造成

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造成(ぞうせい  (Earthworks )とは、土地に対しその地盤面の形状を主にを動かす事により何かしらの目的に利用する為の行為。

Caterpillar D10 ブルドーザーでの造成

掘削の種類[編集]

大地移動装置(1922年頃)
水平平坦な建設現場。背景のロードローラー。

造成での掘削は、材料の種類によって分類することができる[1]:13.1

  • 表土掘削
  • 大地掘削
  • 岩石掘削
  • 泥掘削 - これは通常余分な水と不適切な土を含んでいる
  • 未分類掘削 - これは材料タイプの任意の組み合わせ

また掘削は目的によっても分類される[1]:13.1, 13.2

  • ストリッピング
  • 道路掘削
  • 排水構または構造物掘削
  • 橋梁掘削
  • 水路掘削
  • 足場掘削
  • 仮掘削
  • 浚渫
  • 地下掘

土木施設建設での使用[編集]

典型的な造成には、道路鉄道のベッド、ダム堤防運河、および犬走りが含まれる。 その他一般的な土工は、土地の地形を再構成したり、斜面安定させるための土地採取。

軍事使用[編集]

ドイツの人工溝と城壁 - 紀元前300年以前の先史時代

軍事工学では 、土工造成、より具体的には土壌から建設された要塞のタイプでみる。 土壌はそれほど強度はないが、莫大な量を使用することができるほど安価であり、恐ろしい構造を生み出す。古い土の要塞の例には芝生、モテとベイルの城、丘の砦が含まれる。 現代の例にはトレンチと犬走がある。

設備[編集]

重機は、相当量の材料を移動させるために通常使用される - 数百万立方メートルまで。 土木工事は、(フレズノ)スクレーパーや、ローダーダンプトラックグレーダーブルドーザーバックホー、ドラグラインの掘削機などの土木機械の開発によって革命を起こした。

大量生産計画[編集]

1907年頃に撮影されたCulebra Cut、パナマ運河建設写真のために、7,600万立方メートル以上の土砂掘削(土砂崩れによる計画で2300万立方メートルが追加された)が掘削された

技術者は、地盤工学の問題(土壌密度強度など)や、移動距離を最小限に抑えながら、カット内の土壌容積と充填物の土壌容積が一致することを確実にするため土量推定に関心を持つ必要がある。これまで、これらの計算は、 スライドルールを使用して手作業で行われ、シンプソンの法則などの方法で行われた。土工費は、運搬量x運搬距離の関数である。大量輸送計画の目的は、これらの量を決定することであり、大量輸送最適化の目標は、そのいずれかまたは両方を最小化することである。 [2]

現在は、運搬コストの最適化や運行距離の最適化(運搬コストは運行距離に比例しないため)など、コンピュータと特殊なソフトウェアを使用して実行できる。

造園修景 (Landscaping[編集]

造園では、造成はその土地の目に見える状況や特徴を変更するあらゆる活動を指す。

生態要素のような植物相動物相、または芸術工芸品のように作品化を目的とした植物を成長させる景観としての美しい環境、一般的にガーデニングと呼ばれている行為。自然の要素地形、地形形状や高低差、または流域など ; そして天候や照明条件ような抽象的な要素。

これには園芸芸術的なデザインといった専門知識から建設施工に関する土木工学的なものまでさまざまな専門知識 [3] を必要とする。

土地を理解する

土地の造成建設には、研究や観察が必要である。大地は世界中どこも同一ではない。 造園修景行為は異なる地域に応じて変化する[4]。このため、初期段階に通常は当該地域における自然について詳しい専門家の参加が推奨される。造園修景事業成功の一つには場所の理解が必須。地形土壌の質 、卓越風、濃霧の状況、原生動植物系のような異なる自然の特徴を考慮する必要があるが、ときどき土地が造園に適していない場合もあり、そのような状況下でランドスケープを実践するためには土地を再形成する必要があるが、この土地の再形成は格付けと呼ばれている[5]

斜面状態に大地を掘り削ることは掘削と呼ばれており、土壌が斜面に加えられると、それは充填と呼ばれている。格付け段階において、過剰な廃棄物埋立地の除去を伴う )を生じさせるため、 土壌と岩石を設計者が計画段階である間に考慮に入れる必要がある[6]

