ブロック積み擁壁やブロック積み護岸を施工する際、基礎部分の掘削量と埋戻し量を正確に把握することは、残土処分、埋戻し材の手配、運搬計画、工程管理、出来高確認を進めるうえで欠かせません。しかし、基礎幅と掘削深さと延長を単純に掛けるだけでは、実際の土量を適切に表せないことがあります。
ブロック積み基礎の周囲には、基礎砕石、均しコンクリート、基礎コンクリート、ブロック本体、胴込め材、裏込め材、排水材などが配置されます。掘削した空間のすべてを土砂で埋め戻すわけではないため、掘削体積と埋戻し体積は分けて算出しなければなりません。
また、斜面に設置されるブロック積みでは、前面側と背面側で現地盤高が異なり、測点ごとに掘削深さが変化します。基礎底面が階段状に変わる区間や、平面線形が曲がっている区間では、一定断面として計算すると数量差が大きくなる可能性があります。
この記事では、「切土 盛土 体積 計算」で情報を探している施工管理担当者、積算担当者、測量担当者に向けて、ブロック積み基礎の掘削・埋戻し体積を求める手順を解説します。設計図面の確認から断面積の算出、平均断面法による体積計算、構造物体積の控除、土量変化率の扱いまで、実務で確認したいポイントを順番に整理します。
ブロック積み基礎の掘削体積と埋戻し体積の違い
ブロック積み基礎の数量計算では、最初に掘削体積と埋戻し体積の意味を分けて考える必要があります。
掘削体積とは、施工前の地盤から基礎構造物や裏込め材を設置するために取り除く地山の体積です。現地盤線と掘削床付け面、掘削側面に囲まれた空間が計算対象になります。
一方の埋戻し体積とは、基礎やブロック積みを施工した後、掘削空間に残った隙間を土砂や指定材料で埋める体積です。掘削空間には基礎砕石、均しコンクリート、基礎コンクリート、根入れ部分のブロック、裏込め材などが残るため、掘削体積と埋戻し体積は一致しません。
基本的な関係は、掘削体積から掘削空間内に残る構造物や材料の体積を差し引くことで表せます。ただし、完成後に前面側が開放される場合や、法面として仕上げられる部分がある場合は、その空間も埋戻し対象から除外します。
例えば、河川護岸のブロック積みでは、前面側の掘削空間が河床や法面として残り、背面側だけを埋め戻すことがあります。この場合、掘削体積から構造物体積を差し引くだけでは、埋戻し量を過大に算出する可能性があります。完成後の地形線を断面に重ね、実際に土砂を投入する範囲を確認することが重要です。
さらに、図面から求める体積は、一般に完成形の幾何学的な体積です。掘削した土は地山からほぐされることで体積が変わり、埋戻し材は締め固められることで体積が変化します。そのため、設計数量、運搬数量、材料手配数量を同じ数値として扱うことはできません。
掘削体積は地山状態、搬出時の土量はほぐした状態、完成後の埋戻し体積は締め固めた状態として管理されることがあります。どの状態を基準にした数量なのかを明記しないと、土量収支の計算で不足や余剰が発生します。
ブロック積み基礎の体積計算では、単に土を掘って戻すという考え方ではなく、掘削空間を構成する領域を分けることが基本です。掘削範囲、基礎構造物、裏込め材、一般土による埋戻し、完成後の開放空間を断面上で区分すると、数量の重複や計上漏れを防ぎやすくなります。
手順1 計算対象の範囲と数量区分を明確にする
最初の手順は、どこからどこまでを基礎掘削として計算するのか、埋戻しに何を含めるのかを明確にすることです。
同じブロック積み工事でも、数量計算の対象範囲は工事条件によって異なります。基礎コンクリート周辺だけを基礎掘削として扱う場合もあれば、ブロック背面の裏込め材や排水層まで含めて一体的に計算する場合もあります。
計算範囲を定める際は、平面方向、縦断方向、横断方向の境界をそれぞれ確認します。平面方向では施工起点と終点、取付部、曲線部、折れ点などを把握します。縦断方向では現地盤線、計画地盤線、基礎天端、基礎底面、基礎砕石下面などを確認します。横断方向ではブロック前面、背面、作業幅、裏込め範囲、掘削法面の位置を整理します。
