土工事と掘削の数量拾い

土は3つの状態で存在し、報告される数値はそれらの間で約10〜70パーセント変化します。地山とは、図面から読み取る自然で手つかずの体積です。すなわち、既存地盤と設計面の間の切土プリズム、または原地盤と仕上げ高の間の盛土プリズムです。ほぐし土とは、掘削されて膨張しトラックを満たす体積で、地山に1足すほぐし率を掛けた値に等しくなります。締固め後とは、完成した盛土が占める敷き均し・転圧後の体積で、地山に収縮係数を掛けた値に等しくなります。

状態をつなぐ係数は2つあり、いずれも地山を基準とします。ほぐし率は地山をほぐし土へ膨張させ、その逆数である積載係数はほぐし土を元に戻します。収縮率は地山を締固め後へと減らすため、完成した盛土には常にその幾何学的体積よりも多くの地山切土または客土が必要になります。地山ベースで必要な客土量は、締固め後の盛土量を収縮係数で割った値に等しくなります。収縮を適用せずに生の切土と生の盛土を相殺することが、典型的な土量バランスの誤差です。

これらの係数は材料によって大きく異なります。計画用の概算値として、砂・砂利などの粒状材料はほぐし率が約12〜18パーセント、収縮率が約5〜14パーセント、普通土はほぐし率が約25パーセント、収縮率が約10〜20パーセント、粘土はほぐし率が約30〜40パーセント、収縮率が約10〜20パーセント、発破岩はほぐし率が約50〜70パーセントで、収縮率は約マイナス30パーセントとなります。破砕された岩は元の地山よりも多くの空間を占めるためです。これらは計画用の公表平均値です。実際の値は土質試験から得られ、原位置密度はASTM D1556またはD6938、最大乾燥密度はASTM D698またはD1557に基づくプロクター試験で求めます。

どの状態で報告するかは目的によって決まります。入札では、地山の切土と締固め後の盛土から始め、不足分に必要な地山の客土を加えます。運搬や処分ではほぐし土に換算し、原位置で支払われる盛土では締固め後で報告します。単なる立方ヤードや立方メートルは曖昧であるため、単位には常にその状態を付記すべきです。米国の大半の道路仕様では、道路掘削は地山状態で、盛土は締固め状態で計測され、ほぐしと収縮は別途支払いなしで請負業者が負担します。

2つの幾何学的方法が主流であり、適切な方法は工事の種類によって決まります。線状・道路の土工事では、平均断面積法が各測点での切土または盛土の断面積を取り、隣接する2つの断面積を平均し、その間の距離を掛けます。米国単位では、立方ヤードは2つの断面積の平均に長さを掛け、27で割った値に等しくなります。この方法は断面が急変する箇所では体積をやや過大に見積もるため、精度が重要な場合はプリズモイダル補正で精緻化します。精度は測点間隔に依存します。直線地形は約50〜100フィート間隔（一般に郊外で100フィート、市街地で50フィート）で断面を取り、ランプ、急カーブ、地形が急変する箇所では約25フィート以下まで縮めます。

単一の路線がない敷地、建物パッド、池などでは、代わりにグリッド法またはスポット標高法を用います。グリッドを重ね、各格子点で既存標高から計画標高を引いて切土または盛土の深さを求め、各プリズムを合計します。どちらの方法も、切土には地山体積を、盛土には締固め後体積を算出します。状態の換算は後から適用するもので、幾何形状に組み込んではなりません。

支払・設計数量は定規線です。すなわち、設計のり面勾配における、既存地盤から理論上の切土面または仕上げ高までの範囲です。土は垂直に自立できないため、請負業者はほぼ常にこれより多く掘削しますが、その余分な土は施工手段・方法であって計測数量ではありません。定規線ではなく実際の勾配付きプリズムを報告すると、のり面分だけ支払数量を過大に見積もることになります。

数量拾いがコスト積算のために実際の掘削プリズムをモデル化する場合、のり面勾配が超過掘削量を決めます。OSHA Subpart Pは深さ20フィートまでの掘削について最大許容勾配を定めており、掘削面が安定した岩でない限り5フィート以上で防護システムが必要となり、20フィートを超える場合は専門技術者による設計が必要です。最大勾配は、安定した岩で垂直、A種土で水平4分の3対垂直1（約53度）、B種で1対1（45度）、C種で1.5対1（約34度）です。これらは安全上の限界であり、支払線ではありません。

管路掘削は、請負業者がどれだけ広く掘るかにかかわらず、指定された支払幅で計測されます。これは通常、管の外径に両側の作業余裕を加えた幅、または契約や標準詳細図に記載された幅です。片側あたり約150〜300ミリメートル（6〜12インチ）の余裕は固定値ではなく一般的な慣行であるため、支払幅はプロジェクトの管路詳細図と照合して確認してください。支払線を超える超過幅は請負業者の負担です。

土量は正味で計測され、幾何学的数量にほぐし、収縮、ロスの割増を組み込みません。これはCESMM4で明記された原則であり、NRM2、オーストラリア・ニュージーランド方法、DIN 18300にも共通します。幾何形状にほぐしを上乗せした上でさらに状態係数を適用すると二重計上になります。そのため、幾何形状は正味のまま保ち、換算は明示的なまま保ちます。

