JP2007040096A - 地盤強化方法、地盤圧入管理方法並びに圧入管理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】以下のA液とB液を合流混合して混合液を地盤に圧入し、該合流液のスランプが5以上、かつ合流液に含まれる硬化発現材比が50重量パーセント未満であることから構成される。
A液:シリカ系非硬化性粉状体(F材)、カルシウム系粉状硬化発現材(C材)、水(W材)を有効成分とする懸濁液、もしくは可塑状ゲル
B液:ゲル化調整材を有効成分とする液
ただし、硬化発現材比=C/(F+C)×100(%)であり、F、Cはいずれも重量を示す。
【選択図】なし
Description
1)注入材が土粒子間浸透する事なく、又注入範囲外へ逸脱する事なく、所定の受け持ち領域内に塊状に形成され、かつ塊状体が塊状を保ったまま拡大する注入材の条件。
2)側方向に拡大して周辺土砂を圧縮する手法。
3)土の密度が可塑状ゲルそのもので圧入されるには高く、しかし地盤のためには低すぎるような地盤条件で注入という簡便な手法で改良する手法。
4)垂直方向への固結体の移向を極力抑える手法。
5)地表面に近い領域での地上への逸脱や地盤隆起を極力抑え、確実な強度増加が得られる手法。
6)注入工法の施工法を生かし、かつ長距離の送液性が可能な手法。
7)上記を可能にする注入管理システムの開発。
ベントナイト等の粘土や現場発生土における粘土やシルトやローム等細粒分や高分子剤や増粘剤等は可塑状ゲルの粘性の調節、保水性にすぐれ地盤中に圧入された圧入材の脱水を遅らせ粉状体に対するバインダーとして作用して擬似的結合性のある流動体として作用し分離分散することなく塊状ゲルを形成しその拡大に役立つ。
1.該地盤注入材は、地盤中に注入される迄は流動性があるが、地盤中に注入されたあと は、地盤を割裂して逸脱しない事。
2.該地盤注入材は、地盤中に注入される前の段階で可塑状ゲルに到っているか、地盤中 に注入されて加圧脱水によって流動性が低減して可塑状ゲルの塊状体を形成する事。
3.塊状体は地盤中で可塑状を保持し、その塊状体はその内部に後続して圧入される可塑 状ゲルによって押し拡げられて、塊状体は拡大する。塊状体の外周部では押し拡げられ る結果、更に脱水されて非可塑状となり流動性を失い、時間と共に外周部から固化帯を 形成して大きな塊状固結体が形成されると共に、その周辺部の土砂の空隙を減少させて 押し拡げて、静的に予め固める。
4.塊状体の内部は可塑状を保持している事により、更に該地盤注入材の圧入があれば塊 状体の外周部の固化ゾーンがいくつか破れ、可塑状ゲルがその周辺部に押し出されて脱 水して非可塑状となり、固化帯が拡大する。固化帯が或る程度以上に硬くなると通常の ポンプ圧ではそれをつき破る事が困難になり圧入不能になる。その時点が塊状固化物の 大きさとなる。
1)該注入材としてA液とB液の合流液のスランプ5cmより大きく又は/並びにテーブルフロー12cm以上又は/並びにシリンダーによるフローが8cmよりも大きく、あるいは更にスランプ28cm以内又は/並びにテーブルフローが30cm未満又は/並びにシリンダーによるフローが28cm未満である流動性地盤注入材であり、これを地盤中に圧入して脱水して形成される注入材そのものからなる塊状体の拡大によって土粒子を周辺に押しやり、地盤中に塊状固結体を造成し、地盤強化を図る。
2)該地盤注入材は脱水によってテーブルフローが20cm以下に達しうる。ここでテーブルフローが20cmになった時点を可塑状ゲルになった時点とみなす。
3)該地盤注入材は脱水が進むにつれ可塑状ゲルを経て非可塑状となって固化する。
4)該地盤注入材は硬化性流動化土又は非硬化性流動化土であって脱水によって流動性を失いテーブルフローが20cm以下に達し周辺地盤と同等又はそれ以上の強度を発現する配合とする。
5)該地盤注入材は水粉体比が30%以内で可塑状ゲルになる配合とすれば、地盤中に圧入しつづければ可塑状ゲルとなって塊状固結体が形成される
