JP2003213665A - 重複合注入工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二重注入管の先端部からグラウトを注入する
注入工法において軟弱地盤の強化と共に耐久性と止水性
の両方を同時に可能にする重複合注入工法を提供する。 【解決手段】 本発明による重複合注入工法は、軟弱地
盤１６に二重注入管１０の先端部からグラウトを注入す
るのに際して、調合槽２、３からのゲルタイムの短い懸
濁型グラウトを二重注入管周りの隙間や地層の境目に１
次注入し、しかる後に調合槽２、４からの懸濁型グラウ
トよりゲルタイムの長い微粒子系懸濁型グラウトを土粒
子間隙に２次注入し、次いで調合槽２、５からのゲルタ
イムの長い溶液型グラウトを３次注入することを特徴に
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二重注入管の先端
部からグラウトを注入する注入工法に関し、特に、ゲル
タイムの異なる複数のグラウトを数次に亘って順次に注
入することで軟弱地盤の強化と止水性の両方を可能にす
る重複合注入工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、軟弱地盤の強化や止水性を目的と
したグラウト注入の代表的な工法として、複合注入工法
がある。

【０００３】この複合注入工法は、ボーリングマシンを
用いて二重注入管ロットで穿孔した後に、ロットをその
まま注入管として使用する注入工法であり、 １次注
入として主に水ガラスのＡ液とゲル化剤のＢ液とを別々
にポンプで圧送しながら、二重注入管の先端部で合流混
合してゲルタイムの短いグラウトを注入して、注入管の
設置時に掘孔で生じた注入管と地盤の隙間や地層の境目
あるいは非常に透水性の良い砂礫層等に注入して地盤を
均一化している。

【０００４】次いでの2次注入では、ゲルタイムの長い
溶液型もしくは懸濁型のグラウトを用いるが、使用でき
るグラウトは一種類のみであり、それぞれのグラウト
は、以下のような特性を有している。

【０００５】○ 溶液型グラウト 溶液型グラウトは、粒子を含まないために土粒子間隙へ
の浸透性が良く止水性に優れているが、浸透した団結土
（サンドゲル）の強度は弱く、土粒子径や地盤密度によ
って異なるが、通常１〜５Ｎ／ｍｍ²程度であり、耐久
性も劣るという欠点を包含している。

【０００６】○ 懸濁型グラウト 懸濁型グラウトは、セメントやスラグを硬化成分とした
ブレーン値、５，０００ｃｍ²／ｇ以上の微粒子を用い
ており、土粒子間隙に浸透させた場合に、１０〜２０Ｎ
／ｍｍ²以上と非常に高い団結強度が得られ、地盤の強
化には優れた効果を発揮し、耐久性にも非常に優れてい
る。

【０００７】しかして、懸濁型グラウトはグラウト中の
粒子が微粒子であっても溶液型とは異なって、グラウト
粒子の浸透可能な粒子径が土粒子間隙の大きさの５〜１
０倍以上に必要であることから、土粒子間隙への浸透に
は限界があり、止水性に劣るという欠点を包含してい
る。

【０００８】又、現場における実際の土粒子径は均一で
ないために、グラウト粒子を地盤の土粒子間隙に注入し
た場合に、浸透に伴なって目詰まり（フィルター現象）
を起こし、浸透が次第に阻害されて溶液型のような拡範
囲の浸透は期待できずに止水性はさらに劣ることにな
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従って、従来の複合注
入では、ゲルタイムの長いグラウトが溶液型もしくは懸
濁型のいずれか１種類であることから、地盤の強化及び
耐久性と止水性の両方を同時に満足することができない
という致命的な問題を包含しており、微粒子系懸濁型グ
ラウトによる複合注入工法の施工では、施工後にさらに
別の注入管も用いて、止水性を目的とする溶液型グラウ
トを併用して注入する場合が多々あり、地盤強化と止水
性の両方を同時に満足できる注入工法の開発が望まれて
いた。

【００１０】本発明は、従来の複合注入工法が地盤の強
化において耐久性と止水性の両方を同時に満足できない
という状況に鑑みて、これらの欠点を解決するために提
案するものであり、二重注入管の先端部からグラウトを
注入する注入工法において軟弱地盤の強化と共に耐久性
と止水性の両方を同時に可能にする重複合注入工法の提
供を目的にしている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
ある重複合注入工法は、軟弱地盤に二重注入管の先端部
からグラウトを注入する注入工法において、ゲルタイム
の短い懸濁型グラウトを注入管周りの隙間や地層の境目
に１次注入し、しかる後に懸濁型グラウトよりゲルタイ
ムの長い微粒子系懸濁型グラウトを土粒子間隙に２次注
入し、次いでゲルタイムの長い溶液型グラウトを３次注
入することを特徴にしている。

【００１２】これによって、１次注入としてホモゲル強
度が非常に大きくゲルタイムの短い懸濁型グラウトを予
め二重注入管と地盤との隙間や地層の境目に注入してパ
ッカーグラウトと同時に地盤を均一化し、しかる後に、
２次注入として砂層等の土粒子の間隙にゲルタイムの長
い微粒子系懸濁型グラウトを浸透させて高強度固結体を
形成させ、これに引き続いて、３次注入として浸透性に
優れた溶液型グラウトを２次注入で浸透し得なかったと
ころにきめ細かく浸透させて止水性を高めて土粒子径の
異なる土質で構成される軟弱地盤の強化と止水性の両方
を同時に可能にしている。

