JPS5833277B2 - 土質の安定化処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は硅酸ソーダ（水ガラス）系グラウト薬剤を土壌
に注入しゲル化させ、土壌粒子を結合固化することによ
って土質を強化し、液体不浸透性となして土質の安定化
処理を行う方法に関するものである。

従来より硅酸ソーダを用いたグラウト薬剤により土質の
安定化を行うことはよく知られている。

硅酸ソーダを用いた水ガラス系のグラウト薬剤としては
、水ガラス−セメント系の懸濁型あるいは水ガラスと水
溶性の硬化剤よりなる溶液型のものが使用されている。

上記のうち水ガラス−セメント系の懸濁型については、
セメント粒子が時間の経過と共に沈澱したり、土壌に注
入された場合に土粒子により濾過作用を受けて浸透が悪
かったり、ゲル化時間の調整がむつかしい点等に問題が
あった。

一方、溶液型のものでは、硬化剤として酸や水溶性の無
機塩、アミド、アルコール、エステル及びアルデヒド等
が用いられており、細粒土質にも適用出来るため多用さ
れている。

しかしながら酸や水溶性の無機塩を用いたものは瞬結性
が犬でゲル化時間の調整が困難であり、又硬化剤の混合
割合が少量変化することによりゲル化時間が大巾に変動
するという欠点を有する。

又硬化剤としてアミド、アルコール、エステル及びアル
デヒド等を用いた有機系のものは、ある程度のゲル化時
間の調整は可能であるが、ゲル化時間を短縮するために
は多量用いることを必要とし、経済性に劣るのみならず
、多量に使用したためにゲル化強度が低下したりシネリ
シスが増大したりする。

又、これらの有機系の硬化剤の多くが危険物に属し、引
火点が低く火災の危険のあるものや、強い刺戟臭のある
ものであり、又、人体に有害であるものも多く、実用に
供するには問題が多い。

又、水ガラス系グラウト薬剤を土壌の安定化に用いるに
は、一般に水ガラスと硬化剤を別々に水で希釈溶解し所
定の濃度に調整したものを用意し、注入直前に、例えば
注入用のパイプ中で混合し、土壌中に注入している。

この際、水ガラス水溶液と硬化剤水溶液とは常に所定の
割合で混合されなければならないが、常に正確に一定の
配合比を維持することは困難で注入装置の機械的要因そ
の他の原因により、この配合比が往々にしてばらつくこ
とを避けることが困難である。

そして、上記配合比のばらつきにより、特に無機系の硬
化剤を用いた場合は、ゲル化時間が大きく変動し、例え
ば、硬化剤が多くなって急激にゲル化したり、又、水ガ
ラスの割合が多くなってゲル化時間が極めて長くなり、
場合によってはゲル化が生じないこともある。

そしてゲル化時間が短くなれば、土壌へのグラウト薬液
の浸透範囲が狭くなり、所定の目的を達し得なかったり
、又、ゲル化時間が長くなれば地下水で希釈されたり、
流されたりして硬化せず土質の安定化の目的を達し得な
い場合も生じる。

この様に、ゲル化時間は土壌の固結状態に大きな影響を
与えるので、予め設定したゲル化時間が大きく変動する
ことは、注入設計全体にまで大きな影響を及ぼす重大な
問題である。

従って前記両液の配合比が少々ばらついた場合でもゲル
化時間が大巾に変動することを出来るだけ防がなけれは
ならない。

本発明は上述の如き従来の硅酸ソーダ系グラウト薬剤を
用いた土質安定化処理工法の欠点にかんがみ、引火性、
揮発性、悪臭等を有さす安全な無機系化合物を硬化剤と
して用い、さらにゲル化時間の調整が容易で、すなわち
数１０分から数１０秒までのゲル化時間を任意に調整出
来、しかも薬剤に於ける少量の配合ばらつきでゲル化時
間が従来に於・ける様に大巾に変動することを押えるこ
とが出来、さらには温度変化に対してもゲル化時間が大
きく影響されることがなく、さらには、ゲル化時間の長
短にかかわらず常に一定のしかも高い一軸圧縮強度並び
に高い止水性能を示す安定化処理工法を提供することを
目的としてなされたものである。

しかして本発明の要旨は、 人数：硅酸ソーダと亜硫酸アルカリ及び炭酸アルカリよ
り選ばれた１種以上の塩との混合液Ｂ液：重亜硫酸アル
カリ、重硫酸アルカリ、重炭酸アルカリ、リン酸水素ア
ルカリ及びピロ硫酸アルカリから選ばれた１種以上の化
合物が含まれた水溶液 上記Ａ、Ｂ両液を混合し直ちに土壌中に注入することを
特徴とする土質の安定化処理方法に存する。

