杭打ち工事では、施工そのものが順調に進んでいても、掘削に伴って発生する残土の量が当初想定を上回ることがあります。残土が増えると、場内の仮置きスペースが不足したり、搬出車両の台数が増えたり、受入先との調整が必要になったりするため、工程全体に影響が広がりやすくなります。
特に掘削を伴う杭打ちでは、設計図から計算した掘削体積と、実際に現場から搬出する土の量が一致するとは限りません。地山の土は掘削によってほぐれます。また、水や安定液などを含んで泥状になれば、見かけの体積や重量も変化します。さらに、掘削径が計画より大きくなったり、孔壁が崩れたりすれば、予定していなかった土まで排出される可能性があります。
そのため、残土処分量を管理するときは、単純に杭径と杭長だけを見るのでは不十分です。杭工法、実際の掘削径、地盤の性状、掘削中の施工状態、排出物の含水状態、仮置き方法、搬出台数などを合わせて確認する必要があります。
なお、本記事では現場で一般に「残土」と呼ばれる掘削由来の排出物を広く扱いますが、法令上は建設発生土と建設汚泥は同じ扱いではありません。建設発生土は廃棄物処理法上の廃棄物には該当しない一方、建設汚泥は産業廃棄物に該当します。実際の取扱いは、排出物の発生状況や性状などを確認し、関係法令や工事ごとの管理基準に従って判断することが重要です。
この記事では、杭打ちで残土処分量が増える前に確認したい4項目を、施工管理の実務を想定して解説します。施工前の数量計画だけでなく、施工中に残土増加の兆候を早めに把握するための考え方も整理します。
杭打ちで残土処分量が増える主な理由
杭打ちという言葉には、既製杭を直接打ち込む施工から、地盤を掘削して杭を設置する施工まで複数の方法が含まれます。そのため、すべての杭打ち工事で同じ量の残土が発生するわけではありません。地盤をほとんど掘削しない工法もあれば、杭径に近い範囲を地中深くまで掘削する工法もあります。
残土処分量を考える際に最初に確認したいのは、設計上の杭の体積と掘削によって発生する土量は別物だという点です。たとえば、掘削孔を設けて杭を施工する場合、基本的な掘削体積は掘削径と掘削深さから概算できます。しかし、現場で実際に排出される土量は、この幾何学的な体積だけでは決まりません。
地中に締まった状態で存在していた土を掘り出すと、土粒子の配列が変わり、空隙を含んだ状態になります。そのため、掘削前の地山体積よりも、掘削後の見かけ体積が大きくなることがあります。さらに、掘削時に地下水や施工用の水分を含めば、泥状になり、搬出時の状態は地山とは大きく異なります。
また、杭孔の施工では、設計上の杭径と実際の掘削径が必ずしも完全に同じとは限りません。掘削機械や先端工具の寸法、地盤条件、施工方法などによって、必要な掘削径が決まります。孔壁の安定性が低い地盤では、部分的な崩壊によって孔径が拡大し、それだけ排出土量が増える場合もあります。
施工中の管理も重要です。所定深度に到達したあとも必要以上に掘削を続ければ、余分な土が排出されます。地盤調査結果と実際の地層が異なり、支持層確認のために掘削深度を変更すれば、計画時より土量が増えることもあります。
一方で、現場では実際の土量が増えたのではなく、計量方法の違いによって増えたように見えるケースもあります。施工計画では地山体積で見積もっていたのに、実績ではダンプトラックの荷台体積を基準にしている場合、同じ土でも数値が一致しません。重量で処分量を管理する場合には、含水量によって重量も変化します。
つまり、杭打ちの残土処分量は、掘削体積だけで管理するのではなく、発生、排出、仮置き、搬出までを一つの流れとして把握する必要があります。
確認項目1 杭工法と掘削径・掘削深さ
残土処分量を予測するうえで最初に確認したいのが、採用する杭工法と、それに伴う実際の掘削範囲です。
施工前の数量確認では、杭径だけを使って残土量を計算したくなります。しかし、掘削を伴う杭工法では、杭そのものの外径と掘削孔の径が同一とは限りません。施工に必要なクリアランスや掘削工具の寸法などによって、掘削径が杭径より大きく設定されることがあります。
