JP2000239661A - 地盤注入用グラウト材およびこれを用いた地盤注入工法 - Google Patents
地盤注入用グラウト材およびこれを用いた地盤注入工法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 地盤注入用グラウトおよびこれを用いた地盤
注入工法であって、地盤中で土砂と接触してもゲル化時
間の短縮を起こさず、長時間を維持して高浸透性を呈
し、かつ土中におけるゲル化時間の調整が容易であり、
大容量地盤の改良に適した地盤注入用グラウトを得る。 【解決手段】 水ガラスと、リン酸とを有効成分として
含有し、次の条件（１）、（２）および（３）を同時に
満たすことから構成される。（１）水ガラスのモル比
（ｎ）が3.６〜5.０。（２）ＳｉＯ2 濃度が３（％）＜
ＳｉＯ2 （％）＜1.７ｎ（％）。（３）液性が酸性〜中
性。地盤注入工法としては、一次注入材として瞬結性グ
ラウトまたは懸濁型グラウトを注入の後、二次注入材と
して上述のグラウト材を注入することから構成される。
注入工法であって、地盤中で土砂と接触してもゲル化時
間の短縮を起こさず、長時間を維持して高浸透性を呈
し、かつ土中におけるゲル化時間の調整が容易であり、
大容量地盤の改良に適した地盤注入用グラウトを得る。 【解決手段】 水ガラスと、リン酸とを有効成分として
含有し、次の条件（１）、（２）および（３）を同時に
満たすことから構成される。（１）水ガラスのモル比
（ｎ）が3.６〜5.０。（２）ＳｉＯ2 濃度が３（％）＜
ＳｉＯ2 （％）＜1.７ｎ（％）。（３）液性が酸性〜中
性。地盤注入工法としては、一次注入材として瞬結性グ
ラウトまたは懸濁型グラウトを注入の後、二次注入材と
して上述のグラウト材を注入することから構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は地盤中で土砂と接触
してもゲル化時間の短縮を起こさず、長時間を維持して
高浸透性を呈し、かつ土中におけるゲル化時間の調整が
容易であり、このため地盤の液状化防止施工等、大容量
地盤の改良に適した地盤注入用グラウト材およびこれを
用いた地盤注入工法に関する。
してもゲル化時間の短縮を起こさず、長時間を維持して
高浸透性を呈し、かつ土中におけるゲル化時間の調整が
容易であり、このため地盤の液状化防止施工等、大容量
地盤の改良に適した地盤注入用グラウト材およびこれを
用いた地盤注入工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】傾斜地や大深度地下の周辺地盤等、地下
水の存在により流動性を帯びた地盤の液状化を防止する
注入用グラウト材としては、通常、注入材が広い範囲に
行きわたるようにゲル化時間が長く、特に、土中におけ
るゲル化時間の短縮を低減して高浸透性を呈し、固結が
確実で、しかも固結物ができる限り中性に近づくもので
あることが好ましい。
水の存在により流動性を帯びた地盤の液状化を防止する
注入用グラウト材としては、通常、注入材が広い範囲に
行きわたるようにゲル化時間が長く、特に、土中におけ
るゲル化時間の短縮を低減して高浸透性を呈し、固結が
確実で、しかも固結物ができる限り中性に近づくもので
あることが好ましい。
【０００３】この種のゲル化時間の長いグラウトとし
て、従来非アルカリ性シリカゾルを用いた溶液型の水ガ
ラス系グラウトが開発されている。
て、従来非アルカリ性シリカゾルを用いた溶液型の水ガ
ラス系グラウトが開発されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この非アルカ
リ性シリカゾルを用いた溶液型の水ガラス系グラウトは
地盤に浸透中、土砂と接触してｐＨ値が酸性から中性に
移行し、このため、土中でゲル化時間が著しく短縮され
てしまい、地盤の液状化防止用グラウトとしては広い注
入範囲を得ることができず、不適である。
リ性シリカゾルを用いた溶液型の水ガラス系グラウトは
地盤に浸透中、土砂と接触してｐＨ値が酸性から中性に
移行し、このため、土中でゲル化時間が著しく短縮され
てしまい、地盤の液状化防止用グラウトとしては広い注
入範囲を得ることができず、不適である。
【０００５】そこで、本発明の目的は地盤中で土砂と接
触してもゲル化時間がほとんど短縮することなく、長時
間を維持して高浸透性を呈し、このため地盤の液状化防
止用グラウトとして有効であり、上述の公知技術に存す
る欠点を改良した地盤注入用グラウト材およびこれを用
いた地盤注入工法を提供することにある。
触してもゲル化時間がほとんど短縮することなく、長時
間を維持して高浸透性を呈し、このため地盤の液状化防
止用グラウトとして有効であり、上述の公知技術に存す
る欠点を改良した地盤注入用グラウト材およびこれを用
いた地盤注入工法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明によれば、水ガラスと、リン酸とを有効成分
として含有し、次の条件（１）、（２）および（３）を
同時に満たすことを特徴とする。
め、本発明によれば、水ガラスと、リン酸とを有効成分
として含有し、次の条件（１）、（２）および（３）を
同時に満たすことを特徴とする。
【０００７】（１）水ガラスのモル比（ｎ）が3.６〜5.
０である。 （２）ＳｉＯ2 濃度が３（％）＜ＳｉＯ2 （％）＜1.７
ｎ（％）である。 （３）液性が酸性〜中性である。
０である。 （２）ＳｉＯ2 濃度が３（％）＜ＳｉＯ2 （％）＜1.７
ｎ（％）である。 （３）液性が酸性〜中性である。
【０００８】さらに、上述の目的を達成するため、本発
明によれば、水ガラスと、リン酸と、可溶性多価金属
塩、アルカリ金属塩化物およびスルファミン酸の群から
選択された一種または複数種とを有効成分として含有
し、次の条件（１）、（２）および（３）を同時に満た
すことを特徴とする。
明によれば、水ガラスと、リン酸と、可溶性多価金属
塩、アルカリ金属塩化物およびスルファミン酸の群から
選択された一種または複数種とを有効成分として含有
し、次の条件（１）、（２）および（３）を同時に満た
すことを特徴とする。
【０００９】（１）水ガラスのモル比（ｎ）が3.６〜5.
