場所打ち杭の排土量を即時把握する目的
場所打ち杭の施工では、地盤を掘削して孔を形成するため、杭1本ごとにまとまった排出土が発生します。施工担当者が現場で即土量を把握できれば、仮置き場所の確保、搬出車両の手配、処理先との調整、場内動線の維持などを早めに検討できます。
排土量の確認が遅れると、想定を上回る土砂や泥土が仮置き場所に集中し、掘削機械や運搬車両の作業スペースを圧迫する可能性があります。反対に、排土量を過大に見積もると、必要以上の車両や仮置き容量を見込むことになり、工程や配車の調整が複雑になります。
場所打ち杭の排土量を概算する基本は、杭孔を円柱とみなし、孔径と掘削長から幾何学的な体積を求める方法です。施工計画や設計図書で採用する孔径を確認し、実際に到達した掘削深度を用いれば、地盤内に形成した孔の基準体積を短時間で計算できます。
ただし、円柱計算で得られる理論孔体積と、地上に排出された土砂や泥土の見掛け体積は一致するとは限りません。掘削後の土はほぐれ、掘削水や安定液を含み、孔壁の局部的な崩れや過大掘削が加わることもあります。排出後の静置、水切り、脱水、分別によっても体積や質量は変わります。
そのため、現場で即土量を把握するときは、一つの数字だけを排土量として扱わず、理論孔体積、仮置き状態の見掛け体積、実際に運搬または処理する量を分けて管理することが重要です。孔径と掘削長から求める値は、排出物の実測体積そのものではなく、計画と実績を比較するための基準値です。
国土交通省の地方整備局が公表する土木工事共通仕様書の例では、場所打杭工について、掘削深度、排出土砂、孔内水位、安定液の状態、コンクリートの打込み量や打込み高などの管理が示されています。杭頭部の杭径確認、泥水処理、杭土処理に関する規定もあります。ただし、適用される要求事項は発注機関、仕様書の版、工法、設計図書、特記仕様書によって異なります。実工事では、その工事に適用される契約図書と最新版の仕様書を優先して確認します。
先に区別したい三つの土量
場所打ち杭の排土を扱うときは、「土量」が何を指すのかを明確にします。同じ杭から発生した排出物でも、地中にある状態、掘り出した直後の状態、静置や脱水を行った後の状態では、体積と質量の関係が異なるからです。
一つ目は、孔径と掘削長から求める理論孔体積です。これは、計算対象の掘削範囲を円柱などの幾何形状に置き換えて算出する基準値です。孔径1.2メートル、掘削長20メートルであれば、その寸法で形成される円柱の体積を求めます。施工前の概算、杭ごとの比較、仮置き計画の出発点には使えますが、実際に地上へ排出された量を直接示す値ではありません。
二つ目は、地上に排出された状態の見掛け排土量です。掘り出された土砂は、地中で締まっていた状態からほぐれ、土粒子の間に空隙を含むことがあります。また、掘削方式によっては、水分や安定液を含んだ泥状の排出物となります。仮置き形状や容器の充填状態によっても、同じ排出物の見掛け体積は変わります。
三つ目は、実際に運搬または処理する対象量です。排出物を静置すると、上澄み水、泥土、比較的粗い土砂などに分かれる場合があります。水切りや脱水を行えば、搬出時の体積が排出直後より小さくなることがあります。一方で、水を多く含む状態では、荷台の容積を満たす前に車両の積載可能質量へ達する場合があります。
したがって、担当者が「この杭の土量は何立方メートルか」と確認するときは、理論孔体積なのか、仮置きに必要な容量なのか、搬出する土砂や泥土の量なのかをそろえる必要があります。目的が異なる数字を同じ欄に混在させると、計算式が正しくても、配車や処理数量との整合が取れません。
排出物が一般的な土砂として扱われるのか、建設汚泥などとして扱う必要があるのかは、名称や見た目だけで一律に決められません。排出時の性状、施工方法、処理工程、契約条件、関係法令、行政や受入施設の基準を確認し、現場の責任者や関係者と整理します。土量計算と処理区分の判断は、別の確認事項として管理する方が安全です。
