JPS61159484A - 地盤注入工法 - Google Patents

地盤注入工法

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JPS61159484A
JPS61159484A JP28147884A JP28147884A JPS61159484A JP S61159484 A JPS61159484 A JP S61159484A JP 28147884 A JP28147884 A JP 28147884A JP 28147884 A JP28147884 A JP 28147884A JP S61159484 A JPS61159484 A JP S61159484A
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injection
pipe
water glass
ground
grout
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Kenji Kashiwara
栢原 健二
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Kyokado Engineering Co Ltd
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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明はPHがアルカリを呈する水ガラスを用いた地盤
注入工法に関する。
〔従来技術とその問題点〕
従来、地盤を固結するために水ガラスに反応剤を加えて
地盤に注入する方法が用いられてきたが、水ガラスはP
Hか弱アルカリ付近、即ち、PH8〜9付近でゲル化時
間が最も短かくなるためこれを中和するに充分な反応剤
を加えることができなかった。
したがって、グラウト中には未反応水ガラスを残存する
ことになり、これを地盤中に注入した場合、強度低下を
来し、あるいは地下水中に水ガラスを溶脱することにも
なった。特に無機反応剤を用いた水ガラスグラウトでは
反応剤過少による前述の現象が著しく、このため、水ガ
ラスと反応剤を注入管内で合流して短いゲル化時間で注
入せざるを得す、従って脈状の浸透固結しか期待できな
かったO C本発明の目的〕 本発明の目的は水ガラスに対して充分な量の無機塩反応
剤を作用せしめて、注入される水ガラス分を完全にゲル
として析出させ、これにより強度低下を防止するととも
に地下水心δ水ガラスの溶脱をも防止し得る地盤注入工
法を提供することにある0 〔発明の要点〕 前述の目的を達成するため、本発明によれば、無機塩配
合液の注入材をあらかじめ注入対象地盤に浸透させてお
いてから、PE(がアルカリ土類金属ろ水ガラスグラウ
トの注入材を地盤中に圧入することを特徴とする。
〔発明の詳細な説明〕
PJ下、本発明を具体的に詳述する。
本発明ではまず、無機塩配合液の注入材をあらかじめ注
入対象地盤に浸透させておく。次いでこの注入対象地盤
にP[(がアルカリ性を呈する水ガラスグラウトの注入
材を圧入する。この水ガラスグラウトはPHがアルカリ
領域にあり、ゲル化はするものの、水ガラス量に対して
中和させるには不充分な量の反応剤しか含有していない
ものである。
しかし、反応剤が過少であるが故に浸透に充分なゲル化
時間が保持されている。このような水ガラスグラウトを
前述のようにあらかじめ無機塩配合液の圧入されている
地盤に注入すると、水ガラスグラウトは庄大量に相当す
る範囲に浸透するとともに浸透後徐々にあらかじめ土粒
子中に存在する無機塩配合液の注入材と反応し、未反応
部分を残存することなく完全に固化され、かつ強度の劣
化も起こさない。
本発明における水ガラスグラウトの反応剤とは下記の列
に示すように、酸(無機酸、有機酸等)、塩(無機塩、
有機塩、塩基性塩、中性塩、酸性塩等)エステル類、ア
ルデヒド類、アミド類、アルコール類、石灰のようなア
ルカリ類等、任意のものを用いる事が出来る。
〔反応剤〕
エステル類: 酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸アミル類の
ような】価アルコールの脂肪酸エステル。
エチレングリコールジ酢酸エステル、グリセリントリ酢
酸エステル、コハク酸ジエステルのような多価アルコー
ルの脂肪酸エステル。(全エステル)δ−ブチロラクト
ン、ε−カプロラクトンのような分子内エステル。(環
状エステル:ラクトン類)エチレンクリコールモノ酢酸
エステル、エチレンクリコールモノ酢酸エステル、エチ
レンクリコールモノプロピオン酸エステル、グリセリン
モノギ酸エステル、グリセリンモノ酢酸エステル、グリ
セリンモノプロピオン酸エステル、グリセリンジギ酸エ
ステル、グリセリンジ酢酸エステル、ソルビトールモノ
ギ酸エステル、ソルビトールモノ酢酸エステル、グリコ
ール酸モノ酢酸エステル、低重合部分ケン価酢酸ビニル
等のような多価アルコール部分エステル。ジアセトオキ
シエチレン炭酸エチレン(エチレンカーボネート)、炭
酸フロピレン(プロピレンカーボネート)、グリセリン
カーボネート等の環状カーボネートのようなカーボネー
ト類。
アルデヒド類: グリオキザール、コハク酸ジアルデヒド、マロンジアル