硬化発現材比 C/F+C×100(%) 1重量%以上50重量%未満
好ましくは1〜40重量%
さらに好ましくは1〜20重量%
水粉体比 W/F+C×100(%) 20〜200重量%
好ましくは20〜100重量%
さらに好ましくは20〜50重量%
アルミニウム比 アルミニウム/F+C×100 Al2O3換算で0.01〜0.35%
水ガラス シリカ分で0〜7.0重量%
スランプ(cm) 注入時のスランプが5cm以上
好ましくは約5〜28cm
さらに好ましくは10〜28cm
フロー(cm) 注入時のテーブルフローが
12cm以上30cm未満
好ましくは約15〜28cm
注入時のシリンダーによるフローが
8cmより大きく28cm未満
好ましくは約9〜26cm
ブリージング 10%以下
好ましくは5%以下
可塑状ゲルあるいは水粉体比が30%以内の減少で可塑状ゲルすなわちテーブルフローが20cm以内になる配合を用いる。
注入液の配合システムから送液管と注入管管路を経て地盤中に注入される経路において、流動性を保持しながら(上記要件5)地盤に注入されてから以上の1、2、3、4のいずれか又は複数の要件を満足するようにする。
(a)先端部に削孔部又は吐出口がある注入管。
(b)軸方向に複数の吐出口を有する注入管を用いて注入する。
(c)外管に少なくとも一つの袋体パッカを備えた注入管。
(d)管路に吐出口と透水材でおおわれた吸水口を設けた注入管。
グループ1:1号〜5号の積算流量、最大圧力デジタル表示
グループ2:6号〜10号の積算流量、最大圧力デジタル表示
積算流量は20分間の注入量である。また最大圧力は30秒毎に表示され、19分30秒から20分までの間の最大値を表示した。最大圧力が設定圧力以上になり続けたら、その送液系統の注入は終了することの判断になる。また、積算流量が設定積算流量に達した場合も、この送液系統の注入は終了することの判断になる。
グループ3:1号〜5号の流量、圧力 トレンド表示
グループ4:6号〜10号の流量、圧力 トレンド表示
2画面のそれぞれの左側は各送液系統における時間(t)の経過に対応した瞬時流量と瞬時圧力のチャートを示し、右側は19分30秒から20分までの平均瞬時流量(l/分)と平均瞬時圧力(MPa)を示す。
・ フライアッシュ
火力発電所より排出される石炭灰:FA、シリカ系非硬化性粉状体
密度1.9〜2.3g/cm3、粒度分布0.1mm以下が90%以上
(2)セメント
普通ポルトランドセメント:PC、硬化発現材
(3)硫酸バンド
硫酸アルミニウム、Al2O3=17.2%、ゲル化調整剤
(4)水ガラス
JIS3号水ガラス、SiO2=29.0%、Na2O=9.0%、モル比3.3、ゲル化調整剤
(5)消石灰
工業用水酸化カルシウム、ゲル化促進剤および硬化発現材
(6)スラグ
スラグ8000ブレーン値、硬化発現材およびシリカ系非硬化性粉状体
(7)石膏
半水石膏、硬化発現材
(8)焼却灰
ごみ焼却炉より排出される焼却灰、シリカ系非硬化性粉状体
密度2.5〜2.7g/cm3
(9)ベントナイト
保水材および増粘材
(10)起泡剤
事前発泡型エア発生剤
(11)アルミニウム粉末
事後発泡型エア発生剤
フライアッシュ、セメント、水を練り混ぜる。フライアッシュとセメントの配合量は同様にして水の配合量のみを変化させた。このようにして得られた配合例1〜3の地盤注入材の調整条件および物性値を下記の表1に示す。
フライアッシュ、セメント、水を練り混ぜる。水の配合量は同様にしてフライアッシュとセメントの配合量を変化させた。このようにして得られた配合例4〜6の地盤注入材の調整条件および物性値を下記の表2に示す。
表1の配合例1,2に硫酸バンドを添加し、ゲル化を促進させた。ここでゲル化を促進するとは配合後可塑性を呈するまでの時間を短縮し、或はフローを小さくすることを云う。このようにして得られた配合例7,8の地盤注入材の調整条件および物性値を下記の表3に示す。
(1)硬化発現材比