円形の掘削孔であれば、理論上の掘削体積は掘削径の二乗に比例します。そのため、掘削径が少し大きくなるだけでも土量への影響は無視できません。
たとえば、掘削深さが同じであれば、掘削径が10％大きくなった場合、断面積は単純に10％増えるのではなく、約21％増えます。直径が数量に与える影響は大きいため、杭径ではなく施工計画上の掘削径を使って残土量を計算することが重要です。
掘削深さについても同様です。設計杭長だけで残土量を計算すると、実際の掘削条件との差が発生する可能性があります。施工方法によっては杭先端より深い位置まで掘削する工程が含まれる場合がありますし、施工基面と杭頭位置との関係によっても実際の掘削長は変わります。
さらに、支持層の確認結果によって杭長や掘削深度が変更される可能性がある現場では、当初計画数量だけで搬出計画を固定してしまうと対応が難しくなります。地盤調査資料から支持層の深度にばらつきがあることが分かっている場合は、一定の増加幅を想定して残土搬出計画に余裕を持たせることが重要です。
杭本数も当然確認が必要です。1本当たりではわずかな数量差でも、多数の杭を施工する現場では累積すると大きな差になります。1本ごとの計画掘削量と施工本数を掛け合わせ、工区別や施工日別にどの程度の残土が発生するのかまで把握しておくと、仮置き場所や搬出車両を計画しやすくなります。
特に注意したいのが、設計変更や現場条件による杭仕様の変更です。杭径、掘削径、杭長、本数のいずれかが変われば、残土量も変化します。施工数量を変更したにもかかわらず残土計画だけが当初のままになっていると、施工後半になってから処分量不足が表面化することがあります。
したがって施工前には、杭伏図や杭仕様だけを見るのではなく、施工計画書と照合し、実際にどの径でどの深さまで掘削するのかを確認することが基本です。
また、施工開始後は掘削深度の実績を杭ごとに記録すると有効です。計画深度に対して何メートル深くなったのか、あるいは浅くなったのかを残土量と合わせて見ることで、数量差の原因を説明しやすくなります。
残土が計画より増えた場合も、「現場だから仕方がない」と処理するのではなく、まず掘削径、掘削深度、杭本数の実績を確認することで、理論的に説明できる増加なのか、それ以外の原因があるのかを切り分けられます。
確認項目2 土量変化と泥土化・含水状態
掘削径と深さから計算した数量が合っていても、実際の搬出量が多くなることがあります。その代表的な要因が、掘削による土の状態変化です。
地中にある土は、上載圧などを受けながら一定の密度で存在しています。これを掘削して地上へ排出すると、土塊がほぐれて空隙を含む状態になります。その結果、地山状態で1立方メートルだった土が、掘削後にも同じ1立方メートルになるとは限りません。
この違いを考慮しないまま、掘削孔の理論体積をそのまま搬出体積として設定すると、実際のダンプトラック台数が想定より増えることがあります。
土量の変化は地質によっても異なります。砂質土、粘性土、礫を含む土などでは、掘削後の状態やまとまり方が違います。同じ掘削体積でも、荷台に積み込んだときの見かけ体積は一様ではありません。
さらに杭打ち工事では、水分の影響も大きくなります。地下水位が高い場所では、掘削土が水を含みやすくなります。施工上使用する水や安定液などが混ざる場合もあります。排出物の含水量が増えると流動性が高まり、仮置きや運搬の方法にも影響します。
ここで注意したいのは、体積と重量を混同しないことです。体積で残土量を管理している現場と、搬出時の重量を基準にしている現場では、含水量の影響の現れ方が異なります。
水を多く含んだ排出物は重量が増えるため、重量管理では処分数量が増えたように見えやすくなります。一方、脱水や水切りによって状態が変化すれば、同じ掘削土でも搬出時の重量は変わります。
そのため、施工前には何を基準として残土数量を管理するのかを明確にする必要があります。地山体積なのか、ほぐした状態の体積なのか、搬出台数なのか、実測重量なのかが曖昧なままだと、計画数量と実績数量を正しく比較できません。
