土留め内で土量を計算する前に整理したい基本
土留め内で現場の土量を計算するときは、土留めの内側に見えている空間をそのまま土量と考えないことが重要です。土留め内には切梁、腹起し、中間杭、火打ち、ブラケット、仮設階段などが設置されることがあり、掘削後の空間の一部を占めています。現在使用できる空間容量を知りたい場合は、これらの支保工や仮設物が占める体積を適切に控除しなければなりません。
一方、施工前の地盤から実際にどれだけ土砂を掘削したかを求める場合は、支保工の体積を単純に差し引くとは限りません。掘削後に設置された切梁や腹起しの位置にも、施工前には土砂が存在していたと考えられるためです。支保工は現在の空間を占めていますが、その体積を掘削土量から差し引くと、実際に取り除いた地山の体積を過小に評価する可能性があります。
つまり、土留め内の計算では、土量という言葉が何を指しているのかを最初に決める必要があります。掘削出来高、現在の内空容量、残土量、埋戻し量、資材を配置できる有効空間などは、それぞれ計算対象が異なります。計算式が正しくても、目的と数量の意味が一致していなければ、現場判断に使える結果にはなりません。
土留めの平面形状が長方形で、底面が平らな場合は、延長、幅、深さを掛け合わせることで概算できます。しかし、実際の現場では、底面に段差や釜場があったり、土留め壁が傾いていたり、隅部に火打ちが入っていたりします。切梁が複数段に配置され、施工の進行に応じて設置や撤去が行われることもあります。
現場で即土量を把握するには、複雑な形状を必要以上に単純化しないことと、速報値に求める精度を明確にすることの両方が大切です。まず大きな空間の体積を算出し、その後に主要な支保工や構造物を控除する方法であれば、短時間で概算を出しながら、必要に応じて精度を高められます。
また、土留め内では日々の施工によって状態が変化します。昨日の掘削面、今日設置した支保工、変更前の施工図を混在させると、同じ時点を表していないデータから数量を算出することになります。測量日時、施工段階、使用した図面の版をそろえ、どの状態の土量なのかを記録することが欠かせません。
支保工控除が必要な数量と不要な数量
支保工控除の要否を判断するためには、代表的な数量の違いを理解しておく必要があります。特に混同しやすいのが、掘削土量と現在の空間容量です。
掘削土量は、施工前の地盤面と施工後の掘削面との差から求める数量です。施工前に存在した地山を、どれだけ取り除いたかを表します。切梁や腹起しが掘削後に設置された場合、その部材が現在占めている場所も掘削された範囲に含まれます。そのため、掘削土量を求める目的では、支保工の体積を差し引かない考え方が基本になります。
ただし、掘削前から中間杭や既設構造物が存在し、その部分にもともと地山がなかった場合は、計算範囲を整理する必要があります。土留め内にある全ての物体を一律に控除するのではなく、施工前に土砂が存在した範囲かどうかで判断します。
現在の空間容量は、計測時点で物理的に空いている空間を表します。この数量を求める場合は、支保工、完成構造物、仮設階段、配管、残土、資材などが占めている体積を控除します。土留め内へ新たに資材を置ける量や、充填材を投入できる空間を検討する場合には、この考え方が必要です。
埋戻し量では、埋戻し完了時に残るものを控除します。完成構造物、基礎材、残置される仮設材、配管などは、埋戻し材が入らないため控除対象です。一方、埋戻しの途中で撤去する切梁や腹起しは、最終的な埋戻し空間には残りません。そのため、最終埋戻し量からは控除しない場合があります。
ただし、埋戻しを進めながら支保工を段階的に撤去する場合は、施工段階ごとの投入可能量を別に考えます。最終的な総量と、その時点で投入できる量は同じではありません。施工手順に沿って空間を区切り、支保工の撤去時期を反映する必要があります。
現場で土量を共有するときは、単に「土量は何立方メートル」と伝えるのではなく、「施工前から現在までの地山掘削量」「支保工設置状態の現在内空容量」「支保工撤去後の計画埋戻し量」などと名称を分けます。数量の意味を明示することで、支保工控除の要否を関係者が判断しやすくなります。
確認1｜計算目的と基準時点を明確にする
支保工控除を反映する一つ目の確認は、計算目的と基準時点を決めることです。土量を何に使うのかが曖昧なまま計測を始めると、必要な面や部材寸法が不足し、後から再計測が必要になることがあります。
