JP2002194352A - 地盤安定用薬液およびこれを用いた地盤安定化工法 - Google Patents
地盤安定用薬液およびこれを用いた地盤安定化工法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 作業性を損なうことなくゲル化時間が短く、
ゲル化直後の強度の発現が良好であり、ゲル強度の耐久
性に優れる地盤安定用薬液を提供する。 【解決手段】 珪酸アルカリ液（Ａ液）とゲル化剤液
（Ｂ液）とを組み合わせてなる地盤安定用薬液におい
て、Ａ液には、平均粒子径５〜１０ｎｍのコロイダルシ
リカを含有し、且つＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル比が２０〜７
０のものを用い、Ｂ液には、ゲル化剤成分として、特定
の混合比で炭酸水素カリウムと炭酸ナトリウムを溶解す
る水溶液を用いる。
ゲル化直後の強度の発現が良好であり、ゲル強度の耐久
性に優れる地盤安定用薬液を提供する。 【解決手段】 珪酸アルカリ液（Ａ液）とゲル化剤液
（Ｂ液）とを組み合わせてなる地盤安定用薬液におい
て、Ａ液には、平均粒子径５〜１０ｎｍのコロイダルシ
リカを含有し、且つＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル比が２０〜７
０のものを用い、Ｂ液には、ゲル化剤成分として、特定
の混合比で炭酸水素カリウムと炭酸ナトリウムを溶解す
る水溶液を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、珪酸アルカリ液と
ゲル化剤液とを組み合わせてなる地盤安定用薬液および
この薬液を用いた地盤安定化工法に関する。
ゲル化剤液とを組み合わせてなる地盤安定用薬液および
この薬液を用いた地盤安定化工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、軟弱地盤を強化したり漏水地盤を
止水するために、種々の薬液を地盤内に注入し、地盤中
でゲル化させる地盤安定用薬液および地盤安定化工法が
知られている。
止水するために、種々の薬液を地盤内に注入し、地盤中
でゲル化させる地盤安定用薬液および地盤安定化工法が
知られている。
【０００３】地盤安定化工法に使われる薬液として、水
ガラス水溶液とゲル化剤とを組み合わせた、いわゆる水
ガラス系地盤安定用薬液が幅広く使用されている。この
薬液は、ゲル化時間が短く、しかもゲル強度が大きい利
点を有する。
ガラス水溶液とゲル化剤とを組み合わせた、いわゆる水
ガラス系地盤安定用薬液が幅広く使用されている。この
薬液は、ゲル化時間が短く、しかもゲル強度が大きい利
点を有する。
【０００４】しかしながら、この水ガラス系地盤安定用
薬液は、通常ｐＨ９〜１０のアルカリ領域でゲル化させ
ているため、地盤中でゲル化した後、アルカリが溶脱
し、地下水や土壌をアルカリ性に汚染する虞がある。ま
た、アルカリによって一旦強化された地盤からシリカが
溶脱し、時間経過と共に強度が低下し地盤の緩みが生じ
る等の耐久性の点でも問題がある。
薬液は、通常ｐＨ９〜１０のアルカリ領域でゲル化させ
ているため、地盤中でゲル化した後、アルカリが溶脱
し、地下水や土壌をアルカリ性に汚染する虞がある。ま
た、アルカリによって一旦強化された地盤からシリカが
溶脱し、時間経過と共に強度が低下し地盤の緩みが生じ
る等の耐久性の点でも問題がある。
【０００５】このような水ガラス系地盤安定用薬液の問
題を解決するため、水ガラス溶液に比べて、シリカ成分
に対しナトリウム成分の含有比率が極端に少ないシリカ
ゾル用いた下記の地盤安定用薬液が提案されている。
題を解決するため、水ガラス溶液に比べて、シリカ成分
に対しナトリウム成分の含有比率が極端に少ないシリカ
ゾル用いた下記の地盤安定用薬液が提案されている。
【０００６】特開昭５９−１７９５７９号公報には、シ
リカゾルと硬化剤又は助剤および必要に応じて調整剤を
地盤に注入し、固化させる注入工法において、上記シリ
カゾルはＮａ2Ｏ ０．６〜５重量％、ＳｉＯ2 ３〜２５
重量％の組成からなり、上記硬化剤は有機質溶剤である
と共に、上記助剤は無機質溶剤であり、また上記調整剤
は炭酸水素塩からなり、上記シリカゾルに対し上記硬化
剤と助剤とをそれぞれ単独又は併用して注入することを
特徴とする薬液注入工法が記載されている。そして、上
記硬化剤として、ブチロラクトン、エチレングリコール
ジアセテート、トリアセチン、炭酸エチレン又はグリオ
キザールを用い、また上記助剤として、リン酸、硫酸ナ
トリウム、炭酸ナトリウム、塩化カルシウム、炭酸カリ
ウム、リン酸二水素ナトリウム、トリポリリン酸ナトリ
ウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、炭酸水素
ナトリウム、又は炭酸カルシウムを用い、さらに調整剤
