JPS5949281A - グラウト注入工法 - 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】 本発明は軟弱地盤や岩盤の破砕帯なとの止水又は地盤強
化を目的とするグラウト材、ならびに該グラウト材を用
いる注入工法に関するものである。一般に水ガラスを主
材とした薬？ｆ＆には溶液型と懸濁型とがあり、前者は
砂質土などへの浸透注入罠使用され、後者Ｖ」、粘性土
（粘土シルト７、ローム）や比較的間隙の大きい砂レキ
層あるいは構築物と地盤との境界面を対象とした注入に
用いられる。本発明は、懸濁型に層するものである。

懸濁型グラウトは、溶液型と異なり粘性土への脈状注入
、また−２比較的大きな間隙の注入や空隙充填、あるい
は地盤内の水と攪拌混合等の方法で注入するだめ、通常
固結強度の入きい一一メント糸が上置１分な（、−ｕい
ろ。

この−１−メント系で最も多く使用されているのｒｊｌ
：メントと水〃７ラスを組ａせた■１Ｗであり、通常水
ガラス液とセメントＲ渭液とを夫々別個にＷ・■合し、
２台のポンプを用いて笠縫ずつ川ｉ：Ａ　１．、　、ｔ
Ｉ：、入ポーンプと注入管先端部の中間で両液を合流さ
せて地盤またけ窒隙内に注入しり゛ル化させる。

このＬＷＩ法においでは、セメント懸濁液中に含有さＪ
］、るセメントの駄を変えることにより、ダルタイツ・
を訓整する。しかし、なから両液を等ｉ暑°で混合ｒる
た、め、いかに多聞゛のセメントを用いＣもダルタイツ
、１１３０秒前後より短くならないとＪ（に−初期強度
の発現が緩゛１１ψであるという欠点がある。

一般にセメント系注入４′Ａは、工事目的、注入工法等
からり゛ルクイノ・が短いこと、および初期強１及が大
であることを要求する場合が多い。しかも、り′ルタイ
ムが短いことと、早期強度が犬であることをそれぞれ別
に求める場合と、両方求める局舎がある。

本発明は上述のＬＷの欠点を克服シフ、り′ルタイムを
短くシ、かつ初期強度の発現が犬であるグラウト材を提
供することを目的とする。

本発明によれば、ヒメントを主成分とする懸？′１ｉｉ
ｉｌ夜（Ａ液）と水ガラス水溶液（Ｂ　７＋”ｌｉ　）
とを混合して注入するに当たり、Ａ’ｌ＋ＩとＢ液とを
等端混合するのではなく、Ａ液の容撰とＢ液の容積を一
定穐囲内の比例配合に保持することにより、添加水ガラ
ス吐を少量におさえつつダルタイムをｆｆ１ｉｉ　＜　
Ｌ、かつ、初期強度を大どすることができるグラウト材
を得ることができる。

また、ダルタイツ、が１べ端に短く、例えば５・〜１０
秒で？η期強度を大とすることを望む１ノ）合はＢ液（
１１，１１に石とう（半水まだは三水石こう）あるいは
石灰（消石灰）を加える。

水ガラスｌ夜とセメント懸濁層ことを容づ責Ｊ七で等量
混合して注入する従来技術によるＬ　Ｗ工法の場合、セ
メント量が一定である限り、水ガラスＩ冒用を・高＜　
してもり４うイムが水ガラス濃度の上昇に比例して短縮
されるわけでなく、可能な最短ダルタイムに一定の限界
があり３０秒前後よりも短いダルタイムを有する薬液ン
まイ（すられないことは前述したとおりである。逆に、
水ガンス濃度を一定値以ト（水ガラス液中のＳｉｏ＋＋
７＊度が１．２重−鼠チ以下）に下げ／こ、局舎にはＡ
Ｂ両液混合後の薬液のダルタイツ、ｅま大幅に遅延され
ついに１まり一９ル化シない薬液となり注入・マ；液の
用をなさないものになって（７まう。

１′／ζ、イノイ′４（の］、ＷＪ法Ｃ用いらノ１．て
いる薬７（ｖ、　ｔ−を前述のように、水ガラス濃既の
変化によるり゛ルタイノ・の変動幅が小さい。

本発明１ζｅま、−Ｉ−：ｉ７１々のＬ　Ｗ工法の欠点
を改良すべく用いる１−メントおよび水ガラスの成分（
１１“ｊ、　ｌＪ’ｌ−そ−の他の点につい又研究を積
み重ねていだが、−トメントＭｔ”濁Ｒ（と水ガラスと
を組み合わけた、１．１−液け↓゛Ｊ、トのような！１
テ異な性質を持つことを知イ；止し／Ｃｏ （１）　　セメント懸濁液と水ガラス液とを等級混合し
て使用する場合（従来のＬＷ土法）には、−・定量のセ
メントに配合する水ガラス液中の水ガラス（まだは５１
ｏ２）の濃度を高くしてもケ゛ルタイムＶ」はとんど変
化しない。

