JPH04174121A - 珪酸塩系グラウトの地盤注入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、珪酸アルカリを主剤とし、二酸化炭素を硬化
剤とする地盤安定化用珪酸塩系グラウトの地盤注入方法
に関する。

（従来の技術）− 珪酸アルカリを主剤とし、二酸化炭素を硬化剤として組
み合せた地盤安定化用グラウトの地盤注入方法としては
、従来より種々の方法が提案されており、たとえば、特
開昭５１−１５０８１８号、特開昭５３−６９４０８号
、特開昭５３−６９４０９号、特開昭５３−７４７０９
号、特開昭５４−１６１７１６号、特開昭５６−６７３
９１号、特開昭５７−１００２１３号、特開昭５７−１
５８２８４号、特開昭５７−１５９８７５号、特開昭５
８〜１３８７７９号、特開昭５８−１４１２８３号、特
開昭５８−２０４２１３号、特開昭５８−２１７５８５
号、特開昭５８−２１７５８６号などの各公報を挙げる
ことができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

珪酸アルカリと二酸化炭素源として炭酸水とを組み合せ
て得られる珪酸塩系グラウトは、ゲルタイムを数秒（瞬
結）から数十分（ｕｉ結）の範囲に調節できると共に、
強度が大きく耐久性のあるゲル体を形成することから、
水の少い箇所の地盤安定化には極めて好適な材料である
。

しかしながら、ゲルタイムが大気中においては数秒であ
る瞬結型グラウトでも、これが地盤内の水が充満してい
る大きな空隙や空洞部、あるいは漏水・湧水箇所に注入
されたときは、注入されたグラウトが水で希釈されて分
散・拡散・流出し、止水効果が得られないという問題を
生ずる。

大気中におけるゲルタイムが数秒である瞬結型グラウト
でも、水で希釈されるとゲルタイムが極端に長くなり、
−ゲル化しても生成したゲル体の強度の立ち上りが小さ
く、しかも時間が経過しても強度が増大しなかったり、
更には、全くゲル化せず地盤の強化ができなかったりす
ることもあるので地盤の安定化が不確実となる。

このような場合の対策として、従来法においても炭酸水
中の二酸化炭素濃度を高めることによってグラウトのゲ
ルタイムを短縮し、ゲル強度を増大させることも可能で
ある。しかし、ゲルタイムを１秒以下に短縮させるには
、硬化剤である炭酸水が多量の二酸化炭素を含んでいる
ことを要し、そのためには炭酸水の製造圧力を大幅に高
めなければならない。

たとえば、ＪＩＳ　３号珪酸ナトリウム１００ｐＶ、を
含む珪酸アルカリ水溶液２００　Ｎからなる主剖液と炭
酸水２００１！からなる硬化剤液とを等容量混合して得
られるグラウトのゲルタイムを、たとえば２５℃で数秒
から１０秒程度の瞬結領域にするための二酸化炭素所要
量は８〜９　ｋｇであり、この場合の炭酸水の製造圧力
は３５〜５０　ｋｇ　／　ｄとすればよい。

このようにして得られた、大気中では数秒〜１０秒程程
度瞬結領域のゲルタイムを有するグラウトでも、前述の
通り、水中においてはゲル化挙動が悪くなり、止水効果
が得られない。

前記したような環境における前記グラウトの止水性能を
高めるには、該グラウトの大気中におけるゲルタイムを
１秒以下とすることを要するが、該グラウトのゲルタイ
ムを、たとえば２５°Ｃで１秒以下に短縮するための二
酸化炭素所要量は１１〜１５廟以上となり、この場合の
炭酸水の製造圧力は少なくとも９０〜１５０　ｋｇ　／
　ｃｄとすることを要する。

炭酸水製造用装置は通常、高圧ガス取締法に定められた
「高圧ガス製造施設」に該当し、届は出て認可された圧
力を超える条件では使用できないという制約を受ける。

このようなことから、所定の能力の装置を用いて製造さ
れたグラウトを地盤に注入している際に、地盤内の状況
に即応できるようグラウトのゲルタイムを短時間内に短
縮することは、従来法によっては不可能に近い。

