全地連「技術フォーラム 2024」新潟【9【CO06】

3 次元地盤モデル（サーフェスモデル）の作成事例
株式会社キタック

1. はじめに〇菅原渉平，池田真彦，吉田怜央，金岡民善

3. 当該地の地形・地質概要

現在，国土交通省では建設現場の生産性向上に向けて，CIM （ ConstructionInformation

当該地は，第四紀の氾濫原堆積物や扇状地堆積物からModeling ） や i-構成され，これらの堆積物はいずれも未固結の砂礫層をConstruction の活用に関する事業や利活用の試みが実主体としている．3次元データ化するにあたっては，面的施されており，地質調査全般においては，地盤情報の 3な土質分布の把握が重要であることから，空中写真「1948次元化に取り組んでいる．本論では，計画されている高年11月22日／米軍撮影」1)を用いた立体視による地形判

速自動車道のジャンクションにおいて，広域な氾濫平野読を行った（図-3）．調査地は規模の大小異なる自然堤防における既存ボーリングデータを用いて，3 次元地質解や微高地，旧河道が多くみられ，計画道路に対して一部析システムにより作成した 3 次元地盤モデル（サーフェ旧河道が横断する箇所が確認された．

スモデル）について（図-1，図-2），モデル作成方法や今後の利活用方法等の事例を報告する．
ジャンクション

地形モデル

図-1 3次元地盤モデル（統合モデル）
図-3 空中写真判読結果

ジャンクション

当該地の地層区分は，表層の盛土（B），完新世の氾濫地形モデル

原堆積物（Ac，Ag），更新世の段丘堆積物（Dg）に分類される（図-4）．Ac と Ag 層は粘性土と砂礫の互層状を成し，ランプ橋台

Dg1は N 値50以上の砂礫を主体とする．

支持層サーフェスモデル

ボーリングモデル（推定・解釈モデル）

図-2 作成した各モデル

B:道路盛土
Ag:砂礫

Ac:粘性土

2. 3次元地盤モデルの概要（1） 目的3次元地盤モデルの作成は，原地盤の地質・地層を可視

Dg:砂礫化し，その特徴を的確にとらえることで後工程である設計，施工における施工計画立案や橋脚の支持層確認，軟弱地盤の確認，維持管理段階での点検，補修等を効率的に行うことを目的とした．
（2） 作成範囲
モデル範囲の道路総延長は1.7㎞である．
（3） 作成したモデル

図-4 既往の想定地質断面図

4. 3次元地盤モデルの作成方法
モデル作成の手順としては，地質断面図と各種ボーリングデータを用いて地層面を可視化する「3次元データ化」と，3次元地盤モデル（サーフェスモデル）を作成する「3次元地質解析」のフェーズに大別される．

サーフェスモデルは①沖積粘性土層（Ac1）下端面，②モデル作成のフローチャートを次頁の図-5に示す．本

洪積砂礫層（Dg1）上端面，③支持層面（橋梁と函渠類の節では，3次元地質解析におけるモデルの品質確保のため2種類）の3つ，ボーリングモデル（推定・解釈モデル）の「データクロスチェック」と，モデル作成のための「地は品質チェック（信頼度評価）を行った29本を作成した．

質対比」について記述する．

全地連「技術フォーラム 2024」新潟
各フェーズ

START

（2） 地質対比

実施計画書の作成（BIM/CIM関連基準・要領等に基づく）

地質対比は，モデル作成のために地質調査データの同計画フェーズ
モデリング計画

3次元データ化フェーズ

じ条件（同一時代，同じ地質体，類似物性値等）の境界資料収集・整理と3次元データ化

資料収集・整理
No

モデル照査
Yes
データクロスチェック

・既往地質断面の整合性確認を判別し，境界データとしてグルーピングする作業であ

地質モデル構築に十分なデータか？

る（図-7）．地質境界線を網目状に定義していくが，モデ・モデル作成への適用可否検討

ルの精度向上のため，現地踏査及び空中写真判読によっ地質対比て整理した地形分類をもとに，面的な地層の広がりを確・解析前のモデル組み立て（地層境界面、支持層面など）
３次元地質解析補間用データ作成

フェーズ

認した上で，関連性の高いボーリング点間を連結した．

空間補完処理拡大図

地質モデル構築
No

妥当なモデルか？

氾濫低地

Yes
成果品作成

成果品作成
フェーズ

旧河道
モデル照査

実施報告書の作成（BIM/CIM関連基準・要領等に基づく）…各ボーリングモデルに境界面標高で接続

旧河道

END

旧河道

図-5 3次元モデル作成フローチャート（1） データクロスチェック

赤直線：地質構造的に関連性が高いことを示す

5mDEMの地形サーフェスに空中写真判読結果の画像を重ねたもの

既往成果の整合性はモデルの品質に直結する．地質縦氾濫
低地

断図を作成する場合，必ずしも断面線上でボーリングが実施されていないため，近傍のボーリング結果を法線方

図-7 地質対比による各ボーリング間の連結状況

5. 今後の利活用方法の提案

向に投影して作図している場合がある．
3次元地質解析では最も信頼できるボーリング位置の標高を制御点としてあらゆるフェーズ（調査，設計，施工，維持管理）に面を作成し，間の空間は補間アルゴリズムにより補間しおける3次元地盤モデルの今後の利活用方法について提た．この違いから，サーフェスの標高と地質縦断図に投案した．本節では，維持管理フェーズについて記載する．

影された標高を比較すると齟齬が生じる（図-6）．以上の例えば道路盛土の崩壊が生じた際には，崩壊箇所をビュ検討により，各地質断面図を構成する地層境界面はいずーアーソフトにより速やかに任意の断面で切り出すこと

れも3次元地質解析を行うための直接的な材料としてはができるため，視覚的に地層構成等を確認することがで不適合と判断し，サーフェスモデル作成はボーリングデきる（図-8-①）．また CAD ソフトを用いることで断面図ータを基準とした．
このようなクロスチェックによって，の CAD 化が可能であり（図-8-②），災害復旧時に活用でモデルの品質確保を図った．

きる資料を迅速に提供可能と考える．

6. まとめ
既往成果品の整合性，ボーリングデータの信頼性等がモデルの品質に影響することを理解して，3次元地盤モデ

標高差
齟齬ルを作成することが重要である．面的な広がりや複雑な地下構造を3次元的に表現することによって，適切な調査計画や追加調査の検討，基礎の根入れ確認，将来的な施工計画や ICT 施工に寄与するものと考える．

：地質断面図（投影の標高）と、ボーリングデータの位置を基準として作成したサーフェスモデ
ルで、地層面高さの齟齬が生じる
サーフェスモデルが正しい位置《引用・参考文献》
1) 地図・空中写真閲覧サービス：1948/11/2，米軍撮影
写真（に加筆），https://mapps.gsi.go.jp/．(最終閲

図-6 投影された標高とサーフェスモデルの齟齬覧日：2023.10.5.)
参考例）LandXMLのサーフェスモデルから、CAD

ランプ橋台

ソフトを用いてCAD断面を抽出することが可能

切り出す断面線
LandXMLのサーフェスモデル

高速自動車道

3次元地盤モデルから、ランプ橋台

ビューアーソフトを用いることで速やかに任意の断面を切り出すことができる。

切り出した断面線

Ac1層
Dg1層

橋梁支持層
① 3次元地盤モデル（ビューアーソフト）から切り出した断面② CADソフトを用いた断面図のCAD化

図-8 維持管理フェーズ「災害時の復旧対応や原因究明に資する資料の提供」の断面抽出