地盤改良体の置換分を除外する意味
造成工事や道路工事、構造物基礎工事では、現地盤の一部を掘削し、良質土や粒状材料、改良材料などに置き換える地盤改良が行われることがあります。このような工事を含む現場で切土・盛土体積計算を行うときは、通常の土工と地盤改良に伴う置換土工を区別しなければなりません。
区別せずに集計すると、置換のために掘削した土量が一般の切土に含まれたり、置換材の投入量が通常の盛土に含まれたりします。その結果、場内流用できる土量、場外へ搬出する土量、外部から搬入する材料量、施工出来高などが実態と合わなくなる可能性があります。
ただし、地盤改良体の体積を常に切土・盛土量から差し引けばよいわけではありません。どの地盤面を基準に体積を計算したかによって、置換分が当初の土量に含まれている場合と、最初から含まれていない場合があるためです。含まれていない置換分をさらに控除すると、必要な土量まで減らす二重控除になります。
地盤改良体の置換分を正しく除外するには、まず切土・盛土体積計算の目的を明確にし、現況地盤面、造成計画面、置換底面、置換上面などの関係を整理する必要があります。そのうえで、通常土工と置換土工を別々に算出し、最後に土量収支として統合することが重要です。
また、設計上の体積と施工時の取扱量は同じとは限りません。図面上で求める幾何学的な体積は、地山状態や締固め後の完成状態を基準とすることが一般的です。一方、ダンプトラックで運搬するときの土はほぐれた状態であり、盛土や置換材は締固めによって体積が変化します。したがって、置換分を除外する作業は、単なる引き算ではなく、土量区分と体積状態を統一する作業だと考える必要があります。
手順1 計算対象と土量区分を明確にする
最初の手順は、何のために切土・盛土体積計算を行うのかを明確にすることです。同じ現場であっても、設計数量を確認する場合、施工計画を立てる場合、出来高を管理する場合、搬出入車両の台数を予測する場合では、必要となる土量の区分が異なります。
設計数量を整理する場合は、通常切土、通常盛土、置換掘削、置換材、基礎掘削、埋戻しなどを工種別に区分します。施工計画では、これらに加えて、場内流用土、場外搬出土、購入材、仮置土、再利用できない土などを分ける必要があります。出来高管理では、設計数量だけでなく、実際に施工した範囲と時期を対応させることが重要です。
ここで特に注意したいのが、「地盤改良体」という言葉の範囲です。既存地盤を掘り取って別の材料に置き換える工法は、置換掘削量と置換材量を明確に分けられます。一方、現地盤を掘り出さず、その場で固化材などを混合する方法では、改良体の全体積がそのまま掘削量になるわけではありません。材料を注入する方法や柱状に改良する方法も、一般的な全面置換とは土量の考え方が異なります。
したがって、計算を始める前に、その改良が実際に既存土を撤去する置換工法なのか、現地盤を利用する改良工法なのかを確認します。置換工法であれば、撤去する土と投入する材料を通常土工から分離します。原位置で混合する工法であれば、改良体全体を通常切土から控除する処理は原則として適切ではありません。
次に、体積の状態を統一します。地山状態の切土量、ほぐした状態の運搬量、締固め後の盛土量を同じ数値として扱うと、土量収支が合わなくなります。設計図から算出した体積は、どの状態を表しているのかを記録し、運搬計画へ換算するときだけ適切な変化率や施工条件を反映します。
さらに、通常盛土と置換材の境界も決めておきます。たとえば、路床下の軟弱地盤を掘削し、良質な材料に置き換えたうえで、その上に通常の路体や路床を構築する場合、置換材の上面までを地盤改良工として扱い、それより上を通常盛土として扱う方法があります。ただし、実際の区分は設計図書や数量算出条件に従う必要があります。
計算対象を曖昧にしたまま作業を始めると、後から数字が合わなくなった際に原因を追跡できません。対象範囲、工種区分、体積状態、基準日、使用図面の版を最初に整理することが、置換分を正しく除外するための土台になります。