上記において硅酸ソーダは別名水ガラスとも呼ばれてい
るもねで従来より土質の安定化に使用されているもので
ある。

そして該硅酸ソーダの使用量については、注入する土壌
の状態や目的に応じて適宜な量とされて良く、例えばＪ
ＩＳＫ１４０８にもとすく３号硅酸ソーダを用いる場合
は該硅酸ソーダが注入液すなわちＡ、Ｂ両液の合計量の
１０〜６０重量％を占める範囲になる様に水と混合する
のが良い。

次に本発明に於ては硅酸ソーダ水溶族生にさらに亜硫酸
アルカリ、硫酸アルカリ及び炭酸アルカリより選ばれた
１種がそれ以上の塩が混合されてＡ液として用いられる
のであるが、鉄塩の使用量については、少量にすぎれば
ゲル化時間の調節が困難となるばかりでなく、配合比が
ばらついた場合のゲル化時間の変動を低く押える能力も
減少し、又、多すぎれば安定化された土質の圧縮強度が
低下する傾向を示すので、注入液全体に対して０．１〜
１０重量％となる範囲の量を用いるのが好ましくゝ０ そして本発明に好適に用いられる上記塩の例としては、
亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、
硫酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カ
リウムナトリウム等が挙げられる。

次に本発明に於ては、重亜硫酸アルカリ、重硫酸アルカ
リ、重炭酸アルカリ、リン酸水素アルカリ及びピロ硫酸
アルカリから選ばれた化合物が含まれる水溶液がＢ液と
して用いられるが、これらの化合物は従来より硅酸ソー
ダを主剤とするグラウト薬剤の硬化剤として知られてい
たものであり、本発明に於ても硅酸ソーダ水溶液の硬化
剤として作用する。

本発明で用いるに好適な上記化合物の具体例としては重
亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸カリウム、重硫酸ナトリウ
ム、重硫酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウ
ム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、
ピロ硫酸ナトリウム及びピロ硫酸カリウム等が挙げられ
る。

そしてその使用量は注入液全体に対して０．１〜１５重
量％となる範囲の量を用いるのが好ましい。

又、本発明に於ては上記化合物が含まれるＢ液中にさら
に１種以上の水溶性の無機塩が含まれていても良く、こ
の様に無機塩が併用されることにより、ゲル化時間の調
整がさらに容易になったり、又、シネリシスがさらに減
少したり、安定化された土質の圧縮強度がさらに向上し
たりする。

本発明に用いられて好適な上記無機塩としては、例えば
、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アルミニウム、
塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化鉄などの塩化
物、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、硫酸鉄など
の硫酸塩、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸
アルミニウム、リン酸カリウムナトリウムなどのリン酸
塩、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウムなどの
ピロリン酸塩、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、メ
タホウ酸ナトリウム、メタホウ酸カリウムなどのホウ酸
塩やメタホウ酸塩、ナトリウムミョウバンやカリウムミ
ョウバンなどのミョウバン類等が挙げられる。

そしてこれらの無機塩の使用量は、注入液全体に対し０
．１〜１５重量％となる範囲で用いるのが良い。

次に本発明により土質を安定化するには、前記Ａ液及び
Ｂ液を混合し直ちに土壌中に注入するのである。

土壌中にＡ、Ｂ両液の混合液を注入するには通常注入用
のポンプを用いて、土壌中に挿入されたパイプを通じて
圧入することにより行われる。

そして本発明においては、別々に用意したＡ。Ｂ両液を
一定量ずつ同時に注入パイプに送り、そこで該両液を合
流させ混合する様にするのが好ましい。

かくして土壌中に注入された混合液はその中に含まれる
添加剤により予め設定されたゲル化時間に達すれば含水
ゲルとなり、該混合液が注入された範囲の土粒子を固定
化し、該土壌に高い一軸圧縮強度を付与すると共に、液
体不浸透性を付与して土質の安定化が行われるのである
。

そして本発明に於ては、Ａ液中に含まれる塩の量を増減
することにより注入液のゲル化時間の調整を容易に行う
ことが出来るのである。

勿論、ゲル化時間はＢ液中の硬化剤を増減して調整する
ことも出来る。

又、注入に際してはＡ液とＢ液との配合比にばらつきが
生じることは避は難いが、本発明に於ては配合比のばら
つきに起因するゲル化時間の変動を従来法に於ける変動
よりも、より狭い巾に押えることが出来るの・である。

以上述べた如く、本発明の土質の安定化処理方法は、前
記Ａ液とＢ液とを混合し直ちに土壌中に注入することを
特徴とするものであるから、硬化剤に無機化合物を用い
ても、ゲル化時間を任意の時間に設定することが容易に
出来ると共に、施工時に避は難いＡ、Ｂ両液の混合比の
ばらつきによっても従来法に見られるが如き大巾なゲル
化時間の変動が生じることなく、安定した状態で確実に
土質の安定化処理を行うことが出来るのである。