０である。 （２）ＳｉＯ2 濃度が３（％）＜ＳｉＯ2 （％）＜１0.
０（％）である。 （３）液性が酸性〜中性である。
０である。 （２）ＳｉＯ2 濃度が３（％）＜ＳｉＯ2 （％）＜１0.
０（％）である。 （３）液性が酸性〜中性である。
【００１０】さらにまた、上述の目的を達成するため、
本発明によれば、地盤中に一次注入材として瞬結性グラ
ウトまたは懸濁型グラウトを注入して地盤の粗い部分を
填充の後、二次注入材として上述の地盤注入用グラウト
材を注入することを特徴とする。
本発明によれば、地盤中に一次注入材として瞬結性グラ
ウトまたは懸濁型グラウトを注入して地盤の粗い部分を
填充の後、二次注入材として上述の地盤注入用グラウト
材を注入することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の態様】以下、本発明を具体的に詳述す
る。
る。
【００１２】一般に、通常の都市土木では注入間隔１ｍ
とし、１本当たりの受け持ち面積を１m2とすれば、１ス
テージ0.５ｍ程度で注入率が0.３５で注入量は（１×１
×0.５）×0.３５＝１７５ｌとなり、注入速度を１０ｌ
／min とすると、注入時間は１7.５分を要する。したが
って、土中における必要なゲル化時間は長くてせいぜい
１７〜２０分程度までである
とし、１本当たりの受け持ち面積を１m2とすれば、１ス
テージ0.５ｍ程度で注入率が0.３５で注入量は（１×１
×0.５）×0.３５＝１７５ｌとなり、注入速度を１０ｌ
／min とすると、注入時間は１7.５分を要する。したが
って、土中における必要なゲル化時間は長くてせいぜい
１７〜２０分程度までである
【００１３】これに対して、液状化防止による大容量土
の地盤改良では、注入間隔４ｍ、１本当たりの受け持ち
面積を４×４＝１６m2とし、１注入ステージを長くとっ
て２ｍ程度とすると、注入量は（４×４×２）×0.３５
（注入率）＝１1,２００ｌとなり、毎分吐出量を２０ｌ
／min と大きくしても、１1,２００／２０＝５６０分＝
9.３時間を要する。
の地盤改良では、注入間隔４ｍ、１本当たりの受け持ち
面積を４×４＝１６m2とし、１注入ステージを長くとっ
て２ｍ程度とすると、注入量は（４×４×２）×0.３５
（注入率）＝１1,２００ｌとなり、毎分吐出量を２０ｌ
／min と大きくしても、１1,２００／２０＝５６０分＝
9.３時間を要する。
【００１４】したがって、土中における必要なゲル化時
間は９〜１０時間、あるいはそれ以上の注入時間の可能
な長いゲル化時間が要求される。もちろん、逸脱するよ
うな砂レキ地盤の場合では、１分程度の短いゲル化時間
で注入する場合もあるが、それでも必要なゲル化時間が
保持され、注入中の大幅なゲル化時間の短縮は充分な浸
透固結、広範囲な浸透、低圧浸透注入を阻害するものと
なる。
間は９〜１０時間、あるいはそれ以上の注入時間の可能
な長いゲル化時間が要求される。もちろん、逸脱するよ
うな砂レキ地盤の場合では、１分程度の短いゲル化時間
で注入する場合もあるが、それでも必要なゲル化時間が
保持され、注入中の大幅なゲル化時間の短縮は充分な浸
透固結、広範囲な浸透、低圧浸透注入を阻害するものと
なる。
【００１５】本発明は上述の事実に鑑み、土中における
ゲル化時間を短時間（１分程度）から１０時間、あるい
はそれ以上を要してゲル化時間の短縮を防ぎ、地盤の液
状化防止に有効で大容量土の地盤改良を可能にする地盤
注入用グラウト材およびこれを用いた地盤注入工法を得
るものであり、以下、本発明を詳述する。
ゲル化時間を短時間（１分程度）から１０時間、あるい
はそれ以上を要してゲル化時間の短縮を防ぎ、地盤の液
状化防止に有効で大容量土の地盤改良を可能にする地盤
注入用グラウト材およびこれを用いた地盤注入工法を得
るものであり、以下、本発明を詳述する。
【００１６】１．水ガラス−リン酸系 非アルカリ性シリカゾルのｐＨとホモゲル、サンドゲル
（豊浦標準砂と千葉県産海砂）のゲル化時間との相関グ
ラフを従来の水ガラス−硫酸系では図１、水ガラス−リ
ン酸（精製）系では図２に示す。図１、２の水ガラス濃
度は何れも一例としてＳｉＯ2 含有量で約５％である。
（豊浦標準砂と千葉県産海砂）のゲル化時間との相関グ
ラフを従来の水ガラス−硫酸系では図１、水ガラス−リ
ン酸（精製）系では図２に示す。図１、２の水ガラス濃
度は何れも一例としてＳｉＯ2 含有量で約５％である。
【００１７】図１、２において、曲線（ａ）（Ａ）はホ
モゲル、曲線（ｂ）（Ｂ）は豊浦標準砂によるサンドゲ
ル、曲線（ｃ）（Ｃ）は千葉県産海砂によるサントゲル
の場合をそれぞれ示しているものである。もちろん、こ
の場合ゲル化時間は水ガラスが濃厚な場合は相対的に短
い方に、希薄な場合は長い方に移行する。したがって、
ゲル化時間を長くする場合には自ら水ガラス濃度は希薄
にする。
モゲル、曲線（ｂ）（Ｂ）は豊浦標準砂によるサンドゲ
ル、曲線（ｃ）（Ｃ）は千葉県産海砂によるサントゲル
の場合をそれぞれ示しているものである。もちろん、こ
の場合ゲル化時間は水ガラスが濃厚な場合は相対的に短
い方に、希薄な場合は長い方に移行する。したがって、
ゲル化時間を長くする場合には自ら水ガラス濃度は希薄
にする。
【００１８】図１の非アルカリ性シリカゾルと図２の本
発明にかかる水ガラス−リン酸系からなる非アルカリ性