として、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸
水素リチウムを用いることが記載されている。
リカゾルと硬化剤又は助剤および必要に応じて調整剤を
地盤に注入し、固化させる注入工法において、上記シリ
カゾルはＮａ2Ｏ ０．６〜５重量％、ＳｉＯ2 ３〜２５
重量％の組成からなり、上記硬化剤は有機質溶剤である
と共に、上記助剤は無機質溶剤であり、また上記調整剤
は炭酸水素塩からなり、上記シリカゾルに対し上記硬化
剤と助剤とをそれぞれ単独又は併用して注入することを
特徴とする薬液注入工法が記載されている。そして、上
記硬化剤として、ブチロラクトン、エチレングリコール
ジアセテート、トリアセチン、炭酸エチレン又はグリオ
キザールを用い、また上記助剤として、リン酸、硫酸ナ
トリウム、炭酸ナトリウム、塩化カルシウム、炭酸カリ
ウム、リン酸二水素ナトリウム、トリポリリン酸ナトリ
ウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、炭酸水素
ナトリウム、又は炭酸カルシウムを用い、さらに調整剤
として、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸
水素リチウムを用いることが記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５９−１７９５７９号公報に記載の地盤注入薬液は、使
用する硬化剤や助剤、調整剤、またシリカゾルのＳｉＯ
2／Ｎａ2Ｏモル比によっては、ゲル化直後の強度の発現
が不十分な場合があった。
５９−１７９５７９号公報に記載の地盤注入薬液は、使
用する硬化剤や助剤、調整剤、またシリカゾルのＳｉＯ
2／Ｎａ2Ｏモル比によっては、ゲル化直後の強度の発現
が不十分な場合があった。
【０００８】さらに、硬化時間を１０秒以内に調整でき
ない場合もあり、流水地盤において止水ができない場合
があった。また、硬化時間を１０秒以内に調整できる場
合であっても、ゲル化剤液を調製する際、ゲル化剤の使
用量が多くなりゲル化剤が完全に溶解しなかったり、ゲ
ル化剤が完全に溶解するのに長時間を要するなど作業性
に問題があった。
ない場合もあり、流水地盤において止水ができない場合
があった。また、硬化時間を１０秒以内に調整できる場
合であっても、ゲル化剤液を調製する際、ゲル化剤の使
用量が多くなりゲル化剤が完全に溶解しなかったり、ゲ
ル化剤が完全に溶解するのに長時間を要するなど作業性
に問題があった。
【０００９】また、特開昭５９−１７９５７９号公報の
請求項に記載のシリカゾルのＳｉＯ 2とＮａ2Ｏの重量％
から算出したＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル比の範囲（０．６２
〜４３．０６）では、ゲル強度が時間と共に低下し、耐
久性が充分とはいえない場合があった。
請求項に記載のシリカゾルのＳｉＯ 2とＮａ2Ｏの重量％
から算出したＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル比の範囲（０．６２
〜４３．０６）では、ゲル強度が時間と共に低下し、耐
久性が充分とはいえない場合があった。
【００１０】そこで本発明の目的は、従来の地盤安定用
薬液の上記問題点を改善し、作業性を損なうことなくゲ
ル化時間が短く、ゲル化直後の強度の発現が良好であ
り、ゲル強度が経時的に低下しにくく耐久性に優れる地
盤安定用薬液およびこれを用いた地盤安定化工法を提供
することにある。
薬液の上記問題点を改善し、作業性を損なうことなくゲ
ル化時間が短く、ゲル化直後の強度の発現が良好であ
り、ゲル強度が経時的に低下しにくく耐久性に優れる地
盤安定用薬液およびこれを用いた地盤安定化工法を提供
することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、珪酸アルカリ
液（Ａ液）とゲル化剤液（Ｂ液）とを組み合わせてなる
地盤安定用薬液であって、前記珪酸アルカリ液（Ａ液）
は、平均粒子径５〜１０ｎｍのコロイダルシリカを含有
し、且つＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル比が２０〜７０であり、
前記ゲル化剤液（Ｂ液）は、ゲル化剤成分として、炭酸
水素カリウムと炭酸ナトリウムとを溶解状態で含有し、
且つ、全ゲル化剤成分を１００質量部としたとき、炭酸
水素カリウムが６０〜９０質量部、炭酸ナトリウムが１
０〜４０質量部の比で混合されていることを特徴とする
地盤安定用薬液に関する。
液（Ａ液）とゲル化剤液（Ｂ液）とを組み合わせてなる
地盤安定用薬液であって、前記珪酸アルカリ液（Ａ液）
は、平均粒子径５〜１０ｎｍのコロイダルシリカを含有
し、且つＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル比が２０〜７０であり、
