杭基礎工事で現場の土量把握が難しい理由
杭基礎工事では、地盤を掘削して発生した土砂の数量が、搬出車両の手配、仮置場の確保、泥水処理設備の運転、施工工程の調整に影響します。そのため、施工中に現場で即土量を把握し、当日の発生量と残量を確認できる状態をつくることが重要です。
しかし、杭径と掘削深度から計算した体積を、そのまま搬出土量として扱うことはできません。図面寸法から求められるのは、原則として地山状態の理論掘削土量です。実際に地上へ排出された土砂は掘削によってほぐれ、空隙を含むため、地山状態より見掛けの体積が増えることがあります。
さらに、杭基礎工事では掘削土だけでなく、水や掘削液を含んだ泥状物が発生することがあります。泥状物には、掘削された細粒分、地下水、施工時に供給した水、設備の洗浄水、循環に用いた液体などが混ざります。そのため、杭孔の理論体積と泥状物の容量は一致しません。
施工方法によっても発生量は異なります。地盤を掘削して杭孔を形成する方法では、杭孔に相当する地盤が排出されます。一方、杭体で地盤を押しのける割合が大きい方法では、杭体積と同じ量の土砂が地上へ出るとは限りません。先行掘削を行う場合も、杭体の外径と実際の掘削径が異なることがあります。
また、同じ施工方法でも、地層によって排出物の状態は変化します。砂質土では比較的土砂として分離しやすい場合がありますが、粘性土や細粒分を多く含む地層では泥状になりやすい傾向があります。地下水が多い地盤や孔内へ水が流入しやすい条件では、泥状物の容量が増えることもあります。
このような杭基礎工事で必要なのは、一つの数字ですべてを管理することではありません。地山状態の理論掘削土量、排出された掘削土の見掛け体積、回収した泥土の容量、処理後の固形物量、場外へ搬出した数量を分けて管理する必要があります。
それぞれを分けて記録すれば、泥水槽の残容量を確認したいときは泥状物の容量を使い、運搬車両を手配したいときは積載状態の土量を使うなど、目的に合った判断ができます。現場で即土量を把握するとは、単に計算を早く行うことではなく、状態の異なる数量を混同せず、施工判断に使える形で整理することです。
掘削土と泥土を分ける前に整理したい数量の種類
杭基礎工事の数量管理では、最初にどの状態の土量を扱うのかを整理します。同じ杭から発生した物量でも、計測する時点や場所によって体積が変わるためです。
第一に整理するのが地山状態の理論掘削土量です。これは、掘削前の地盤を図面上の掘削径と掘削深度に基づいて計算した体積です。円形の杭孔であれば円柱の体積を基本として計算します。径が途中で変化する場合や拡底部がある場合は、区間ごとに分けて求めます。
第二に、掘削後にほぐれた土砂の体積があります。地盤から掘り出された土砂は粒子間に空隙が生じるため、地山状態より見掛け体積が増える場合があります。この体積は、土砂箱、運搬車両、仮置場などで計測される数量です。
第三に、泥水槽や回収容器に入った泥状物の容量があります。泥状物には地盤由来の土粒子だけでなく、地下水や施工用水なども含まれます。そのため、地山状態の理論掘削土量と直接比較して一致させる数量ではありません。
第四に、分離や脱水などの処理後に残る固形物の数量があります。回収直後の泥状物と処理後の固形物では、含まれる水分量が異なるため、容量や重量も変わります。どの処理段階で計測した数字なのかを記録しなければ、数量差の原因を判断できません。
第五に、場外搬出量があります。これは実際に現場から搬出した土砂や泥状物の数量です。車両の積載容量、搬出容器の容量、重量計測などによって確認します。現場内で発生した量と、その日に場外へ搬出した量は同じとは限りません。仮置場や槽内に残った分は、翌日以降の残量として引き継がれます。
