土質別のほぐし率・締固め率を土量換算へ使う6つの手順

切土・盛土の土量計算では、設計図から求めた体積と、掘削後に運搬する体積、現場で締め固めた後の体積が一致するとは限りません。地山にある土は、掘削によって粒子間の空隙が増えて体積が大きくなり、盛土として敷きならして締め固めると再び体積が変化します。 この体積変化を考慮せず、設計上の切土量と盛土量をそのまま比較すると、必要な運搬回数、仮置き場の容量、借土量、残土処分量などを誤って見積もる可能性があります。土量の過不足が施工途中で判明すれば、追加運搬や工程変更が必要になり、工期や施工費にも影響します。 そこで重要になるのが、土質別に設定されるほぐし率と締固め率です。ただし、資料によって係数の名称、基準となる土量、計算式の表し方が異なることがあります。また、土量換算に用いる締固め率と、品質管理で使われる締固め度は意味が異なります。係数を表から転記するだけではなく、何を基準にした値なのかを確認しなければなりません。 この記事では、地山土量、ほぐし土量、締固め土量の違いを整理したうえで、土質別の係数を土量換算へ使う6つの手順を解説します。切土と盛土の収支計算、ダンプトラックの運搬計画、仮置き場の検討、借土量や残土量の算定を行う際の基本として活用できます。

目次

• 土量換算で区別すべき3つの土量状態

• ほぐし率と締固め率を使う前の注意点

• 手順1　土量計算の目的と基準状態を決める

• 手順2　土質区分と適用範囲を整理する

• 手順3　採用するほぐし率と締固め率を確認する

• 手順4　地山土量からほぐし土量へ換算する

• 手順5　地山土量と締固め土量を相互換算する

• 手順6　土質別の換算結果を土量収支へ反映する

• 切土を盛土へ転用する場合の計算例

• ダンプトラック台数と仮置き容量への反映

• 土質が混在する現場での集計方法

• 土量換算で起こりやすい間違い

• 現地計測と施工実績で係数を見直す方法

• 土量換算結果を施工管理へ生かすポイント

• まとめ

土量換算で区別すべき3つの土量状態

ほぐし率や締固め率を正しく使うためには、最初に土量の状態を区別する必要があります。土工で扱う体積は、主に地山土量、ほぐし土量、締固め土量の3種類に分けて考えます。 地山土量とは、掘削する前の自然な状態にある土の体積です。現況地盤面と計画面との差から算出する切土量は、通常、この地山状態を基準とします。横断面平均法、メッシュ法、三次元地形モデルによるサーフェス比較などで求めた切土体積も、特別な設定がなければ地山土量として扱うのが基本です。 ほぐし土量とは、地山を掘削して粒子のかみ合わせが崩れ、空隙が増えた状態の体積です。掘削土をダンプトラックへ積み込んだ状態、仮置き場へ盛り付けた状態、締固め前に敷きならした状態などが該当します。一般には地山土量より大きくなりますが、その増加量は土質、含水状態、掘削方法、積み込み方、仮置き期間などによって変わります。 締固め土量とは、盛土材料を所定の厚さに敷きならし、転圧して完成形に近づけた状態の体積です。設計上の盛土体積は、多くの場合、この締固め後の完成形を基準として算出されます。締固め土量が地山土量より小さくなるか、同程度になるか、あるいは岩質材料などで大きくなるかは、材料の性質や施工条件によって異なります。 同じ土であっても、存在する状態が変われば体積も変わります。たとえば、地山状態で1,000立方メートルの土が、掘削後には1,200立方メートルとなり、盛土として締め固めた後には900立方メートルになることがあります。この数値は説明用の仮定であり、すべての土質に一律に適用できるものではありません。 土量収支を計算するときは、比較する数値の状態をそろえなければなりません。地山状態の切土量と締固め状態の盛土量を直接差し引くと、同じ基準で比較していないため、転用可能量や不足量を正しく判断できません。

