JPH0647819B2

JPH0647819B2 - グラウチング方法

Info

Publication number: JPH0647819B2
Application number: JP17210087A
Authority: JP
Inventors: 高良横田; 茂一堀家; 健二北
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 1987-07-11
Filing date: 1987-07-11
Publication date: 1994-06-22
Anticipated expiration: 2009-06-22
Also published as: JPS6417914A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、砂層、砂礫層、シルト層、軟岩層、硬岩層等
の地盤に止水帯を形成したり、コンクリートダムやコン
クリート建築物のようなコンクリート構造物、堤防やア
ースダムのような土構造物、石積み構造物等の止水性を
高めるのに適したグラウチング方法に関する。

（従来技術）砂層、砂礫層、シルト層、軟岩層、硬岩層等の透水性の
地盤に止水帯を形成するグラウチング方法の一つとし
て、地盤に縦穴を穿ち、セメントのような凝結性のグラ
ウト材を粉末の形で前記縦穴に吹き込むことにより、前
記グラウト材を地盤粒子間、亀裂等の隙間に注入する方
法がある。このグラウチング方法は、注入されたグラウ
ト材が地中で凝結することにより、該グラウト材で地盤
粒子を相互に結合させ、その結果グラウト材が注入され
た範囲の地盤に止水性を持たせる。

しかし、従来のこの種のグラウチング方法で用いる粉状
のグラウト材は、凝集性および付着性が高い（凝集およ
び付着しやすい）ため、地盤粒子間、亀裂等の隙間への
浸透性が低く、前記穴の周囲の広い範囲にわたっては注
入されない。このことから、従来のグラウチング方法で
は、止水性が低く、グラウト材を広範囲にわたって注入
することができず、従って単位面積当りの前記穴数を多
くし、多くの箇所でグラウト材を注入しなければならな
かった。

（発明の目的）本発明は、グラウト材を吹き込むための穴の周囲の広範
囲の領域にわたってグラウト材を注入することができ
る、グラウチング方法を提供することを目的とする。

（発明の構成）本発明のグラウチング方法は、地盤、コンクリート構造
物、土構造物、石積み構造物等、グラウチングをすべき
領域の所定の部位に穴を穿ち、該穴に粉状のグラウト材
を供給して該グラウト材を前記穴の周囲に注入すること
を含む。

本発明のグラウチング方法は、また、地盤、コンクリー
ト構造物、土構造物、石積み構造物等、グラウチングを
すべき領域の所定の部位に穴を穿ち、該穴に、表面の少
なくとも一部にシリコーンのコーティング膜を有する粉
状のグラウト材を供給して該グラウト材を前記穴の周囲
に注入することを含む。

前記グラウト材は、１μｍ未満の粒径の粉体が１０％以
下であり、１０μｍの粒径の径の粉体が５％以下であ
り、残りが１μｍ以上で１０μｍ未満の粒径を有する粉
体である。

（発明の作用効果）粉状のグラウト材、特に親水性のグラウト材の場合、付
着性および凝集性は、粒径が小さい程高く、特に粒径が
１μｍ以下になると急激に高くなる。これに対し、グラ
ウト材の地盤粒子間、亀裂等の隙間への浸透性は、粒径
が大きくなる程低い。

本発明によれば、粒径が１μｍ以上で１０μｍ未満の粉
体を主成分とする粉状のグラウト材を用いるため、グラ
ウト材の付着性および凝集性が低く、地盤粒子間、亀裂
等の隙間への浸透性が高く、従ってグラウト材をこれを
吹き込む穴の周囲の広い範囲にわたって注入することが
できる。

本発明で用いる粉状のグラウト材は、粒径が１μｍ以上
で１０μｍ未満の粉体を主成分とするものであれば、粒
径が１μｍ未満の粉体および粒径が１０μｍ以上の粉体
を多少含むものであってもよい。しかし、この場合、１
μｍ未満の粉体は１０％以下、１０μｍ以上の粉体は５
％以下である。