手順2 置換範囲の平面形状と深さを確定する
次の手順は、地盤改良体の置換範囲を三次元的に確定することです。体積は平面積と深さの組合せで決まるため、平面上の境界だけでなく、置換底面の高さや深さの変化まで確認しなければなりません。
平面範囲は、地盤改良平面図、造成平面図、道路平面図、構造物配置図などを照合して確認します。改良範囲が矩形や単純な多角形であれば比較的容易に面積を算出できますが、道路線形に沿って曲がっている場合、構造物周囲だけが拡幅されている場合、部分的に除外範囲がある場合は、境界を細かく分割する必要があります。
地盤改良範囲の境界線は、図面の線をそのまま使えるとは限りません。図面によっては、改良中心線、施工機械の移動範囲、余掘りを含む掘削範囲、完成後の改良体範囲が別々に表現されています。土量計算で必要なのは、実際に既存土を撤去し、置換材を投入する範囲です。施工余裕や法面を含めるかどうかも、数量算出条件に合わせて判断します。
深さについては、一律の置換厚として設計されている場合と、支持層や良好な地盤までの深さに応じて変化する場合があります。一律厚であっても、元の地盤面に傾斜があると、置換底面を水平にするのか、地表面に平行にするのかによって体積が変わります。
深さが変化する場合は、代表的な一点の深さを全体へ適用するのではなく、測点、格子、横断面、三角形面などに分けて計算します。地質調査地点の間を単純に補間する場合も、実際の施工範囲と一致するとは限りません。設計段階の想定深度と施工時に確認した改良深度を区別し、どちらを用いた計算なのかを明確にします。
道路や水路のように延長方向へ連続する工事では、測点ごとの置換幅と置換深さを整理し、隣接断面間の平均断面積から体積を求める方法が使えます。ただし、測点間で急に幅や深さが変わる場所に長い区間を設定すると、実際の形状との差が大きくなります。改良範囲の始点、終点、幅員変化点、深度変化点などで区間を分けることが大切です。
造成地のように面的に広がる工事では、置換上面と置換底面の二つの面を作成し、その間の体積を算出する方法が有効です。この場合も、改良対象外の構造物、既設地盤を残す区域、施工しない空白部分などを除外します。
施工時に改良範囲が変更される可能性がある場合は、設計範囲と実施範囲を別々に管理します。設計図に記載された面積だけで確定数量とせず、施工記録、掘削底面の測量、改良完了時の出来形などを用いて更新することで、置換分の除外精度を高められます。
手順3 現況面・計画面・置換底面を分けて整理する
置換分を正しく扱うためには、体積計算に使用する地盤面を明確に分ける必要があります。少なくとも、施工前の現況地盤面、完成形を示す計画面、置換掘削の底を示す置換底面、置換材の仕上がりを示す置換上面を区別します。
通常の切土・盛土体積計算では、現況地盤面と計画面を比較します。現況面が計画面より高い部分は切土、現況面が計画面より低い部分は盛土として算出されます。しかし、置換工事は完成後の表面より下で行われることが多いため、現況面と最終計画面だけを比較しても、置換掘削量が表れない場合があります。
たとえば、施工前の地盤高と置換材施工後の上面高が同じであれば、表面だけを見ると切土も盛土も発生していないように見えます。実際には、軟弱な土を掘削して搬出し、同じ体積に近い置換材を投入しています。この内部土工を把握するには、置換上面と置換底面の差から置換掘削量と置換材量を別途算出しなければなりません。
一方、通常土工の計画面として置換底面を使用している場合は、現況面から置換底面までの体積に置換掘削がすでに含まれています。この状態で、別計算した置換掘削量をさらに切土量へ加えると二重計上になります。逆に、置換掘削を一般切土から除外したい場合は、総切土量から置換掘削量を控除する必要があります。