デヒド、スクシンアルデヒド、グルタルジアルデヒド、
フルフラールジアルデヒド等のジアルデヒド類。
アミド類: ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、アセトアミド、
ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ブチルアミ
ド、アクリルアミド、マロンジアミド、ピロリドン、カ
プロラクタム等。
アルコール類: エチルアルコール、メチルアルコール、アミルアルコー
ル、クリセリン、ポリビニルアルコール等、1価、多価
のアルコール、あるいは合成高分子アルコール0 酸類: 硫酸、塩酸、リン酸等の無機酸、ギ酸、酢酸、? 07
 酸、コハク酸、マレイン酸、酒石酸等の有機酸0 無機塩:(酸性塩、中性塩、塩基性塩など)塩化カルシ
ウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、塩化力1ハ
塩化アルミニウムなどの塩化物、硫酸カルシウム、硫酸
ナトリウム、硫酸アルミニウムなどの硫酸塩、アルミン
酸ソーター、アルミン酸カリウムなどのアルミン酸塩、
塩化アンモニウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウムなどの
塩酸塩、塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウム、過塩素酸
ナトリウム、過塩素酸カリウムなどの塩素酸塩、炭酸ナ
トリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウム、重炭酸ナ
トリウム、重炭酸カリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸
カルシウム、炭酸マグネシウムなどの炭酸塩、重硫酸ナ
トリウム、重硫酸カリウム、重硫酸アンモニウムなどの
重硫酸塩、重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸カリウム、重
亜硫酸アンモニウムなどの重亜硫酸塩、ケイフッ化ナト
リウム、ケイフッ化カリウムなどのケイフッ酸塩、アル
カリ士金属塩、アルミニウム塩等の珪酸塩、ホウ酸ナト
リウム、ホウ酸カリウム、ホウ酸アンモニウムなどのホ
ウ酸塩、リン酸水素ナトリウム、リン酸水素カリウム、
リン酸水素アンモニウムなどのリン酸水素塩、ピロ硫酸
ナトリウム、ピロ硫酸カリウム、ピロ硫酸アンモニウム
などのど重硫酸塩、ビロリン酸ナトリウム、ピロリン酸
カリウム、ピロリン酸アンモニウムなどのピロリン酸塩
、重クロム酸ナトリウム、重クロム酸カリウム、重クロ
ム酸アンモニウムなどの重クロム酸塩、過マンガン酸カ
リ、過マンガン酸ナトリウムなどの過マンガン酸塩等。
有機塩: 酢酸ノーズ、コハク酸ノーダ、ギ酸力1ハ ギ酸ソーダ
等。
〔その他〕
生石灰、アルミナ、酸化鉄、酸化マダイ・ンウム、等の
金属酸化物、スラグ、フライアッシュ、カルシウムシリ
ケート、セメント等のCa 、 At、 Mg km、
炭酸ガス。
水ガラスとしてはモル比(5iOz/′l1v120 
) : 1.5〜5.0液状水ガラス、無水水ガラス、
和水水ガラス、結晶性水ガラス等を含めた任意のモル比
の珪酸のアルカリ金属塩、或は珪酸のアルカリ金属塩と
珪酸或は任意のアルカリとの混合物をいう。
又、上記奏材を用いた水ガラスグラウトは水ガラスと反
応剤の混合水溶液或は水ガラス水溶液と反応剤水溶液を
合流混合したものであってそれ自体ゲル化しえ、そのP
H値はアルカリ領域(8よりも高いPH値)のものであ
る。
また、本発明に用いる無機塩は前述の列記のものである
が、特に多価金属塩が強度増強の上から最も適している
。また、本発明における無機塩配合液は他の上記反応剤
を併用することもできる。
以下、本発明を実験によりさらに具体的に詳述する〇 実験方法 直径2ml高さ3mの大型モールド中に山砂を填充して
水道水で飽和させ比較実験を行った01、注入方式 1−1  ロンド注入 1−2 二重管ロッド注入(図−1) 1−3 二重管ダブルパッカー注入(図−2)2、−次
注入材 2− I  Atx (804)s  20%配合液2
−2  CaC2z     20X配合液2−3  
NaHCO320%配合液 2−4 セメントグラウト(100cc当り)ポルトラ
ンドセメント120f  水:残り2−5 水ガラス−
セメントグラウト(3−1と同じ)3、二次注入材(1
00CC当り配合)A−8合流液のゲル化時間1分。P
H11,8゜入・8合流液のゲル化時間 3分。
PH11,2゜ A−8合流液のゲル化時間 3分。
PL(11,0゜ 4、注入量 一次注入、二次注入とも注入ステージを(L5m間隔で
下から上に移動して、1ステージ当り5Otづつ注入し
た。
比較のため二次注入材のみの場合には1ステージ当りの
注入量を1001とした0 実験結果−1 一次注入の有無に関する強度試験の実験結果を表−1に
示す0 これより一次注入を行なわない場合は、強度が大巾に低
下するが、−次注入を行った場合は強度が大巾に増大し
ていく事が判る。
表−1 又固結体1000−を採取し、10を中の蒸溜水中に四
日養生してのち養生水中の5i02の養生量を+111
1定した結果を表−1に示す。これより強度低下は51
02の溶出によるものである事が判り、−次注入をした
