘りがあり、掘削面を制御しやすい場合は、余掘りを抑えられることがあります。
風化が進んだ岩盤では、岩石そのものの強度が低下し、掘削面周辺が崩れやすくなります。表面だけが風化している場合と、亀裂に沿って深部まで風化している場合では、余掘りの発生範囲が異なります。施工前の調査で硬い岩盤と判断されていても、掘削を進めると局所的な風化帯が現れることもあります。
体積計算では、岩盤区分ごとに余掘り条件を変える方法が有効です。対象区間全体へ一律の余掘り率を設定するのではなく、比較的健全な岩盤、風化した岩盤、破砕された岩盤などに区分し、それぞれの設計掘削量と余掘り見込みを算定します。
たとえば、健全な岩盤区間と風化帯が同じ掘削範囲に含まれている場合、両者を合計した体積へ単一の余掘り率を掛けると、どこにリスクが集中しているか分からなくなります。区間を分けて計算すれば、風化帯の範囲が変わった際にも数量を修正しやすくなります。
岩盤状態は、地表からの観察だけで完全に把握できるとは限りません。既存の調査資料、露頭の状態、ボーリング結果、掘削初期の切羽観察などを組み合わせて判断します。見積り時点で情報が少ない場合は、余掘り率を一つの数値に固定するより、標準ケースと増加ケースを設定し、数量の幅を示す方法もあります。
また、風化した岩盤の崩落をすべて余掘りとして扱うのではなく、掘削前から緩んでいた部分、施工中の安全確保のため除去した不安定部分、施工方法によって損傷した部分を区別して記録することも大切です。余掘りの発生原因を記録することで、次の区間における施工方法や見込み数量を見直せます。
判断基準2 節理や亀裂の方向と間隔を確認する
岩盤は一つの均質な塊ではなく、節理、亀裂、層理面、片理面などの不連続面を含んでいます。こうした不連続面の方向、傾斜、間隔、連続性は、余掘りの発生に大きく影響します。
不連続面が掘削面に対して外側へ開く方向に分布していると、掘削時に岩塊が抜け落ちやすくなります。反対に、岩塊が地山側へ食い込むような方向であれば、掘削面が比較的安定する場合があります。ただし、実際の安定性は複数の不連続面の組み合わせ、地下水、掘削面の向きなどによって変化します。
節理の間隔が広く、大きな岩塊が形成されている場合は、一つの岩塊が抜けるだけで局所的に大きな余掘りが発生することがあります。節理の間隔が狭い岩盤では、小さな剥離が広い範囲に発生し、全体として掘削面が粗くなる可能性があります。
体積計算へ反映するときは、不連続面による余掘りを単純な平均厚さだけで表せるかを確認します。掘削面全体に薄く均等な余掘りが発生する場合は、平均余掘り厚さによる計算が適しています。一方、特定の区間で大きな岩塊が抜け落ちる可能性がある場合は、その区間を別にして局所的な欠損体積を見込む方が実態に近くなります。
トンネルや横坑では、天端、側壁、底盤で不連続面との関係が異なります。天端では落石や岩塊の抜け落ち、側壁ではくさび状の剥離、底盤では掘削時の過大な破砕など、発生形態を分けて考える必要があります。開削部でも、法面の向きと節理の方向が一致すると、設計法面より外側まで岩塊が剥離することがあります。
亀裂に地下水が流入している場合は、亀裂周辺の細粒分が流出したり、風化が進行したりする可能性があります。施工中の湧水によって岩盤状態が変化することもあるため、掘削開始前の観察結果だけでなく、施工中の変化も記録します。
不連続面の状態を判断する際は、亀裂の有無だけでなく、開口幅、充填物、表面の風化、湧水、連続する方向などを確認します。こうした情報を施工区間ごとの余掘り記録と対応させることで、後続区間の体積計算に具体的な根拠を持たせられます。
判断基準3 掘削工法と施工条件を確認する
余掘り量は岩盤条件だけでなく、採用する掘削工法によっても変化します。機械掘削、打撃による掘削、発破を伴う掘削などでは、岩盤へ与える作用と掘削面の仕上がりが異なります。
機械掘削では、機械の大きさ、刃先や打撃部の特性、掘削方向、作業員の操作、視認性などが仕上がりに影響します。大きな機械で狭い部分を掘削すると、設計線ぎりぎりまで細かく制御することが難しく、作業空間を確保するために掘削範囲が広がる場合があります。