また、炭酸水中の二酸化炭素濃度を高めて対応する方法
では、昇圧のためにエネルギーの増加を要することと、
圧力上昇により危険性が増大し安全性の点からも好まし
くなく、また、炭酸水製造設備は勿論のことグラウト注
入設備や付属設備全般について高圧力への対応を要する
ことになるので設備費が増大し、経済性が悪化する。

本発明の目的は、珪酸アルカリを主剤とし、二酸化炭素
を硬化剤とする地盤安定化用珪酸塩系グラウトに関して
、地盤内に注入しつつあるグラウトのゲルタイムを１秒
以下に短縮し、かつ、ゲル化初期のゲル体の水中におけ
る強度の立ち上りを増大させ、止水性能を向上させる方
法を提供することにある。

〔線点を解決す−るための手段〕

本発明者は、従来法における問題点を改善するために種
々研究した結果、珪酸アルカリを主剤とし、二酸化炭素
を硬化剤とする地盤安定化用珪酸塩系グラウトに、該グ
ラウトのゲルタイムを短縮させ、かつゲル化初期のゲル
体の水中における強度の立ち上りを増大させる作用を有
する薬剤（以下、薬剤−Ｃという）を添加することによ
り、前記グラウトのゲルタイムを１秒以下に短縮するこ
とによって、前記グラウトが地盤内の水が充満している
大きな空隙や空洞部、または漏水・湧水箇所に注入され
たときにも、４育実にゲル化し、しかも生成したゲル体
の強度の立ち上りも良好で止水性能が向上し、地盤を強
化することができることを見出し本発明を完成させた。

本発明は、［珪酸アルカリと二酸化炭素とを反応させて
得られたグラウトの地盤注入方法において、地盤内に注
入しつつあるグラウトに、該グラウトのゲルタイムを短
縮させ、かつ、ゲル化初期のゲル体の水中における強度
の立ち上りを増大させる作用を有する薬剤を添加し、該
グラウトのゲルタイムを１秒以下に短縮させて注入する
ことを特徴とする珪酸塩系グラウトの地盤注入方法」を
要旨とする。

本発明の方法においては、珪酸アルカリをゲル化させる
ための硬化剤として二酸化炭素を水に溶解させた炭酸水
を用いる。

第１図は、本発明の方法の一実施態様を示す系統説明口
である。

以下、第１図を参照しながら説明する。

混合器１　（炭酸水製造器）に、水と高められた圧力の
二酸化炭素とを供給して混合し、炭酸水を製造する。二
酸化炭素としては、炭酸ガスまたは液化炭酸のいずれで
も用いることができる。

混合器ｌは、その適当な部分に二酸化炭素供給口、水供
給口および炭酸水出口が設けられ、その内部に気−液ま
たは液−液の接触混合をよくするための任意の装置、例
えば攪拌機、ジャマ板、充填物、エレメントなどが設け
られた密閉耐圧構造の縦型または横型の容器である。

混合器ｌへの二酸化炭素の供給は、混合器１の上部から
だけに限定されず、下部から供給して上部へ吹き上げて
もよいし、また、混合器１内の水相にノズルを挿入して
、該ノズルを経て二酸化炭素を供給してもよい、一方、
水の供給方法としては、混合器１の上部よりスプレーノ
ズルにより微小液滴として噴霧させる方法が二酸化炭素
との接触効率をよくすることができるので好ましい。

また、混合器１としては、その内部に静止型流体攪拌用
エレメントが設けられた混合器−いわゆるラインミキサ
ー（静止型管路混合Ｈ）も好適に用いることができる。

いずれにしても、供給された二酸化炭素と水とをできる
だけ短時間で均一に混合することができる攪拌効率のよ
い混合用機器が設けられた装置を用いることが望ましい
。

混合器ｌで製造された炭酸水が二酸化炭素で飽和されて
いると、後続の工程において圧力が低下したときに炭酸
水から炭酸ガスが分離して気泡が発生し、トラブルの原
因となることがある。