ほぐし率と締固め率を使う前の注意点

ほぐし率は、一般に地山土量に対するほぐし土量の比率として扱われます。地山土量をVn、ほぐし土量をVl、ほぐし率をLとすると、基本的な関係は「Vl＝Vn×L」です。 一方、土量換算に用いる締固め率は、地山土量に対する締固め土量の比率として扱われます。締固め土量をVc、締固め率をCとすると、「Vc＝Vn×C」という関係になります。国土交通省の積算資料でも、地山の土量を1、ほぐした土量をL、締固め後の土量をCとし、Lを「ほぐした土量÷地山の土量」、Cを「締固め後の土量÷地山の土量」とする整理が示されています。国土交通省+1 この定義を採用する場合、ほぐし土量から締固め土量へ直接換算するときは、「Vc＝Vl÷L×C」となります。反対に、必要な締固め土量から搬入時のほぐし土量を求める場合は、「Vl＝Vc÷C×L」となります。 ただし、発注者の基準、設計図書、積算資料、施工計画書によっては、係数の名称や表記方法が異なることがあります。締固め率という名称で、締固め後の体積に対する必要な地山土量の倍率を示している場合や、ほぐし土量から締固め土量へ換算する係数を直接示している場合もあるため、式と分子・分母を確認することが必要です。 また、Cは常に1未満とは限りません。一般土では1未満の例が多い一方、岩質材料では1を超える参考値が示されることがあります。係数の大小だけで掛け算と割り算を判断せず、採用資料の定義に従って換算します。国土交通省CGR さらに注意したいのが、土量換算に用いる締固め率と、品質管理で用いられる締固め度の違いです。締固め度は、現場で測定した乾燥密度と、室内試験などで得られた基準となる最大乾燥密度との比率として評価されるものです。締固め度が一定の値に達したからといって、その数値をそのまま土量換算係数として使用できるわけではありません。 同じ「締固め」という言葉が含まれていても、体積換算と品質判定では目的も計算方法も異なります。使用する係数が体積比なのか、密度比なのか、施工管理上の判定値なのかを必ず確認する必要があります。

手順1　土量計算の目的と基準状態を決める

最初の手順は、何を算出するための土量換算なのかを明確にすることです。目的によって、最終的に必要となる土量の状態が異なります。 設計段階で切土と盛土のバランスを確認する場合は、切土量と盛土量を共通の状態へ換算します。切土側を締固め状態へ換算して比較する方法もあれば、盛土側を地山状態へ換算して比較する方法もあります。どちらを採用しても、係数の定義と計算過程が一貫していれば土量収支を整理できます。 運搬計画を作成する場合は、ダンプトラックへ積み込まれたほぐし状態の体積が重要です。設計図から算出した地山土量を、そのまま車両の積載容量で割ってはいけません。掘削後の体積増加を考慮し、ほぐし土量へ換算してから延べ運搬回数を検討します。ただし、積載量を地山換算量で管理する基準を使用する場合は、その基準に合わせて計算状態をそろえます。 仮置き場を計画する場合も、基本的にはほぐし状態の土量を使います。ただし、仮置きした土は自重、降雨、乾燥、重機の走行などによって体積が変化する可能性があります。長期間保管する場合は、単純なほぐし率だけでなく、盛り方や仮置き高さ、安全な法面勾配、排水条件も考慮しなければなりません。 盛土材料の必要量を求める場合は、完成後の締固め土量から、必要となる地山土量または搬入時のほぐし土量へ換算します。購入土や借土を搬入する計画では、契約や数量管理が重量基準なのか体積基準なのかも確認が必要です。 残土処分量を求める場合は、処分場へ搬出する時点の状態と、処分先で受け入れ数量を管理する方法を確認します。車両の延べ運搬回数、重量、地山換算量、受け入れ後の締固め体積など、管理基準が異なれば必要な換算も変わります。 このように、土量計算を始める前に、地山状態、ほぐし状態、締固め状態のどれを基準にするかを決めます。計算書の冒頭には、各記号の意味と基準状態を明記しておくと、担当者間の認識違いを防ぎやすくなります。