埋戻し数量については、一般土による埋戻しと指定材料による埋戻しを分けることが重要です。ブロック背面に透水性のある裏込め材を施工する場合、その範囲を一般土の埋戻し量に含めると、材料手配が重複します。基礎周辺に粒状材料を使用する場合も、土砂による埋戻しとは別に計上します。
残土数量を算出する場合は、掘削土のうち現場内で再利用できる量と、場外搬出が必要な量を分けます。掘削土には、埋戻しに適した土だけでなく、木根、有機物、高含水土、軟弱土、転石などが含まれることがあります。掘削体積から埋戻し体積を引いた数値が、そのまま場外搬出量になるとは限りません。
また、構造物の施工に伴って必要となる余掘りや作業幅を、設計数量に含めるのか、施工計画上の数量として別管理するのかを確認します。施工上必要な掘削であっても、契約上の数量算出基準では計上方法が決められている場合があります。
設計数量と実施工数量を混在させると、出来高確認や変更協議の際に説明が難しくなります。設計図書に基づく数量、現場条件による追加数量、施工者の選択によって発生する数量を分けて記録すると、差異の理由を整理しやすくなります。
計算範囲を明確にする方法として、代表断面図に色分けして領域を示す方法があります。掘削範囲、基礎砕石、コンクリート、ブロック、裏込め材、一般土埋戻し、開放空間をそれぞれ区分すれば、どの体積をどこから差し引くのかが分かりやすくなります。
数量区分が確定していない状態で計算を始めると、後から大幅な修正が必要になります。まずは計算目的と対象範囲を明確にし、その区分に合わせて必要な寸法や測量データを集めることが、正確な体積計算の第一歩です。
手順2 設計図書から基礎と掘削の寸法を整理する
計算範囲を決めたら、設計図書から基礎構造と掘削形状に関する寸法を整理します。確認する資料には、平面図、縦断図、標準断面図、構造詳細図、展開図、数量計算書、特記仕様、施工条件などがあります。
基礎に関する主な寸法は、基礎コンクリートの幅、高さ、延長、天端高、底面高です。基礎砕石がある場合は、その幅、厚さ、張り出し量を確認します。均しコンクリートを施工する場合は、幅と厚さが基礎コンクリートと同じかどうかも確認します。
掘削幅を求める際は、構造物幅だけでなく作業幅を考慮します。型枠の組立や撤去、コンクリート打設、締固め、測定などに必要な空間が、基礎の前面側と背面側にどの程度必要かを施工計画と照合します。
作業幅は必ずしも左右同じとは限りません。前面側に既設水路や河川があり、背面側から施工する場合は、背面側に広い作業空間が必要になることがあります。逆に、道路や建物が近接している場合は、片側に土留めを設置し、鉛直に近い掘削を行うこともあります。
掘削側面の勾配についても確認が必要です。掘削深さ、地山の土質、湧水、周辺構造物、施工期間などにより、安全に必要な形状は変わります。土留めを用いる場合と、素掘りで勾配を付ける場合では、掘削断面積に大きな差が生じます。
設計図面に掘削線が明示されていない場合は、設計上の数量算出条件と施工上の掘削条件を分けて整理します。実際の掘削形状は施工計画によって決まっても、契約数量の算出では別の標準条件が用いられる場合があるためです。
ブロック積み本体については、前面勾配、壁厚、根入れ深さ、天端幅、背面形状を確認します。ブロック積みは傾斜しているため、基礎付近の背面位置と上部の背面位置が異なります。裏込め材の幅が一定なのか、高さによって変わるのかも確認します。
縦断方向では、基礎底面が一定勾配で連続するのか、階段状に変わるのかを確認します。ブロック積み基礎では、地形に合わせて基礎底面が段階的に変化することがあります。段差部分では通常区間と異なる掘削形状が発生するため、独立した計算断面を設けます。
施工区間の途中で基礎幅、根入れ深さ、ブロック高さ、裏込め幅が変わる場合は、同じ断面が適用される範囲ごとに区間を分けます。すべてを一つの平均断面で計算すると、変化点の形状が正しく反映されません。
図面寸法を整理する際は、使用した図面番号、改訂番号、作成日も記録します。設計変更で基礎底面高や幅が変わると、掘削量、基礎砕石量、コンクリート量、埋戻し量、残土量のすべてに影響します。古い図面を使った数量計算が残らないよう、最新資料との整合を確認することが重要です。