前記ゲル化剤液（Ｂ液）は、ゲル化剤成分として、炭酸
水素カリウムと炭酸ナトリウムとを溶解状態で含有し、
且つ、全ゲル化剤成分を１００質量部としたとき、炭酸
水素カリウムが６０〜９０質量部、炭酸ナトリウムが１
０〜４０質量部の比で混合されていることを特徴とする
地盤安定用薬液に関する。
【００１２】また本発明は、地盤安定用薬液を地盤に注
入し、地盤内でゲル化させて地盤安定化をさせるにあた
り、地盤安定用薬液として上記の地盤安定用薬液を用い
ることを特徴とする地盤安定化工法に関する。
入し、地盤内でゲル化させて地盤安定化をさせるにあた
り、地盤安定用薬液として上記の地盤安定用薬液を用い
ることを特徴とする地盤安定化工法に関する。
【００１３】本発明によれば、Ａ液とＢ液を混合した薬
液４００Ｌ中にＳｉＯ2含有量が４７．５８ｋｇとなる
ように調製した薬液が、２０℃において評価した結果と
して、ゲル化１時間経過後のゲル（ホモゲル）の一軸圧
縮強度値が０．０１Ｎ／ｍｍ 2以上であること、ゲル体
化３年経過化後のゲルの一軸圧縮強度が、ゲル化１時間
経過後のゲルの一軸圧縮強度以上であること、硬化時間
が１０秒以内であり、且つゲル化剤液の調製が短時間で
行えること、が可能となる。
液４００Ｌ中にＳｉＯ2含有量が４７．５８ｋｇとなる
ように調製した薬液が、２０℃において評価した結果と
して、ゲル化１時間経過後のゲル（ホモゲル）の一軸圧
縮強度値が０．０１Ｎ／ｍｍ 2以上であること、ゲル体
化３年経過化後のゲルの一軸圧縮強度が、ゲル化１時間
経過後のゲルの一軸圧縮強度以上であること、硬化時間
が１０秒以内であり、且つゲル化剤液の調製が短時間で
行えること、が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の地盤安定用薬液を構成す
る珪酸アルカリ液（Ａ液）は、含有するコロイダルシリ
カの平均粒子径が５〜１０ｎｍ、ＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル
比が２０〜７０である。また、Ａ液とＢ液を混合した後
の薬液４００ＬあたりのＳｉＯ2量が８．３ｋｇ〜１１
０ｋｇとなるよう珪酸アルカリ液（Ａ液）を調製するこ
とが好ましい。ＳｉＯ2量が多いほどゲル強度が大きく
なり、少ないほどゲル強度が小さくなる傾向にある。Ｓ
ｉＯ2量が少なすぎると地盤への薬液注入後に強度的に
十分な効果が得られ難くなり、ＳｉＯ2量が多すぎると
ＳｉＯ2の単位増加量に対するゲル強度の増大量が小さ
くなり、経済性も低下する。
る珪酸アルカリ液（Ａ液）は、含有するコロイダルシリ
カの平均粒子径が５〜１０ｎｍ、ＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル
比が２０〜７０である。また、Ａ液とＢ液を混合した後
の薬液４００ＬあたりのＳｉＯ2量が８．３ｋｇ〜１１
０ｋｇとなるよう珪酸アルカリ液（Ａ液）を調製するこ
とが好ましい。ＳｉＯ2量が多いほどゲル強度が大きく
なり、少ないほどゲル強度が小さくなる傾向にある。Ｓ
ｉＯ2量が少なすぎると地盤への薬液注入後に強度的に
十分な効果が得られ難くなり、ＳｉＯ2量が多すぎると
ＳｉＯ2の単位増加量に対するゲル強度の増大量が小さ
くなり、経済性も低下する。
【００１５】Ａ液のコロイダルシリカの平均粒子径が５
ｎｍより小さかったり、１０ｎｍより大きいと、ゲル化
直後の強度の発現に劣るものとなる。
ｎｍより小さかったり、１０ｎｍより大きいと、ゲル化
直後の強度の発現に劣るものとなる。
【００１６】Ａ液のＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル比が２０より
低いと、ゲル強度が経時的に低下しやすく耐久性に劣る
ものとなる。一方、ＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル比が７０より
高いと、ゲル化直後の強度の発現に劣り、さらにゲル強
度が経時的に低下しやすく耐久性にも劣るものとなる。
特に耐久性の点から、ＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル比は４５〜
７０であることがより好ましい。
低いと、ゲル強度が経時的に低下しやすく耐久性に劣る
ものとなる。一方、ＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル比が７０より
高いと、ゲル化直後の強度の発現に劣り、さらにゲル強
度が経時的に低下しやすく耐久性にも劣るものとなる。
特に耐久性の点から、ＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル比は４５〜
７０であることがより好ましい。
【００１７】Ａ液は、米国特許第３７１１４１９号明細
書や、米国特許第３７１４０６４号明細書、特開昭６２
