ISSN 1346-7328
国総研資料 第1250号
令 和 5 年 7 月

国土技術政策総合研究所資料
TECHNICAL NOTE of
National Institute for Land and Infrastructure Management

No. 1250

July 2023

マルチビーム測深を活用した基礎捨石均しの出来形管理に関する検討

川上司・辰巳大介・小川雅史・小嶋一弘

Study on the Application of Multibeam Echo Sounding toFinished Form Management for Port Foundation Works

KAWAKAMI Tsukasa, TATSUMI Daisuke, OGAWA Masashi, KOJIMA Kazuhiro

国土交通省

国土技術政策総合研究所

National Institute for Land and Infrastructure Management
Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism, Japan

国土技術政策総合研究所資料
2023 年 7 月

No. 1250(YSK-N-482)

マルチビーム測深を活用した基礎捨石均しの出来形管理に関する検討

川上司 ＊ ・辰巳大介 ＊＊ ・小川雅史 ＊＊＊ ・小嶋一弘＊＊＊＊

要旨

国土交通省では，少子高齢化に伴う労働力不足を上回る生産性向上を目指して，全ての建設生産プ
ロセスでICT等を活用し，2025年までに建設現場の生産性を２割向上させるi-Constructionの取組を推進している．港湾分野では，2017年よりマルチビーム測深の導入が進められており，浚渫工，床掘工の出来形管理等に活用されている．一方，基礎捨石均しについては，浚渫工，床掘工よりも出来形管理の測定単位及び許容範囲が小さく，また計測対象が平面ではなく凹凸を有する形状であることから，
マルチビーム測深による出来形管理が未だ導入されていない．
本研究は，基礎捨石均しの出来形管理へマルチビーム測深を導入することを目的に，マルチビーム
測深による基礎捨石均しの出来形計測手法を提案し，別途現地試験において提案した手法の精度検証を行うものである．基礎捨石均しの天端高の出来形計測については，潮位による誤差に対応するため，標定点を設置し補正を行う．また，計測対象が凹凸を有する形状であることに対応するため，取得する測深データの標準偏差で最浅値を算定する．基礎捨石均しの天端幅・延長の出来形計測については，
出来形管理基準の計測単位である10 cm四方の平面格子による格子単位の判定を行う．
6ヶ所の施工現場で現地試験を行った結果，天端高については，提案したマルチビーム測深による計測結果が設計値に対して80 %以上の達成率となり，提案手法を用いることで出来形計測に十分な計測精度を有していることが確認できた．ただし，キャリブレーションの計測値のばらつきが他の現場より大きかった現場では達成率が80%に達しなかった．天端幅・延長については，提案した出来形計
測手法では定量的な出来形の評価が困難であった．今後，天端高の計測については，キャリブレーシ
ョンにおける計測値のばらつきと達成率の関係を整理するとともに，出来形管理要領類の作成に向けた検討を進める．天端幅・延長の出来形計測については，格子単位の判定で用いる適切な格子サイズ
等について引き続き検討を行う．

キーワード：基礎捨石均し、マルチビーム測深、出来形管理、i-Construction*港湾情報化支援センター港湾業務情報化研究室 主任研究官**港湾情報化支援センター港湾業務情報化研究室 室長***港湾・沿岸海洋研究部港湾システム研究室 主任研究官****前 港湾研究部港湾施工システム・保全研究室 交流研究員（現 若築建設株式会社）〒239-0826 横須賀市長瀬3-1-1 国土交通省国土技術政策総合研究所
電話：046-844-5019 Fax：046­842­9265
e-mail：ysk.nil-46pr@gxb.mlit.go.jpiTechnical Note of NILIM
No. 1250(YSK-N-482)

Study on the Application of Multibeam Echo Sounding toFinished Form Management for Port Foundation Works
KAWAKAMI Tsukasa ＊TATSUMI Daisuke ＊＊OGAWA Masashi ＊＊＊KOJIMA Kazuhiro ＊＊＊＊
Synopsis
In order to achieve economic growth in the context of the declining working population, the Ministry ofLand, Infrastructure, Transport and Tourism (MLIT) is promoting the “i-Construction” initiative to improve
productivity at construction sites by utilizing ICT and other technologies in all construction production
processes. In the field of port construction, multibeam echo sounding has been introduced to dredging
works for improving the productivity since 2017. On the other hand, the measurement unit and tolerance
range for the finished form management of port foundation works are more detailed than those for dredging
and floor excavation, and finished form management by multibeam echo sounding has not been introduced
yet because the target of measurement is an uneven shape.
This study proposes a method of measuring the port foundation works using multibeam echo sounding
and verifies the accuracy of the proposed method in field tests. A control point is set on the seabed to reduce
measurement errors due to tide level. Also, to accommodate the fact that the measurement target has an
uneven shape, the shallowest value is calculated by the standard deviation of the depth data to be acquired.
On the other hand, for the measurement of the width and extension of the top edge of the foundation rubble,
a grid unit of 10 cm square, which is the unit of measurement of finished form management.
Field tests at six construction sites showed that the prop osed multibeam echo sounding achieved morethan 80% of the design depth for the top of foundation works, confirming that the measurement accuracy
was sufficient. On the other hand, it was difficult to accurately evaluate the design values for the edge widthand extension using the proposed multibeam echo sounding. The accuracy of the measurement of top edgeheight will be verified by accumulating more data through field tests. In addition, it is necessary to review
the grid size used to determine the grid unit for the measurement of the top edge width and e xtension.

Key Words: Port Foundation Works, Multibeam Echo Sounding, Finished Form Management,
i-Construction＊

Senior Researcher of Port Advanced Information Technology Division , Support Center for Portand Harbor Advanced Information Technology＊＊
Head, Port Advanced Information Technology Division, Support Center for Port and Harbor
Advanced Information Technology＊＊＊
Senior Researcher of Port Systems Division, Port, Coastal and Marine Department＊＊＊＊
Ex- Visiting Researcher, Port Construction Systems and Management Division , Port and Harbor
Department (WAKACHIKU CONSTRUCTION Co., Ltd.)
National Institute for Land and Infrastructure Management, Ministry of Land, Infrastructure, Transport andTourism
3-1-1 Nagase, Yokosuka, 239-0826 Japan
Phone：+81-46-844-5019 Fax：+81-46-842-9265
e-mail：ysk.nil-46pr@gxb.mlit.go.jp

ii

July 2023

目

1. はじめに‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥

1.1 背景と目的
1.2 構成次1‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥

1‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥

2

2. マルチビーム測深における基礎捨石均しの天端高計測手法の検討‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥

2

2.1 基礎捨石均しの天端高の計測精度に関する課題 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥

2

2.2 マルチビーム測深における潮位による誤差の低減手法の検討‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥

2

2.3 基礎捨石均しの天端高の最浅値の算定手法の検討‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥

5

2.4 提案する計測手法の現地計測における達成率の検証‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥

7‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥

8‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥

8

3. 現地試験による天端高計測手法の検討
3.1 現地試験の概要

3.2 現地試験の計測結果‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥

3.3 提案した計測手法の評価

8‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 17

4. 天端幅・延長の計測手法の検討‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 19
4.1 天端幅・延長の計測手法の概要‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 19

4.2 ３次元点群データを用いた断面評価‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 20

4.3 平面格子を用いた面評価‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 22

4.4 提案した計測手法の評価‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 25

5. おわりに謝辞‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 25‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥

参考文献‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥

iii

26
26

iv

国総研資料 No.1250

1. はじめに

チビーム測深における潮位による誤差の低減及び捨石の凹凸形状から天端高の最浅値を算定する手法が必要であ

1.1

背景と目的

る．

国土交通省では，少子高齢化に伴う労働力不足を上回

なお，本均しの出来形管理基準である±5cmは経験的る生産性向上を目指して，調査・測量から設計，施工，に得られたものであり，宮田ら 4)等は均し精度とケーソ

検査，維持管理・更新までの全ての建設生産プロセスでン底版に作用する荷重の検討を行っているが，出来形管

ICT等を活用し，2025年までに建設現場の生産性を２割

理基準の変更には至っていないことから，本研究におい向上させるi-Constructionの取組を推進している．

て天端高の出来形管理基準は現行の±5cmを前提として港湾分野では，2017年度から浚渫工事を対象にマルチ検討を行う．

ビーム測深を導入し，ICT浚渫工として現場での運用を

また，マルチビーム測深による出来形管理の生産性向本格化させている．また，2021年度には床掘工にもマル上のためには，天端高以外の出来形管理項目である天端

チビーム測深を導入した出来形管理の要領類を整備する

幅・延長についての計測も必要である．前述の2018年度など，浚渫工事以外の工種へのICTの導入が進められての実証時にはマルチビーム測深による点群データから作いる．

成した断面より目視での計測について検討されているが，

浚渫工以外の工種として，基礎捨石均しの出来形計測

この手法についても要領化には至っておらず，計測手法

では施工後に潜水士が水中スタッフやスチールテープをの検討が必要である．

用いた計測が行われている．計測作業に係る生産性や安そこで，本研究では，基礎捨石均しのマルチビーム測全性の向上を目的とした基礎捨石均しへのICT導入につ深に必要となる①本均しの要求精度に対応した計測手法，

いて，2021年に起工測量をマルチビーム測深で行う「３②天端幅，延長の計測手法の検討を行い，マルチビーム

次元データを用いた港湾工事数量算出要領（基礎工編）」

測深による出来形管理手法を提案する．

1)が整備されたが，計測精度等の課題により出来形管理

なお，基礎捨石均しは潜水士による人力均しと起重機への活用には至っていない．

船から重錘を落下させて捨石を均す機械均しが現場条件

基礎捨石均しの出来形管理へのマルチビーム測深活用等に応じて使い分けられているが，機械均しについてはの課題として，マルチビーム測深時の潮位等による誤差

小嶋ら 5)により施工履歴データを活用した出来形管理のの影響や施工面に捨石の凹凸形状により天端高の計測が検討が行われていることから，本研究では人力均しを対困難なことがある．また，基礎捨石均しのうち，本均し象に検討を行う．