発破を伴う掘削では、掘削対象部分だけでなく、残す岩盤側にも振動や亀裂の進展が生じる可能性があります。施工計画では、設計線周辺の岩盤を必要以上に傷めないことが重要です。ただし、余掘りを抑えるための具体的な施工条件は、岩盤状態、断面形状、安全条件、周辺環境などに応じて専門的に検討する必要があります。
体積計算を行う実務担当者は、工法名だけで余掘り率を決めるのではなく、実際の施工条件を確認する必要があります。同じ工法でも、広い開削部で施工する場合と、狭い地下空間で施工する場合では、機械の動かしやすさや掘削面の見え方が異なるからです。
施工手順も余掘りに影響します。一度に大きな断面を掘削する場合と、小さな区画に分けて掘削する場合では、掘削面の安定性や制御のしやすさが変わります。先に掘削した部分が緩み、後続作業で剥離することもあります。
また、施工速度を優先すると、細かな仕上げ掘削に必要な時間が確保されず、余掘りが増える可能性があります。反対に、余掘りを極端に抑えようとすると、掘り残しの除去や再施工が増えることもあります。余掘りと掘り残しの両方を抑えるには、施工精度、作業時間、安全性、機械能力のバランスが必要です。
見積り時点では、使用予定の機械、施工方向、一回当たりの掘削範囲、仕上げ方法、掘削面の確認方法を整理します。工法が確定していない場合は、想定工法ごとに余掘り数量を計算し、数量差を把握しておくと計画変更に対応しやすくなります。
判断基準4 掘削形状と作業空間を確認する
同じ体積の岩盤を掘削する場合でも、形状によって余掘りの発生量は異なります。幅が広く浅い掘削、幅が狭く深い掘削、曲線を含む掘削、段差の多い掘削では、設計体積に対する掘削面積の割合が違うためです。
余掘りは主に設計掘削面の周辺で発生します。そのため、設計体積が同じであっても、掘削面積が大きい形状ほど余掘り量が増える可能性があります。余掘り率だけで計算すると、この違いを十分に表せないことがあります。
たとえば、大きな立方体に近い掘削と、細長い溝状の掘削を比較すると、同じ設計体積でも溝状の掘削は側面積が大きくなります。側面に一定の余掘り厚さが発生すると仮定した場合、溝状の掘削の方が余掘り量は大きくなります。
基礎掘削では、底面の余掘りと側面の余掘りを分けて計算することが有効です。底面は掘削機械による削り過ぎや局所的な岩塊の抜け落ちが生じやすく、側面は節理方向や作業空間の影響を受けます。底面と側面へ同じ余掘り厚さを設定する必要はありません。
トンネルや坑道では、断面の周長と延長を使って余掘り量を概算できます。断面周辺に平均厚さの余掘りが発生すると考える場合、概略的には断面周長×延長×平均余掘り厚さで算出できます。ただし、余掘り厚さが断面寸法に対して大きい場合や、角部・曲線部が複雑な場合は、単純な掛け算では誤差が増えます。
立坑や深い掘削では、作業機械や排土設備の配置、昇降設備、安全設備などのため、設計構造物より広い施工空間が必要になることがあります。この部分は偶発的な余掘りではなく、施工上必要な計画掘削として分けて計上した方が管理しやすくなります。
また、構造物を設置するための作業余裕、型枠の組立空間、排水設備の設置範囲なども確認します。これらを余掘り率の中へまとめてしまうと、どの数量が施工計画上必要で、どの数量が不確実性への備えなのか分からなくなります。
体積計算では、設計構造物の外形、設計掘削線、施工上必要な余裕幅、想定余掘り面を別々に設定することが理想です。三次元形状を扱える場合は、それぞれの面をモデル化し、体積差を求めることで数量の根拠を明確にできます。
判断基準5 仕上がり面に求める精度を確認する
余掘り分を見込む際は、掘削後の面にどの程度の精度が求められるかを確認します。構造物が直接岩盤へ接する場合、型枠を設置する場合、充填材で空間を埋める場合など、後工程によって許容される凹凸や余掘りの影響が異なります。
岩盤面へ直接コンクリートを打設する場合、余掘りが増えるとコンクリート量も増える可能性があります。掘削数量だけを見込んでいても、余掘り部分を埋める材料数量を見込んでいなければ、後工程で不足が生じます。
型枠を設置して構造物の外形を確保する場合は、余掘り部分がそのまま構造物体積へ加算されるとは限りません。しかし、型枠外側の空間処理、作業床、排水、裏込めなどが必要になることがあります。余掘りが後工程へ与える影響を、掘削数量とは別に確認することが大切です。