このようなことから、混合器１において製造する炭酸水
は、二酸化炭素が未だ飽和に達していない状態で得るこ
とが望ましい、混合器１に供給する水および二酸化炭素
の圧力を適宜調節して混合器ｌ内の圧力を調節すること
により、任意の二酸化炭素濃度の炭酸水を製造すること
ができる。

混合器１において製造された炭酸水を混合器２（薬液混
合器）の第一〇流路の入口部に供給すると共に、第二の
流路の入口部に珪酸アルカリを供給する。

混合器２は、この種のグラウトの製造及び地盤注入に用
いられる装置であって、少なくとも二つの独立した流路
と、その出口部にこれら流路と連通した、薬液の混合室
が設けられた注入管や、流体混合用エレメントを内装し
た静止型管路混合器（ラインミキサー）などが好適に用
いられる。

混合器２のグラウト出口には、供給された主剤と硬化剤
との合流・混合部の圧力を一定に保つことができる保圧
弁を設置することが好ましい。

保圧弁によって、混合器２内の圧力を該混合器に供給さ
れる炭酸水の圧力とは一同じか、ないしは、それ以下で
−も該炭酸水から炭酸ガスが分離しない程度の圧力に保
持する。保圧弁としては、スプリング式・油圧式・電子
式・空気式など種々の機構のものがあり、本発明の方法
においてはどのような形式のものでも用いることができ
る。

珪酸アルカリとしては、地盤安定化用に用いられる通常
の珪酸アルカリを用いることができる。

本発明の方法で用いられる珪酸アルカリは、モル比５ｉ
ｆｔ／　ＭｔＯ（Ｍは、Ｎａ、　Ｋ、　Ｌｉ　を表す）
が２〜１５０、通常３〜１００、好ましくは３．３〜５
０、更に好ましくは３．５〜ｉｏの範囲である。

前記モル比が２以下では、珪酸アルカリをゲル化させる
に要する二酸化炭素の所要量が増大し、炭酸水の製造圧
力を高めることを要するので好ましくない、一方、モル
比が１５０を超えたときは、得られたグラウトのゲルタ
イムを１秒以下にすることができず、ゲル化初期のゲル
体強度の立ち上りが極めて小さく、グラウトが水で希釈
されるとゲル化しないので好ましくない。

本発明の方法においてＪＩＳ　Ｋ−１４０８に規定され
る各種の珪酸ナトリウムを含め、前記モル比の珪酸アル
カリを用いることができ、結晶島は水に溶解し液状とし
て用いることができる。

液状の珪酸アルカリ（主剤原液という）のＳｉＪ含有率
は２０〜４０重量％程度でできるだけ高いことが好まし
く、また、ＭがＮａであるときＮａ　ｔｏ含有率は０．
５〜３０重量％、好ましくは５〜１０重量％の範囲であ
る珪酸アルカリが好適に用いられる。

前記条件を充足する主剤原液は、そのままか、または適
宜の水で希釈し地盤安定化に適した濃度の水溶液として
用いられる。

地盤自注入用薬液として用いられる主剤液としての珪酸
アルカリ水溶液中の主剤原液の濃度は、たとえば主剤液
と硬化剤液とを等容量混合注入する場合には、通常３０
〜１００容置％、特に４０〜１００容置％とするのが好
ましい、　３０容量％未満では、得られたグラウトのゲ
ルタイムを１秒以下にすることが困難である。ゲル体強
度の面からは、主剤原液の濃度は高濃度であることが好
ましい。

地盤Ｅ内に挿入設置された混合器２に供給された珪酸ア
ルカリと炭酸水とは、該混合器中において混合され、得
られたグラウトＧは地盤内に注入される。

本発明の方法においては、グラウトを地盤に注入してい
る際に、注入しているグラウトに薬剤−Ｃを添加し、注
入されるグラウトのゲルタイムを１秒以下に短縮する。

本発明の方法において用いられる薬剤−Ｃは、珪酸アル
カリのゲルタイムを短縮させ、かつ、ゲル化初期におけ
るゲル体の水中における強度の立ち上りを大きくする作
用を有する一ゲル化促進機能とゲル体の初期強度の増強
機能とを兼ね備えたものである。