盛土側でも同じ確認が必要です。計画面が最終造成面であり、置換材の上に通常盛土を行う場合、置換材と通常盛土の両方が計画面までの体積に含まれている可能性があります。置換上面を境界として面を分割し、置換底面から置換上面までを置換材、置換上面から最終計画面までを通常盛土として区分すると整理しやすくなります。
地盤面を整理する際は、名称だけでなく高さの基準も統一します。測量成果の標高基準、設計図の基準高、局地的に設定した施工基準高が混在すると、全体が一定量ずれた状態で体積計算されることがあります。平面座標系、標高基準、単位、使用した原点を確認し、異なるデータを重ねる前に整合させます。
また、表土剝ぎ、路床掘削、床掘り、基礎砕石などが置換工事と重なる場合は、それぞれの面の上下関係を確認します。たとえば、表土を先に除去した後の面を置換掘削の上面とする設計では、現況面から置換底面までを一括して置換土量とすると、表土剝ぎ分まで置換掘削に含まれてしまいます。
どの面とどの面の間を何という工種として集計するのかを明確にすることで、通常切土、通常盛土、置換掘削、置換材を重複なく分けられます。
手順4 置換分を含む切土・盛土体積を算出する
地盤面と範囲を整理したら、まず基準となる切土・盛土体積を算出します。この段階では、置換分を含む可能性がある総量を求め、後の工程で工種別に分離できるようにします。
体積計算方法には、平均断面法、格子法、三角形による地表面モデルの比較などがあります。どの方法を使用しても、同じ範囲、同じ基準面、同じ座標系で計算することが重要です。方法が異なれば計算結果に差が生じることがあるため、設計数量との照合では、設計時に採用された算出方法も確認します。
平均断面法では、各測点の現況断面と計画断面を重ね、切土断面積と盛土断面積を求めます。隣り合う断面積の平均に測点間距離を乗じて区間体積を算出します。置換範囲が断面内にある場合は、通常土工と置換土工の境界線を断面へ表示し、それぞれの面積を分けておくと後の控除が容易です。
格子法では、対象区域を一定の格子へ分割し、各格子で現況高と計画高の差を求めます。地形が比較的緩やかで、改良範囲が面的に広がる現場で整理しやすい方法です。ただし、置換範囲の境界付近では、一つの格子内に改良対象部分と対象外部分が混在することがあります。境界に沿って格子を細かくするか、面積比を考慮しなければ、控除体積に誤差が生じます。
三角形による面比較では、測量点や境界線から現況面と計画面を構築し、上下関係から切土と盛土を算出します。複雑な地形や不整形な改良範囲に対応しやすい一方、境界線、急変点、構造物端部などが適切に面へ反映されていないと、実際には存在しない斜面が生成されることがあります。
総切土量を求める場合は、現況面と切土後の計画面の間の体積を算出します。総盛土量は、現況面または切土後の基面と盛土計画面の間の体積として算出します。このとき、置換掘削や置換材が総量に含まれているかを計算範囲ごとに記録します。
重要なのは、計算結果の数値だけでなく、その数値がどの二つの面の差であるかを残すことです。同じ「切土量」という名称でも、現況面から最終計画面までの切土なのか、現況面から置換底面までの掘削なのかで意味が異なります。
切土・盛土体積計算の途中では、切土と盛土を相殺せず、別々に集計します。ある格子や三角形で切土となり、隣接部分で盛土となる場合でも、正負の体積を単純に合算すると、施工時に必要な掘削量と盛土量が見えなくなります。通常切土、通常盛土、置換掘削、置換材の各数量を独立して持つことが、正しい除外処理につながります。
手順5 置換掘削量と置換材量を分離して控除する
総切土量と総盛土量を算出した後は、置換分が含まれている範囲だけを抽出し、通常土工から分離します。この処理では、置換掘削量と置換材量を同じものとして扱わないことが重要です。