又、本発明によれば有害なもしくは危険性の大きい有機
系の添加物を用いなくとも良いので実用性にすぐれてお
り、さらに安定化処理された土壌の圧縮強度や止水性、
生成ゲルのシネリシス等についても従来法に比してなん
ら遜色のないものである。

以下本発明の実施例並びに比較例について説明する。

実施例 Ｉ ＪＩＳＫ１４０８にもとすく３号硅酸ソーダ２５ｃｃに
水及び第１表にＡ液組成として表示されている各成分を
表示の量加えて５０ＣＣとなした水溶液（Ａ液）及び同
表にＢ液組成として表示されている各取分を表示の量取
り水を加えて５９ｃｃとなした水溶液（Ｂ液）を用意し
た。

次にＡ液及びＢ液の温度が２０℃になる様に調整したの
ち、Ａ液及びＢ液を容積比で１＝１．０．９ ： １．
１ 、１．１ ： ０．９、の３通りの割合で加え合せ
ゲル化時間を測定した所、ゲル化時間は同表に示される
通りであった。

実施例 ２ 実施例１と同じ硅酸ソーダ２５ＣＣに水及び第２表にＡ
液組成として表示されている各成分を表示されている量
加えて５０ｃｃとなした水溶液（Ａ液）及び同表にＢ液
組成として表示されている各成分を表示されている量だ
け取り水を加えて５Ｑｃｃとなした水溶液（Ｂ液）を用
意した。

次にＡ液及びＢｌの温度が２０°Ｃになる様に調整した
のち両液を容積比で１：１の割合で加え合せてゲル化時
間を測定した新築２表の通りであった。

実施例 ３ 実施例１と同じ硅酸ソーダ２５ＣＣに対し３．０ｇの割
合で炭酸ソーダを加えさらに水を加えて５０ｃｃになる
様にして調整した水溶液（Ａ液→及び５０ｃｃ中に重硫
酸ナトリウム２．７５９及び硫酸アルミニウム０．７５
ｇが含まれる様に調整した水溶液（Ｂ液）を用意し、両
液の温度を２０℃に調節したのち両液を容積比で１＝１
の割合で加え合せゲル化時間を測定した所、ゲル化時間
は７分であった。

次に容積比１：１で混合した両液の混合液３００ｃｃを
豊浦標準砂６０１に浸透させて間隙率４０Ｅ％になる様
に突き固め硬化させた。

この硬化物を混抄中で２日間養生させたのちに一軸圧縮
強度を測定した所、該強度は４．１ ｋｇ／ｃｒ？ｔで
あった。

比較例 １ 実施例１で用いたのと同じ３号硅酸ソーダ２５ＣＣに水
を加えて５０ＣＣとなした水溶液（Ａ液→及び第３表に
Ｂ液組成として表示されている各取分を表示されている
量だけ取り水を加えて５９ｃｃとなした水溶液（Ｂ液）
を用意し、Ａ、Ｂ両液を液温か２０℃になる様に調整し
たのち、実施例１と同様にして加え合せ、ゲル化時間を
測定した所、同表に示される通りの結果が得られた。

比較例 ２ 実施例１と同じ硅酸ソーダ２５ｃｃに水を加えて５０ｃ
ｃとなした水溶Ｍ（Ａ液）及び第４表にＢ液組成として
表示されている各取分を表示されている量だけ取り水を
加えて５０ＣＣとなした水溶液（Ｂｉｂ）を用意し、両
液を２０ ’Ｃになる様に調整したのち、容積比１：１
の割合で加え合せゲル化時間を測定した。

その結果は第４表に示される通りであった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 人液：珪酸ソーダと亜硫酸アルカリ及び炭酸アルカ
   リより選ばれた１種以上の塩との混合液。 Ｂ液：重亜硫酸アルカリ、重硫酸アルカリ、重炭酸アル
   カリ、リン酸水素アルカリ及びピロ硫酸アルカリから選
   ばれた１種以上の化合物が含まれた水溶液。 上記Ａ、Ｂ両液を混合し直ちに土壌中に注入することを
   特徴とする土質の安定化処理方法。 ２ Ａ液中の塩の量がＡ、Ｂ両液の合計量に対して０．
   １〜１０重量％である特許請求の範囲第１項記載の安定
   化処理方法。 ３ Ｂ液中の化合物の量がＡ、Ｂ両液の合計量に対して
   ０．１〜１５重量％である特許請求の範囲第１項記載の
   安定化処理方法。