の施工面上にはケーソンなどの構造物が据付けられるため，ケーソン底版に過大な集中荷重が作用しないように

表-1.1 基礎捨石均しの出来形管理基準

特に高い均し精度が必要とされ，既にマルチビーム測深が活用されている浚渫工や床掘工よりも出来形管理の要求精度が高い．表-1.1に示す通り本均しの天端高の出来
形管理基準 2)では測定単位が1cm，許容範囲が±5cmとされている．既にマルチビーム測深が導入されている浚渫
工の出来形管理基準は測定単位が10cm，許容範囲が0cm以下（設計値より深いこと）であり，マルチビーム測深の計測精度は浚渫工には対応できるが，同じ計測手法を基礎捨石均しの計測に適用することは精度の観点から困難である．実際に，2018年度にマルチビーム測深による基礎捨石均しの計測の実証が行われた 3)際は，既存手法で合格した施工面におけるマルチビーム測深の達成率（計測範囲を1ｍ四方の平面格子で分割し，平面格子の計測値が出来形管理基準を満たしている割合）が人力均しで40%，機械均しで達成率60%に留まる結果となった．
基礎捨石均しをマルチビーム測深で計測するためには，計測精度を向上させる必要があるが，そのためにはマル-1-マルチビーム測深を活用した基礎捨石均しの出来形管理に関する検討
川上司・辰巳大介・小川雅史・小嶋一弘

1.2

構成

本稿の構成は次の通りである．第1章では，本検討の背景・目的について記述し，第2章では，マルチビーム測深による天端高の計測精度に関する課題について，音線追跡シミュレーション及び現地試験結果より検討を行い，天端高の出来形計測手法を提案する．第3章では第2章で提案手法に基づいて基礎捨石均しの施工現場における現地試験を実施し，マルチビーム測深による天端高の計測

図-2.1

基礎捨石均しの天端における点群取得について提案した計測手法の妥当性を検証する．第4章では，現地試験データより天端幅・延長の計測手法の検討

このため，基礎捨石均しの天端高をマルチビーム測深を行う．これらの検討結果について，第5章においてまとで計測するためには，捨石間の窪み部分を含んだ計測結めを示した．

果から最浅値を求める必要がある．

2. マルチビーム測深における基礎捨石均しの天端高計測手法の検討

2.2 マルチビーム測深における潮位による誤差の低減手

2.1

法の検討
基礎捨石均しのうち，本均し部分は天端高の出来形管基礎捨石均しの天端高の計測精度に関する課題

理基準の許容範囲が設計値±5cmと浚渫工や床掘工と比マルチビーム測深で基礎捨石均しの計測を行う場合，

べて厳しいことから，浚渫工や床掘工の計測におけるキ達成率が低くなる要因として，(1)マルチビーム測深におャリブレーションに加えて，さらに計測精度を向上させける潮位による誤差，(2)天端高の最浅値の算定が必要とる必要がある．

いう２つの課題が挙げられる．

そこで，まずは潮位による誤差の低減手法を検討する．

(1) マルチビーム測深における潮位による誤差

2.1(1)のとおり，潮位については計測時に検潮所の潮位

マルチビーム測深の計測精度に影響する要素としては，を用いた補正を行っているが，検潮所からマルチビーム

機器の艤装状況，船舶の動揺，水中音速度の変化，潮位測深の計測位置が離れている場合には検潮所と現地潮位等によるものがある．

に差が生じることが考えられる．

このうち，機器の艤装，船舶の動揺，水中音速度の変そこで，水中に水深が既知の点（標定点）を設置し，化については計測前にパッチテストや水中音速度の計測

マルチビーム測深による計測水深との差を用いることでを行うことで，計測誤差を軽減している．これらの要因

潮位による誤差を低減できるか現地試験により検討する．

によるマルチビーム測深の誤差については，適切にキャ検討は鹿児島港で建設中の係留施設において，捨石をリブレーション等を行うことで出来形管理基準の許容値投入し人力均しを行った後，ケーソン据付前に基礎捨石と比べて小さな値となり，計測精度への影響は軽微とな均しの天端に標定点を設置し，標定点を従来手法（水中る．

水準測量）及びマルチビーム測深で計測することにより一方，潮位による誤差については，計測場所近隣の検行った．なお，マルチビーム測深の計測作業は「マルチ潮所の潮位を用いて補正するのが一般的だが，検潮所とビームを用いた深浅測量マニュアル(浚渫工編)」 6)に準計測場所が離れている場合には補正に用いた検潮所潮位じて実施した．

と現地潮位の差が大きくなり，出来形計測の精度に影響

現地試験の概要を表-2.1に，設置した標定点の模式図を及ぼすことが考えられる．このため，マルチビーム測及び写真を図-2.2に示す．なお，標定点は1m四方の溶接深の精度向上のためには潮位誤差の補正が必要となる．

金網の上に脚となる5個の軽量ブロックを置き，その上に(2) 天端高の最浅値の算定

1m四方のエキスパンドメタルを敷き，平板となる15個の基礎捨石均しの天端は図-2.1に示すように捨石の形状

軽量ブロックを並べたものを用いた．

によって凹凸が生じる．従来の計測手法で基礎捨石均しの天端高を計測する際は，捨石の最も浅い部分に潜水士が計測機器を設置し天端高を取得しているが，マルチビーム測深で計測を行った場合，赤点で示すように捨石間の窪み部分まで点群データとして計測される．

-2-

国総研資料 No.1250

表-2.1

現地試験概要表-2.2

標定点の計測結果計測された水深の平均値を比較すると，水中水準測量
は8.697m，マルチビーム測深が機器Aで8.703m，機器B
で 8.736m と な り ， マ ル チ ビ ー ム 測 深 の 方 が 0.006m ～0.039m深い値であった．この水中水準測量とマルチビー
ム測深の結果の差が，検潮所と現地の間における潮位による誤差と考えられる．
また，計測された水深の標準偏差は，水中水準測量が0.020m，マルチビーム測深が機器Aで0.027m，機器Bで0.030mとなり，マルチビーム測深の方が水中水準器より
ややばらつきが大きい結果となった．
(2) 基礎捨石均しの計測結果の比較
マルチビーム測深で基礎捨石均しの施工後に計測した海底地形図を図-2.3に示す．図中の茶色の部分が設計水
深9.0mの基礎捨石均しの本均し部分である．周囲は水深10.5m～12.0mの原地盤であり，基礎捨石均しの天端面が浅く盛り上がっていることがわかる．なお，図中の白抜きとなっている部分は，既にケーソンが設置されている箇所である．

図-2.2

標定点の模式図（上）及び写真（下）マルチビーム測深器は，ビーム数が256本の機器Aと，ビーム数が1024本の機器Bの２種類を使用した．ビーム数以外の計測条件（周波数，スワス角，隣接ルートラッ

図-2.3

マルチビーム測深で計測した海底地形図

プ率，船速）は機器Aと機器Bで同一である．
(1) 標定点の計測結果の比較

マルチビーム測深の結果を評価するにあたり，既に運潜水士による水中水準測量とマルチビーム測深で標定用が行われている浚渫工の出来形管理手法 6)を準用して点を計測した結果を表-2.2に示す．標定点は1m四方の平計測値を算出した．これは，マルチビーム測深による計板であり，マルチビーム測深では機器Aで269点，機器B

測範囲を1m四方の平面格子で分割し，１つの平面格子内で649点の水深値が計測された．水中水準測量は0.5m程度

において計測データから代表値を抽出し，出来形管理にの間隔で計測を行い，平板の四隅・各辺の中点・平板の用いるものである．ここでは平面格子内の中央値，平均中心の計９点を計測した．

値，最浅値を代表値として抽出し，本均しの出来形管理
基準内となっているか確認した．なお，浚渫工では，土量計算において中央値，水深の出来形管理においては最-3-マルチビーム測深を活用した基礎捨石均しの出来形管理に関する検討
川上司・辰巳大介・小川雅史・小嶋一弘

浅値を使用することとされている．

表-2.4

標定点との計測差を反映した計測結果抽出した代表値について，計測値の精度を評価するた
めには従来の計測手法による計測結果と比較する必要があるが，天端高の計測間隔の目安は10mであり，面的な比較が難しい．このため，本検討では設計水深9.0mに対して基礎捨石均しの本均しの出来形管理基準である±
5cm以内に入っている平面格子の割合を達成率とし，施工面に対する計測精度評価の指標とした．
マルチビーム測深で計測した水深値と設計値の比較結果を表-2.3に示す．まず，マルチビーム測深で計測した
水深について，機器A，Bともに，平均値，中央値いずれの指標でも設計値より深い値を示した．機器Aでは，平均値で0.040m，中央値で0.038m深い値となり，機器Bで機器A,Bともに標定点における従来手法とマルチビー

は，平均値で0.099m，中央値で0.098m深い値となった．

ム測深の計測差で補正することで，計測値が設計値に近次に，達成率について，機器Aでは平均値で74.4%，中央い値となり，達成率も向上していることがわかる．

値で67.5%，最浅値で53.4%となり，機器Bでは平均値で機器Aの達成率は，平均値では74.4%から78.2%へ，中央値では67.5%から80.1%へ，3.8～12.6%上昇した．一方，

5.0%,中央値で5.5%，最浅値で76.0%となった．

最浅値の達成率は標定点による補正前後とも53.4%と変表-2.3

マルチビーム測深で計測した計測値及び達成率

化しなかった．
機器Bの達成率は，平均値では5.0%から48.6%へ，中央値では5.5%から40.5%へ，35.0～43.6%向上している．一方，最浅値の標定点による補正後の達成率は76.0%から
61.1%と，14.9%下がる結果となった．
これにより，平均値と中央値では標定点の計測結果で補正することにより，マルチビーム測深における潮位誤差の影響を低減し，計測精度が上昇することが確認できた．最浅値では精度が一定又は低下することとなったが，これは最浅値が点群データの最も浅い数値を採用するた
め，点群データに大きなばらつきがある場合には特異的な水深値を取得してしまい，必ずしも点群の全体的な傾向を再現していないことよるものと考えられる．