置換掘削量は、置換工事のために撤去する既存土の幾何学的な体積です。基本的には、置換上面と置換底面の間の体積として求めます。置換上面が現況地盤面と一致しない場合は、表土除去後の面、床掘り後の面、路床面など、設計上の置換開始面を使用します。
置換材量は、置換底面から置換材仕上がり面までの完成体積です。掘削法面や施工余裕、既存構造物、排水材などがあると、置換掘削量と置換材量が一致しない場合があります。また、掘削底面の不陸を整えるための追加掘削や、施工中の沈下による補充が発生すれば、実際の投入量は設計上の体積より増えることがあります。
総切土量に置換掘削が含まれており、通常切土だけを求めたい場合は、総切土量から置換掘削量を控除します。計算の考え方は、通常切土量＝置換分を含む総切土量－総切土量に含まれる置換掘削量です。
ここで重要なのは、「総切土量に含まれる置換掘削量」という条件です。別途算出した置換掘削量の全量を無条件に差し引くわけではありません。現況面と最終計画面の比較に置換掘削が表れていない場合は、総切土量から控除する対象がありません。この場合、通常切土量は当初計算のままとし、置換掘削量を独立項目として追加します。
盛土についても同様です。総盛土量の中に置換材が含まれている場合は、通常盛土量＝置換分を含む総盛土量－総盛土量に含まれる置換材量として分離します。置換材が総盛土量に含まれていない場合は控除せず、別工種として加えます。
置換掘削量と置換材量を分離した後は、土量収支上の役割も分けます。置換掘削で発生した土が軟弱土や不適合土であれば、通常盛土へ流用できないことがあります。その場合は、一般切土とは別に搬出対象として集計します。一方、置換材は通常盛土材とは異なる品質や粒度、締固め条件が指定されることがあるため、搬入量も別管理します。
施工上の余掘りを設計数量へ含めるかどうかも確認が必要です。設計上の改良体範囲より外側を施工の都合で広く掘削した場合、その体積を置換掘削の変更数量として扱うのか、施工者の作業余裕として扱うのかは、契約条件や協議結果によって異なります。計算担当者の判断だけで設計数量へ加えず、実施範囲と承認範囲を分けて記録します。
控除後は、計算範囲ごとに総量との関係を確認します。切土側では、総切土量と通常切土量、置換掘削量の関係を確認します。盛土側では、総盛土量と通常盛土量、置換材量の関係を確認します。ただし、置換掘削が総切土量に含まれない計算構造では、総切土量と置換掘削量を単純に足し戻す必要があります。どの数量がどの総量へ含まれているかを明記することが不可欠です。
手順6 土量収支と施工実績を照合する
最後の手順は、分離した数量を土量収支へ反映し、設計値と施工実績を照合することです。切土・盛土体積計算は、図面上の計算だけで完結するものではありません。現場で実際に掘削、運搬、搬入、締固めを行った結果と比較することで、計算漏れや重複を発見できます。
土量収支では、通常切土、置換掘削、その他の掘削を発生土として整理します。そのうえで、場内で利用できる土、品質上利用できない土、仮置きする土、場外へ搬出する土に分けます。通常盛土と置換材については、場内流用材で施工する量と外部から搬入する量を区分します。
置換掘削土が通常盛土へ流用できない場合、切土量全体が多くても、盛土材が不足することがあります。単純に総切土量から総盛土量を差し引き、切土が余ると判断するのは危険です。流用可能な土量だけを通常盛土の供給源として扱い、置換材に求められる品質も別に確認します。
施工実績との照合では、掘削範囲の測量結果、搬出入記録、材料受入記録、施工日報、改良範囲の出来形などを利用します。ただし、ダンプトラックの台数から算出した運搬量は、荷台への積載状態や土の含水状態によって変動します。幾何学的な完成体積と直接一致しないことを前提に比較します。
置換材の受入量についても、納品記録の重量や運搬時の体積と、締固め後の完成体積をそのまま比較できない場合があります。重量で管理されている材料は、単位体積質量などの条件を用いて換算する必要がありますが、現場の材料試験や契約上の数量算出条件を優先します。