手順3 現地盤高と床付け高から掘削深さを求める
掘削体積を計算するには、各測点における現地盤高と掘削床付け高を把握する必要があります。基本的な掘削深さは、現地盤高から床付け高を差し引いて求めます。
ここで注意したいのは、基礎コンクリートの底面高と掘削床付け高が一致しない場合があることです。基礎コンクリートの下に基礎砕石や均しコンクリートがある場合、床付け面はその厚さ分だけ低くなります。
例えば、基礎コンクリート底面の計画高が標高50.00メートル、均しコンクリート厚が0.05メートル、基礎砕石厚が0.20メートルであれば、床付け高は標高49.75メートルです。現地盤高が標高50.85メートルであれば、掘削深さは1.10メートルとなります。
ただし、斜面に設置するブロック積みでは、断面内の現地盤高が一定ではありません。基礎中心だけの地盤高を使用すると、前面側または背面側の掘削量を正しく表せないことがあります。
横断方向に地盤が傾斜している場合は、基礎前面側、中心付近、背面側など複数地点の標高を測定し、実際の地盤線を断面に反映します。掘削側面と地盤線の交点が左右で異なるため、掘削断面は単純な矩形や左右対称の台形にならないことがあります。
縦断方向の地盤変化にも注意が必要です。測点間に小さな尾根やくぼみがある場合、始点と終点の高さだけを直線補間すると、その変化を見落とします。地形が急変する場所では中間測点を追加し、断面間隔を狭くします。
基礎底面が階段状に変化する場合は、段差の直前と直後を別の測点として扱います。段差を挟んだ二つの断面を平均してしまうと、実際には存在しない傾斜面として体積を計算することになるためです。
掘削中に軟弱層が確認され、設計床付け面より深く掘削して良質材へ置き換える場合は、通常の基礎掘削と分けて記録します。追加掘削の範囲、深さ、理由、確認日を残しておけば、設計数量との差を説明しやすくなります。
転石や岩盤の除去、既設構造物の撤去跡、湧水処理用の溝、仮設の集水部などによる掘削も、本体掘削とは区分しておくことが大切です。すべてを基礎掘削として一括計上すると、数量差の原因が分からなくなります。
反対に、設計より高い位置で良好な岩盤が現れ、基礎底面を変更する場合もあります。その場合は、承認された変更高さを使って掘削深さを再計算します。現場判断だけで数量を変更せず、図面や協議記録と測量結果を一致させます。
高さを扱う際は、基準点、座標系、標高基準を統一します。異なる基準の測量結果を混在させると、数センチメートルの高さ差が長い施工延長にわたって累積し、体積に大きな影響を与えることがあります。
各測点では平均掘削深さだけでなく最大深さも確認します。深い部分では掘削勾配や土留め条件が変わる可能性があり、断面積の計算条件にも影響するためです。
手順4 作業幅と掘削勾配を含む断面積を算出する
各測点の床付け高と現地盤線を整理したら、掘削断面積を算出します。断面積は、床付け面、左右の掘削側面、施工前の地盤線で囲まれた面積です。
掘削側面が鉛直で、地盤が水平の場合、掘削断面は矩形になります。この場合の断面積は、掘削底幅と掘削深さを掛けて求めます。
掘削底幅は、基礎コンクリートの幅だけでなく、基礎砕石の幅と作業幅を考慮して設定します。基礎砕石が基礎コンクリートより広い場合は、基礎砕石幅を基準にしたうえで、必要な作業幅を加えます。
例えば、基礎砕石幅が1.30メートルで、前面側に0.30メートル、背面側に0.40メートルの作業幅を設ける場合、掘削底幅は2.00メートルです。左右の作業幅が異なる場合でも、合計した幅を使って底幅を求められます。
掘削側面に勾配を設ける場合は、深さに応じて上幅が広がります。鉛直1に対して水平0.5の勾配で、掘削深さが1.20メートルであれば、片側の水平広がりは0.60メートルです。
左右に同じ勾配を設ける場合、掘削上幅は底幅に左右の水平広がりを加えて求めます。底幅が2.00メートルで、左右に0.60メートルずつ広がるなら、上幅は3.20メートルです。