手順2　土質区分と適用範囲を整理する

次の手順は、対象となる土を土質別に区分することです。現場全体の切土量に単一の係数を掛ける方法は簡単ですが、土質が変化する現場では誤差が大きくなる可能性があります。 土質の区分は、設計図書、地質調査資料、ボーリング柱状図、土質試験結果、既往工事の記録、現地踏査などを基に整理します。砂質土、粘性土、礫質土、岩塊を含む土、軟岩、硬岩などでは、掘削後の体積変化が異なります。 粘性土は、含水状態によって掘削時の塊の大きさや空隙量が変化します。高含水状態では重機や運搬車両への付着が起こりやすく、積載効率にも影響します。乾燥した粘性土では塊状に掘削され、積み込み時に大きな空隙が生じることがあります。 砂質土や礫質土は、粒径分布、締まり具合、地下水の影響などによって体積変化が異なります。粒径がそろっている材料と、細粒分を適度に含む材料では、締固め後の空隙の残り方も同じではありません。 岩を含む材料では、掘削や破砕によって生じる塊の大きさが、ほぐし土量に大きく影響します。大きな岩塊が混在すると、積み込み時や仮置き時に空隙が増えやすくなります。また、盛土材として使用する場合は、最大粒径、敷きならし厚さ、転圧方法、使用箇所などの制約を受けることがあります。 土質区分を整理するときは、平面的な範囲だけでなく、深さ方向の変化も確認します。表土、盛土層、沖積土、洪積土、風化岩などが上下に分布している場合、切土範囲を層ごとに分けて体積を求めます。 三次元地形から切土量を求められても、地表面の計測だけでは地下の土質境界を直接把握できません。地質調査位置が限られている場合は、土質境界を推定している範囲を明示し、施工時の確認結果に応じて数量を更新できるようにします。 また、掘削土をすべて盛土へ転用できるとは限りません。表土、伐根物を含む土、有機質土、高含水土、異物混入土、粒径が大きすぎる材料などは、使用場所や品質条件によって転用が制限されることがあります。 そのため、土質区分と同時に、転用可能土、改良後に転用する土、場外搬出する土、別用途に使用する土を分けておくことが重要です。体積だけでなく、材料としての適否を含めて区分することで、実際の施工に近い土量収支を作成できます。

手順3　採用するほぐし率と締固め率を確認する

土質区分を整理したら、それぞれに適用するほぐし率と締固め率を確認します。係数は、設計図書や発注者の基準に指定がある場合、その内容を優先します。 指定がない場合は、適用する積算基準、施工実績、試験施工、現場条件などを踏まえて設定します。一般的な参考値を使う場合も、その値が対象とする土質区分や体積状態を確認しなければなりません。 資料から係数を引用するときは、数値だけを転記せず、分子と分母の関係を確認します。たとえば、ほぐし率が「ほぐし土量÷地山土量」であること、締固め率が「締固め土量÷地山土量」であることを確認します。 仮に、ある土質のほぐし率が1.20、締固め率が0.90と設定されている場合、地山土量1,000立方メートルから生じるほぐし土量は1,200立方メートル、締固め後に得られる土量は900立方メートルとなります。これは計算方法を示すための例であり、特定の土質に対する標準値を示すものではありません。 係数を選ぶ際は、土質名が同じであっても、現場条件によって結果が変わることを理解する必要があります。自然含水比、粒度構成、締まり具合、風化程度、掘削機械、破砕の有無、積み込み方法、運搬中の振動、敷きならし厚さ、転圧機械などが体積変化へ影響します。 特に岩質材料は、掘削方法や破砕後の粒径によって、ほぐし状態の空隙量が変わります。粘性土は、降雨後と乾燥時で取り扱い状態が大きく異なることがあります。係数を固定値として扱う場合でも、どの条件を想定した値なのかを記録しておくことが必要です。 複数の参考資料で異なる係数が示されている場合、単純に平均を取るのではなく、対象工事との適合性を比較します。発注者の指定、設計時の前提、現場の地質、施工方法、過去の実績などを踏まえて採用値を決めます。 不確実性が大きい場合は、係数を一つに決めるだけでなく、標準ケース、体積増加が小さいケース、体積増加が大きいケースなどを設定して、土量収支の変動幅を確認する方法も有効です。これにより、借土や残土が発生する境界を事前に把握できます。

