JP2001262565A - 補強材定着用固化材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】亀裂性地盤における固化材の逸走を防止する。 【解決手段】ミルク濃度（Ｗ／Ｃ）４０〜６０重量％の
セメントミルク中に、そのセメントミルクに含まれるセ
メント重量の０．５〜４．５％の重量のアルミニウム塩
を含有している補強材定着用固化材によって解決され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アンカー工法また
はロックボルト工法において、引張り材またはロックボ
ルトからなる補強材を、地盤または岩盤に定着させるた
めの補強材定着用固化材に関する。

【０００２】

【従来の技術】脆弱な地盤を補強する工法として、アン
カー工法やロックボルト工法が知られている。アンカー
工法は、図２に示されるように、地盤Ｇの所定位置にア
ンカー孔（図示しない）を削孔し、このアンカー孔内に
引張り材（ＰＣ鋼材）１０１を挿入するとともに、固化
材を注入してアンカー体Ｍ”を形成し、引張り材１０１
の先端部分（アンカー定着部）を定着させ、次いで、こ
の引張り材１０１配設位置に支圧体１０２を設置し、こ
の支圧体１０２を構造物の頭部として前記引張り材１０
１を緊張し、構造物と地盤に対して引張力を与えること
により地盤Ｇを補強する工法である。アンカー孔の自立
が困難な地盤では、地面からアンカー定着部までの間に
シース管を挿入する場合もある。

【０００３】一方のロックボルト工法は、図３に示され
るように、切り取り法面の崩落を防止するためなどに地
山Ｇを補強する工法であり、地盤Ｇに掘削孔１１０を形
成し、その掘削孔１１０内にロックボルト１０３を挿入
し、孔壁１１０ｗとロックボルト１０３との間（アンカ
ー定着部）に固化材Ｍ’を充填してロックボルト１０３
と地盤Ｇとを一体化し、次いで、前記ロックボルト１０
３配設位置に支圧体１０２を設置して、ロックボルト１
０２を支えとして支圧体１０２を地面に対して締め付
け、そのアンカー効果により地盤Ｇを補強する工法であ
る。

【０００４】これらの工法は、様々な状況および地盤の
種類などに応じて適宜選択され、広く施工されていると
ともに、ともに優れた効果を発揮している。なお、近年
では、それらの工法を改良した工法も数多く見うけられ
るが、本明細書中で言う、アンカー工法またはロックボ
ルト工法とは、前述の工法以外に種々の変形例にも当然
に適用し得るものである。

【０００５】前述の何れの工法においても掘削孔内に固
化材を注入して地盤の安定化を図る点で共通であり、使
用される固化材としては地盤性状などに対応して適宜選
択されているが、比較的安価であることから、セメント
ミルク、モルタルが多用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セメン
トミルクは、流動性が高いうえに固化時間も長いので、
地中に亀裂が多く存在するような亀裂性地盤では、掘削
孔内に開口する亀裂より固化材が逸走し、余分な固化材
が必要となるとともに、引張り材またはロックボルトを
確実に地盤に定着できないこともある。

【０００７】そこで、本発明の主たる課題は、亀裂性地
盤においても固化材の逸走を防止し、確実に引張り材ま
たはロックボルトを地盤に定着させることができる補強
材定着用固化材を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した、請
求項1記載の発明は、ミルク濃度（Ｗ／Ｃ）４０〜６０
重量％のセメントミルク中に、そのセメントミルクに含
まれるセメント重量の０．５〜４．５％の重量のアルミ
ニウム塩が含有していることを特徴とする補強材定着用
固化材である。

【０００９】請求項１記載の発明によれば、アルミニウ
ム塩の作用によってセメントミルクの流動性が低下する
ので、亀裂性地盤においても固化材の逸走を防止し、確
実に引張り材またはロックボルトを地盤に定着させるこ
とができる。さらに、請求項1記載の配合割合としたこ
とで、固化後に長期にわたって安定した強度が保持され
る。