地盤が水平で断面が台形になる場合、断面積は底幅と上幅の平均に掘削深さを掛けて求めます。この例では、底幅2.00メートルと上幅3.20メートルの平均である2.60メートルに、深さ1.20メートルを掛けるため、断面積は3.12平方メートルです。
前面側と背面側で掘削勾配が異なる場合は、左右の水平広がりを別々に計算します。前面側が鉛直で、背面側だけに勾配を設ける場合、掘削上幅に加えるのは背面側の水平広がりだけです。
横断方向の地盤が傾斜している場合は、左右の掘削深さが異なります。この場合、平均深さと平均幅だけで近似すると誤差が生じることがあります。現地盤線と掘削線の交点を座標で表し、多角形として断面積を求める方法が適しています。
複雑な断面は、複数の矩形、三角形、台形に分割して算出することもできます。各部分の面積を合計すれば、特別な計算方法を使わなくても断面積を求められます。
ブロック積み基礎の前面に既設構造物や河床がある場合、掘削断面が不規則になることがあります。背面側だけを広く掘削する場合や、一部に土留めを設置する場合は、左右対称と仮定せず、実際の施工断面を反映します。
掘削底面に排水用の溝や集水部を設ける場合は、その断面積を追加します。仮設設備として施工後に埋め戻す部分であっても、掘削量と埋戻し量には影響するため、本体断面とは別に数量を管理します。
断面積を求めるときは、設計数量としての断面と、施工上予定している断面を区別することも重要です。施工方法によって広く掘削する場合、その全量を契約数量として扱えるとは限りません。設計条件と施工条件を併記しておけば、数量差の理由を説明しやすくなります。
手順5 測点間の断面変化から掘削体積を求める
各測点の掘削断面積を算出したら、測点間の距離を使って掘削体積を求めます。一般的な方法は平均断面法です。
測点Aの断面積をA1、測点Bの断面積をA2、測点間の延長をLとすると、区間体積は、A1とA2の平均にLを掛けて求めます。断面が縦断方向にほぼ直線的に変化する区間で使いやすい方法です。
例えば、測点Aの掘削断面積が2.40平方メートル、測点Bが3.00平方メートル、区間延長が10メートルであれば、平均断面積は2.70平方メートルです。区間体積は27.0立方メートルとなります。
この計算を各区間で行い、全区間の体積を合計すれば、施工区間全体の掘削体積を算出できます。
ただし、測点間で断面が大きく変化する場合、両端断面の平均だけでは十分な精度を確保できません。基礎幅が変わる地点、掘削勾配が変わる地点、現地盤が急変する地点、ブロック積み高さが切り替わる地点には、中間断面を追加します。
基礎底面が階段状に変わる場所では、段差の前後を分けます。段差前の低い床付け面と段差後の高い床付け面を平均断面法で直接つなぐと、段差部分が斜めに変化するものとして計算されてしまいます。
段差位置では、同じ測点に異なる床付け高を持つ二つの断面を設定する考え方が有効です。段差直前の断面と段差直後の断面を区別することで、縦断形状を正しく反映できます。
平面線形が曲がっている区間では、延長の基準線を統一します。基礎前面線、基礎中心線、背面線では曲線半径が異なるため、それぞれの延長に差が生じます。
一般には、数量計算上の基準線を一つ決め、その線に直交する断面として計算します。どの線を使用したかを数量計算書に明記すれば、延長と断面の対応関係を確認しやすくなります。
曲線半径が小さく、基礎幅に対する内外延長差が大きい場合は、平均断面法だけでは形状を表しにくいことがあります。その場合、平面上の掘削範囲を複数の区画に分け、各区画の面積と平均深さから体積を求める方法もあります。
ブロック積みの始端や終端、既設構造物への取付部では、基礎幅や掘削深さが徐々に変わる場合があります。端部を標準断面のまま延長すると、実際には存在しない掘削体積を計上する可能性があります。端部専用の断面を作成し、変化区間を分けて計算します。