手順4　地山土量からほぐし土量へ換算する

地山土量からほぐし土量を求める場合は、土質ごとの地山土量にほぐし率を掛けます。基本式は「ほぐし土量＝地山土量×ほぐし率」です。 たとえば、地山状態の砂質土が2,000立方メートルあり、採用したほぐし率が1.15であると仮定します。この場合、掘削後のほぐし土量は2,300立方メートルです。 同じ現場に地山状態の粘性土が1,500立方メートルあり、別のほぐし率を採用する場合は、砂質土と分けて計算します。それぞれのほぐし土量を算出してから合計することで、運搬対象となる全体量を求めます。 土質別の計算を行わず、合計地山土量へ代表的な係数を掛けると、各土質の構成比が変わった場合に誤差が大きくなります。特に、岩質材料と一般土が混在する場合や、表層と深部で土質が異なる場合は、区分計算が重要です。 ほぐし土量は、ダンプトラックの延べ運搬回数を計算する基礎になります。ただし、車両の荷台容量と実際の積載土量は常に一致するわけではありません。荷台の形状、土の山積み状態、土質、含水状態、最大積載量、安全管理上の積み方などにより、1回当たりの実運搬量が変わります。 土は体積だけでなく重量でも積載制限を受けます。高含水の粘性土や密度の大きい材料は、荷台の容積に余裕があっても重量制限へ先に達する可能性があります。そのため、運搬計画では体積換算とあわせて、湿潤密度などを基に重量面も確認します。 仮置き場の必要容量を検討するときも、ほぐし土量をそのまま敷地面積で割るだけでは不十分です。仮置き土には法面が生じるため、利用できる平面範囲すべてを一定高さで満たせるわけではありません。周辺排水、重機の走行路、土質別の分別範囲、安全な離隔、飛散や流出への対策も必要です。 ほぐし土量への換算は単なる掛け算ですが、その結果を運搬や仮置きへ使う段階では、体積以外の施工条件を組み合わせる必要があります。

手順5　地山土量と締固め土量を相互換算する

盛土の完成体積から必要な地山土量を求める場合は、締固め土量を締固め率で割ります。締固め率を「締固め土量÷地山土量」と定義した場合、基本式は「地山土量＝締固め土量÷締固め率」です。 たとえば、完成後の盛土体積として1,800立方メートルが必要で、採用する締固め率が0.90であると仮定します。必要な地山土量は2,000立方メートルです。 この計算は、切土から得られる地山土量で盛土を賄えるかを判断する際に使えます。切土側の転用可能な地山土量が2,000立方メートルあれば、計算上は1,800立方メートルの締固め盛土を構築できることになります。 反対に、切土の地山土量から得られる締固め土量を求める場合は、「締固め土量＝地山土量×締固め率」とします。転用可能な地山土量が2,500立方メートル、締固め率が0.90であれば、得られる締固め土量は2,250立方メートルです。 搬入時のほぐし土量から、完成後の締固め土量を求める場合は、一度地山土量へ戻してから締固め状態へ換算します。ほぐし率をL、締固め率をCとすると、「締固め土量＝ほぐし土量÷L×C」です。 たとえば、ほぐし土量が2,400立方メートル、ほぐし率が1.20、締固め率が0.90であると仮定します。地山換算量は2,000立方メートルとなり、締固め後の体積は1,800立方メートルです。 完成後に1,800立方メートルの盛土が必要な場合、搬入すべきほぐし土量を求める式は「ほぐし土量＝締固め土量÷締固め率×ほぐし率」です。この例では、1,800÷0.90×1.20となり、必要なほぐし土量は2,400立方メートルです。 このように、ほぐし状態と締固め状態を直接換算する場合も、地山状態を中間基準として考えると計算関係を整理しやすくなります。Cが1を超える材料でも式の関係は同じであり、数値の大小ではなく係数の定義に従います。 ただし、施工中に不適合土の除去、異物の選別、粒度調整、含水比調整、土質改良などを行う場合、掘削した全量がそのまま盛土材料になるわけではありません。材料損失や転用率を別に設定し、土量換算係数と混同しないようにします。

