ＩＣＴを活用した盛土施工について

諏訪 成春1・高瀬 秀樹1・隅屋 佑次1

1 道路部 道路工事課 （〒950－8801 新潟県新潟市中央区美咲町 1-1-1 ）

北陸地方整備局管内におけるＩＣＴを活用した盛土施工について，道路土工でのＩＣＴを活

用した施工実績を踏まえ，軟弱地盤地域における施工事例を報告する．

キーワード ｉ－Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ＩＣＴ施工，道路土工

1. はじめに

少子高齢化社会である我が国では，働き手の減少を上

回る生産性の向上が大きな目標となっている．

国土交通省では平成２８年度を「生産性革命元年」と

位置付けし，建設界の生産性を向上させるため，調査・

測量から設計，施工，検査，さらには維持管理，更新に

いたるまでの建設生産プロセス全体を向上させるｉ－Ｃ

ｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎを推進している．（図－１）

ｉ－Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎでは施策の３本柱とし

て，「ＩＣＴ技術の全面的な活用」，「規格の標準化」，

「施工時期の平準化」を設定している．

（図－１）1)ＩＣＴ技術の全面的な活用についての概要 このうちＩＣＴ活用工事とは，建設生産プロセスの以

下①～⑤全ての段階において，ＩＣＴ技術を使用してい

る．

①３次元起工測量

レーザースキャナーやトータルステーション（ノ

ンプリズム方式含む），その他３次元計測技術を

用いた起工測量

②３次元設計データ作成

３次元出来形管理を行うための３次元データを作

成．

③ＩＣＴ建設機械による施工

作成したデータを用いて３次元ＭＣ（マシンコン

トロール）または３次元ＭＧ（マシンガイダンス）

ブルドーザー・バックホウで施工する．

④３次元出来形管理等の施工管理

３次元計測計測技術を用いた出来形管理

⑤３次元データの納品

３次元設計データを工事完成図書として納品する．

本論文では，「ＩＣＴ技術の全面的な活用」に着目し、

北陸地方整備局管内で施工された実績から軟弱地盤地域

における盛土工事の一例を挙げ，ＩＣＴを活用したこと

による利点と今後の課題について報告する．

2.北陸地方整備局管内のＩＣＴ活用工事について

ＩＣＴ活用工事の対象は，土工量１，０００㎥以上の

工事となる．平成２８年度，北陸地方整備局管内では，

３１件ＩＣＴを活用した．

（図－２）ＩＣＴ活用工事実績件数について

（図－２）は実施したＩＣＴ施工実績を道路土工・河

川土工で分け，各工事内容毎に件数を積み上げたグラフ

である．ＩＣＴの工事内容としては，掘削・盛土・法面

整形が挙げられる．

施工された３１件のうち，道路土工は１５件，河川土

工は１６件であり，全ての項目を行った工事は１件のみ

であった．

3.ＩＣＴを活用した盛土工事の概要

ＩＣＴを活用した盛土工事として，平成２８年度に，

高田河川国道事務所より発注され，武江・大陽(株)経常

建設共同企業体が受注した，「上沼道 下野田地区改良

その３工事」を施工事例として挙げる．

本工事は，国道２５３号上越三和道路事業の一環とし

て，新潟県上越市下野田地先にて約４１，０００㎥の路

体盛土を行った工事である．（図－３）

上越三和道路事業は，地域高規格道路「上越魚沼地域

振興快速道路」の一部を構成している上越市寺～同市三

和区本郷の延長７．０km区間を直轄権限代行として整備

を進めている．

通過交通を円滑に処理する事により，地域交流を促進

し，地域の活性化が期待されている．

上越三和道路を通る高田平野は地表から約５５ｍ～６

０ｍにかけ粘土層が続いており，軟弱地盤地域となって

いる．

4. 実施内容と結果について

建設生産プロセスの各段階の技術内容として，実施し

た内容と結果は以下のとおりである．

①３次元起工測量

（図－４）のような、無人航空機（ＵＡＶ）による空

中写真測量を用いて起工測量を行った．

（図－４）ＵＡＶ起工測量

ＵＡＶでの空中写真測量では，高密度な３次元測量が

可能であるため，計測エリアの草丈を拾ってしまう．

こうした性能から，正確な３次元データを取得するた

め，あらかじめ雑草を除去しておく必要がある．

雑草が繁茂するスピードが早いため，測量をする度に

何度も除草をした．

（図－３）施工対象位置図

②３次元設計データ作成

発注時の設計図書は従来通りの２次元データであり，

受注者が３次元起工測量の結果と設計図書データを基

に３次元設計データを作成した．

データの作成にあたり，盛土工事は断面変化が多く

あることから，測点（２０ｍ）毎に作成されている設

計図書のみでは正確なデータの作成が困難である．

（図－５）は設計図書（標準横断図）と３次元デー

タを比較した図である．

（図－５）設計図書と３次元データの比較図