場合、溶出量は大巾に低下するため強度が低下しない事
が判る。
実験結果−2 注入方式による比較を行った結果を表−2に示す0 表−2 表−2よりロッド注入を用い念場合、注入ステージ毎に
確実に一次注入材を浸透させる事がむずかしいから、効
果が比較的少ないのにくらべ、二重管(三重管でもよい
)注入を用いて一次注入を所定のステージ毎に先行して
注入してから二次注入を行った場合、きわめてすぐれた
効果を発揮する事が判る。
実験結果−3 一次注入材の種類に関する実験結果を表−3に示す。表
−3より一次注入材としては特に多価金属塩がすぐれて
いる事が判る。これは不溶性の多価金属の珪酸塩が形成
されるためと思われる。
表−3 又実験=1と同じようにして行った8i0zの溶出試験
の結果も多価金属塩を一次注入材として用いた場合Si
O2溶出量が少ない事を示した。
実験結果−4 一次注入としてセメントグラウトや水ガラス−セメント
グラウトを用いた場合と無機塩配合液を用いた場合の比
較を行ない、結果を表−4に示す0表−4 表−4−は−次注入は二次注入よりも浸透性がよくて、
はじめて効果がある事を示している0なぜならば、−次
注入の浸透性が悪いと二次注入が浸透しうる土粒子間へ
浸透していないから、−次注入と二次注入が土粒子間で
反応しえないからである。即ち、−次注入としてセメン
トグラウトや水ガラス−セメントグラウトを用いる事は
単に粗い部分を填充するのみで二次注入材との化学的反
応は期待出来ないのに対し一次注入として無機塩配合液
を用いる事は二次注入材と土粒子中で反応せしめるため
で、セメントグラウトや水ガラスーセメントゲラウドを
一次注入材として用いる事とは意味がちがう事がわかる
従って、本発明を実施するに先立ってあらかじめセメン
トグラウトや水ガラス−セメントグラウトまたは石灰の
ような懸濁型グラウト、或いは瞬結グラウトを地盤に注
入して粗い部分を填充しておいた上で、本発明を実施す
れば、本発明の一次注入材は均質に土粒子間に浸透しう
るため、二次注入材と一次注入材の反応はより一層正確
に行われる〇 以下、本発明の具体的施工例について、添付の第1図お
よび第2図を用いて詳述する。
各注入ステージ各々に確実にこれらの一次圧入材をあら
かじめ分布せしめておくためKは注入管の所定深度に再
注入可能な吐出口を有する注入管(第1図)を通して地
盤中に一次圧入材を注入しておいてから二次注入材を重
ね合せて注入するか或は多重管ロッドを用いて注入した
一次注入材が所定外に散逸してしまわないうちに二次注
入材を重ね合せて注入する方法をとる事が出来る。(第
2図)。
第1図を説明するとまず所定地盤に注入孔1を穿孔して
ケーシング2を挿入する。次いで吐出孔30部分をラバ
ー4で包囲した注入管5を挿入した後、ケーシング2と
圧入管5との間をスリーブグラウト6で7−ルし、ケー
シング2を引き抜く0そしてパッカー7を設けたストレ
ーナ−パイプ8を圧入管5内に挿入し、注入ポンプ(図
示せず)から−次グラウド注入剤を注入する。次いで、
この注入が終了した後、二次グラウト注入剤を注入する
第2図を説明すると第2図(a)は二重管を用いて内管
10の下方吐出口12よりポーリング水を送って所定深
度迄削孔した状況を示す。
13はメタルクラウンである。その後第2図(b)に示
すように外管9より一次注入材を送り上部吐出口11よ
り地盤中に圧入し、一方二次注入材を内管10を通して
送り下部吐出口12より地盤中に注入しながら注入ステ
ージ下から上に移行する事によって一次圧入材を圧入し
た領域に二次注入材を重ねて注入する。
なお、第2図の注入管のほかに管路向流体圧により上下
に変位しうるバルブが内管先端に装着された注入管を用
い、バルブの切り換えにより上部吐出口から一次注入材
を注入し、次いで下部吐出口から二次注入材を注入する
こともできる。
〔発明の効果〕
以上のとおり、本発明は無機塩配合液をあらかじめ注入
対象地盤に浸透させておいてから、PHがアルカリ性を
呈する水ガラスグラウトを注入するようにしたから、水
ガラスに対して充分な量の無機塩反応剤を地盤中で作用
して水ガラス分を完全にゲルとして析出せしめ、この結
果、強度低下を防止するとともに地下水中への水ガラス
の溶脱をも防止し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はいずれも本発明工法を実施するた
めの注入管の一具体例を示し、第2図(a)。 (b)は本発明工法の工程図を示す。 1・・・注入孔、3・・・吐出口、5・・・注入管、9
・・・外管、10・・・内管、11・・・上部吐出口、
12・・・下部吐出口。 特許出願人  強化土エンジニャリング株式会社隻2g

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 無機塩配合液の注入材をあらかじめ圧入対象地盤に浸透
    させておいてから、PHがアルカリ性を呈する水ガラス
    グラウトの圧入材を地盤中に注入することを特徴とする
    複数の注入材を用いて地盤を固結する地盤注入工法。
JP28147884A 1984-12-31 1984-12-31 地盤注入工法 Granted JPS61159484A (ja)

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