測量

【水準測量】レベルの使い方をわかりやすく解説

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いたします。

水準測量とは簡単に言うと「高い場所と低い場所の差を正確に測る測量」です。

水準測量(leveling)

水準測量の分類

水準測量は高低測量ともいわれ、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、一定の高さを確認するための測量です。

水準測量は大きく「直接水準測量」と「間接水準測量」に分類されます。
水準測量というときは「直接水準測量」を意味しています。

  • 直接水準測量とは、レベルと標尺によって直接高低差を求める方法。
  • 間接水準測量とは、トランシットを用いて鉛直角を測り、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。

高さの基準

日本の陸地の高さの基準となる点を「水準原点」といいます。

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。(東京都千代田区永田町にあります)https://www.gsi.go.jp/sokuchikijun/suijun-base.html

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

レベル

オート(自動)レベル

現場でよく使用される測量器械が「レベル」です。
「水準儀(すいじゅんぎ)」とも言います。

レベルには、「オート(自動)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について解説していきます。

オートレベルの画像です。

オートレベルは、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、グラつかないように固定します。
次に、レベル本体を三脚に設置して整準ネジで水平にします。

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Compensator)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。
オートレベルの「オート」とは「自動補正機構(コンペンセータ)」のことです。

レベルの焦点板

望遠鏡をのぞくと縦と横の黒い線が見えます。
この黒い線が「焦点板」です。
焦点板を使ってスタッフの目盛を読みます。

下の画像は、望遠鏡をのぞいた時のものです。

焦点板には2つの種類あります。
「十字型」と「くさび型」です。

倍率26倍の器械には「十字型」が使われています。

28倍や32倍の器械には「くさび型」が使われています。

遠距離の読み取りに有効なのは「くさび型」です。

レベルで【距離】を測る方法「スタジア測量」高低差を測るオートレベルとスタッフで距離を測定します。この測量方法をスタジア測量といい、レベルを覗いたときに見える上と下の横線を使います。このスタジア測量についてわかりやすく図を使いながら解説いたします。...

スタッフ

種類

レベルとセットで使う道具がアルミニウム製のスタッフです。(標尺や箱尺とも言いいます)
スタッフは2m~7mの長さがありますが、釣り竿の様に収納できます。

  • 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

このスタッフを測定したいポイントに立ててレベルで覗き、焦点板を使って1㎜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」の時が垂直の状態です。

この写真の場合、スタッフの読みは39㎝1㎜(0.391m)となります。

スタッフを伸ばして使用する際は、必ず後ろのボタンを確認しましょう。

このボタンがズレていると、測量は間違ったものになってしまいます。

「スタッフ【裏側】の目盛」を読んでみようスタッフ裏側にある1㎜単位の目盛の使い方について解説します。裏側の目盛はスタッフの全長を表しているので、テープやコンベックス(スケール)では正確に測れない構造物の内空断面を測定するのにおススメです。...

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. 器械高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
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)4.11414.114 10.000
地盤高を知りたいポイント1  0.88813.226
    

という計算式になります。

  • 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。
  • T,P(もりかえ点、ターニングポイント):視準距離が長くなったり、障害物で見えなくなった場合にレベルを移動する必要が出てきます。その時の中間点です。前視と後視の両方を測定します。

野帳の書き方

下の図のような水準測量を行った場合の「野帳」の記入例を紹介します。

測量した月日と天気そしてどこの測量をしたのかを記入しておきます。
右側のスペースに「略図」を書いたりします。
ポイントとしては「ほかの人が見てもわかるように記入する」です。

先ほど同じように、I,H(器械高)からF,S(前視)引き算してG,Hを計算しております。

BM=100.000m
IH=100.000+2.133=102.133
№1=102.133ー2.816=99.317
TP=102.133-4.891=97.242
IH=97.242+0.284=97.526
№2=97.526-3.608=93.918
№3=97.526ー4.417=93.109

FHは「計画高」です。
ΔhはGHとFHの「差」です。
この部分の書き方は人それぞれ違うようですので、わかりやすいように記入しましょう。

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。

それを「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。

終わりに

このブログでは「水準測量について」、「オートレベルの説明」、「スタッフの読み方」、「器高式による計算方法と野帳の書き方」についてわかりやすく解説いたしました。

測量は間違えると現場に大きな影響を与えます。

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。

まだ慣れていないうちは、少し時間をかけて間違えないようにゆっくりスタッフを読みましょう。

最後まで読んでいただきありがとうございました。

「絵とき 測量」(改訂2版)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。 土木施工管理歴30年。元ゼネコン社員。現在は地場の建設会社に勤務しております。1級土木、2級管工事、2級舗装、測量士、砕石業務管理者を保有しております。このブログは、工事現場に関する「施工管理」・「測量」そして現場で使用する「パソコン」について発信しています。 私の土木技術者として知識が皆様のスキルアップにつながるとうれしいです。