シリカゾルを比較してみると、ホモゲルの曲線ａとＡで
は低ｐＨ域では曲線ａの方が曲線Ａに比べてゲル化時間
は非常に長いが、ｐＨの上昇に伴って逆に曲線Ａの方が
曲線ａよりもゲル化時間は長くなる。すなわち、曲線Ａ
は曲線ａに比べて曲線の傾斜は非常に緩慢になってい
る。この事実は硫酸に比べてリン酸は電離定数が非常に
小さく、また、水ガラスとの反応で緩衝作用を誘起する
ことに起因するものと思われる。
発明にかかる水ガラス−リン酸系からなる非アルカリ性
シリカゾルを比較してみると、ホモゲルの曲線ａとＡで
は低ｐＨ域では曲線ａの方が曲線Ａに比べてゲル化時間
は非常に長いが、ｐＨの上昇に伴って逆に曲線Ａの方が
曲線ａよりもゲル化時間は長くなる。すなわち、曲線Ａ
は曲線ａに比べて曲線の傾斜は非常に緩慢になってい
る。この事実は硫酸に比べてリン酸は電離定数が非常に
小さく、また、水ガラスとの反応で緩衝作用を誘起する
ことに起因するものと思われる。
【００１９】問題となる土中ゲル化時間をみると、図１
において豊浦標準砂の場合の曲線ｂは曲線ａに比べて著
しく短縮し、千葉県産海砂の場合の曲線ｃはさらに短縮
が著しい。
において豊浦標準砂の場合の曲線ｂは曲線ａに比べて著
しく短縮し、千葉県産海砂の場合の曲線ｃはさらに短縮
が著しい。
【００２０】しかるに、図２においては曲線Ｂは曲線Ａ
に比べて短縮ではなく、常に逆に長びいている。また、
曲線Ｃの短縮度合も非常に小さく、土中におけるゲル化
時間が長く維持できることがわかった。曲線の傾斜も緩
やかで、高いｐＨでもかなりのゲル化時間を維持でき
る。この事実は上述のリン酸の電離、緩衝の他に土中で
金属封鎖作用が働いて、土中の金属をマスキングするも
のと思われる。以上のように、非アルカリ性シリカゾル
の製造にリン酸を使用すると、硫酸の場合に比べて土中
ゲル化時間の短縮が著しく軽減されることが判明した。
これは液状化防止用のグラウトとしては極めて画期的な
現象を見いだしたことになる。なお、当然のことなが
ら、一般に水ガラスの濃度は濃厚になる程ゲル化時間は
短縮し、希薄になる程遅延する。
に比べて短縮ではなく、常に逆に長びいている。また、
曲線Ｃの短縮度合も非常に小さく、土中におけるゲル化
時間が長く維持できることがわかった。曲線の傾斜も緩
やかで、高いｐＨでもかなりのゲル化時間を維持でき
る。この事実は上述のリン酸の電離、緩衝の他に土中で
金属封鎖作用が働いて、土中の金属をマスキングするも
のと思われる。以上のように、非アルカリ性シリカゾル
の製造にリン酸を使用すると、硫酸の場合に比べて土中
ゲル化時間の短縮が著しく軽減されることが判明した。
これは液状化防止用のグラウトとしては極めて画期的な
現象を見いだしたことになる。なお、当然のことなが
ら、一般に水ガラスの濃度は濃厚になる程ゲル化時間は
短縮し、希薄になる程遅延する。
【００２１】液状化防止に適したゲル化時間を保持する
ためには、水ガラスの濃度、すなわちＳｉＯ2 含有量と
水ガラスの種類、すなわち水ガラスのモル比にも関与す
る。水ガラスの種類としては、モル比が3.６〜5.０の範
囲の高モル比のものが好ましいことをつきとめた。な
お、モル比５以上の水ガラスは一般に製造が厄介でコス
ト高になり、現在使用されていない。
ためには、水ガラスの濃度、すなわちＳｉＯ2 含有量と
水ガラスの種類、すなわち水ガラスのモル比にも関与す
る。水ガラスの種類としては、モル比が3.６〜5.０の範
囲の高モル比のものが好ましいことをつきとめた。な
お、モル比５以上の水ガラスは一般に製造が厄介でコス
ト高になり、現在使用されていない。
【００２２】本発明では、このようなモル比3.６〜5.０
の高モル比の水ガラスの使用は上記目的達成に好ましい
他に、反応剤としての酸量、添加剤の使用量が少量でよ
く、したがって、反応生成物の量も少なくゲル化物から
の溶出する塩類の量も減少する等の効果もある。
の高モル比の水ガラスの使用は上記目的達成に好ましい
他に、反応剤としての酸量、添加剤の使用量が少量でよ
く、したがって、反応生成物の量も少なくゲル化物から
の溶出する塩類の量も減少する等の効果もある。
【００２３】水ガラスの濃度としては、ゲル化時間と固
結強度の両面からしてシリカゾル中のＳｉＯ2 （％）が
下限は３％、上限はその時使用の水ガラスのモル比と関
連してモル比（ｎ）の1.７倍を限度とするのが好ましい
ことを見いだした。すなわち、ＳｉＯ2 （％）の濃度範
囲は３（％）＜ＳｉＯ2 （％）＜1.７ｎ（％）の範囲で
あることが好ましい。ｎは水ガラスのモル比を示す。３
％以下になると浸透性はよいが、固結の確実性に難点が
ある。また、固結強度でも著しく低下してくる。また、
1.７ｎ％以上になるとゲル化時間が早まり浸透性および
土中における均一な固結に難が見られるようになる。し
たがって、本発明は上記のような各条件を同時に満足す
ることが好ましい。
結強度の両面からしてシリカゾル中のＳｉＯ2 （％）が
下限は３％、上限はその時使用の水ガラスのモル比と関
連してモル比（ｎ）の1.７倍を限度とするのが好ましい
ことを見いだした。すなわち、ＳｉＯ2 （％）の濃度範
囲は３（％）＜ＳｉＯ2 （％）＜1.７ｎ（％）の範囲で
あることが好ましい。ｎは水ガラスのモル比を示す。３
％以下になると浸透性はよいが、固結の確実性に難点が
