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平均断面法の計算式を「V = (A1+A2)/2 × L」と覚えていても、実際の手順や誤差の扱いで迷うことはありませんか。この記事では、計算式の意味から複数区間の集計方法、誤差が生じるケースまでを図解つきで解説します。ページ内の計算ツールに断面積と距離を入力すれば、土量をその場で確認できます。
平均断面法は、道路・河川・堤防などの線形工事で最もよく使われる土量計算の手法です。隣り合う2断面の断面積を平均し、その区間の距離を掛けることで体積を求めます。測量データさえあれば電卓でも計算できるため、現場での検算にも重宝します。
公式は次のとおりです。
例として、A1 = 10㎡・A2 = 14㎡・L = 20m の区間であれば、V = (10+14) ÷ 2 × 20 = 240m³ になります。
平均断面法は、断面形状が区間内でなだらかに変化する工事に向いています。道路の切土・盛土、河川の掘削、堤防の築堤など、線形に沿って横断測量を行う現場であれば広く適用できます。
平均断面法を実際に使う流れを3ステップで整理します。手順を押さえれば、複数区間の集計も迷わず進められます。
横断測量で得た断面図から、各測点の断面積(A)を求めます。切土・盛土それぞれの断面積を分けて計測してください。断面積の算出には座標法(ガウスの公式)を使うのが一般的です。
隣り合う測点(例:No.1とNo.2)の断面積を V = (A1+A2) ÷ 2 × L に代入します。Lは測点間の距離(通常20mまたは25m間隔)です。各区間の体積を求めたら合計して全体土量を算出します。
| 区間 | A1(m²) | A2(m²) | L(m) | 体積(m³) |
|---|---|---|---|---|
| No.0→No.1 | 8.0 | 12.0 | 20 | 200.0 |
| No.1→No.2 | 12.0 | 18.0 | 20 | 300.0 |
| No.2→No.3 | 18.0 | 10.0 | 20 | 280.0 |
| 合計 | — | — | 60 | 780.0 |
計算ツールは平均断面法 計算ツールページをご利用ください。
平均断面法はシンプルなぶん、断面形状の変化が急な区間では誤差が生じやすくなります。注意点を把握しておくと、精度の高い土量計算ができます。
2断面間で面積の差が大きいとき、平均断面法は実際の体積より大きく計算される傾向があります。A1 = 0㎡・A2 = 20㎡のような急変区間では、理論的に正確な値を求める端断面法(prismatoid formula)のほうが適しています。目安として、A1とA2の比が2倍以上になる区間は端断面法の適用を検討してください。
| 手法 | 特徴 | 向いている場面 |
|---|---|---|
| 平均断面法 | 計算が簡単・現場でも使える | なだらかな断面変化の線形工事 |
| 端断面法(角柱体積法) | 急変断面でも精度が高い | 断面差が大きい区間 |
| 3次元モデル(点群) | 最高精度・ICT施工向け | 複雑な地形・高精度が必要な工事 |
断面積の平均値と区間距離から体積を読み取れます。
| 断面積平均(m²) | 体積(m³)L=20m | 体積(m³)L=25m |
|---|---|---|
| 5 | 100 | 125 |
| 10 | 200 | 250 |
| 15 | 300 | 375 |
| 20 | 400 | 500 |
| 30 | 600 | 750 |
| 50 | 1,000 | 1,250 |
| 100 | 2,000 | 2,500 |
断面積の差が小さい(A1/A2が1.5倍以内程度)区間は平均断面法で問題ありません。断面積が急激に変化する区間や、A1またはA2が0に近いとき(法尻・法頭付近)は端断面法を使うと精度が上がります。
各測点の断面積をA列、距離をB列に入力し、体積の列に =(A1+A2)/2*B と入力するだけで区間ごとの体積が求まります。その列をSUM関数で合計すれば全体土量が出ます。
平均断面法で求めた体積は「地山土量」です。ここに土量変化率Lを掛けると「ほぐし土量」、Cを掛けると「締固め土量」になります。切土を運搬する場合はL、盛土に転用する場合はCを使ってください。
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