また，機器A,Bとも平均値と中央値の達成率は最浅値

ただし，標定点の値で補正することで平均値，中央値の達成率と比べて同程度の値を示した．機器Aでは平均を採用した場合の達成率は上昇したものの，上昇後の達値と中央値の達成率が最浅値の達成率より高く，機器B

成率も40.5～78.2%に留まり，標定点の計測差を反映した

では最浅値の達成率が平均値と中央値の達成率より高い

後 の 水 深 の 計 測 値 は 設 計 水 深 に 対 し 機 器 Aで 0.032 ～

結果となった．

0.034m，機器Bで0.058～0.059mより深い値となった．特(3) 標定点による潮位誤差補正効果に機器Bの達成率は標定点の計測差を反映した後も平均(2)で計測したマルチビーム測深の結果を，(1)で確認

値で48.6%,中央値で40.5%に留まる結果となった．

した標定点における従来手法とマルチビーム測深の結果この原因として，捨石の形状の影響が考えられることの差で潮位誤差を補正する．

から，計測精度を向上させるためには，捨石の天端面の語差の低減は，標定点の計測ではマルチビーム測深の最浅値を算出することが必要となる．

方が従来手法より深い値となったことから，(2)の結果を(1)の計測差分浅くすることにより行う．標定点による補正前後の計測値と達成率を表-2.4に示す．

-4-

国総研資料 No.1250

2.3

基礎捨石均しの天端高の最浅値の算定手法の検討

音線追跡シミュレーションでは，捨石は半分に切断し(1) 音線追跡シミュレーションの計算手法た楕円体で模擬する．まず，基準となる平面上に，中心2.1(2)で記載のとおり，マルチビーム測深のビームは点と隣接中心点の距離が楕円体の水平方向半径の２倍と捨石間の窪み部分まで計測するため，マルチビーム測深

なるよう楕円体中心を配置する．次に，楕円体中心からにおける平均値や中央値は，捨石の最浅値を基準とする

楕円体表面の３次元座標（平面位置と水深）を計算し，従来の出来形計測よりも深くなる傾向がある．

点群として配置する．その後，船速と発振間隔からマル

その影響を確認するため，マルチビーム測深の計測値

チビームのショット位置を算出し，ソナーから発信されと設計値の関係性を一般化するため，マルチビーム測深

たビーム（音線）が楕円体と接触する位置を計算し，当における潮位誤差や捨石ごとの形状のバラツキなどが生

該地点の水深をマルチビーム測深で計測した水深値とし7)

じない理想的な環境下における音線理論 に基づく音線て記録する．最後に，計測範囲を 1m 四方の平面格子に追跡シミュレーションを実施した．

分割し，格子ごとの水深値から中央値等の統計量を求め，

音線追跡シミュレーションは，海中を伝播する音波の設計水深との比較や図化を行う．

波動性を省略し，音波が直線として進行すると仮定した

音線追跡シミュレーションで使用したパラメータの一シミュレーションである．なお，本稿では水中音速度を

覧を表-2.5 に示す．基準となる水深は 10m,15m,20m の深さによらず一定として仮定している．

３種類を用意した．基準水深に楕円体の中心を配置する

音線追跡シミュレーションの計算手順を図-2.4に，音ため，設計水深は捨石の短半径分浅い値となる．捨石の線追跡シミュレーションで使用する３次元幾何学モデル

形状は長半径 0.45m，短半径 0.15m と仮定した．捨石のの模式図を図-2.5に示す．

比重を 2.65 とすると，１個当たり 340kg の石材に相当す
る．
表-2.5

図-2.4

音線解析シミュレーションのパラメータ

音線追跡シミュレーションの計算手順
マルチビーム測深に関するパラメータ（ビーム数，ス
ワス角，ビーム幅，発振間隔，船速，測線，ラップ率）
については，2.2 の現地試験を参考に設定した．
(3) 音線追跡シミュレーションの計算結果
音線追跡シミュレーションで算出した平均値，中央値
及び標準偏差の平均値を表 -2.6 に示す．基準水深 が10m,15m,20m のいずれの場合でも，音線追跡シミュレー
ションの結果は石材頂部の水深より 0.05m 深い値を示し

図-2.5

３次元幾何学モデルの模式図た．これは，現地試験で標定点による潮位誤差補正後も計測値が設計値より深い値を示したことと一致する．

-5-

マルチビーム測深を活用した基礎捨石均しの出来形管理に関する検討
川上司・辰巳大介・小川雅史・小嶋一弘

表-2.6

音線追跡シミュレーション結果

より深い平面格子，灰色は 10cm より浅い平面格子を示す．補正前のヒートマップでは計測範囲の半数程度が緑色の格子であり，橙色の格子は計測範囲の半分程度に留まっている．一方，標準偏差を加算したヒートマップでは，格子が全体的に橙色となっており，設計値に近い値となっていることが確認できる．
本稿における音線追跡シミュレーションは，水中音速

ここで，音線追跡シミュレーションにおける平均値，度を一定とし，捨石の大きさや配置を単純化しているた

中央値の標準偏差はそれぞれ 0.03m,0.04m となった．標め，実際の港湾における計測結果の再現は困難であるが，準偏差は計測点群の高さのばらつきに応じて変動し，捨潮位誤差等の影響を除外した計測精度の検証が可能であ石の凹凸が大きい場合には標準偏差は大きくなり，平坦

る．本検証により，中央値，平均値を標準偏差の分浅くな捨石では標準偏差は小さくなる．このことから，図-2.6

することで捨石の最浅値を算定できることが確認できたに示す通り平均値，中央値の値を標準偏差分浅くするこ

各格子の標準偏差は複雑な計算を行わずに求めることがとで，石材頂部（＝最浅値）の水深の値を算定できるこでき，本手法は簡便な算定が可能なことも利点となる．

とが考えられる．今回のシミュレーションにおける平均
値，中央値の標準偏差は，石材頂部の水深と計測値の差である 0.05m と近い値であった．

図-2.6

標準偏差の加算による捨石形状影響の低減

音線追跡シミュレーションの計算結果に標準偏差を加算した結果を表-2.7 に示す．計測値及び加算後の水深に併記した括弧内の値は達成率を示している．平均値，中央値とも標準偏差を加算することにより計測値が設計値である石材頂部の水深に近い値となり，達成率も加算前と比べて 100%に近い値にまで上昇している．
標準偏差の加算による計測値の面的な変化を確認する
ため，図-2.7 に中央値における標準偏差加算前後の計測値の水深をヒートマップとして図化したものを示す．橙色が出来形管理基準内となった平面格子を示しており，
緑色は設計値から±10cm 以内の平面格子，黒色は 10cm
表-2.7

図-2.7

音線追跡シミュレーションのヒートマップ

標準偏差を加算した場合における音線追跡シミュレーション結果

水深の平均値

水深の中央値

基準水深(m)

石材頂部の
水深(m)

計測値(m)

標準偏差を加算後(m)

計測値(m)

標準偏差を加算後(m)

10

9.85

9.90 (20.9%)9.87 (100%)

9.90 (61.5%)

9.86 (100%)

15

14.85

14.90 (27.7%)

14.87 (100%)

14.90 (59.9%)

14.86 (100%)

20

19.85

19.90 (30.4%)

19.97 (99.6%)

19.90 (56.5%)

19.86 (99.5%)-6-

国総研資料 No.1250

2.4 提案する計測手法の現地計測における達成率の検証

データ数が多かったことが考えられる．このことから，

2.2 で実施した鹿児島港における現地計測事例につい

捨石の凹凸が大きい場合やビーム数が密な場合など，捨て，2.3 で検討した標準偏差を用いた最浅値の算定を行

石の窪みの影響が大きくなる場合でも，平面格子内の標

い，実際の基礎捨石均しの達成率が向上するかどうか適準偏差が大きくなることから，標準偏差を反映させるこ

用性を検証する．

とで適切に最浅値を算出できるものと考えられる．

表-2.8 に機器 A,B の平均値，中央値それぞれの標準偏機器 A,B の計測結果について，中央値に標準偏差を反差と，標定点・標準偏差反映前後の達成率を示す．

映したケースにおける標定点補正前後の達成率をヒート

機器 A では平均値・中央値ともに各格子の水深の標準マップとして図化したものを図-2.8 に示す．橙色が出来

偏差の平均値は 0.029m となった．機器 B の各格子の水形管理基準内となった平面格子を示しており，緑色は設深の標準偏差の平均値は平均値指標で 0.033m，中央値指計値から±10cm 以内の平面格子，黒色は設計値より

標で 0.034m となり，機器 B の方が機器 A より標準偏差10cm 以上深い平面格子，灰色は設計値より 10cm 以上浅は大きくなった．

い平面格子を示す．なお，白抜きの部分は標定点や目印の設置位置のため，評価対象から除外した部分である．

表-2.8

標準偏差を加算した現地計測結果

また，青線の外側は使用した石材が異なるため，本稿では青線に囲まれた範囲のみを評価範囲としている．

標準偏差反映後の達成率は，機器 A,B の両方で平均値，中央値いずれの代表値も上昇し，機器 A では平均値の達成率が 74.4%から 92.4%，中央値では 67.5%から 92.2%に上昇した．機器 B では平均値の達成率が 5.0%から 34.6%，
中央値では 5.5%から 32.0%に上昇した．

図-2.8

標定点反映前後（中央値＋σ）のヒートマップ

さらに，標準偏差反映後の計測値を標定点の計測差で補正することで，いずれのケースでも達成率は向上し，機器 A については，標定点反映前から橙色の範囲が広機器 A では平均値，中央値ともに 95.7%となり，機器 B