１μｍ未満の粉体が１０％を越えると、これらの粉体に
よりグラウト材全体の付着性および凝集性が著しく高く
なる。これに対し、１０μｍ以上の粉体が５％を越える
と、これらの粉体によりグラウト材全体の浸透性が急激
に低下する。

シリコーンは、一般に、シロキサン結合（−Ｓｉ−Ｏ−
Ｓｉ−Ｏ−）の骨格に有機基（炭化水素基）が結合した
半有機−半無機的結合構造を有する。このため、シリコ
ーンは、シロキサン結合が無方向性のイオン結合を多量
に含むことから分子間力が非常に小さく、有機基が疎水
性基の一つであることから疎水性を示し、炭化水素鎖が
滑材として作用することから流動性が高いという利点を
有する。

このような利点を有するシリコーン膜を表面に有する粉
体は、その表面の付着性および凝集性が低く、流動性が
高い。

従って、本発明によれば、また、粉体がより広い範囲へ
浸透されることから、グラウト材を穴の周りのより広範
囲にわたって注入することができる。また、粉体が疎水
性を有することから、止水性が著しく向上する。さら
に、粉体の流動性の向上にともなって、粉体がグラウチ
ング装置内に詰まることがなく、グラウチングの作業性
が著しく向上する。

カールの方法により流動性指数および噴流性指数を測定
したところ、最大粒径が１０μｍのフライアッシュ（粒
径が１μｍ以下の粉体を１５％含む。）は、流動性指数：２８噴流性指数：６６であったが、前記フライアッシュの粉体から粒径が１μ
ｍ以下の粉体を取り除いた粉体は、流動性指数：３５噴流性指数：６７であった。

表面にシリコーンの被覆物を有する前記粉体の基材とし
ては、セメント、シリカ、タルク、ベントナイトもしく
はフライアッシュ、またはこれらの混合物からなる粉末
を用いることができる。

これらの基材のうち、シリカ、タルク、ベントナイト、
フライアッシュおよびこれらの混合物のように、非固化
性の材料を基材とする前記粉体をグラウト材として用い
ると、グラウチングをされた領域は固化されることな
く、止水性を高められ、従って被グラウチング領域が地
盤または土構造物であるとグラウチング後に前記地盤ま
たは土構造物を容易に掘削することができる。

また、セメントのような固化性の材料を基材として粉体
をグラウト材として用いると、グラウチングをされた地
盤、コンクリート構造物、土構造物、石積構造物等の止
水性は、短期的には粉体の疎水性により維持される。し
かし、長期的には、地盤、土構造物等が固化され、地盤
および土構造物の粒子間、石積み構造物の隙間、被グラ
ウチング領域に存在していた亀裂等の隙間が閉塞される
ことにより、地盤、コンクリート構造物、石積み構造
物、土構造物等の止水性が維持され、被グラウチング領
域の強度が増加される。

特に、セメントのような水硬性材料を基材とする前記粉
体を用いると、これらの粉体は、被グラウチング領域に
存在する水分により、または、粉体注入後に被グラウチ
ング領域に水を供給することにより、硬化させることが
できる。

本発明で用いる、表面の少なくとも一部にシリコーンの
被覆部を有する粉体は、たとえば、粉末の基材の表面の
少なくとも一部または全体にシリコーンを被覆すること
により得ることができる。

（実施例）以下、図面に示す本発明の実施例について説明する。

図に示す実施例では、地盤１０には縦方向へ伸びる穴が
グラウト材のための注入穴１２として穿たれる。

地上に設置されたグラウチング装置１４は、コンプレッ
サ１６を含む。コンプレッサ１６は、該コンプレッサに
接続された送風パイプ１８と、注入穴１２に接続された
注入パイプ２０とを経て注入穴１２に圧縮空気を供給す
る。送風パイプ１８には、流量調節弁２２が設けられて
おり、弁２２によりコンプレッサ１６から注入穴１２へ
供給する圧縮空気の圧力を調節することができる。注入
パイプ２０には、注入穴１２内の圧力を指示する圧力計
２４を設けることができる。注入パイプ２０は、注入穴
１２の底部にストレーナ２６を備える。