翌日の掘削作業量を決めるのであれば、現在の掘削面と次の計画掘削面との差が必要です。残土搬出の進捗を確認するのであれば、施工前地盤面と現在の掘削面との差を求めます。埋戻し材の手配であれば、完成構造物を含む将来の状態を基準にします。
現在の空間容量を求める場合は、計測日時点で土留め内に存在する物体を控除します。切梁、腹起し、中間杭、火打ち、仮設階段、配管、構造物、残土などが対象になります。ただし、一時的に置かれている重機や資材を控除するかは、何のための容量かによって異なります。
例えば、物理的に空いている全空間を求めるなら重機も控除対象になりますが、重機を移動した後の作業空間を検討するなら控除しません。このように、同じ計測データを使用しても、目的によって最終結果は変わります。
基準時点は、「本日午前の状態」のような曖昧な表現ではなく、「二段目掘削完了後、一段目および二段目切梁設置状態」のように施工段階を含めて記録します。土留め内では、一日のうちに掘削、支保工設置、資材搬入が進むこともあるため、日付だけでは状態を特定できない場合があります。
施工前地盤面についても、どの時点を基準にするかを確認します。表土を除去する前なのか、仮設工事の着手後なのか、土留め壁施工後なのかによって、掘削土量の対象範囲が変わります。契約上の数量を確認する場合は、設計図書や施工条件に定められた基準を優先します。
現場で即土量を求める際は、速報性が重視されますが、目的と基準時点を確認する作業は省略できません。最初に数量名を決めるだけでも、控除すべきものと残すべきものが整理しやすくなります。
計算結果には、数量名、対象区画、計測日時、施工段階を併記します。これにより、後日同じ場所を再計測したときも、前回結果と比較できるようになります。
確認2｜土留め内の計算境界を統一する
二つ目の確認は、土留め内のどこまでを計算範囲に含めるかを統一することです。支保工の控除量を正確に求めても、土留めの幅、延長、深さの基準が違えば、全体の数量は一致しません。
現在の内空容量を計算する場合は、一般に土留め壁の内側面を境界とします。壁の外面や中心線の寸法を使うと、壁内部や土留め外側の範囲まで空間に含める可能性があります。施工図に記載された幅が、壁中心間、外面間、内面間のどれを示しているかを確認します。
掘削土量の場合は、設計上の掘削線または実際の掘削面を境界にします。土留め壁の施工に必要な先行掘削や余掘りを含めるかどうかは、数量の目的や工事条件によって異なります。出来高として扱う場合は、現場独自の判断で範囲を広げず、設計図書や協議内容を確認します。
高さ方向の境界も重要です。上面には施工前地盤面、現況地盤面、仮想的な水平面などが考えられます。下面には現況掘削面、計画掘削面、均し材上面、基礎底面などがあります。異なる基準面を組み合わせると、同じ名称の土量でも値が変わります。
地盤面や掘削底面に傾斜がある場合、平均深さだけで計算すると、局部的な高低差を十分に反映できないことがあります。特に、土留め内に釜場、排水溝、基礎の段差、局部掘削がある場合は、それぞれを別区画として計算します。
平面形状が長方形に近くても、隅切り、張り出し、曲線部、壁の倒れなどがある場合があります。日々の施工管理に使用する概算であれば単純化できることもありますが、埋戻し材や充填材の手配では、実測形状を反映した方が不足や余剰を抑えやすくなります。
切梁が複数段に配置されている場合は、高さ方向に計算範囲を分ける方法が有効です。地盤面から一段目切梁まで、一段目から二段目まで、二段目から掘削底面までというように区切ります。各区間の空間体積を求め、その区間に存在する支保工だけを控除します。
この方法であれば、短い支保工を土留め全高にわたって控除する誤りや、特定の高さにしかない腹起しを全区間から差し引く誤りを防げます。段階掘削の進捗管理にも対応しやすくなります。
計算境界を決めたら、平面図や断面図、点群表示上に範囲を残します。文章だけで管理すると、後から別の担当者が同じ境界を再現できないことがあります。境界面、除外区画、補間範囲を視覚的に確認できる状態が理想です。
確認3｜控除対象となる支保工の形状を把握する
三つ目の確認は、支保工の種類、寸法、配置を把握し、計算範囲内に存在する正味体積を求めることです。支保工には切梁、腹起し、中間杭、火打ち、受け材、ブラケット、継手部、補強材などがあり、現場ごとに構成が異なります。
切梁の体積は、基本的に断面積と有効長から求めます。角形に近い断面であれば幅と高さを掛けて断面積を求め、土留め内に存在する長さを掛けます。円形断面であれば、円の断面積に長さを掛けます。