数量計算では、断面積や区間体積を途中で過度に丸めないことも重要です。各断面積を小数第一位で丸めてから体積を計算すると、区間数が多い場合に誤差が累積します。計算途中では必要な桁数を保持し、最終集計時に定められた単位で丸めます。
区間ごとの数量を残しておけば、施工進捗との比較にも利用できます。掘削済み延長と区間体積を対応させることで、日々の掘削量、残土搬出量、基礎施工量を確認しやすくなります。
手順6 構造物と指定材料が占める体積を控除する
掘削体積が求められたら、埋戻し体積を計算するために、掘削空間内に残る構造物や指定材料の体積を算出します。
主な対象は、基礎砕石、均しコンクリート、基礎コンクリート、根入れ部分のブロック、胴込め材、裏込め材、排水層などです。
基礎コンクリートが一定断面であれば、幅、高さ、延長を掛けて体積を求めます。幅や高さが変化する場合は、測点ごとの断面積を求め、掘削体積と同じように平均断面法を使用します。
基礎砕石は、基礎コンクリートより広い幅で施工されることがあります。コンクリート幅をそのまま使わず、設計上の施工幅と仕上がり厚さを確認します。
基礎砕石の体積は通常、締固め後の完成形で算出します。材料の搬入量を求める場合は、敷き均しや締固めによる体積変化を別途考慮します。
均しコンクリートは厚さが小さいため見落とされやすい部分です。しかし、施工延長が長い場合は一定の体積になります。基礎コンクリート幅だけに施工するのか、基礎砕石幅まで施工するのかを図面で確認します。
根入れ部分のブロック積みについても、掘削空間を占める体積として控除します。このとき、材料そのものの実体積ではなく、埋戻し空間を占める外形上の体積を用いることが基本です。
ブロック内部やブロック間に胴込め材が施工される場合、外形体積との重複に注意します。ブロック積み全体を外形で一つの領域として計算した後、その内部の胴込め材をさらに加えると、同じ空間を二重に控除することになります。
埋戻し体積を求める目的では、掘削空間内を重ならない領域に分ける必要があります。ブロック積み外形、裏込め材、基礎コンクリート、基礎砕石、一般土埋戻しをそれぞれ別の区画として考えます。
裏込め材は、一般土の埋戻しとは区別して集計します。ブロック背面に一定の厚さで設ける場合でも、基礎付近と上部で幅が変化することがあります。
ブロック前面が傾斜しているため、背面位置も高さによって変わります。裏込め材の前面境界と背面境界を断面上で確認し、実際の形状に合わせて面積を求めます。
排水層やフィルター材が別に設けられる場合は、その体積も一般土による埋戻し量から除外します。裏込め材に含めて集計するのか、独立した材料として扱うのかを統一します。
掘削空間のうち、完成後に河床、法面、水路断面として開放される部分は、構造物体積ではありませんが埋戻し対象にもなりません。そのため、完成後の開放空間として別に算出し、埋戻し量から除外します。
一般土による埋戻し体積は、掘削体積から構造物、指定材料、開放空間を差し引いて求めます。計算結果が不自然に小さい場合や負の値になる場合は、地盤より上にある構造物まで控除していないか、領域を二重計上していないかを確認します。
手順7 土量変化率と施工実績を反映して数量を確定する
図面上の掘削体積と埋戻し体積を求めた後は、数量の使用目的に応じて土量変化率を考慮します。
土は、地山の状態から掘削されると粒子間の空隙が増え、体積が変化します。埋戻し後に締め固めると、空隙が減って体積が変わります。
そのため、地山状態の掘削体積、ほぐした状態の運搬体積、締固め後の完成体積を区別する必要があります。
例えば、設計図面から求めた掘削体積が地山状態で50立方メートルであっても、掘削して車両へ積み込んだ土の見かけ体積が50立方メートルになるとは限りません。土質や含水状態によって、ほぐした後の体積は変わります。
同様に、完成形として必要な埋戻し体積が20立方メートルであっても、搬入する材料の体積が20立方メートルで足りるとは限りません。締固めによって体積が減少するため、搬入量は完成体積より大きくなることがあります。
使用する変化率は、土質、粒度、含水状態、締固め方法、施工機械などによって異なります。一般的な数値を無条件に当てはめず、工事で定められた基準、材料試験、試験施工、過去の実績などを確認します。