トンネルなどで吹付けによる表面処理を行う場合は、掘削面の凹凸が材料使用量に影響します。設計線からの平均的な余掘りだけでなく、局所的なくぼみや粗い表面によって材料量が増加することがあります。
設備基礎やアンカーの施工では、設置位置や定着範囲との関係も重要です。余掘りによって必要な岩盤が失われると、単に充填すればよいとは限らず、設計や施工方法の再検討が必要になる場合があります。このため、余掘り数量の経済的な評価だけでなく、構造上必要な岩盤を残せるかという観点も欠かせません。
体積計算の前提として、設計図書や施工計画に示された掘削許容範囲を確認します。ただし、許容範囲が示されている場合でも、その上限まで余掘りしてよいという意味ではありません。許容範囲は出来形判定の基準であり、見積りに用いる平均余掘り量とは分けて考える必要があります。
平均余掘り量を許容上限と同じにすると、実態より大きな数量になる可能性があります。反対に、平均値だけを見て局所的な大きな余掘りを無視すると、充填材や補修の計画が不足します。平均的な余掘りと局所的な最大値を分け、数量計画と品質管理のそれぞれに用いることが実務的です。
判断基準6 過去実績と試験施工の結果を反映する
余掘り量を判断するうえで、同種工事の過去実績は有力な資料になります。ただし、過去の余掘り率をそのまま別の現場へ適用するのではなく、岩盤条件、施工方法、断面形状、作業者、測定方法などの違いを確認しなければなりません。
過去実績を利用するときは、設計掘削量と実掘削量だけでなく、余掘りがどの位置で発生したかを確認します。全体の余掘り率が同じでも、掘削面全体に均等に発生した現場と、特定の風化帯で集中的に発生した現場では、次の施工に活用できる情報が異なります。
施工開始後は、初期区間や試験施工区間の結果を早い段階で数量計画へ反映します。事前の想定より余掘りが大きい場合は、原因を確認し、後続区間の掘削方法、測量頻度、余掘り見込み数量を見直します。想定より小さい場合も、単純に余掘り率を引き下げるのではなく、岩盤条件が同じ範囲に限って反映することが重要です。
試験施工では、施工前後の地形や断面を同じ基準で測定します。測定基準が違うと、実際の余掘りではなく測量誤差やデータ処理の違いが数量差として現れる可能性があります。座標系、基準点、測定範囲、点密度、不要物の除去方法などを統一します。
また、余掘り率だけを記録するのではなく、設計体積、実掘削体積、余掘り体積、余掘り面積、平均余掘り厚さを残すと、形状が異なる工事にも応用しやすくなります。余掘り率は設計体積に左右されますが、平均余掘り厚さは掘削面の仕上がり状態を比較する指標として利用できます。
過去実績の信頼性を高めるには、数量と施工条件を対応させる必要があります。岩盤区分、施工日、使用した工法、担当班、掘削方向、湧水の有無、崩落の発生状況などを位置情報とともに記録すると、後から原因を分析しやすくなります。
見積り段階で利用できる実績が少ない場合は、単一の余掘り率を確定値として扱わず、複数の条件で体積計算を行います。標準的な余掘り、やや大きな余掘り、局所的な崩落を含むケースを比較すれば、数量変動が工程や費用へ与える影響を事前に把握できます。
余掘り分を体積計算へ反映する実務手順
余掘り分を含む体積計算では、最初から設計体積へ一定割合を加えるだけではなく、計算条件を段階的に整理することが重要です。
第一段階では、施工前地形と設計掘削面を確定し、余掘りを含まない設計掘削量を求めます。平面形状と深さが一定であれば、底面積と深さから計算できます。断面が変化する場合は、区間ごとの断面積と延長から算定します。地形や掘削面が複雑な場合は、施工前面と設計面の三次元的な差から体積を求めます。
第二段階では、余掘りが発生する面を分けます。底面、側面、法面、天端、曲線部、角部などに区分し、それぞれの岩盤状態や施工条件を確認します。余掘りが想定されない面まで一律に対象とすると、数量が過大になる可能性があります。
第三段階では、各面の平均余掘り厚さまたは各区間の余掘り率を設定します。このとき、設定値の根拠として、地質調査、施工方法、過去実績、試験施工などを記録します。根拠が少ない場合は、標準値を一つ決めるのではなく、幅を持たせて計算します。