場所打ち杭では、コンクリートの打込み量や打込み高も重要な施工記録です。これらは孔の状態を確認する参考になりますが、コンクリート使用量をそのまま排土量として扱うことはできません。杭頭の余盛り、空掘り、拡径部、孔壁の局部的な広がり、孔底処理などの影響があるため、排土量とは別項目として照合します。
孔径と掘削長から求める基本式
場所打ち杭の杭孔を一定径の円柱とみなす場合、理論孔体積は次の式で求めます。
理論孔体積＝円周率×孔径×孔径÷4×掘削長
記号で表すと、次のようになります。
V＝π×D²÷4×L
Vは理論孔体積で、単位は立方メートルです。Dは計算に用いる孔径で、単位はメートルです。Lは計算対象となる掘削長で、単位はメートルです。現場での概算では円周率を3.14としても大きな差は生じにくいものの、表計算や計算機を使う場合は円周率の関数を用い、最後に丸める方が計算過程を統一しやすくなります。
孔径がミリメートルで記載されている場合は、メートルへ換算してから式へ入れます。孔径1,200ミリメートルは1.2メートル、1,500ミリメートルは1.5メートルです。ミリメートルの数値をそのまま式へ入れると、体積が実際とかけ離れます。
たとえば、孔径1.2メートル、掘削長20メートルの場合は、次のように計算します。
3.14×1.2×1.2÷4×20＝22.608
理論孔体積は約22.6立方メートルです。
この数字は、指定した孔径と掘削長から求めた幾何学的な基準値です。地上の仮置き場所に約22.6立方メートル分だけの排土が収まることを保証する値ではありません。ほぐれ、水分、泥状化、分離水、孔壁の変化、測定方法の違いを考慮する前の値として扱います。
孔径が途中で変わる場合は、全長を一つの円柱として計算しません。孔径ごとに掘削区間を分け、それぞれの体積を計算して合算します。拡底部がある場合も、軸部と拡底部を分けて計算します。
施工地盤面から設計杭頭までの空掘り区間がある場合は、排土計算に含める範囲を事前に決めます。排出土の発生量を把握する目的なら、杭本体の設計長だけでなく、実際に地盤を掘削した区間を対象にします。ただし、空掘り部と杭本体で孔径が異なる場合は、区間ごとに径を分けます。構造物としての杭長と、掘削作業としての掘削長を混同しないことが重要です。
手順1 計算対象となる杭と区間を確定する
現場で即土量を出す最初の手順は、計算する杭番号と掘削区間を確定することです。孔径と掘削長の式は単純でも、対象範囲を誤ると結果の意味が変わります。
まず、杭伏図、杭リスト、施工計画、掘削管理記録などから杭番号を確認します。同じ現場でも、杭径、杭長、拡底の有無、施工地盤高が複数設定されることがあります。近接する杭だから同じ寸法だろうと判断せず、対象杭の情報を個別に確認します。
次に、掘削の開始標高と終了標高を整理します。施工地盤面、作業床上面、ケーシング天端、杭頭計画高など、現場によって管理基準が異なります。掘削長は、同じ基準から測った標高差または施工記録上の深度で求めます。
たとえば、施工地盤面から杭先端まで24メートルを掘削し、構造上の杭長が22メートルである場合、排出土の基準体積を求める長さには、実際に掘削した24メートルを用いる考え方が基本です。上部の2メートルが空掘り区間でも、掘削時には排出物が生じるためです。ただし、上部と杭本体で孔径が異なる場合は、同一径の24メートルとして計算せず、区間を分けます。
掘削機械のロッドやケーシングの挿入長を、そのまま掘削長とみなすのは避けます。機械上の長さには、地上に残る区間、継手部分、掘削底より上にある工具寸法などが含まれることがあります。施工記録の掘削深度が、どの基準からどこまでを示すのかを確認します。
支持層の確認などにより実際の掘削深度が変更された場合は、最終記録へ反映します。施工前に設計条件で計算した値は計画値として残し、施工後は実績の孔径区分と掘削長を使って、実績条件に基づく理論孔体積を更新します。これは排土の実測確定値ではなく、計画値を実施工条件へ置き換えた基準値です。