このように、杭基礎工事では少なくとも理論掘削量、掘削土発生量、泥土回収量、処理量、搬出量、残量を区別する必要があります。これらをすべて「発生土量」として一つにまとめると、同じ土砂を複数回数えたり、前日から残っていた量を当日分として計上したりする原因になります。
現場内で使用する名称も統一します。掘削土、泥状物、処理後固形物、上澄み水、回収液など、担当者ごとに異なる呼び方をすると、施工日報と搬出記録の対応が分かりにくくなります。施工前に数量区分と名称を決め、同じ記録様式を使用することが大切です。
なお、現場内での数量管理上の名称と、契約、受入条件、処理上の正式な区分は必ずしも同じではありません。見た目や流動性だけで取扱区分を決めず、工事の仕様、処理計画、搬出先の条件などを確認します。
手順1 施工方法と数量管理の範囲を確認する
現場で即土量を算出する第一の手順は、杭の施工方法と数量管理の対象範囲を確認することです。施工方法を確認しないまま杭径と杭長だけで計算すると、実際の掘削範囲と異なる体積を求めてしまうことがあります。
まず確認するのは、地盤を掘削して排出する施工方法なのか、杭体によって地盤を押しのける割合が大きい施工方法なのかという点です。地盤を掘削する場合は、掘削径、掘削深度、掘削液の使用、孔底処理、拡底の有無などを確認します。
先行掘削した孔へ杭を設置する場合は、杭体の外径ではなく実際の掘削径を確認します。杭体径よりも大きな径で掘削しているにもかかわらず、杭体径を計算へ使うと、理論掘削土量を過小に見積もることになります。
次に、どこからどこまでを杭1本の掘削量に含めるかを決めます。施工基面から杭先端までを対象とするのか、表層の掘削や余掘りも含めるのか、孔底処理による追加掘削を別に計上するのかを明確にします。
杭頭部周辺の表層掘削、作業床の整形、仮設設備を設置するための掘削などを杭孔の土量に含める場合は、別の工種でも同じ数量を計上しないように注意します。計算対象となる範囲を平面図や断面図に示しておくと、重複を防ぎやすくなります。
数量を管理する時間単位も決めます。杭1本ごとに確定するのか、施工班単位、時間帯単位、一日単位で集計するのかを統一します。杭1本の施工が日をまたぐ場合は、当日の到達深度を基準に理論掘削量を分ける方法が考えられます。
泥水槽や仮置場を複数の杭で共用している場合は、杭別に正確な数量を分けられるかどうかも確認します。複数の施工機から同じ槽へ同時に排出している場合は、杭別ではなく施工機別や時間帯別の管理にしたほうが、記録の実態に合うことがあります。
数量管理の目的も明確にします。施工進捗を把握したい場合は地山状態の理論体積が基準になります。搬出車両を手配したい場合は、ほぐれた土砂の体積や車両への積載実績が必要です。泥水槽のあふれを防ぎたい場合は、槽内の現在量と流入見込み量を確認します。
同じ「現場で即土量」という目的でも、必要な数字は異なります。何の判断に使う数字なのかを最初に決めることが、正しい集計の出発点です。
手順2 杭径と掘削深度から理論掘削土量を求める
第二の手順では、設計図、施工計画、施工記録を基に、地山状態の理論掘削土量を算出します。
円形で一定径の杭孔は、円柱として計算します。掘削径をD、掘削深度をLとすると、理論掘削土量は、円周率にDの二乗とLを掛け、四で割って求めます。半径を使う場合は、円周率に半径の二乗と掘削深度を掛けます。
ここで重要なのは、使用する径を統一することです。図面に記載された杭体径、施工計画上の掘削径、施工機械に設定された径が同じとは限りません。地盤から除去する土量を求める場合は、原則として実際の掘削範囲に対応する径を使用します。
掘削深度についても、基準となる高さを確認します。設計地盤面、施工基面、作業床面、杭頭位置など、基準の取り方が異なると計算結果が変わります。施工機械に表示された深度を使う場合は、どの高さをゼロとしているかを記録します。