グラウチング装置１４は、また、グラウト材供給機２８
を含む。グラウト材供給機２８には、粒径が１μｍ以上
で１０μｍ未満の粉体を主成分とするグラウト材または
粒径が１μｍ以上で１０μｍ未満の粉体を主成分としか
つ表面にシリコーンの被覆物を有する粉体を含む粉状の
グラウト材が収容されている。このようなグラウト材と
しては、前記したように、セメント、シリカ、タルク、
ベントナイト、フライアッシュおよびこれらの混合物か
らなる粉末材料を基材とし、該基材の表面にシリコーン
によるコーティング膜を形成することにより得ることが
できる。

グラウト材供給機２８は、圧力調節弁３０を設けたパイ
プ３２を経てコンプレッサ１６に接続されており、また
圧力調節弁３４を有するパイプ３６を経て注入パイプ２
０に接続されている。グラウト材供給装置２８は、貯留
しているグラウト材を、コンプレッサ１６からパイプ３
２を経て供給される圧縮空気とともに、パイプ３６、２
０を経て注入穴１２に吹き込む。

グラウチング時、グラウチング装置１４は、コンプレッ
サ１６によりパイプ１８，２０を経て注入穴１２に圧縮
空気を供給する。これにより、地下水位が符号３８で示
すように低下し、地盤１０に透気道が形成される。圧縮
空気の圧力および送風時間は、地盤の浮き上がり、亀裂
の発生等により地盤１０が破壊しない値に設定する。

透気道が形成されたことは、そのとき注入穴１２内の圧
力および圧縮空気量が急激に変化するから、たとえばパ
イプ１８の圧力計２４を監視することにより、知ること
ができる。

透気道が形成されると、次に、グラウト材供給機２８に
より、該グラウト材供給機に貯留されているグラウト材
を、コンプレッサ１６からパイプ３２を経て供給される
圧縮空気とともに、パイプ３６，２０を経て注入穴１２
内へ吹き込む。これにより、グラウト材は、それ自体の
付着性および凝集性が低く、また、表面の付着性および
凝集性が低いことから、圧縮空気により前記透気道の奥
深くにまで吹き込まれ、穴１２の周囲の広い範囲に注入
される。この結果、注入されたグラウト材は、前記範囲
の地盤粒子の前記透気道をその奥の部分から順次閉塞し
て前記地盤粒子とともに止水帯を形成する。

なお、グラウト材は、圧縮空気の代りに他の気体または
水のような液体とともに注入穴１２に供給してもよい。
また、前記圧縮空気として乾燥された圧縮空気を用いる
ことができ、この場合、未乾燥の圧縮空気を用いる場合
に比べ、透気道が短時間で形成され、また、グラウト材
である粉体が透気道のより奥部にまで浸透される。

施工例１土砂地盤（透水係数が２×１０^-3ｃｍ／ｓ）に、下端部
５ｍ間にストレーナ加工をした直径６０ｍｍのパイプ
を、深さ２０ｍまで鉛直に設置した。次いで、該パイプ
を注入穴とし、該注入穴に圧縮空気をゲージ圧２Ｋｇ／
ｃｍ^２で３０分間吹き込んだ。次いで、粒径が１μｍ以
上で１０μｍ未満となるように分級された微粒子セメン
ト（ただし、第２図に示す量の１μｍ未満の粉体および
１０μｍ以上の粉体を含む。）を粉状グラウト材として
用い、該グラウト材を圧縮空気とともに２Ｋｇ／ｃｍ^２
のゲージ圧で６０分間吹き込み、３日間放置した。

この結果、前記注入穴の周りの第２図に示す半径の範囲
の地盤に止水帯が形成された。この止水帯の透水係数
は、第２図に示す値であった。この場合、前記止水帯は
硬く固化されていた。