く存在し，標定点を反映することでさらに橙色の範囲がでは平均値で 87.0%，中央値で 84.1%となった．特に機広くなっていることがわかる．

器 B では標準偏差・標定点反映後に達成率が大きく向上

機器 B については，標定点反映前は出来形管理基準違している．機器 B の計測結果の方が標準偏差の値が大きいの緑色の格子が橙色の格子より多く存在し，一部ではいことから，捨石の凹凸形状の影響を機器 A よりも大き基準値より 10cm 以上深い黒色の格子も存在する．しかく受けており，標準偏差・標定点を反映させることでこし，標定点を反映することで計測範囲の大部分が橙色のれらの誤差要因を低減できたものと考えられる．

格子となり，緑色の格子が減少し，黒色の格子は青線に機器 B が機器 A より標準偏差が大きく，最浅値の算定

囲まれた範囲からなくなっている．

による達成率の上昇量が大きくなった理由としては，機以上より，基礎捨石均しの施工面において，標準偏差・器 B が機器 A よりビーム幅が狭いことから捨石の窪み部

標定点を計測値に反映することで潮位誤差の補正及び捨分までビームが入り込み，捨石の窪み間の深い値の取得

石の最浅値の算定ができることが確認できた．

-7-

マルチビーム測深を活用した基礎捨石均しの出来形管理に関する検討
川上司・辰巳大介・小川雅史・小嶋一弘

3. 現地試験による天端高計測手法の検討

なお，標準偏差・標定点反映後も達成率が 80%程度であることについては，実際の基礎捨石均し面には不陸が存在し，高さが均一でないことによることが原因と考え

3.1

られる．

第2章においてマルチビーム測深による基礎捨石均しの

現地試験の概要

宮田ら 8)によると，厚さ 3.5m と 1.5m の実験マウンド

計測精度向上手法として，標定点による潮位誤差の補正において潜水士による本均し後に測定間隔 10cm で水中及び標準偏差による最浅値の算出を提案した．当該手法

スタッフによる天端高の計測を行ったところ，標準偏差が基礎捨石均しの現場で一般的に適用可能か検討するたがそれぞれ 3.7cm,3.9cm となったことが報告されている．

め，水深，使用石材の異なる現場にて現地試験を行う．

基礎捨石均しの天端面の高さの分布を正規分布とすると，現地試験を行った港湾を表-3.1に示す．いずれの港湾

天端高の平均値が設計高と同一の場合，出来形管理基準も本均しの施工範囲全体を計測対象とし，本均しの施工±5cm を満たす割合は標準偏差 3.7cm のとき 82.3%，標範囲内またはその近傍に標定点を設置した．なお，計測

準偏差 3.9cm のときは 79.9%となる．また，当該計測に手法は「マルチビームを用いた深浅測量マニュアル(浚渫おいて，マウンド表層に多数存在する捨石と捨石との間工編)」10)に準じて実施した．

にある窪みにスタッフが入り込むことから-5cm より深表-3.1

い計測値が存在することが報告されており，これはマル

現地試験実施港湾

チビーム測深時に最浅値より深い値が計測されることと一致している．
上記実験よりも測定間隔は大きくなるが，築造後のマウンドで本均し天端高の測定を行った事例として，宮田ら 4)，口田ら 9）による結果をそれぞれ事例①，事例②として表-2.9 に示す．
表-2.9 天端高の従来手法による計測結果の事例
3.2

現地試験の計測結果(1)

仙台塩釜港（石巻地区）

評価範囲をマルチビーム測深で計測した海底地形図を図-3.1で示す．赤枠の内側が本均し施工範囲であり，中心の赤く高さが変わっている部分は標定点を示している．
なお，設計水深は12.0mである．

事例①と事例②について，それぞれ天端高の高さの分
布が正規分布とすると，設計値±5cm以内となる確率は事
例①で96.7%，事例②で84.7%となる．
基礎捨石均しの天端高計測値の分布が正規分布となるかどうかは更なる検証が必要であり，また，標準偏差の大きさは，使用した捨石の規格や施工管理の精度によりばらつきが生じる．このため，マルチビーム計測における基礎捨石均しの達成率については引き続き検討の余地
図-3.1 マルチビーム測深による海底地形図（仙台塩釜港）があるものの，以降の章ではこれらの既往の計測事例に基づき，天端高の達成率が80%を超えていることを目安

標定点を従来手法（水中水準測量）とマルチビーム測としてマルチビーム測深結果の検討を行う．

深で計測した結果を表-3.2 に示す．従来手法の平均値は11.369m，マルチビーム測深の平均値は 11.352m となり，
マルチビーム測深は従来手法より 0.017m 浅い結果とな-8-国総研資料 No.1250

った．このため，天端高のマルチビーム測深結果を

施工範囲全体を対象とした達成率について平均値，中0.017m 深くすることで潮位誤差を補正する．

央値とそれぞれ標定点，標準偏差反映前後の結果を表-3.3 に示す．なお，平均値指標における水深の標準偏差

表-3.2

標定点計測結果（仙台塩釜港）の平均値は 0.047m，中央値指標の標準偏差の平均値は0.049m となった．
標定点，標準偏差反映前の達成率は平均値で 23.1%，
中央値で 27.5%となった．標準偏差のみ反映した達成率は平均値で 90.2%，中央値で 89.5%と達成率は反映前より 70%程度上昇した．一方，標定点のみ反映した達成率

表-3.3

計測結果（仙台塩釜港）

は平均値で 9.6%，中央値で 16.1%と反映前より低下した．
標準偏差，標定点とも反映した達成率は平均値で 83.4%，
中央値で 86.8%と標準偏差のみ反映した場合より低下したが，目安とした 80%を超える結果となった．
標定点を反映させることで達成率が下がった理由として，工事における出来形計測として従来手法で 20 箇所計
測した平均値は，設計値より 0.25cm 深い結果となっており，潮位誤差の補正として計測結果を 0.017m 深くしたことで出来形管理基準値外となる平面格子が増加したことが考えられる．このように，基礎捨石均しの実際の出来形の水深が設計値と異なる場合，標定点を反映させることで達成率が低下する可能性がある．ただし，その場合でも達成率が 80%を超えていれば，天端高の出来形管理
基準は満たしていると考えられる．
図-3.2 に中央値を指標とした際の達成率について，中中央水深（標定点反映前）中央水深（標定点反映後）

中央水深+σ（標定点反映前）中央水深+σ（標定点反映後）■ ：設計値-5cm未満（深）■ ：設計値±5cm■ ：設計値+5cm以上（浅）図-3.2

中央値におけるヒートマップ（仙台塩釜港）-9-

マルチビーム測深を活用した基礎捨石均しの出来形管理に関する検討
川上司・辰巳大介・小川雅史・小嶋一弘

央値のみ，標定点のみ反映，標準偏差のみ反映，標定点・施工範囲全体を対象とした達成率について平均値，中標準偏差を反映させたヒートマップを示す．標準偏差反央値とそれぞれ標定点，標準偏差反映前後の結果を表

映前は施工範囲の大部分が設計値より 5cm 以上深い黒色-3.5 に示す．なお，平均値指標の水深の標準偏差はの平面格子となっているが，標準偏差を反映することで0.029m，中央値指標の標準偏差は 0.032m となった．

黒色だった平面格子の大部分が出来形管理基準値内である橙色の格子になっていることがわかる．一方，標定点

表-3.5

計測結果（横浜港）を反映することで橙色の格子が黒色の格子となっている部分があり，標定点の反映により基準より深い格子が増えたことが示されている．
(2)

横浜港

評価範囲をマルチビーム測深で計測した海底地形図を図-3.3 で示す．黄色の枠内が本均しの施工範囲であり，設計水深は 9.6m である．なお，標定点は図-3.4 に示す
黄色丸印部分(水深 11.5m)に設置している．

標定点，標準偏差反映前の達成率は平均値で 18.1%，
中央値で 42.9%となった．標準偏差のみ反映した達成率
図-3.3

マルチビーム測深による海底地形図（横浜港）

は平均値で 87.2%，中央値で 87.3%と達成率は反映前より 45～70%程度上昇した．一方，標定点のみ反映した達成率は平均値で 0.4%，中央値で 7.9%と反映前より低下する結果となり，標準偏差，標定点とも反映した達成率は平均値で 58.5%，中央値で 59.0%と標準偏差のみ反映
した場合より低下する結果となった．
標定点を反映させた場合に達成率が目安とした 80%を下回った理由として，標定点の計測結果について検討する．図-3.5 に示す通り，本試験では高さ 0.45m の標定点を水深 11.50m の海底面に設置しているため，計算上の標
定点の頂部の水深は 11.05m となる．一方，従来手法（水図-3.4

標定点設置値

中スタッフ）による計測結果は 11.09m となり，計算値よりも 0.04m の深い結果となった．

標定点を従来手法（水中スタッフ）とマルチビーム測深で計測した結果を表-3.4 に示す．従来手法の計測結果
は 11.090m，マルチビーム測深の平均値は 11.060m とな
り，マルチビーム測深は従来手法より 0.03m 浅くなった．
表-3.4

標定点計測結果（横浜港）
図-3.5

横浜港における標定点計測結果

計算値と計測値の差の原因は確認できなかったが，天端高の出来形管理基準である±5cm に対し，計算値と計測- 10 -

国総研資料 No.1250

値の差の 4cm が達成率の低下に影響した可能性が考えら

標定点の水深を計算値とした場合，標定点のみを反映れる．ここで，標定点頂部の水深を設置水深と寸法からした達成率は平均値で 32.5%，中央値で 57.1%と反映前求めた計算値である 11.05m とした場合における達成率

