JPS6195089A - 土質の安定化法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は水ガラスを主剤とし、炭酸ガスをゲル化剤とす
る水ガラス系グラウトにより土質を安定化させる方法に
関するものであり・更に詳しくは。

密閉容器中で高圧の炭酸ガスを水に接触吸収させること
によって得られる加圧炭酸水と水ガラスを組み合せたグ
ラウトにより土質を安定化させる方法に関するものであ
る。

（従来の技術） 上記加圧炭酸水と水ガラスを組み合せたグラウトにより
土質を安定化させる方法として・本発明者らは先に特公
昭５８−５３６７８号において。

「密閉容器中で高圧の炭酸ガスを水に接触吸収させて加
圧炭酸水を製造し１次いで得られた加圧炭酸水を加圧状
態を維持させたままラインさキサ−（管路混合器）中で
水ガラスと混合させ、このようにして得られたグラウト
を土壌に注入し、土壌中でゲル化させることを特徴とす
る土質の安定化法」を要旨とする発明を提案した。

この発明においては・通常・密閉容器中において１０Ｋ
Ｐ／ｄ前後またはそれ以上の圧力条件の下に加圧炭酸水
を製造し、得られた加圧炭酸水はその製造時の圧力を維
持したままラインミキサー中。

において水ガラスと混合して土壌中に注入する。

すなわち、この発明においては、特公昭５８−５３６７
８号公報の各実施例にも記載されているように、ゲルタ
イムが概ね１分以上のグラウトを製造する場合には通常
１０ＫＰ／ｄ、そしてゲルタイムがこれよりも短く、殆
ど瞬結に近いグラウトを製造する場合には・通常数１０
Ｋｐ／ｉものの高圧下に加圧炭酸水を製造し、そして得
られた加圧炭酸水はその圧力を維持させたままラインミ
キサー中において水ガラスと混合して土壌中に注入する
。

（発明が解決しようとする問題点） 薬液注入工法においては、一般にグラウトの注入圧力が
高いとグラウトは地盤中に浸透し易いが・余りにも注入
圧力が高いと種々のトラブル・たとえば、土質条件によ
っては、グラウトの地盤注入中に注入管と土壌の間隙よ
りグラウトが地表面に流出して、地盤の有効土壌固結量
が減少するというトラブルが生じる。

したがりて・特公昭５８−５３６７８号記載発明は、そ
の実施の態様によりては（グラウトの地盤注入圧が余り
にも高い場合は）、施工が不満足な結果に終るおそれが
ある。

（問題を解決するための手段） このようなことから１本発明者らはグラウトを゛加圧炭
酸水製造時の圧力よりも低い圧力で地盤中に注入し得る
よう特公昭５８−５３６７８号記載発明を改良しようと
して種々研究した結果−ラインミキサーに供給するグラ
ウト原料、すなわち加圧炭酸水および水ガラスの流量を
適宜調節してラインミキサー中において加圧炭酸水をそ
の製造時の圧力よりも低い圧力で水ガラスと混合させる
ことによりその目的が達成されることを知り本発明に到
達した。

すなわち１本発明は「密閉容器中で高圧の炭酸ガスを水
ガラスに接触吸収させて加圧炭酸水を製′） 造し９次いで得られた加圧炭酸水を加圧状態を維持させ
たままラインミキサー中で水ガラスと混合させ・このよ
５にして得られたグラウトを土壌に注入し、土壌中でゲ
ル化させて土質を安定化させる方法において・ラインミ
キサーに供給するグラウト原料（加圧炭酸水および水ガ
ラス）の流量を適宜調節してラインミキサー中において
加圧炭酸水をその製造時の圧力よりも低い圧力で水ガラ
スと混合させることを特徴とする土質の安定化法」に係
るものである。

以下１図面を参照しつつ本発明を説明すると・第１図は
本発明の一実施態様をあられすフローシートである。

先ず、流量調節弁５を閉じた状態にしておいて。

炭酸ガス貯槽１（通常・液化炭酸ガスボンベが用いられ
る）および水貯槽２より高められた圧力の炭酸ガスおよ
び水のそれぞれを密閉容器３に供給する。

その際・炭酸ガスの流量は流量調節弁１１により調節し
、そして水は専用のポンプ２１１により密閉容器３に供
給する。

炭酸ガス貯槽１と流量調節弁１１０間には、必要に応じ
て気化器・ブロー弁・流量計・温度計等が設置される。

密閉容器３は炭酸ガス供給孔、圧力計、加圧炭酸水排出
孔、その他必要に応じて攪拌機・液体噴霧器が設けられ
たり・炭酸ガスと水の気液接触を良好にするためその内
部に充填物がつめられたりした加圧炭酸水製造用の耐圧
容器である。