施工中に追加掘削が発生した場合は、その理由を区分します。想定より軟弱層が深かったために置換深度を増やしたのか、湧水や乱れによって底面を追加掘削したのか、施工機械の作業範囲として広げたのかによって、数量の扱いが異なります。
設計値と実績値に差があるときは、すぐに計算誤りと判断せず、範囲、基準面、体積状態、材料区分、施工変更の順に確認します。平面範囲のわずかなずれでも、施工延長や置換深さが大きければ無視できない体積差になります。測量時期が異なり、途中段階の地盤面を比較している可能性もあります。
最終的には、設計数量、承認された変更数量、施工実績、出来高数量を別々に残します。一つの数値へ上書きすると、どの時点で何が変わったのか分からなくなります。変更履歴を残しながら土量収支を更新することで、地盤改良体の置換分を含む複雑な切土・盛土体積計算でも説明可能な結果になります。
地盤改良工法によって控除方法が異なる理由
地盤改良にはさまざまな考え方があり、改良体の体積をすべて置換土量として扱えるわけではありません。控除方法を決める前に、既存土をどの程度撤去する工法なのかを確認する必要があります。
全面的な置換では、対象範囲の既存土を掘削し、別の材料を投入します。この場合は、置換掘削量と置換材量を通常切土・盛土から分離できます。掘削範囲と投入範囲が明確であるため、置換上面と置換底面を設定して体積を算出しやすい工法です。
部分置換では、軟弱層の上部だけを撤去して置き換え、下部の地盤は残します。設計図に記載された置換厚だけでなく、現況地盤面や路床面との関係を確認しなければなりません。場所によって深度が変わる場合は、一律厚での計算を避けます。
原位置で土と改良材料を混合する方法では、既存土の大部分が改良体の中に残ります。改良体の体積を切土量として控除すると、実際には発生していない掘削土を計上することになります。混合に伴って余剰土が発生する場合は、その余剰量を改良体全体とは分けて算出します。
柱状や帯状に改良する方法では、改良体の間に未改良地盤が残ることがあります。改良範囲の外周全体を一つの置換体積として扱うと、未改良部分まで控除してしまいます。改良体の本数、径、長さなどから改良体積を求める場合でも、その体積が掘削・搬出土量を意味するとは限りません。
材料を注入する方法では、地盤中へ材料を送り込んで強度や止水性を高めます。この場合も、注入範囲全体を切土や盛土として扱うことは通常ありません。削孔に伴う排出物や余剰材料など、実際に発生する数量だけを別途整理します。
表層部分をかき混ぜて改良する場合も、改良厚全体が置換材になるわけではありません。既存土と改良材料が一体となるため、通常盛土量から改良体全量を差し引く処理が適切かどうかを設計上の数量区分から確認します。
このように、地盤改良体の形状が存在することと、同じ体積の既存土が撤去されたことは同じではありません。「改良体積」「置換掘削量」「改良材料量」「発生土量」を分けて考えることが重要です。
置換範囲が複雑な場合の体積計算方法
置換範囲が単純な直方体であれば、平面積に深さを乗じて概算できます。しかし、実際の現場では地表面や底面に勾配があり、改良範囲も不整形になることが少なくありません。
一定の平面積に対して深さだけが変化する場合は、範囲を小区画に分け、各区画の平均深さを用いて体積を算出します。区画を大きくしすぎると、深い部分と浅い部分が平均化され、局所的な形状を表せません。深度変化が大きい場所では区画を細かくします。
線状に延びる工事では、横断面ごとに置換面積を求め、平均断面法で体積を計算します。始点と終点だけでなく、幅や深さが変化する位置にも断面を設定します。曲線部では測点間距離の取り方を統一し、中心線距離と斜距離を混同しないようにします。