より向上した．標準偏差，標定点ともに反映した達成率

を表-3.6 に示す．

は平均値で 91.7%，中央値で 88.6%となり，標定点反映
前より向上するとともに，達成率が目安とした 80%を超

表-3.6

計測結果（横浜港・計算値）

える結果となった．
図-3.6 に中央値を指標とした際の達成率について，中央値のみ，標定点のみ反映，標準偏差のみ反映，標定点・標準偏差を反映したヒートマップを示す．施工範囲右側に設計値より深い黒色の格子が生じているが，標準偏差を反映することで黒色の格子だった部分を含め施工範囲
全体が橙色の格子となった．一方，標定点を反映すると施工範囲の右側に再び黒色の格子となる部分が生じる結果となった．
図-3.7 に中央値を指標とした際の達成率について，中央値のみ，標定点（計算値）のみ反映，標準偏差のみ反映，標定点（計算値）・標準偏差を反映したヒートマッ
プを示す．図-3.6 と比較すると，標定点を反映させることにより，出来形管理基準値内を示す橙色の格子が増えていることが確認できる．

中央水深（標定点反映前）中央水深（標定点反映後）

中央水深+σ（標定点反映前）中央水深+σ（標定点反映後）■ ：設計値-5cm未満（深）■ ：設計値±5cm■ ：設計値+5cm以上（浅）図-3.6

中央値におけるヒートマップ（横浜港）（標定点：計測値）- 11 -

マルチビーム測深を活用した基礎捨石均しの出来形管理に関する検討
川上司・辰巳大介・小川雅史・小嶋一弘

中央水深（標定点反映前）中央水深（標定点反映後）

中央水深+σ（標定点反映前）中央水深+σ（標定点反映後）■ ：設計値-5cm未満（深）■ ：設計値±5cm■ ：設計値+5cm以上（浅）

図-3.7

(3)

中央値におけるヒートマップ（横浜港）（標定点：計算値）

石垣港

は 5.320m，マルチビーム測深の平均値は 5.325m となり，評価範囲をマルチビーム測深で計測した海底地形図を

マルチビーム測深は従来手法より 0.005m 深い結果とな

図-3.8で示す．赤枠の内側が本均し施工範囲であり，中った．

心付近で高さが変わっている部分は標定点を示している．

表-3.7

標定点計測結果（石垣港）

なお，設計水深は5.8mである．

施工範囲全体を対象とした達成率について平均値，中央値とそれぞれ標定点，標準偏差反映前後の結果を表-3.8 に示す．なお，平均値指標，中央値指標ともに水深の標準偏差は 0.027m となった．
標定点，標準偏差反映前の達成率は平均値，中央値ともに 0.1%となった．標準偏差のみ反映した達成率は平均値で 0.2%，中央値で 0.3%と反映前とほぼ同じ値となった．標定点のみ反映した達成率は平均値，中央値ともに0.1%と反映前と同じ値となった．標準偏差，標定点とも
図-3.8

マルチビーム測深による海底地形図（石垣港）

反映した達成率は平均値で 0.3%，中央値で 0.4%と標準偏差，標定点の反映に関わらず全てのケースで達成率が標定点を従来手法（水中水準測量）とマルチビーム測

1%を下回る結果となった．

深で計測した結果を表-3.7 に示す．従来手法の計測結果- 12 -

国総研資料 No.1250

表-3.8

計測結果（石垣港）

ここで，標定点の頂部の水深を計算値である 5.22m とした場合における達成率を表-3.9 に示す．
表-3.9

計測結果（石垣港・計算値）

標準偏差，標定点反映後も達成率が 1%を下回ったことについて，(2)横浜港における検討と同様に標定点の寸法から理論上の標定点の頂部の水深を求めると，設置水深が 5.8m，標定点の高さが 0.58m のため，計算上の頂部の

この時，マルチビーム測深は標定点の計算値より

水深は 5.22m となる．一方，従来手法による計測結果は0.105m 深い結果となっている．標定点のみ反映した達成

5.32m であり，0.10m の差異が生じている．

率は平均値で 20.1%，中央値で 21.1%となり，標準偏差，

中央水深（標定点反映前）中央水深（標定点反映後）

中央水深+σ（標定点反映前）中央水深+σ（標定点反映後）■ ：設計値-5cm未満（深）■ ：設計値±5cm■ ：設計値+5cm以上（浅）図-3.9

中央値におけるヒートマップ（石垣港）（標定点：計測値）- 13 -

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中央水深（標定点反映前）中央水深（標定点反映後）

中央水深+σ（標定点反映前）中央水深+σ（標定点反映後）■ ：設計値-5cm未満（深）■ ：設計値±5cm■ ：設計値+5cm以上（浅）図-3.10

中央値におけるヒートマップ（石垣港）（標定点：計算値）

標定点とも反映した達成率は平均値で 84.1%，中央値で測誤差が生じたことが考えられるが，工程都合等により84.7%と，標定点の計測値で補正した場合よりも 80%以

標定点の再計測を行えなかったため，実際に計測差が生上が向上する結果となった．

じていたかを確認することはできなかった．

図-3.9 に中央値を指標とした際の達成率について，中

(4)

指宿港

央値のみ，標定点（計測値）のみ反映，標準偏差のみ反評価範囲をマルチビーム測深で計測した海底地形図を映，標定点（計測値）・標準偏差を反映させたヒートマ

図-3.11で示す．赤枠の内側が本均し施工範囲であり，施ップを示す．いずれのケースでも達成率が 1%未満であり，工範囲左上部分に隣接した黄色い部分は標定点である．

施工範囲の大半が設計値よりも 5cm 以上深いという結果

なお，設計水深は0.0mである．

となった．
図-3.10 に中央値を指標とした際の達成率について，中央値のみ，標定点（計算値）のみ反映，標準偏差のみ反映，標定点（計算値）・標準偏差を反映したヒートマ
ップを示す．標準偏差の反映前後とも標定点を反映させることで出来形管理基準値内となる橙色の格子数が増加
し，標準偏差，標定点の両方を反映した場合は計測範囲の大部分が橙色の格子となることがわかる．
石垣港の計測結果について，工事における従来手法での出来形検査では施工面は出来形管理基準値内となって

図-3.11

マルチビーム測深による海底地形図（指宿港）

おり，標定点（計算値）を用いた計測結果の方が施工面を適切に計測できているものと考えられる．このため，標定点を従来手法（水中水準測量）とマルチビーム測標定点の従来手法による計測において何らかの要因で計深で計測した結果を表-3.10 に示す．従来手法の計測結- 14 -

国総研資料 No.1250

果は-0.200m，マルチビーム測深の平均値は-0.076m とな

施工範囲全体を対象とした達成率について平均値，中り，マルチビーム測深は従来手法より 0.124m 深い結果と央値とそれぞれ標定点，標準偏差反映前後の結果を表なった．

-3.11 に示す．なお，平均指標の水深の標準偏差は 0.040m，
中央値指標の水深の標準偏差は 0.042m となった．
表-3.10

標定点計測結果（指宿港）

標定点，標準偏差反映前の達成率は平均値で 8.8%，中央値で 20.0%となった．標準偏差のみ反映した達成率は平均値で 37.6%，中央値で 41.9%と達成率は 20～30%程度上昇した．標定点のみ反映した達成率は平均値で68.8%，中央値で 67.1%と 45～60%程度上昇した．一方，標準偏差，標定点とも反映した達成率は平均値で 38.8%，

表-3.11

計測結果（指宿港）

中央値で 36.5%と標準偏差のみ反映した場合とほぼ同等の結果となった．
図-3.12 に中央値を指標とした際の達成率について，中央値のみ，標定点のみ反映，標準偏差のみ反映，標定点・標準偏差を反映したヒートマップを示す．標定点又は標準偏差のいずれかを反映した場合には出来形管理基
準値内となる橙色の平面格子が増えているが，標定点，標準偏差の両方を反映した場合，計測範囲の半分以上が設計値より 5cm 以上浅いことを示す灰色となった．
達成率が最大でも 70%弱に留まった原因として，艤
装・テストによる影響が考えられる．現地試験に当たっては「マルチビームを用いた深浅測量マニュアル(浚渫工

中央水深（標定点反映前）中央水深（標定点反映後）

中央水深+σ（標定点反映前）中央水深+σ（標定点反映後）■ ：設計値-5cm未満（深）■ ：設計値±5cm■ ：設計値+5cm以上（浅）図-3.12

中央値におけるヒートマップ（指宿港）- 15 -

マルチビーム測深を活用した基礎捨石均しの出来形管理に関する検討
川上司・辰巳大介・小川雅史・小嶋一弘

編)（令和４年４月改訂版）」10)に準じて艤装・テストを行っており，測量船に艤装したマルチビームソナーの喫水の深さはバーチェックにより確認している．バーチェ
ックは，測量船から垂下させたバーチェック板（反射物）
をマルチビームソナーで 3 回計測し，垂下長から平均値を引くことで喫水値を求める手法である．今回現地試験を行った港湾のバーチェック結果を表-3.12 に示す．指宿港以外の港湾では 3 回のバーチェックの最大値と最小値の差が 1～2cm だったのに対し，指宿港では 6cm の差が生じていた．このため，平均値から算出したマルチビームソナーの喫水長と艤装された実際の喫水長との差が

図-3.13

マルチビーム測深による海底地形図（高知港）

他の３港に比べると大きく生じていた可能性が考えられる．なお，石垣港についてはバーチェックの結果が取得

標定点を従来手法（水中水準測量）とマルチビーム測できなかったため，同表には記載していない．

深で計測した結果を表-3.13 に示す．従来手法の計測結

マルチビームを用いた深浅測量マニュアル（浚渫工

果は 13.99m，マルチビーム測深の平均値は 14.06m とな編）ではバーチェックの計測について，計測差のばらつり，マルチビーム測深は従来手法より 0.066m 深い結果ときの許容値は規定されていない．一方，基礎捨石均しのなった．

出来形管理基準は本均しの天端高の測定単位が 1cm であ

施工範囲全体を対象とした達成率について平均値，中り，許容値も±5cm と浚渫工より許容範囲が小さくなっ

央値とそれぞれ標定点，標準偏差反映前後の結果を表ていることから，マルチビーム測深で基礎捨石均しの計-3.14 に示す．なお，平均値指標，中央値指標ともに水測を行う際は，バーチェック時の計測値のばらつきが大深の標準偏差は 0.033m となった．