密閉容器３には炭酸ガスおよび水の供給や加圧炭酸水の
排出を自動化するための自動制御装置を設置することも
できる。

密閉容器３に供給した高圧の炭酸ガスおよび水は公知の
気液混合法にしたがい混合して加圧炭酸　′水を製造す
る。

その方法として、たとえば攪拌機により仕込水を激しく
攪拌して水相に炭酸ガスを巻き込ませて気液接触させる
方法・密閉容器３の上部より該容器内属水をシャワー状
に散布して炭酸ガスと気液接触させる方法などが挙げら
れる。

いずれの方法を採るにせよ・密閉容器３内に供給した高
圧の炭酸ガスと水はなるべく緊密に接触混合させること
が望ましい。

炭酸ガスの水に対する溶解度は圧力が高いほど大きく、
そして水温が低いほど大きい。

したがって・密閉容器３内で製造される加圧炭酸水中の
ＣＯ！濃度は、供給水の温度および供給炭酸ガスの圧力
（量）を変化させることＫより種々変化させられるが・
通常は供給水の温度は一定にし、供給炭酸ガスの圧力を
種々変化させて加圧炭酸水中のＣＯ８濃度を調節する。

後−のグラウト製造工程（ラインミキサー６内における
加圧炭酸水と水ガラスの混合工程）においてゲルタイム
の短いグラウトを製造する場合は・この工程で密閉容器
３内に供給する炭酸ガスの圧力を高くしてＣＯ１濃度の
高い加圧炭酸水を製造し・反対にゲルタイムの長いグラ
ウトを製造する場合は・炭酸ガスの圧力を低くしてＣＯ
！濃度の低い加圧炭酸水を製造する。

したがって、密閉容器３内の炭酸ガスによる圧力は目的
とするグラウトのゲルタイムに応じて種々変化させるが
１通常―数Ｋｐ／ｄ（ゲージ）〜数十・Ｋｐ　／　ｃｄ
　（ゲージ）である。

次いで、上記のようにして製造した加圧炭酸水は、土質
安定化の施工にあたり、流量調節弁５および５Ｉを開い
てラインミキサー６に流入さｉる。

図中、加圧炭酸水は密閉容器３内の高められた炭酸ガス
の圧力によりラインミキサー６内に供給されるがｔ流量
調節弁５と５１の間にポンプを設け・このポンプにより
供給することもできる。

ラインミキサー６内に加圧炭酸水を供給すると同時に・
水ガラス貯槽４より水ガラスをポンプ４＋＋により該ラ
インミキサーに供給する。ラインミキサー６内に供給さ
れたこれらグラウ・ト原料は、該ミキサー中で混合され
、得られたグラウトは連続的に土壌中に注入される。

本発明に用いられる水ガラスとしては従来土質安定化に
用いられている水ガラスを使用することができる。水ガ
ラス中の８ｉ０！／Ｎａ、０モル比については特に制限
はないが１モル比の高いものを用　　　、）いた方が種
々有利である。

ラインミキサー（Ｌｉｎｅ　Ｍｉｘｅｒ）とは−よく知
られでいるように、気−液、液−液を管路中で攪拌混合
させるためのものであって、オリアイス接触器、噴流接
触器、混合接触器、混合ノズル−Ｙ字管等種々の形式の
ものが知られている。

本発明においては、いずれの形式のものも用いられるが
、特に保守管理が容易な点から、動く部分のない構造の
エレメントが管内に封入されたいわゆるスタテイクライ
ンミキサー（Ｓｔａｔｉｃ　ＬｉｎｅＭｉｘｅｒ）かま
たはＹ字管を用いるのが好ましい。