−７６２２号公報などに記載の公知の方法で調製するこ
とができ、また市販品を用いることができる。
書や、米国特許第３７１４０６４号明細書、特開昭６２
−７６２２号公報などに記載の公知の方法で調製するこ
とができ、また市販品を用いることができる。
【００１８】本発明の地盤安定化用薬液を構成するゲル
化剤液（Ｂ液）は、ゲル化剤成分として、炭酸水素カリ
ウムと炭酸ナトリウムとを溶解状態で含有し、且つ、全
ゲル化剤成分を１００質量部としたとき、炭酸水素カリ
ウムが６０〜９０質量部、炭酸ナトリウムが１０〜４０
質量部の比で混合されているものである。
化剤液（Ｂ液）は、ゲル化剤成分として、炭酸水素カリ
ウムと炭酸ナトリウムとを溶解状態で含有し、且つ、全
ゲル化剤成分を１００質量部としたとき、炭酸水素カリ
ウムが６０〜９０質量部、炭酸ナトリウムが１０〜４０
質量部の比で混合されているものである。
【００１９】またゲル化剤液（Ｂ液）は、Ａ液とＢ液と
を混合した後の薬液４００Ｌあたりのゲル化剤量が５ｋ
ｇ〜５０ｋｇとなるようにを調製することが好ましい。
その際、Ｂ液２００Ｌ当たりのゲル化剤量が５ｋｇ〜５
０ｋｇとなるようにＢ液を調製することが好ましい。ゲ
ル化剤量により硬化時間を制御することができ、ゲル化
剤量を多くすると硬化時間を短くでき、少なくすると硬
化時間を長くすることができる。ゲル化剤量が少なすぎ
ると、硬化時間が数十時間から数日と長くなり、その間
に雨や地下水等で薬液が流されてしまう虞が生じる。但
し、ゲル化剤量が５ｋｇより少ない場合であっても、シ
ルト等が混じった砂質の地盤や地下水の影響をほとんど
受けない地盤においては、比較的硬化時間が長くなって
も所望の効果を得ることができる。ゲル化剤量が多すぎ
ると、ゲル化剤量の単位増加量に対してゲル化時間の短
縮が小さくなり所望の効果が得られ難くなる。また、ゲ
ル化剤量が多すぎると、Ｂ液の調製において、ゲル化剤
が水に溶解し難くなったり、溶け残ったりして施工作業
の妨げになる虞が生じる。
を混合した後の薬液４００Ｌあたりのゲル化剤量が５ｋ
ｇ〜５０ｋｇとなるようにを調製することが好ましい。
その際、Ｂ液２００Ｌ当たりのゲル化剤量が５ｋｇ〜５
０ｋｇとなるようにＢ液を調製することが好ましい。ゲ
ル化剤量により硬化時間を制御することができ、ゲル化
剤量を多くすると硬化時間を短くでき、少なくすると硬
化時間を長くすることができる。ゲル化剤量が少なすぎ
ると、硬化時間が数十時間から数日と長くなり、その間
に雨や地下水等で薬液が流されてしまう虞が生じる。但
し、ゲル化剤量が５ｋｇより少ない場合であっても、シ
ルト等が混じった砂質の地盤や地下水の影響をほとんど
受けない地盤においては、比較的硬化時間が長くなって
も所望の効果を得ることができる。ゲル化剤量が多すぎ
ると、ゲル化剤量の単位増加量に対してゲル化時間の短
縮が小さくなり所望の効果が得られ難くなる。また、ゲ
ル化剤量が多すぎると、Ｂ液の調製において、ゲル化剤
が水に溶解し難くなったり、溶け残ったりして施工作業
の妨げになる虞が生じる。
【００２０】本発明のゲル化剤液（Ｂ液）は、ゲル化剤
を所望のゲル化時間（硬化時間）となるように秤取り、
水に溶解させることによりを調製することができる。ゲ
ル化剤成分として用いられる炭酸水素カリウム及び炭酸
ナトリウムはいずれも市販品を用いることができる。
を所望のゲル化時間（硬化時間）となるように秤取り、
水に溶解させることによりを調製することができる。ゲ
ル化剤成分として用いられる炭酸水素カリウム及び炭酸
ナトリウムはいずれも市販品を用いることができる。
【００２１】本発明で規定するゲル化剤成分を溶解した
ゲル化剤液を用いることにより、硬化時間を１０秒以内
にすることができると共に、５℃の低温下でゲル化剤を
５分以内で水に溶解することが可能となり、ゲル化剤液
の調製が容易になる。
ゲル化剤液を用いることにより、硬化時間を１０秒以内
にすることができると共に、５℃の低温下でゲル化剤を
５分以内で水に溶解することが可能となり、ゲル化剤液
の調製が容易になる。
【００２２】全ゲル化剤成分１００質量部あたり、炭酸
水素カリウムが６０質量部未満で炭酸ナトリウムが４０
質量部を超える量、または炭酸水素カリウムが９０質量
部を超える量で炭酸ナトリウムが１０質量部未満では、
５℃の低温下でこれらゲル化剤を５分以内に水に溶解す
ることが困難となったり、５℃の低温下で５分以内に水
に溶解しゲル化剤液を調製できても、硬化時間を１０秒
以内に調整することができなくなる。
水素カリウムが６０質量部未満で炭酸ナトリウムが４０
質量部を超える量、または炭酸水素カリウムが９０質量
部を超える量で炭酸ナトリウムが１０質量部未満では、
５℃の低温下でこれらゲル化剤を５分以内に水に溶解す
ることが困難となったり、５℃の低温下で５分以内に水
に溶解しゲル化剤液を調製できても、硬化時間を１０秒
以内に調整することができなくなる。