このようなものとしては、珪酸アルカリをゲル化させる
ｓ！能を有するものの内、鉱酸、アルカリの多塩基性無
機酸水素塩、有機酸などである。

具体的には、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸などの鉱酸、Ｎ
ａ、　Ｋなどのアルカリ金属またはＮＨ，の炭酸、硫酸
またはリン酸の各水素塩、酢酸、クエン酸、乳酸、酒石
酸などの有機酸を挙げることができる。これらは、１種
類を単独で、または２種以上を混合して、使用すること
ができる。

なお、珪酸アルカリのゲル化剤として知られているもの
であっても本発明が目的とする効果が得られないものが
ある。このようなものとしては、カルシウム・マグネシ
ウム・アルミニウムのそれぞれの酸化物・水酸化物・硫
酸塩・硝酸塩・塩化物およびそれらの複塩など、また、
エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、トリ
アセチン、エチレングリコールジアセテート、各種ラク
トンなどのエステル類、ホルムアルデヒド、アセトアル
デヒド、グリオキザールなどのアルデヒド類を挙げるこ
とができ、これらは本発明の薬剤−Ｃとして用いること
ができない。

薬剤−Ｃを供給する個所としては、混合器２、該混合器
に通ずる炭酸水流路Ｃｌ１１および珪酸アルカリ流路−
Ｇの少な（とも一つである。

薬剤−Ｃは、水溶液として供給するのがよく、炭酸水や
珪酸アルカリの波路内に直接送入してもよいが、ライン
ミキサーを用いることもできる。

薬剤−Ｃは、炭−酸水および珪酸アルカリの各波路の任
意の個所に供給することができる。

本発明の方法において、薬剤−Ｃを珪酸アルカリの流路
に供給する場合には、供給する薬剤−〇の量は、珪酸ア
ルカリのゲル化によって該珪酸アルカリ流路を閉塞させ
ない程度の量であって、流路内の珪酸アルカリのゲルタ
イムを１分以上、好ましくは１０分以上、更に好ましく
は１時間以上とするような量であるのがよい。

いずれにしても、珪酸アルカリを流路内でゲル化させず
に、しかも最終的に混合器２の出口から地盤内に注入さ
れるグラウトのゲルタイムを１秒以下とし得る薬剤−Ｃ
を用いる。

薬剤−〇添加の効果の発現の遅れをできるだけ小さくし
、注入されるグラウトのゲルタイムを短時間内に調節し
短縮するには、混合器２内の珪酸アルカリと炭酸水との
混合部、または該混合部にできるだけ近接した個所に供
給することがよい。

薬剤−Ｃは、混合器２の第三〇流路を経て炭酸水と珪酸
アルカリとの合流・混合部に直接か、または炭酸水流路
ＣｌＩ４の混合器２にできるだけ近接した個所に供給す
ることが、波路ＷＧ内で珪酸アルカリをゲル化させるお
それがなく、しかも、その添加効果の発現の遅れを小さ
くすることができるので好ましい。

本発明の方法における薬剤−Ｃ水溶液の使用量は例えば
、ＪＩＳ　３号珪酸ナトリウム１００　ｆｆｉと水１０
０１とを混合して−なる主剤液２０ＯＮと、水温２５°
Ｃの水に２５ｋｇ／ｃ−の圧力下で二酸化炭素を溶解し
て得られた炭酸水２００ｉとの合計量４００１に対して
、通常２〜２ｏｏｌ；好ましくは５〜１５０ｆｆｉ、更
に好ましくは１０〜１００１の範囲がよい。

主剤原液１００ｉあたりの薬剤−Ｃ水溶液の使用量が２
１未満では、得られるグラウトのゲルタイムを１秒以下
に短縮することができず、一方、２００ｒを超えたとき
は、得られるグラウトのゲルタイムを１秒以下に短縮す
ることは可能であるが、ゲル化初期のゲル体の水中にお
ける強度の立ち上りが小さくてグラウトの止水性能が向
上せず、いずれの場合にも本発明が目的とする効果が得
られない。薬剤−Ｃ水溶液の使用量は、得られるグラウ
トのゲルタイムを１秒以下に短縮することができ、しか
も、形成されるゲル体の強度の立ち上りが良好である限
り少い程よい。

