JPS6260436B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は軟弱あるいは漏水地盤に固結液を注入
して該地盤を固結する地盤注入工法に係り、特に
固結液として酸性珪酸水溶液とセメントおよび石
灰を用いた工法に係り、固結強度が大であるとと
もに、施工領域における地下水の水質保全性に優
れた工法に関するものである。

本発明において、酸性珪酸水溶液とは水ガラス
と酸、あるいはさらに塩やアリカリのようなPH調
整剤を混合して水ガラス中のアルカリを除去し、
PH値が５以下の酸性を呈するように調整した水溶
液をいう。

従来、水ガラスを用いた地盤注入工法として、
水ガラスに反応剤を加えるにつれてゲル化時間が
短縮するというゲル化の現象を応用した方法が用
いられていた。従つて、このような方法では水ガ
ラスそのものが高アルカリ性であり、またPH値が
弱アルカリ性付近で瞬結になるため、固結体もア
ルカリ性（通常はPH12〜10付近）を呈し、しかも
地下水をアルカリ性にするという問題が生じる。
さらに、未反応水ガラスがゲル中に存在している
ため、長期的に未反応の水ガラスの溶脱がおこ
り、このため、固結体の恒久性が期待できず、強
度が経時的に低下するという問題も生じる。

また、従来、懸濁型水ガラスグラウトを用いる
工法として水ガラス水溶液にセメント懸濁液を合
流して注入する方法が用いられているが、水ガラ
ス水溶液およびセメント懸濁液のいずれも高アル
カリ性を呈し、そのゲル化は中和作用によるもの
ではなく、電気化学的に行われるため、地下水を
アルカリ性にするという問題があつた。

本発明はこのような従来のアルカリ領域の水ガ
ラスグラウトあるいは懸濁型水ガラスグラウトの
問題点を解決するとともに充分な固結強度を発揮
しうるグラウトを用いた地盤注入工法を提供する
ものである。

前述の目的を達成するため、本発明によれば、
固結液として酸性珪酸水溶液と、セメントと、石
灰とを用いることを特徴とし、前記石灰の使用量
は石灰単独で前記酸性珪酸水溶液が以下の条件
〔Ａ〕および〔Ｂ〕を満たすに充分な量であるこ
とを特徴とする。

〔Ａ〕 PH値が約５以下を維持すること。

〔Ｂ〕 〔Ｈ^＋〕／〔ＳｉＯ_２〕^ｎの値が１×10^-3であ
ること。

ただし、〔H⁺〕は水素イオンのモル濃度であ
り、〔SiO₂〕は二酸化珪素のモル濃度であり、ｎ
は水ガラスのモル比である。

以下、本発明を具体的に詳述する。

酸性珪酸水溶液は石灰との中和反応によりPHが
増大してゲル化が促進され、地盤中で一定時間後
に流動性が停止したのちセメントにより長期的強
度を発現する。

本発明では固結液の中にセメントおよび石灰を
用いることを必須条件とするが、さらに強度増強
剤として生石灰、アルミナ、酸化鉄、酸化マグネ
シウム、硫酸カルシウム、スラグ、フライアツシ
ユ、カルシウムシリケート粘土等、カルシウム、
マグネシウム、アルミニウム、鉄等の酸化物、水
酸化物、硫酸塩、珪酸塩を併用することができ
る。また任意の塩（無機塩、有機塩、塩基性塩、
中性塩、酸性塩等）みその他PHを変動させるのに
効果を発揮するものをPH調整剤として使用するこ
ともできるのはもちろんである。

本発明において、酸性珪酸水溶液と、セメント
と石灰との混合物が実施例−１に示すように高強
度を得ることができる理由は不明であるが、おそ
らく石灰による中和作用により酸性珪酸水溶液の
PHを増大せしめ、かつ酸根と石灰が不溶性塩を形
成するため、セメントが効果的に固結するものと
思われる。

なお本発明における石灰量はそれ単独で前記酸
性珪酸水溶液が前述の〔Ａ〕および〔Ｂ〕の両条
件を満たすに充分な量であることが望ましい。

また、本発明において、酸性珪酸水溶液、セメ
ントおよび石灰はこれらをあらかじめ混合してか
ら注入してもよく、また、あらかじめセメントお
よび石灰を地盤中に注入してから酸性珪酸水溶液
を注入し、これらを地盤中で混合してもよく、あ
るいは酸性珪酸水溶液と石灰とをあらかじめ混合
しておき、この混合液とセメントとを合流して注
入してもよく、その他いかなる方法で混合しても
よい。

又、注入管はストレーナー管、二重管、ロツド
等任意の注入管を用いることが出来、前記両液を
合流させて注入する場合は注入管の先端部でも末
端部でも中間部でも、又注入ポンプに流入する前
のミキサーも含む管系統で合流させてもよいし、
又地盤内の土を撹拌混合しながら注入してもよい
のは勿論である。又、注入圧は常圧で注入しても
数＋Kg／cm²〜数千Kg／cm²の高圧で噴射注入を行つ
ても、又、注入管を固定したまま注入しても、上
下に移動させながら注入しても、又回転させなが
ら注入してもよい。

実施例 １ 軟弱な地下水面下のピート層において注入試験
を行つた。Ａ液の調整は酸性反応剤として硫酸を
用い、〔SiO₂〕＝1.02とし、まずPH≒２の配合液を
つくつてから、ベントナイト配合液1.000当り
80Kgを混入した上で、消石灰によりPHを3.7およ
びＸ＝1.9×10^-4（ゲル化時間：120分）とし、Ｂ
液は１m³当り高炉セメント500Kg、ベントナイト
30Kgとした。Ａ液、Ｂ液を等量づつＹ字管を用い
て合流しながら2.000注入した。注入後１週間
経てから堀削して固結状況を調査したところ、注
入管を中心にしてほぼ５m³の固結体を得た。固結
供試体の強度試験結果は 15Kg／cm²の一軸圧強度を得た。

又、透水試験結果は注入前に ｋ＝7.8×10^-2cm／secを示した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軟弱あるいは漏水地盤に固結液を注入して該
   地盤を固結する地盤注入工法において、前記固結
   液として酸性珪酸水溶液と、セメントと、石灰と
   の混合液を用いることを特徴とし、前記石灰の使
   用量は石灰単独で前記酸性珪酸水溶液が以下の条
   件〔Ａ〕および〔Ｂ〕を満たすに充分な量である
   地盤注入工法。 〔Ａ〕 PH値が約５以下を維持すること。 〔Ｂ〕 〔Ｈ^＋〕／〔ＳｉＯ_２〕^ｎの値が１×10^-3 以下であること。 ただし、〔H⁺〕は水素イオンのモル濃度であ
   り、〔SiO₂〕は二酸化珪素のモル濃度であり、ｎ
   は水ガラスのモル比である。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の地盤注入工法
   において、前記固結液としてさらにカルシウム、
   マグネシウム、アルミニウム、および鉄の酸化
   物、水酸化物、硫酸塩および珪酸塩のいずれか一
   種または複数種を併用する方法。