【００２３】本発明の地盤安定化工法は、本発明で規定
した珪酸アルカリ液（Ａ液）と本発明で規定したゲル化
剤液（Ｂ液）と組み合わせてなる地盤安定化用薬液を地
盤内に注入して、Ａ液とＢ液との混合液をゲル化させ、
形成したゲルにより地盤を安定化させる。この時、薬液
中のゲル化剤の量を増すほど硬化時間は短くなり、減ら
すほど硬化時間は長くなる傾向にある。また、薬液中の
ＳｉＯ2量を増やすほど、ゲル化後の一軸圧縮強度は高
くなる傾向にある。
した珪酸アルカリ液（Ａ液）と本発明で規定したゲル化
剤液（Ｂ液）と組み合わせてなる地盤安定化用薬液を地
盤内に注入して、Ａ液とＢ液との混合液をゲル化させ、
形成したゲルにより地盤を安定化させる。この時、薬液
中のゲル化剤の量を増すほど硬化時間は短くなり、減ら
すほど硬化時間は長くなる傾向にある。また、薬液中の
ＳｉＯ2量を増やすほど、ゲル化後の一軸圧縮強度は高
くなる傾向にある。
【００２４】地盤安定用薬液の地盤への注入に際して
は、珪酸アルカリ液（Ａ液）とゲル化剤液（Ｂ液）とを
予め混合し、得られた混合液を地盤へ通じる注入管に導
き地盤内へ注入する方法、珪酸アルカリ液（Ａ液）とゲ
ル化剤液（Ｂ液）とを別々に送液し、薬液注入装置の基
部に設けた混合部、例えばＹ字管において混合し、形成
された混合液を地盤内へ通じる注入管に導き地盤内へ注
入する方法、珪酸アルカリ液（Ａ液）とゲル化剤液（Ｂ
液）とをそれぞれ独立に地盤内へ通じる注入管に導いて
地盤内に注入し、地盤内おいて合流・混合させる方法な
ど適宜種々の方法を採用することができる。
は、珪酸アルカリ液（Ａ液）とゲル化剤液（Ｂ液）とを
予め混合し、得られた混合液を地盤へ通じる注入管に導
き地盤内へ注入する方法、珪酸アルカリ液（Ａ液）とゲ
ル化剤液（Ｂ液）とを別々に送液し、薬液注入装置の基
部に設けた混合部、例えばＹ字管において混合し、形成
された混合液を地盤内へ通じる注入管に導き地盤内へ注
入する方法、珪酸アルカリ液（Ａ液）とゲル化剤液（Ｂ
液）とをそれぞれ独立に地盤内へ通じる注入管に導いて
地盤内に注入し、地盤内おいて合流・混合させる方法な
ど適宜種々の方法を採用することができる。
【００２５】薬液注入装置は、一般にＡ液とＢ液をそれ
ぞれ収容する槽と、薬液を送液するためのポンプを備え
た注入装置を有する。この注入装置には、薬液を地盤内
へ注入する注入管が接続され、この注入管の先端から薬
液が地盤内へ注入される。Ａ液用の槽及びＢ液用の槽か
ら注入管までの接続ラインには耐圧ホース等の導入管が
用いられ、クラウドポンプ等のポンプで各槽内の薬液が
注入管へ送液される。Ａ液とＢ液の混合部は、例えばＹ
字管が用いられ、薬液が注入管に入る直前、つまり注入
管の最上部に配置される。Ａ液とＢ液の混合部は、注入
管内の途中に設けられてもよいし、注入管の先端に設け
られてもよい。また、このような混合部を設けないで、
混合用槽内で予めＡ液とＢ液を混合してから送液する構
成であってもよい。さらに、このような混合用槽や混合
部を設けないで、一方の薬液を地盤内へ注入し、その後
に他方の薬液を注入し、地盤内で両薬液を混合する構成
としてもよい。注入管としては、単管式、二重管式、多
重管式などの各種の注入管を用いることができる。
ぞれ収容する槽と、薬液を送液するためのポンプを備え
た注入装置を有する。この注入装置には、薬液を地盤内
へ注入する注入管が接続され、この注入管の先端から薬
液が地盤内へ注入される。Ａ液用の槽及びＢ液用の槽か
ら注入管までの接続ラインには耐圧ホース等の導入管が
用いられ、クラウドポンプ等のポンプで各槽内の薬液が
注入管へ送液される。Ａ液とＢ液の混合部は、例えばＹ
字管が用いられ、薬液が注入管に入る直前、つまり注入
管の最上部に配置される。Ａ液とＢ液の混合部は、注入
管内の途中に設けられてもよいし、注入管の先端に設け
られてもよい。また、このような混合部を設けないで、
混合用槽内で予めＡ液とＢ液を混合してから送液する構
成であってもよい。さらに、このような混合用槽や混合
部を設けないで、一方の薬液を地盤内へ注入し、その後
に他方の薬液を注入し、地盤内で両薬液を混合する構成
としてもよい。注入管としては、単管式、二重管式、多
重管式などの各種の注入管を用いることができる。
【００２６】
【実施例】以下に実施例および比較例を挙げて本発明を
具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定され
るものではない。
具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定され
るものではない。
【００２７】珪酸アルカリ液（Ａ液）は、表１に示すＳ
ｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル比およびコロイダルシリカの平均粒
子径を持つ下記のものを用い、珪酸アルカリ液２００Ｌ
