JP2001073355A - セメントとベントナイトを主材としたグラウトの注入方法 - Google Patents

セメントとベントナイトを主材としたグラウトの注入方法

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JP2001073355A
JP2001073355A JP25296799A JP25296799A JP2001073355A JP 2001073355 A JP2001073355 A JP 2001073355A JP 25296799 A JP25296799 A JP 25296799A JP 25296799 A JP25296799 A JP 25296799A JP 2001073355 A JP2001073355 A JP 2001073355A
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JP
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bentonite
grout
cement
liquid
injection
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JP25296799A
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English (en)
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Kazuo Shimoda
一雄 下田
Yasuharu Toshida
靖治 利田
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SHIMODA GIJUTSU KENKYUSHO KK
Toso Sangyo Co Ltd
Shimoda Gijutsu Kenkyusho KK
Original Assignee
SHIMODA GIJUTSU KENKYUSHO KK
Toso Sangyo Co Ltd
Shimoda Gijutsu Kenkyusho KK
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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ミキサー上槽の側面、底面および攪拌翼に若
干残留したC.Bグラウトに水を加えて新たなC.Bグラウト
を作るため、C.Bグラウト中に含まれるセメント成分の
影響によりベントナイトの膨潤度を阻害するため、セメ
ント成分の混入しないC.Bグラウトに比べて、多くのベ
ントナイトを必要とする。 【解決手段】 セメントを主成分とした懸濁液をA液と
し、ベントナイト液をB液とし、A、B両液を別々に圧送
し、注入口の手前で合流混合して得られた高粘性のセメ
ントベントナイトグラウトを注入することを特徴として
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、主として地盤内の
大間隙や空洞、構造物と地山の境界面を対象とした空洞
や、注入工法の前処理のグラウトとして用いるセメント
ベントナイトグラウトの注入方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のセメントベントナイトグラウト
(以下C.Bという)の注入方法は、一液性方式、すなわ
ちミキサーに所定の水とベントナイト(粉末)を投入し
た後、セメントを入れてC.Bグラウトを作り、1台の注
入ポンプで圧送して注入する方法をとっている。
【0003】また、グラウト用として用いるミキサー
は、一般に上下二槽型(攪拌容量200リットル×2)が多い。
【0004】この方法による注入は、ミキサーの上槽で
C.Bグラウトを作り、その後、下槽に落とし、下部の出
口からサクションホース、注入ポンプ、注入ホースを通
じて空洞などに注入される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の注入方法に
おいては、施工上から上槽で作ったC.Bグラウトを下槽
に落とした後、ミキサー内を水洗いすることなく、引き
続いて上槽でC.Bグラウトを作るという連続的作業とな
る。
【0006】さらに、C.Bグラウトはそのまま注入する
ので、ブリージングをできるだけ少なくする必要があ
り、高粘性液(流動性はあるが粘性が高い)となる。
【0007】このためミキサー上槽で作ったC.Bグラウ
トを下槽に落としても、全量下槽に落ちることなく、上
槽に粘性の度合いにもよるが、ミキサー槽の側面、底面
および攪拌翼に2〜5リットル程度残留することになる。
【0008】この残留したC.Bグラウトに水を加えて新
たなC.Bグラウトを作るため、C.Bグラウト中に含まれる
セメント成分の影響によりベントナイトの膨潤度を阻害
(低下)するため、セメント成分の混入しないC.Bグラ
ウトに比べて、多くのベントナイトを必要とするという
問題点がある。
【0009】また、従来の1ショット方式において、通
常のミキサーや注入ポンプでは超高粘性を作ったり、あ
るいは圧送することができないという問題点も含んでい
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明はそれぞれ流動性