【００１０】前記アルミニウム塩は、硫酸礬土またはポ
リ塩化アルミニウム（ＰＡＣとも称する。）とすること
が好ましい。硫酸礬土およびＰＡＣは、アルミニウム塩
の中でも比較的安価で入手しやすいので、固化材を安価
に製造することが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に詳述
する。本発明に係る固化材は、流動性が低く、図１に示
すように、掘削孔１０内に開口する亀裂Ｃより固化材Ｍ
が逸走することがない。図示されるように、固化材Ｍ
は、掘削孔１０の孔壁１０ｗとロックボルト３との間に
停留し、亀裂性の岩盤Ｒに対してロックボルト３を定着
させる。ロックボルト３が岩盤Ｒに定着したならば、そ
のロックボルトを支えとして支圧体２を地山に対して締
め付け、地山を補強する。

【００１２】ロックボルト工法およびアンカー工法の具
体的施工方法については周知であるので、詳しくは省略
する。本発明にかかる固化材は、施工形態により限定さ
れるものではない。また、図示はしないが、アンカー工
法において、アンカー孔の先端部分に亀裂が開口してい
るような地盤、特にシース管を利用しても固化材が逸走
しやすい、掘削孔の先端付近に亀裂が生じているような
地盤に対しても有効な固化材である。

【００１３】本発明にかかるセメントは、通常使用され
る普通、早強、超早強等の各種ポルトランドセメント
や、これらのポルトランドセメントに高炉スラグ、フラ
イアッシュ、またはシリカを混合した各種混合セメン
ト、また、消石灰および凝結遅延剤などを配合した各種
特殊セメント等も使用できる。

【００１４】本発明において使用する、アルミニウム塩
としては、硫酸バンド、ミョウバン、塩化アルミニウ
ム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムおよびそ
の他酸性を呈する水溶性アルミニウム塩である。

【００１５】これらのアルミニウム塩は、水酸化カルシ
ウムと混合すると瞬時に水酸化アルミニウムの沈殿物を
生成する。本発明は、その反応を利用し、セメントから
溶解した水酸化カルシウムとそれらのアルミニウム塩と
を反応させ、セメントミルク懸濁液中で沈殿を生成させ
ることで、セメントミルクの流動性を低下させる。

【００１６】なお、アルミニウム塩は、セメントが存在
していなくても水中である程度の水酸化アルミニウムを
生成する。特に、硫酸礬土は、加水分解によって硫酸と
水酸化アルミニウムとを生成するので、固化材の生成方
法としては、予めセメントとアルミニウム塩とを混合し
た混合物に水に加えていく方がよい。

【００１７】以下に、ミルク濃度および、それに配合す
る硫酸礬土またはＰＡＣの濃度を変化させて、各種の実
験を行ったので実験例を示す。 ＜実験例＞ミルク濃度（Ｗ／Ｃ：Ｗ＝水、Ｃ＝セメン
ト）は、強度発現の観点から実用性の範囲である４０〜
６０％とした。その間でミルク濃度を５％刻みで変化さ
せたセメントミルクを作成し、さらにそれぞれの濃度に
おいて硫酸礬土またはＰＡＣの配合量を変化させた試料
を作成し、それらの各試料について、Ｐロートフロー、
固化時間、ベーンせん断試験、圧縮強度を測定した。

【００１８】アンカー工法およびロックボルト工法に使
用する固化材としては、Ｐロートフローの結果が２０±
３秒であればよく、圧縮強度については、材令７日と材
令２８日とで測定し、特に材令２８日での圧縮強度が２
４Ｎ／ｍｍ²以上であれば好適であり、また、ベーンせ
ん断試験は、１０〜６０分まで１０分刻みで測定し、ア
ンカー工法に使用する固化材であれば６０分経過したと
きに２ｋＮ／ｍ²以下であれば好適であり、ロックボル
ト工法に使用する固化材であれば３０分経過したときに
２ｋＮ／ｍ²以下であれば流動性の面からみて好適とさ
れている。

【００１９】上記条件に加えて、亀裂性地盤での適応性
を観察するために、逸脱性試験を行った。逸脱性試験
は、長さ１ｍ、φ１００ｍｍの下部に穴をあけた透明管
に砕石（単位度砕石：５号）をつめ、上部から各試料を
注入し、次いで上方から圧力を加えて注入した試料の逸
脱具合を観察し、目視によってその効果を判断する。