グラウトに含まれる粉体、つまりフライアッシュと、セメントの含有量に対するセメントの含有量:セメント(硬化発現材)重量/{フライアッシュ(シリカ系非硬化性粉状体)重量+セメント(硬化発現材)重量}×100[%]
セメントは硬化発現材であり、かつフライアッシュの可塑材という事も出来る。フライアッシュはセメントと混合することによりポゾラン反応を起こし固結強度を得る。しかし硬化発現材比を大きくすることにつれ、可塑状グラウトとしての特性が低下する。即ち、沈殿してブリージングが大きくなり沈殿したものは流動しにくく可塑状ゲルになりにくいため、硬化発現材比は50%未満とするが、その好ましい範囲は硫酸バンド(ゲル化促進剤)添加しない場合1〜20%、好ましくは1〜15%、さらに好ましくは1〜10%である。また硫酸バンドを添加する場合は2〜40%、好ましくは2〜20%である。
グラウト中の粉体に対する水の含有量:水重量/{フライアッシュ(シリカ系非硬化性粉状体)重量+セメント(硬化発現材)重量}×100[%]
この値が小さいと可塑状になりやすい。即ち配合後可塑状ゲルになる時間が短くなり、かつフロー値が小さくなる。しかし水粉体比が小さすぎると作業性を損なうため、その範囲は20〜200%、好ましくは20〜100%、更に好ましくは20〜50%(重量比)とする。しかし水ガラスを促進剤として用いる場合は、水粉体比は大きくとることができる。その他、混合条件、環境、また材料により、グラウトの性状は異なってくるため、後に示すブリージング率、フロー値、強度の測定が重要となる。
グラウト中の粉体に対する硫酸バンドの添加量:硫酸バンド重量/{フライアッシュ(シリカ系非硬化性粉状体)重量+セメント(硬化発現材)重量}×100[%]
硫酸バンドはゲル化促進剤であり、フライアッシュとセメントの流動性ある状態の中に添加すると、ゲル化を促進させ、可塑状ゲルになる時間を早める。ただし、硫酸バンドには固結強度を低下させる作用もあるので、その添加量は2.0%以下、好ましくは0.1〜1.0%とする。
ここでは一般的な水ガラス系グラウトにみられるような固化状となる化学的ゲル化を意味するのではなく、配合後、自重による流動性がなくなり、力を加えると流動する可塑状ゲルとなるまでの物理的ゲル化時間をゲルタイムと表現する。一般の水ガラスを主材とするグラウトと違って、明確なゲル化時間を示すことはできない。よってテーブルフローを用いてフロー値が20cm以下になった時をゲル化とみなし、これをゲルタイムとした。
アスファルト針入度試験方法JIS K 2530-1961に準じて総質量230g、先端角度15度、36mmの貫入コーンを用いて静的貫入抵抗を測定し、貫入抵抗値が0.01MN/m2を超えた時非可塑状ゲルとなって固結または硬化とみなし、ゲル化から固結に至るまでの時間を可塑状保持時間とした。
配合後、グラウトを充分に混合させ、次いで、200mlメスシリンダにグラウトを入れて静止密閉し、1時間経過後にブリージング水量(上ずみ液)を測定し、次式よりブリージング率を求める。(ブリージング水量/メスシリンダ容量)×100[%]
ここでは1時間経過後のブリージング率を示す。1時間経過後のブリージング率が10%以上の配合では、注入液が分離しやすく脈状または亀裂状に注入されやすい。その後、時間が経過すると更にブリージング率が増大するので、従って1時間経過のブリージング率は10%以下、好ましくは5%以内の配合が好ましい。図12に、表1,3における硫酸バンドの有無による水粉体比とブリージング率の関係を示す。
フロー試験(JIS R 5201テーブルフロー)に基づき、グラウトに15秒間に15回の落下運動を与え、その広がりを測定した。可塑状グラウトとしては約18〜19cmが適しているとされているが、本発明ではテーブルフローによるフロー値が20cm以下になる時点で自重による流動性がなくなったものとして、ゲルタイムとした。本発明における流動性注入材は地盤中に注入して加圧脱水によって水粉体比が低下してテーブルフローが20cm以下に至る配合が用いられる。