中にＳｉＯ2が４７．５８ｋｇとなるように調製した。
ｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル比およびコロイダルシリカの平均粒
子径を持つ下記のものを用い、珪酸アルカリ液２００Ｌ
中にＳｉＯ2が４７．５８ｋｇとなるように調製した。
【００２８】コロイダルシリカの平均粒子径は、シアー
ズ滴定法（ＮａＯＨ滴定法）で測定した。この方法は、
Ｎａのシリカへの吸着量から平均の比表面積を求め、こ
の値から、シリカ粒子を球と見立てときの平均粒子径を
算出するものである。
ズ滴定法（ＮａＯＨ滴定法）で測定した。この方法は、
Ｎａのシリカへの吸着量から平均の比表面積を求め、こ
の値から、シリカ粒子を球と見立てときの平均粒子径を
算出するものである。
【００２９】実験Ｎｏ.１３の珪酸アルカリ液は、触媒
化成工業株式会社製の「カタロイドＳＩ−３０Ｈ」を用
いた。
化成工業株式会社製の「カタロイドＳＩ−３０Ｈ」を用
いた。
【００３０】実験Ｎｏ.６、１１、１４〜２２の珪酸ア
ルカリ液は、触媒化成工業株式会社の「カタロイドＳＩ
−３５０」を用いた。
ルカリ液は、触媒化成工業株式会社の「カタロイドＳＩ
−３５０」を用いた。
【００３１】上記以外の実験Ｎｏ.の珪酸アルカリ液
は、米国特許第３７１１４１９号明細書、米国特許第３
７１４０６４号明細書、特開昭６２−７６２２号公報に
記載の方法に従って調製したものを使用した。
は、米国特許第３７１１４１９号明細書、米国特許第３
７１４０６４号明細書、特開昭６２−７６２２号公報に
記載の方法に従って調製したものを使用した。
【００３２】ゲル化剤液（Ｂ液）は、表１に示す量のゲ
ル化剤をはかり取り、これに水をＢ液が２００Ｌとなる
量を加え溶解させて得た。
ル化剤をはかり取り、これに水をＢ液が２００Ｌとなる
量を加え溶解させて得た。
【００３３】２成分からなるゲル化剤は、混合後の固体
分の重量として１ｔ（トン）となるようにゲル化剤成分
をナウターミキサーに投入し３０分間混合したものを用
いた。なお、用いたゲル化剤成分は全て試薬１級のもの
を用いた。
分の重量として１ｔ（トン）となるようにゲル化剤成分
をナウターミキサーに投入し３０分間混合したものを用
いた。なお、用いたゲル化剤成分は全て試薬１級のもの
を用いた。
【００３４】表１に、各実験に用いたＡ液のＳｉＯ2／
Ｎａ2Ｏモル比、コロイダルシリカの平均粒子径、Ｂ液
のゲル化剤成分の混合比および含有量を示す。ここで、
ゲル化剤成分（１）と（２）の混合比は全ゲル化剤成分
１００質量部に対する質量部で示す。
Ｎａ2Ｏモル比、コロイダルシリカの平均粒子径、Ｂ液
のゲル化剤成分の混合比および含有量を示す。ここで、
ゲル化剤成分（１）と（２）の混合比は全ゲル化剤成分
１００質量部に対する質量部で示す。
【００３５】上記のようにして調製したＡ液とＢ液とを
温度２０℃において混合し、ゲル化させてホモゲルを得
た。表２に測定結果および評価結果を示す。
温度２０℃において混合し、ゲル化させてホモゲルを得
た。表２に測定結果および評価結果を示す。
【００３６】＜ゲル化剤の水への溶解時間の測定＞５℃
の環境下、ドラム缶内に所定量のゲル化剤を入れ、ゲル
化剤液が２００リットルとなるように５℃の水を加え、
ミキサー（パワーミックスＰＭ２２０Ｂ東芝（株）製）
を用いて攪拌し、ゲル化剤が完全に溶解するまでの時間
を測定した。
の環境下、ドラム缶内に所定量のゲル化剤を入れ、ゲル
化剤液が２００リットルとなるように５℃の水を加え、
ミキサー（パワーミックスＰＭ２２０Ｂ東芝（株）製）
を用いて攪拌し、ゲル化剤が完全に溶解するまでの時間
を測定した。
【００３７】攪拌方法としては、攪拌羽がドラム缶の底
から３０ｃｍ程度となるようにミキサー本体を手で持
ち、攪拌速度３１０〜３４０ｒｐｍで攪拌を行った。攪
拌羽には、アルミニウム製のプロペラ型（スクリュー径
１８０ｍｍ）のものを用い、シャフトはステンレス（Ｓ
ＵＳ３０４）製の長さ５００ｍｍのものを用いた。
から３０ｃｍ程度となるようにミキサー本体を手で持
ち、攪拌速度３１０〜３４０ｒｐｍで攪拌を行った。攪
拌羽には、アルミニウム製のプロペラ型（スクリュー径
１８０ｍｍ）のものを用い、シャフトはステンレス（Ｓ
ＵＳ３０４）製の長さ５００ｍｍのものを用いた。
【００３８】＜硬化性の評価＞温度２０℃において、Ａ
液とＢ液を等量（容量）で混合した時点からゲル化する
までの時間（硬化時間）を測定した。
液とＢ液を等量（容量）で混合した時点からゲル化する
までの時間（硬化時間）を測定した。
【００３９】評価〇：硬化時間が１０秒以内で且つゲル
化剤の水への溶解時間が５分以内。
化剤の水への溶解時間が５分以内。
【００４０】評価×：硬化時間が１０秒を超える、又は
ゲル化剤の水への溶解時間が５分を超える。
ゲル化剤の水への溶解時間が５分を超える。
【００４１】＜ゲル化直後の強度の発現性＞温度２０℃
において、Ａ液とＢ液の混合液を円柱型の型枠（内径５