【００１３】請求項２に記載の発明である重複合注入工
法は、請求項１に記載の重複合注入工法において、懸濁
型グラウトを水ガラスとブレーン値、３，０００ｃｍ²
／ｇ級の普通セメント又はスラグのいずれかもしくはブ
レーン値、５，０００ｃｍ²／ｇ以上のセメント又はス
ラグのいずれかとを主成分にすることを特徴としてお
り、上記機能に加えて、その機能をさらに強化してい
る。

【００１４】請求項３に記載の発明である重複合注入工
法は、請求項２に記載の重複合注入工法において、懸濁
型グラウトのゲルタイムを２０秒以下にすることを特徴
としており、上記機能に加えて、その機能をさらに強化
している。

【００１５】請求項４に記載の発明である重複合注入工
法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の重複合注入工
法において、微粒子系懸濁型グラウトを、水ガラスとブ
レーン値、５，０００ｃｍ²／ｇ以上のセメント、セメ
ント−スラグ、スラグ石灰のいずれかの懸濁液とを組み
合わすことを特徴としており、上記機能に加えて、その
機能をさらに強化している。

【００１６】請求項５に記載の発明である重複合注入工
法は、請求項４に記載の重複合注入工法において、微粒
子系懸濁型グラウトのゲルタイムを１分以上にすること
を特徴としており、上記機能に加えて、その機能をさら
に強化している。

【００１７】請求項６に記載の発明である重複合注入工
法は、請求項１乃至５のいずれかに記載の重複合注入工
法において、溶液型グラウトを、水ガラスと重炭酸塩、
アルミン酸塩、微粒子水酸化カルシウム等の無機系もし
くはグリオキザール、エチレンカーボネ−ト等の有機系
のいずれかのゲル化剤とを組み合わすことを特徴として
おり、上記機能に加えて、その機能をさらに強化してい
る。

【００１８】請求項７に記載の発明である重複合注入工
法は、請求項６に記載の重複合注入工法において、溶液
型グラウトのゲルタイムを１分以上にすることを特徴と
しており、上記機能に加えて、その機能をさらに強化し
ている。

【００１９】請求項８に記載の発明である重複合注入工
法は、請求項６又は７に記載の重複合注入工法におい
て、水ガラスを、水ガラスからアルカリを取り除いたコ
ロイドシリカもしくはシリカゾルのいずれかにすること
を特徴としており、上記機能に加えて、その機能をさら
に強化している。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明による重複合注入工法は、
基本的に、ゲルタイムの短い懸濁型グラウトを注入管周
りの隙間や地層の境目に１次注入し、しかる後に懸濁型
グラウトよりゲルタイムの長い微粒子系懸濁型グラウト
を土粒子間隙に２次注入して主に地盤強化を計り、次い
でゲルタイムの長い溶液型グラウトを３次注入すること
で２次注入で浸透し得なかったところに、きめ細かく浸
透させて主に止水性を高めることを特徴にしており、土
粒子径の異なる土質で構成される軟弱地盤の強化と止水
性の両方を同時に可能にしている。

【００２１】以下に、本発明による重複合注入工法の実
施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。

【００２２】図１は、本発明の重複合注入工法を施工し
ている実施の形態である。本発明による重複合注入シス
テム１は、各調合槽２、３、４及び５を備えており、調
合槽２には水ガラス（Ａ液）を貯蔵している。同様に、
調合槽３には、ゲルタイムの短い懸濁型グラウトのゲル
化剤（Ｂ液）を貯蔵し、調合槽４には、ゲルタイムの長
い微粒子系懸濁型グラウトのゲル化剤（Ｃ液）を貯蔵
し、さらに、調合槽５には、ゲルタイムの長い溶液型グ
ラウトのゲル化剤（Ｄ液）を貯蔵している。

【００２３】Ａ液を貯蔵している調合槽２は、注入ポン
プ６とサクションホース７で接続されており、各調合槽
３、４、５は、注入ポンプ６’とサクションホース７’
で接続されている。

【００２４】各調合槽３、４、５からのサクションホー
ス７’の中間には、自動切置装置８が配備されており、
各調合槽２、３、４に貯蔵されているＢ液〜Ｄ液は、自
動切置装置８の切り替えによって個別に注入ポンプ６’
に供給されることになる。

【００２５】注入ポンプ６、６’は、注入ホース９、
９’を介して二重注入管１０と接続しており、各調合槽
２及び３、４、５に貯蔵されているＡ液、Ｂ液〜Ｄ液を
注入ホース９、９’を通じて二重注入管１０に供給して
いる。

【００２６】二重注入管１０は、内管１１と外管１２と
で構成されると共に下方にはノズル１３を配備してい
る。二重注入管１０は、その先端部１４に混合機能を有
しており、内管１１を通じて供給されてくるＡ液と外管
１２を通じて供給されてくるＢ液〜Ｄ液等とを、合流混
合させながらグラウト１５を形成している。