の良いセメントを主成分とした懸濁液をA液、ベントナ
イト液をB液とし、A、B液を別々に圧送し、注入口の手
前で合流混合する、いわゆる二液性方式でC.Bグラウト
を作るため、セメント成分混入によるベントナイトの膨
潤の阻害を無くし、また、従来施工できなかった超高粘
性(グラウトが自立できるほどの強度をもった粘性)の
C.Bグラウトを注入することが可能となった。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明は、従来の一液性のC.Bグ
ラウトの注入方法の課題を解決するために、それぞれ流
動性の良いセメント懸濁液をA液、ベントナイト液をB液
とし、別々に圧送し、注入口の手前で合流混合してでき
た高粘性のC.Bグラウトを空洞等に注入する方法であ
る。
【0012】一般にベントナイト(微粉末)は、水に接
すると著しく膨潤分散し、コロイド(粒径0.001〜0.01m
m)になり、著しい粘性とチキソトロピー性を有し、分
散中のベントナイト粒子はカチオン交換性が大である。
【0013】このような性質を持つベントナイトをセメ
ント成分が混入した液に投入した場合、ベントナイトが
膨潤、分散しコロイド化する過程において、セメント中
のカルシウムイオン(陽イオン)がベントナイト粒子の
表面に吸着され、膨潤を妨げることになり、膨潤度が低
下する、すなわち清水に比べてセメント成分が混入した
水では膨潤度が劣るため、同じ粘性を得るには多くのベ
ントナイトを必要とする。
【0014】この問題点を解決するため、本発明ではセ
メント懸濁液(A液)と清水を加えて充分に膨潤したベ
ントナイト液(B液)を別々に調合してC.Bグラウトを作
り、注入する方法である。
【0015】すなわち、清水に充分に膨潤したベントナ
イト液(B液)とセメント懸濁液(A液)を混合すると、
セメント中のカルシウムイオン(陽イオン)がベントナ
イト粒子(負に帯電)表面に吸着され、電気化学的作用
により一種のゲル化反応(一般の薬液に比べて弱いゲル
化)を起こし、ベントナイト膨潤液だけの時よりも急激
に粘度が増大(しかしベントナイト液からみれば劣化し
たことになる)し、ブリージングを少なくしたC.Bグラ
ウトが得られる。
【0016】このC.Bグラウトを本発明の方法(二液
性)にすることにより、従来の一液性に比べて同一の粘
性(及びブリージング)を得るのにベントナイト量が約
45%少なくてすみ、非常に効果的である。
【0017】本発明のもう一つの特徴は、従来の一液性
では施工できなかったベントナイトの最も優れた特性で
あるチキソトロピー性を高めた超高粘性にしたC.Bグラ
ウトの注入が可能になったことである。
【0018】このように本発明は、従来の一液性に比べ
て流動性の良いA液とB液の配合を変えることにより、少
ないベントナイト量で任意の粘性(高粘性から超高粘性
まで)をもつC.Bグラウトを調整することができる。
【0019】本発明のA液(セメント懸濁液)に用いる
セメントは、通常のセメントはもとよりセメント−スラ
グ系、スラグ−石灰系等の水を加えることにより硬化発
現するものである。本発明のB液に用いるベントナイト
なモンモリトナイト粘土鉱物を主成分としたものであ
る。
【0020】また、本発明のC.Bグラウトには、砂、フ
ライアッシュ、一次鉱物微粉末(岩石、石灰石、ドロマ
イト等)、粘土鉱物(ベントナイトを除く陶土など)、
添加剤として分散剤、発泡剤、遅延剤、早期強度発現材
などを目的に合わせて加えることができる。
【0021】本発明のC.BグラウトのA液とB液の注入比
は、特に限定するものではないが、配合(添加剤の有
無)や粘性の高低によって、等量注入あるいはB液よりA
液が少ないか、またはA液よりB液が少ない比例注入で
行う。
【0022】本発明の施工は、構造物内の空間や構造物
と地盤の境界面の空洞(トンネルの裏込等含む)の注入
では、目的の箇所に設けたグラウトホールの手前まで別
々に圧送してきた流動性のA液とB液を合流混合し得られ
たC.Bグラウトを、空洞内に注入する方法が一般的には
採られる。
【0023】地盤内の空洞や大きな間隙の注入では、目
的の箇所までボーリングなどで穿孔し、注入管を設けて
注入する。
【0024】なお、注入管が単管の場合は注入管の手前
でA、B液を合流混合させ、注入管が二重管の場合は、先
端部でA、B液を合流混合させて注入する方法が採られ
る。
【0025】また、地盤注入工法に用いる場合は、その
注入工法の注入管を利用することになる。
【0026】
【実施例】以下に実施例および比較例をあげて、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
たセメントは、普通セメント、ベントナイトは豊順洋行
(株)製「浅間」(商品名)およびスーパークレイ(ア
メリカ産のベントナイト)を用いた。
【0027】実験で用いたミキサーは、現場施工用で上
下二槽式(攪拌容量200リットル×2、日本建設機械商事株式
会社製)、注入ポンプは比例式(A液:B液の注入比1:
2)を用いて行った。
【0028】グラウトの測定は粘性(フロー値)、ブリ
ージングおよび一軸圧縮強度を行った。
【0029】なお、粘性は円筒フローコン測定(アクリ
ル板に内径80mm、高さ80mmの円筒を置き、この中にC.B
グラウトを満たした後、円筒を静かに持ち上げ、そのと
きのC.Bグラウトの広がり、即ち直径を測定し、cmの単
