別紙－２
第64回(2020年度)

北海道開発技術研究発表会論文

倶知安余市道路におけるICT地盤改良工の施工について―施工履歴データを用いた出来形管理要領による工事の効率化を目指して―
小樽開発建設部 小樽道路事務所 第１工務課 ○宮川 浩幸
後藤 治樹
久保田 良司国土交通省生産性革命プロジェクトにおいて、ICTの全面的活用を実施するうえでの技術基準類を拡充しているところである。
この拡充により、新たに施工履歴データを用いた出来形管理要領（固結工（スラリー撹拌工）編）（案）が策定されたため、実施状況について報告するものである。
キーワード：生産性向上、ICT、情報化施工、地盤改良

1. はじめに
国土交通省が平成28年度より推進する生産性革命プロ
ジェクトにおいて、建設現場の生産性を令和7年度までの10年以内に2割向上させることが掲げられている。
小樽道路事務所が担当する一般国道5号倶知安余市道路（図-1）の改築事業についても、事業の効率化を図る
ために、集中的、継続的にBIM/CIMを活用し、3次元データの活用やICT等の新技術の導入を加速することとしている。
そこで、本論文ではICTの技術基準類が拡充され、新たに施工履歴データを用いた出来形管理要領（固結工（スラリー撹拌工）編）（案）が策定されたことから、当該要領に準拠した工事の実施状況について報告する。
図-1 倶知安余市道路位置図(1) 事業の概要(2) ICT活用の背景

一般国道5号倶知安余市道路は、虻田郡倶知安町から余市郡余市町までの延長39.1kmの一般国道のバイパス事業であり、交通混雑の緩和及び交通事故低減による安全性の向上、拠点空港新千歳空港から国際的観光地ニセコへの速達性向上により、観光振興による地域の活性化支援及び有珠山噴火等の災害時の代替路として寄与することを目的とした道路である。

建設現場においては、少子高齢化による担い手不足が懸念されており、働き手の減少を上回る生産性の向上等が求められている。
このため、ICTを活用した建設生産性の向上は、建設事業の幅広い分野・工種で実施する必要がある。また、建設現場では建設機械と人との接触、挟まれ、衝突といった事故が非常に多く、ICT活用による安全性向上も求められている。

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2. ICT活用工事の概要
今回報告する工事は、一般国道5号仁木町仁木北改良工事（写真-1）と一般国道5号余市町黒川南改良工事（写真-2）の2件となっている。
仁木北改良工事は施工延長74m、深層混合処理工428本（φ1600mm、改良長11.0m）である。
黒川南改良工事は施工延長76m、深層混合処理工422本（φ1600mm、改良長11.5m）であるが、そのうち、令和2
年度より国土交通省が新たにICT積算基準として追加した地盤改良の深層混合処理工をICT活用工種として採用した。

な衛星情報測位システムを利用した位置計測システムと、施工箇所の施工情報を3次元可視化が可能な３次元可視化システムにより施工を管理した。
これにより施工箇所の位置ずれ、施工（打設）忘れ、重複施工の防止が図れたと共に、改良深度、セメントス
ラリー注入量等の施工管理と出来形管理において飛躍的に向上した。

位置計測ｼｽﾃﾑ

3次元可視化ｼｽﾃﾑ

仁木北

GNSSｽﾃｱﾘﾝｸﾞｼｽﾃﾑ

3D-Vimaｼｽﾃﾑ

黒川南

GNSS位置誘導ｼｽﾃﾑ

Visios-3D

表-1 工事毎のシステム概要

写真-1 仁木北改良工事全景

写真-3 RMP-MST工法 施工全景

写真-2 黒川南改良工事全景

3. ICT地盤改良機械とシステムの概要
当該現場では、支持層までの11.0～11.5mにおける深層混合処理をRMP-MST工法（仁木北）（写真-3）、CI-CMC工法（黒川南）（写真-4）で実施した。
それぞれ変位低減型に対応した工法であり、RMP-MST
工法は特殊な撹拌翼（曲り羽根）により地盤変位を抑制するもの、CI-CMC工法は霧状スラリーによるエアリフト効果で地盤変位を抑制するものである。
数百本に及ぶ改良杭芯位置への正確なマシン誘導と出来形精度が必要となるため、改良杭芯位置の測量が不要

