JPH0492013A - 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１・」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８例において、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酌に、３号水ガラスにあ
らかじめＮａＣ１，、ＫＣＡあるいはアルカリ土金属塩
を混合したものをＡ液きし、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、３号水ガラスにＮａＣβ、ＫＣＡある
いはアルカリ土金属塩を混、合すると、混合液中にｊロ
イドが急激に形成されるたｙ〕、Ａ液を製造してからＢ
液等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２、これにｒルカリ剤を加える注入工法
も知られζ゛いるが、この場合、強酸を用いるこきによ
る現場１〔、おｆ、ｌる取り扱い土の問題や、ゲル化時
間が調整し２にくいという欠点を有し２ている。

〔発明が解決し２ようと引る問題点Ｊ 水ガラスと反応剤をあらかじ綽混合ｊバーなイ、イれ自
体ゲル化し得る配合液を基本素材と１１、これにゲル化
剤を加えて゛なるツノ法は、基本素オΔが必ずゲル化す
るため、これ１．“ゲル化剤苓加オ′コゲル化時間を調
整し１．た注入液も必ずゲル化し１、地盤中１ごおける
固結性が極めＣ゛優れこいる２−いう長所がある。

し、かし１、この方法の最大の欠点は基本素材４配合後
、ぞの内部びｊロイドの生成が急速ｊ、進行腰その生成
は配合後から注入に至、るｉひの時間の経過につれＣ加
速される。しまたか−、で、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３Ｉ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ｙ〕で難しい。

実際の現場では、基本素材であるＡ液を作液［２でから
ＡＳＢ液を混合して注入に至るにでに種々の作業、たと
えば注入］枠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ｉコ時間がかかるから、その間の時間の経
過にもかかわらず、ゲル化時間の変鮎が少なければ大量
施］、に適し７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Ｊ 前述の目的を達成するため、本発明によれば、以下の（
Ａ）または（Ｂ）のいずれかの条件を満たす配合液を基
本素材とし、この基本素材に反応剤を添加し２てゲル化
時間を調整してなるＴルカリ性注入液を地盤中に注入す
ることを特ｗｉ、＝　する。

０モル比が２．８ＪＪ下の水ガラスとＩ″ｉＪ溶性反応
剤とを有効成分とイるゲル化時間が１時間よりも長いア
ルカリ性を呈する配合液。

■水ガラスと水溶性アルカリと１ｌｉＪ溶性反応剤を有
効成分とするゲル化時間が１時間よりも長いアルカリ性
を〒する配合液。

上述の本発明における水ガラスとし７では、前述の（Ａ
）ではモル比が２，８以ト、好ましくは２４５〜０゜５
であって、液状または粉状のものであり、また、前述の
（Ｂ）では５ｉＯｚ／Ｍｅ２Ｏ（モル比）が２□８以上
、好まシ、＜は２８８〜０，５である。ここで、５１０
２は水ガラスに基因するシリカ分を表し、Ｍｅ２Ｏは水
ガラスと水溶性°アルカリに基因寸“るアルカリ分を表
す。

さらに、前述（Ａ＞および（Ｂ）における可溶性反応剤
としでは、可溶性無機塩、例えばＮａ。

Ｋ等の一価金属塩化物、硫酸塩、リン酸塩、重炭酸塩、
（’：　ａＣｌ　２、ＭｇＣｌ２等のアルカリ土金属塩
化物、アルミン酸ソーダ、アルミン酸リチウム等のアル
ミン酸塩、Ａ１．２Ｃｌ３、ポリ塩化アルミニウム、硫
酸アルミニウム、酸化アルミニウム、みょうばん等の近
値金属塩、ＦｅＣ１，ｉ、ＦｅｚＳＯ＋。

等の鉄塩が用いられるが、その他任意の無機、酸、１機
酸、アルデしド、エステル等も同様に使用司能である。

また、前記（Ｂ）１こおける水溶性ｒルカリ２・し。

では苛性ｒルカリ等が用いられる。

さら１い前記基本素４Ａに添加される反応剤と１゜ては
、無機塩、無機酸、イ】機反応剤、セメント、スラグ、
６灰（消右灰、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等）
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１．吃有し、か
つアルカリ性であ−、で、この基本素材１．二反応剤を
加λてなる汀入液もま−た、アルカリ性４早するもので
ある。