ここで使用する長さは、平面図上の見掛けの長さではなく、実際に空間内を占めている長さです。斜めに配置された切梁や火打ちは、水平投影長より実長が長くなります。取り付け位置と角度を確認し、実長を使用します。
腹起しは土留め壁に沿って連続するため、空間内への突出量が重要です。部材の断面寸法全体を控除するのではなく、計算境界としている壁の内側面から、どれだけ土留め内へ突出しているかを確認します。
部材の一部が土留め壁のくぼみや取り付け部へ収まっている場合、その部分はもともと内空容量に含まれていない可能性があります。壁内部まで支保工体積として差し引くと、過大控除になります。
中間杭は、地上から掘削底より下まで連続して設置されることがあります。しかし、現在の内空容量から控除するのは、上面と下面の計算境界内に含まれる部分だけです。掘削底より下の根入れ部分まで控除してはいけません。
反対に、掘削底面上に基礎部や補強部が突出している場合は、その部分を控除対象に含めます。中間杭の全長を一つの体積として扱うのではなく、計算対象となる高さ区間を切り出します。
火打ちは隅部に斜めに配置されるため、周囲の部材と重なりやすい支保工です。断面積と実長から体積を求めますが、腹起しや切梁との接合部をどのように処理するかも決めておきます。
ブラケット、接続板、ボルト、補強板などの小部材をどこまで控除するかは、求める精度に応じて判断します。数百立方メートル規模の概算では、薄い板材の影響が小さい場合があります。一方、狭い立坑や小規模な土留めでは、小部材の合計が無視できない割合になることもあります。
重要なのは、部材ごとに異なる基準を使わないことです。主要部材だけを対象とするのか、一定以上の体積を持つ部材を対象とするのか、計測できた全ての部材を対象とするのかを統一します。
支保工寸法は、計画図だけでなく現況も確認します。補強材の追加、切梁位置の変更、部材断面の変更、撤去済み部材などがあると、計画図の数量と現在の占有体積が一致しません。現場写真、施工記録、点群、実測寸法を組み合わせて判断します。
確認4｜接合部の重なりと二重控除を防ぐ
四つ目の確認は、支保工同士が交差または接続する範囲を二重に控除しないことです。各部材の体積を単純に合計すると、同じ空間を複数回差し引く場合があります。
代表的なのが、切梁と腹起しの接合部です。切梁の端部が腹起しの範囲に入り込んでいる状態で、切梁を端から端まで計算し、腹起しも全長で計算すると、接合部分が両方の体積に含まれます。
中間杭と切梁が交差する部分も同様です。中間杭を全高で控除し、切梁を全長で控除すると、交差する小さな直方体部分が二重に差し引かれます。火打ちと腹起し、ブラケットと腹起しなどの接合部にも注意が必要です。
二重控除を防ぐ方法の一つは、部材ごとに有効長を決めることです。例えば、腹起しを全長で計算し、切梁は腹起しの内側面間だけを有効長とします。これにより、切梁端部と腹起しの重なりを切梁体積に含めずに済みます。
中間杭と切梁の交差では、中間杭を連続した部材として計算し、切梁の長さから中間杭の断面幅に相当する部分を除外できます。反対に、切梁を全長で計算し、中間杭を切梁の上下区間に分けても構いません。どちらの方法でも、同じ範囲を一度だけ控除することが重要です。
三次元形状を作成できる場合は、各部材を一体化し、重なりのない一つの形状として体積を算出する方法があります。これにより複雑な交差部を処理しやすくなりますが、モデルの位置や寸法が正しいことが前提です。
手計算や表計算で求める場合は、各部材体積の単純合計から重複体積を差し引きます。計算記録には、切梁体積、腹起し体積、中間杭体積、重複調整量、正味控除量を分けて残します。
土留め壁との重なりも二重控除の原因になります。土留め壁の内側面を総空間の境界にしている場合、壁内部は最初から空間に含まれていません。腹起しや取り付け部材が壁の中へ入り込んでいても、その部分をさらに控除する必要はありません。
掘削底面より下に根入れされた中間杭も同じです。底面下は総空間に含まれていないため、その部分を控除すると正味容量が小さくなりすぎます。
支保工と完成構造物の位置関係にも注意します。計算上、両者の形状が重なっている場合は、施工段階や入力位置が正しいか確認します。現実には同じ場所を二つの物体が同時に占めることはできないため、重なりが見つかった場合はモデルや図面条件の見直しが必要です。