写真-4 CI-CMC工法 施工全景

4．導入したICTの先進性(1) 衛星測位システムを利用した位置計測システム
衛星情報測位システムを利用した「GNSSステアリングシステム」、「GNSS位置誘導システム」は、地盤改良機を計画改良位置へ高精度に誘導する位置計測システムと、施工情報の表示システムを施工管理モニター（以下タブMIYAKAWA Hiroyuki,GOTO Haruki,KUBOTA Ryoji－ 835 －レット）（写真-5）に統合した施工管理システムである。 て出来形の把握が容易となった。また、オーガモーターの電流値やセメントスラリーの流量、撹拌翼の回転数な
このシステムの最大の特長は、正確な位置情報を重機どを色分けして表示できる他、作成した3Dモデルを自運転手と施工管理者が同時に共有できることにある。こ在に回転し、多面的な施工記録の検証を行うことができの2者共有による施工管理システムにより、複数人が施るようになった。（図-1、図-2）
工状況をリアルタイムに確認することで、従来の重機運この成果品に示すように、施工前の施工計画立案や転手単独での打設管理より確実性が高くなる。
設計変更の効率化による施工計画の相互理解向上と、施このシステムにより、正確且つ迅速な施工箇所への機工後の各施工情報の可視化による施工出来形及び品質管械誘導と高い施工精度を可能にしている。特に施工位置理の高度化といった施工段階におけるCIMが実現された。
に対する偏芯量は、出来形のばらつき50%以内を満足しており高い精度を確保している。
また、タブレットでは、改良深度、セメントスラリー注入量に加え、未施工箇所の色別区分、羽切回数など様々な施工情報を表示可能である。（写真-6）この一元管理によって施工の効率化が図られている。

図-2 3次元の可視化（施工前表示）

写真-5 重機運転手用タブレット

図-3 3次元の可視化（スラリー量表示）

5．ICT技術活用の効果
写真-6 施工情報を表示するモニター(2) 3次元可視化システム
3D-ViMaシステム、Visios-3Dシステムは各種施工情報を集計・記録し、3次元可視化する技術である。
従来、紙ベースであった2次元情報だけでは施工後の出来形確認が困難であったが、この3次元可視化によっ(1) 3次元データによる施工管理の省力化
従来、深層混合処理工における施工位置の管理手法としては、事前に杭芯位置を測量し各杭芯毎に測量杭で明示（写真-7参照）していたが、地盤をかき混ぜたときに土が盛り上がり、目印ごと周辺が埋もれやすくなる。
施工中に測量杭が消失すると施工管理のため再明示が必要となるが、本工事のICTを活用した深層混合処理工
では、オペレーターが設計データを車載モニターで確認

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しながら操作することが可能となり、事前の位置出しの測量や、丁張り、消失による再明示が不要となる。
従来とICT施工での施工ポイントの位置出しに至るまでの作業フロー図（図-3）を示す。作業フロー図の通り
ICT施工の方が本施工に至るまでの現場作業が断然少ないことがわかる。また従来施工では現場で測量するまでに、現場の整地や搬入路の整備が整った状況でないと測量をできなかったが、ICT施工では現場の進捗に限らず準備を進めることができる。これらの従来施工による作業が一切無くなることで、現場技術員の負担が軽減され、毎日の時間的余裕が生まれ、残業時間の抑制や週休２日工事達成の利点が生まれた。
従来施工

設計図面による杭芯の座標データの抽出（内業）

測量による現地に施工基準点を設置（現場作業）

現地に出した基準点より巻尺等で全ポイントを位置出し（現場作業）立会等によりポイントのピッチ確認（現場作業）

ICT施工

設計図面による全杭芯の座標データの抽出（内業）
自動抽出によるCIMデータ化

GNSSシステムにCIMデータをインプット（内業）

精度確認用の基準点を数か所測量（現場作業）立会等によるGNSSシステムと測量による精度確認（現場作業）

現地にてポイントピッチの写真撮影（現場作業）

本施工

本施工

(3) 錯綜作業の回避による安全性向上
今回のICT地盤改良の活用では、施工管理の省力化および手元作業員の削減といった生産性向上につながる効果だけではなく、安全性についても大きく効果を確認できた。
従来施工では次の施工ポイントへ移動する際、手元作業員を配置し前後左右を確認しながら杭打機を誘導しなければならなかった。また杭芯への誘導は微調整が必要なため、どうしても機械へ近寄り誘導する必要があった。
一方でICT施工は、オペレーターが操作室内にあるタブレットを見ながら一人で杭芯まで移動することができるため、施工管理者は杭打機と適度な距離を保ちながら確認することが出来る。（写真-8、写真-9）
これにより、オペレーターの誤操作等による接触災害を防止でき、重機災害の減少につながるメリットがある。
また施工管理者とオペレーター間でタブレットによる画面共有を行うことによって、リアルタイムに進捗状況が把握できるため、接触機会を減らすことができコロナ感染対策にも有効である。
このように、誘導員マシンガイダンスと地盤改良システムにより手元作業員が不要となったことで、接触事故の危険性が高い建設機械と作業員との錯綜する作業時間が大幅に減少することにより、安全性の向上に大きく寄与している。

図-4 本施工までの作業フロー図

写真-8 ICT施工移動状況（施工管理者）

写真-7 従来工法による測量杭明示(2) 地盤改良システムによる省力化
従来の施工では撹拌位置、深度の管理を測量杭をもとに手元作業員が地盤改良機の撹拌翼を合図誘導し、規定深度への到達は残尺計測による測定を行い確認していた状況である。
本工事では、システムの導入によるマシンガイダンスで撹拌位置及び深度をオペレーターが車載モニターでリアルタイムに確認できることで、常時必要としていた手元作業員1人/日の削減が可能となった。
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写真-9 移動状況(オペ室)(4) ICTによる出来形管理の省力化
今回、新たにスラリー撹拌工の技術基準類が策定されたことで、北海道開発局の道路・河川工事仕様書についても併せて出来形管理基準が対応している。
図-4、図-5のように、ICTに対応した管理基準となっているため、基準高、位置、杭径、改良長については、キャリブレーションで確認すれば施工中の実測確認は不要となる。従来は、掘起しによる実測確認を行っていたた
め、1回の確認につき４本掘起す手間と段階確認及び検定に要する時間がかかっていたため、かなりの効率化が図られる。