【００２７】そして、二重注入管１０の先端部１４は、
以下の各種形態が採用可能である。 二重注入管の先端部にロットクラウンを取り付けて
その下方から注入する。 二重注入管とロットクラウンの間に取り付けたノズ
ルやストレーナーから注入する。 先端部のノズルやストレーナーに上、下２段のノズ
ルを設けて各ノズルから注入する。 二重注入管の先端部に上、下２段のノズルを設けた
混合装置を設け、先端部の上段からは１次注入、下段か
らは２、３次注入を別途もしくは同時に注入する。

【００２８】そして、二重注入管１０は、図示のように
地盤１６にボーリングマシンを用いて、直接所定位置ま
で掘削して注入孔１７を形成しながら設置しており、粘
性土層１８から砂質土層１９を経て砂質土層２０の上に
ある砂礫層２１に到達させながら軟弱地盤への強化に対
処している。

【００２９】図２〜４は、本発明による重複合注入工法
を施工している工程の模式図である。

【００３０】図２は、本発明による重複合注入工法にお
いて１次注入する工程を示している。本実施の形態の１
次注入では、二重注入管１０の内管１１からのＡ液と外
管１２からのＢ液を二重注入管１０の先端部１４で合流
混合させることによって、ゲルタイムの短い懸濁型グラ
ウト２２を形成している。

【００３１】形成されたゲルタイムの短い懸濁型グラウ
ト２２は、二重注入管１０の下方に設けられたノズル１
３を通じて注入管としての二重注入管１０と地盤との隙
間２３や粘性土層１８と砂質土層１９との地層境目２４
及び土粒子径の大きい砂礫層２１に浸透させて地盤１６
の全体を均一化させている。

【００３２】図３は、本発明による重複合注入工法にお
いて２次注入する工程を示している。本実施の形態の２
次注入では、二重注入管１０の内管１１からのＡ液と外
管１２からのＣ液を二重注入管１０の先端部１４で合流
混合させることによって、ゲルタイムの長い微粒子系懸
濁型グラウト２５を形成している。

【００３３】形成されたゲルタイムの長い微粒子系懸濁
型グラウト２５は、図示のように二重注入管１０の下方
に設けられたノズル１３を通じて、砂質土層１９の砂質
土粒子の間隙にゲルタイムの長い微粒子系懸濁型グラウ
ト２５を注入している。

【００３４】注入されたゲルタイムの長い微粒子系懸濁
型グラウト２５は、砂質土層１９の地盤層を押し広げて
割烈によるグラウトの流路２６を形成して砂質土層１９
に侵入し、その周辺の土粒子間隙に微粒子系懸濁型グラ
ウト２５の微粒子を浸透させている。

【００３５】しかしながら、グラウト２５の微粒子は土
粒子間隙に浸透するに従って目詰まり現象を起こして、
ついには浸透し得なくなる。このために、ゲルタイムの
長い微粒子系懸濁型グラウト２５では、砂質土層１９の
広範囲にわたってこれを浸透させることができない。

【００３６】しかして、本発明による重複合注入工法で
は、上記の２次注入の工程に次いで同様の重複合注入シ
ステム１において３次の注入工程を施している。

【００３７】図４は、本発明による重複合注入工法にお
いて施工する３次注入工程を示している。本実施の形態
における３次注入では、二重注入管１０の内管１１から
のＡ液と外管１２からのＤ液を二重注入管１０の先端部
１４で合流混合させることによって、ゲルタイムの長い
溶液型グラウト２７を形成している。

【００３８】３次注入の溶液型グラウトは、図４に示す
ように２次注入で割烈侵入したグラウトの流路２６を通
って、砂質土層１９に新たな割烈侵入しながらグラウト
の流路２８を通って浸透しており、ゲルタイムの長い溶
液型グラウト２７は、２次注入で浸透できなかった砂質
土層１９の土粒子間隙にきめ細かく浸透させて止水性効
果を高めながら地盤全体を強固に団結させることができ
る。

【００３９】以上のように、本発明による重複合注入
は、１次注入のゲルタイムの短い懸濁型グラウトで注入
管である二重注入管と地盤との隙間や地層境目及び土粒
子間隙の大きい砂礫層等に注入して地盤全体を均一化さ
せ、しかる後の引き続く２次注入では、ゲルタイムの長
い微粒子系懸濁型グラウトを砂質土層の地盤層を押し広
げて侵入させて、周辺の土粒子間隙に微粒子系懸濁型グ
ラウトを浸透させており、３次注入ではゲルタイムの長
い溶液型グラウトを２次注入で浸透し得なかったところ
にきめ細かく広範囲に浸透させて止水性効果を高めなが
ら砂質土層の土粒子間隙にきめ細かく浸透させること
で、地盤全体を強固に団結させて耐久性と止水性の両方
を同時に満たしている。

【００４０】尚、本発明における二重注入管の設置方法
は、代表的には上記実施の形態のようにボーリングマシ
ンを用いて、二重注入管を直接所定位置まで掘削して設
置して、二重注入管の先端部から１〜３次注入を順次に
行った後に注入管を引き上げて、同様な注入を繰り返し
て行なうステップアップ方式が一般的であるが、二重注
入管の設置方法はこれに限定されるものではなく、ステ
ップアップ方式とは逆に、二重注入管を上から下に向か
って順次に注入していくステップダウン方式でも行なう
ことができるものである。