現場で即土量を算出する概算で、全ての小さな接合部を処理することが難しい場合でも、切梁端部、中間杭交差部、火打ち隅部など、重複が大きくなりやすい範囲は確認します。小さなボルトを省略することと、主要部材の交差を二重計上することは影響の大きさが異なります。
確認5｜現況測量と施工記録で結果を照合する
五つ目の確認は、計算結果を現況測量、施工図、施工記録、現場写真などと照合することです。図面上で正しく計算できていても、現場の掘削形状や支保工配置が計画と異なれば、現在の数量を正しく表せません。
まず、支保工の本数、段数、高さ、方向を確認します。計画では切梁が四本でも、現場では補強のため追加されている場合があります。施工の進行により上段の切梁が撤去されていることもあります。
現在の内空容量を求めるのであれば、計測時点で存在する部材だけを控除します。将来設置する予定の部材や、すでに撤去された部材を含めてはいけません。最終埋戻し量であれば、完成時に残るものを基準にします。
次に、掘削前後の測量データが同じ座標系と高さ基準で管理されているかを確認します。点群や測点の位置がずれていると、実際には掘削していない範囲が掘削量として計算されたり、掘削した範囲が相殺されたりします。
土留め壁の角、固定された構造物、現場基準点など、施工によって変化していない場所を利用し、複数時点のデータが重なっているかを確認します。土留め内で測位条件が安定しない場合は、既知点や基準となる形状を使った位置調整も検討します。
点群を使用する場合は、支保工表面だけでなく、その奥にある掘削面や土留め壁面の欠損を確認します。支保工が遮蔽物になると、裏側には点が取得されません。支保工の点を削除するだけでは、地盤面に穴が残ります。
掘削土量を求める場合は、支保工で隠れた地盤面を周辺形状や施工高さから補います。現在の空間容量を求める場合は、土留め内の外郭形状を作成し、支保工を別の立体として控除する方が整理しやすくなります。
現場写真は、点群で確認できない接合部や裏側の状態を把握するために役立ちます。撮影位置と方向を記録し、どの支保工を撮影したものか分かるようにします。
土砂の搬出記録や掘削進捗との比較も有効です。ただし、地山状態の体積と運搬時の見掛け体積は、土砂のほぐれや含水状態によって異なります。搬出台数から計算した体積と地形差分を、同じ状態の数量として直接比較しないようにします。
結果に大きな差がある場合は、支保工控除量だけを増減して合わせてはいけません。計算境界、施工前地盤面、現況掘削面、未計測範囲、残土、構造物、支保工本数などを順に確認します。
原因が分からないまま補正値を加えると、その場では数値が合っても、次回の計測で同じ方法を再現できません。差異の原因と対応方法を記録し、継続的に比較できる状態にします。
土留め内の土量を求める主な計算方法
土留め内の土量は、形状や必要精度に応じて複数の方法で計算できます。代表的なのは、直方体による概算、区画分割、平均断面法、メッシュ法、点群による三次元計算です。
土留めの内側がほぼ長方形で、底面も平らな場合は、内側延長、内側幅、有効深さを掛け合わせて総空間を求めます。現在の空間容量であれば、ここから支保工、構造物、残土などの正味占有体積を差し引きます。
計算が簡単であるため、日々の概算管理や翌日の作業計画に向いています。ただし、底面の凹凸、余掘り、段差、壁の変形を十分に反映できないため、精算値として使用するときは現況との照合が必要です。
底面に段差がある場合は、深さの異なる区画へ分けます。それぞれの平面面積と深さから体積を求め、合計します。支保工も各区画に含まれる範囲だけを控除します。
延長方向に幅や深さが変化する場合は、複数の断面を設定する方法があります。隣り合う断面の面積を平均し、その間の距離を掛けて区間体積を求めます。形状変化が大きい場所では断面間隔を狭くします。
メッシュ法では、平面を一定の格子へ分割し、各格子内の上面と下面の高さ差から体積を計算します。掘削面に起伏がある場合や、広い範囲を一定の基準で処理したい場合に適しています。
格子が粗すぎると、釜場や段差、壁際の形状が平均化されます。反対に細かくしすぎると、点群の小さなノイズまで体積に反映されることがあります。現場の規模と必要精度に合った格子間隔を設定します。
点群による三次元計算では、施工前後の表面を作成し、その差から体積を算出できます。複雑な底面や不整形な土留めに対応しやすく、同じ範囲を繰り返し計測する進捗管理にも向いています。