掘削土を埋戻しに流用する場合は、土質が埋戻し材として適しているかを確認します。掘削土の全量が再利用できるとは限りません。
木根や有機物を含む土、高含水状態の土、軟弱な土、粒径の大きな転石を多く含む土などは、選別や改良が必要になることがあります。使用できない土は場外搬出または別用途での処理を検討します。
土量収支を整理するときは、地山掘削量、再利用可能量、不適土量、一般土埋戻し量、他工区への流用量、場外搬出量を同じ基準状態に換算します。
状態の異なる数量をそのまま差し引くと、計算上は土が余っているのに現場では不足する、または計算上は不足しているのに仮置き場へ大量に残るといった差が生じます。
施工中は、図面数量だけでなく実績も確認します。掘削後の床付け高、掘削幅、法面位置を測定し、計画断面との差を把握します。
余掘り、地山の崩落、軟弱層の追加除去などがあれば、位置と範囲を記録します。基礎施工後や埋戻し後にも測定し、設計数量との違いを確認します。
運搬車両の台数や積載回数は、施工実績を確認する参考になります。ただし、車両の公称容量と実際の積載体積は一致しない場合があります。積載状態、空隙、含水状態、山積みの程度が変わるため、車両台数だけで正確な土量を確定することは困難です。
最終数量は、設計断面から求めた体積、現場測定による体積、材料搬入記録、搬出記録、出来形測定を照合して確定します。差がある場合は、断面形状、延長、標高、作業幅、材料区分、変化率の順に確認すると原因を整理しやすくなります。
掘削・埋戻し体積の計算例
ここでは、直線区間におけるブロック積み基礎の簡単な計算例を示します。実際の工事では、設計図書と現場条件に基づいて寸法を設定します。
施工延長は20メートルとします。基礎砕石幅は1.20メートルで、前面側と背面側にそれぞれ0.30メートルの作業幅を設けるものとします。
この場合、掘削底幅は、基礎砕石幅1.20メートルに作業幅0.30メートルを二か所加えた1.80メートルです。
始点の掘削深さは1.00メートル、終点の掘削深さは1.20メートルとします。掘削側面は左右とも、鉛直1に対して水平0.5の勾配とします。
始点では、片側の水平広がりは0.50メートルです。左右合計で1.00メートル広がるため、掘削上幅は2.80メートルです。
始点の断面積は、底幅1.80メートルと上幅2.80メートルの平均に、深さ1.00メートルを掛けて求めます。断面積は2.30平方メートルです。
終点では、深さが1.20メートルであるため、片側の水平広がりは0.60メートルです。左右合計で1.20メートル広がるため、掘削上幅は3.00メートルです。
終点の断面積は、底幅1.80メートルと上幅3.00メートルの平均に、深さ1.20メートルを掛けて求めます。断面積は2.88平方メートルです。
平均断面法により、始点と終点の断面積の平均を求めると2.59平方メートルになります。これに施工延長20メートルを掛けると、掘削体積は51.8立方メートルです。
次に、掘削空間に残る構造物や材料の体積を求めます。
基礎砕石の幅を1.20メートル、厚さを0.20メートル、延長を20メートルとすると、基礎砕石の完成体積は4.8立方メートルです。
均しコンクリートの幅を1.00メートル、厚さを0.05メートル、延長を20メートルとすると、体積は1.0立方メートルです。
基礎コンクリートの幅を1.00メートル、高さを0.40メートル、延長を20メートルとすると、体積は8.0立方メートルです。
掘削前の地盤より下に位置するブロック本体と裏込め材の体積を合わせて8.0立方メートルと仮定します。
掘削空間内に残る構造物と指定材料の合計体積は、4.8立方メートル、1.0立方メートル、8.0立方メートル、8.0立方メートルを合計した21.8立方メートルです。
掘削空間のすべてを完成地盤まで埋め戻す場合、幾何学上の埋戻し体積は、掘削体積51.8立方メートルから構造物等の体積21.8立方メートルを差し引いた30.0立方メートルです。