ある。また、固結強度でも著しく低下してくる。また、
1.７ｎ％以上になるとゲル化時間が早まり浸透性および
土中における均一な固結に難が見られるようになる。し
たがって、本発明は上記のような各条件を同時に満足す
ることが好ましい。
【００２４】２．水ガラス−リン酸−添加剤系 上記において水ガラス−リン酸系ではゲル化に特殊な現
象が見られることが判明した。ここでさらにゲル化時間
を調整したり、固結物の強度の増強を図ったり、使用す
る水ガラスの濃度を高めたりすることができれば一層液
状化防止の効果は向上する。
象が見られることが判明した。ここでさらにゲル化時間
を調整したり、固結物の強度の増強を図ったり、使用す
る水ガラスの濃度を高めたりすることができれば一層液
状化防止の効果は向上する。
【００２５】本発明者はさらに、水ガラス−リン酸から
なるシリカゾルに使用する水ガラスのモル比、シリカゾ
ルの液性の範囲は上記のままにして、水溶性の多価金属
塩、アルカリ金属の塩化物、スルファミン酸の添加によ
りゲル化の調整を図ったり、ＳｉＯ2 の濃度（水ガラス
の濃度）の上限を１０％程度にまで高めたり、強度の増
強を図ったりすることが可能なことを見いだした。
なるシリカゾルに使用する水ガラスのモル比、シリカゾ
ルの液性の範囲は上記のままにして、水溶性の多価金属
塩、アルカリ金属の塩化物、スルファミン酸の添加によ
りゲル化の調整を図ったり、ＳｉＯ2 の濃度（水ガラス
の濃度）の上限を１０％程度にまで高めたり、強度の増
強を図ったりすることが可能なことを見いだした。
【００２６】水溶性の多価金属塩はリン酸と反応して多
価金属とリン酸の不溶性の複塩的な存在として酸性液を
形成する。この液が水ガラスと中和反応を起こしてシリ
カの架橋反応とシリカの析出が起こり、その際シリカが
溶液中に浮遊している多価金属リン酸塩を中心にして析
出してゾルとなり、最終的に不溶性のリン酸多価金属シ
リケートの強固な硬化物を形成するものと思われる。そ
の結果、強度増加をもたらすものである。さらにまた、
注入材組成物のほとんどが不溶性塩としてシリカゾル中
に溶出される成分が少なく、環境負荷の少ない注入薬液
を提供できる。
価金属とリン酸の不溶性の複塩的な存在として酸性液を
形成する。この液が水ガラスと中和反応を起こしてシリ
カの架橋反応とシリカの析出が起こり、その際シリカが
溶液中に浮遊している多価金属リン酸塩を中心にして析
出してゾルとなり、最終的に不溶性のリン酸多価金属シ
リケートの強固な硬化物を形成するものと思われる。そ
の結果、強度増加をもたらすものである。さらにまた、
注入材組成物のほとんどが不溶性塩としてシリカゾル中
に溶出される成分が少なく、環境負荷の少ない注入薬液
を提供できる。
【００２７】水溶性の多価金属塩としては具体的には、
塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミ
ニウム、明礬等のアルミニウム塩、塩化カルシウム、塩
化マグネシウム等のアルカリ土金属塩、塩化鉄、硫酸鉄
等の鉄塩等が挙げられる。
塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミ
ニウム、明礬等のアルミニウム塩、塩化カルシウム、塩
化マグネシウム等のアルカリ土金属塩、塩化鉄、硫酸鉄
等の鉄塩等が挙げられる。
【００２８】アルカリ金属の塩化物は少量のアルカリ金
属イオンの作用により、一般にゲル化時間を早める効果
を有する。したがって、瞬結効果をもたらしたり、ゲル
化時間が極めて長く固結に時間がかかりすぎるような場
合に効果がある。また、固結強度にも効果を及ぼす。具
体的には、塩化ナトリウムと塩化カリウムが挙げられ
る。
属イオンの作用により、一般にゲル化時間を早める効果
を有する。したがって、瞬結効果をもたらしたり、ゲル
化時間が極めて長く固結に時間がかかりすぎるような場
合に効果がある。また、固結強度にも効果を及ぼす。具
体的には、塩化ナトリウムと塩化カリウムが挙げられ
る。
【００２９】スルファミン酸はリン酸の一部を代替して
もゲル化時間に変動を及ぼすことが少なく、リン酸の使
用をそれだけ少なくすることができる。また、固結体の
強度を若干強化せしめ得る。リン酸の一部を硫酸に置き
換えると全体として硫酸系に近づき、リン酸の特性を著
しく消失する結果となる。これに対して、スルファミン
酸ではその傾向は極めて少なく上記のような効果を表
す。
もゲル化時間に変動を及ぼすことが少なく、リン酸の使
用をそれだけ少なくすることができる。また、固結体の
強度を若干強化せしめ得る。リン酸の一部を硫酸に置き
換えると全体として硫酸系に近づき、リン酸の特性を著
しく消失する結果となる。これに対して、スルファミン
酸ではその傾向は極めて少なく上記のような効果を表
す。
【００３０】３．粗リン酸 上記１、２において使用するリン酸には通常工業用精製
リン酸であるが、これに代えて精製処理前の粗リン酸を
用いる。リン酸の製造には乾式法と湿式法があり、この
いずれの方法においても精製処理前の粗リン酸を使用す
る。粗リン酸は通常不純物としてＳＯ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、
Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 等を若干含んでいる。このうち、