薬荊−Ｃ水溶液使用量の上限は、容量基準で主剤原液量
の２倍相当量であり、主剤原液１００１あたり　２００
１を上限として使用することができる。

本発明の方法で用いられる薬剤−Ｃ水溶液中における薬
剤−Ｃの濃度は、特に限定する必要はなく、使用する液
量との関係において主剤と硬化剤とを混合して得られる
グラウトのゲルタイムを１秒以下に短縮し得る濃度を選
択すればよい０例えば、薬剤−Ｃとして硫酸を用いる場
合、薬剤−Ｃ水溶液の使用量を２００１とするときには
硫酸濃度約２％以上、また、２１とするときには硫Ｍ′
ａ度約１００％（濃硫酸そのまま）を目安として選択す
る。

−船釣には、高濃度にするのが好ましい。

本発明の方法において、主剤液、硬化剤液および薬剤−
Ｃ水溶液の各薬液は、薬液混合器２において殆んど瞬間
的に均一に混合され、地盤内に注入される。

本発明の方法によれば、グラウトを地盤内に注入してい
る際に、地盤内の状況に応じてグラウトのゲルタイムを
、数秒から数十分、更に１秒以下に変化させることがで
き、これにより複雑な土質条件に対応した、きめの細か
い地盤安定化の施工を行うことができる。

更に、本発明の方法は、ゲルタイムがそれぞれ異なる複
数のグラウトを同時に地盤に注入する工法−すなわち複
合注入工法を実施する際に利用することができる。

第２図は、本発明の方法による複合注入工法の一実施例
態様示す系統説明図である。

第２図において、２−ａ、　２−ｂおよび２−ｃはそれ
ぞれ土質条件が異なる地盤Ｅ内に打設された注入管内に
設けられた薬液混合器である。

施工にあたり、炭酸水と珪酸アルカリとを各薬液混合器
に供給してグラウトを並行的に地盤内に注入している際
に、地盤内の状況に応じてゲルタイムを短縮させたい個
所に設置された薬液混合器に薬剤−Ｃ水溶液−を供給す
る。

なお、必要により、ゲルタイムを延長させる場合には、
ゲルタイム調節水（図示していない）を系内に供給する
こともできる。

各薬液混合器に供給する薬剤−Ｃ水溶液またはゲルタイ
ム調節水の量を適宜調整することにより、各薬液混合器
中においてそれぞれの土質条件に適合したゲルタイムを
有するグラウトＧ−ａ、　Ｇ−ｂおよびＧ−ｃが製造さ
れ地盤中に注入される。

この複合注入工法によれば、土質条件が種々異なる複雑
な地盤に対して一度で安定化施工することができる。

なお、グラウトの地盤注入中に、グラウトのゲルタイム
を大幅に変化させる必要が生じたとき、薬液混合器への
主剤液および炭酸水の供給量を一定に保ちながら薬剤−
Ｃ水溶液の供給量とゲルタイム調節水の供給量を増減さ
せることにより、グラウト中の珪酸アルカリの濃度が大
幅に変動することがある。

珪酸アルカリ濃度が大幅に変化することが好ましくない
場合には、薬剤−Ｃ水溶液またはゲルタイム調節水の供
給量に応じて炭酸水の供給量をも変化させ、グラウトの
ゲルタイムを変化させたときにも、主剤液、炭酸水、薬
剤−Ｃ水溶液およびゲルタイム調節水の供給液量の合計
量が常に一定になるように調整するのが望ましい。

また、本発明の方法においてグラウトの製造に用いる炭
酸水中の二酸化炭素の量は珪酸アルカリに対して化学量
論酌量以下であって、主剤液と硬化剤液とを混合して得
られる、薬剤−Ｃを供給する前のグラウトのゲルタイム
を、数十分以下、好ましくは１分以下、更に好ましくは
数秒程度にする量比であることが望ましい。