ｃｍ×高さ１０ｃｍ）内に流し込み、ゲルが形成した時
点から１時間後のゲルの一軸圧縮強度を測定した。
において、Ａ液とＢ液の混合液を円柱型の型枠（内径５
ｃｍ×高さ１０ｃｍ）内に流し込み、ゲルが形成した時
点から１時間後のゲルの一軸圧縮強度を測定した。
【００４２】評価〇：一軸圧縮強度の値が０．０１Ｎ／
ｍｍ2以上。
ｍｍ2以上。
【００４３】評価×：一軸圧縮強度の値が０．０１Ｎ／
ｍｍ2 未満。
ｍｍ2 未満。
【００４４】＜ゲルの耐久性＞温度２０℃において、Ａ
液とＢ液の混合液を円柱型の型枠（内径５ｃｍ×高さ１
０ｃｍ）内に流し込み、ゲルが形成した時点から１時間
後のゲルの一軸圧縮強度値と３年後の一軸圧縮強度を測
定した。
液とＢ液の混合液を円柱型の型枠（内径５ｃｍ×高さ１
０ｃｍ）内に流し込み、ゲルが形成した時点から１時間
後のゲルの一軸圧縮強度値と３年後の一軸圧縮強度を測
定した。
【００４５】評価〇：３年後のゲルの一軸圧縮強度が１
時間後のゲルの一軸圧縮強度以上。
時間後のゲルの一軸圧縮強度以上。
【００４６】評価×：３年後のゲルの一軸圧縮強度値が
１時間後のゲルの一軸圧縮強度未満。
１時間後のゲルの一軸圧縮強度未満。
【００４７】＜総合評価＞ 〇：硬化性、ゲル化直後の強度の発現性、耐久性の評価
が全て〇。
が全て〇。
【００４８】×：上記評価項目の少なくとも一つが×。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】実験Ｎｏ.１〜８は、珪酸アルカリ液のＳ
ｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル比の薬液性能への影響を示す。珪酸
アルカリ液のＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル比が本発明の規定範
囲よりも小さい実験Ｎｏ.１、２では形成されたゲルの
耐久性が悪く、一方、規定範囲よりも大きい実験Ｎｏ.
８ではゲル化直後の強度の発現性が低く、いずれの場合
も本発明の目的を達成することができなかった。これに
対し、本発明の規定範囲にあるＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル比
２０〜７０の実験Ｎｏ.３〜７では、全ての評価おいて
良好な結果が得られた。特にＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル比が
４５〜７０の実験Ｎｏ.５〜７では３年後のゲルの一軸
圧縮強度値が１年後のゲルの一軸圧縮強度値を大きく上
回り、耐久性が特に優れている。
ｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル比の薬液性能への影響を示す。珪酸
アルカリ液のＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル比が本発明の規定範
囲よりも小さい実験Ｎｏ.１、２では形成されたゲルの
耐久性が悪く、一方、規定範囲よりも大きい実験Ｎｏ.
８ではゲル化直後の強度の発現性が低く、いずれの場合
も本発明の目的を達成することができなかった。これに
対し、本発明の規定範囲にあるＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル比
２０〜７０の実験Ｎｏ.３〜７では、全ての評価おいて
良好な結果が得られた。特にＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏモル比が
４５〜７０の実験Ｎｏ.５〜７では３年後のゲルの一軸
圧縮強度値が１年後のゲルの一軸圧縮強度値を大きく上
回り、耐久性が特に優れている。
【００５２】実験Ｎｏ.９〜１３は珪酸アルカリ液中の
コロイダルシリカの平均粒子径の薬液性能への影響を示
す。珪酸アルカリ液中のコロイダルシリカの平均粒子径
が本発明の規定範囲よりも小さい３ｍｍである実験Ｎ
ｏ.９や規定範囲より大きい１３ｎｍである実験Ｎｏ.１
３では、ゲル化直後の強度の発現性が低く、本発明の目
的を達成することができなかった。これに対し、本発明
の規定範囲にある実験Ｎｏ.１０〜１２では、全ての評
価において良好な結果が得られた。
コロイダルシリカの平均粒子径の薬液性能への影響を示
す。珪酸アルカリ液中のコロイダルシリカの平均粒子径
が本発明の規定範囲よりも小さい３ｍｍである実験Ｎ
ｏ.９や規定範囲より大きい１３ｎｍである実験Ｎｏ.１
３では、ゲル化直後の強度の発現性が低く、本発明の目
的を達成することができなかった。これに対し、本発明
の規定範囲にある実験Ｎｏ.１０〜１２では、全ての評
価において良好な結果が得られた。
【００５３】実験Ｎｏ.１４〜１８は、ゲル化剤成分で
ある炭酸水素カリウムと炭酸ナトリウムの混合比の薬液
性能への影響を示す。本発明の規定範囲外の実験Ｎｏ.