【００４１】又、本発明は、上記の実施形態に限定され
るものでなく、以下のような他の実施例−も採用可能で
ある。

【００４２】（実施例−１）ゲルタイムの長い微粒子系
懸濁型グラウトと溶液型グラウトを予め調合して置きな
がら、１次注入としてゲルタイムの短い懸濁型グラウト
のゲル化剤を二重注入管の先端部で合流混合させて注入
し、続いて、予め調合してあったゲルタイムの長い微粒
子系懸濁型グラウトと溶液型グラウトを２次、３次とし
て注入する。

【００４３】（実施例−２）２次注入の施工時に、水ガ
ラスの注入ポンプを中止するか水ガラスを水に切り替え
て、ゲルタイムの長い微粒子系懸濁液のみもしくは水で
ゲルタイムの長い微粒子系懸濁液グラウトを薄めて注入
する。

【００４４】（実施例−３）１次注入と２次注入とに同
じグラウトを用いるものであり、１次注入としてゲルタ
イムの短い微粒子系懸濁型グラウトを用い、２次注入の
時には、サクションホースもしくは注入ホース中に別に
設けたポンプによってゲルタイムの短い微粒子系懸濁型
グラウトに水を加えて微粒子系懸濁型グラウトをゲルタ
イムの長いグラウトとして注入する。

【００４５】さらに、グラウトとしても、１次注入用に
懸濁型と微粒子系懸濁型、２次注入用には微粒子系懸濁
型、水ガラスを用いない微粒子系懸濁型、そして３次注
入用には溶液型にしたり、これらを組み合わせたグラウ
トを使用することが出来る。

【００４６】次に、本発明による重複合注入工法に用い
るグラウト材について述べる。本実施の形態における主
剤の水ガラスは、硅酸ソーダ、硅酸カリと呼ばれるもの
であり、モル比は特に限定されるものではないが、好ま
しくは２．５以上のものが好ましいものである。

【００４７】そして、１次注入に用いるゲルタイムの短
い懸濁型グラウトとしては、セメント系、セメント−ス
ラグ（高炉水砕スラグ等）系、スラグ石灰系及びこれら
の成分を含んだものであり、粒子の粉末度はブレーン
値、３，０００ｃｍ²／ｇ級の普通セメントクラスであ
って高強度がホモゲルで約５〜１０Ｎ／ｍｍ²以上のも
のを用いるが、1次注入と２次注入とに同一グラウトを
使用する場合には、1次注入も微粒子系懸濁型グラウト
を用いている。

【００４８】又、２次注入に用いるゲルタイムの長い微
粒子系懸濁型グラウトとしては、ブレーン値、５，００
０ｃｍ²／ｇ以上、サンドゲルで約８〜１５Ｎ／ｍｍ²以
上の団結強度が得られるセメント系、セメント−スラグ
系、スラグ石灰系及びこれらの成分を含んだその他の微
粒子であって高強度が得られる物質も含まれるものであ
る。

【００４９】さらに、３次注入に用いるゲルタイムの長
い溶液型グラウトとしては、重炭酸塩、アルミン酸塩、
グリオキザール、エチレンカーボネート等であり、微粒
子水酸化カルシウムを水ガラスに溶解したグラウト、水
ガラスからアルカリを取り除いたコロイドシリカ及びシ
リカゲル系グラウト等である。

【００５０】尚、本発明による重複合注入工法において
も、通常の水ガラス系懸濁型グラウトや溶液型グラウト
に使用している分散剤、遅延剤、ゲル化促進剤、強度増
強剤等を、目的に合わせて適宜に使用するものである。

【００５１】次に、本発明の重複合注入工法に用いるグ
ラウトの実験例について説明する。実験に用いた材料
は、水ガラスにＪＩＳ３号品、普通セメント、スラグ
（第一セメント（株）製 商品名セラメント）、微粒子
系スラグ（第一セメント（株）製 商品名セラメント５
Ａ、ブレーン値１２，０００ｃｍ²／ｇ）、微粒系消石
灰（同和カルファイン（株）製 特上品 ブレーン値２
１，４００ｃｍ²／ｇ）であった。

【００５２】又、実験は次の方法で行った。

【００５３】１）ゲルタイム ゲルタイムの測定は、社団法人、日本薬液注入協会「講
習テキスト」のカップ側立法に準じて、２０℃で測定し
た。（表−１、２、３）

【００５４】２） ホモゲル強度 直径５ｃｍ×高さ１０ｃｍのモールドにグラウトがゲル
化直前に投入して供試体を作成し、ゲル化脱型し３０分
後の測定はそのまま行い、２８日強度の測定は１日後に
脱型してビニール袋に入れて密閉状態（２０℃）で養生
した。（表−１）

【００５５】３）サンドゲル強度 グラウト１００ｍｌを前記モールドに入れ、バイブレー
ションで振動させながら速やかに５号珪砂を加えて密に
詰めて供試体を作成し、３日後に脱型し、ビニール袋に
入れて２８日間密閉状態（２０℃）で養生して、サンド
ゲル強度を測定した。（表−２、３）