【００２０】アルミニウム塩として硫酸礬土を選択した
ときの実験結果を以下の表１〜５に示す。なお、表中の
評価の欄の記号は、×…適さない、△…条件付で効果が
認められる、○…効果が認められる、◎…効果が認めら
れ特に適している、を表している。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】

【表３】

【００２４】

【表４】

【００２５】

【表５】

【００２６】表１〜５より、硫酸礬土の配合量が多いと
セメントの水和反応が抑制され、固化後の強度が低下し
ている。逆に、アルミニウム塩の配合量が低いと逸脱性
が観察され逸走しやすくなっている。

【００２７】次いで、アルミニウム塩としてＰＡＣを選
択したときの結果を表６〜１０に示す。

【００２８】

【表６】

【００２９】

【表７】

【００３０】

【表８】

【００３１】

【表９】

【００３２】

【表１０】

【００３３】表６〜１０より、ＰＡＣでは、ミルク濃度
４０〜５５％において硫酸礬土では効果の得られなかっ
た０．５％の添加量でも条件付ながら効果が認められ
た。表中評価の欄における記号の意味は、硫酸礬土のと
きと同様である。

【００３４】実験例に示されるように、本発明にかかる
固化材は、アンカー工法およびロックボルト工法におい
て問題なく使用することができ、かつ流動性が低いので
亀裂性地盤において特に有効である。

【００３５】

【発明の効果】以上の通り本発明によれば、亀裂性地盤
においても固化材の逸走を防止し、確実に引張り材また
はロックボルトを地盤に定着させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る補強材定着用固化材によって、亀
裂性地盤に対してロックボルト工法を施工した様態を示
す図である。

【図２】アンカー工法を示す図である。

【図３】ロックボルト工法を示す図である。

【符号の説明】

２…引張り材、Ｃ…亀裂、Ｇ…地盤、Ｍ…固化材、Ｍ’
…アンカー体、Ｒ…岩盤、１０…掘削孔、１０ｗ…孔
壁、２…支圧材。

【手続補正書】

【提出日】平成１３年３月２７日（２００１．３．２
７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】一方のロックボルト工法は、図３に示され
るように、切り取り法面の崩落を防止するためなどに地
山を補強する工法であり、地盤Ｇに掘削孔１１０を形成
し、その掘削孔１１０内にロックボルト１０３を挿入
し、孔壁１１０ｗとロックボルト１０３との間（アンカ
ー定着部）に固化材Ｍ’を充填してロックボルト１０３
と地盤Ｇとを一体化し、次いで、前記ロックボルト１０
３配設位置に支圧体１０２を設置して、ロックボルト１
０３を支えとして支圧体１０２を地面に対して締め付
け、そのアンカー効果により地盤Ｇを補強する工法であ
る。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に詳述
する。本発明に係る固化材は、流動性が低く、図１に示
すように、掘削孔１０内に開口する亀裂Ｃより固化材Ｍ
が逸走することがない。図示されるように、固化材Ｍ
は、掘削孔１０の孔壁１０ｗとロックボルト３との間に
停留し、亀裂性の地盤Ｇに対してロックボルト３を定着
させる。ロックボルト３が地盤Ｇに定着したならば、そ
のロックボルトを支えとして支圧体２を地山に対して締
め付け、地山を補強する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０４Ｂ 22:02 Ｃ０４Ｂ 22:02 22:06） 22:06） 111:00 111:00 Ｃ０９Ｋ 103:00 Ｃ０９Ｋ 103:00 (72)発明者 杉山 好司 東京都千代田区九段北４丁目２番35号 ラ イト工業株式会社内 (72)発明者 郡司 勇 東京都千代田区九段北４丁目２番35号 ラ イト工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2D041 GA01 GC01 4G012 MB08 MB13 PB03 PB09 4H026 CA01 CB05 CC05

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ミルク濃度（Ｗ／Ｃ）４０〜６０重量％の
   セメントミルク中に、そのセメントミルクに含まれるセ
   メント重量の０．５〜４．５％の重量のアルミニウム塩
   を含有していることを特徴とする補強材定着用固化材。
2. 【請求項２】前記アルミニウム塩は、硫酸礬土またはポ
   リ塩化アルミニウムである請求項１記載の補強材定着用
   固化材。