きいときは計測回数を増やして異常値を除外するなど，他工種よりも留意して行うことが望ましいと考えられる．

表-3.13

標定点計測結果（高知港）

バーチェック時の計測値のばらつきの許容値については，
天端高の施工状況も影響することから，引き続き現地計測事例等を踏まえた検討が必要である．
表-3.12

バーチェックにおけるマルチビーム計測値
表-3.14(5)高知港

評価範囲をマルチビーム測深で計測した海底地形図を図-3.13で示す．赤枠の内側が本均し施工範囲であり，施工範囲中心付近の高さの異なる赤い部分が標定点である．
なお，設計水深は14.2mである．

- 16 -

計測結果（高知港）

国総研資料 No.1250

中央水深（標定点反映前）中央水深（標定点反映後）

中央水深+σ（標定点反映前）中央水深+σ（標定点反映後）■ ：設計値-5cm未満（深）■ ：設計値±5cm■ ：設計値+5cm以上（浅）図-3.14

中央値におけるヒートマップ（高知港）

標定点，標準偏差反映前の達成率は平均値で 2.9%，中は，従来方式では 24 人日だったのに対し，マルチビーム

央値で 2.4%となった．標準偏差のみ反映した達成率は平測深の場合は 3.5 人日と大幅な効率化が図られた．ただ

均値で 37.4%，中央値で 40.8%と 35%程度上昇した．標し，計測に要する作業量は水深や計測範囲によって変動

定点のみ反映した達成率は平均値で 69.8%，中央値でが生じるため，効率化の定量的な評価を行うためには引70.6%と 67%程度上昇した．標準偏差，標定点とも反映

き続き事例の収集が必要である．また，計測作業後の帳した達成率は平均値で 87.6%，中央値で 85.9%となり，

票類整理・報告書作成に要する作業量については従来手

標準偏差のみ，標定点のみ反映した上昇する結果となっ

法では 3 人日，マルチビーム測深では 14 人日とマルチた．

ビーム測深結果のノイズ処理作業等のために従来手法よ図-3.14 に中央値を指標とした際の達成率について，

りも時間を要しており，出来形管理全体での効率化には

中央値のみ，標定点のみ反映，標準偏差のみ反映，標定

計測結果処理の効率化が必要である．

点・標準偏差を反映させたヒートマップを示す．標定点・標準偏差の反映前は施工範囲の大部分が設計値より 5cm

3.3

提案した計測手法の評価

以上深い黒色の平面格子となっているが，標定点，標準現地試験の結果について，2.4で検討した鹿児島港の結偏差を反映後はそれぞれ出来形管理基準値内となる橙色

果を含めて整理した達成率を表-3.15に示す．また，平均の平面格子が増加し，標定点・標準偏差の両方を反映し値，中央値を指標とした達成率のグラフをそれぞれ図たときは範囲内の大部分が橙色の平面格子となっている-3.15,図-3.16に示す．なお，鹿児島A,Bはそれぞれ計測

ことがわかる．

機器A,Bの計測結果を示している．また，横浜港（計測また，マルチビーム測深結果により基礎捨石均しの出値）及び石垣港（計測値）は標定点の頂部の水深を従来

来形管理を行うことで計測作業の効率化が見込まれるこ手法の計測結果を使用した結果，横浜港（計算値）及びとから，高知港の現地試験実施者に対し計測に要した時

石垣港（計算値）は標定点の頂部の水深を設置水深と標間のヒアリングを行った．本均しの天端高・天端幅・延定点の形状から求めた値を使用した結果を示している．

長の出来形計測の事前準備から計測作業に要した作業量

図中の破線は2.4において目安にした達成率80%のライ- 17 -

マルチビーム測深を活用した基礎捨石均しの出来形管理に関する検討
川上司・辰巳大介・小川雅史・小嶋一弘

表-3.15

マルチビーム測深結果一覧

横浜港
横浜港
石垣港
石垣港
（計測値） （計算値） （計測値） （計算値）
12.0
9.6
9.6
5.8
5.8
256～512
256
256
1,024
1,024
-0.017-0.030-0.0300.005-0.105

鹿児島港A

鹿児島港B

9.0
256
0.006

9.0
1,024
0.039

0.029

0.033

0.047

0.029

0.029

0.027

74.4
92.4

5.0
34.6

23.1
90.2

18.1
87.2

18.1
87.2

0.1
0.2

78.2

48.6

9.6

0.4

32.5

95.7

87.0

83.4

58.5

0.029

0.034

0.049

67.5
92.2

5.5
32.0

80.1
95.7

設計水深(m)ビーム数（本）標定点の計測差(m)水深の標準偏差（平均値）(m)
達成率（平均値）(%)
達成率（平均値＋σ）(%)
達成率（平均値＋標定点）(%)
達成率(平均値＋σ＋標定点)
(%)

仙台塩釜港

指宿港

高知港

0.0
1,024
-0.12414.2
256～512-0.066

0.027

0.040

0.033

0.1
0.2

8.8
37.6

2.9
37.4

0.1

20.1

68.8

69.8

91.7

0.3

84.1

38.8

87.6

0.032

0.032

0.027

0.027

0.042

0.033

27.5
89.5

42.9
87.3

42.9
87.3

0.1
0.3

0.1
0.3

20.0
41.8

2.4
40.8

40.5

16.1

7.9

57.1

0.1

21.1

67.1

70.6

84.1

86.8

69.0

88.6

0.4

84.7

36.5

85.9

Ty 0.02水深の標準偏差（中央値）(m)
達成率（中央値）(%)
達成率（中央値＋σ）(%)
達成率（中央値＋標定点）(%)
達成率(中央値＋σ＋標定点)
(%)
100.0

92.4 95.7
87.0

90.0
80.0

74.4

90.1
83.4

78.2

87.2

91.7

87.6

84.1

69.8

68.8

70.0

達成率(%)

87.2

58.5

60.0

48.6

50.0

34.6

40.0
30.0

23.1

20.0

18.1

37.4

20.1

18.1

9.6

5.0

10.0

37.6 38.8

32.5

8.8
0.4

2.9

0.10.20.10.3

0.10.2

石垣(計測値)

石垣(計算値)

0.0
鹿児島A

鹿児島B

仙台塩釜

横浜（計測値） 横浜（計算値）

平均値

図-3.15100.0

92.2 95.7

90.0

89.5
84.1

80.1

平均値＋σ

達成率(%)

高知

平均値＋σ＋標定点

マルチビーム測深結果図示（平均値指標）
86.8

87.3 88.6

87.3

80.0
70.0

平均値＋標定点

指宿

85.9

84.7

69.0

67.5

70.6

67.1
57.1

60.0

50.0

42.9

40.5

40.0

32.0

30.0

42.9

41.8

21.1

20.0

7.9

5.5

10.0

40.8

27.5
16.1

20.0

36.5

0.10.30.10.4

0.10.3

石垣(計測値)

石垣(計算値)

2.4

0.0
鹿児島A

鹿児島B

仙台塩釜
中央値

図-3.16横浜（計測値） 横浜（計算値）
中央値＋σ

中央値＋標定点

指宿

高知

中央値＋σ＋標定点

マルチビーム測深結果図示（中央値指標）

ンである．

の水深を従来手法で計測した際の影響が考えられる．こ

計測値に標準偏差と標定点の両方を反映することで，こで，標定点頂部の水深について，表-3.16に従来手法に達成率は概ね80%を超えた．横浜港，石垣港，指宿港でよる計測値，設置水深と標定点の寸法から求めた計算値，は反映後の達成率が80%に達していないが，横浜港，石マルチビーム測深による計測値を示す．横浜港，石垣港

垣港については3.2(2),(3)で検討したように標定点頂部の事例では，他の港湾より標定点頂部の計算値と計測値- 18 -

国総研資料 No.1250

表-3.16鹿児島港

標定点頂部の計測結果一覧

仙台塩釜港

横浜港

石垣港

指宿港

高知港

標定点の高さ寸法(m)

0.30

0.64

0.45

0.58

0.20

0.20

設置水深(m)

9.00

12.00

11.50

5.80

0.00

14.20

標定点の計算値(m)

8.70

11.36

11.05

5.22

-0.20

14.00

従来手法による標定点の計測値(m)

8.70

11.37

11.09

5.32

-0.20

13.99

計算値と計測値の差(m)

0.00

0.01

0.04

0.10

0.00

-0.01

機器A:8.70
機器B:8.74

11.35

11.06

5.33

-0.08

14.06

マルチビーム測深による標定点の計測値(m)表-3.17

現地試験結果のまとめ

平均値・中央値の達成率の変化
港湾名

最浅値算定

達成率
原因の検証

（＋標準偏差）

標定点＋
標準偏差

標準偏差
＋標定点

上昇

上昇

上昇

80%以上

仙台塩釜港

低下

上昇

上昇

80%以上

出来形（設計値より深め）の影響の可能性

横浜港

低下

上昇

上昇

80%以下

石垣港

変化なし

上昇

上昇

80%以下

標定点の従来手法での計測値に誤差が生じていた可能性（設
置水深と寸法による計算値を用いた場合の達成率80%以上を
達成）

指宿港

上昇

上昇

上昇

80%以下

高知港

上昇

上昇

上昇

80%以上

潮位誤差補正（＋標定点）

鹿児島港

キャリブレーション（バーチェック）における計測回ごとの計測値のばらつきが他港より大きい（３～６倍）の差が大きく，これにより標定点を反映することで達成

本稿では基礎捨石均しのうち，本均し部分を対象として率が低下したと考えられる．

検討を行ったため，本均しより施工面の凹凸が大きくな

指宿港でも達成率が80%に達していないが，これはる荒均し面での傾向を確認し，天端高の計測の指標とし3.2(4)に示した通り，基礎捨石均しにおいては浚渫工やてどちらが適当であるか引き続き検討する必要がある．