ラインミキサー６に供給するグラウト原料は。

その流量を少なくするほど該ミキサー内の圧力を低くす
ることができ、これによりグラウトの地盤注入圧を低く
することができる。

したがって１本発明においてはラインミキサー６内に供
給する加圧炭酸水および水ガラスの流量を適宜調節して
、該ミキサー中において加圧炭酸水をその製造時の圧力
よりも低い圧力で水ガラスと混合させてグラウトを製造
する。

この際、加圧炭酸水の流量は流量調節弁５・５′の開度
を適宜調節することにより任意にコントロールすること
ができるが１通常は流量調節弁５の開度は一定にしてお
いて・流量調節弁５′の開度な適宜調節して加圧炭酸水
の供給量をコントロールする。

一方・水ガラスの流量はポンプ４１１の吐出量を適宜調
節することにより任意にコントロールすることができる
。

ラインミキサー６内の圧力は土質条件に応じて・種々変
化させられるので一概に規定すると−とけできないが、
グラウトの注入圧力が高過ぎるために起るトラブル、た
とえば注入中に地表面が盛り上ったりグラウト注入管と
土壌の間隙からグラウトが地表に流失するような事態が
起らないような圧力にすることが必要である。

ラインミキサー６内において製造したグラウトは、゛製
造時の圧力を維持したまま流量調節弁７を経て地盤中に
注入される。

なお・ラインミキサー６内の圧力は、流量調節弁７によ
っても調節することができ、該弁によりグラウトの地盤
注入量を増加させるほどラインミキサー６内の圧力を低
くすることができる。

したがって、ラインミキサー６内の圧力はまた流量調節
弁５′および７のそれぞれによっても変化させ得るが・
通常は作業性の点から・流量調節弁７の開度はラインミ
キサー６内が加圧状態を維持されるかぎり一定にしてお
くことが望ましい。

叙上の第１図における本発明の実施態様においては、流
量調節弁５１および７は一般の手動式のものが用いられ
ているが９本発明においてはこのような手動弁にかぎら
ず・流体の圧力がある一定の値を越えると弁口が開き・
そして圧力が増加するにつれて弁の開度が増加する弁・
たとえばスプリング式自働弁を用いることもできる。

第２図は・このような自動弁が用いられた場合の本発明
の実施態様をあられす７０−シートであって、第１図に
おいて点線で囲まれた部分に相当するものである。

以下、第２図について本発明を説明すると２図□　　中
、流量調節弁９．１０は・それぞれ流体の圧力が３０Ｋ
Ｐ／ｉ（ゲージ）および５Ｋｐ／ｄ（ゲージ）を越える
と弁口が開く構造のスプリング式自働弁であり・ポンプ
８は密閉容器３より加圧炭酸水をラインミキサー６へ供
給するために用いるものである。第１図の場合と同じ方
法により密閉容器３中にて３０ＫＰ／ｍ（ゲージ）の条
件、下で加圧炭酸水を製造する。

次いで得られた加圧炭酸水はポンプ８によりラインミキ
サー６に供給するが、この際、加圧炭酸水は−ポンプ８
により更に昇圧されるため流量調節弁９は容易に開口し
、ポンプ８の吐出量に応じた流量で加圧炭酸水はライン
ミキサー６内に流入する。

ラインミキサー６内に加圧炭酸水を流入させると同時に
ポンプ４１により水ガラスを該ミキサー内に流入させる
。

ラインミキサー６内に流入した加圧炭酸水および水ガラ
スはｐ該ミキサー内で混合されてグラウトが製造される
。　　　　　　　　　　　　　　　　　　゛・・この際
、ラインミキサー６内の圧力は、該ミキサーに供給する
加圧炭酸水および水ガラスの流量を適宜調節することに
より任意に変化させることができる。

したがって、この場合、ラインミキサー６内の圧力は、
ポンプ８の吐出量およびポンプ４″の吐出量を適宜調節
することにより容易に調節することができるが、流量調
節弁１０はラインミキサー６内の圧力が５Ｋｐ／ｃｊ（
ゲージ）を越えると開口する構造となっている関係上−
ラインミキサー内はこれ以上の圧力にする。

以上のような方法を採ることＫより、密閉容器３内にお
いて３ｏＫｐ／ｃｄ（ゲージ）の圧力条件下で製造した
加圧炭酸水はラインミキサー６内において＝　５　Ｋｐ
　／　ｄ　（ゲージ）以上３ｏｘｐ／ｃａ（ゲージ）未
満の任露力条件下において水ガラスと混合させることが
でき・得られたグラウトはその圧力により土壌中に注入
される。