第四段階では、余掘り体積を計算します。面積と厚さによる方法では、各面の面積×平均余掘り厚さを基本とします。複数の面が交わる角部では、同じ空間を重複して計上しないよう注意が必要です。余掘り厚さが大きい場合や形状が複雑な場合は、外側へ拡張した面を作成し、設計面との差を三次元的に計算する方が適しています。
第五段階では、設計掘削量と余掘り量を合計し、見込み実掘削量を求めます。この段階で得られる数量は、原位置における地山体積です。積込みや運搬に使用する数量へ変換する場合は、掘削後のほぐれを別途考慮します。
第六段階では、余掘りによって増加する関連数量を算定します。積込み量、運搬量、処分量、仮置場容量、充填材、コンクリート、表面処理材などが対象になります。すべてが余掘り体積と同じ割合で増えるわけではないため、工程ごとに数量の関係を確認します。
第七段階では、数量の感度を確認します。平均余掘り厚さが数センチメートル変化した場合に、全体数量がどの程度変化するかを計算します。掘削面積が大きい現場では、わずかな厚さの違いでも大きな体積差になるためです。
最後に、計算条件と結果を数量計算書へ明記します。余掘り率だけを記載するのではなく、対象範囲、岩盤区分、掘削工法、計算方法、余掘り対象面積、想定厚さ、除外した範囲などを残します。これにより、設計変更や施工条件の変更が発生した際に、必要な部分だけを修正できます。
岩盤掘削の体積計算例
ここでは、長さ20メートル、幅10メートル、平均掘削深さ3メートルの基礎掘削を想定します。形状は説明を分かりやすくするため、直方体に近いものとします。
余掘りを含まない設計掘削量は、20メートル×10メートル×3メートルで600立方メートルです。
次に、底面と側面の余掘りを分けて計算します。底面積は20メートル×10メートルで200平方メートルです。底面の平均余掘り厚さを0.08メートルと仮定すると、底面の余掘り量は200平方メートル×0.08メートルで16立方メートルです。
側面積は、長辺側が20メートル×3メートル×2面で120平方メートル、短辺側が10メートル×3メートル×2面で60平方メートルとなり、合計180平方メートルです。側面の平均余掘り厚さを0.10メートルと仮定すると、単純計算では18立方メートルになります。
底面と側面の余掘り量を合計すると34立方メートルです。見込み実掘削量は、設計掘削量600立方メートルに余掘り量34立方メートルを加えた634立方メートルとなります。
設計掘削量に対する余掘り率へ換算すると、34立方メートル÷600立方メートル×100で約5.7％です。ただし、この数値は今回の形状と想定厚さから算出した結果です。別の現場へそのまま適用できる値ではありません。
また、この計算では角部における体積の重複や外側への広がりを簡略化しています。精度を高める場合は、余掘り後の想定形状を作成し、設計形状との差を計算します。
断面が変化する掘削では、区間ごとに計算します。ある区間の始点断面積が30平方メートル、終点断面積が36平方メートル、区間長が10メートルであれば、平均断面法による設計体積は、30平方メートルと36平方メートルの平均に10メートルを掛けた330立方メートルです。
施工後の実測断面積が始点で32平方メートル、終点で39平方メートルであれば、実掘削体積は両者の平均に10メートルを掛けた355立方メートルです。単純化した条件では、余掘り量は355立方メートル－330立方メートルで25立方メートルとなります。
実際には区間途中で断面が大きく変化する可能性があるため、始点と終点だけでなく、中間断面を追加することが重要です。断面間隔を細かくするほど、局所的な余掘りを把握しやすくなります。
余掘り率と余掘り厚さの使い分け
余掘り率は、設計掘削量に対して余掘りがどの程度発生するかを割合で示す方法です。概算が容易で、工事全体の数量を短時間で把握したい場合に向いています。過去に同じ形状、同じ岩盤条件、同じ施工方法で行った実績がある場合は、比較にも利用できます。
ただし、余掘り率は掘削形状の影響を受けます。掘削面積が小さく体積が大きい形状では余掘り率が小さくなり、掘削面積が大きく体積が小さい形状では余掘り率が大きくなる傾向があります。そのため、異なる形状の現場を余掘り率だけで比較すると、施工精度を正しく評価できないことがあります。