杭番号、孔径、掘削開始基準、掘削終了位置、実掘削長、計算時刻、使用した記録を一つの台帳にまとめておくと、後から数字の根拠を追いやすくなります。現場で即土量を出すことと、根拠のない数字を急いで作ることは異なります。短時間でも入力条件を残すことが、再計算や数量照合の負担を減らします。
手順2 孔径と実掘削長をメートル単位でそろえる
二つ目の手順は、孔径と掘削長の単位をメートルにそろえることです。体積計算では孔径を二乗するため、孔径の入力ミスは結果へ大きく影響します。
設計図では、杭径や掘削径がミリメートルで示されることがあります。孔径1,000ミリメートルは1.0メートル、1,200ミリメートルは1.2メートル、1,500ミリメートルは1.5メートルへ換算します。ミリメートルからメートルへの変換は、数値を1,000で割ります。
ここで確認したいのが、設計上の杭径と、排土計算に使う掘削径が同じかどうかです。施工方法、先行掘削、ケーシング、使用工具、拡径部などにより、完成する杭の径と地盤を除去する範囲が一致しない場合があります。排土の基準体積を求めるときは、施工計画と実際の掘削区分に対応する径を用います。
一方で、機械や工具の呼び径だけから実際の孔径を断定することも避けます。施工計画書、使用機械の仕様、試験杭や初期施工の記録、適用仕様書、必要に応じた確認結果を照合し、現場で使用する計算径を統一します。
掘削長は、センチメートル単位の端数が記録されることがあります。23メートル45センチメートルであれば23.45メートルです。「23メートル45」という表記を数値欄へそのまま入れず、小数のメートル表記へ変換します。
入力値の丸め方も統一します。孔径は採用する計算寸法をそのまま使い、掘削長は施工記録の精度に合わせます。計算途中で何度も小数を丸めると、杭本数が多い場合に合計値の差が広がることがあります。途中計算では桁数を保持し、杭1本の表示値や日次合計を出す段階で丸める方法が適しています。
複数の担当者が計算する場合は、孔径の単位、掘削長に採用する記録、端数処理、円周率、空掘りや拡径部の扱いを事前に決めます。数量差の原因は、式そのものよりも入力条件の違いであることが少なくありません。
手順3 円柱として理論掘削土量を計算する
三つ目の手順では、そろえた孔径と実掘削長を基本式へ代入し、円柱として理論孔体積を求めます。
たとえば、孔径1.0メートル、掘削長18メートルの場合は、次の計算になります。
3.14×1.0×1.0÷4×18＝14.13
理論孔体積は約14.1立方メートルです。
孔径1.2メートル、掘削長25メートルの場合は、次のようになります。
3.14×1.2×1.2÷4×25＝28.26
理論孔体積は約28.3立方メートルです。
孔径が1.0メートルから1.2メートルへ増えると、直径は1.2倍ですが、円の面積は直径の二乗に比例します。そのため、同じ掘削長なら理論孔体積は1.44倍になります。孔径の差を小さいと考えず、杭ごと、区間ごとに正しい径を入力します。
計算後は、杭1本当たりの値だけでなく、当日施工する杭の計画値も合算します。孔径1.2メートル、掘削長25メートルの杭を1日に2本掘削する計画なら、理論孔体積の合計は約56.5立方メートルです。ただし、2本目の掘削長や径区分が異なる場合は、一律に2倍せず、杭ごとに計算して合算します。
施工前には計画掘削長を使って予定値を算出し、掘削完了後には実績の掘削長と径区分を使って基準値を更新します。この二つを並べると、支持層位置の差、追加掘削、空掘り長の変更などによる体積差を把握しやすくなります。
理論値を出した時点では、「理論孔体積」または「実績条件による理論孔体積」と明記します。「排土量28.3立方メートル」とだけ記録すると、仮置き状態の体積や搬出伝票の数量と混同されます。「理論孔体積28.3立方メートル、見掛け排土量は別途測定」のように区分すると、関係者間の認識をそろえやすくなります。
手順4 余掘りや拡径部を分けて補正する