１４及び実験Ｎｏ.１８はいずれも、ゲル化剤の水への
溶解時間を５分以内とした場合、硬化時間を１０秒以内
とすることができない。これに対し本発明の規定範囲に
ある実験Ｎｏ.１５〜１７では、全ての評価において良
好な結果が得られた。
ある炭酸水素カリウムと炭酸ナトリウムの混合比の薬液
性能への影響を示す。本発明の規定範囲外の実験Ｎｏ.
１４及び実験Ｎｏ.１８はいずれも、ゲル化剤の水への
溶解時間を５分以内とした場合、硬化時間を１０秒以内
とすることができない。これに対し本発明の規定範囲に
ある実験Ｎｏ.１５〜１７では、全ての評価において良
好な結果が得られた。
【００５４】実験Ｎｏ.１９〜２２は、比較例として、
本発明で規定していないゲル化剤を用いた場合の薬液性
能への影響を示す。本発明で規定しないゲル化剤を用い
た場合は、いずれも硬化性が劣り、本発明の目的を達成
することができなかった。
本発明で規定していないゲル化剤を用いた場合の薬液性
能への影響を示す。本発明で規定しないゲル化剤を用い
た場合は、いずれも硬化性が劣り、本発明の目的を達成
することができなかった。
【００５５】
【発明の効果】本発明の地盤安定用薬液および地盤安定
工法によれば、従来の珪酸アルカリとゲル化剤の組み合
わせでは得られなかった性能、すなわち、ゲル化剤液を
迅速に調製可能でありながら、硬化時間を１０秒以内に
調整することができ、さらに、ゲル化直後の強度の発現
が良好であり、ゲル強度の耐久性に優れるという性能が
得られ、その結果、作業性を損なうことなく、より安全
に確実に地盤を安定化できる。
工法によれば、従来の珪酸アルカリとゲル化剤の組み合
わせでは得られなかった性能、すなわち、ゲル化剤液を
迅速に調製可能でありながら、硬化時間を１０秒以内に
調整することができ、さらに、ゲル化直後の強度の発現
が良好であり、ゲル強度の耐久性に優れるという性能が
得られ、その結果、作業性を損なうことなく、より安全
に確実に地盤を安定化できる。
Claims (2)
- 【請求項１】 珪酸アルカリ液（Ａ液）とゲル化剤液
（Ｂ液）とを組み合わせてなる地盤安定用薬液であっ
て、 前記珪酸アルカリ液（Ａ液）は、平均粒子径５〜１０ｎ
ｍのコロイダルシリカを含有し、且つＳｉＯ2／Ｎａ2Ｏ
モル比が２０〜７０であり、 前記ゲル化剤液（Ｂ液）は、ゲル化剤成分として、炭酸
水素カリウムと炭酸ナトリウムとを溶解状態で含有し、
且つ、全ゲル化剤成分を１００質量部としたとき、炭酸
水素カリウムが６０〜９０質量部、炭酸ナトリウムが１
０〜４０質量部の比で混合されていることを特徴とする
地盤安定用薬液。 - 【請求項２】 地盤安定用薬液を地盤に注入し、地盤内
でゲル化させて地盤安定化をさせるにあたり、地盤安定
用薬液として請求項１記載の地盤安定用薬液を用いるこ
とを特徴とする地盤安定化工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000390862A JP2002194352A (ja) | 2000-12-22 | 2000-12-22 | 地盤安定用薬液およびこれを用いた地盤安定化工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000390862A JP2002194352A (ja) | 2000-12-22 | 2000-12-22 | 地盤安定用薬液およびこれを用いた地盤安定化工法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002194352A true JP2002194352A (ja) | 2002-07-10 |
Family
ID=18857141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000390862A Pending JP2002194352A (ja) | 2000-12-22 | 2000-12-22 | 地盤安定用薬液およびこれを用いた地盤安定化工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002194352A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009173924A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-08-06 | Kyokado Eng Co Ltd | 地盤注入剤および地盤注入工法 |
| JP2013159775A (ja) * | 2012-02-09 | 2013-08-19 | Nippon Chem Ind Co Ltd | ゲル化時間の調整の可能な地盤細孔部への注入止水材 |
-
2000
- 2000-12-22 JP JP2000390862A patent/JP2002194352A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009173924A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-08-06 | Kyokado Eng Co Ltd | 地盤注入剤および地盤注入工法 |
| JP2013159775A (ja) * | 2012-02-09 | 2013-08-19 | Nippon Chem Ind Co Ltd | ゲル化時間の調整の可能な地盤細孔部への注入止水材 |
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