【００５６】４） 粘度 グラウト（２０℃）を混合し１分後、Ｂ型粘度計で測定
した。（表−２、３）

【００５７】５）浸透性 底部に金網を固定した直径３１０ｍｍのアクリル管に５
号珪砂４１５ｇを高さ３５０ｍｍに密に詰め、混合２０
秒後にグラウト１００ｍｌを自然浸透させて、経過時間
（分）あたりの浸透距離を測定した。（表−４） 実験１として、１次注入のゲルタイムの短い懸濁型グラ
ウトのゲルタイムとホモゲル強度の測定を行い表１の結
果を得た。

【００５８】

【表−1】

【００５９】表１に示すように、セメントのみ（比較例
−１）では、ゲルタイムの短いグラウトが得られない
が、セメント（実施例−１）、スラグ（実施例−３）に
ゲル化促進剤として石こう、消石灰を加えることによっ
て、ゲルタイムの短い懸濁型グラウトが得られている。

【００６０】又、グラウトのみのホモゲル強度は、３０
分後において、実施例−１、０．３６Ｎ／ｍｍ²、実施
例−３、０．１５Ｎ／ｍｍ²の一軸圧縮強度が得られて
おり、グラウトパッカーとして十分な強さを備えてい
る。

【００６１】さらに、２８日後には、実施例−１、５
６．４ｋｇｔ／ｃｍ²、実施例−３、５７．７ｋｇｔ／
ｃｍ²と懸濁型特有の高強度が得られており、１次注入
として地盤中に強固な骨格を形成させることができる。

【００６２】又、１次注入として微粒子系懸濁型グラウ
トを用いたスラグ消石灰系グラウトを実施例−４に示し
ているが、普通粒子の実施例−３に比べて、使用量が同
じであるにもかかわらず、ゲルタイムは短くまたゲル強
度も大きい値を示している。

【００６３】これに対して、ゲルタイムの短い溶液型グ
ラウト（比較例−２）は、グラウトパッカーとしての効
果はあるが、長期強度が非常に弱く、１次注入をして地
盤中に高強度の強固な骨格を形成することは、全く期待
できないことから、本発明での使用からは除外されてい
る。

【００６４】実験２として、ゲルタイムの長い微粒子系
懸濁型グラウトのゲルタイムとサンドゲル強度の測定を
行い、表−２の結果を得た。

【００６５】

【表−2】

【００６６】表−２から明らかなように、普通粒子のセ
メント−スラグ（比較例−３）と同量の微粒子系のセメ
ント−スラグ（実施例−５）を比べてみると、実施例−
５は比較例−３よりもゲルタイムが早く、サンドゲル強
度が大きいことがわかる。

【００６７】特に、同一ゲルタイムを求めた場合の浸透
性は、Ｗ／Ｇ（Ｗ、水、Ｇ、グラウト粒子）が大きい程
即ちグラウト粒子が少ない程浸透性が良いことが、多く
の公知の実験によって確認されており、この点からも本
発明の微粒子の方が有利である。

【００６８】又、実施例−７の水ガラスを使わない微粒
子セメントのみの場合は、水ガラス系薬液特有のゲルタ
イムでなくセメントの水和反応によって凝結する流動性
を失う時点になるゲルタイムは、非常に長いものとな
る。

【００６９】しかして、サンドゲル強度は、水ガラスを
加えたものより劣るが、１０．１Ｎ／ｍｍ²と高強度が
得られることを確認できた。

【００７０】実験３として、３次注入のゲルタイムの長
い溶液型グラウトのゲルタイムとサンドゲル強度の測定
を行い表−３の結果を得た。

【００７１】

【表−３】

【００７２】表−３では、実施例−９が無機系、実施例
−１０は有機系を示すゲル化剤であるが、どちらも溶液
であるのに対して、実施例−８は、微粒子系懸濁液に水
ガラスを加えることで懸濁粒子は水ガラスに溶解して溶
液となり溶液型グラウトを形成することになる。

【００７３】尚、本発明による重複合注入工法での１次
注入に用いるゲルタイムの短い懸濁型グラウトと２次注
入に用いるゲルタイムの長い微粒子系懸濁型グラウト及
び３次注入の溶液型グラウトは、連続的に注入すること
を原則としている。

【００７４】このために、１次注入及び２次注入のグラ
ウトが、石灰分を多く含有しているセメント及び消石灰
をゲル化成分としていることから、３次注入も同じ成分
からなっている実施例−８に示す消石灰を用いた溶液型
グラウトが、最も好ましい組み合わせといえる。

【００７５】実験４では、ゲルタイムの長い２次注入及
び３次注入のグラウトの浸透性を確認するために浸透実
験を行った。

【００７６】尚、実験には、２次注入の表−２に示す比
較例−３、実施例−５、６、７及び３次注入に示す表３
の実施例−８、１０のグラウトを用いている。

【００７７】

【表−4】

【００７８】表−４の浸透実験結果によると、砂粒子径
０．３〜０．５９ｍｍの珪砂５号に対して、グラウト粒
子の大きい比較例−３では、ゲルタイム４分２０秒であ
るにもかかわらず、浸透性は実施例−５、６に劣ってお
り、浸透距離９４ｍｍに達する浸透時間０．５分以降で
は、２分で１１６ｍｍのようにごく僅かしか浸透できな
かった。