本工事の盛土はランプ部も含んでいるため，断面変

化が多く，追加で断面データを作成する必要があった．

作成された３次元設計データが設計図書を基に作成

されているか，監督職員は３次元設計データチェック

シートにより確認している．

（表－１）３次元設計データチェックシート

３次元設計データソフトには，入力した結果を立体

視できるビューワ機能が付いているため，入力ミスが

発見しやすい．本工事でも，チェック時にビューワ機

能を使用した．

③ＩＣＴ建設機械による施工

本工事では，ＭＣブルドーザーとＭＣバックホウを

採用している。（写真－１，２）

（写真－１）ＭＣブルドーザー

（写真－２）ＭＣバックホウ

従来では設計図に合わせて丁張りを設置し，仕上げ

面の確認を行うため，何度も検測を行いながら施工を

してきた．

ＩＣＴ施工では（写真－１，２）のような，車載搭

載モニターを確認することで技量が低くや経験が浅く

とも設計図断面図どおりの施工ができることから，丁

張り設置の手間や検測にオペレータ－が建設機械の乗

り降りをする必要がなくなる．

ブルドーザー後方発進の場合においては，ブレード

の高さを自動制御することでオペレータは後方に集中

でき，作業の安全性が確保できた．

本工事では路体盛土の品質管理方法として，試験盛

土を行うことで転圧回数を決定したＧＮＳＳを用いた

盛土の締め固め管理を採用している．

施工後に品質確認をする砂置換法やＲＩ計器を用い

た従来の管理とは異なり，リアルタイムでの締め固め

状況の把握が可能となった．

面的な管理により，転圧不足や過転圧の防止ができ，

品質向上につながった．

ただし，ブルドーザーの敷均し作業において，衛星

からの座標データを受信している通信機器でブレード

を制御しているため，従来通りのスピードで施工する

とタイムラグが生じてしまい，ブレード制御が追いつ

かず，敷均しが均一とならない事象が生じた．

④３次元出来形管理等の施工管理

起工測量で用いたＵＡＶを使用して３次元出来形管

理等の施工管理を行った．

土木工事施工管理基準および規格値（案）より路体

盛土工の出来形管理基準については，（表－２）のと

おりとなっている．

（表－２）路体・路床盛土の出来形管理基準

ＩＣＴ建設機械の施工であれば出来形管理基準値内

に収めることができるが，軟弱地盤である本工事では，

日々の沈下量を考慮する必要がある．

本工事では従来施工と同様に沈下板を設置し，動態

観測から得られたデータから算出した日々の沈下量を

基にＩＣＴ建設機械の設定を調整して施工した結果，

軟弱地盤地域でも問題なく対応ができた．

⑤３次元データの納品

３次元出来形管理等の施工管理により確認された３

次元設計データを工事完成図書として電子納品する．

３次元設計データとして，本工事では，空中写真測

量による出来形評価用データ・計測点群データ・デジ

タル写真，工事基準点および評定点データが該当した．

5. 実施結果の考察

本論文で報告した軟弱地盤地域でのＩＣＴを活用し

た盛土工事の結果から，ＩＣＴ活用の利点と課題を確

認することができた．

○ＩＣＴ活用の利点

・ＵＡＶを用いることで短時間で起工測量を行え，

現場形状の詳細なデータを得られる．

・３次元化設計データの作成により，完成形を確認

しながら施工ができる．

・丁張りの設置や丁張り確認のための乗機確認がな

くなったことで，作業効率の向上・人員の削減・

安全性の確保につながる．

・リアルタイムで締め固め状況が可能であるため，

高い精度の施工ができる．

・面的な管理によって過転圧・転圧不足の防止がで

き，従来よりも高い品質が確保できる．

・軟弱地盤地域でもＩＣＴで施工ができた．

○ＩＣＴ活用の課題

・ＵＡＶ測量では，高密度であるために草丈を拾っ

てしまうため，測量の度に除草が必要となった．

・当初の発注設計図書が３次元化されていない段階

であり，断面変化の多い盛土箇所であったため，

３次元データの作成が困難であった．

・衛星から電波を受信する通信機器の建設機械のコ

ントロールスピードとオペレータの建設機械の操

作スピードの違いがあり，均一な敷均しが出来な

かった．

6. 最後に

担い手不足が顕著である建設界においては，担い手

確保や生産性向上のためにも，ｉ－Ｃｏｎｓｔｒｕｃ

ｔｉｏｎを推進して行くことは重要である．

ＩＣＴの活用はまだ導入段階で，手探り状態である

が，今回の施工結果から，生産性向上の効果が十分に

見られた．

ＩＣＴ活用施工で得られた利点や課題を整理し，今

後のＩＣＴ活用に向けた促進に努めて行きたい．

謝辞：本論文を執筆するにあたり，ＩＣＴ土工に協力

していただきました受注者，資料提供していただ

いた高田河川国道事務所の関係者の皆様，助言を

下さいました方々に感謝申し上げます．

参考文献

1)国土交通省ＨＰ：i-Constrauction～建設現場の生産性向

上の取り組みについて～

（写真－３）盛土完成後の空撮写真