四つ目の手順は、単純な円柱では表せない部分を分けて計算することです。場所打ち杭の排土量では、最初から根拠のない一律の割増率を掛けるのではなく、形状や発生原因が分かる部分を個別に整理します。
最初に確認するのは、孔径が途中で変化する区間です。上部に口元管やケーシングを設置するため、杭本体より大きな径で先行掘削する場合があります。このときは、上部区間と本体区間を別々の円柱として計算します。
たとえば、上部2メートルを孔径1.5メートル、その下20メートルを孔径1.2メートルで掘削した場合、上部と下部の体積を個別に算出して合計します。全長22メートルを1.2メートル径として計算すると、上部で除去する追加分が含まれません。
拡底部がある場合は、軸部の円柱体積と拡底形状を分けます。拡底形状は工法や設計条件によって異なるため、単純な円柱や円すいへ勝手に置き換えず、設計図に示された寸法と形状に対応する式を用います。
上端径、下端径、高さが示された直線的な円すい台形状として扱える場合、円すい台の体積は次の式で求められます。
V＝π×h÷12×（D1²＋D1×D2＋D2²）
hは拡径区間の高さ、D1とD2は両端の直径です。軸部としてすでに計上した範囲と重複する場合は、拡底形状全体の体積から軸部相当を差し引き、追加分だけを加えます。実際の形状が円すい台でない場合は、設計図書や工法資料に合う計算方法を選びます。
次に考えるのが、孔壁の局部的な崩れや過大掘削です。これらは設計図だけから正確に求められません。掘削中の排出状況、孔内水位、安定液の状態、孔径確認、コンクリート打込み実績などを照合し、異常や変化の有無を確認します。
コンクリート使用量が理論孔体積より多い場合でも、その差を直ちに排土増加量とみなすことはできません。杭頭余盛り、トレミー管内のコンクリート、孔底や孔壁の状態、記録誤差などが関係するためです。排土側にも水分や安定液、ほぐれの影響があります。
補正係数を使う場合は、試験杭や初期施工杭について、同じ測定条件で理論孔体積、仮置き測定量、搬出記録、排土状態などを比較し、その現場の管理用係数として設定します。地層、施工方式、水分、測定方法が変わる区間へ無条件に転用しません。
施工途中で排土量を予測する目的なら、ひとまず理論孔体積を基準とし、形状追加分と現場推定分を別欄で管理します。「理論孔体積25.0立方メートル、形状追加分1.2立方メートル、見掛け排土量は施工実績で更新」のように分けると、計算値と測定値の混同を防げます。
手順5 排土実績と照合して管理値を更新する
五つ目の手順では、計算した理論孔体積と、現場で確認した排土実績を照合します。孔径と掘削長から求めた値は基準として有効ですが、仮置き容量、運搬量、処理量を判断するには、排出物の状態と測定条件も確認する必要があります。
排土実績の確認方法には、仮置きした土砂の形状を測る方法、容器や槽の容量と充填状況から概算する方法、搬出車両の記録を集計する方法、質量と密度から体積へ換算する方法などがあります。どの方法でも、水分を含む泥土と比較的乾いた土砂を同じ条件で扱わず、測定時点と状態を記録します。
仮置き土を測る場合は、底面形状と複数地点の高さから概算します。山状の土を外接する直方体として計算すると過大になりやすいため、斜面や凹凸を反映できる測り方を選びます。仮置き場に以前の土が残っている場合は、今回の施工前後で同じ範囲を測り、地形差から求めると区分しやすくなります。
搬出車両から集計する場合は、荷台の公称容積をそのまま毎回の積載量とみなしません。積み方、山積みの状態、水切り、付着、空隙、排出物のかさ密度によって実際の体積と質量は変化します。管理上の1台当たり数量を設定する場合も、計量記録や初期実績で見直し、過積載を防ぐ運用を優先します。
排出物が泥水状である場合は、槽全体の容量、上澄み水、泥土分、分離した粗粒分、脱水後の処理物を区別します。工事に適用される仕様書や処理計画では、泥水処理と杭土処理が別に整理される場合があります。現場では、処理区分を独自判断せず、契約図書、関係法令、行政や受入施設の条件を確認します。