土工事に特化した成文化された空隙の閾値は存在せず、単独の杭や小規模な埋設物といった孤立した軽微な障害物は無視され吸収されます。掘削範囲内の既存構造物や埋設物に対する主要な扱いは「割増（エクストラ・オーバー）」であり、その体積を控除するのではなく、それらの周囲や横断部を掘削するコストを上乗せします。NRM2は、既存埋設物に沿った掘削や横断掘削、および岩、鉄筋コンクリート、煉瓦造の取り壊しに対して割増を計測します。控除されるのは相当規模の空隙のみで、寸法の閾値が必要な場合は、建築工事の空隙慣行に基づく約1立方メートルという数値を類推して用います。

掘削は材料ごとに分けられます。地盤の掘りにくさによってコストが桁違いに異なるためです。米国およびAASHTOの慣行では、普通掘削、岩掘削（リッピングや発破を要する材料で、規定寸法を超える転石は岩として扱われます）、および不適格土・下層土掘削（計画高以下から除去される軟弱土や有機質の泥で、それ自体を支払項目として置き換えるもの）に分けます。請負業者がすべての材料リスクを負う、単一の未分類掘削項目もよく用いられます。岩と見なされる転石の寸法は機関によって異なり、約1立方ヤードといった体積を用いるところもあれば、リッピング可能性試験を用いるところもあります。NRM2およびCESMM4では、掘削は表土、表土および岩以外の材料、岩に分けられます。ドイツのVOBとDIN 18300は、従来の固定的な土質区分を、プロジェクト固有の均質領域に置き換えました。

岩の計測方法も同じ区分に従います。積算（QS）の伝統では、岩は基本掘削に対する割増として計測されます。すなわち、岩の体積は基本掘削にそのまま計上され、深さにかかわらず、その難易度に対して追加単価が付きます。一方、米国の道路慣行では、岩を基本数量に置き換わる独立した支払項目として計測します。これを誤ると、岩を二重に計上するか、その下の基本掘削を欠落させることになります。

表土は造園に再利用されるため、土量掘削とは別に剥ぎ取って仮置きされます。表土は、通常約100〜150ミリメートル（4〜6インチ）といった平均剥ぎ取り深さを明記した面積で計測され、面積に深さを掛けた仮置き体積として報告することもできます。NRM2はこの方法で計測し、例えば厚さ150ミリメートルの表土を面積で剥ぎ取るものとして扱います。

余剰土の処分は処分先ごとに項目化され、運搬については慣例的にトラックのほぐし土体積で価格設定されますが、積算（QS）の内訳書では多くの場合、その土が出た掘削の地山体積で計測されます。搬入する盛土材は、原位置で形成する締固め後体積で計上されます。運搬距離は土積図によって管理され、土積図は共通の地山基準で累積切土から盛土を引いた値を路線に沿ってプロットします。契約上の無償運搬距離までは、その移動は基本掘削価格に含まれます。それを超える分は超過運搬として、純粋な体積ではなく、立方ヤード・ステーションや立方メートル・キロメートルといった体積×距離の数量で別途支払われます。

英国が最も成文化されています。NRM2およびCESMM4は、開始面と基準高（リデュースド・レベル）を明記した上で、掘削を立方メートルの正味で計測します。NRM2は土量掘削と基礎掘削を2メートルごとの深さ段階（2メートル以下、2〜4メートル、4〜6メートルなど）で帯分けし、CESMM4は総最大深さで分類します。作業空間はNRM2では請負業者の裁量に委ねられており、その第2版では、必要と判断されるか否かにかかわらず、深さ250ミリメートルを超えるすべての掘削面に対する土留め支保工の計測を再導入しました。

米国の道路慣行には法定の計測方法がありません。道路掘削は地山状態で立方ヤード単位、盛土は締固め状態で、深さは段階に帯分けされず、ほぐしと収縮は請負業者が負担します。オーストラリア・ニュージーランドでは、土木の切土・盛土はAS 1181に基づいて計測され、建築下部構造はオーストラリア・ニュージーランド標準計測方法が対象とします。同方法では掘削深さを1メートル刻みで分類し（0〜1、1〜2、2〜3、3〜4メートル。したがって総深さ3.5メートルは3〜4メートルの帯に入ります）、作業空間は基礎フーチングに沿った周長に深さを掛けたものとなります。ヨーロッパ全域では、VOBとDIN 18300が均質領域の材料分類により実寸法で計上します。

出来高請求では、請負業者には設計数量か、最終断面から実測した現場計測数量のいずれかが支払われます。道路局は通常、設計変更がない場合は設計数量で支払い、所定のトリガーに達した場合のみ再計測します。トリガーには、連続する断面積が閾値を超えて変動した場合（5パーセントの差異が一般的ですが機関によります）、過掘削、地すべり、沈下などがあります。この支払基準は入札数量とも発注数量とも異なり、これら3つを互いに取り違えて報告してはなりません。