なお・この実施態様においては・流量調節弁９・ライン
ミキサー６および流量調節弁１０を同一グラウド注入管
のなかに組み込み・該注入管を土壌中に埋設して土質の
安定化を行なうことも可能である。

次に実施例により本発明を説明するが？本発明はこの実
施例により限定されるものではないことはいうまでもな
い。

（実施例） 塔内にテ２レッテパッキング（注・充填物；化学工業便
覧、丸首出版社、昭和４３年５月１ｏ日発行−全改訂版
第３版、第４９１頁参照）をつめた直径２７０　ｍ、長
さ１８０＋＋ｍの大きさのステンレス製円筒形充填塔に
炭酸ガスを連続的に供給し。

塔内を供給炭酸ガスにより所定の圧力に保たせながら塔
内に設けられた液体噴霧器より２８℃の温度の水を塔内
に連続的に噴霧して加圧炭酸水を連続的に製造した。

このよ５にして製造した加圧炭酸水をひきつづき塔内に
供給する炭酸ガスの圧力を利用してスタテイ憂クライン
ミキサー（直径１７１１ｔＩ１１．長さ９００゜特公昭
５８−５３６７８号明細書の各実施例に記載のラインミ
キサーと同じ構造のもの）の入口に連続的に供給すると
同時にＪＩＳａ号水ガラスの５０％水溶液をポンプに・
より該ミキサー人口に連続的に供給した。

この際、ラインミキサーに供給する加圧炭酸水の流量は
該ミキサーの入口部に設けられた手動式流量調節弁によ
り種々調節し・一方水ガラスの流量はポンプの吐出量を
変化させることＫより種々調節した。

このようにしてラインミキサー中に供給した加圧炭酸水
および水ガラスは該ミキサー中で均一に混合した後豊浦
標準砂中に注入してゲル化させ。

ゲル化後、得られた砂ゲルの一軸圧縮強度を測定した。

実験条件および得られた結果を第１表に示す。

第１表から明らかなように、ラインミキサーに供給する
加圧炭酸水および水ガラスの供給量を減少させるにした
がい該ミキサー内の圧力を低下させることができる。

また１本発明方法と対照との比較から明らかなように２
本発明にしたがえば、グラウトの地表への流出が少ない
ので対照例にくらべて固結土壌の量を多くすることがで
きる。

（発明の効果） 本発明は従来技術（特公昭５８−５３６７８号記載発明
）にくらべてラインミキサー内の圧力を大巾釦低下させ
ることができるので・従来にくらべて耐圧性の低いライ
ンミキサーおよび水ガラス供給用ポンプを用いることが
できる。

また、従来にくらべてグラウトの土壌注入圧力を大巾に
低下させることができるので、従来のようにグラウト注
入管と土壌との間隙よりグラウトが地表面に流失するお
それがなく・これにより土壌の有効固結量を増加させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施態様をあられす７
０−シートである。 １　炭酸ガス貯槽 １１　　流量調節弁 ２　水貯槽 ２′　流量調節弁 ２″　水用ポンプ ３　密閉容器 ４　水ガラス貯槽 ４１　　流量調節弁 ４１　　水ガラス用ポンプ ５　流量調節弁 ５１　　流量調節弁 ６　ラインミキサー ７　流量調節弁 ８　加圧炭酸水用ポンプ ９　流量調節弁（スプリング式自動弁）１０　流量調節
弁（スプリング式自動弁）″１４ｒ％竹＄斤？！ｋ　　
　口ｊたイヒ学工雄式会う１（（）う１１％） 第１１］

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 密閉容器中で高圧の炭酸ガスを水に接触吸収させて加圧
   炭酸水を製造し、次いで得られた加圧炭酸水を加圧状態
   を維持させたままラインミキサー中で水ガラスと混合さ
   せ、このようにして得られたグラウトを土壌に注入し、
   土壌中でゲル化させて土質を安定化させる方法において
   、ラインミキサーに供給するグラウト原料（加圧炭酸水
   および水ガラス）の流量を適宜調節してラインミキサー
   中において加圧炭酸水をその製造時の圧力よりも低い圧
   力で水ガラスと混合させることを特徴とする土質の安定
   化法。