掘削物の性状についても確認が必要です。掘削工事に伴う排出物は、土砂として扱われる建設発生土と、性状によって産業廃棄物である建設汚泥として扱う必要があるものを区別しなければなりません。建設発生土と建設汚泥では法的な取扱いが異なるため、単に契約条件や受入先の都合だけで区分を決めるものではありません。実際の区分は、発生工程や排出時の状態、流動性などの性状を踏まえ、関係法令や行政上の取扱いに沿って確認します。受入先ごとの含水状態や搬入形態などの受入条件は、その法的区分とは別に確認する必要があります。
受入先で含水状態や性状に条件が設けられている場合、掘削したものをそのまま全量搬出できるとは限りません。場内で水切りや性状調整が必要になれば、仮置き期間や必要スペースにも影響します。ただし、建設汚泥に該当するものを処理する場合は、廃棄物処理法などに基づく適正な処理方法を優先し、単なる「残土」と同じ扱いで管理しないことが重要です。
残土処分量の増加を防ぐというと、掘削する土そのものを減らすことだけに意識が向きがちですが、「搬出時にどのような状態になっているか」を管理することも同じくらい重要です。
施工前には試験杭や初期施工の段階で、1本当たりの掘削深度と実際の排出量を確認すると、その後の数量予測に利用できます。地盤条件が似ている範囲であれば、初期実績から施工全体の発生量を補正できるためです。
ただし、現場内で地層が大きく変化する場合には、最初の数本だけで全体を判断するのは危険です。施工位置ごとの地盤調査結果と排出量を照合し、地層の変化と残土量の変化に関連がないかを見ることが有効です。
確認項目3 余掘り・孔壁崩壊など施工中の異常
計画上の掘削量と土量変化を考慮しても残土量が増えている場合は、施工中に想定以上の土を掘削していないか確認する必要があります。
代表的なのが余掘りです。所定深度を超えて必要以上に掘削すれば、その分だけ排出土量は増加します。1本当たりの超過深度が小さく見えても、杭本数が多ければ累積量は大きくなります。
ただし、計画深度を超えたからといって、すべてを施工ミスと判断できるわけではありません。実際の支持層位置が地盤調査から想定した位置と異なる場合など、施工上必要な深度変更が行われることもあります。重要なのは、掘削深度が変わった理由と数量変化を記録し、説明できる状態にしておくことです。
もう一つ確認したいのが孔壁の状態です。掘削孔周辺の地盤が不安定になると、孔壁の一部が崩れて掘削孔内に流入することがあります。その土を再び排出すれば、設計上の掘削体積を超える残土が発生します。
孔壁崩壊による土量増加では、単純に掘削深度を見ているだけでは原因が分からないことがあります。掘削深度は計画通りでも排出土量だけが増えるためです。
そのため、掘削中に排出量が急に増えた場合には、深度記録と合わせて施工状況を確認します。地層が変化した位置、掘削抵抗の変化、地下水の状態、孔内の安定状態などを施工記録と照合することで、原因を絞り込みやすくなります。
掘削工具の状態も確認対象です。施工計画で想定した掘削径と、実際に使用している工具の外径が一致しているかを確認します。摩耗や交換によって工具仕様が変わっていないか、施工途中で別の仕様を使用していないかも確認が必要です。
また、掘削軸の位置や鉛直性が安定していない場合、孔壁への接触などによって局部的に孔径が拡大する可能性があります。杭心位置や施工機械の据付状態を確認し、計画位置から大きく外れていないかを管理することも、結果的に余分な掘削を防ぐことにつながります。
施工中の異常を残土量から発見する考え方も有効です。たとえば、同じ杭径、同じ程度の深度、近い地盤条件で施工している複数の杭について、1本当たりの排出量を比較します。
多くの杭がほぼ同じ範囲に収まっているのに、特定の杭だけ排出量が明らかに多ければ、その杭について施工状況を確認するきっかけになります。
反対に、施工が進むにつれて全体的に排出量が増えているのであれば、地層の変化や地下水条件の変化、施工方法の変化などを疑うことができます。