（２）水ガラス濃度が一定量以Ｆ、即ちＡｎ画液混合後
の薬液（グラウト）中に含有される５ｉ０２濃度が約１
．２　Ｘｔ　ｆｆ１％以〜トになると、ケ゛ル化現象を
示さない。

（３）驚くべきことに、グラウト全量に対する水ガラス
（Ｓｔ　０２　）の船蔵が同一である場合でも、Ｂ液部
ち水ガラス溶液の水ガラス１）１１度の相違罠よってＡ
Ｂ両液混合後の薬液のダルタイムおよび初期強度の発現
が著しく異なる。

即ち、薬液中の水ガラスの占める総量が成る一定値であ
る場合、低濃度の水ガラス液をこれとほぼ同量のセメン
ト懸濁液と混合したときと比較して、高濃度の水ガラス
液を少量使用したときの＃なうが、ダルタイムが著しく
幻ノ４宿され７′、とＪ（１’（−、ンノ月切・；屯１
ルの発現が顕著でろ／′−１，。

（４）　　バ（・１ター罵くべきことｋｌ、−１−メン
ト懸濁液にう（７１＋７．間（約１０秒収１ユ）でケ°
ル化させるる水ガラス屯１ｆ１が５ｉＯｚとして３〜９
ｇである割付の一＋１ｉｊ　１ＩＩＩ　）内では、水ガ
ラス液の混入仄がＪｌｊｔね少ないＩ：Ｌと、グルタ・
イノ、）１．ｉ：短くなＺ）と共に初ｊｔＪ目４）ｌ現
ｔま人となる傾向を示す。

本９．明者け、上１１［１のような特異な性質について
杯らに詳ａ＋に研究し、この特異な性状を実際の薬液ど
ト入を二重層できるものとし、７持許請求の１舶囲にｔ
記載の発明を完成した。

即ら、本イら明によれば、８１０２を２０爪蝋ダ以上含
有する水ガラス液（Ａ液）を使用し、これとヒメント懸
濁液（Ｂ液）とを組み合わせた／Ｌ人薬液Ａたはグラウ
トを調整するに尚たシ、Ａ液とＢ液とを−ｆｆｉｆ範、
回内の比率で比例混合Ｖることにより実用ｅζ適したグ
ルタイム（約１０秒〜約３０秒）を有し１昇期強度が大
であるグラウトｋ　Ｔ（Ｊることかできる。水が量が５
ｉＯｚとして３ｇ以下である割合いの範囲）を更に減少
させるとグルタイムｔｉさらに短く（１０秒以下）なる
が早期強度が低トする。

このことから、短時分のグルタイムはイリられるがｔｉ
Ｊ期強度の発現が期待できないため本発明１：ｋｌ囲か
ら除外しである。

一方、本発明者は上記のグルタイノ、け短くなるが早期
強度の発現が劣るという欠点を取シ除＜ため、Ｂ液のセ
メント懸濁′９１ｉ１　ＶＣ石こう（半水または三水石
こう）あるいは石灰（消石灰）を加えてグルタイムを短
くすると共に早期強度の発現を犬とすることを究［ヅ」
シ／こ。

すなわち、セメントと石こうあるいけ石灰を混合した懸
濁液をＡＭとして１吏用し、８１０２基’％に−Ｃ２０
ＭＭ′％以上の水ガラスを含有する液を１３液として使
用し、Ｂ液中の８１０２縫がＡ含む）の占める容イ責１
００　ｃｃに対し３〜９１となるような割合いでＡＢ液
を混合することにより、Ａｎ液の相乗効果と相まつ１り
“ルタイノ、２０秒以下の瞬結性とすると共ＶＣ早期強
ＩＷの発現を’Ｊ’　＋’ｒ＆　ＶＣシたグツウド材を
提案するものである。

本発明においで用いるセメント懸濁液としてンま、セ、
メントのみの懸濁液ｔｉｔもとよシ、通常のグラウト＋
４に添加されることがある添加剤、例えば水砕スラグ、
フライアッンユ、ベントナイト等の粘土鉱物、微粉末状
の石灰石、岩石等の一次鉱物、現、鳴で採取した掘削土
や土砂そのＩｌｌの増ル゛ｉ材等ケ適宜に添加したもの
を使用できる。