たとえば、施工基面から杭先端まで二十メートルを掘削し、さらに孔底処理として〇・二メートルを追加掘削する場合、計算上の掘削深度を二十・二メートルとするのか、二十メートルと〇・二メートルを別項目にするのかを決めます。後から施工条件を変更しやすいように、追加掘削は別項目として計算する方法が分かりやすいでしょう。
径が途中で変わる杭では、一定径の区間ごとに円柱体積を計算して合計します。上部と下部で掘削径が異なる場合、全長を一つの径で計算してはいけません。拡底部がある場合も、軸部と拡底部を分けて計算します。
単位の統一にも注意します。杭径がミリメートル、掘削深度がメートルで記載されている場合は、杭径をメートルへ換算してから計算します。径を二乗する計算では、単位換算の誤りが結果に大きく影響します。
現場で繰り返し計算する場合は、杭番号、掘削径、区間長、計算結果を入力できる共通の様式を準備します。入力欄に単位を明示し、杭径と半径を取り違えない構成にすることが重要です。
理論掘削土量は、搬出土量そのものではありません。まず地山状態の基準値として計算し、掘削土や泥土の実測値とは別の欄に記録します。理論値を独立して残しておけば、実測値との差を後から分析できます。
手順3 排出経路ごとに掘削土と泥土を区分する
第三の手順は、施工中に排出されたものを、発生場所と排出経路に基づいて掘削土と泥土へ区分することです。
掘削装置から比較的固形の状態で排出され、土砂箱や仮置場へ送られるものは、現場内の数量管理上、掘削土として整理しやすい対象です。一方、掘削液や水とともに配管や排水経路を通り、泥水槽や沈殿槽へ入るものは、泥土側の管理対象として整理します。
区分するときは、見た目だけに頼らないことが重要です。排出直後は流動性が高くても、静置すると上澄み液と沈殿物に分かれることがあります。反対に、土砂箱へ入れた土砂から時間の経過とともに水が分離することもあります。
そのため、現場で即土量を確認する場合は、どの時点の状態を記録するのかを統一します。回収直後の容量を記録するのか、一定時間静置した後の容量を記録するのか、搬出時の状態を確定値とするのかを決めます。
掘削土と泥土を確実に分けるには、排出経路を最初から分離しておくことが有効です。掘削土用の容器と泥状物用の槽を分け、容器番号や投入先を記録します。同じ場所へ混合した後で掘削土と泥土に分けようとしても、正確な数量を求めることは困難です。
泥水槽から沈殿槽へ移した量や、沈殿槽から処理設備へ送った量は、新たに発生した数量ではなく場内移動量です。同じ泥状物を移送のたびに新規発生量として加算すると、数量が二重、三重に計上されます。
分離された水を再利用する場合も記録が必要です。泥水槽から送った総容量と、処理後に残った固形物量は同じ意味の数量ではありません。送液量、回収液量、処理後固形物量を別々に管理します。
洗浄水も泥状物の容量を増加させます。配管、施工機械、容器などの洗浄水が槽へ入る場合は、その使用量や作業時間を記録します。泥水槽の増加量をすべて掘削由来と判断すると、地山の掘削量との関係が分からなくなります。
地下水の流入量を正確に把握することは簡単ではありません。しかし、前の杭と比較して泥状物の容量が急増した場合は、地下水の流入、地層の変化、洗浄水量、補給水量、計測条件などを確認できます。
掘削土と泥土を分ける目的は、名称を付けることではなく、どの工程でどれだけ増減したかを追跡できる状態にすることです。
手順4 容器・槽・仮置場の実測量を把握する
第四の手順では、排出された掘削土と泥土を、容器、槽、車両、仮置場などで実測します。
箱形の容器へ掘削土を入れる場合は、容器の内側の長さ、幅、高さから満容量を確認します。ただし、実際の土砂が常に容器上端まで均一に入るとは限りません。満杯に見えても中央が盛り上がり、周囲に空間が残っていることがあります。
