JPH0489912A - 地盤注入工法 - 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〕 本発明は地盤中に特定の注入液を注入して地盤を固結す
る地盤注入工法に係り、詳細には注入液のゲル化時間調
整が容易で、かつ浸透性に優れた地盤注入工法に関する
。

〔従来の技術〕

地盤固結用注入液として、従来、水ガラス水溶液に、無
機塩−有機塩あるいはグリオキザールやエステル類、さ
らにはセメント等を加えてゲル化せしめる水ガラスグラ
ウトが知られている。

上述において、無機塩として水溶性無機塩を用いたもの
はゲル化時間の調整にあたってわずかな無機塩量の違い
でゲル化時間が大幅に変化し、あるいはわずかに過少で
あるだけで全くゲル化しないという現象が生じ、このた
め固結が不確実であった。

また、難溶性無機塩やセメントの例では、浸透性が悪く
、さらには上述有機系の例では地下水のＢＯＤやＣＯＤ
を増加させるという問題があった。

上述の各側において、特に水溶性無機塩を用いる場合、
このゲル化を確実に行い、かつゲル化時間の調整を容易
に行なえれば極めて有用な注入液となることが期待され
る。

そこで、この期待を実現するために、３号水ガラスにあ
らかじめＮａＣ１、Ｋ（ｌあるいはアルカリ土金属塩を
混合したものをＡ液とし、他の反応剤水溶液をＢ液とし
、これらＡ、Ｂ液を組み合わせる注入工法が提案されて
いる。しかし、３ｇ水ガラスにＮａＣ１、Ｋ（ｌあるい
はアルカリ土金属塩を混合すると、混合液中にコロイド
が急激に形成されるため、Ａ液を製造してからＢ液を加
えるまでの経過時間の違いによりゲル化時間が大幅に異
なり、ゲル化時間の調整がしにくいという問題があった
。

また、水ガラスに強酸を加えて形成される酸性水ガラス
を基本素材とし、これにアルカリ剤を加える注入工法も
知られているが、この場合、強酸を用いることによる現
場における取り扱い上の問題や、ゲル化時間が調整しに
くいという欠点を有している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

水ガラスと反応剤をあらかじめ混合してなるそれ自体ゲ
ル化し得る配合液を基本素材とし、これにゲル化剤を加
えてなる方法は、基本素材が必ずゲル化するため、これ
にゲル化剤を加えてゲル化時間を調整した注入液も必ず
ゲル化し、地盤中における固結性が極めて優れていると
いう長所がある。

しかし、この方法の最大の欠点は基本素材を配合後、そ
の内部でコロイドの生成が急速に進行し、その生成は配
合後から注入に至るまでの時間の経過につれて加速され
る。したがって、この基本素材（Ａ液）にゲル化剤（Ｂ
液）を加えてゲル化時間を調整しようとしても、Ａ、Ｂ
混合液のゲル化時間は基本素材（Ａ液）の配合時からＡ
液にＢ液を混合するまでの経過時間によってゲル化時間
が異なり、所定のゲル化時間を得ることが極めて難しい
。

実際の現場では、基本素材であるＡ液を作液してからＡ
、Ｂ液を混合して注入に至るまでに種々の作業、たとえ
ば注入工程中の注入ステージの変化による注入の中止、
注入管の詰まりによる水洗い、その他のトラブル等によ
る注入の一時中断、昼休みの注入の中断、ポンプの調整
等が生じ、あるいはその他、Ｂ液そのものの配合の調整
、個々の注入管に至るまでの距離の違い等によりＡ液に
Ｂ液を混合して注入する状態になるまでに多かれ少なか
れ、時間を要し、その時間も一定のものではない。した
がって、もし、Ａ液を配合後Ｂ液を加えるまでの経過時
間の長短にもかかわらず、ゲル化時間が変化しにくい方
法を見い出せれば、この注入方式はゲル化時間の設定が
容易な工法として極めて優れた、実用性の高い工法にな
り得るはずである。

また、施工が大規模になると、−時に大量の注入素材を
つくり、それから多数のポンプを用いて多数の注入管に
送液し、それぞれにゲル化剤を加えてゲル化時間を調整
し、注入することになるが、−時につくられる注入素材
量が多いほど注入が始まってからその注入素材が使い尽
くされるまでに時間がかかるから、その間の時間の経過
にもかかわらず、ゲル化時間の変動が少なければ大量施
工に適した注入工法が可能になる。

そこで、本発明の目的はゲル化時間の調整が容易で、か
つ浸透性に優れ、前述の公知技術に存する欠点を改良し
た地盤注入工法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前述の目的を達成するたｔ、本発明によれば、水ガラス
とアルミニウム化合物を有効成分とするアルカリ性配合
液を基本素材とし、この基本素材に反応剤を添加してゲ
ル化時間を調整してなるアルカリ性注入液を地盤中に注
入することを特徴とする。

上述の本発明において、水ガラスとしてはモル比が５．
０〜０．５０流状または粉状の水ガラスを用い、あるい
は水ガラスと硫酸やアルカリの混合物であってもよい。

また、アルミニウム化合物としては、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、みょうば
ん等のアルミニウムの塩化物、硫酸塩、硫化アルミニウ
ム、水酸化アルミニウムを例として挙げることができる
。