手順6　土質別の換算結果を土量収支へ反映する

最後の手順は、土質別に換算した結果を土量収支へ反映することです。単に切土総量と盛土総量を比較するのではなく、転用可能性、施工時期、運搬先、仮置きの必要性まで含めて整理します。 まず、切土を土質別に分け、それぞれの地山土量を算出します。次に、各土質について、転用可能量、改良後の転用可能量、場外搬出量を区分します。転用可能な地山土量へ締固め率を適用し、盛土として得られる完成体積を求めます。 盛土側も、路体、路床、構造物背面、埋戻し、造成盛土など、要求される材料品質ごとに分けます。すべての盛土箇所で同じ材料を使用できるとは限りません。粒径、含水状態、強度、締固め特性などの条件を確認し、使用可能な切土材を割り当てます。 全体の切土量が盛土量を上回っていても、盛土に適した材料が不足する場合があります。反対に、切土総量が少なくても、必要な品質を満たす材料が確保できれば、一部の盛土を賄えることがあります。総体積だけではなく、材料区分別の収支を確認することが重要です。 また、工区間の運搬が可能かも確認します。前半に発生する切土を後半の盛土へ使う場合、仮置き場所が必要です。後半に発生する切土を前半の盛土へ使うことはできないため、施工順序によっては計算上の収支が均衡していても借土が必要になることがあります。 土量収支表には、地山土量、ほぐし土量、締固め土量を同じ欄へ混在させず、状態を明確に表示します。係数の出典、採用理由、適用した土質、計算日、改訂履歴も記録します。 設計変更や現地確認によって土質境界が変わった場合は、該当範囲の体積と係数を更新します。最初に作成した土量収支を固定したまま施工を進めるのではなく、実績に応じて継続的に見直すことが大切です。

切土を盛土へ転用する場合の計算例

ここでは、土質別のほぐし率と締固め率を使った土量収支の考え方を、仮定した数値で確認します。実際の工事では、設計図書や適用基準に基づく係数を使用してください。 ある造成工事で、転用可能な砂質土の地山土量が3,000立方メートル、粘性土の地山土量が2,000立方メートルあるとします。砂質土のほぐし率を1.15、締固め率を0.95、粘性土のほぐし率を1.25、締固め率を0.85と仮定します。 砂質土を掘削した後のほぐし土量は、3,000×1.15により3,450立方メートルです。締固め後に得られる盛土体積は、3,000×0.95により2,850立方メートルです。 粘性土のほぐし土量は、2,000×1.25により2,500立方メートルです。締固め後に得られる盛土体積は、2,000×0.85により1,700立方メートルです。 両方を合計すると、掘削後に運搬または仮置きするほぐし土量は5,950立方メートルです。一方、全量を適切に盛土へ転用できると仮定した場合、締固め後に得られる盛土体積は4,550立方メートルです。 設計上必要な締固め盛土量が5,000立方メートルであれば、単純計算では450立方メートル不足します。しかし、借土として必要な地山土量や搬入時のほぐし土量は、追加材料の締固め率とほぐし率によって変わります。 追加材料の締固め率を0.90と仮定すると、450立方メートルの締固め土量を得るために必要な地山土量は500立方メートルです。さらに、ほぐし率を1.20と仮定すると、搬入時のほぐし土量は600立方メートルとなります。 この例では、締固め状態では450立方メートルの不足でも、搬入するほぐし状態では600立方メートルが必要です。どの状態で不足量を表しているかによって数値が変わるため、発注、運搬、施工の各担当者が共通認識を持つ必要があります。 なお、粘性土の一部が高含水で転用できない場合は、得られる締固め土量がさらに減少します。たとえば、粘性土の20％を場外搬出するとすれば、転用可能な地山土量は1,600立方メートルです。締固め率0.85を掛けると、得られる盛土体積は1,360立方メートルとなります。 この場合、砂質土と粘性土を合わせた締固め土量は4,210立方メートルとなり、設計盛土量5,000立方メートルに対して790立方メートル不足します。土量換算だけでなく、材料の転用率を反映する必要があることが分かります。