理論孔体積と同じ条件で確認した見掛け排土量の比率を、現場独自の管理係数として利用する方法があります。本記事では便宜上、これを現場排土係数と呼びます。
現場排土係数＝確認した見掛け排土量÷理論孔体積
たとえば、理論孔体積が25立方メートルで、同じ測定条件による見掛け排土量が30立方メートルだった場合、現場排土係数は1.20です。ただし、この係数は標準値ではありません。土質、水分、安定液、施工方式、仮置き方法、計測範囲によって変わるため、異なる地層や異なる状態の排出物へ無条件に転用しません。
杭ごとに理論値、見掛け測定値、搬出量、係数、測定条件を残せば、同じ施工区画における後続杭の予測を更新できます。現場で即土量を出す目的は、最初から完全な値を当てることではなく、基準値を実績で補い、工程中の判断に使える管理値へ近づけることです。
孔径と掘削長から出す計算例
ここでは、場所打ち杭の排土量を検討するための理論孔体積を計算します。いずれも円周率を3.14として概算します。
最初は、孔径1.0メートル、掘削長15メートルの例です。
3.14×1.0×1.0÷4×15＝11.775
理論孔体積は約11.8立方メートルです。同じ地層、施工方式、仮置き方法、測定条件から得た現場排土係数が1.15であれば、見掛け排土量の予測値は約13.5立方メートルです。ただし、1.15は一般的な固定値ではなく、その現場の同等条件に限って使う管理値です。
次は、孔径1.2メートル、掘削長22.5メートルの例です。
3.14×1.2×1.2÷4×22.5＝25.434
理論孔体積は約25.4立方メートルです。掘削長が22メートルの計画から22.5メートルへ変わった場合、追加された0.5メートル分は次のとおりです。
3.14×1.2×1.2÷4×0.5＝0.5652
追加区間の理論孔体積は約0.57立方メートルです。杭径が大きくなるほど、同じ追加深度でも増加量が大きくなるため、実掘削長の更新を日次集計へ反映します。
三つ目は、孔径1.5メートル、掘削長25メートルの例です。
3.14×1.5×1.5÷4×25＝44.15625
理論孔体積は約44.2立方メートルです。同じ条件の杭を2本施工する計画なら約88.3立方メートルですが、実績集計では各杭の掘削長と径区分を個別に確定します。1本目が25メートル、2本目が25.8メートルであれば、2本目の追加0.8メートル分も計上します。
四つ目は、孔径が異なる区間がある例です。上部3メートルを孔径1.5メートル、その下18メートルを孔径1.2メートルで掘削するとします。
上部の理論孔体積は、次のようになります。
3.14×1.5×1.5÷4×3＝5.29875
約5.30立方メートルです。
下部の理論孔体積は、次のようになります。
3.14×1.2×1.2÷4×18＝20.3472
約20.35立方メートルです。
両者を合算すると、約25.65立方メートルです。全長21メートルを1.2メートル径で計算すると約23.74立方メートルとなり、上部拡径分を約1.91立方メートル少なく見積もることになります。
五つ目は、複数杭の日次集計です。孔径1.2メートルの杭を3本施工し、実掘削長がそれぞれ20.0メートル、20.4メートル、19.8メートルだったとします。
1本目は約22.61立方メートル、2本目は約23.06立方メートル、3本目は約22.38立方メートルです。合計は約68.05立方メートルです。
計画時に全て20メートルとしていた場合の合計は約67.82立方メートルです。この例の差は約0.23立方メートルですが、杭径が大きい場合や追加掘削が複数本で生じた場合は差が広がります。杭ごとの実掘削長を入力し、日次合計を更新できる仕組みにすると、現場で即土量を把握しやすくなります。
排土実績と理論値が合わない主な原因
理論孔体積と現場で測った排土量に差があっても、直ちに計算ミスとは限りません。まず、比較している数量の状態、範囲、時点、単位が同じかを確認します。