主に鉄分はリン酸鉄の形で存在し、このリン酸鉄がゲル
（コロイド）の凝結作用を助長し、好ましい効果をもた
らすものと思われる。
リン酸であるが、これに代えて精製処理前の粗リン酸を
用いる。リン酸の製造には乾式法と湿式法があり、この
いずれの方法においても精製処理前の粗リン酸を使用す
る。粗リン酸は通常不純物としてＳＯ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、
Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 等を若干含んでいる。このうち、
主に鉄分はリン酸鉄の形で存在し、このリン酸鉄がゲル
（コロイド）の凝結作用を助長し、好ましい効果をもた
らすものと思われる。
【００３１】４．液性 本発明の地盤注入用グラウト材としての液性は、酸性で
はゲル化時間は長く浸透性に優れ、瞬結配合で強度の大
きな固結を得るためのｐＨは中性領域すなわちｐＨは約
５〜９程度を中性として使用することができる。
はゲル化時間は長く浸透性に優れ、瞬結配合で強度の大
きな固結を得るためのｐＨは中性領域すなわちｐＨは約
５〜９程度を中性として使用することができる。
【００３２】５．上述地盤注入用グラウト材を用いた地
盤注入工法 上述の本発明地盤注入用グラウト材は複合注入にかかる
地盤注入工法に利用される。すなわち、注入すべき地盤
中にまず、一次注入材として瞬結性グラウトまたはセメ
ント等の懸濁型グラウト（ゲル化時間が例えば３０秒以
内）を注入する。この場合の一次注入材は本発明にかか
る上述グラウト材であってもよい。これにより地盤中の
粗い部分が填充される。
盤注入工法 上述の本発明地盤注入用グラウト材は複合注入にかかる
地盤注入工法に利用される。すなわち、注入すべき地盤
中にまず、一次注入材として瞬結性グラウトまたはセメ
ント等の懸濁型グラウト（ゲル化時間が例えば３０秒以
内）を注入する。この場合の一次注入材は本発明にかか
る上述グラウト材であってもよい。これにより地盤中の
粗い部分が填充される。
【００３３】次いで、上述一次注入された地盤中に二次
注入材として本発明にかかる上述のグラウト材を注入す
る。この場合、二次注入材として従来のグラウト材では
一次注入材の存在のために、ゲル化時間が短縮されてし
まうが、二次注入材として上述の本発明グラウトを用い
ればこのようなことが起こらず、広範囲の注入が可能と
なる。
注入材として本発明にかかる上述のグラウト材を注入す
る。この場合、二次注入材として従来のグラウト材では
一次注入材の存在のために、ゲル化時間が短縮されてし
まうが、二次注入材として上述の本発明グラウトを用い
ればこのようなことが起こらず、広範囲の注入が可能と
なる。
【００３４】
【発明の実施例】以下、本発明を実施例によって詳述す
るが、本発明はこれらの実施例によって限定されるもの
ではない。
るが、本発明はこれらの実施例によって限定されるもの
ではない。
【００３５】１．使用材料 （１）水ガラス 表１に示す組成からなる高モル比水ガラスと通常のＪＩ
Ｓ３号水ガラスを使用した。
Ｓ３号水ガラスを使用した。
【００３６】
【表１】
【００３７】（２）リン酸 （ａ）精製リン酸 ７５％工業用精製リン酸 比重（２０℃）1.５８
【００３８】（ｂ）粗性リン酸 リン酸製造における精製前の黄褐色でリン酸含量約７５
％の粗製リン酸 比重（２０℃）＝1.６５
％の粗製リン酸 比重（２０℃）＝1.６５
【００３９】（３）硫酸 ７５％工業用硫酸
【００４０】（４）ポリ塩化アルミニウム ＪＩＳ規格のポリ塩化アルミニウム
【００４１】（５）塩化カルシウム（２水塩） 試薬一級
【００４２】（６）塩化ナトリウム 試薬一級
【００４３】（７）スルファミン酸（ＨＯＳＯ2 Ｎ
Ｈ2 ） 試薬一級
Ｈ2 ） 試薬一級
【００４４】（８）砂 細砂として豊浦標準砂、シルト質砂として千葉県の海砂
を使用。
を使用。
【００４５】２．測定法 （１）サンドゲル一軸圧縮強度 豊浦標準砂によるサンドゲルを７日間および２８日間ポ
リ塩化ビニリデン密閉養生（２０℃）して土質工学会基
準「土の一軸圧縮試験方法」により測定。
リ塩化ビニリデン密閉養生（２０℃）して土質工学会基
準「土の一軸圧縮試験方法」により測定。
【００４６】（２）ゲル化時間 （ａ）ホモゲルのゲル化時間 ２０℃においてグラウト液を砂と混合・静止し、上澄を
捨て、砂に竹串を刺して引き抜き、跡が残ったときを土
中ゲル化時間として測定。
捨て、砂に竹串を刺して引き抜き、跡が残ったときを土
中ゲル化時間として測定。
【００４７】（３）ｐＨ ガラス電極ｐＨ計にて測定。
【００４８】３．実施例 （１）配合試験 本発明にかかる配合例と比較配合例を表２に一括して示
す。
す。
【００４９】
【表２】
【００５０】表２からＳｉＯ2 濃度を同一にして水ガラ
ス−硫酸からなる系（比較例No.1、２）と本発明にかか
る系（実施例No.1〜７）を比較すると、同程度のｐＨで
ホモゲルのゲル化時間は比較例の方がはるかに長いが、
土中ゲル化時間は逆に実施例の方が全般にはるかに長
い。粗リン酸と精製リン酸の場合を比較すると（実施例
No.6、７と実施例No.2、３）全般に粗リン酸の方が若干
ではあるがゲル化時間は長く、強度は若干高くなってい