ダンプトラック台数と仮置き容量への反映

ダンプトラックの必要延べ運搬回数は、ほぐし土量を、同じほぐし状態で把握した1回当たりの実運搬量で割って求めます。積載量を地山換算量で管理する基準を使う場合は、分子も地山土量へ換算して状態をそろえます。計算上の荷台容量をそのまま実運搬量として扱うと、実績との差が生じることがあります。 1回当たりの運搬量は、土質、含水状態、積み込み方法、荷姿、重量制限などによって変わります。特に湿潤した土は、体積が小さくても重量が大きくなる場合があります。反対に、大きな岩塊を含む材料は、空隙が多くなり、荷台容量を有効に使えないことがあります。 仮に、ほぐし土量が3,450立方メートルで、ほぐし状態で把握した1回当たりの実運搬量を5.5立方メートルと設定した場合、必要延べ運搬回数は約628回です。端数の扱い、積み残し、荷こぼれ防止、場内運搬と場外運搬の区分などを考慮し、施工計画上の回数を決めます。 運搬距離が長い場合は、1日の往復回数、積み込み時間、荷下ろし時間、道路条件、交通規制、洗車設備の利用時間なども車両計画へ影響します。土量換算によって総運搬量を求めた後、サイクルタイムを用いて必要車両数を検討します。 仮置き容量についても、ほぐし土量を基準にします。仮置き場へ複数の土質を受け入れる場合は、材料が混ざらないように区画を分ける必要があります。転用先や品質条件が異なる材料を混合すると、再利用が難しくなる可能性があります。 仮置き場の容量を検討するときは、計画高さだけでなく、法面部分、天端排水、周辺水路、重機走行帯、土質確認用の作業空間も含めます。敷地境界ぎりぎりまで土を置く計画は、安全性や排水管理の面で成立しない場合があります。 土量換算で求めたほぐし土量は、仮置き場検討の出発点です。最終的な必要面積は、仮置き形状や施工条件を反映した三次元的な配置計画で確認します。

土質が混在する現場での集計方法

土質が混在する現場では、計算範囲を細かく分け、各区分へ適切な係数を適用します。全体平均の係数を使う方法は概算には便利ですが、借土量や残土量を確定する段階では注意が必要です。 平面上で土質が分かれている場合は、各土質の分布境界と切土範囲を重ね合わせて体積を算出します。深さ方向に層が分かれている場合は、地層境界面を設定し、各層の体積を分離します。 地質調査地点が少なく、境界の推定精度が低い場合は、推定範囲を明確にします。施工時に土質が切り替わる位置を確認し、測量結果や施工記録を使って数量を更新します。 土質境界が連続的に変化し、明確に区分できない場合は、施工上取り扱える単位で区域を分けます。工区、測点区間、掘削段階、運搬先などを単位として管理すると、実績を反映しやすくなります。 混合土として掘削される場合は、混合後の性状を確認する必要があります。異なる土質の係数を体積割合だけで平均しても、実際のほぐれ方や締固まり方を正確に表せるとは限りません。重要な盛土に使用する場合は、試験施工や材料試験によって施工性を確認します。 土質別の数量管理では、掘削時に材料区分が分かるよう、施工範囲と運搬先を記録します。どの位置から掘削した土を、どの仮置き区画へ運び、どの盛土箇所へ使用したかを追跡できる状態にしておくと、土量収支の検証が容易になります。