最初に考えられるのが、土のほぐれです。地中で締まっていた土は、掘削により粒子の配列が変わり、空隙を含む状態になることがあります。その結果、地山換算の基準体積より、仮置き時の見掛け体積が大きくなる場合があります。増え方は土質、含水状態、掘削方法、積み方によって異なります。
次に、水分や安定液の混入があります。排出物が泥状になると、見掛け体積には地盤材料だけでなく、水や安定液も含まれます。排出直後の槽容量と、静置または脱水後の処理量では、大きな差が出ることがあります。
孔壁の局部的な崩れや過大掘削も原因になります。掘削孔が計算径より広がれば、理論孔体積を上回る地盤材料が除去される可能性があります。ただし、排土量だけで孔壁の状態を断定せず、掘削深度、排出土砂、孔内水位、安定液の状態、コンクリート打込み実績などを合わせて確認します。
仮置き土の測り方による誤差もあります。土山を一つの高さだけで計算したり、傾斜部分を直方体として扱ったりすると、体積を過大評価しやすくなります。複数地点の高さを測るか、施工前後の地形差を用いると、形状を反映しやすくなります。
一方で、点群や地形差を使っても自動的に正解になるわけではありません。計測範囲の境界、基準面、遮蔽部分、重機や容器の混入、既存土との区分、計測中の搬入出が不明確であれば、算出値に誤差が生じます。水面下の泥土量は、地上から見える表面形状だけでは直接確定できません。
搬出記録の集計条件が統一されていない場合も差が生じます。荷台の管理容量で記録した車両と、実測質量から換算した車両が混在すると、合計値の意味がそろいません。空車と実車の計量差を使う場合も、体積換算に用いた密度や含水状態を記録します。
以前の排土が仮置き場に残っている、別の杭の排土が混ざっている、表層掘削土や孔底処理物が別経路で搬出されているといった管理範囲の違いも確認します。理論値と実績値を照合するときは、対象杭、対象期間、排出物の種類、測定地点、搬入出時刻を合わせます。
コンクリート使用量との比較にも注意が必要です。コンクリートの打込み量は孔の状態を考える参考になりますが、杭頭余盛りや孔形状の変化などを含みます。排土側には水分、安定液、ほぐれ、分別の影響があるため、両者が一致することを前提にしません。差を異常の手掛かりとして確認し、単純に置き換えない運用が適切です。
排土量を運搬・仮置き計画へつなげる方法
現場で即土量を計算する目的は、数字を出すことだけではありません。算出した基準値を、仮置き、積込み、運搬、処理の計画へ反映して初めて施工管理に役立ちます。
仮置き場所については、理論孔体積だけでなく、同等条件で確認した見掛け排土係数や初期施工の実績を参考に必要容量を見込みます。理論孔体積が30立方メートルで、同じ条件の実績から見掛け排土量が理論値の1.2倍程度で推移している場合、約36立方メートルを検討の出発点にできます。ただし、地層、降雨、水分、安定液、仮置き方法が変われば係数も変わるため、余裕と更新ルールを設けます。
仮置き場所は、容量だけでなく、排水、流出防止、必要な囲い、重機の進入、積込み時の旋回、飛散防止、周辺設備との離隔なども考慮します。排出物の区分や現場条件によって必要な措置は異なるため、施工計画、適用仕様書、関係法令に従います。
運搬車両の必要便数を出すときは、搬出対象量を1台当たりの安全な管理量で割ります。1台当たりの数量は、荷台の最大容積だけではなく、排出物の含水状態、かさ密度、積載可能質量、受入条件、道路や現場の運用条件を踏まえて設定します。
たとえば、搬出対象量が40立方メートルで、同じ状態の排出物について1台当たりの管理量を5立方メートルとしている場合、計算上は8便です。ただし、泥土の質量が大きい場合は、5立方メートルを積む前に積載可能質量へ達することがあります。その場合は、体積計算だけで便数を確定せず、計量結果と車両条件を優先して見直します。
日次工程では、杭ごとの掘削開始予定時刻と排土発生のタイミングを組み合わせます。朝に複数本を連続して掘削し、午後にまとめて搬出する計画なら、午前中に必要な仮置き容量を確認します。排土が連続的に発生する施工方式では、搬出車両の到着間隔が掘削速度に合っているかも検討します。