る。このように、本発明ではｐＨが酸性〜中性にかけて
土中において短時間から長時間にわたり、ゲル化時間を
調整できる。
ス−硫酸からなる系（比較例No.1、２）と本発明にかか
る系（実施例No.1〜７）を比較すると、同程度のｐＨで
ホモゲルのゲル化時間は比較例の方がはるかに長いが、
土中ゲル化時間は逆に実施例の方が全般にはるかに長
い。粗リン酸と精製リン酸の場合を比較すると（実施例
No.6、７と実施例No.2、３）全般に粗リン酸の方が若干
ではあるがゲル化時間は長く、強度は若干高くなってい
る。このように、本発明ではｐＨが酸性〜中性にかけて
土中において短時間から長時間にわたり、ゲル化時間を
調整できる。
【００５１】ＳｉＯ2 濃度を低くしていくと（実施例N
o.8）当然ゲル化時間は長びくが、強度的には低下す
る。ＳｉＯ2 濃度が本発明範囲外の３％以下になると
（比較例No.3）強度がかなり低下する。逆にＳｉＯ2 濃
度を高く1.７ｎ（1.７×3.７５＝6.４）％以上にすると
（比較例No.4) 低いｐＨでもゲル化時間が早くなり、強
度的にはそれ程上昇していない。
o.8）当然ゲル化時間は長びくが、強度的には低下す
る。ＳｉＯ2 濃度が本発明範囲外の３％以下になると
（比較例No.3）強度がかなり低下する。逆にＳｉＯ2 濃
度を高く1.７ｎ（1.７×3.７５＝6.４）％以上にすると
（比較例No.4) 低いｐＨでもゲル化時間が早くなり、強
度的にはそれ程上昇していない。
【００５２】添加剤を加えた実施例９〜13では対照の添
加剤無添加の実施例No.8に比べて一般にホモゲルのゲル
化時間は若干短くなっているが、土中ゲル化時間は逆に
若干長びく傾向を示している。強度的には明らかに増強
されている。しかし、比較例No.5にみる如く水ガラス濃
度を濃厚にしてＳｉＯ2 を１０％以上にすると低いｐＨ
でも土中ゲル化時間が早くなり、部分ゲル化を生じやす
くなる。
加剤無添加の実施例No.8に比べて一般にホモゲルのゲル
化時間は若干短くなっているが、土中ゲル化時間は逆に
若干長びく傾向を示している。強度的には明らかに増強
されている。しかし、比較例No.5にみる如く水ガラス濃
度を濃厚にしてＳｉＯ2 を１０％以上にすると低いｐＨ
でも土中ゲル化時間が早くなり、部分ゲル化を生じやす
くなる。
【００５３】以上より、本発明の範囲内に配合されたグ
ラウトはｐＨを高く中性に近づけると土中におけるゲル
化時間は早くなり、ｐＨを低くすると長くすることがで
き、広範囲の土中ゲル化時間を調整できる。特に、低ｐ
Ｈでは土中でかなりゲル化時間が保持でき、浸透性の向
上に期待がもてる。
ラウトはｐＨを高く中性に近づけると土中におけるゲル
化時間は早くなり、ｐＨを低くすると長くすることがで
き、広範囲の土中ゲル化時間を調整できる。特に、低ｐ
Ｈでは土中でかなりゲル化時間が保持でき、浸透性の向
上に期待がもてる。
【００５４】（２）浸透試験 上記配合試験結果から明らかなように本発明は土中ゲル
化時間の調整が容易で、特に長時間のゲル化時間を保つ
ことができ、優れた浸透性が期待されるが、念のため図
３に示す実験室での浸透注入試験装置を用いて浸透試験
を行った。
化時間の調整が容易で、特に長時間のゲル化時間を保つ
ことができ、優れた浸透性が期待されるが、念のため図
３に示す実験室での浸透注入試験装置を用いて浸透試験
を行った。
【００５５】図３において、圧力計２、３を介してコン
プレッサー１に連結された攪拌器４を備えた水槽５の中
に注入材６を充填する。７は内径５０mm、高さ１ｍのア
クリル製パイプであって、この中に豊浦標準砂（以下、
標準砂と記す）８を九層に分けて詰め、各層ごとに水平
打撃により６０％の相対密度になるように締め固める。
プレッサー１に連結された攪拌器４を備えた水槽５の中
に注入材６を充填する。７は内径５０mm、高さ１ｍのア
クリル製パイプであって、この中に豊浦標準砂（以下、
標準砂と記す）８を九層に分けて詰め、各層ごとに水平
打撃により６０％の相対密度になるように締め固める。
【００５６】次いで、水槽５の中に充填された注入材６
はコンプレッサー１の注入圧0.５kgf/cm2 でパイプ７中
の標準砂８に圧入される。注入材は標準砂８中に浸透さ
れ、浸透距離を観察した。図３中９、10は切換コック、
11、12は金網、13はメスシリンダーである。試験に使用
した代表的な注入材およびその試験結果を表３に示す。
はコンプレッサー１の注入圧0.５kgf/cm2 でパイプ７中
の標準砂８に圧入される。注入材は標準砂８中に浸透さ
れ、浸透距離を観察した。図３中９、10は切換コック、
11、12は金網、13はメスシリンダーである。試験に使用
した代表的な注入材およびその試験結果を表３に示す。
【００５７】
【表３】
【００５８】表３の結果から本発明の実施例でｐＨが４
以下の低ｐＨであれば、全長に充分浸透するが、水ガラ
ス−硫酸系（試験No.7、８）では低ｐＨでも充分な浸透
にみられない。また、水ガラス濃度が本発明の範囲外の
濃厚になれば（試験No.9) 低ｐＨでも充分な浸透は期待
できない。
以下の低ｐＨであれば、全長に充分浸透するが、水ガラ
ス−硫酸系（試験No.7、８）では低ｐＨでも充分な浸透
にみられない。また、水ガラス濃度が本発明の範囲外の
濃厚になれば（試験No.9) 低ｐＨでも充分な浸透は期待