面的な造成工事では、置換上面と置換底面をそれぞれ三次元の地表面として作成し、その間の体積を求める方法があります。地形の変化点や改良境界を正しく反映できれば、不整形な範囲にも対応できます。ただし、測量点が不足している場所では、計算上の面が実際の地形と異なる形状になることがあります。
地盤改良範囲の中に構造物基礎、既設杭、地下埋設物、未施工区域などがある場合は、除外領域として設定します。外周の面積だけで体積を算出すると、これらの空白部分まで置換土量へ含まれます。
段階的に施工する現場では、施工区画ごとに体積を算出することも有効です。全体を一括計算すると、施工済み区画と未施工区画の境界が分かりにくくなります。区画番号、施工日、測量日、使用した地盤面を対応させることで、出来高管理にも利用できます。
複雑な範囲ほど、計算方法を高度にするだけでは十分ではありません。入力した境界線、標高点、底面形状が正しいかを平面図と断面図の両方で確認する必要があります。体積計算の前に形状を確認する工程を設けることで、大きな入力ミスを防げます。
切土・盛土体積計算で起きやすい二重計上
置換分を扱う計算で最も起きやすい問題の一つが二重計上です。地盤面の比較から得た数量と、工種別に算出した数量を無条件に足し合わせると、同じ土量を二回数えることがあります。
典型的なのは、現況面から置換底面までを切土として算出した後、別途計算した置換掘削量を追加するケースです。最初の切土量に置換掘削が含まれていれば、追加計上は二重計上になります。
反対に、現況面と最終計画面だけを比較し、置換掘削が内部土工として表れていないにもかかわらず、総切土量から置換掘削量を差し引くケースもあります。この処理では、切土量を過小に算出してしまいます。
盛土側では、置換底面から最終計画面までを一括して盛土量として計算し、さらに置換材量を追加すると二重計上になります。置換底面から置換上面までを置換材、置換上面から最終計画面までを通常盛土として分割すれば、重複を避けられます。
表土剝ぎや路床掘削との重複も注意が必要です。表土除去後の面から置換底面までを置換掘削として計算しているにもかかわらず、現況面から置換底面までの全体を置換掘削として再計算すると、表土分が重複します。
構造物の床掘り範囲と地盤改良範囲が重なる場合も、どちらの工種に含めるかを決めます。同じ掘削範囲を床掘りと置換掘削の両方で計上しないよう、境界面を明確にします。
二重計上を防ぐには、各数量に対して「上側の面」「下側の面」「平面範囲」「含まれる工種」を記録します。名称だけで判断せず、計算に使用した面と範囲を確認すれば、重複の有無を追跡しやすくなります。
置換土量と運搬土量を混同しないための考え方
図面から算出する置換掘削量は、通常、地山状態を基準とした幾何学的な体積です。しかし、掘削した土はほぐれるため、運搬時の体積が増えることがあります。反対に、搬入した置換材は締固めによって完成体積が小さくなることがあります。
そのため、設計上の置換掘削量が千立方メートルであっても、運搬する土の見掛け体積が同じ千立方メートルになるとは限りません。ダンプトラックの必要台数を求めるときは、土質、含水状態、積込み方法、荷台への積載状態などを考慮します。
置換材についても、完成後に必要な体積と、搬入時の見掛け体積は区別します。締固め後の置換材体積をそのまま車両の積載量で割るだけでは、必要な搬入回数を過小に見積もる可能性があります。
一方で、変化率を一律に適用することにも注意が必要です。土質や材料、施工条件によって体積変化は異なります。一般的な参考値だけで確定せず、設計条件、試験結果、過去の施工実績、現場の管理基準などに基づいて設定します。
重量管理される材料を体積へ換算する場合は、使用する単位体積質量の条件を明確にします。乾燥状態、自然含水状態、締固め状態では値が異なることがあります。重量と体積を換算した数値には、使用した条件を必ず残します。