現在の空間容量を求める場合は、土留め壁、掘削底面、上面境界から閉じた外郭形状を作り、その中から支保工や構造物の体積を差し引きます。閉じていない形状では安定して体積を求められないため、未計測部分をどのように補うかを決める必要があります。
点群から支保工形状を直接作る場合は、ノイズや欠損に注意します。断面寸法が分かっている切梁や中間杭は、点群から位置と方向を確認し、既知寸法で立体化する方法も有効です。
現場で即土量を求めるときは、まず直方体や区画分割で概算を出し、必要に応じて点群による精算を行う段階的な運用も考えられます。速報値と確定値の名称を分けておけば、精度の異なる数値が混在することを防げます。
支保工控除を反映した土量の計算例
ここでは、土留め内の現在の空間容量を求める想定で、支保工控除の考え方を確認します。数値は説明用の仮定であり、実際の計算では現場の実測値や施工図を使用します。
土留め内側の延長を20メートル、幅を8メートル、上面から掘削底面までの平均深さを3メートルとします。土留め壁の内側面を境界とし、底面は平らであると仮定します。
支保工を控除する前の総空間は、延長20メートルに幅8メートルと深さ3メートルを掛け、480立方メートルとなります。
切梁が4本あり、各切梁の断面を0.4メートル×0.4メートル、有効長を7メートルとします。切梁の体積は、0.4×0.4×7×4となり、4.48立方メートルです。
腹起しは長辺側の両側に設置され、土留め内への突出寸法を0.3メートル、部材高さを0.5メートル、延長を20メートルとします。腹起しの体積は、0.3×0.5×20×2となり、6立方メートルです。
中間杭は3本あり、計算範囲内の断面を0.35メートル×0.35メートル、高さを3メートルとします。中間杭の単純体積は、0.35×0.35×3×3となり、約1.10立方メートルです。
切梁と中間杭の交差部分が、両方の計算に含まれているとします。その重複体積の合計を0.15立方メートルとした場合、支保工の正味占有体積は、切梁4.48立方メートル、腹起し6立方メートル、中間杭約1.10立方メートルの合計から、重複する0.15立方メートルを差し引き、約11.43立方メートルとなります。
したがって、現在の空間容量は、控除前の480立方メートルから支保工の正味占有体積約11.43立方メートルを差し引き、約468.57立方メートルとなります。
土留め内に完成構造物、仮設階段、配管、残土などがある場合は、それらの占有体積をさらに差し引きます。反対に、一時的な重機を移動した後の空間を求める場合は、重機の体積を控除しません。
この結果は、支保工が設置されている状態の現在内空容量です。施工前の地盤から掘削した地山量を求める場合に、同じように支保工体積を差し引くとは限りません。施工前に対象範囲全体へ土砂が存在し、掘削後に支保工を設置したのであれば、支保工が現在占めている範囲も掘削済みだからです。
また、実際の底面に凹凸や段差があれば、控除前の480立方メートル自体が概算値になります。出来高確認や材料手配に使用する場合は、現況点群や複数断面を使い、実際の掘削面を反映します。
段階掘削で土量を管理する考え方
土留め内の掘削は、掘削と支保工設置を交互に進める段階施工になることがあります。この場合、施工前から最終掘削面までの総土量だけでなく、各段階の掘削量を分けて管理すると、進捗や搬出計画を確認しやすくなります。
一段目の掘削量は、施工前地盤面と一段目掘削完了面との差から求めます。その後、一段目の支保工を設置し、二段目掘削へ進みます。二段目の掘削量は、一段目掘削面と二段目掘削面との差です。
各段階で新たに掘削した地山量を求める場合、掘削後に設置された切梁や腹起しの体積を差し引く必要は通常ありません。支保工は掘削された空間へ設置されるためです。
一方、次の施工に使用できる現在の作業空間を求める場合は、その時点で設置されている支保工を控除します。施工が進むにつれて切梁の段数が増えれば、土留め内の総掘削空間が大きくなっても、支保工による占有量も変化します。
各回の計測データには、施工段階を示す名称を付けます。「二段目掘削完了」「三段目切梁設置前」「構造物底版施工後」など、形状と支保工配置が分かる名称が適しています。
前回の掘削面と今回の掘削面との差から期間内の掘削量を求める場合は、二つのデータが同じ位置に重なっていることを確認します。基準位置がずれていると、そのずれが掘削量として計算されます。
切梁が掘削底面を隠す場合は、複数方向から計測します。それでも見えない範囲は、周辺の面、計画高さ、施工管理記録などから補います。補間した範囲は実測範囲と区別し、次の計測時にも同じ条件を再現できるようにします。