できない。
【００５９】
【発明の効果】以下のとおり、本発明にかかる地盤注入
用グラウト材は次の効果を奏し得るものである。 １．酸性から中性における土中ゲル化時間の短縮が少な
い。 ２．低いｐＨ範囲では長い土中ゲル化時間を維持するこ
とが可能である。 ３．酸性から中性における土中ゲル化時間の調整が容易
となる。 ４．以上から、液状化防止施工工事のような大容量地盤
の改良に適する。
用グラウト材は次の効果を奏し得るものである。 １．酸性から中性における土中ゲル化時間の短縮が少な
い。 ２．低いｐＨ範囲では長い土中ゲル化時間を維持するこ
とが可能である。 ３．酸性から中性における土中ゲル化時間の調整が容易
となる。 ４．以上から、液状化防止施工工事のような大容量地盤
の改良に適する。
【００６０】
【図１】水ガラス−硫酸系の非アルカリ性シリカゾルの
ｐＨとホモゲル、サンドゲル（豊浦標準砂と千葉県産海
砂）のゲル化時間との相関グラフである。
ｐＨとホモゲル、サンドゲル（豊浦標準砂と千葉県産海
砂）のゲル化時間との相関グラフである。
【図２】水ガラス−リン酸系の非アルカリ性シリカゾル
のｐＨとホモゲル、サンドゲル（豊浦標準砂と千葉県産
海砂）のゲル化時間との相関グラフである。
のｐＨとホモゲル、サンドゲル（豊浦標準砂と千葉県産
海砂）のゲル化時間との相関グラフである。
【図３】実験室用注入試験装置の略図である。
１ コンプレッサー 2,3 圧力計 ４ 攪拌器 ５ 水槽 ６ 注入材 ７ アクリル製パイプ ８ 豊浦標準砂 9,10 切換コック 11,12 金網 13 メスシリンダー
【手続補正書】
【提出日】平成１１年３月８日（１９９９．３．８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は地盤中で土砂と接触
してもゲル化時間が著しく短縮することなく、長時間を
維持して高浸透性を呈し、かつ土中におけるゲル化時間
の調整が容易であり、このため地盤の液状化防止施工
等、大容量地盤の改良に適した地盤注入用グラウト材お
よびこれを用いた地盤注入工法に関する。
してもゲル化時間が著しく短縮することなく、長時間を
維持して高浸透性を呈し、かつ土中におけるゲル化時間
の調整が容易であり、このため地盤の液状化防止施工
等、大容量地盤の改良に適した地盤注入用グラウト材お
よびこれを用いた地盤注入工法に関する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】そこで、本発明の目的は地盤中で土砂と接
触してもゲル化時間が著しく短縮することなく、長時間
を維持して高浸透性を呈し、このため地盤の液状化防止
用グラウトとして有効であり、上述の公知技術に存する
欠点を改良した地盤注入用グラウト材およびこれを用い
た地盤注入工法を提供することにある。
触してもゲル化時間が著しく短縮することなく、長時間
を維持して高浸透性を呈し、このため地盤の液状化防止
用グラウトとして有効であり、上述の公知技術に存する
欠点を改良した地盤注入用グラウト材およびこれを用い
た地盤注入工法を提供することにある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４６】（２）ゲル化時間 （ａ）ホモゲルのゲル化時間２０℃においてカップ倒立法により測定。 （ｂ）土中ゲル化時間 ２０℃においてグラウト液を砂と混合・静止し、上澄を
捨て、砂に竹串を刺して引き抜き、跡が残ったときを土
中ゲル化時間として測定。 ─────────────────────────────────────────────────────
捨て、砂に竹串を刺して引き抜き、跡が残ったときを土
中ゲル化時間として測定。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年４月１７日（２０００．４．１
７）
７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４９】
【表１】
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｅ０２Ｄ 3/12 １０１ Ｅ０２Ｄ 3/12 １０１ // Ｃ０９Ｋ 103:00 (72)発明者 三輪 求 東京都文京区本郷２−15−10 強化土エン ジニヤリング株式会社内 Ｆターム(参考） 2D040 AA00 AB01 CA02 CA10 CB03 4H026 CA03 CB01 CB02 CB04 CB05 CB08
Claims (5)
- 【請求項１】 水ガラスと、リン酸とを有効成分として
含有し、次の条件（１）、（２）および（３）を同時に
満たすことを特徴とする地盤注入用グラウト材。 （１）水ガラスのモル比（ｎ）が3.６〜5.０である。 （２）ＳｉＯ2 濃度が３（％）＜ＳｉＯ2 （％）＜１.7
ｎ（％）である。 （３）液性が酸性〜中性である。 - 【請求項２】 水ガラスと、リン酸と、可溶性多価金属
塩、アルカリ金属塩化物およびスルファミン酸の群から
選択された一種または複数種とを有効成分として含有
し、次の条件（１）、（２）および（３）を同時に満た
すことを特徴とする地盤注入用グラウト材。 （１）水ガラスのモル比（ｎ）が3.６〜5.０である。 （２）ＳｉＯ2 濃度が３（％）＜ＳｉＯ2 （％）＜１0.