切土・盛土体積計算の結果は、設計数量としての完成体積なのか、施工計画用の運搬体積なのかを明示します。両者を別の欄で管理することで、置換分を除外した後の通常土工量と、実際の搬出入量を正しく比較できます。
数値例で確認する置換分の除外計算
ここでは、考え方を分かりやすくするために仮定の数値で確認します。実際の工事では、設計図書や測量成果に基づいて計算する必要があります。
ある造成区域で、現況地盤面と最終計画面を比較した結果、切土が四千五百立方メートル、盛土が三千八百立方メートルと算出されたとします。区域内には、平面積八百平方メートル、平均置換深さ一・五メートルの地盤改良範囲があります。
平面積と平均深さから求めた置換体積は、八百平方メートルに一・五メートルを乗じた千二百立方メートルです。ただし、この千二百立方メートルを切土量から差し引く前に、最初の四千五百立方メートルへ置換掘削が含まれているかを確認します。
現況面と最終計画面だけの比較であり、置換材施工後の上面が元の地盤面と同じ高さに戻る範囲であれば、置換掘削は四千五百立方メートルに表れていない可能性があります。この場合、通常切土は四千五百立方メートルのままです。置換掘削千二百立方メートルを別項目として加え、現場で発生する掘削土は合計五千七百立方メートルとして扱います。
一方、切土計算の下側の面に置換底面を使用しており、四千五百立方メートルの中へ置換掘削千二百立方メートルが含まれている場合は、通常切土を三千三百立方メートル、置換掘削を千二百立方メートルとして分離します。この場合、両者の合計は元の四千五百立方メートルです。
盛土についても、三千八百立方メートルの中に置換材が含まれているかを確認します。置換底面から最終計画面までを一括して盛土として計算している場合、置換材千二百立方メートルが含まれている可能性があります。置換材の上面から最終計画面までが通常盛土であるなら、通常盛土は二千六百立方メートル、置換材は千二百立方メートルとして分離できます。
ただし、掘削法面や底面調整、排水層、構造物の控除などがあれば、置換掘削量と置換材量が同じ千二百立方メートルになるとは限りません。施工時の追加掘削や沈下補充も、設計体積とは別に管理します。
この例から分かるように、置換分の除外計算では、数値そのものよりも「元の総量へ置換分が含まれているか」という確認が重要です。同じ千二百立方メートルでも、控除する場合、別項目として追加する場合、通常盛土と分割する場合があります。
設計変更や施工中の範囲変更への対応
地盤改良工事では、施工前の調査結果と実際の地盤状況が異なり、置換範囲や深さが変更されることがあります。軟弱層が想定より深い、掘削底面に不適合な地盤が残る、湧水によって地盤が乱れるなど、変更理由はさまざまです。
範囲変更が発生したときは、当初設計の地盤面や境界線を上書きせず、変更前後のデータを分けて保存します。当初設計数量、変更設計数量、施工実績数量を区別することで、増減理由を説明できます。
変更範囲は、平面図だけでなく高さ情報も記録します。外周が同じでも、置換深度が変われば体積は大きく変化します。変更部分の底面測量を行い、設計底面との差を確認します。
追加掘削の範囲を測量する際は、掘削直後の底面を記録することが望まれます。置換材を投入した後では、実際の掘削底面を直接確認できなくなるためです。施工工程に測量のタイミングを組み込み、記録漏れを防ぎます。
変更数量を計算するときは、変更後の総体積を求めて当初数量との差を算出する方法と、変更部分だけを追加体積として算出する方法があります。どちらを採用しても、同じ範囲を二重に加算しないよう注意します。
協議前の施工範囲と正式に承認された変更範囲が一致しない場合もあります。現場で実際に施工した体積と、契約上の変更数量を別々に残し、計算表には数量の位置付けを記載します。