残土は施工後に発生する単なる副産物として見るのではなく、掘削状態を確認するための一つの情報として利用できます。排出量と掘削深度、施工時間、施工位置などを関連付けて記録しておけば、異常の早期発見に役立ちます。
また、残土量が増え始めた段階で原因を確認することが重要です。施工完了後に全体数量だけを集計しても、どの杭から増え始めたのか分からなければ原因究明が難しくなります。
日単位や施工ロット単位で計画数量と実績数量を比較し、差が一定以上になった段階で施工記録を確認する運用にしておくと、後半になって大幅な数量超過が判明するリスクを抑えられます。
確認項目4 仮置き・搬出・計量方法
4つ目の確認項目は、掘削後の排出物をどのように仮置きし、どの基準で搬出量を記録しているかです。
杭打ち現場では、掘削した土をすぐに場外搬出する場合もあれば、一度場内に仮置きしてから搬出する場合もあります。ここで管理方法が曖昧だと、実際の発生量と処分量の関係が分かりにくくなります。
たとえば、仮置き場で複数日の残土をまとめて保管した場合、どの日の杭施工からどれだけ発生したのか追跡しにくくなります。別の掘削工事から発生した土が同じ場所に置かれれば、杭工事由来の残土量だけを把握することも難しくなります。
そのため、可能であれば杭工事から発生した残土の仮置き範囲を明確にし、ほかの工種から発生した土と混在しないよう管理することが有効です。
仮置き場所の容量も施工前に確認します。理論掘削量だけを基準に小さな仮置き場を設定すると、ほぐれや含水による体積増加で早期に満杯になる可能性があります。
仮置き容量を超えると、計画外の場所に土を移動させたり、搬出を急きょ増やしたりする必要が生じます。場内運搬が増えれば重機動線にも影響します。杭打ち機、クレーン、資材搬入車両などが稼働する範囲と残土搬出車両の動線が重なると、安全管理上の調整も必要になります。
搬出量を何で記録するかも統一しておきます。ダンプトラックの台数だけで管理すると、1台当たりの積載状態によって実際の数量が変わります。同じ車両でも土の山の形や含水状態が異なれば、体積や重量は一定ではありません。
重量で管理する場合も、含水量の影響を受けます。そのため、計画数量と実績数量を比較するときは、可能な範囲で同じ基準にそろえることが重要です。
施工計画時の数量が地山体積で算出されているのであれば、搬出台数や搬出重量をそのまま地山体積と比較するのではなく、双方の数量が何を意味しているか整理してから評価します。
受入先の計量記録と現場の搬出記録を対応させることも有効です。施工日、車両、搬出回数などの記録を残しておけば、現場から何台搬出したのかと、受入側でどの程度の数量になったのかを確認できます。
また、搬出先が途中で変更された場合にも記録が必要です。受入条件や数量管理の方式が変われば、同じ排出物でも実績値の見え方が変化する場合があります。
施工途中で「残土処分量が急に増えた」と感じた場合には、掘削側だけでなく、搬出側の集計方法に変更がなかったか確認してください。
残土管理では、発生量と処分量を同じ意味で扱わないことも大切です。掘削した直後の量、仮置きしている量、場外へ搬出した量は、それぞれ別の段階の数字です。
施工期間中には、すでに発生したもののまだ場内に残っている土もあります。そのため、搬出量だけを見て「残土発生量」と判断すると、実際の施工状況とのずれが生じることがあります。
発生量、仮置き残量、搬出量を区別して管理すれば、どの段階で数量差が発生しているのか分かりやすくなります。
施工前に残土量の管理基準を決めておく
残土処分量の増加を防ぐには、施工開始前に基準値を決めておくことが重要です。
最初に、杭1本当たりの計画掘削量を整理します。施工計画上の掘削径と掘削深度を用いて理論体積を算出し、杭本数を掛け合わせれば、基本となる掘削数量を把握できます。
そのうえで、地盤のほぐれや含水状態などを考慮し、実際の搬出量が理論体積と完全には一致しないことを織り込んでおきます。
重要なのは、「計画では総量が何立方メートルだから終わり」とするのではなく、施工中に比較できる単位へ分解することです。