B形粘度形を用いて配合直後の配合液の粘度を計測した。混合直後は流動性があるため計測できたが、ゲル化すると100000cps以上となり、測定不可となる。図13に、表1,3における硫酸バンドの有無による水粉体比と一軸圧縮強度の関係を示す。
配合後、充分に混合したグラウトを直径5cm、高さ10cmのモールドにつめ、静止した状態で1日養生し、一軸圧縮強度を測定した。図14に、表1,3における硫酸バンドの有無による水粉体比と一軸圧縮強度の関係を示す。
フライアッシュ、セメント、消石灰、水を混合した懸濁液を混合する。このようにして得られた配合例9〜11の地盤注入材の調製条件および物性値を下記の表4に示す。
グラウト中の粉体に対する消石灰の添加量
消石灰添加量/{フライアッシュ(シリカ系非硬化性粉状体)重量+セメント(硬化発現材)重量}×100[%]
消石灰はゲル化促進剤であり、セメントと同様フライアッシュと混ぜるとポゾラン反応を起す。ただしセメントほど固結強度は得られない。ここでは可塑状とするため、またその保持時間を有するためのゲル化促進剤として用いた。その範囲はセメント添加量にもよるが3〜15%が好ましい。
グラウト中のSiO2量
水ガラスのSiO2%×(水ガラス重量/グラウト重量)[%]
本出願人による実験によれば、グラウトを可塑状とし、そして固結させるためには、その他の材料の配合比率にもよるが、シリカ濃度は0.2〜7.0%である。ただし、3号水ガラスのモル比以下の低モル比水ガラスを用いる場合は、3.0〜7.0%が好ましい。勿論、高モル比の水ガラスや粉状水ガラスを用いる事も出来る。また水ガラスと酸を混合してなる酸性水ガラスもゲル化促進剤として用いることができる。この場合も本発明では水ガラスと表現する。
表4の配合の特徴としてゲルタイムの調製がしやすく、また可塑状保持時間はやや短いが、早期強度の発現は顕著であることがあげられる。よって早期強度の発現を重要視する場合に適している。可塑状グラウトをA液とし、水ガラス水溶液をB液としてA液のゲルタイムを短縮させることができる。またグラウトをゲル化後よく練り混ぜることによって、早期強度の発現は低下するが、可塑状保持時間を長くすることができる。よってゲル化後よく練り混ぜたものを注入することにより、長時間の注入を要する目的やインターバル注入により、一度注入した注入ポイントに再度注入をくり返して、注入体を拡大する地盤改良に適している。
フライアッシュ、セメント、水、ゲル化促進剤を配合し経時的に可塑状となり固結する上述の配合例7にゲル化促進剤を添加し、ゲルタイムを早めた、ゲル化する前の流動性がある状態の配合例7に、硫酸バンド水溶液、ならびに水ガラスを水で稀釈した水溶液を添加した。配合比率は配合例7のグラウトが20に対し、可塑剤の水溶液を1とした。このようにして得られた配合例12、13の地盤注入材の調整条件および物性値を下記の表5、6に示す。
可塑状グラウトである配合例7に、水ガラスを水で稀釈した水溶液を添加した場合、ゲルタイムは極めて短くなり、また可塑状保持時間も短くなり、強度発現は顕著となる。よって早期強度の発現を重要視する場合に適している。またA液が可塑状グラウトで、B液が水ガラス水溶液の場合、A液・B液の混合注入管によって塊状ゲルの形成が容易である。
フライアッシュ、セメントに、増粘剤としてベントナイトを混合した。その配合例14の地盤注入材の調整条件および物性値を下記の表7に示す。
フライアッシュ、セメントに細骨材(山砂)を混合した。その配合例15の地盤注入材の調整条件および物性値を下記の表8に示す。
フライアッシュとセメントを泥水で混合した。その配合例16の地盤注入材の調整条件および物性値を下記の表9に示す。
グラウト中の粉体に対する水の含有量:水重量/(フライアッシュ重量+セメント重量+ベントナイト重量、細骨材重量、粘土重量)×100〔%〕
ここではフライアッシュとセメント以外の粉状体にゲル化調整剤としてベントナイト、
細骨材を用いた。また混合水として粘土を含む泥水を使用した。これらゲル化調整剤はグラウト中の粉状体とみなした。.
