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大林組、3Dプリンター製部材が大型土木構造物で国内初適用

3Dプリンターで製作したPCa部材の海中据え付け状況/出典:大林組

株式会社大林組(東京都港区)は、神奈川県中郡大磯町でのR3西湘海岸岩盤型潜水突堤整備工事において、新たに設置する潜水突堤の一部に、大型構造物としては国内で初めて3Dプリンターで製作したプレキャスト(PCa)部材を適用したことを2023年11月17日に発表した。プレキャストとは工場であらかじめ製造しておく資材のことをいう。(上部画像は3Dプリンターで製作したPCa部材の海中据え付け状況。出典:大林組)

3Dプリンター活用で重量削減、省人化と工期短縮も

今回工事が行われている神奈川県西部に位置する西湘海岸は、台風の影響で砂浜が大きく侵食し、護岸や擁壁の倒壊による近隣住宅地への影響が懸念されていた。そのため、海岸保全施設整備事業として、安定的な砂浜の維持を目的とする潜水突堤の設置をR3西湘海岸岩盤型潜水突堤整備工事で行っている。

この工事で設置する潜水突堤は、幅約16m、長さ約42m、高さ約3~7mの大型構造物だ。先端摺付部を既存の工法では施工するには多数のPCaパネルを必要とし、最大35.5tの超重量物となることから、施工の安全性や品質管理の面で課題となっていた。

潜水突堤の概要
潜水突堤の概要(出典:国土交通省-関東地方整備局-京浜河川事務所HP)

そこで、建設用3Dプリンターを用いて外殻をつくり、大林組が開発した常温硬化型の自己充填性を有する3Dプリンター用特殊モルタルでPCaブロックを製作。PCaブロックの製作には、大林組の独自工法(3次元曲面状の打ち込み型枠にも密実に充填できる「スリムクリート」を内部に充填する工法)が用いられている。これにより、施工の安全性と施工品質の向上に成功した。施工の安全性と施工品質の向上に成功した。

3Dプリンターで製作したPCa部材
3Dプリンターで製作したPCa部材(出典:大林組)

これにより、揚重時の重量を約50%削減。さらに建設現場内での作業も削減することで、約60%の省人化と工期短縮に成功している。具体的には、従来工法では1ブロックの最大重量が35.5tであったのに対し、今回の工法では1ブロックの最大重量は17.6tである。既存の工法と比較しても、隣接ブロックとの衝突による損傷リスクが低減される。

工法の比較
工法の比較(出典:大林組)

また、工場で製作したPCaブロックを建設現場へ搬入し海中に据え付けるという工法は、先端部ブロックの据え付けにかかる工期を15日から6日に短縮でき、その結果、作業人数が延べ96人から42人へ削減可能となったという。

潜水突堤完成イメージ図
潜水突堤完成イメージ図(出典:大林組)

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