ゲルタイムが数十分を超えるときは、ゲルタイムを短縮
させる必要が生じたときに多量の薬剤−Ｃを要すること
になり、得られたグラウトの状態が不均一となって、生
成するゲル体は均質でなく強度が弱くなるので好ましく
ない、一方、ゲルタイムを数秒以下とするには、炭酸水
の製造圧力を大幅に高めなければならないのでエネルギ
ーの増加を要し、安全性の面でも好ましくない。また、
設備費が増大し経済性の点でも不利である。

〔発明の効果〕 本発明は、次の効果を奏する。

（１）　　本発明の方法で得られたグラウトは、水中に
注入されても水に分散することなくゲル化し、しかもゲ
ル化初期のゲル体の水中における強度の立ち上りがよく
て止水性能が高く、地盤安定化が確実となる。

（２）　　硬化剤としての炭酸水の製造圧力を大幅に高
めることなく、グラウトのゲルタイムを１秒以下に短縮
することができる。

炭酸水製造圧力を大幅に高める必要がないのでエネルギ
ーを節減することができ、取り扱い面での安全性が高ま
る。更に、炭酸水製造設備は勿論のこと、グラウト注入
設備ならびに付属設備全般に要する費用を節減すること
ができる。

（３）　　グラウトに水が混入すると一般的には、ゲル
タイムが長くなり、生成するゲル体の強度は小さくなる
のに対して、本発明の薬剤−Ｃ水溶液を適宜量用いたと
きは、薬剤−Ｃ水溶液を添加したことによってグラウト
中の水分が増加しても、ゲル体の強度は小さくならず、
むしろ増大する。

〔実施例〕

以下、実施例、比較例および参考例により、本発明を具
体的に説明する。

実施例−１〜２０．比較例−１〜２７゜櫂型翼（長さ１
５０ｍ、幅５０−）を有する撹拌装置が設けられた密閉
耐圧構造の第一の混合器（炭酸水製造器）に、温度２３
〜２４°Ｃの水と液化炭酸をそれぞれ所定の速度で供給
し、表−１に示すように該混合器内の圧力を１５〜１０
０　ｋｇ／ｃｊの各圧力に保って両者を混合し炭酸水を
製造した。

グラウト出口に保圧弁が設けられた静止型管路混合器（
直径２２ｍ、長さ１０００閤Ｈ液体混合用エレメント８
ヶ内装）で構成された第二の混合器（薬液混合器）の−
の流路に各圧力下で得られた炭酸水を、また同時に他の
流路に主剤液を、それぞれ表−１に示す条件で連続的に
供給した。

なお、主剤液は、主成分が下記組成である珪酸アルカリ
（主剤１原液）と水とを、それぞれ表−１に示した量比
で混合して調製したものを用いた。

＃　　ｌ　　−Ｎａｇｏ　　　７．１％、　　５ｉｆｔ
　　　２６．８％　；＃　２　−　　ＮａｔＯ７，６％
、　　５ｉｆｔ　　　２７．６％　；（残部は、いずれ
も若干の不純物と水）。

薬液混合器内の圧力は、炭酸水製造圧力よりもそれぞれ
１　ｋｇ　／　ｃｊ高い圧力を保フよう、保圧弁のスプ
リングを調節した。

薬液混合器に供給された各薬液は該混合器内で殆んど瞬
間的に混合され、製造されたグラウトは該混合器出口よ
り排出された。

製造されたグラウトについて、次の４項目を評価した。

■　製造直後の状Ｊ１１（目視）。

■　大気中でのゲルタイム。

■　グラウトを水中に注入したときの、注入してから５
分経過後の状態（ゲル化の有無）。

■　水中に注入してから５分後に、生成したゲル体を成
形して直ちに測定したホモゲル体の圧縮強度。

上記各評価項目の結果と共に、参考のため、薬液混合器
出口より採取したグラウトを大気中でそのま−ゲル化さ
せ、得られたホモゲルのゲル化１日後の圧縮強度の値を
表−１に示した。