たとえば、1本当たりの掘削量、1日当たりの予定施工本数、1日当たりの想定残土量を整理しておけば、施工初期の段階から計画と実績を比較できます。
20本施工したあとで初めて数量を見るのではなく、数本施工した段階から確認すれば、数量増加の兆候を早く把握できます。
特に地盤条件が変化する現場では、施工エリアごとに数量を分けて管理すると有効です。同じ杭径と深度でも、砂質地盤と粘性土地盤では排出物の状態が異なることがあります。
杭番号と施工位置を残土記録に関連付けておけば、「どの場所から数量が増えたのか」を後から確認できます。
また、施工前には数量増加が確認された場合の対応方法も決めておくとスムーズです。
残土量が一定範囲を超えたら掘削深度を確認する、掘削工具を確認する、地盤状況を確認する、仮置き場を確認するといったように、確認する順序を決めておけば、現場で判断がばらつきにくくなります。
杭打ち工事では施工そのものの管理項目が多いため、残土量は後回しになりやすい項目です。しかし、搬出能力を超えて残土が発生すると、杭施工を続けたくても仮置き場所がなくなる可能性があります。
そのため、残土管理は処分担当者だけの仕事と考えるのではなく、杭施工の工程管理の一部として扱うことが大切です。
残土量が計画を超えたときの原因の切り分け方
実際の残土量が計画を超えた場合には、一度にすべてを疑うのではなく、順番に原因を切り分けると効率的です。
最初に確認するのは施工数量です。予定より杭本数が増えていないか、施工済み本数の集計に間違いがないかを確認します。
次に、各杭の掘削深度を確認します。支持層位置の変化などによって、計画より深く施工した杭が増えていないかを調べます。杭長変更や施工深度変更があった場合、その数量が残土計画に反映されているかも重要です。
深度が計画通りであれば、掘削径を確認します。施工計画で想定している掘削径と使用工具の寸法が一致しているかを確認します。
それでも説明できなければ、孔壁崩壊などによる余分な排出を疑います。特定の地層や施工位置で排出量が急増していないか、施工記録と比較します。
その次に見るのが排出物の状態です。地下水や施工用水などの影響で含水量が増えていないか、従来より泥状になっていないかを確認します。
最後に計量方法を確認します。施工計画上の数量と搬出実績が、同じ単位、同じ基準で比較されているかを確認します。
この順番で確認すると、施工数量の変化なのか、掘削状態の変化なのか、土の性状変化なのか、それとも集計方法の問題なのかを整理しやすくなります。
原因が分かった場合には、その時点の対策だけで終わらせず、以降の残土予測を修正することも重要です。
たとえば10本施工した時点で、計画より1本当たりの搬出量が多いことが分かったのであれば、残りの杭について同じ傾向が続いた場合の総量を再計算します。
これにより、仮置きスペースや搬出車両が不足する時期を事前に予測できます。
杭打ちの残土管理では位置情報と施工記録も重要
杭打ち工事では多数の杭を連続して施工するため、残土量だけを単独で記録しても原因分析が難しいことがあります。
そこで重要になるのが、杭番号、施工位置、施工日、掘削深度などの情報との関連付けです。
たとえば現場の西側で施工した杭では残土量が計画範囲内だったものの、東側へ移動してから急に増えた場合、地盤条件の変化を疑うことができます。
しかし、残土記録に施工位置が残っていなければ、施工完了後にその変化を追跡するのは容易ではありません。
杭伏図上の杭番号と施工記録を一致させ、掘削深度や施工時の状況を記録しておけば、残土量の増加箇所を空間的に確認しやすくなります。
写真記録も有効です。仮置き場の状態や排出物の性状を施工日ごとに記録しておけば、後から数量増加の原因を検討するときの参考になります。
特に泥状化や含水状態は、数値だけでは現場の状況を十分に伝えられないことがあります。施工時点の写真と位置、日時を合わせて残しておけば、関係者間で状況を共有しやすくなります。