余掘り厚さは、設計掘削面から実掘削面までの平均的な距離として扱います。掘削面の仕上がり状態を直接表しやすく、底面と側面、天端と側壁などを分けて検討できます。異なる断面寸法の施工区間を比較する際にも活用しやすい方法です。
見積りの初期段階では余掘り率で概算し、設計形状や施工条件が具体化した段階で余掘り厚さによる計算へ移行する方法があります。施工後は、実測した設計面外の体積を算出し、余掘り率と平均余掘り厚さの両方を記録すると、次回の見積り精度を高められます。
余掘り厚さを使用する場合、算術平均だけでなく、ばらつきにも注意します。平均厚さが同じでも、全体が均一に広がった場合と、局所的に深い欠損が生じた場合では、後工程への影響が異なります。局所的な大きな余掘りについては、位置、範囲、最大深さ、発生原因を別に記録します。
余掘り率と余掘り厚さは、どちらか一方だけを選ぶものではありません。余掘り厚さから体積を計算し、その結果を余掘り率へ換算すれば、数量計画と過去比較の両方に利用できます。
掘削量と運搬量を混同しないための注意点
岩盤掘削の数量管理では、地山状態の掘削体積と、掘削後の運搬体積を混同しないことが重要です。岩盤を掘削して破砕すると、岩塊の間に空隙が生まれ、見掛けの体積が増加します。この変化は余掘りとは別のものです。
余掘りは、設計範囲より外側まで掘削したことによる地山体積の増加です。ほぐれは、同じ地山体積が掘削後に破砕され、見掛けの体積が変化する現象です。余掘り率とほぐれに関する係数を同じ意味で扱ってはいけません。
たとえば、余掘り込みの地山掘削量が634立方メートルであっても、運搬時の見掛け体積は634立方メートルとは限りません。岩塊の大きさ、破砕状態、積込み方法、締まり具合などによって変化します。
運搬計画では、地山体積からほぐれた状態の体積への変換条件を設定し、車両の積載可能重量も確認します。岩石は体積だけでなく重量による制約を受けるため、荷台の容積を満たす前に積載重量の上限へ達する可能性があります。
処分量についても、契約や受入施設の計量方法を確認する必要があります。地山体積、搬入時の見掛け体積、重量のどれを基準とするかによって、数量管理の方法が変わります。
さらに、余掘り部分へ充填材を施工する場合、充填材の必要量が余掘り体積と完全に一致するとは限りません。岩盤面の空隙、材料の締固め、施工ロス、流出、表面の細かな凹凸などが影響するためです。掘削量、運搬量、処分量、充填量は、それぞれ別の条件で計算します。
数量計算書では、単位だけでなく状態を明記することが有効です。地山状態の立方メートル、ほぐれた状態の立方メートル、重量などを区別すれば、異なる工程の数量が誤って合算されることを防げます。
測量による余掘り数量の確認方法
施工後の余掘り数量を正確に把握するには、掘削前後の測量が欠かせません。設計図上の数量と搬出量だけを比較しても、余掘り、ほぐれ、積載状態、測定誤差などが混在するため、実際の余掘り量を特定しにくくなります。
基本的な方法は、施工前の岩盤面、設計掘削面、施工後の実掘削面を同じ座標基準で比較することです。施工前面と施工後面の差から実掘削量を求め、設計面と施工後面の差から余掘りと掘り残しを確認します。
断面測量を利用する場合は、掘削方向に対して一定間隔で断面を取得します。岩盤状態が変化する場所、大きな余掘りが生じた場所、断面形状が変わる場所では、測定間隔を狭くします。断面間隔が広すぎると、区間途中の局所的な余掘りを見落とす可能性があります。
面的な測量データを利用する場合は、掘削面全体の凹凸を把握しやすくなります。ただし、取得した点の数が多ければ自動的に正確になるわけではありません。基準点の精度、測定位置、対象面への見通し、死角、反射条件、不要物の混入、データ処理方法などを確認します。
掘削面に重機、仮設材、落石、排水設備などが残っている状態で測定すると、それらが岩盤面として扱われる可能性があります。体積計算の前に、対象とする岩盤面以外のデータを整理します。ただし、除去処理を過度に行うと、実際の凹凸まで消してしまうため、処理条件を記録することが大切です。
設計面より外側の体積と内側の体積は、相殺せず別々に算出することが望まれます。大きな余掘りと大きな掘り残しが同じ区間に存在する場合、差し引き後の数量だけを見ると、どちらも小さいように見えるためです。