【００７９】この原因は、グラウト粒子が大きいために
砂粒子間の目詰まり現象が急激に起こり、局部的にグラ
ウト粒子濃度が高くなることからゲルタイムが促進さ
れ、浸透を阻害するものである。

【００８０】即ち、実験３日後において、供試体を半割
りしてみたところ、上部にグラウトが多く集まって固結
強度は非常に大きく、一方、浸透した下部ではグラウト
が少なく固結強度も小さいことが確認されている。

【００８１】これに対して、微粒子グラウトを用いた実
施例−５、６においては、比較例−３と比べて浸透性
が、浸透時間１分で浸透距離１８３ｍｍ、１９７ｍｍと
優れており、２分後でも２２７ｍｍ、２４０ｍｍと浸透
している。

【００８２】しかして、１分に比べて２分後では、浸透
速度が溶液グラウトの実施例−８、１０に比べて劣って
いるが、この原因は、浸透するに従ってわずかながら目
詰まり現象を起こして浸透を阻害したものである。

【００８３】そこで、実験３日後に、供試体を半割りし
てみたところ、比較例−３程度ではないが、上部にグラ
ウト粒子が集まって固結強度が大きく、下部浸透部分に
はグラウト粒子が少なく、固結強度も比較的小さいこと
が確認されている。

【００８４】一方、溶液グラウトである実施例−８、１
０では、グラウト粒子を含まないために浸透時間２分後
で浸透距離３０８ｍｍ、３１５ｍｍと浸透性のよいこと
が確認され、浸透した供試体の固結強度は、上、下部と
も殆ど差がないことが確認されている。

【００８５】本発明による重複合注入工法の実用面にお
ける効能を明確にするために、実験５では、実際の現場
におけるグラウトの浸透状態及び固結強度を確認すべ
く、実施例−１１に関して現場での注入実験を行った。

【００８６】実験は、都内の沖積層であって、地表下
２．０ｍまでは粘性層、その下が透水係数８．０×１０
^-3ｃｍ／Ｓ、Ｎ値１５の中砂層で構内される地盤におい
て、地表下２．５ｍのところまでボーリングした後に、
注入管として二重注入管ロットを設置した。

【００８７】二重注入管の先端部には、瞬結工法（ＤＤ
Ｓ工法）の混合機能を有するモニターを用いており、注
入の施工は、図１に示した上記実施の形態に準じる方法
で行った。

【００８８】１次注入では、表１に示す実施例−１の配
合であるＡ、B液を別々に圧送して、二重注入管先端部
のモニターで合流混合しており、ゲルタイムの短い懸濁
型グラウトを４０ｌ注入した。しかる後に、これに引き
続いての２次注入として、表２の実施例−６であるＡ、
Ｃ液を二重注入管の先端部のモニターで合流混合するこ
とで、ゲルタイムの長い微粒子系懸濁型グラウトを形成
して６０ｌ注入しており、さらに引き続く３次注入とし
ては、表３に示す実施例−８のＡ、Ｄ液を二重注入管先
端部のモニターで合流混合させながらゲルタイムの長い
溶液型グラウトも形成して、これを６０ｌ注入してい
る。

【００８９】尚、二重注入管先端部から吐出する注入速
度は、全て毎分１６ｌであって、その時の圧力は１次注
入、２〜４Ｎ／ｍｍ²、２次注入と３次注入は、１〜２
Ｎ／ｍｍ²であった。

【００９０】実験結果として、注入２週間後に掘削して
みたところ、二重注入管と地盤との隙間及び粘性土と砂
層との境界に、１次注入のゲルタイムの短い懸濁型グラ
ウトのホモゲルが２〜６ｃｍ幅に亘って圧入されてお
り、又、砂層の如く一部にも浸透が見られた。

【００９１】そして、２次注入のゲルタイムの長い微粒
子系懸濁型グラウトは、注入孔を中心にして約３０〜４
０ｃｍの範囲に浸透固結しており、その外側には、３次
注入したゲルタイムの長い溶液型グラウトが中心から約
４０〜６０ｃｍに亘って浸透していた。

【００９２】そして、浸透固結体も割ってみたところ、
中心に割烈注入した流路跡がホモゲルとなって１−３ｃ
ｍ幅にわたって脈状に圧入されており、ホモゲル部分
は、グラウト粒子が非常に多く集まっていて固結強度も
非常に硬く約５０Ｎ／ｍｍ²以上と推定された。

【００９３】又、砂層の固結土も見てみると、ホモゲル
を中心にして微粒子が浸透しており、しかも、中心から
浸透するに従って微粒子分が少なくなっていて、固結強
度は中心部近くで約１５〜２０Ｎ／ｍｍ²、中心から離
れたところでも約８〜１５Ｎ／ｍｍ²の高強度が得られ
た。