さらに、前記基本素材に添加する反応剤とじては、無機
塩、無機酸、有機反応剤、セメント、スラグ、石灰等、
任意のものが用いられる。

上述の基本素材はゲル化時間が１時間以上を有し、かつ
アルカリ性であって、この基本素材に反応剤を加えてな
る注入液もまた、アルカリ性を呈するものである。

以下、本発明を実験によって詳述する。

Ａ液およびＢ液を表−１，２に示すように調整する。

表 実験−１ 表−１に示されるＡ液を配合の後、これに表２のＢ液を
混合するまでの時間に対応してゲル化時間（２０℃）を
測定した。Ａ、Ｂ液を同量づつ合流混合した急結配合の
経過時間（時間）に対するゲル化時間（秒）の試験結果
（２０℃）を第１図に示す。

Ａ、Ｂ液の組み合わせは第１図中、■はＡ−１：Ｂ−１
、■はＡ−２：Ｂ−Ｌ■はＡ−３：Ｂ−１、■はＡ−４
：Ｂ−ｔ、ｏはＡ−５：　Ｂ−ＩＤはＡ−６：Ｂ−１、
■はＡ−７：Ｂ−１である。

第１図より、Ａ液として塩化カルシウム（Ｍｇ塩も同様
）のようなアルカリ土金属塩、塩化ナトリウムのような
アルカリ金属塩を用いた場合には経過時間とともにゲル
化時間が大幅に変動するこ−がわかる。これは塩化ナト
リウム等のアルカリ金属塩、あるいはアルカリ土金属塩
はコロイドの３成が配合直後から急速に進み、かつその
構造が玉均質であるため、これにＢ液を加えた場合、ゲ
ノ化に大きく彩管するものと思われる。

それに対して試料番号Ａ−５〜Ａ−７の本発明ではＡ液
配合の後長時間を経てもゲル化時間の変動が極めて少な
い領域があることがわかる。ただし、Ａ液のゲル化時間
が６０分よりも短い場合はゲル化時間は比較的短縮しや
すくなることがわかる。

これより基本素材のゲル化時間は６０分よりも長い方が
望ましいことがわかる。

実験−２ 実験−１と同様にＡ液とＢ液を同量づづ混合した緩結配
合の例を第２図に示す。Ａ、Ｂ液の組み合わせは■はＡ
−１：Ｂ−２、■はＡ−３：Ｂ−２、■はＡ−２：Ｂ−
４、■はＡ〜４：Ｂ−３、■はＡ−２：Ｂ−５、■はＡ
−５：Ｂ−５、■はＡ−５：Ｂ−４、■はＡ−７：Ｂ−
３０はＡ−６：Ｂ−２である。

第２図より緩結性グラウトの場合も、実験−１と同様の
傾向があることがわかる。

〔作用〕

本発明におけるアルミニウム化合物を用いることにより
、Ａ液配合後長時間経過後にＢ液を加えてもゲル化時間
の変動が少ない領域が存在する理由はおそらく、アルミ
ニウムが両性電解質物質であることや、アルミニウムの
反応がゆるやかなこと、あるいはシリカ分とアルミニウ
ムイオンの入ったシリカコロイドが安定した、凝集しに
くい表面化学的性質を有し、かなりの時間の経過後には
じめて急速にゲル化が進行するという特性をもつためと
思われる。

また、本発明におけるＡ液のゲル化時間は６０分より短
くなると、安定性が少なくなる傾向があるためゲル化時
間の変動がすくない領域がせまくなるものと思われる。

したがって、本発明におけるＡ液のゲル化時間は１時間
よりも長いのがより好ましい。

本発明は前述の注入液特性を利用してすべての注入方式
に用いることができるが、特にＡ液に瞬結用のＢ液を合
流して瞬結グラウトを注入する工程と、Ａ液に緩結用の
Ｂ液を混合して緩結グラウトを注入する工程を組み合わ
せて注入すると注入が極めて効果的に行なえる。

また、上述において、Ａ液は水ガラスとアルミニウム化
合物を必須としてこれに反応剤を加えたものであっても
よい。さらに基本素材の作液に当てては水ガラスとアル
ミニウム化合物を任意に混合することもできるし、たと
えば、両液を加圧噴射合流混合方式により急結混合すれ
ば部分ゲルを生じることがない。

〔発明の効果〕

上述のとおり、本発明はそれ自体ゲル化し得る、水ガラ
スとアルミニウム化合物の混合液を基本素材とし、これ
に反応剤を加えて得られた注入液を地盤中に注入するこ
とを特徴とし、これによって従来の注入方式に存する欠
点を解決したものであって、基本素材を作液したのち、
長時間にわたって任意に反応剤を加えてもゲル化の変動
が少なく、浸透性にもすぐれて、作業性にすぐれ、所定
のゲル化時間をうることができ、しかも確実にゲル化す
るたぬ注入効果もすぐれ、極めて実用性のある発明であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はＡＳＢ液の急結配合におけるＡ液の経過時間と
Ａ、８合流液のゲル化時間の関係を表したグラフであり
、第２図はＡ、Ｂ液の緩結配合に右けるＡ液の経過時間
とＡ、８合流液のゲル化時間の関係を表したグラフであ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）水ガラスとアルミニウム化合物を有効成分とする
   アルカリ性配合液を基本素材とし、この基本素材に反応
   剤を添加してゲル化時間を調整してなるアルカリ性注入
   液を地盤中に注入することを特徴とする地盤注入工法。
2. （２）請求項第１項に記載の地盤注入工法において、前
   記基本素材はゲル化時間が１時間以上である工法。