ツール

造園業者は、まず所望の結果を達成するために、その土地で何ができるかのラフデザインやレイアウト報告文を作成。 様々な鉛筆グラフィックスを作成する必要がある。造園分野もそれなりのプロジェクトにおいては、自然形成としてよりもブルドーザー芝刈り機、またはチェーンソーといった機械技術的方面の関心に向かっており、これらなしで始まるプロジェクトはほとんどないため、造園は自然より技術的になっている[7] [8]。 異なる領域は、植物の異なる資質がある。過剰な量の肥料は、自然景観としてみられるよう、その目的のために必要とされている。 造園事業では幾らかは、大面積への関心をよぶため、砂利と様々なサイズの岩を組み合わせ使用することが好まれている[9]

造成土工量の数量算出[編集]

土工事での土量計算には築堤などのような線状造成に用いられる「平均断面法」と面的造成土地に用いられる「点高法」(柱状法、メッシュ法)がある。

平均断面法は、縦横断面図に施工前基面及び施工基面を描き、縦横断面図より当該工事の切土及び盛土の断面積をプラニメーター等で計測し、相隣る2測点の断面積の平均断面積に、相隣る2測点の距離を乗じた算出結果の総和土量を計算するといった手法である。

平均断面法では、切土量及び盛土量を把握したい場合に特別なソフトウェアは必要なく簡単な作図で行うことができる。

相隣る2測点の横断断面積をそれぞれA1、A2・・・・Am、Anとし、その断面間の距離をそれぞれℓ1、ℓ2・・・・ℓnとすれば、体積Vは次式で求められる。

× ℓ1 + ・・・・+ × ℓn

造成工事においても、従来は平均断面法が使われていたが、近年ではコンピューター・表計算ソフト等を利用して正確で早く、経済的に計算できる点高法により行われるようになっている。

点高法による土量計算は盛土または切土しうる敷地を正方形や長方形または三角形に分割し、その交点の高さを計測し、計画高との高低差を算出し計算によって必要な土量をもとめる手法である。比較的広い区域における掘削土量(切土量)や盛土量を算定する場合に用いられる。長方形公式は通常20メートル以下の一定間隔の長方形に区分して、各隅の高さを測定し、区分された四角柱の体積を四隅が一平面上にあるようにして底面積に中心軸の高さ、つまり四隅の高さ平均値を乗じて求めて、全体の体積を求める。

各隅の高さの測定は、水準測量により各隅の標高(地盤高)を観測して、その値から切り取り面(施工計画高)の標高を差し引く方法によって得られる。

長方形の角柱が1辺の長さをそれぞれa、bとし、1個、2個、3個、4個の共有する隅の高さをそれぞれh1、h2、h3、h4とすれば、全体の体積Vは次式で表される。

(Σh1 + 2Σh2 + 3Σh3 + 4Σh4)

すなわち、abが1つの角柱の底面積であり、Σ1からΣ4はそれぞれ各隅の共通する数値の総和を示している。

このほか、等高線があって高さがわかる場合は、これを利用して土量をもとめることが出来る。この等高線法は、切り取りまたは掘削の計画面から上の土量を求める場合、まず各等高線に囲まれた面積をプラニメータなどで測定し、平均断面法などの手法で計算する。等高線に囲まれた面積毎が断面積になり、等高毎の高さが相隣る2測点の距離となる。

こうした土量の計算は、測量の分野としては応用測量に当たる。

関連項目[編集]

脚注[編集]

  1. ^ a b Frederick S. Merritt, M. Kent Loftin, Jonathan T. Ricketts, Standard Handbook for Civil Engineers, Fourth Edition, McGraw-Hill Book Company, 1995.
  2. ^ Earthworks cost optimization through mass haul planning”. www.topconplanning.com. 2015年6月7日閲覧。
  3. ^ 木村了 わかりやすい造園実務ポケットブック
  4. ^ Natural Landscaping: Designing With Native Plant Communities - John Diekelmann, Robert M. Schuster - Google Books. Books.google.co.uk. Retrieved 2013-04-10
  5. ^ Landscaping Principles and Practices - Jack Ingels - Google Books. Books.google.co.uk. 2009-01-15. Retrieved 2013-04-10
  6. ^ Landscaping - William Slack - Google Books. Books.google.co.uk. Retrieved 2013-04-10. , Taylor's Master Guide to Landscaping - Rita Buchanan - Google Books. Books.google.co.uk. Retrieved 2013-04-10
  7. ^ 造園手工具・機械及び作業法 [1](1998年版)[2](2011年版)雇用能力開発機構職業能力開発総合大学校能力開発研究センター
  8. ^ Natural Landscaping: Designing With Native Plant Communities - John Diekelmann, Robert M. Schuster - Google Books. Books.google.co.uk. Retrieved 2013-04-10
  9. ^ Sharon Cohoon and Jim McCausland. "How to Landscape Gravel - Page 2". Sunset.com. Archived from the original on March 19, 2012. Retrieved 2013-04-10.