土量換算で起こりやすい間違い

最も多い間違いは、地山土量、ほぐし土量、締固め土量を区別せずに足し引きすることです。異なる状態の体積は、そのまま比較できません。計算書や図面には、数値の後ろに地山、ほぐし、締固めなどの状態を記載します。 次に多いのが、係数を掛けるべきところで割る、または割るべきところで掛ける間違いです。式を暗記するのではなく、基準状態と求める状態の関係を式で確認します。 地山からほぐし状態へ換算する場合は、地山土量へLを掛けます。締固め土量から必要な地山土量を求める場合は、締固め土量をCで割ります。Cが1未満でも1を超えていても、定義が「締固め土量÷地山土量」であれば式は変わりません。 係数の定義が異なる資料では、掛け算と割り算の関係が変わることがあります。数値が1より大きいか小さいかだけで判断せず、必ず定義を確認します。 締固め率と締固め度を混同する間違いにも注意が必要です。品質管理試験で得た締固め度を、そのまま盛土体積の換算へ使用することはできません。密度比と体積比は別の指標です。 土質区分を過度に単純化することも誤差の原因になります。現場全体に一つの係数を適用すると、岩質材料や高含水土が含まれる範囲で実態との差が大きくなる可能性があります。 転用できない土を含めて盛土可能量を計算する間違いもあります。表土、有機物を多く含む土、異物混入土、品質条件を満たさない土などは、体積が存在しても盛土材として利用できない場合があります。 掘削から盛土までの材料損失を考慮していない場合も、実際の不足につながります。運搬中のこぼれ、仮置き場での混入、選別による除去、粒度調整、泥土の処理などにより、有効利用できる材料量が減少することがあります。 設計時の係数を施工完了まで固定することも問題です。現場で得られた運搬実績、仮置き測量、盛土出来形、材料試験などから、当初想定との違いが判明することがあります。重要な土量計画では、途中段階で係数や残数量を見直します。

現地計測と施工実績で係数を見直す方法

ほぐし率と締固め率は、設計段階では参考資料や過去の実績から設定することが一般的です。しかし、施工が始まれば、現場固有のデータを取得できます。 ほぐし率を確認するには、掘削前の地山体積と、掘削後に仮置きした土の体積を比較します。対象範囲を明確にし、途中で別の土が混入しないよう管理することが重要です。 地山体積は、掘削前後の地形差から求められます。仮置き土量は、仮置き前の地盤面と仮置き後の表面を計測し、両者の差から算出できます。両方の体積が同じ基準座標、同じ範囲、同じ単位で求められていることを確認します。 締固め率を検証する場合は、転用した材料の地山換算量と、完成した盛土体積を比較します。ただし、施工途中で複数の材料が混合された場合や、同じ材料が複数箇所へ分散した場合は、追跡が難しくなります。掘削元、仮置き区画、使用先を記録しておくことが必要です。 施工実績から係数を求める際は、測量誤差、土質境界の推定誤差、運搬中の損失、材料の混入、降雨による含水変化などを考慮します。1回の測定結果だけで係数を確定せず、複数区画の実績を比較する方法が適しています。 LRTK Phoneなどを用いて掘削前後や仮置き土の形状を三次元計測し、点群データから体積を求めれば、現場で土量変化を確認する材料になります。計測時は、座標基準、高さ基準、計測範囲、不要物の除外方法、点群処理条件をそろえる必要があります。 仮置き土の周辺に建設機械、資材、植生などが含まれていると、その部分まで体積として計算される可能性があります。点群から地表面を作成する前に、対象外の点を除去し、仮置き土の境界を明確に設定します。 施工初期の一定区間を試験的に計測し、設計で採用した係数と比較すれば、残りの工区における運搬回数や仮置き容量を修正できます。特に大規模な造成工事では、早い段階で実績係数を把握することにより、後半の土量不足や残土増加を予測しやすくなります。 ただし、現場実績から得た係数も、すべての区間へ一律に適用できるとは限りません。土質、含水状態、施工機械、転圧条件などが変わる場合は、条件ごとに分けて評価します。