容器数から数量を求める場合は、満載、一部積載、山盛りなどの状態を統一した基準で記録します。写真と容器番号を関連付けておくと、後から充填状態を確認できます。
運搬車両で土量を管理する場合も、荷台の公称容量をそのまま一台分として扱わず、実際の積載状態を確認します。車両ごとに荷台形状が異なることがあるため、使用する車両の荷台寸法や管理上の換算容量を事前に整理します。
重量計測が可能な場合は、体積に加えて重量も記録すると、搬出数量を確認しやすくなります。ただし、重量から体積へ換算するには密度が必要です。含水状態や土質によって密度は変化するため、一つの換算値をすべての土砂に当てはめると誤差が生じます。
泥状物は、槽の内寸と液面高さから容量を求めます。直方体の槽であれば、内側の長さ、幅、液面高さを掛けることで、おおよその容量を算出できます。
ただし、槽の底が傾斜している場合や、内部に仕切り、配管、機器などが設置されている場合は、単純な直方体として計算できません。槽ごとに液面高さと容量の関係を確認し、換算できるようにしておくことが重要です。
円筒形の槽では、内径と液面高さを用いて計算します。横向きに設置された円筒形容器では、液面高さと容量が比例しないため、形状に合った換算が必要です。
液面計測では、ポンプの運転状態、撹拌、泡立ち、沈殿物などが誤差要因になります。測定はポンプ停止後など一定の条件で行い、泡の上端ではなく安定した液面を読み取ります。槽内の液面が傾いている場合は、複数箇所で高さを測って平均する方法も考えられます。
仮置場に堆積した掘削土は、単純な直方体ではないため、長さ、幅、最大高さだけで計算すると誤差が大きくなります。表面に凹凸があり、周囲に法面が形成されるためです。
簡易的に計算する場合は、複数の断面を設定して平均断面積から体積を求めます。より詳細に把握する場合は、投入前の地表面と投入後の堆積面を計測し、その差分から体積を算出します。
仮置場では、土砂を置く前の基準面を記録しておくことが重要です。投入後に元の地盤面を推定すると、地盤の傾斜や既存の凹凸を反映できず、土量差が生じます。
手順5 場内移動と場外搬出を分けて集計する
第五の手順は、現場内で発生した数量、設備間を移動した数量、処理した数量、場外へ搬出した数量を分けて集計することです。
杭基礎工事では、掘削された物量が一つの場所に留まるとは限りません。掘削土は土砂箱から仮置場へ移され、後日車両へ積み込まれることがあります。泥状物は一次槽から沈殿槽、処理設備、搬出容器へと順番に移動する場合があります。
この移動をすべて発生量として加算すると、同じ物量を何度も数えることになります。数量管理表では、新規発生、場内移動、処理、再利用、場外搬出、終了時残量を区分します。
たとえば、杭1本の施工によって泥水槽へ十五立方メートルが流入し、そのうち十立方メートルを別の槽へ移したとします。この場合、新規回収量は十五立方メートルであり、別の槽へ移した十立方メートルは場内移動量です。両方を足して二十五立方メートルの発生とするのは誤りです。
さらに、移送した十立方メートルのうち六立方メートルを場外へ搬出した場合、当日の場外搬出量は六立方メートルです。残りは槽内または処理設備内の残量として引き継ぎます。
掘削土でも同様です。当日に仮置場へ二十立方メートルを投入し、以前から置かれていた土砂を含めて十五立方メートルを搬出した場合、当日の新規発生量と当日の搬出量は別の数字です。
前日終了時の残量と当日開始時の残量が対応しているかも確認します。前日から槽内に残っていた泥状物や仮置場に残っていた土砂を、当日の新規発生量へ含めてはいけません。
数量の基本的な考え方は、開始時残量に当日の新規流入量を加え、場外搬出量や場外への排出量を差し引くと、終了時残量に近づくというものです。設備間の場内移動は、現場全体の総量を増減させません。