床掘工よりも留意してキャリブレーションを実施する必また本検討では精度評価の観点から達成値のみで評価要があると考えられる．今回の試験結果から，バーチェを行ったが，出来形管理への実用化にあたっては各平面

ックの計測毎のばらつきは1～2cm以内とすることが望格子の計測値と設計値の差の上限についても検討が必要

ましいが，計測毎のばらつきと達成率の関係やばらつきと考える．

の許容値については引き続き検討が必要である．

4. 天端幅・延長の計測手法の検討

以上の現地試験結果の整理を表-3.17に示す．マルチビーム測深による計測値について潮位誤差を標定点で補正4.1

するとともに，標準偏差で最浅値を算出することで，基天端幅・延長の計測手法の概要

基礎捨石均しの天端幅・延長の出来形管理基準は表

礎捨石均しの天端高の達成率が目安とした80%以上で計-1.1で示した通り，本均し，荒均しとも設計値－10cmを測可能なことが確認できた．

下回らないことと規定されている．

なお，平均値，中央値の２つの代表値で検討を行ったが，平均値と中央値の達成率に大きな違いは無く，標準

マルチビーム測深による基礎捨石均しの天端幅・延長

偏差，標定点を反映した場合の達成率の変化も同様の傾の計測手法については，国土交通省港湾局の「港湾にお向を示した．マルチビーム測深はノイズ処理作業後も特けるICT導入検討委員会点」3)において，点群からTINデ異値が残ることから，中央値を使用することで特異値のータを作成し，測線上のTINデータの断面を目視により評影響を低減できることを想定していたが，約1m×1mの大価を行う手法が検討されたが，出来形管理基準の策定に

きさの標定点でも計測点数が200点以上となり，点数が十は至っていない．

分多いことから平均値で統計処理を行った場合でもノイ

そこで，本稿ではまず第3章の現地試験のうち，標準偏ズ等による特異値の影響が小さくなったと考えらえる．

差及び標定点を反映した際の達成率が目安とした80%を- 19 -

マルチビーム測深を活用した基礎捨石均しの出来形管理に関する検討
川上司・辰巳大介・小川雅史・小嶋一弘

超えた仙台塩釜港，高知港の２港を対象として，点群データから測線上の断面を作成し，目視により天端幅・延長の出来形計測を行えるか検討する．
4.2

３次元点群データを用いた断面評価

仙台塩釜港と高知港の現地試験データについて，標定点により潮位誤差を補正したデータを用い，図-4.1に示
すように測線から5cmの範囲内の点群を直接プロットした点群断面を作成する．また，マルチビーム測深データ
からTINデータを作成し測線上の断面を抽出したTIN断面を作成し，点群断面，TIN断面それぞれにおいて天端幅・延長の設計値及び従来手法による出来形計測値と比較す
る．

図-4.1

図-4.3

点群断面と設計幅の目視比較（仙台塩釜港）

図-4.4

TIN断面と設計幅の目視比較（仙台塩釜港）

点群断面作成におけるデータ取得範囲(1) 仙台塩釜港
天端幅の検討にあたり実際の工事における出来形管理
測線に準じて測線を４本設定する．設定した測線は図-4.2に示す通りであり，いずれの測線も設計幅は23.7m
である．天端幅について既設ケーソンに近い側から順に
幅1～4とし，点群断面から作成した断面を図-4.3に，TIN
断面から作成した断面を図-4.4に示す．

点群断面，TIN断面とも測線上の大まかな形状は確認できるものの，捨石の凹凸形状の影響等により天端高の出来形管理基準±5cmを超える部分が本均しの施工範囲全体に存在し，断面の形状から目視で本均しと荒均しの境界部分を判断することはできなかった．
図-4.2

測線設定図（仙台塩釜港）- 20 -

国総研資料 No.1250(2) 高知港
実際の出来形管理測線に準じて図-4.5に示す通り測線を設定する．天端幅の測線について既設ケーソンに近い側から順に幅1～6，延長の測線について港内側から順に
延長1～3とした．なお，幅1は港内側と港外側で分かれているため，それぞれ幅1-1,幅1-2としている．点群から作成した天端幅の図-4.6，延長の断面を図-4.7に示す．

図-4.7

点群断面と延長の目視比較（高知港）

同様にTINデータから作成した天端幅の断面を図-4.8に，延長の断面を図-4.9に示す．
図-4.5

図-4.6

測線設定図（高知港）

点群断面と設計幅の目視比較（高知港）

図-4.8- 21 -

TIN断面と設計幅の目視比較（高知港）

マルチビーム測深を活用した基礎捨石均しの出来形管理に関する検討
川上司・辰巳大介・小川雅史・小嶋一弘に基づき1m×1mの平面格子を用いたが，天端幅・延長の計測に当たっては出来形管理基準における測定単位が10cmであることから，現行の出来形管理基準と同等の精度とすることを念頭に10cm×10cmの平面格子を用いて評価を行う．
(1) 仙台塩釜港
10cm×10cmで作成した平面格子について，4.2(1)で設定した測線付近で評価を行う．幅1～4の測線について開始点と終了点を平面格子で評価したヒートマップを図-4.10に示す．図中の白線が本均しの設計範囲を示し，黄色の線が設定した測線を示している．また，橙色の格子は天端高が出来形管理基準である設計値±5cm以内，黒色の格子は設計値より5cm以上深く，灰色の格子は設計値
図-4.9

TIN断面と延長の目視比較（高知港）

より5cm以上浅いことを示す．
黄色の線で示す測線上において，幅1では開始点付近で点群断面，TIN断面とも測線上の大まかな形状は確認では境界付近が設計値より深い黒色の平面格子であり，終きるものの，捨石の凹凸形状の影響等により天端高の出了点付近は橙色の平面格子となっているが，境界線の内

来形管理基準±5cmを超える部分が本均しの施工範囲全側に黒色の平面格子となっている部分も見られた．

体に存在し，断面から目視で本均しと荒均しの境界部分

幅2については開始点，終了点とも境界部分は黒色の平を確認することはできなかった．

面格子となっており，開始点の外側は浅いことを示す灰

また，根固めブロックとの境界部分である幅1-1は計測

色の平面格子，終了点の外側は橙色の平面格子が見られ結果に2m程度のばらつきが生じている．隣接する根固め

た．

ブロックは高さの寸法は2mであり，測線から幅5cm以内

幅3については，開始点付近は橙色の平面格子となっての点群を使用していることにより根固めブロックの天端いるものの，終了点付近は黒色の平面格子が続いている．

の点群が含まれていることや，既設構造物との境界であ

幅4については開始点，終了点とも橙色の平面格子となることによりノイズが生じたことが考えられ，既設構造っているが，終了点側では境界部分の内側に黒い平面格

物との境界付近の測線は断面作成が困難である．

子が見られた．

なお，幅4の港外側から10m付近でも断面が大きく盛り

幅1～4のいずれも測線上が出来形管理基準値内の平面上がっている部分があるが，これは測線に隣接する標定

格子で満たされている事例はなく，また，出来形管理基

点の高さを取得したものと考えられる．

準値外の平面格子と基準値内の平面格子が不連続に存在(1),(2)より点群及びTINデータから作成した断面を用するなど，天端幅の計測は困難な結果となった．

いて目視で天端幅・延長を定量的に評価することは困難

この理由として，10cm×10cmの平面格子とした場合，であり，従来の管理手法と同程度の精度で評価をするた

格子内の点群数が1m×1mの平面格子に比べて少なくな

めには他の手法を検討する必要がある．

ることが考えられる．幅1～4の測線端部付近の平面格子の点群密度を図-4.11に示す．赤色の格子は格子内の点数

4.3

平面格子を用いた面評価が少なく，青色の格子は格子内の点数が多いことを示す．

4.2で点群から作成した断面で評価が困難だった原因

平面格子内の点群数が3～4点程度となる平面格子が多く，として，基礎捨石均しの断面は捨石の形状により凹凸が格子内の標準偏差を用いても適切に最浅値を算定できな生じており，点群を直接使用すると端部の特定が難しい

かったものと考えられる．

ことがある．

また，当該工事では30kg～800kgの捨石が使用されていそこで，第2章で提案した天端高の計測手法と同様に点るが，捨石を比重2.4g/cm3の立方体とすると，30kgの捨群データを平面格子で分割し，格子内の標準偏差を加算

石の形状は１辺約23cm，800kgの捨石では１辺約69cmとすることで算定した最浅値により天端幅・延長を面的になる．このため，図-4.12に捨石断面を楕円形で模式的に評価することができるか検討を行う．

示す通り，10cm×10cmの平面格子では１つの捨石の一部

なお，天端高の計測時には浚渫工や床掘工の評価手法

分だけの計測結果を抽出することなり，捨石の頂部が含- 22 -

国総研資料 No.1250

幅1

開始点

幅2

開始点

幅3

開始点

幅4

開始点

幅1

終了点

幅2

終了点

幅3

終了点

幅4

終了点

■ ：設計値-5cm未満（深）■ ：設計値±5cm■ ：設計値+5cm以上（浅）図-4.1010cm×10cm 平面格子による測線端部の天端高の評価（仙台塩釜港）

幅1

開始点

幅2

開始点

幅3

開始点

幅4

開始点

幅1

終了点

幅2

終了点

幅3

終了点

幅4

終了点

図-4.11

10cm×10cm 平面格子による測線端部の取得点密度（仙台塩釜港）

まれない平面格子では出来形管理基準よりも深い値とな(2) 高知港ったことが考えられる．

幅1～6,延長1～3の測線について，開始点と終了点を平面格子で評価したヒートマップを図-4.13に示す．白線が本均しの設計範囲，黄色の線が設定した測線を示している．なお，図中の白色の範囲は既設ケーソンが設置されており点群を取得できなかった部分である．
高知港の事例では幅，延長共に測線端部付近は黒色の格子となっており，広い範囲で出来形管理基準より深い