また、仮置き場の形状が日々変化する現場では、目視だけで残量を判断すると担当者によって評価が変わる場合があります。
残土量の管理精度を高めたい場合には、一定のタイミングで仮置き範囲や盛土形状を計測し、施工進捗と比較する方法も考えられます。
重要なのは、必要以上に複雑な管理を行うことではなく、残土が増えたときに原因を追跡できる情報を残しておくことです。
杭番号と掘削深度、施工位置、施工日、搬出実績などを関連付けるだけでも、数量管理の精度は大きく変わります。
LRTK Phoneを杭打ち現場の記録に活用する
杭打ち工事の残土管理では、数量だけではなく「どこで、いつ、どの杭を施工したときに、どのような状態だったか」を残すことが重要です。
こうした現場情報の記録には、位置情報を利用できるLRTK Phoneを活用する方法があります。
杭位置や施工箇所を現場で確認しながら記録することで、施工写真や測位結果を位置と関連付けて整理しやすくなります。残土量が増えた場所を後から確認するときにも、杭番号だけではなく現場上の位置関係を把握できると原因を検討しやすくなります。
また、施工前後の現場状況や仮置き場を記録しておけば、残土がどの範囲に集積されていたのかを確認する資料として活用できます。
杭打ち工事では、施工機械の移動、杭材の搬入、残土搬出などが並行して進むことが多く、現場状況は短期間で大きく変化します。そのため、「後で記録しよう」とすると施工時の状態を再現できないことがあります。
施工したその場で位置と写真を記録する運用にしておけば、現場の変化を時系列で残しやすくなります。
さらに、現場の3次元的な形状を記録できる環境であれば、仮置き土の形状変化を把握するための補助情報として利用することも考えられます。LRTK Phoneには点群スキャンや体積計算に活用できる機能がありますが、残土の正式な処分数量や契約数量を決定する方法は工事ごとの基準に従う必要があるため、現場記録・補助計測と正式な数量管理は区別して運用することが重要です。
杭打ちでは、掘削深度や杭位置など施工本体の管理に意識が集中しがちですが、残土管理でも位置情報を持った記録は役立ちます。
残土量が想定を超えたときに、「いつから増えたか」「どの場所で増えたか」「そのとき何を施工していたか」をすぐに確認できる状態を作っておけば、原因の特定と残りの施工数量の見直しを進めやすくなります。
まとめ
杭打ちで残土処分量が計画以上に増える原因は、一つとは限りません。
まず確認したいのは、杭工法に対して適切な掘削径と掘削深度で数量を算出しているかです。杭径と実際の掘削径は同じとは限らず、掘削径は断面積に大きく影響するため、わずかな差でも杭本数が多くなると残土量に大きな差が生じます。
次に、掘削した土が地山状態からほぐれたり、水分を含んだりすることで、搬出時の体積や重量が変化することを考慮します。計画時と実績時で異なる基準を使って数量を比較すると、実際以上に差が大きく見えることもあります。
また、泥状の排出物については、建設発生土と建設汚泥を同じ「残土」として一括りにせず、発生状況や性状に応じた法的な取扱いを確認する必要があります。
3つ目は施工中の異常です。余掘り、支持層深度の変化、孔壁崩壊、掘削径の変化などが発生すると、計画以上の土が排出される可能性があります。杭ごとの掘削深度や排出量を施工中から比較し、特定の杭や施工エリアで急な変化がないかを見ることが大切です。
4つ目は、仮置き、搬出、計量方法です。発生量、仮置き量、搬出量を区別し、計画と実績を同じ基準で比較できるようにしておけば、残土が増えた原因を判断しやすくなります。
残土処分量の超過は、施工終了後に気付いてから対応するより、数本施工した段階から計画値と実績値を比較する方が対応しやすくなります。
杭1本当たりの基準数量を設定し、杭番号、施工位置、掘削深度、施工日、搬出実績を関連付けて管理することで、残土増加の兆候を早期に発見できます。
杭打ち現場の管理をさらに効率化したい場合は、施工位置や写真、現場形状などを位置情報とともに記録できるLRTK Phoneの活用も検討するとよいでしょう。