本発明Ｖこよるグラウト利を注入現場で使用する揚台、
多１□１のＡ液と少１１↓のＢ　７ｆｆｌとを混合する
ため、通常の等量式】、５ノヨツト上法ではなく、比例
式１．５シヨツト工法を用いる。

使用する注入ｄ′？ンプは、比例ポンプ（ＡＢ液の吐出
冨が異るように作ったポンプ）か、吐出能力の異る２台
のポンプを用いて注入する。

また、本発明工法は、Ａ液のセメント懸濁液がＢの水ガ
ラス水溶液に比べて多いだめ、現場の配合が非掌に容易
となる利点がある。

すなわち、グラウト量（Ａ＋Ｂ液）に対し木兄１力の比
例混合は従来の等量混合に比べてＡ液の占める割合いが
多いため多、に１のセメントを用いることができ、まだ
他の骨材等も混入することができる。

グラウトとして使用できるセメント猷ｅまＷ／Ｃ比（Ｗ
−水、Ｃ−セメント）によって決まシ、Ｗ／Ｃ比が小さ
い程（等量混合）セメントの水和反応は早く、液の粘性
は〒−く増大し圧送が困難となる。

しかし、本発明工法１−、ｔ　Ｗ／Ｃ比が大となるだめ
現場施工は容易となる。

本発明のグラウ゛ト材の使用目的は、主に軟弱地盤の粘
性土（シルト、粘土］や腐植土笠への脈状圧入、砂レキ
層等の比較的間隙の多い則盤への（す１秀ｌ−１：、人
、岩盤等の硬い地盤での破砕４１′７やクランクへの用
人、構築物と別ル盤との境）１１．同音対象とじメζ、
例えば裏込等で特に湧水の多い１１１盤等の市水や地盤
強化を行うのに滴し２′？Ｔいる。

＋だ、超高圧のジー１−ットエネルギーを利用ｊ７タジ
〔ソト土法にｊφいて、１１勉盤内の土と本発明（１）
グジウ１材を攪拌（結合する局舎においでも、Ｍｉｉ沓
な効果を発輝する。

ｆ７１′、来ｌ）、のモ・ト１．：混合でｔま、Ｊｌ１
２盤内の土とグラウト（（をｉｊ；ｊ、　（’ｒ　ｒｌ
？＋　ｒ？　した”ｊ　含ｅ；Ｌ、七ト混合１−．．　
ｉい時Ｖ（、Ｊｉｍ、ベーｒ４初１ｉＩＪ強度の光」」
ジがσ１！延されるが、不冗明Ｇリグラ１，７ト利４・
鏑ｉＩＥ配合することにより　＋１’ｌ、朋強Ｌ＋ｃｌ
の宛曵を顕著にｌることができる。

したがつ−Ｃ１本発明上法（ｔ、１ヒメント懸濁液ある
いｉｔ　１−メントに石こうまたは石灰を添加したｒＭ
！濁液で、ｔするＡ液と水ガラス水溶ぐであるＢ′ＫＩ
Ｌとを用い、Ｂ液中の水ノｆラス濃度を３ｊＯｚ基準で
２０重量％以」−とし、５ｉＯｚ：ＦｉｌがＡＢ両液混
合物中の牧の占める容積１　（１０ｃｃに対し３〜９ｇ
となるような割合いで別個に亭備したＡＢ液を吐出量の
異る２台のボンフ０を用いて圧送ｊ〜、注入ホースを径
で注入管の先端あるい１よ注入口の手前でＡＢ液を混合
Ｉ−１地盤内に圧入、充填、あるいは地盤内の土と攪拌
混合することを特徴とした注入工法でｔ）る。

以下に、実施例および比較例を挙げて、本発明について
さらに詳細に説明する。

以下の例において用いた水ガラスｉ；ｔ　Ｊ　Ｉ　Ｓ３
け品（Ｓｉ２０：　２８〜３０％、Ｎａ２Ｏ：９〜１０
チ）でイ５シ水ガラス原液ｌｌ中に含有される５ｉ０２
は約４００ｇである。

セメントは市販のポルトランドセメント、石こうは工業
相半水石こう、石灰は工業用消石灰である。

水ガラス原液を水で稀釈Ｅ７て、実施例および比較例で
用いる水ガラス水溶液をつくった、（表−１参照ね 衣　　１ 水が５　、＜　１　　１０００　　　　０　　　４００
水ガラスＩＩ　　　　８（１０２００３２０オガラス１
１１　　　７００　　　３００　　　２８０表−２ｅこ
本発明工法の比例混合した場合のグラウト中のＳ　ｉ　
Ｏｚ　ｔｔ４．’変化に対するり′ルタイムの変動、表
−３にその初期強度の発現状態を示ノー。又、参考とし
て等量混合の従来法を併せて示す。