ただし、基礎前面側に完成後も開放される空間が5.0立方メートルある場合、その部分は埋戻し対象ではありません。一般土による埋戻し体積は、30.0立方メートルから5.0立方メートルを差し引いた25.0立方メートルとなります。
この25.0立方メートルは、締固め後の完成形として必要な体積です。実際の搬入量を求める場合は、使用する埋戻し材の体積変化を考慮します。
また、掘削体積51.8立方メートルから埋戻し体積25.0立方メートルを差し引いた26.8立方メートルを、そのまま残土量とすることはできません。
差の中には、基礎砕石やコンクリート、ブロック本体、裏込め材が占める体積が含まれています。掘削土の一部を他工区へ流用する場合や、不適土を選別する場合もあるため、場外搬出量は別途土量収支を整理して求めます。
ブロック積み基礎の土量計算で起こりやすい間違い
ブロック積み基礎の掘削・埋戻し計算では、基礎コンクリートの幅だけを掘削幅として使用する間違いが起こりやすくなります。
実際の掘削底幅には、基礎砕石の張り出しや作業幅が必要です。構造物幅だけで計算すると、掘削量を過小に算出する可能性があります。
反対に、施工者が任意に広く設定した作業幅を、すべて設計数量へ加えることも適切とは限りません。契約上の数量算出条件と施工計画上の掘削量を分けて管理します。
掘削深さを基礎コンクリート底面までとしてしまい、基礎砕石や均しコンクリートの厚さを加え忘れることもあります。床付け高がどの材料の下面を示しているのかを確認する必要があります。
埋戻し体積を、掘削体積から基礎コンクリート体積だけを差し引いて求める方法も誤りにつながります。基礎砕石、均しコンクリート、根入れ部分のブロック、裏込め材、排水材なども掘削空間を占めます。
一方で、地盤より上にあるブロック積み本体の全体積を差し引くと、埋戻し量を過小に計算します。控除するのは、掘削空間内に位置する部分だけです。
ブロック外形体積と内部の胴込め材を重複して控除する間違いにも注意します。外形で一つの領域として計算した場合、その内部を別の体積として再び加えてはいけません。
横断地盤を水平と仮定することも、数量差の原因になります。斜面では前面側と背面側の高さが異なるため、中心点の掘削深さだけで矩形断面を作ると、実際の掘削形状を表せません。
基礎底面の段差を平均断面で連続的につなぐ計算も避ける必要があります。階段状の基礎は、段差前後で断面を分けます。
曲線区間で使用する延長線が統一されていない場合も、計算結果が合わなくなります。中心線延長で計算した区間と前面線延長で計算した区間が混在すると、全体数量を正しく比較できません。
設計数量と実績数量で異なる丸め方を使うことも、数量差の原因になります。断面積の段階で丸めるのか、区間体積の段階で丸めるのか、最終合計で丸めるのかを統一します。
地山土量、ほぐし土量、締固め土量を同じものとして扱う間違いにも注意が必要です。図面から求めた体積と、運搬車両の積載体積、完成後の埋戻し体積は基準状態が異なります。
設計変更後に一部の数量だけを修正することも避けます。基礎幅や床付け高が変われば、掘削、砕石、コンクリート、埋戻し、残土のすべてに影響します。
数量計算書を修正するときは、関連する項目を一括して見直し、旧条件の数値が残っていないか確認することが大切です。
現場計測で体積計算の精度を高める方法
ブロック積み基礎の体積計算は、設計図面だけでなく現場計測を組み合わせることで精度を高められます。
特に、現地盤の凹凸が大きい場所、急斜面、曲線区間、既設構造物の取付部では、標準断面だけでは実際の地形を十分に表せないことがあります。
施工前には、基礎中心線だけでなく、掘削予定範囲の前面側と背面側を測定します。横断方向の地盤高を複数点取得すれば、実際の地盤線に合わせた掘削断面を作成できます。
縦断方向についても、一定間隔の測点だけでなく、地形の変化点を追加します。尾根、くぼみ、既設構造物の端部、基礎底面の段差位置などを測定すれば、平均断面法の誤差を抑えられます。
