測量

【水準測量】やり方をわかりやすく解説

1級土木施工管理技士のまさあきです。

このブログでは、「水準測量」の基本についてわかりやすく解説します。

水準測量は、現場での使用頻度が一番多い測量です。

水準測量(leveling)

水準測量は高低測量ともいわれ直接水準測量と間接水準測量に区分されます。

水準測量というときは「直接水準測量」を意味しています。

直接水準測量は主にレベルを用いて2点間の高低差や、多くの地点の地盤高を測定したり、一定の高さを確保するために測量します。

間接水準測量は、トランシットを使って高度角を測り、計算によって高低差を求める方法で三角測量の高低計算に相当するので三角水準測量とも呼ばれています。

水準原点とは、日本の陸地の高さの基準となる点をいいます。

東京湾平均海面を±0とし、ここから陸地へ24.4140mのところに水準原点を設置しています。

水準点(ベンチマーク:BM)とは標高を示す点であり、測量を行う場合の基準となり水準原点より実測されます。国道や県道沿いに1~2㎞毎に水準点が設置されています。

オートレベル

レベル

色々な工種の現場でよく使用される測量機械が「レベル」です。

「水準儀」とも言います。

レベルには、「オートレベル」、「チルチングレベル」、「電子レベル」、「ハンドレベル」などの種類があります。

現在、一般的使用されているレベルのほとんどは「オートレベル」です。

このブログではオートレベルを使って解説していきます。

レベルのイメージは写真の通りです。

三脚に望遠鏡が乗っていて、右回りか左回にしか回りません。

レベルの据え付けは、三脚をしっかり地盤に刺して、レベルがグラつかないように固定します。

次に、レベル本体を水平にします。

オートレベルは、器械内部の自動補正機構(コンペンセータ)によって、レベル本体が傾いても自動補正範囲内であれば、視準線が自動的に水平になります。

レベルの焦点板

望遠鏡をのぞくと水平の黒い線が見えます。

この黒い線が「焦点板」です。

下の写真は、望遠鏡をのぞいた時のものです。

この水平の黒い線を利用してスタッフの目盛を読み、構造物や地面の高低差を測ります。

レベルを色々と使っていると、のぞいた時に見える黒い線に2種類あるのに気づきます。

これは「焦点板」と言います。

焦点板が倍率26倍の器械は「十字型」です。

28倍や32倍のものは「くさび型」です。

遠距離の読み取りに有効なのはくさび型です。

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スタッフ

種類

レベルとセットで使う道具がアルミ製のスタッフです。(標尺や箱尺とも言いいます)

スタッフは3m~7mの長さがありますが、コンパクトに収納できます。

スタッフは5種類の収納タイプに分かれます。(製造メーカーによって違います)

  • 全長5m 5段収納
  • 全長5m 4段収納
  • 全長5m 3段収納
  • 全長3m 3段収納
  • 全長7m 4段収納

というような種類がありますが、車に積んで移動することを考えると、5m5段を使う場合が多いです。

スタッフを測りたい場所に立ててレベルで覗き、黒い線の部分を1mm単位で読みます。

目盛の読み方

例として、スタッフの目盛を読んでみましょう。

レベルでスタッフの目盛を読む際は、スタッフが垂直に立っていなければなりません。

スタッフを持つ人は、レベルの方向から見て、前後にゆっくり揺らします。

その状況でレベルを覗くと、スタッフの目盛の値が大きくなったり小さくなったりするように見えます。

目盛が「最小値」の時が垂直の状況です。


この写真の場合スタッフの読みは39㎝1㎜(0.391m)となります。

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実際に測量してみよう

計算方法

工事現場では器高式による水準測量を行うのが一般的です。

  1. ベンチマークにスタッフを立てて読みます。上の図では4m11㎝4㎜の読みになっています。
  2. この読みにベンチマークの数値を足します。 10.000+4.114=14.114m これが、レベルの器械高(IH)となります。
  3. 地盤高を知りたいポイントにスタッフを立てて読みます。上の図では88㎝8㎜です。
  4. 機械高14.114から0.888を引くと地盤高が算出できます。14.114-0.888=13.226m

という計算式になります。

器械高式野帳の書き方

No(測点) B,S(後視) I,H(器械高) F,S(前視) G,H(地盤高)
BM(ベンチマーク) 4.114 14.114   10.000
地盤高を知りたいポイント1     0.888 13.226
地盤高を知りたいポイント2        
  • B,S(後視、バックサイト):高さの基準となる点にスタッフを据え、レベルで視準した読み。
  • I,H(器械高):レベルの視準線までの高さ。
  • F,S(前視、フォアサイト):高さを知りたい点にスタッフを据え、レベルで視準した読み。
  • B,H(地盤高、グランドハイ):地盤の高さ。一般的に標高で表します。

野帳

現場で測量した時に数値やいろいろな計算結果などを記録するメモ帳があります。

それが「野帳(レベルブック)」といいましす。

普通の紙だと雨の日などは濡れてしまって鉛筆で書けなくなってしまうのですが、最近の全天候型野帳は紙がプラスチックの素材でできていて、濡れていても普通に鉛筆で書けるように作られています。

私は現場でこのレベルブックを使っています。

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おわりに

今回のブログでは「水準測量」、「レベル」、「スタッフ」使い方と計算方法について解説いたしました。

測量は間違えると現場に大きな影響を与えます。

水準測量はスタッフの「読み」の間違いが多いと思います。

私がレベルを覗いてスタッフを読む場合は、数値を2~3回声に出して読むようにして、読み間違いが無いようにしています。

水準測量は簡単で気軽のできる測量ですので、二重三重のチェックをしながら正確な測量を心掛けましょう。

最後まで読んでいただきありがとうございました。

光波【トータルステーション】で水準測量「光波で高さを測ろう」

レベルで距離を測る

スタッフの【裏側】を使ってみよう

齋藤博 高嶋重雄 2005年9月1日 三訂教程基準点測量 株式会社山海堂

包国勝 茶畑洋介 平田健一 小松博英 平成18年12月10日 絵解き測量 株式会社オーム社

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ABOUT ME
まさあき
「まさあき」といいます。 山形県の自然豊かな場所で親子3人と猫3匹でほのぼの生活しています。 只今51歳!剥げちゃって「髪なし」です! 2020年5月からブログ開始。 2021年からギター初心者がYouTubeに初投稿。 Twitter好き!朝活継続中。 一日一日をポジティブに、そして「良い一日」にできるように行動しています。 このブログは、そんなおじさんの思い付きを「ゆる~く」発信しています。