写真管理においても、出来形管理に関わる写真管理項目は全て省略ができる。従来は、杭芯ピッチ確認、施工サイクル、出来形確認の写真管理を行うことが通常であった。現場によっては千枚を軽く超える膨大な写真撮影となり、施工管理業務の大きな負担となっていた。また撮影した写真を仕分け整理、写真帳を作成することも膨大な時間を要していた。
一方ICT施工では基本的に杭芯ピッチ確認写真、施工サイクル写真、出来形管理写真を必要としない。そのため写真管理業務を大幅に削減できるため、工期短縮につながることが確認できた。

図-5 出来形管理基準

図-6 写真管理基準

6. ICT技術活用の課題

ICT施工の積算基準に対して、施工者側の採算が合わなければ採用を見送る施工者が増えてくる可能性(1) ICT施工におけるコスト
ICT施工を取り入れるためには高額な初期投資、維がある。

持費、運用費用が必要となる。またICT施工では精密機械が多く施工条件、施工量、施工時期によっては(2) ICT施工に対応できる人材
ICT施工では、機械はもちろんだが専門知識を有し機械損料等のコストが合わない。

た人材も確保しなければならない。熟練のオペレー

さらにICT機器の取り付け調整等は高度な知識や技

ターはICT施工の機器操作に抵抗を感じ、若手のオペ術を要するため、専門人員の派遣・滞在を必要とす

レーターはマシンガイダンスを効率的に使い切る技る。また設計データ作成に費やす時間と労力が掛か量が不足している場合が見られ、どちらも兼ね備えるため、思いのほか経費が掛かる。

た人材育成には時間が必要である。

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しかし建設業界は深刻な人材不足であり、先述の8. 今後の展望とまとめ人材を育成するには大きな問題を抱えている。
(3) ICT施工の3Dモデル
3次元可視化システムではオーガーモーターの電流値やセメントスラリーの流量、攪拌翼の回転数などを色分けして表示できるが、各メーカーによってカラーチャートが設定されているため、バラバラとなっているのが現状である。
そのため、各工事毎に比較した場合に色判断がしづらいといった問題が発生する。カラーチャートが全て一致するのが理想だが、基準化できれば問題は解決できるものと思われる。

今回、ICT スラリー撹拌工を活用したことで、現場代理人からは、「すごく出来形管理が楽になった」「工期がだいぶ短縮された」など好評の意見が多くありました。一方で、ICT スラリー撹拌工の技術がマシンガイダンスのみでマシンコントロールまで達していないため、マシンの緻密な操作が求められる状況である。
今後の展望としては、技術的にはマシンコントロールや遠隔操縦も可能と思慮している。また、異常発生時の処理について、自動通報機能などまだ作り込む余地は残っている。
今後、改良を加えて更なる生産性の向上につながることで、若手や女性技術員など経験が少なくても地盤改良の施工ができるような技術が普及することを期待したい。

(4) ICT施工の機器操作
ICT施工では、タブレットの画面によりセンチ単位

謝辞：工事請負業者である協成建設工業(株)、(株)草で誤差が見える化しているため、０点合わせにオペ別組、ライト工業（株）、(株)不動テトラの皆様にはレーターがこだわり過ぎて、ギリギリまで合わせよ

写真を提供して頂き、取材に快く応じて頂くなど、うとするとそこで無駄が発生する可能性がある。

多大なご協力を賜った。皆様のご協力に対し、ここ出来形を確認すると位置関係のズレが平均11.0mmとに謝意を示す。

かなりの高精度であることがわかる。基準値は200mm
参考文献

なのでやり過ぎの無駄が発生している懸念がある。

7. ICT技術活用の普及推進
本工事においては、ICT技術活用の普及を目指す観点から積極的に現場見学会を行った。令和２年７月２２日には、後志管内自治体や倶知安余市道路関連

1) 道路・河川工事仕様書 令和 2 年 5 月 国土交通省北海道開発局
2) 施工履歴データを用いた出来形管理の監督・検査要領（固結工（スラリー撹拌工）編）(案) 令和 2 年 3 月 国土交通省
3) 施工履歴データを用いた出来形管理要領（固結工（スラリー撹拌工）編）(案) 令和 2 年 3 月 国土交通省

企業等の技術者を対象に開催し、マスコミを含め約３０名の方に参加いただいた。（写真-10）見学会では前述の３ 次元可視化システムやドローンによる測量状況を確認いただいた。多くの質問も出ており、関心の高さを伺うことができた。

写真-10 ICTスラリー撹拌見学会状況

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