ディアフラムウォール用グラブ｜土木工事の必需品

ディアフラムウォール用グラブ

ディアフラムウォール用グラブは、地中連続壁（diaphragm wall）を施工する際に溝壁内の土砂を掘削・把持して引き上げるクラムシェル型の掘削装置である。主にクローラクレーンに吊り下げて使用し、導壁で案内された狭隘なトレンチ内を鉛直に上下させ、安定液（ベントナイトやポリマー）下で口先刃を閉じて土砂を確実に把持する。構造が簡潔で低騒音・低振動であるため都市部での基礎・止水壁施工に適し、砂質土から粘性土、礫混じり土まで広く対応する。機械式ロープグラブと油圧グラブの2系統があり、前者は深掘りや大容量に強く、後者は姿勢制御や障害対応で優位性をもつ。

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ディアフラムウォール用グラブ

原理と構造

ディアフラムウォール用グラブは、左右一対のバケット（顎）とフレーム、ガイドシュー、口先刃（耐摩耗鋼・肉盛り補強）、ロープまたは油圧シリンダの開閉機構で構成される。ロープ式では巻上げロープと閉口ロープを切替えて開閉し、吊上げ時に閉口力が増す構造をとる。油圧式では本体内のシリンダで高い把持力と安定した開閉速度を確保し、傾斜補正シリンダや回転機構を備える場合がある。近年は傾斜計・深度計・ジャイロの搭載により垂直度・掘削深度をリアルタイム監視できる。

施工手順

導壁の構築：所定の壁厚（口幅）に合わせて導壁を構築し、トレンチの位置・直線性を確保する。
安定液の注入・循環：ベントナイトやポリマーの安定液を注入し、溝壁の安定を確保しつつ循環・浄化系に接続する。
掘削サイクル：グラブを開口して下降→底面で閉口・把持→引き上げ→土捨て→再投入を反復する。
底質管理：底泥（スライム）厚を管理し、必要に応じてスライムポンプで除去する。
鉄筋かご建込・コンクリート打設：トレミー管で水中コンクリートを打設し、壁体を形成する。

種類（機械式ロープグラブと油圧グラブ）

機械式ロープグラブ：構造が簡潔で信頼性が高く、大深度や大容量（バケット容量）に適する。ロープ系統による閉口力で礫質土にも対応可能。
油圧グラブ：シリンダ駆動により把持力・応答性に優れ、傾斜補正・回転で壁面の直線性・鉛直性を高精度に確保できる。障害物撤去用のチゼルとの併用で硬質層にも対応範囲が広がる。

地盤条件や要求精度、クレーン能力や施工ヤード制約を踏まえ、機種・口幅・容量を最適化する。

性能指標と選定要点

口幅（＝壁厚）：一般に600～1500 mm程度が用いられ、設計壁厚に一致させる。
バケット容量：土質と施工速度に応じて選ぶ。容量増はサイクル数を減らすが吊荷重量と排泥処理負荷が増す。
把持・閉口力：礫・玉石混じり土での掘削安定性に直結する。
垂直度管理：出来形の鍵であり、目標は1/200～1/300程度が目安とされる。
最大掘削深さ：クレーンの巻上げ能力・ロープ長・安定液特性に依存する。

適用地盤と限界

ディアフラムウォール用グラブは粘土～砂礫に適用範囲が広いが、強風化岩～硬岩では切削が進みにくい。硬質層や障害物（捨石・杭頭）には、チゼル衝撃やコアリング、あるいはトレンチカッター（hydromill）の併用が有効である。砂質土では安定液のフィルタケーキ形成と比重・粘度管理が溝壁安定の鍵となる。

周辺設備・システム

クローラクレーン：吊荷・巻上げ速度・作業半径が掘削能率を左右する。
安定液プラント：ミキサ、タンク、スクリーン、デサンダ・デシルタで循環清浄化を行う。
計測・ガイダンス：傾斜計、深度計、比重計、Marsh funnel、サンドコンテンツ計で品質を可視化。
トレミー管・鉄筋かご架台：建込とコンクリート打設の精度・安全性を担保する。

品質管理と出来形

安定液の比重・粘度・砂分は規定範囲に維持し、掘削底の堆積土厚を管理する。掘進中は垂直度・偏位を継続監視し、必要に応じて傾斜補正を行う。出来形確認には出来形計測や超音波透過試験（cross-hole sonic test）等を用い、局所的な空洞・弱部の有無を評価する。

安全・環境上の留意点

吊荷管理：過巻防止、落下・はさまれ事故防止、旋回内立入禁止の徹底。
安定液管理：飛散・漏洩対策、pHや粘度の管理、廃液の適正処理。
周辺影響：低振動・低騒音であるが、土砂運搬・排泥処理の計画により環境負荷を低減する。