０（％）である。 （３）液性が酸性〜中性である。 - 【請求項３】 請求項１または２において、リン酸が粗
リン酸である請求項１または２のいずれかに記載の地盤
注入用グラウト材。 - 【請求項４】 地盤中に一次注入材として瞬結性グラウ
トまたは懸濁型グラウトを注入して地盤の粗い部分を填
充の後、二次注入材として、水ガラスと、リン酸とを有
効成分として含有し、次の条件（１）、（２）および
（３）、すなわち、（１）水ガラスのモル比（ｎ）が3.
６〜5.０、（２）ＳｉＯ2 濃度が３（％）＜ＳｉＯ
2 （％）＜１.7ｎ（％）、（３）液性が酸性〜中性、を
同時に満たす地盤注入用グラウト材を注入することを特
徴とする地盤注入工法。 - 【請求項５】 地盤中に一次注入材として瞬結性グラウ
トまたは懸濁型グラウトを注入して地盤の粗い部分を填
充の後、二次注入材として、水ガラスと、リン酸と、可
溶性多価金属塩、アルカリ金属塩化物およびスルファミ
ン酸の群から選択された一種または複数種とを有効成分
として含有し、次の条件（１）、（２）および（３）、
すなわち、（１）水ガラスのモル比（ｎ）が3.６〜5.
０、（２）ＳｉＯ2 濃度が３（％）＜ＳｉＯ2 （％）＜
１0.０（％）、（３）液性が酸性〜中性、を同時に満た
す地盤注入用グラウト材を注入することを特徴とする地
盤注入工法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11046795A JP2000239661A (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | 地盤注入用グラウト材およびこれを用いた地盤注入工法 |
| KR10-2000-0007801A KR100397249B1 (ko) | 1999-02-24 | 2000-02-18 | 지반 주입용 그라우트재 및 이것을 이용한 지반 주입공법 |
| CN00102782A CN1109001C (zh) | 1999-02-24 | 2000-02-22 | 浇注地基用的灰浆和浇注地基的施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11046795A JP2000239661A (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | 地盤注入用グラウト材およびこれを用いた地盤注入工法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000239661A true JP2000239661A (ja) | 2000-09-05 |
Family
ID=12757281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11046795A Pending JP2000239661A (ja) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | 地盤注入用グラウト材およびこれを用いた地盤注入工法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000239661A (ja) |
| KR (1) | KR100397249B1 (ja) |
| CN (1) | CN1109001C (ja) |
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| JP2013177294A (ja) * | 2012-02-10 | 2013-09-09 | Will Consultant Kk | セメント系深層混合処理用添加剤及びこの添加剤を用いたセメント系深層混合処理改良体の造成方法 |
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|---|---|---|---|---|
| KR100433051B1 (ko) * | 2000-11-29 | 2004-05-24 | 쿄카도 엔지니어링 주식회사 | 지반주입용 고결(固結)재 |
| CN102493498A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-06-13 | 荣盛建设工程有限公司 | 一种地基的施工工艺 |
| KR102007912B1 (ko) | 2019-01-08 | 2019-08-06 | 장태민 | 내진 및 액상화 방지용 그라우트 조성물 및 이를 이용한 그라우팅 공법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4018616A (en) * | 1974-09-13 | 1977-04-19 | Mizusawa Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Water glass composition |
| JPS5849585B2 (ja) * | 1978-07-10 | 1983-11-05 | 日本化学工業株式会社 | 土質安定化法 |
| FR2629495B1 (fr) * | 1988-04-01 | 1993-04-30 | Soletanche | Produit d'injection pour l'etancheification et/ou la consolidation pour sols et materiaux de construction et procede pour sa mise en oeuvre |
| JPH0742458B2 (ja) * | 1991-02-01 | 1995-05-10 | 強化土エンジニヤリング株式会社 | 裏込め注入材 |
| CN1037337C (zh) * | 1991-12-27 | 1998-02-11 | 中国石油天然气总公司工程技术研究所 | 沥青混凝土路面的防变形材料及其制造方法 |
| JPH0794660B2 (ja) * | 1992-01-29 | 1995-10-11 | 強化土エンジニヤリング株式会社 | 地盤注入工法 |
| KR940002344A (ko) * | 1992-07-15 | 1994-02-17 | 강병산 | 지반(地盤)그리우팅에 사용되는 우레탄 조성물 및 그 제조방법 |
| KR940011602A (ko) * | 1992-12-21 | 1994-06-21 | 시마다 슌스께 | 지반주입용 약액 |
| JP2869843B2 (ja) * | 1993-10-20 | 1999-03-10 | 強化土エンジニヤリング株式会社 | 地盤注入用薬液 |
| JP2961484B2 (ja) * | 1993-12-14 | 1999-10-12 | 強化土エンジニヤリング株式会社 | 地盤注入用薬液およびこの薬液を用いた地盤注入工法 |
| KR100220651B1 (ko) * | 1994-07-28 | 1999-09-15 | 기요노부 마루바시 | 경화성 조성물 및 이것을 사용한 지반 안정화 공법 |
| KR970015108A (ko) * | 1995-09-18 | 1997-04-28 | 전성원 | 이중시일형 루프 모울딩 |
| KR100194315B1 (ko) * | 1997-02-26 | 1999-06-15 | 문정식 | 속경성 그라우트재 조성물 |
-
1999
- 1999-02-24 JP JP11046795A patent/JP2000239661A/ja active Pending
-
2000
- 2000-02-18 KR KR10-2000-0007801A patent/KR100397249B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2000-02-22 CN CN00102782A patent/CN1109001C/zh not_active Expired - Fee Related
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