フライアッシュ、セメントにベントナイトを添加することによりグラウトの粘性が大きくなり、同様の水粉体比でベントナイトを添加しない配合と比較してゲルタイムが短くなったが、可塑状保持時間は充分保持された。ベントナイトを用いることにより容易に流動性を調節することができ、さらにベントナイトによりグラウトが増粘され水への分散も抑制することができる。硬化発現材比は50%未満、好ましくは3〜40%、水粉体比は20〜150%が好ましい。
フライアッシュ、セメントに増量材として細骨材(山砂)を混合することができるが、細骨材が多いとブリージング率が大きくなる傾向があるので、細骨材添加量は80%以下が好ましい。また、硬化発現材比は50%未満、好ましくは1〜20%、水粉体比は20〜150%が好ましい。
フライアッシュとセメントを泥水で混合したものは、泥水に含まれる粘土により増粘され、かつ流動性や保水性が向上するため、増粘材、または流動化材、または保水材としての効果があり、土中における可塑状ゲルの拡大に効果がある。よって泥水中に含まれる粘土の含有量によりグラウトの性状を調節することができる。硬化発現材比は50%未満、水粉体比は20〜150%が好ましい。
エア発生剤として事前発泡型の起泡剤と事後発泡型のアルミニウム粉末をフライアッシュとセメントのモルタルに混合した。その配合17、18を表10、11に示す。エア発生剤は固結体の密度を小さくすることの他に流動性を向上させる効果がある。
グラウト中に含まれるセメントに対する起泡剤の含有量を起泡剤重量/(セメント重量)×100〔%〕とすると
起泡剤添加量は0.5〜1.5%(対セメント重量比)が好ましい。
アルミニウム粉末はセメント等のアルカリに反応して水素ガス(起泡)を発生する。グラウト中に含まれる粉末に対するアルミニウム粉末の含有量をアルミニウム比:アルミニウム粉末量/粉状体重量×100〔%〕とすると
アルミニウム比0.01%程度が効果的である。
エア発生剤には固結体の密度を小さくすることの他に流動性を向上させる効果がある。
本発明の注入材の主材となるシリカ系非硬化性粉状体として、焼却灰、火山灰を使用した。焼却灰はフライアッシュと1対1の量で配合し、火山灰はフライアッシュと1対3の量で配合した。このようにして得られた配合例19、20の地盤注入材の調整条件および物性値を下記の表12、13に示す。
グラウト中の粉体に対する水の含有量:水重量/(フライアッシュ、焼却灰、火山灰、(シリカ系非硬化性粉状体)重量+セメント重量)×100〔%〕
ここでは硬化発現材とフライアッシュ以外の非硬化性粉状体として焼却灰、火山灰を用いた。その他にも現場発生土や珪砂等を用いる事ができる。
表12の配合例19と、表1の配合例3を比較すると、焼却灰を混合した配合例19の方がブリージングリ率は減少し、フロー値が小さくなった。また表13の配合例20と、表1の配合例1を比較しても同様の結果が得られた。焼却灰や火山灰を混合すると、フライアッシュのみの場合よりも流動性を失いやすく、また強度発現も低下する傾向にあると考えられる。ただし、可塑状保持時間は長いため、これとゲル化調整剤を混合することで流動性や固結強度の調整が可能となる。硬化発現材比は50%未満、好ましくは1〜20%、水粉体比は20〜150%が好ましい。
本発明の注入材の主材となるシリカ系非硬化性粉状体としてスラグを使用し、セメント、水と混合する。このようにして得られた配合例21、22の地盤注入材の調整条件および物性値を下記の表14に示す。
グラウト中の粉体に対する水の含有量:水重量/{スラグ(シリカ系非硬化性粉状体)重量+セメント重量}×100〔%〕
主材として、フライアッシュを使用した場合とスラグを使用した場合を比較すると、スラグの方がセメントとの反応が良好であり、配合例2と比較すると、硬化発現材比は同様で、水粉体比が倍になっているにもかかわらず、ゲルタイムは早く、また強度発現も顕著である。これにゲル化調整剤を加えることも可能である。ただしスラグ、セメント、水のみの配合でも強度発現が急速であるため、ゲル化調整剤に促進剤を用いた場合、硬化が促進し可塑状保持時間が短くなることが考えられる。硬化発現材比は50%未満、さらには1〜20%、また水粉体比は20〜150%、さらには30〜80%が好ましい。
硬化発現材として消石灰、スラグ、石膏を使用し、フライアッシュ、水と混合した。このようにして得られた配合例23、24、25の地盤注入材の調整条件および物性値を下記の表15、16、17に示す。