土量換算結果を施工管理へ生かすポイント

土量換算は、設計数量を別の状態へ置き換えるだけの作業ではありません。換算結果を工程、運搬、仮置き、盛土品質、発注数量へ結び付けることで、施工管理に役立ちます。 施工前には、切土材の発生時期と盛土材の必要時期を工程上で重ね合わせます。転用できる材料が発生しても、使用時期が合わなければ仮置きが必要です。仮置き容量が不足する場合は、施工順序や工区分けを見直します。 施工中は、日々の掘削量、運搬回数、仮置き残量、盛土施工量を記録します。これらをすべて同じ土量状態へ換算すれば、計画と実績の差を確認できます。 たとえば、運搬実績はほぐし状態、出来形は締固め状態、設計切土量は地山状態で管理されることがあります。そのままでは比較できないため、共通の基準状態へ換算します。 差が大きい場合は、係数の不適合だけでなく、土質区分の違い、計測範囲のずれ、材料損失、積載量の想定違いなどを確認します。単に係数を修正して数値を合わせるのではなく、差が生じた原因を分けて検討することが重要です。 また、土量換算の結果には一定の不確実性があります。借土や残土がわずかな差で発生する計画では、単一の計算結果だけで判断せず、変動幅を確認します。 係数を少し変えた場合に借土量や残土量がどの程度変化するかを試算しておけば、施工途中の条件変化へ対応しやすくなります。土量収支がほぼ均衡する現場ほど、係数のわずかな違いが計画へ大きく影響します。

まとめ

土質別のほぐし率と締固め率を土量換算へ使うときは、最初に地山土量、ほぐし土量、締固め土量の違いを明確にする必要があります。異なる状態の土量を直接比較すると、切土と盛土の収支、運搬回数、仮置き容量、借土量、残土量を誤って判断する可能性があります。 第1の手順では、運搬計画、盛土材料計画、土量収支など、計算の目的と基準状態を決めます。第2の手順では、地質調査や現地条件を基に土質を区分し、転用可能性も整理します。 第3の手順では、使用する係数の定義と出典を確認します。ほぐし率や締固め率は、資料によって基準や表記が異なる場合があるため、数値だけを転記してはいけません。また、体積換算に用いる締固め率と、品質管理に用いる締固め度を混同しないことが重要です。 第4の手順では、地山土量へほぐし率を掛け、運搬や仮置きの対象となるほぐし土量を算出します。第5の手順では、締固め率を使い、地山土量と完成後の盛土体積を相互に換算します。 第6の手順では、土質別の換算結果を土量収支へ反映し、材料品質、転用率、施工順序、仮置きの必要性を含めて確認します。切土総量と盛土総量が一致していても、材料の品質や発生時期が合わなければ、実際には借土や場外搬出が必要になることがあります。 設計段階の係数は重要な出発点ですが、現場の土質や施工条件を完全に表せるとは限りません。掘削前後、仮置き時、盛土完成時の形状を計測し、運搬実績や施工記録と比較することで、現場に適した土量換算へ更新できます。 係数の定義、土質区分、計算式、適用範囲、実績との差を記録し、施工の進行に合わせて土量収支を見直すことが、土量不足や残土増加を防ぐための基本です。