段階ごとの掘削量を合計すれば累計掘削量を求められますが、途中で埋戻しや仮置き、再掘削があった場合は注意が必要です。形状差分は、その時点で地形がどれだけ変化したかを示します。同じ土砂を移動した回数や施工した延べ作業量とは異なります。
点群を使って現場で即土量を計算する流れ
点群を利用すると、土留め内の複雑な掘削底面や支保工配置を三次元で記録できます。幅、深さ、底面高さが一定でない現場では、限られた測点や断面だけで計算するより、形状を細かく反映しやすくなります。
計測前には、土量計算の目的、計算範囲、必要精度を決めます。掘削出来高を求めるのか、現在の空間容量を求めるのかによって、支保工の処理方法が変わります。
次に、座標と高さの基準を確認します。複数回の点群を比較する場合、毎回同じ基準へ合わせることが必要です。既知点や現場基準点が利用できる場合は、それらを用いて位置関係を確認します。
土留め内は切梁、重機、仮設階段などが視界を遮るため、一つの位置から全体を取得することは困難です。安全に移動できる経路を決め、複数方向から計測します。土留め内へ立ち入る際は、現場の安全手順と作業指示を優先します。
計測中は、掘削底面だけでなく、土留め壁面、支保工、構造物の位置関係が分かるように取得します。水たまり、泥、粉じん、暗所などは点群取得に影響する可能性があるため、現場条件も記録します。
取得後は、作業員、重機、吊り荷、飛散物などの不要点を除外します。ただし、支保工の点を削除すれば掘削面が自動的に復元されるわけではありません。支保工の奥は計測できていないため、点群に欠損が残ります。
掘削土量を求める場合は、支保工で隠れた底面や壁際を周辺形状から補い、支保工がない状態の地盤面を作ります。現在の空間容量を求める場合は、土留め内の外郭体積と支保工の占有体積を分けて算出します。
LRTK Phoneを活用する場合は、現場形状を点群として記録し、土量計算に必要な地形データを取得する運用が考えられます。ただし、土留め内は周囲の構造物や上空の見通しによって測位条件が変化する可能性があります。取得結果の位置精度を確認し、必要に応じて現場基準に合わせます。
支保工が密集している場所では、点群から取得できた表面だけを使って部材体積を決めると、裏側の欠損によって形状が不正確になることがあります。切梁や中間杭の断面寸法が分かっている場合は、点群から位置、方向、長さを確認し、既知寸法を用いて立体化する方法が有効です。
体積を計算した後は、平面表示や断面表示で計算面を確認します。異常に盛り上がった場所や落ち込んだ場所がある場合は、実際の形状ではなく、ノイズや誤った補間が原因かもしれません。
最終結果は、控除前体積、支保工控除量、構造物控除量、その他の控除量、正味体積に分けます。計測日時、施工段階、補間条件も記録すると、次回計測との比較が容易になります。
支保工で隠れた範囲を処理する方法
土留め内の点群計測では、支保工で隠れた掘削面をどのように処理するかが重要です。切梁や腹起しは、空間を占めるだけでなく、計測対象への視線を遮ります。
掘削土量を求める場合、支保工の表面を掘削面として扱ってはいけません。支保工の下や奥に本来の地盤面があるためです。支保工の点を取り除き、周辺の掘削面から連続する面を補います。
底面が設計高さまで平らに仕上げられていることを施工記録で確認できる場合は、設計高さを用いて欠損部分を補う方法があります。ただし、設計高さを使った範囲は実測値ではないため、実測部分と区別します。
周辺に十分な点がある場合は、支保工の両側にある地盤面から補間できます。段差や釜場の近くでは、単純な平面補間によって実際の形状を消してしまう可能性があるため、断面図や施工記録も確認します。
土留め壁面が腹起しで隠れている場合は、腹起しの上下に取得された壁面から位置を推定できます。土留め壁に変形や傾きがある場合、設計上の鉛直面だけで補うと、現在の内空容量と一致しないことがあります。
現在の空間容量を求める場合は、支保工で隠れた外郭面を補ったうえで、支保工を別形状として控除します。このとき、支保工の表面までを外郭面として閉じると、支保工の奥にある空間が計算から漏れる場合があります。
水たまりの下も点群では取得しにくい範囲です。水面を掘削面として扱うと、実際の深さを浅く評価します。水抜き後の計測、深さの実測、施工図などを使って補います。