ただし、実際には配管内への残留、槽内での沈降、液体の再利用、計測誤差などがあるため、すべての数字が完全には一致しない場合があります。重要なのは、差が生じたときに、どの工程を確認すればよいか分かる記録を残すことです。
搬出記録には、日時、搬出対象、積込み場所、車両または容器の識別、数量、杭番号または施工区間との対応を記録します。複数杭の土砂を混載した場合は、無理に一つの杭へ割り当てず、複数杭のまとまりとして記録したほうが実態に合います。
手順6 理論値と実測値を照合して数量を確定する
第六の手順では、理論掘削土量と、現場で実測した掘削土量、泥土量、処理量、搬出量を照合します。
まず、当日に掘削した杭ごとの理論地山体積を集計します。杭が途中までしか掘削されていない場合は、到達深度までの体積を計算します。径が変化する境界をまたいだ場合は、各区間を分けて計算します。
次に、掘削土として容器や仮置場へ入った数量を集計します。さらに、泥水槽へ新たに流入した泥状物の容量を整理します。搬出した数量と、現場内に残った数量も確認します。
ここで注意したいのは、理論地山体積と、掘削土および泥状物の実測容量を単純に一致させようとしないことです。理論値は掘削前の地山状態ですが、掘削土はほぐれた状態であり、泥状物には水や掘削液が含まれています。
たとえば、理論掘削土量が二十立方メートルの杭で、掘削土が十五立方メートル、泥状物が十八立方メートル回収されたとしても、合計三十三立方メートルだから異常とは限りません。泥状物に含まれる水分や、土砂のほぐれを考慮する必要があります。
照合では、一つの杭だけを見るのではなく、同じ掘削径、同じ深度、似た地層条件の杭と比較します。理論掘削量に対する掘削土容器量、泥状物の回収容量、搬出重量などを杭ごとに並べると、通常の範囲から外れた杭を見つけやすくなります。
前の杭より泥状物が大きく増えた場合は、地下水の流入、洗浄水の増加、地層の変化、孔壁からの土砂流入、槽計測の条件差などを確認します。ただし、排出量だけで孔壁の状態や過大掘削を断定してはいけません。
掘削深度の記録、施工機械の負荷、掘削速度、孔内水位、コンクリート使用量など、ほかの施工記録と合わせて判断します。土量差は異常を検知するための手掛かりであり、単独で施工状態を確定するものではありません。
当日の数量は、速報値と確定値を分けます。施工終了直後は容器数、槽の液面、仮置場の簡易計測などから速報値を出し、搬出記録や最終計測がそろった後に確定値へ更新します。
記録上では、推定、実測、搬出確認済み、確定などの状態を明示します。速報値を確定値として使用すると、後日の修正時に関係者間で数量が食い違う原因になります。
杭1本の掘削土量を計算する具体例
一定径の杭孔を例に、理論掘削土量を計算します。掘削径を一・二メートル、掘削深度を二十メートルとします。
半径は〇・六メートルです。円柱の体積は、円周率に半径の二乗と掘削深度を掛けて求めます。〇・六メートルの二乗は〇・三六平方メートルです。これに円周率と二十メートルを掛けると、理論掘削土量は約二十二・六立方メートルとなります。
この約二十二・六立方メートルは、掘削前の地盤を円柱として考えた地山状態の体積です。実際の搬出車両へ積み込まれる体積をそのまま表すものではありません。
施工後、掘削土用の容器に合計十六立方メートル相当の土砂が入り、泥水槽には当該杭の施工中に十九立方メートルの増加が確認されたとします。
この場合、十六立方メートルと十九立方メートルを合計した三十五立方メートルを、地山状態の掘削量として扱うことはできません。掘削土はほぐれた状態であり、泥水槽の増加分には水や掘削液が含まれているためです。