掘削完了後には、床付け面の高さと掘削側面の位置を測定します。計画より深く掘削した場所や、法面が崩れて掘削幅が広がった場所を記録すれば、設計数量と実績数量の差を把握できます。
軟弱層の除去や転石の撤去によって追加掘削が発生した場合は、追加部分の境界と深さを測定します。施工写真だけでなく座標と標高を残すことで、体積を数値として整理しやすくなります。
基礎砕石施工後には、砕石上面の高さと施工範囲を確認します。設計厚さを確保するために床付け面を深く調整した場合、掘削量や砕石量が当初数量と変わることがあります。
基礎コンクリート施工後には、幅、高さ、延長、天端高を確認します。出来形が設計寸法と異なれば、掘削空間内に残る構造物体積も変化するため、埋戻し量へ影響します。
埋戻し完了後には、完成地盤高や法面形状を測定します。施工前、掘削後、構造物施工後、埋戻し後のデータを同じ測点と座標基準で取得すれば、工程ごとの形状を比較できます。
広い範囲や複雑な地形では、点群データを用いて地表面を三次元的に記録し、施工前後の面の差から体積を求める方法もあります。
点群を使用する場合は、草木、重機、仮置き材、水面など、地表面ではないデータを除去する必要があります。不要な点を含めたまま計算すると、実際には存在しない盛り上がりやくぼみが体積へ反映されます。
計算範囲の境界設定も重要です。施工前後で異なる範囲を比較すると、基礎掘削以外の地形変化まで体積に含まれます。起点、終点、前面境界、背面境界を統一します。
点群による体積計算だけでは、構造物内部の材料区分を判別できないことがあります。掘削後、基礎施工後、埋戻し後というように工程ごとに測定することで、各段階の体積を整理しやすくなります。
現場計測データには、測定日、施工段階、使用した基準点、対象区間、測定者を記録します。計測結果と施工写真、数量計算書を関連付けて保存すれば、出来高確認や変更協議の資料として利用できます。
現場で計測結果を確認できる環境を整えると、掘削不足や過掘りを基礎施工前に発見しやすくなります。床付け高の誤りをコンクリート施工後に確認すると、数量だけでなく構造物の出来形にも影響するため、工程途中の確認が重要です。
まとめ
ブロック積み基礎の掘削・埋戻し体積を正確に求めるには、基礎幅、掘削深さ、施工延長を単純に掛けるだけでは不十分です。
最初に、基礎掘削として計算する範囲、一般土で埋め戻す範囲、裏込め材や排水材として施工する範囲、完成後に開放される範囲を明確にします。
次に、平面図、縦断図、標準断面図、構造詳細図から、基礎コンクリート、基礎砕石、均しコンクリート、ブロック本体、裏込め材の寸法を整理します。
現地盤高と床付け高から掘削深さを求める際は、基礎コンクリート底面だけでなく、その下にある砕石や均しコンクリートの厚さを考慮します。
掘削断面積には、構造物幅だけでなく作業幅と掘削勾配を反映します。斜面では前面側と背面側の地盤高が異なるため、実測した横断地盤線を使用することが大切です。
各測点の断面積を求めたら、平均断面法などを用いて区間体積を算出します。基礎底面の段差、地盤の急変、曲線部、取付部では測点を追加し、変化区間を分けて計算します。
埋戻し体積は、掘削体積から基礎砕石、コンクリート、ブロック本体、裏込め材、排水材、完成後の開放空間を控除して求めます。各領域を重ならないように分けることが、二重計上を防ぐポイントです。
さらに、地山状態、ほぐした状態、締固めた状態では土の体積が異なります。設計数量、運搬数量、材料手配数量を比較するときは、同じ状態へ換算して土量収支を整理する必要があります。
施工前、掘削後、基礎施工後、埋戻し後に現場を計測すれば、設計数量と施工実績の差を区間ごとに確認できます。複雑な地形では、座標付きの測量データや点群を活用することで、断面だけでは捉えにくい凹凸も体積計算へ反映できます。
ブロック積み基礎の土量管理では、計算結果だけでなく、使用した図面、測点、基準高、施工段階、数量区分を記録しておくことが重要です。現場での測位、点群計測、地形確認、体積算出を効率化したい場合は、LRTK Phoneを活用し、施工前後の形状を座標付きで記録する方法も検討できます。