補間範囲が大きい場合は、算出した土量を確定値ではなく概算値として扱う判断も必要です。現場で即土量を出すことを優先しても、計測できていない範囲を実測したように扱ってはいけません。
結果を共有する際は、「切梁裏側は周辺底面から補間」「腹起し裏側は設計壁面を使用」「水面下は深さ実測値を反映」など、処理条件を記載します。
土留め内の計測で誤差が生じやすい場所
土留め内には、計測誤差や計算誤差が生じやすい場所があります。支保工控除を正確に行うためには、支保工自体だけでなく、元となる外郭形状の品質を確認する必要があります。
切梁や腹起しの裏側は、代表的な欠損範囲です。複数方向から計測しても見通せない場合があり、自動的な穴埋め処理では不自然な面が作られることがあります。
土留め壁と掘削底面の境界も注意が必要です。壁際に残土や泥が堆積していると、底面の実際の位置が分かりにくくなります。現況の残土量を含めるのか、設計上の掘削面を基準にするのかを決めます。
釜場、排水溝、基礎の局部掘削などは、小さい範囲でも深さがあるため、体積へ影響する場合があります。粗いメッシュや少ない断面では形状が平均化され、数量が小さく算出される可能性があります。
火打ちが集中する隅部では、壁面や底面がほとんど見えないことがあります。隅部を単純な直角として補う場合は、実際の隅切りや施工誤差を反映できません。
仮設階段や足場の下部も欠損しやすい範囲です。現在の空間容量では階段や足場を控除し、掘削土量ではその奥にある地盤面を復元します。数量の目的によって処理を変えます。
重機や資材が置かれている場合、それらが大きな遮蔽物になります。一時的に移動できるのであれば、計測前に計測範囲から移動させることで欠損を減らせます。ただし、現場の作業計画や安全管理を優先し、計測のために無理な移動を行わないようにします。
掘削底面に履帯跡や土砂の盛り上がりがある場合、現況容量と設計出来形では評価方法が異なります。現況容量なら現在の凹凸を含めます。計画面との比較では、管理上どの面を完成面とするかを確認します。
点群の不要点を除去する際に、実際の地盤点まで消してしまうこともあります。強すぎる平滑化を行うと、小さな段差や局部掘削が失われます。処理前後の断面を比較し、形状が過度に変化していないか確認します。
掘削土量と搬出土量が一致しない理由
現場で計算した掘削土量と、車両による搬出記録から求めた量が一致しないことは珍しくありません。この差を全て支保工控除の誤りと考えると、計算方法を誤って修正する可能性があります。
点群や測量による掘削土量は、施工前後の地形差から求める地山状態の体積です。土砂は掘削されるとほぐれ、土粒子の間に空隙が増えるため、運搬時の見掛け体積が地山状態より大きくなることがあります。
搬出量を車両の荷台容量と台数から求める場合、毎回同じ量が積まれているとは限りません。土質、含水状態、積み方、荷台上の形状などによって一台当たりの見掛け体積が変わります。
土留め内に残っている土砂も差の原因です。壁際の残土、釜場内の泥、仮置き土、排水処理で回収した土砂などがあると、掘削作業量と現在の地形差が一致しない場合があります。
現場内で土砂を一度仮置きし、その後別の場所へ運んだ場合、同じ土砂が複数回運搬記録に現れることがあります。運搬回数が増えても、地山掘削量が増えるわけではありません。
支保工の体積を掘削土量から差し引くことで、搬出記録に近い数値になる場合があっても、それだけで控除方法が正しいとは判断できません。数値が偶然近づくことと、数量の定義が一致することは別です。
掘削土量、現在の残土量、運搬時の見掛け体積、処分量は、それぞれ別の数量として整理します。差異を確認するときは、土砂の状態、測量範囲、搬出入の流れ、計測時点をそろえます。
支保工撤去後の埋戻し量を計算する注意点
埋戻し量を計算する場合は、現在の支保工設置状態だけを見て控除対象を決めないことが重要です。現在は切梁や腹起しが空間を占めていても、埋戻し完了までに撤去されるのであれば、その部分にも最終的には埋戻し材が入ります。
最終埋戻し量は、埋戻し対象となる外郭空間から、完成後に残る構造物や材料の体積を差し引いて求めます。構造物本体、基礎材、残置型枠、配管、残置される仮設材などが控除対象になります。
切梁、腹起し、火打ちが全て撤去される場合、それらを最終埋戻し量から控除すると、必要な材料量を過小に見積もる可能性があります。
ただし、埋戻しと支保工撤去を交互に行う場合は、一度に投入できる量を段階ごとに計算します。下段を一定の高さまで埋め戻し、下段切梁を撤去し、その後さらに埋め戻す工程では、施工段階ごとに空間が変化します。