位をもって表した。) また、ブリージングは、500ミリリットルメスシリンダーにグ
ラウトを入れて密閉し、3時間後の離しょう水を測定し
%で表した。 比較例−1 ミキサーの上槽に水146リットルの中にベントナイト67kgを
入れ、3分間攪拌(翼回転数180rpm)した後、セメント
160Kgを投入し、2分間攪拌して計200リットルのC.Bグラウ
トを作った。
【0030】このC.Bグラウトのフロー値は16.0cm、ブ
リージングは2.6%であった。 比較例−2 比較例−1のC.Bグラウトをミキサーを回転させながら
下槽に全部落下させた。
【0031】次に上槽内を水洗いせずに落下弁を閉じ、
比較例−1と同じ条件でC.Bグラウトを作ったところ、
フロー値は20.2cm、ブリージングは4.6%であった。
【0032】次に上槽のC.Bグラウトを下槽に落下させ
下槽を清水で洗った後、上槽の落下弁を閉じ、清水50リッ
トルで上槽内の残留したC.Bグラウトを洗い落とし水量を
測ったところ計55リットルであった。
【0033】これより、上槽内に残留したC.Bグラウト
量は5リットルであることが確認できた。
【0034】この結果、清水でベントナイトを膨潤させ
た比較例−1に比べて、ミキサー内に残留したC.Bグラ
ウトが混入した水でベントナイトを膨潤させた比較例−
2では、C.Bグラウトの粘性が非常に劣ることが分かっ
た。 比較例−3 比較例−1と同様の条件で作ったC.Bグラウトを下槽に
落下させた後、上槽に水144リットルの中にベントナイト94k
gを入れ、以下比較例−1と同様の条件でC.Bグラウトを
作ったところ、フロー値は17.2cm、ブリージングは2.6%
で比較例−1とほぼ同じフロー値が得られた。
【0035】即ち、同じフロー値を得るには、比較例−
1に比べて比較例−2は、ベントナイトの使用量が実に
45%多く必要であることがわかった。 実施例−1 ミキサー(上槽)に水123リットルとセメント240kgを投入攪
拌してセメント懸濁液(A液)200リットルを作った。また、
別のミキサーに水192リットルにベントナイト20kgを入れ、
2分間攪拌してベントナイト液(B液)200リットルを作っ
た。
【0036】その後もベントナイト液は、注入するまで
ミキサーで攪拌した状態である。(この実験の場合、約
10分間)ポンプで吐出する前のフロー値は、A液18.8c
m、B液42.5cmであった。
【0037】次にA、B液をそれぞれ下槽に落下させて、
サクションホースを通じて、比例ポンプ(A液:B液=
1:2)で吐出させ、ポンプに接続した注入ホース(10
m)の先端に取付けたラインミキサーで合流混合させて
できたC.Bグラウトを採取した。このC.Bグラウトのフロ
ー値は20.0cm、ブリージングは2.6%の高粘性液であっ
た。
【0038】この実施例−1は、比較例−2に比べて同
じ配合であるにもかかわらず、C.Bグラウトの粘性は、
非常に高いことが分かる。 実施例−2 B液のベントナイトがスーパークレイ25kgに水190リットルを
加えて200リットルとしたベントナイト液(フロー値17.5c
m)以外は実施例−1と同じ条件でC.Bグラウトを作った
ところ、フロー値8.2cm、ブリージング0%のチキソトロ
ピー性の高い、自立した超高粘性のグラウトを作ること
ができた。なお、一軸圧縮強度(28日後)は、26.5kg
f/cm2であった。
【0039】このように、B液のベントナイト量を増し
ても、それ程粘性は増加しないが、A液と混合すること
により、従来の一液性では全く圧送できなかった超高粘
性のC.Bグラウトをつくることができることがわかっ
た。
【0040】
【発明の効果】以上のように、本発明のC.Bグラウト
は、粘性の低いセメント懸濁液(A液)とベントナイト
液(B液)を別々に調整、圧送して、注入口の手前で合
流混合して高粘性から超高粘性までの幅広いC.Bグラウ
トをつくり、施工が可能となった。
【0041】また、本発明ではベントナイト液の調合時
にセメントの混入がないので、ベントナイトの膨潤を妨
げることがないため、少ない量で高粘性のC.Bグラウト
を作ることができる極めて安価で技術的にも優れた注入
方法である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2D040 CA01 CD08 4G056 AA07 CB23 CC01 4H026 CA01 CB05

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. セメントを主成分とした懸濁液をA液とし、ベントナイ
    ト液をB液とし、A、B両液を別々に圧送し、注入口の手
    前で合流混合して得られた高粘性のセメントベントナイ
    トグラウトを注入することを特徴とするセメントとベン
    トナイトを主材としたグラウトの注入工法。
JP25296799A 1999-09-07 1999-09-07 セメントとベントナイトを主材としたグラウトの注入方法 Pending JP2001073355A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002307425A (ja) * 2001-04-09 2002-10-23 Ohbayashi Corp 裏込めグラウト材の製造方法
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