表　　２ （液温：２２〜２３℃） 表−３ （ｉ’、Ｃ）強１．１：Ｉ−ノｉｌｌ定ｉｔ　Ｊ　ｌ５
−Ｒ５２０１’７）強すｎ’、Ｅｋ６２法に（■じ、４
Ｘ４Ｘ１６ｃｍの３３’ｔす１り枠にて行なった。

、′ 一〆″′− 一とぐ一二−−−−−−−−−−−−□−−−表−２の
結果から明らかなように、Ａ液とＢ液をｇ？最混合する
従来のＬＷ工法（通膚、水ガラスｆ逢１−１比較例−１
の如くグラウト２００ｅｅあたり５０１を標ｉＴｈとす
る）の」４合にｋｉ。

ダルタイツ・４７秒であり、又、比較例にｔよ示さない
が、水ガラス。叶を少なくしてもダルタイムは４０秒前
後の範囲で、水ガラス濃度による変化ｔまほとんどない
。又、初期強度も非常に弱いととを示している。

表へ２の比較例１と比較例２とを見ればわかるように１
水ガラス量がｒｌｒＪじてあっても水の鼠が少ないとグ
ルタイムに［短くなる。又、実施例１〜４及び比較例３
に示すように、水ガラス量が少ないほどグルタイムは短
くなる。

一方、表−３の実施例１〜５に示すように、水ガラスの
量が少ないほど初期強度の発現が大である。すなわち、
セメントを含有する懸濁液に水ガシスを比例混合した場
合、水ガラ［、Ｌが約３〜ｉｏｚ：、、のときが最も初
期強度の発現虻にえ］Ｊ−る５ｉ０２４ｊ　Ｉ剌汐（９
Ｊ／をｊ鴫えると、初）υＪす”　ＩｉＣノ＋７？；す
、Ｈｊ小サイ。逆Ｋ　％　　５ｉＯｚ　重置カ３，９：
（肖プ仁ないＪＪＪ合もケ８ルタイム（１短かくなるが
Ｐθ期強ｆＢ″の発ＩＭ、が小７Σい（１１較例５参照
）。

＋ブ１−明によれｔよ　４５メント鵜濁１１ｋに石こう
又（」イ１灰イｒ添加することに、より、ゲルタイムを
２（）秒μＦにし初ｉｔｒ」強度の高いグラウト材をイ
（することかできるが、その実施例及び比較例を衣−４
及び＆−５に示す。

／／ Ｚ、−−−−−−、、、−−−−〜−〜−−−一一−表
　　−５ 表−４かもろがるように、比例混合による本発明工法に
おいては、従来の等Ｍ、混合によろ工法と比較した場合
、同）ｉのセメント及びゲル化促Ｊｆ＝剤である石こう
又は石灰ケ使用しでもゲルタ・イムが大幅に短縮されろ
。又、表−５に、示−４ように、本発明−１−法は従来
工法と１１戸ｌ【ｖ　Ｌ　−Ｃ、？刀期強度の発現が顕
著である。

上述のように、本発明によるグラウトは、軟弱地盤や破
砕帯の止水及び地盤強化や窒徊充填の目的に適する優れ
た特性を持つもの−（Ｊｊ＋　６　。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）軟弱地盤や岩６にの破砕帯なとの市水強化の７に
   めに用いるグラウト材であって、セメント懸濁液である
   Ａ液と水ガラス水溶液である１３液から成り、Ｂ液中に
   含有される水ガラス濃度が５ｉ０２基準で２０垂鼠チ以
   上で〜９グラムとなるような割合でＡＢ画液を７１４’
   ＋合一する仁とと４特徴とするグンウト利。
2. （２）　　Ａ　７＋１にイ１？′−９止へ一石灰介添加
   してケ９ル〃イ人全２０秒はトに調整ノ゛ること全特徴
   とＪる／＋、１゛ｔ’ｒ請求のｉｉｉ＋ｉ　１７＋１　
   第（，１）　ＪＪ（ｌ’（記載（７）　クララ　ト　４
   Ｊ　。
3. （３）　　＋！メントＰ：（１３消散あるいはヒメント
   に石こうｊ、た１１石灰を添加したｇ濁液であるＡ液と
   、水ガラス水溶液であるＢ　Ｉ’＆とから成り水ガラス
   濃度が５ｉｏ２基準で２０爪扇ニ一以上３〜９グラムと
   なるような割合でＡＲ液を混合して圧入し充填地盤内で
   土と攪拌混合することとを特徴とする注入工法。