中間杭を引き抜く場合は、引き抜き後に生じる空隙の処理を確認します。残置する場合は、完成後も空間を占めるため、残置部分を控除します。
埋戻し材の搬入量と、完成後の埋戻し体積も同じとは限りません。締固めによって材料の見掛け体積が変化するためです。計算した完成空間と、搬入時に必要となる材料量を区別して管理します。
完成構造物の体積は、設計寸法だけでなく出来形も確認します。基礎の張り出し、均し材、配管防護、残置材などによって埋戻し可能な空間が変わる場合があります。
構造物施工後に点群を取得できれば、土留め内の外郭と構造物外形との差から、埋戻し対象空間を確認できます。支保工の撤去予定を施工手順に沿って反映することで、段階別の材料手配にも利用しやすくなります。
土量計算の結果を現場で共有する方法
現場で即土量を算出しても、数値の意味が共有されていなければ、搬出計画や材料手配で誤解が生じます。結果には、数量だけでなく、目的、計算範囲、基準時点、控除内容を添えます。
数量の名称は具体的にします。「土量」だけでは、掘削量、空間容量、残土量、埋戻し量のどれか分かりません。「二段目掘削完了時の累計地山掘削量」「支保工設置状態の現在内空容量」「支保工撤去後の計画埋戻し量」などと記載します。
計算範囲については、土留め壁の内側を境界としたのか、設計掘削線を使用したのか、釜場や局部掘削を含めたのかを示します。平面図や断面図上に範囲を表示できれば、別の担当者も条件を確認できます。
支保工控除は、切梁、腹起し、中間杭、火打ちなどの内訳を残します。重複部分を調整した場合は、調整量も記録します。部材が追加または撤去された際に、変更部分だけを更新しやすくなります。
使用したデータの日時と施工段階も記載します。現況点群、施工図、現場写真の取得時点が異なる場合は、その違いを明示します。現場状態が変化している可能性がある場合は、速報値として扱います。
実測できなかった範囲や、設計値で補った範囲も記録します。補間範囲があることを示せば、数値を使う担当者が精度を判断できます。
計算結果は、控除前体積、支保工の正味控除量、構造物控除量、その他控除量、最終体積という順で整理すると理解しやすくなります。
同じ現場で繰り返し計測する場合は、ファイル名や記録項目を統一します。計測日、施工段階、対象区画、数量種別を含めておけば、過去データとの取り違えを防げます。
土量の定義と支保工控除の考え方を初回に共有し、その後も同じ基準で更新することが重要です。担当者が変わっても再現できる計算手順を残すことで、現場で即土量を把握する運用が安定します。
まとめ｜目的に合った支保工控除で土量を判断する
土留め内で土量を計算する際は、支保工が空間を占めているという理由だけで、全ての数量から一律に控除してはいけません。最初に、掘削土量、現在の内空容量、作業に使える有効空間、埋戻し量のどれを求めるのかを明確にします。
施工前後の地盤面から求める地山掘削量では、掘削後に設置された支保工の体積を単純に差し引くと、実際に掘削した範囲を過小評価する可能性があります。一方、現在使用できる空間容量を求める場合は、切梁、腹起し、中間杭、火打ちなどが占める正味体積を控除します。
支保工控除を正しく反映するには、計算目的と基準時点を決め、土留め壁の内側面や掘削面などの境界を統一します。そのうえで、支保工の断面、実長、高さ位置を確認し、接合部や交差部の二重控除を防ぎます。
点群を使う場合は、支保工を障害物として除去する処理と、現在の空間から支保工体積を控除する処理を区別します。支保工の裏側に生じる欠損は、周辺形状、施工図、実測値などを用いて補い、実測範囲と補間範囲を記録します。
また、計算結果は現況測量だけで完結させず、施工図、施工記録、現場写真、搬出記録などと照合します。数値が合わない場合は、支保工控除量を調整して合わせるのではなく、計算範囲、基準面、残土、構造物、測量位置などを順に確認します。
現場で即土量を把握する価値は、計算時間を短縮することだけではありません。掘削進捗、残土搬出、埋戻し材の手配、施工段階ごとの作業計画に利用できるよう、数量の意味を明確にして共有することが重要です。
LRTK Phoneを活用して土留め内の現況を点群として記録すれば、複雑な掘削面や支保工の位置関係を確認しながら、土量計算に必要なデータを整理しやすくなります。現場で即土量を算出する運用を効率化するために、LRTK Phoneによる計測方法と、自社の施工管理基準に合った支保工控除の手順を検討してみてください。