図-4.12 10cm平面格子に対する捨石の大きさ値となっていた．

- 23 -

マルチビーム測深を活用した基礎捨石均しの出来形管理に関する検討
川上司・辰巳大介・小川雅史・小嶋一弘

測線端部付近の取得点密度を図-4.14に示す．10cm×状は１辺約44cm，500kgの捨石は１辺約59cmとなる．こ10cmの平面格子内の点数が3点未満である赤色から橙色のため，10cm×10cmの平面格子では１つの捨石の一部分の範囲の格子が多く，仙台塩釜港の事例よりも取得点密だけの計測結果を抽出することなり，捨石形状の影響等

度が疎になっていることがわかる．

により出来形管理基準値よりも深い値となったものと考当該工事では200kg～500kgの捨石が使用されているが，えられる．

捨石を比重2.4g/cm3の立方体とすると，200kgの捨石の形

幅1-2 開始終了
幅2 終了
延長1 開始

幅3 終了
幅4 終了

幅5 終了
幅6 終了
延長1 開始

延長2 終了幅1-1 開始終了
幅2 開始
延長3 開始

幅3 開始
幅4 開始

幅5 開始
幅6 開始
延長3 終了延長2 開始図-4.13■ ：設計値-5cm未満（深）■ ：設計値±5cm■ ：設計値+5cm以上（浅）10cm×10cm 平面格子による測線端部の天端高の評価（高知港）

幅1-2 開始終了
幅2 終了
延長1 開始

幅3 終了
幅4 終了

幅5 終了
幅6 終了
延長1 開始

延長2 終了幅1-1 開始終了
幅2 開始
延長3 開始

幅3 開始
幅4 開始

幅5 開始
幅6 開始
延長3 終了延長2 開始図-4.1410cm×10cm 平面格子による測線端部の取得点密度（高知港）- 24 -

国総研資料 No.1250

4.4

5. おわりに提案した計測手法の評価

マルチビーム測深で得られた３次元点群データを用いた断面評価，10cm×10cmの平面格子を用いた面評価によ

本資料では，基礎捨石均しを対象にマルチビーム測深る天端幅・延長の計測を実施したが，いずれも天端幅・を活用した出来形管理について，現地試験結果等を基に延長の定量的な計測は困難という結果となった．

検討を行った．

点群及びTINデータを用いた断面評価では，作成した

天端高の検討結果を表-5.1 に示す．計測精度向上手法

断面が捨石形状の影響により天端高の出来形管理基準±として，潮位誤差の補正及び標準偏差による最浅値の算5cmを超えて変化するため，本均し面の端部を特定する出について，現地試験及び音線追跡シミュレーションのことができなかった．

結果から効果を確認し，提案手法の現場適用性を現地試

10cm×10cmの平面格子を用いた面評価では，測線端部

験により確認を行った．計測精度向上について，潮位誤付近の平面格子が出来形管理基準よりも深い値となり，差については標定点における従来手法とマルチビーム測

天端幅・延長の長さを定量的に評価することができなか深による水深を比較することで補正可能であり，最浅値った．この原因としては平面格子が捨石よりも小さいサについては平面格子内の標準偏差を用いることで算出で

イズとなり，捨石頂部を含まない平面格子が生じたこときることが確認できた．現地試験で提案手法の適用性をが考えられる．

検討した結果，基礎捨石均しの本均し面の天端高の出来

上記課題を解決するためには，捨石の大きさに応じて

形管理基準±5cm に対し，マルチビーム測深結果の達成

平面格子の大きさを変えて面評価を行うことや，天端高率 80%以上となることが確認できた．ただし，キャリブの評価と同様に達成率を踏まえた評価を行うことが考えレーション（バーチェック）における計測値のばらつきられる．一方で天端幅・延長の測定間隔は10cmであるこが 6cm 生じた事例では達成率が 80%に達しなかった．今とから，平面格子のサイズを大きくした場合や達成率に回の試験結果からは 1～2cm のばらつき内でキャリブレ

より許容値に幅を持たせた場合でも，現行の出来形管理ーションを行うことが望ましいと考えられるが，ばらつ基準と同等の計測精度で評価することが可能かどうか引きと達成率の関係及びばらつきの許容値については引きき続き検討が必要である．

続き確認が必要である．
天端幅・延長の検討結果を表-5.2 に示す．点群データから断面を作成し目視により確認する手法を検討したが，境界の判定が困難だった．このため，出来形管理基準の
表-5.1

手法の概要

潮位誤差の
補正

最浅値の
算出

達成率の
確認
(目安:80%)

計測面に1m×1m程度の標定点を設置し、従来手法とマルチビームの計測差を潮位誤差として補正に用いる。

天端高計測手法の検討結果

検証結果

原因と対応

現地実証を行った６港湾中３港 ・従来手法による標定点の計測
湾では達成率が補正前より低下、 値に誤差が生じた可能性
または同一という結果となった。 →従来手法による計測に留意
・出来形が全体的に設計値よりも深め（又は浅め）であり、計測値の潮位誤差を補正すること
で設計値との差が大きくなった。
→対応不要

１ｍ平面格子の標準偏差を中央 現地実証を行った６港湾全てで値・平均値から最浅値までの差 達成率が上昇した。
分の目安として加算することで、最浅値を算出する。

標準偏差を用いることで最浅値が算出できた

潮位誤差の補正＋最浅値の算出を行った平面格子の達成率を目
安の80%と比較。

キャリブレーション（バーチェック）作業の計測値のばらつきが大きく、実際の計測精度に影響が生じた可能性→キャリブレーション精度の留意が必要（実証では１～２ｃｍのばらつきであれば達成率への影響は見られなかった）

現地実証を行った６港湾中３港
湾で達成率が80%以下の結果となった。
うち１港湾は潮位誤差補正、最浅値算出ではそれぞれ達成率が上昇したものの達成率が80%以下だった。

- 25 -

マルチビーム測深を活用した基礎捨石均しの出来形管理に関する検討
川上司・辰巳大介・小川雅史・小嶋一弘

表-5.2

天端幅計測手法の検討結果

評価手法の概要

断面評価

面評価

評価結果

原因と対応

①測線から5cmの範囲内の点群
天端幅・延長の端部を明確に特を使用して作成した点群断面、 定できなかった。
②点群からTINデータを作成し、測線で取得したTIN断面を目視で評価

捨石の凹凸によりどこまでを端部とするか判断が困難→面評価を試行

10cm四方の平面格子で点群を分割し、標準偏差で最浅値を算出
し、天端高の管理基準を満たした平面格子により面的に評価。

①10cm平面格子では格子内の点群が少なく、標準偏差による最浅値の算定が不十分だった②捨石の大きさが10cmより大き
いため、最浅値を含まない格子
では深い値となった→適切な格子サイズの検討が必
要

1m×1m平面格子と比べ基準値内となる格子数が少なく、全体的に基準値より深い結果となった。

測定単位に基づき 10cm の平面格子による面管理が可能の施工履歴データを活用した基礎捨石均し出来形管かを検討した．面管理の場合についても格子サイズが理の効率化に関する検討，国土技術政策総合研究所

10cm では捨石の形状をとらえきれず，明確な境界が確

資料，No.1240，2023.

認できなかった．

6)

国土交通省：マルチビームを用いた深浅測量マニュ

天端高については概ね提案する計測手法の効果が確認

アル（浚渫工編）（令和３年４月改訂版），2021，

できたことから，キャリブレーションと達成率の関係を＜https://www.mlit.go.jp/kowan/content/001475801.pd

整理するとともに出来形管理要領類の作成に向けた検討f＞，（最終閲覧日 2023.5.31）．

を進める．天端幅・延長について出来形管理に適切な格

7)

子サイズ等について出来形管理要領類作成に向けた検討

海洋音響学会：海洋音響の基礎と応用，pp.77-79，
成山堂書店，2004.

8) 宮田正史，森屋陽一，長尾毅，菅野高弘：均し精度を引き続き行う．
なお，本資料は，既投稿論文 11)に基づいて加筆・補足

がケーソン底版断面力に及ぼす影響について～そのして作成したものである．

２～，国土技術政策総合研究所資料，No.93，2003.
9)

謝辞

口田登，辻垣武彦，森田博史：捨石による基礎マウ
ンドの形状および力学特性に関する考察，港湾技術

本資料をとりまとめるにあたり，現地試験の実施のた研究所報告，Vol.30，No.1，347p.，1991.

め国土交通省港湾局及び関係する各地方整備局等にご協

10) 国土交通省：マルチビームを用いた深浅測量マニュ

力いただいた．ここに記し，深く感謝の意を表する．

アル（浚渫工編）（令和４年４月改訂版），2022，＜https://www.mlit.go.jp/kowan/content/001475803.pd

参考文献
1)

2)

f＞，（最終閲覧日 2023.5.31）

国土交通省：３次元データを用いた港湾工事数量算

11) 辰巳大介，小川雅史，川上司：基礎捨石工の出来形

出要領(基礎工編)(令和３年４月版)，2021，（最終計測を対象としたマルチビーム測深の適用性に関

閲覧日 2023.5.31）．

する研究，土木学会論文集 F4（建設マネジメント），

国土交通省：港湾工事共通仕様書（令和 5 年 3 月），

78 巻，2 号，2022

2023，pp3-37～3-38．
3) 国土交通省：第７回港湾における ICT 導入検討委員
会，2019，＜https://www.mlit.go.jp/common/00127
4017.pdf＞，（最終閲覧日 2023.5.31）．
4) 宮田正史，菅野高弘，長尾毅，篠原勝次，近藤隆道：
均し精度がケーソン底版断面力に及ぼす影響，港湾
技研資料，Vol.945，49p.，1999.
5) 小嶋一弘，辰巳大介，川上司， 小川雅史：機械均し- 26 -

国土技術政策総合研究所資料
TECHNICAL NOTE of N I L I M
No. 1250
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July 2023©国土技術政策総合研究所

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No.1250

マルチビーム測深を活用した基礎捨石均しの出来形管理に関する検討

July 2023