なお、止水効果を得るに必要なゲル体の圧縮強度は、少
なくとも０．２ｋｇ／ｃ−である、これによって、透水
係数を　（１〜９）　　ｘｌＯ−’ｃｍ／秒の範囲とす
ることができた。

表−１について、説明する。

比較例１〜７は、主剤原液／水の容量比が５０１５０で
ある珪酸アルカリ水溶液を主剤液とし、１５〜１００　
ｋｇ　／　ｄの範囲の各圧力で製造された炭酸水をそれ
ぞれ硬化剤液として組み合わせて得られた、それぞれの
グラウトの挙動を示す。

６０ｋｇ／ｃ−以下の圧力で製造された炭酸水を用いて
得られたグラウトは、いずれも水中で分散してゲル化せ
ず、５分後のゲル体強度は測定できない状態であった。

（比較例１〜５）。

ゲルタイムが１秒以下であるグラウトを得るには、８０
〜１００ｋｇ／ｃｄの圧力で製造された炭酸水を用いる
ことを要した。このようにして得られたグラウトは水中
においてもゲル化し、ゲル化５分後のホモゲル体の圧縮
強度は０．４〜０．５ｋｇ／ｃ−であった。（比較例６
．７）。

比較例８〜ｌＯは、珪酸アルカリの濃度を高めた珪酸ア
ルカリ水溶液を主剤液とし、また、圧力２５ｋｇ／ｄで
製造された炭酸水を硬化剤液として得られた、それぞれ
のグラウトの挙動を示す。

主剤原液濃度を６０容量％として得られたグラウトは、
使用した炭酸水の製造圧力が同じである比較例３と比較
して、ゲルタイムが２．５秒に短縮されたが、水中で分
散し、５分以内でゲル体の形成が認められなかった。（
比較例８）。

主剤原液濃度を７０容量％または８０容量％としたとき
は、ゲルタイムが１秒であるグラウトが得られ、これら
のグラウトは水中に注入されたときに分散はほとんど認
められずゲル化した。

しかし、いずれのグラウトもゲル化後のゲル体強度の立
ち上りが小さく、止水効果を得るに必要な圧縮強度であ
る０、２ｋｇ／ｃ−を超える値が得られなかった。（比
較例９．１０）。

次に、主剤原液／水の容量比が５０１５０である珪酸ア
ルカリ水溶液を主剤液とし、圧力２５　ｋｇ　／　ｃ４
で製造された炭酸水を硬化剤液として、更に珪酸アルカ
リをゲル化させる機能を有する各種の薬剤を添加して得
られたグラウトの挙動を示す。

なお、これらの薬剤は、いずれも水溶液として炭酸水の
波路に添加した。

比較例１１〜２５は、珪酸アルカリをゲル化させる機能
を有するものであっても、本発明が目的とする効果が得
られなかったものの例を示す。

Ｃａ（ＯＨ）ｚ、　ＣａＳＯ４Ｈ！４Ｈｇｏ、　ＮａＡ
ｌＯｘを用いたときは、グラウトのゲルタイムの短縮が
ほとんど認められず、参考値として示したように、大気
中でゲル化させたときのホモゲル体の圧縮強度は大幅に
増大するにもかかわらず、水中では５分以内でゲル化し
なかった。（比較例１１〜１３）。

またＭｇＣ１，・６　ｔｌ　ｔ　Ｏを用いたときは、グ
ラウトのゲルタイムは短縮され水中でゲル化したが、注
入されて５分経過後のゲル体の圧縮強度は小さくて０．
０５ｋｇ／ｃ−でムリ、止水性能は向上しなかった。

（比較例１４）。

また、エステル類やアルデヒド類を用いたときは、グラ
ウトのゲルタイムの短縮がほとんど認められず、参考値
として示したように、大気中でゲル化させたときのホモ
ゲル体の圧縮強度は大幅に増大するにもかかわらず、水
中では５分以内でゲル化しなかった。（比較例１５〜２
５）。