切土・盛土体積計算を施工段階ごとに更新する場合は、各時点の地盤面を保存します。前回の計算面を上書きすると、どの期間にどれだけ施工したかを再計算できません。起工時、置換掘削完了時、置換材施工完了時、最終造成完了時などの地盤面を分けて管理すると、進捗と累計数量を確認しやすくなります。
計算結果を検証可能な資料として残す方法
体積計算の信頼性を高めるには、第三者が計算条件を追跡できる資料を残す必要があります。最終的な数値だけでは、置換分が適切に除外されているかを判断できません。
まず、計算対象区域を示す平面図を用意し、通常切土、通常盛土、置換範囲、除外範囲の境界を区別します。区画番号を付け、計算表の数量と対応させます。
次に、使用した地盤面の名称と作成日を記録します。現況面、計画面、置換上面、置換底面がどの測量成果や図面から作成されたかを明確にします。設計変更がある場合は、図面の版や承認日も残します。
断面計算を使用した場合は、測点ごとの断面図と面積計算結果を保存します。面的な地表面比較を行った場合は、使用した境界線、標高点、地表面の範囲、計算対象外とした領域を確認できる資料を残します。
計算表には、数量名だけでなく、上面、下面、平面範囲、体積状態、置換分を含むかどうかを記載します。たとえば「通常切土」とだけ書くのではなく、総切土量から置換掘削量を控除した数量であることが分かるようにします。
丸め処理の方法も統一します。区画ごとの体積を丸めてから合計する場合と、丸め前の体積を合計して最後に丸める場合では、結果に差が生じることがあります。設計数量との照合では、計算途中の桁数と最終表示桁を合わせます。
検算では、平面積と平均深さによる概算値を利用できます。詳細計算の結果が概算値から大きく離れている場合は、境界の重複、標高単位の誤り、面の上下関係、除外領域などを確認します。詳細計算と同じ方法を繰り返すだけでなく、別の考え方で概算することが有効です。
現場で取得した位置情報や高さ情報を記録する際は、測定日時、測定者、使用した基準点、測定条件なども合わせて残します。地盤改良範囲を再確認できるよう、境界点や底面の代表点を施工区画と対応させておくと、後の検証が容易になります。
計算結果を更新した場合は、旧版を削除せず、変更理由と変更箇所を記録します。数量が変わった理由が、測量データの更新なのか、設計変更なのか、計算誤りの修正なのかを明確にすることで、関係者間の認識違いを防げます。
まとめ
地盤改良体の置換分を除外する切土・盛土体積計算では、改良体の体積を総土量から単純に差し引くだけでは正しい結果になりません。最初に計算目的と土量区分を決め、置換範囲の平面形状と深さを確定し、現況面、計画面、置換上面、置換底面を分けて整理する必要があります。
そのうえで、置換分を含む可能性がある総切土量と総盛土量を算出し、置換掘削量と置換材量がそれぞれの総量に含まれているかを確認します。含まれている場合は通常土工から控除し、含まれていない場合は独立した工種として追加します。
また、置換掘削量と置換材量は必ずしも同じではありません。掘削法面、施工余裕、底面の不陸、排水材、構造物、沈下補充などによって差が生じます。設計上の完成体積と、運搬時のほぐれた体積、締固め後の体積も区別しなければなりません。
地盤改良工法によっては、既存土を撤去せずに原位置で改良するものもあります。この場合、改良体全体を置換土量として通常切土や通常盛土から控除することは適切ではありません。実際に撤去する土、投入する材料、発生する余剰土を個別に整理します。
精度の高い体積計算を行うには、設計図だけでなく、施工前後の測量成果や施工記録を活用することが重要です。特に、置換底面は材料投入後に確認できなくなるため、掘削完了時の形状を適切なタイミングで記録しておく必要があります。
現場で置換範囲や地盤高を効率よく記録し、切土・盛土体積計算に利用できる三次元データを整備したい場合は、測位と点群計測を現場で行えるLRTK Phoneの活用をご検討ください。