【００９４】そして、その外周には溶液型グラウトがき
め細かく広範囲にわたって浸透固結しており、その強度
は約２．５〜３．５Ｎ／ｍｍ²であった。

【００９５】さらに、実際の現場においてグラウト注入
後の透水係数、即ち、止水性を確認するために、実施例
−１２の注入実験を実験6として実施した。

【００９６】本実験では、実験地点から１０ｍ離れた位
置において、一辺が１．０ｍの正三角形を形成している
頂点に掘削された３本の注入孔を用いており、１本当た
りに地表下２．５ｍ及び３．１ｍとする２ステップ、計
６ヶ所において実施例−１１と同様な条件で注入を実施
した。

【００９７】実験結果は、注入１週間後に至って、注入
孔３本の中間点における地表下２．７ｍのところで現場
透水試験を行ったところ、透水係数が２×１０^-5ｃｍ／
Ｓと大幅に小さい値を示していた。

【００９８】この実験結果から見ても、本発明による重
複合注入工法では、注入前の透水係数、８．４×１０^-3
ｃｍ／Sのものが、注入後には、２×１０^-5ｃｍ／Sと大
幅に改善されており、止水性効果が極めて優れているこ
とが確認できている。

【００９９】加えて、実験7においては、実施例−１２
について行なった実験６のうちで、３次注入には溶液型
グラウトを使わずに、２次注入の微粒子系懸濁型グラウ
トのみを実施例−１２と同じ注入量である１２０ｌ注入
して、それ以外は同様の注入を行った。

【０１００】そして、本実験の後に現場透水係数を確認
したところでは、１．５×１０^-4ｃｍ／Sの値を示して
おり、注入前の８．４×１０^-3ｃｍ／Sと比べると、透
水係数は改善されているが、３次注入として溶液型グラ
ウトを使った実施例−１２に比べた場合に、止水性効果
が劣ることを確認できている。

【０１０１】本発明による重複合注入工法は、以上のよ
うに構成され、上述した各種の実験で検証したように、
１次注入としてホモゲル強度が非常に大きくゲルタイム
の短い懸濁型グラウトを予め二重注入管と地盤との隙間
や地層の境目に注入することでパッカーグラウトと同時
に地盤を均一化しており、しかる後に、２次注入として
砂層等の土粒子の間隙にゲルタイムの長い微粒子系懸濁
型グラウトを浸透させて高強度固結体を形成させなが
ら、これに引き続いて、３次注入として浸透性に優れた
溶液型グラウトを２次注入で浸透し得なかったところに
きめ細かく浸透させて止水性を高めているので、土粒子
径の異なる土質で構成される軟弱地盤の強化においても
耐久性と止水性の両方を同時に可能にしている。

【０１０２】以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細
に説明してきたが、本発明による重複合注入工法は、上
記実施の形態に何ら限定されるものでなく、本発明の趣
旨を逸脱しない範囲において、出願時において既に公知
のものを適用することによる種々の変更が可能であるこ
とは、当然のことである。

【０１０３】

【発明の効果】本発明による重複合注入工法は、基本的
に、ゲルタイムの短い懸濁型グラウトを注入管周りの隙
間や地層の境目に１次注入し、しかる後に懸濁型グラウ
トよりゲルタイムの長い微粒子系懸濁型グラウトを土粒
子間隙に２次注入し、次いでゲルタイムの長い溶液型グ
ラウトを３次注入することを特徴にしているので、１次
注入でホモゲル強度が非常に大きくゲルタイムの短い懸
濁型グラウトで二重注入管と地盤との隙間や地層の境目
をパッカーグラウトすると同時に地盤を均一化して置
き、２次注入で砂層等の土粒子の間隙にゲルタイムの長
い微粒子系懸濁型グラウトを浸透させて高強度固結体を
形成させながら、３次注入では浸透性に優れた溶液型グ
ラウトを注入することで２次注入で浸透し得なかった地
盤にきめ細かく浸透させて止水性を高めており、土粒子
径の異なる土質で構成される軟弱地盤の強化において耐
久性と止水性の両方を同時に可能にする効果を発揮して
いる。

【０１０４】そして、本発明による重複合注入工法は、
上記発明において、懸濁型グラウトを水ガラスとブレー
ン値、３，０００ｃｍ²／ｇ級の普通セメント又はスラ
グのいずれかもしくはブレーン値、５，０００ｃｍ²／
ｇ以上のセメント又はスラグのいずれかとを主成分にす
ることを特徴としているので、上記効果に加えて、その
効果をさらに向上させている。

【０１０５】さらに、本発明による重複合注入工法は、
上記発明において、懸濁型グラウトのゲルタイムを２０
秒以下にすることを特徴としているので、上記効果に加
えて、その効果をさらに強化している。

【０１０６】本発明による重複合注入工法は、上述した
いずれかの各発明において、微粒子系懸濁型グラウト
を、水ガラスとブレーン値、５，０００ｃｍ²／ｇ以上
のセメント、セメント−スラグ、スラグ石灰のいずれか
の懸濁液とを組み合わすことを特徴としているので、上
述した各効果に加えて、その効果をさらに強化してい
る。

【０１０７】又、本発明による重複合注入工法は、上記
発明において、微粒子系懸濁型グラウトのゲルタイムを
１分以上にすることを特徴としているので、上記効果に
加えて、その効果をさらに強化している。