さらに、泥水槽の増加十九立方メートルのうち、施工用に追加した水が五立方メートル、設備洗浄に使用した水が一立方メートルだったとしても、残りの十三立方メートルをそのまま地盤由来の泥土量と確定できるわけではありません。
地下水の流入、循環液の再利用、配管内の残留、槽間移動などがあるためです。この段階では、理論地山体積約二十二・六立方メートル、掘削土容器量十六立方メートル、槽内増加量十九立方メートル、補給水量五立方メートル、洗浄水量一立方メートルとして分けて記録します。
当日に泥状物を十二立方メートル搬出し、槽内に七立方メートル残した場合、搬出量と残量も別に管理します。翌日の開始時には、この七立方メートルを前日からの残量として扱います。
掘削土十六立方メートルを仮置場へ置き、当日は搬出しなかった場合、当日の掘削土発生量は十六立方メートルですが、場外搬出量はゼロです。発生、残量、搬出を分けることで、数量の流れを正しく把握できます。
拡底杭や掘削径が変わる杭の計算方法
杭孔の径が一定ではない場合、全長を一つの円柱として計算してはいけません。径ごとの区間に分け、各体積を合計します。
たとえば、上部十メートルの掘削径が一・〇メートル、下部十メートルの掘削径が一・二メートルであれば、上部と下部をそれぞれ円柱として計算します。
上部の半径は〇・五メートルであるため、円周率に〇・五メートルの二乗と十メートルを掛けます。下部の半径は〇・六メートルであるため、円周率に〇・六メートルの二乗と十メートルを掛けます。二つの結果を足した値が軸部の理論掘削土量です。
拡底杭では、軸部と拡底部を分けます。拡底部が上下で径の異なる形状であれば、上端径、下端径、高さを使って円すい台に近い形状として計算する方法があります。
ただし、設計上の拡底形状と実際の施工形状が完全に一致するとは限りません。理論体積は設計または施工計画上の形状に基づく数量として扱い、施工記録や確認結果とは分けて保存します。
拡底作業中には排出土の量や状態が軸部掘削時と変化することがあります。拡底開始時刻、終了時刻、掘削深度、排出先を記録しておけば、軸部と拡底部の発生量を分析しやすくなります。
孔底処理による追加掘削やスライム除去も別項目として管理します。孔底から回収された泥状物には、地盤由来の細粒分だけでなく、孔内に沈降した土粒子や掘削液が含まれます。そのため、回収した泥状物の容量を、そのまま追加掘削の地山体積として扱わないようにします。
施工中に掘削径や掘削深度が変更された場合は、当初計画値を上書きせず、変更前と変更後を残します。変更した区間だけを再計算できるようにしておけば、土量差の根拠を説明しやすくなります。
泥土量が理論掘削土量より増える主な原因
杭基礎工事では、泥水槽へ回収された泥状物の容量が、杭孔の理論掘削土量を上回ることがあります。これは必ずしも計測ミスではありません。
大きな原因となるのが施工用水や掘削液の混入です。孔内の状態を保ちながら掘削する施工では、地盤から除去された土粒子が液体と混ざって地上へ回収されます。地盤の体積に液体の容量が加わるため、泥状物の総容量は理論地山体積より大きくなります。
地下水の流入も原因になります。地下水位が高い地盤や、水を通しやすい地層を掘削した場合、孔内へ水が流入することがあります。流入した水が回収経路を通って槽へ入れば、泥状物の容量が増えます。
設備や配管の洗浄水も影響します。施工終了後に行う洗浄作業の水が同じ槽へ流入すると、掘削終了後も槽内量が増加します。洗浄を行った時間と使用した水量を記録しておくことが大切です。
土砂のほぐれも見掛け体積を増やします。地山状態では密に詰まっていた土砂が、掘削によって粒子間に空隙を含む状態になります。掘削土箱や仮置場で計測した体積は、この空隙を含む見掛け体積です。