以下、本発明を実験に、１１１．で詳述する１、Δ液お
よび■３液を表−１乃至（〕に小４゛よ・“）に調整す
る。

表−１ 表−３ 表−２ 表−４ 表−５ 実験−１ 表−１乃至４に示されるＡ液を配合の後、これに表−５
のＢ液を混合するまでの時間に対応してゲル化時間（２
０℃）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、’ｌ−にＢ−
２、■はΔ−２：Ｂ−２、■はＡ、−４：８４、■は八
−５：Ｂ−３、■はＡ、−３：Ｂ−４■はＡ−７：Ｂ−
５、■はＡ−８：Ｂ−２、■はＡ−９：Ｂ−４、■はＡ
−１１：Ｂ−５、■はＡ１０：Ｂ−１、■はＡ、−１８
：Ｂ−１コ■はＡ−１９：Ｂ−１、■はＡ−２２８Ｂ−
５、■はＡ−２７：Ｂ３である。

第１図より、Ａ液として３号水ガラスを用いた場合には
経過時間とともにゲル化時間が大幅に変動することがわ
かる。

それに対して本発明では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。

すなわち、３号水ガラスの場合には、基本素材の内部で
配合直後からコロイドの形成が急に行なわれるのに対し
、モル比が低い場合にはコロイドの形成が遅れるためと
思われる。ただし、ゲル化時間が１時間以内の配合では
ゲル化が早い時期に進行するものと思われる。

表−６にアルカリ材を加えた基本素材を例示する。アル
カリ材としては単独では水ガラスにゲル化を生じさせな
いアルカリまたはアルカリ性塩であって、具体的には苛
性アルカリ、炭酸ソーダ等が挙げられ、特に苛性アルカ
リが好ましい。Ａ＃。

の作液に当たっては水ガラス水溶液と反応剤水溶液を混
合するが、苛性アルカリはあらかじめいずれかに混入し
ておいてもよい。

表−６から、アルカリを用いでも基本素材のゲル化の急
激な進行がおさえられ、これに反応剤４加えた場合、一
定なゲル化時間を呈する広範囲な領域が存在することが
わかる。

実験−２ 細砂への注入試験 内径５ｃｍ、高さ５０ｃｍのモールド中に細砂（１）、
。

０、０７ｍｍ５Ｄ　Ｉｏ：　０．０５ｍｍ、　Ｄ　、、
　：　０４１２闘、［）９゜０、１５１Ｔ１ｍ）を填充
して、小型注入ポンプを用いてモールド下面から第１図
の代表的な配合液を注入し１、注入時の浸透状況を観察
するとともに、２４時間後に最下端ならびに最上端１０
ｃｍ長の固結体を取り出し、これらの−軸圧縮強度を測
定した。結果を表−７に示す。基本素材に対する反応剤
の配合は基本素材を保液後、１時間経てから行なった。

表−７に示されるように、浸透状況は表−７に示される
ように１乃至■グループに分類される。。

なお、第１図におりる実施に６〜９および１１〜１４に
ついては実験は行なわないが、第１グループに属するも
のである。

表−７から、Ａ液として３号水ガラスを用いた場合には
、配合初期段階で珪酸コロイドの凝集が進行し、これが
細砂に対して浸透を阻害し、かっ固結を不均質にし、さ
らに強度も低下し、全体を均質に固結できないことがわ
かる。

これに対して、本発明によれば、コロイドの形成が防止
され、最終的には均質なゲル化をもたらし、大きな強度
を得ることがわかる。

また、Ａ液のゲル化時間は１時間以上が浸透の点から好
ましいことがわかる。

以上の本発明の特性を利用して実際の注入に当たっては
、すべての注入方式に用いることができ、特に、Ａ液に
瞬結用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Ｂ液等合流し２て緩結グラウトを注入する
工程と４組み合わセ注入することにより極めて効果的に
地盤固結症達成できる。

さらに基本素材の保液に当てては水ガラス♂−可溶性反
応剤、ないしはさらに水溶性アルカリとを任意に混合す
ることもでき、たとえば、これらの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
スと可溶性反応剤ないしはさらに水溶性アルカリと混合
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
本素材を保液したのち、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ろことができ
、しかも確実にゲル化するため注入効果もすぐれ、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Ａ液の経過時間とΔ、３合流液のゲル化時間の
関係を表ｉ、、、、　フ：グラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）以下の（Ａ）または（Ｂ）のいずれかの条件を満
   たす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。 ［１］モル比が２．８以下の水ガラスと可溶性反応剤と
   を有効成分とするゲル化時間が１時間よりも長いアルカ
   リ性を呈する配合液。 ［２］水ガラスと水溶性アルカリと可溶性反応剤を有効
   成分とするゲル化時間が１時間よりも長いアルカリ性を
   呈する配合液。