施工途中で測量を行えば、完成後の数量確認だけでなく、余掘りの抑制にも活用できます。掘削初期の実測結果を確認し、設計面からの偏りや特定方向への広がりが見つかれば、後続区間の施工方法を調整できます。
測量結果には、測定日、測定者、使用した座標系、基準点、対象範囲、データ処理条件、設計データの版を記録します。設計変更前後のデータを混在させると、実際には設計面が変わっただけであるにもかかわらず、余掘りとして計算される可能性があります。
余掘りの記録を次の見積りへ活用する方法
余掘りの実績は、単なる出来形記録ではなく、次の見積りや施工計画の精度を高めるための重要な資料です。ただし、工事全体の余掘り率だけを保存しても、別の現場へ適用する際の判断材料としては不十分です。
記録では、余掘りが発生した位置と岩盤条件を対応させます。風化帯、亀裂の集中部、湧水箇所、断面変化部、機械の作業が難しかった箇所などを位置情報とともに残します。
施工条件も記録します。掘削工法、施工方向、使用した機械の種類、掘削区画の大きさ、仕上げ方法、測量頻度などが変われば、余掘り量も変化する可能性があります。施工班や作業時間帯による差が見られる場合は、管理方法や教育内容の見直しにもつながります。
数量面では、設計掘削量、実掘削量、余掘り量、掘り残し量、余掘り率、余掘り対象面積、平均余掘り厚さを記録します。可能であれば、底面、側面、天端、法面などに分けます。
後工程への影響も残しておくと、見積りに活用しやすくなります。余掘りによって増加した積込み量、運搬量、処分量、充填材量、コンクリート量、作業時間などを関連付けます。掘削数量の増加が、全体の施工数量へどの程度影響したかを把握できるためです。
写真だけで記録する場合は、撮影位置や方向が分からなくなりやすいため、測点、施工区間、撮影方向などを明確にします。位置情報付き写真と測量データを組み合わせれば、余掘りが発生した箇所の状況を後から確認しやすくなります。
次回の見積りでは、過去実績を岩盤区分や施工条件で絞り込みます。似ていない現場の平均値まで一括して使用すると、余掘り見込みが実態から離れる可能性があります。条件が近い事例を選び、異なる点を補正して適用します。
実績値は一つの確定値ではなく、分布として確認することも有効です。平均値だけでなく、ばらつきや大きな余掘りが生じた頻度を把握すれば、標準的な見込み数量とリスク対応数量を分けて検討できます。
現場で測量、写真、位置情報、施工メモを別々に保存すると、後から対応関係を確認する作業に時間がかかります。LRTK Phoneを活用し、測位、現場の三次元記録、位置情報付き写真などを同じ場所の情報として整理すれば、余掘り箇所と施工条件を結び付けた記録を作りやすくなります。利用できる機能や測定条件を確認したうえで、現場の数量管理方法に合わせて活用することが重要です。
まとめ
岩盤掘削の体積計算で余掘り分を見込むときは、設計掘削量へ一律の割合を加えるだけでは不十分です。岩盤の硬さと風化状態、節理や亀裂の方向と間隔、掘削工法と施工条件、掘削形状と作業空間、仕上がり面に求める精度、過去実績と試験施工の結果という6つの判断基準を整理する必要があります。
余掘り量は、設計掘削量に余掘り率を掛ける方法や、余掘り対象面積に平均余掘り厚さを掛ける方法で算定できます。初期の概算では余掘り率が使いやすく、形状や施工条件が明確になった段階では、底面や側面ごとに余掘り厚さを設定する方法が適しています。
また、設計掘削量、余掘り込みの地山体積、掘削後の運搬体積、処分量、充填材量は、それぞれ異なる数量です。余掘りとほぐれを混同せず、工程ごとに計算条件を明記することが数量管理の基本となります。
施工後は、設計面と実掘削面を同じ座標基準で比較し、余掘りと掘り残しを別々に確認します。さらに、余掘りの位置、岩盤状態、施工方法、写真、測量結果を関連付けて記録すれば、後続区間の施工改善や次回の見積りに活用できます。
余掘りは完全に一定化できる数量ではありませんが、発生要因を区分し、測量結果を継続的に反映することで、体積計算の精度を高められます。現場での計測と記録を効率化したい場合は、位置情報付きの測量データや写真を一体的に管理できるLRTK Phoneの活用も検討するとよいでしょう。