孔内に残っていた液体や、前の杭から設備内に残留していた泥状物が混ざる場合もあります。杭ごとの数量を把握するためには、施工開始時点の槽内量を記録し、前杭からの残量を引き継ぐ必要があります。
一方、理論掘削土量に比べて実測量が少なくなることもあります。設備内や配管内への残留、仮置場での締まり、計測範囲からの漏れ、場内での混合、搬出記録の不足などが考えられます。
数量差が生じたときは、地山体積、ほぐれた土砂体積、液体を含む容量、搬出重量など、状態の違う数字を直接比較していないかを最初に確認します。
複数の杭を施工するときの日次集計方法
複数の杭を連続して施工する現場では、杭1本ごとの管理と日次集計を対応させる必要があります。
施工前に、杭番号、施工位置、計画掘削径、計画掘削深度、理論掘削土量を登録します。径が変化する杭や拡底杭では、区間別の計算内訳も記録します。
施工中は、掘削開始時刻、到達深度、掘削完了時刻、排出先の容器番号、使用した槽、施工用水の補給などを記録します。杭1本の施工が終わるたびに、理論値と現時点の実測値を速報としてまとめます。
掘削土用の容器を複数杭で共用する場合は、どの杭からどの容器へ投入したかを記録します。一つの容器へ複数杭の土砂を入れた場合は、杭ごとの厳密な数量を無理に算出せず、該当する杭のまとまりとして扱います。
泥水槽を共用する場合は、各杭の施工前後で液面を測ります。ただし、複数の施工機が同時に同じ槽へ排出している場合は、杭別の数量を分けることが難しくなります。その場合は、時間帯、施工機、施工区画など、実際に区分可能な単位で管理します。
日次集計では、当日施工した杭の理論地山体積、掘削土の新規発生量、泥状物の新規回収量、場内移動量、場外搬出量、処理量、終了時残量を整理します。
前日終了時残量と当日開始時残量が一致しているかも確認します。差がある場合は、夜間の処理、搬出、槽間移動、液面変化などの記録を確認します。
日ごとの実績を蓄積すると、杭1本当たりの掘削土容器量、泥状物容量、搬出車両台数、処理時間などの傾向が分かります。同じ寸法の杭でも地層条件によって発生量が異なるため、近接した杭の実績は後続施工の計画調整に役立ちます。
たとえば、予定より泥状物が増加している傾向が分かれば、泥水槽の空き容量を早めに確保し、搬出や処理の時間を調整できます。掘削土の発生量が想定より多ければ、仮置場の残容量や搬出車両の手配を見直せます。
現場で即土量を把握する仕組みは、施工後の数量報告だけでなく、次の杭を安全かつ円滑に施工するための判断材料になります。
現場で即土量を確認するときの注意点
現場で即土量を把握するときは、計算速度だけを優先せず、計測条件と数量の意味をそろえる必要があります。
まず注意したいのが、杭体径と掘削径の取り違えです。地盤から排出される量を求めるときは、実際に掘削する範囲に対応した径を使用します。
次に、深度の基準高さを統一します。施工基面からの深度と設計地盤面からの深度を混在させると、杭1本ごとの計算結果が比較できません。
拡底部、余掘り、孔底処理の計上漏れにも注意します。逆に、施工機械の深度記録に含まれている区間を別項目でも加算すると二重計上になります。
容器容量を使う場合は、充填状態を確認します。容器一杯という記録だけでは、上端まで均一に入っていたのか、半分程度だったのか分かりません。充填率の基準を統一します。
泥水槽の液面は、設備の運転状態によって変化します。ポンプ稼働中と停止後では液面が異なる場合があるため、計測時の状態をそろえます。
泡立ちや浮遊物を液面として読み取ると過大になります。沈殿物が多い場合は、液体容量と沈殿物を含む全体容量のどちらを管理しているのかも明確にします。
仮置場では、投入前の基準面が必要です。元の地盤面が分からないまま堆積土の外形だけを測ると、地面の傾斜や凹凸が土量に含まれます。