計画値と実績値は日ごとに比較します。予定理論孔体積、実績条件による理論孔体積、仮置き測定量、搬出量、翌日繰越量を別欄でつなげると、未計上や二重計上を見つけやすくなります。
仮置き場の残量は、同じ状態と単位へそろえたうえで、次の考え方で整理できます。
現在残量＝前日繰越量＋当日流入量－当日搬出量
理論孔体積と見掛け体積を、そのまま同じ式へ混在させないことが大切です。理論値を見掛け値へ換算する場合は、使用した係数と適用条件を記録します。可能であれば、理論孔体積、見掛け体積、質量を別欄で保持し、無理に一つの数字へ統合しない方が安全です。
現場計測とデジタル記録を組み合わせる
場所打ち杭の理論孔体積は、孔径と掘削長が分かれば電卓でも計算できます。しかし、杭本数が増え、掘削深度の変更や複数の孔径が混在すると、手書き計算だけでは転記と集計の負担が大きくなります。
デジタル記録では、杭番号を選択すると計画孔径と計画掘削長が表示され、実績の径区分と掘削長を入力すると理論孔体積が自動計算される形が使いやすいです。計算式を担当者ごとに作らず、現場共通の式、単位、丸め規則として固定すれば、入力方法の違いによる数量差を抑えられます。
記録項目には、杭番号、施工日、施工地盤高、孔径区分、計画掘削長、実掘削長、理論孔体積、排出物の状態、仮置き場所、見掛け測定量、搬出量、計算者、修正履歴などを含めます。地層が変化した深度や、排出物の状態が大きく変わった時点も残すと、管理係数を区間ごとに検討しやすくなります。
仮置き土を立体的に計測できる場合は、施工前後の地形データから体積差を算出できます。幅、長さ、高さだけの概算よりも、凹凸のある土山を細かく捉えられる可能性があります。ただし、計測範囲の境界、基準面、既存土との区分、遮蔽部分が不明確なら、点の数が多くても正しい排土量にはなりません。
計測前には、どこからどこまでを今回の排土とするかを決めます。杭施工前の仮置き場を基準として保存し、排土後に同じ範囲を計測すると差分を求めやすくなります。追加搬入や搬出が途中にある場合は、その時刻と対象量も記録します。
LRTK Phoneを利用し、仮置き場の位置、高さ、点群などを記録してクラウドで共有する運用も検討できます。杭位置、仮置き場所、計測範囲を位置情報と結び付ければ、どの杭の排土をどこで測ったかを後から確認しやすくなります。
ただし、LRTK Phoneを含む地上計測だけで、孔内の掘削長や水面下の泥土量を直接確定できるわけではありません。孔内深度は掘削機械の管理記録、検尺、施工記録などで確認し、地上の点群計測は、見える範囲の仮置き形状や地形差を確認する用途として使い分けます。
点群計測では、対象を十分に見通せること、基準面と境界を設定できること、計測中に土砂や重機が動かないことが重要です。水面、強い反射、遮蔽、急な形状変化、既存物の混入は誤差要因になります。必要な精度、測位環境、対応端末、契約上の計測方法を確認し、重要な数量は現場の管理基準に沿って照合します。
デジタル化の効果は、自動計算だけではありません。杭番号と排土計測結果、搬出記録、現場写真を結び付ければ、数量の根拠を一つの流れとして残せます。数値を修正した場合も、修正前後、修正日時、修正理由を保存すると、日報や数量確認の際に説明しやすくなります。
よくある質問
場所打ち杭の排土量は、杭のコンクリート量と同じですか。
同じではありません。一定径の杭本体と掘削孔が同じ形状なら幾何学的には近い体積になりますが、実施工では杭頭余盛り、空掘り、拡径部、孔壁の変化、孔底処理などの影響があります。排出物側には水分、安定液、ほぐれ、分別の影響もあります。コンクリート量は照合資料として使い、排土量へそのまま置き換えません。
設計杭長を使えば排土量を計算できますか。
施工前の概算には使えますが、施工後の基準値は、実績の掘削長と孔径区分で更新します。施工地盤面から設計杭頭までの空掘り区間や、実際に追加された掘削区間がある場合、構造上の杭長と掘削長は一致しません。なお、実績条件で円柱計算した値も、排土の実測確定値ではありません。