比較例２６および実施例１〜５は、薬剤−ＣとしてＫＨ
ＣＯｚを用いた場合である。

ＫＨＣＯ３の量が少なくて、得られたグラウトのゲルタ
イムが１秒以下に短縮されていないときは、グラウトが
水中に注入されて５分経過後におけるゲル体の圧縮強度
は０．１５ｋｇ／ｃｊと低かった。（比較例２６）。

グラウトのゲルタイムを１秒ないし１秒以下とする量の
にＨＣＯｉ水溶液を供給したときには、得られたグラウ
トはいずれも、水中に注入されたときゲル化し、注入さ
れて５分経過後におけるゲル体の圧縮強度は０．２〜０
．５　ｋｇ／Ｃ４であり、止水に必要な値が得られた。

　　ＫＨＣＯｓ水溶液の添加量が適宜であれば、水分が
増えてもゲル体の圧縮強度が増大する。（実施例１〜５
）。

なお、ＫＨＣＯｓ水溶液の添加量が多くなるとゲルタイ
ムは短縮されるが生成するゲル体強度が弱くなるので、
４１／分（主剤原液供給量２１／分の２倍相当量）より
多くは供給しない方がよい。

また、本発明の各種の薬剤−〇を添加してゲルタイムを
１秒以下に短縮したグラウトはいずれも、水中で分散す
ることなくゲル化し、注入されて５分経過後におけるゲ
ル体の圧縮強度は、薬剤−〇の種類により若干差がある
が、止水に必要な値が得られた。　（実施例６〜１７）
。

次に、珪酸アルカリの濃度を更に高めた、主剤原液／水
の容量比が９０／１０である珪酸アルカリ水溶液を主剤
液とし、一方、前記比較例９および１０で採用した２５
ｋｇ／ｃ−よりも低い、圧力２０　ｋｇ　／　ｄで製造
された炭酸水を硬化剤液とし、主剤と硬化剤との混合比
を非等量で組み合わせて得られたグラウト、およびこれ
に薬剤−ＣとしてＫＨＣＯｓ水溶液を添加して得られた
グラウトの挙動を示す。

なお、ＫＨＣＯｓ水溶液は、いずれも度酸水の流路に添
加した。

珪酸アルカリの濃度を高めて得られたグラウトは、ゲル
タイムが１秒となり水中でもゲル化したが、ＫＨＣＯｓ
を添加しないときには、５分経過後のゲル体の圧縮強度
は０　、１　ｋｇ　／　ｄと強度の立ち上りが小さく、
比較例９および工０と同様な、止水性能が劣る傾向が認
められた。（比較例２７）。

これに対して、薬剤−ＣとしてにｌＩｃＯｓ水溶液を添
加して得られたグラウトは、ゲルタイムが１秒以下に短
縮され、いずれも水中で分散することな（ゲル化した。

生成したゲル体の強度は水中でも立ち上りがよく、注入
されて５分経過後におけるゲル体の圧縮強度は０．５０
〜０．６５ｋｇ／ｃ＋Ｊであって、止水に必要な圧縮強
度を有するゲル体が得られた。

（実施例１８〜２０）。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法の一実施態様を示す系統説明図
であり、第２図は、本発明の方法による複合注入工法の
一実施Ｊｌｌ様を示す系統説明図である。 １・・・　第一の混合器（炭酸水製造器）。 ２−ａ、　−Ｌ−Ｃ・・・　第二の混合器（薬液混合器
）。 −Ｇ・・・　珪酸アルカリ流路。 Ｃ−・・・　炭酸水流路。 ＧＡ・・・　薬剤−Ｃ水溶液流路。 特許出願人　日東化学工業株式会社 日本ソイル工業株式会社 山口機械工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）珪酸アルカリと二酸化炭素とを反応させて得られた
   グラウトの地盤注入方法において、地盤内に注入しつつ
   あるグラウトに、該グラウトのゲルタイムを短縮させ、
   かつ、ゲル化初期のゲル体の水中における強度の立ち上
   りを増大させる作用を有する薬剤を添加し、該グラウト
   のゲルタイムを１秒以下に短縮させて注入することを特
   徴とする珪酸塩系グラウトの地盤注入方法。