隣接する仮置土を分けて計測する場合は、範囲の重複と空白に注意します。同じ部分を二つの範囲へ含めれば二重計上となり、境界に隙間があれば計測漏れになります。
写真は積載状態や計測時の状況を説明する記録として役立ちますが、写真だけで体積を確定することは困難です。容器寸法、液面高さ、重量、三次元形状などの計測結果と関連付けます。
現場で出した速報値を変更した場合は、修正前の数字を削除せず、修正後の数字、修正理由、日時を残します。記録の履歴があれば、関係者間で異なる数字が使われたときに原因を確認できます。
三次元計測を杭基礎工事の土量管理に生かす方法
杭基礎工事では、土砂箱や仮置場に堆積した掘削土が不整形になるため、単純な長さ、幅、高さだけでは数量を把握しにくい場合があります。
このような対象では、堆積物の表面を三次元計測し、基準面との差から体積を求める方法が有効です。複数の山が連続している場合や、表面に大きな凹凸がある場合でも、形状を細かく捉えられます。
三次元計測を行う際は、最初に土砂を置く前の地表面を計測します。この面が体積算出の基準になります。投入後だけを計測し、元の地盤面を水平面として仮定すると、地盤の勾配やくぼみによる誤差が生じます。
追加投入の増加量を確認したい場合は、前回計測時と今回計測時の地表面を同じ範囲で比較します。座標条件と計測範囲がそろっていなければ、正しい差分になりません。
計測範囲には土砂以外の対象を含めないようにします。施工機械、車両、容器、シート、資材などが含まれると、その体積まで土量として計算される可能性があります。
LRTK Phoneを利用して仮置土や土砂箱の表面を計測すれば、現場で取得した三次元データを確認しながら、計測漏れがないかを判断しやすくなります。搬出前に形状を記録しておけば、後から土砂が移動した場合でも、計測時点の状態を確認できます。
杭番号、施工日、仮置区画、搬出区分などを計測データと関連付けることで、数量だけでなく、どこにどのような形で堆積していたかを記録できます。
ただし、液体を含む泥水槽の容量は、槽の形状と液面高さから管理する方法が基本です。三次元計測は、脱水後の固形物、比較的自立する掘削土、不整形な仮置土などに使い分けます。
地山状態の理論体積は図面寸法、泥状物は槽計測、搬出量は容器や重量記録、不整形な堆積物は三次元計測というように、対象に合った方法を選ぶことが重要です。
まとめ
杭基礎工事で現場で即土量を算出するには、杭径と掘削深度から理論体積を求めるだけでなく、掘削土と泥土を分けて管理する必要があります。
理論掘削土量は地山状態の体積です。土砂箱や仮置場で計測する掘削土は、掘削によってほぐれた状態です。泥水槽に入る泥状物には、地盤由来の土粒子だけでなく、地下水、施工用水、掘削液、洗浄水などが含まれます。
最初に施工方法と数量管理の範囲を確認し、実際の掘削径と掘削深度から理論地山体積を計算します。次に、排出経路を基準として掘削土と泥土を分け、容器、槽、車両、仮置場で実測します。
集計時には、新規発生量、場内移動量、処理量、場外搬出量、終了時残量を区別します。同じ土砂や泥状物を設備間の移動ごとに発生量として数えないことが重要です。
理論値と実測値は状態が異なるため、単純に一致させるのではなく、杭ごとの傾向や数量収支を確認します。前の杭と比べて大きな差が生じた場合は、地層、地下水、施工用水、洗浄作業、掘削条件、計測方法などを確認します。
速報値と確定値を分け、計算条件、測定時刻、容器番号、槽の液面、仮置場の範囲、搬出記録を関連付ければ、数量差の原因を追跡しやすくなります。
不整形な掘削土や仮置土については、基準面と堆積面の差から体積を求める三次元計測を組み合わせることで、現場での数量把握を効率化できます。杭ごとの施工記録と位置情報を持つ計測結果を一体で管理したい現場では、LRTK Phoneの活用が有力な選択肢になります。