孔径は杭径と同じ値でよいですか。
同じ場合もありますが、施工方法、先行掘削、口元部の処理、ケーシング、使用工具、拡底部などにより計算対象径が変わる場合があります。施工計画と実際の掘削区分を確認し、地盤を除去する範囲に対応した径を使います。
排土量には一律の割増率を掛ければよいですか。
一律の割増率だけで確定する方法は避けます。土質、含水状態、安定液、仮置き方法、計測方法によって見掛け体積は変わります。初期施工杭で理論孔体積と同じ条件の測定値を比較し、適用範囲を限定した現場管理用の係数として利用します。
排土量は車両台数だけで確認できますか。
概算は可能ですが、車両ごとの積載状態が一定でなければ誤差が生じます。荷台容積、積載可能質量、排出物のかさ密度、水分、積込み状態を確認し、可能な場合は計量記録と組み合わせます。
泥水を含む排出物も立方メートルで管理できますか。
体積としての管理はできますが、槽全体、上澄み水、泥土分、粗粒分、脱水後の処理物を区別する必要があります。どの状態の数量かを明記しないと、理論孔体積や搬出量と比較できません。処理区分は関係法令、契約図書、行政や受入施設の条件を確認します。
拡底杭の土量は直径と長さだけで計算できますか。
軸部は円柱として計算できますが、拡底部は設計された形状に応じた体積計算が必要です。軸部と拡底部を分け、重複計上を避けます。単純な円すい台として扱えない形状は、設計図書や工法資料に従います。
掘削途中でも排土量を予測できますか。
現在深度までの理論孔体積は計算できます。孔径が一定なら、1メートル当たりの断面積を求め、現在深度を掛けます。残り深度の計画値と、同等条件の排土実績を組み合わせれば、当日中に必要な仮置き容量や搬出便数を見直せます。
点群計測だけで排土量を確定できますか。
見える範囲の仮置き土について、基準面と境界を適切に設定できれば、体積を把握する有力な方法になります。ただし、遮蔽、水面下、既存土との混在、計測中の搬入出などがあると誤差が生じます。点群の算出値は計測条件とともに記録し、必要な管理精度に応じて搬出記録や計量結果と照合します。
まとめ
場所打ち杭の排土量を現場で即座に把握する出発点は、孔径と掘削長から円柱の理論孔体積を求めることです。
基本式は、円周率×孔径×孔径÷4×掘削長です。孔径と掘削長をメートル単位にそろえれば、理論孔体積を立方メートルで計算できます。
実務では、対象杭と掘削区間を確定し、計算に使う孔径と実掘削長を確認し、円柱体積を計算します。そのうえで、口元の拡径、孔径が変わる区間、拡底部、空掘り、実際に追加された掘削区間を個別に整理します。施工後は、実績条件に基づく理論孔体積として更新し、仮置き測定量、搬出記録、計量結果などと照合します。
重要なのは、理論孔体積、仮置き状態の見掛け排土量、実際の運搬または処理対象量を分けることです。水分や安定液を含む排出物では、同じ杭から発生した物でも、測定時点や処理状態によって体積と質量が変わります。数値には、対象範囲、状態、単位、測定時刻を付記します。
排出物の処理区分は、単なる土量計算だけでは決まりません。排出時の性状、施工方法、契約図書、関係法令、行政や受入施設の条件を確認し、土砂、泥水、泥土、処理物などの管理区分を整理します。
杭ごとに計画値と実績条件による理論値を残し、同じ条件で測った見掛け排土量や搬出量を記録すれば、後続杭の仮置き容量、搬出便数、処理時期をより具体的に検討できます。管理係数を使う場合も、標準値とみなさず、適用する地層、施工方式、測定方法を限定します。
さらに、仮置き土の現形を計測し、施工前後の地形差から体積を算出すれば、幅、長さ、高さだけの概算を補完できます。杭位置、排土場所、計測結果、搬出記録を結び付ける運用では、LRTK Phoneによる現場計測とクラウド共有も選択肢になります。ただし、孔内深度や水面下の泥土量を地上点群だけで確定せず、施工記録や計量結果と役割を分けて使うことが大切です。