【０１０８】加えて、本発明による重複合注入工法は、
上述したいずれかの各発明において、溶液型グラウト
を、水ガラスと重炭酸塩、アルミン酸塩、微粒子水酸化
カルシウム等の無機系もしくはグリオキザール、エチレ
ンカーボネ−ト等の有機系のいずれかのゲル化剤とを組
み合わすことを特徴としているので、上述した各効果に
加えて、その効果をさらに強化している。

【０１０９】又、本発明による重複合注入工法は、上記
の発明において、溶液型グラウトのゲルタイムを１分以
上にすることを特徴としているので、上記効果に加え
て、その効果をさらに強化している。

【０１１０】さらに、本発明による重複合注入工法は、
上記２発明において、水ガラスを、水ガラスからアルカ
リを取り除いたコロイドシリカもしくはシリカゾルのい
ずれかにすることを特徴としているので、上記各効果に
加えて、その効果をさらに強化している。

【図面の簡単な説明】

【 図１】本発明の重複合注入工法を施工する実施の形
態図

【 図２】本発明による重複合注入工法における１次注
入図

【 図３】本発明による重複合注入工法における２次注
入図

【 図４】本発明による重複合注入工法における３次注
入図

【符号の説明】

１ 重複合注入システム、 ２〜５ 調合槽、６、６’
注入ポンプ、 ７、７’ サクションホース、８ 自
動切替装置、 ９、９’ 注入ホース、 １０ 二重注
入管、１１ 内管、 １２ 外管、 １３ ノズル、
１４ 先端部、１５ グラウト、 １６ 地盤、 １７
注入孔、 １８ 粘性土層、１９、２０ 砂質土層、
２１ 砂礫層、２２ ゲルタイムの短い懸濁型グラウ
ト、 ２３ 隙間、２４ 地層境目、 ２５ ゲルタイ
ムの長い微粒子系懸濁型グラウト、２６、２８ グラウ
トの流路、２７ ゲルタイムの長い溶液型グラウト、

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ０９Ｋ 17/06 Ｃ０９Ｋ 17/06 Ｐ 17/08 17/08 Ｐ 17/10 17/10 Ｐ 17/12 17/12 Ｐ 17/14 17/14 Ｐ 17/42 17/42 Ｐ //(Ｃ０４Ｂ 28/26 Ｃ０４Ｂ 22:10 22:10 22:08 Ｚ 22:08 22:06 Ｚ 22:06 24:04 24:04） 111:70 111:70 Ｃ０９Ｋ 103:00 Ｃ０９Ｋ 103:00 107:00 107:00 Ｆターム(参考） 2D040 AA04 AC02 AC03 AC05 CA01 CA02 CA03 CA04 CA10 CB03 CC02 CC03 CD02 CD08 4G012 PB03 PB05 PB08 PB14 PB16 PC04 PC08 PC10 PC11 PE04 4H026 CA01 CA02 CA03 CA05 CA06 CB08 CC02 CC04

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軟弱地盤に二重注入管の先端部からグラ
   ウトを注入する注入工法であって、ゲルタイムの短い懸
   濁型グラウトを注入管周りの隙間や地層の境目に１次注
   入し、しかる後にゲルタイムの長い微粒子系懸濁型グラ
   ウトを土粒子間隙に２次注入し、次いでゲルタイムの長
   い溶液型グラウトを３次注入することを特徴とする重複
   合注入工法。
2. 【請求項２】 懸濁型グラウトが、水ガラスとブレーン
   値、３，０００ｃｍ ²／ｇ級の普通セメント又はスラグ
   のいずれかもしくはブレーン値、５，０００ｃｍ²／ｇ
   以上のセメント又はスラグのいずれかとを主成分とされ
   ることを特徴とする請求項１に記載の重複合注入工法。
3. 【請求項３】 懸濁型グラウトのゲルタイムが、２０秒
   以下であることを特徴とする請求項２に記載の重複合注
   入工法。
4. 【請求項４】 微粒子系懸濁型グラウトが、水ガラスと
   ブレーン値、５，０００ｃｍ²／ｇ以上のセメント、セ
   メント−スラグ、スラグ石灰のいずれかの懸濁液とを組
   み合わすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに
   記載の重複合注入工法。
5. 【請求項５】 微粒子系懸濁型グラウトのゲルタイム
   が、１分以上であることを特徴とする請求項４に記載の
   重複合注入工法。
6. 【請求項６】 溶液型グラウトが、水ガラスと重炭酸
   塩、アルミン酸塩、微粒子消石灰等の無機系もしくはグ
   リオキザール、エチレンカーボネ−ト等の有機系のいず
   れかのゲル化剤とを組み合わすことを特徴とする請求項
   １乃至５のいずれかに記載の重複合注入工法。
7. 【請求項７】 溶液型グラウトのゲルタイムが、１分以
   上であることを特徴とする請求項６に記載の重複合注入
   工法。
8. 【請求項８】 水ガラスが、水ガラスからアルカリを取
   り除いたコロイドシリカもしくはシリカゾルのいずれか
   であることを特徴とする請求項６又は７に記載の重複合
   注入工法。