施工例２微粒子セメントの表面にシリコーンの被覆を有し、粒径
が１μｍ以上で１０μｍ未満となるように分級された粉
末（ただし、第２図に示す量の１μｍ未満の粉体および
１０μｍ以上の粉体を含む。）からなる粉体をグラウト
材として用いた点を除いて、前記施工例１と同一の土砂
地盤に同一の条件でグラウチングを行なった。

この結果、前記注入穴の周りの第２図に示す半径の範囲
の地盤に止水帯が形成された。この止水帯の透水係数
は、第２図に示す値であった。この場合も、前記止水帯
は硬く固化されていた。

比較例１微粒子セメント（ただし、第２図に示す量の１μｍ未満
の粉体および１０μｍ以上の粉体を含む。）を粉状グラ
ウト材として用いた点を除いて、前記施工例１と同一の
土砂地盤に同一の条件でグラウチングを行なった。

その結果、前記注入穴の周りの第２図示す半径の範囲の
地盤に止水帯が形成されたにすぎなかった。この止水帯
の透水係数は第２図に示す値であった。この場合、前記
止水帯は硬く固化されていた。

比較例２微粒子セメントの表面にシリコーンのコーティング膜を
有する粉体（ただし、第２図に示す量の１μｍ未満の粉
体および１０μｍ以上の粉体を含む。）を粉状グラウト
材として用いた点を除いて、前記施工例１と同一の土砂
地盤に同一の条件でグラウチングを行なった。

その結果、前記注入穴の周りの第２図に示す半径の範囲
の地盤に止水帯が形成されたにすぎなかった。この止水
帯の透水係数は第２図に示す値であった。この場合、前
記止水帯は硬く固化されていた。

施工例３土砂地盤（透水係数が８×１０^-4ｃｍ／ｓ）に、下端部
５ｍ間にストレーナ加工をした直径６０ｍｍのパイプ
を、深さ２０ｍまで鉛直に設置した。次いで、該パイプ
を注入穴とし、１μｍ以上で１０μｍ未満の粒径の粉体
が主成分となるように分級された第３図に示す粉体（た
だし、第３図に示す量の１μｍ未満の粉体および１０μ
ｍ以上の粉体を含む。）を粉状グラウト材として用い、
該グラウト材を圧縮空気とともに前記注入穴に１Ｋｇ／
ｃｍ^２のゲージ圧で６０分間吹き込んだ。

この結果、土砂地盤中へのグラウト材の浸透長は第３図
のとおりであった。

比較例３１μｍ未満の粉体および１０μｍ以上の粉体の含有量が
第３図に示す値の粉体を粉状グラウト材として用いた点
を除いて、それぞれ前記施工例３と同一の土砂地盤に同
一の条件でグラウチングを行なった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に用いるグラウチング装置の一実
施例を示す図、第２図は本発明の施工例１および２と比
較例１および２の各種のデータを示す図、第３図は本発
明の施工例３と比較例３の各種のデータを示す図であ
る。１０：地盤、１２：注入穴、１６：コンプレッサ、２８：グラウト材供給機。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】グラウチングをすべき領域の所定の部位に
穴を穿ち、該穴に粉状のグラウト材を供給して該グラウ
ト材を前記穴の周囲に注入することを含み、前記グラウ
ト材は、１μｍ未満の粒径の粉体が１０％以下であり、
１０μｍ以上の粒径の粉体が５％以下であり、残りが１
μｍ以上で１０μｍ未満の粒径を有する粉体である、グ
ラウチング方法。
【請求項２】グラウチングをすべき領域の所定の部位に
穴を穿ち、該穴に、表面の少なくとも一部にシリコーン
の被覆物を有する粉状のグラウト材を供給して該グラウ
ト材を前記穴の周囲に注入することを含み、前記グラウ
ト材は、１μｍ未満の粒径の粉体が１０％以下であり、
１０μｍの粒径の径の粉体が５％以下であり、残りが１
μｍ以上で１０μｍ未満の粒径を有する粉体である、グ
ラウチング方法。