グラウトに含まれる粉体の含有量に対する硬化発現材の含有量:硬化発現材重量/{フライアッシュ(シリカ系非硬化性粉状体)重量+硬化発現材重量}×100(%)
それぞれ硬化発現材として消石灰、スラグ、石膏を使用したので、硬化発現材重量とは消石灰添加量、スラグ添加量、石膏添加量を意味する。
硬化発現材として消石灰を用いた場合、セメントと同様フライアッシュに添加するとポゾラン反応を起こすが、この反応は非常に緩慢であるため可塑状にはなるが固結には時間がかかり、また充分な固結強度を得るためには数週間かかる。よって消石灰は硬化発現材よりも増粘材として有効である。よって配合例9、10、11のようなセメントとの併用やゲル化促進剤と混合することにより優れた効果が期待できると考えられる。
硬化発現材としてスラグを用いた場合、セメントよりも若干早くゲル化し、可塑状保持時間は長くなるが、セメントに類似した結果となる。よって、ゲル化調整剤を混合することでゲル化時間、流動性の調整が可能となるが、同量のセメントを混合したときよりもスラグの場合、強度発現が遅れるので強度低下作用があるゲル化調整剤を多量に混合することは好ましくはない。
硬化発現材として石膏を用いる場合、石膏は反応が早いため可塑状にもなりやすいが、強度発現も早いため可塑状保持時間が極めて短くなる。よって遅延剤等を用いることにより、ゲル化時間を調整することが好ましい、あるいは早急に強度を高めたい場合、促進剤の使用も可能である。
掘削調査における固結体の形状
I 直径30〜70cm2のほぼ球体の大きな塊状固結体形成
II 形状が球状でなく不定形であるが、直径20〜50cm2塊状固結体形成
III 一部の先端部は注入範囲外迄脈状もみられたが、受持範囲内で直径20〜50cm 2塊状固結体形成
IV 厚さ 1〜10cmの脈状
注入範囲外へ逸脱
V 厚さ 1〜5cmの脈状
注入範囲外へ逸脱
VI 注入孔の大きさの固結体のみ
4 削孔
5 バルブ
6 コントローラー
7 コンピューター
8 ケーシング
9 注入管
10 鉄筋
11 レーザービーム発生装置
12 レーザー受信装置
15 レーザービームセンサー
16 鋼管注入管
17 コンピューター
18 注入制御装置
19 補強支持杭
20 杭基礎
21 土留め壁
Claims (44)
- 地盤中に設けた複数の注入孔を介して可塑状ゲル注入材を圧入して地盤中で非流動性塊状体を形成しながら土粒子間を周辺に押しやり、地盤中に複数の塊状体を形成する共に、該複数の注入孔周辺部の地盤密度を増加して地盤強化する地盤強化工法であって、以下のA液とB液を合流混合して混合液を地盤に圧入し、該合流液のスランプが5より大きく、かつ合流液に含まれる硬化発現材比が50重量パーセント未満であることを特徴とする地盤強化方法。
A液:シリカ系非硬化性粉状体(F材)、カルシウム系粉状硬化発現材(C材)、水(W材)を有効成分とする懸濁液、もしくは可塑状ゲル
B液:ゲル化調整材を有効成分とする液
ただし、硬化発現材比=C/(F+C)×100(%)であり、F、Cはいずれも重量を示す。 - 請求項1において、A液とB液の合流液のスランプが5より大きく又は/並びにテーブルはフローが12cm以上又は/並びにシリンダーによるフローが8cmより大きく、かつ合流液に含まれる硬化発現材比が50重量パーセント未満であり、合流液は地盤中に注入されてはじめて可塑状ゲルになることを特徴とする請求項1に記載の地盤強化方法。
- 請求項1において、A液とB液の合流液は地盤に圧入中に脱水率30%以内で可塑状ゲルに至ることを特徴とする請求項1に記載の地盤強化方法。
- 請求項1において、A液とB液の合流液は圧入時のスランプ5より大きく又は/並びにテーブルはフローが12cm以上又は/並びにシリンダーによるフローが8cmより大きく、地盤中に圧入中に可塑状ゲルを呈する注入材であって、流動性の良い注入材と流動性の低い注入材を併用し、流動性の良い注入材は地盤に割裂部を形成し、流動性の低い注入材は割裂部を押し拡げて可塑状ゲルによる塊状固結体を形成して周辺地盤を高密度化し、これにより可塑状ゲルの圧入しにくい密度の地盤に改良する事を特徴とする請求項1に記載の地盤強化方法。
- 請求項1において、A液とB液の合流液は地盤中に脱水によって周辺地盤と同等又はそれ以上の強度を発現する注入材である請求項1に記載の地盤強化方法。
- 請求項1において、A液中のシリカ系非硬化性粉状体がフライアッシュ、スラグ、焼却灰、粘土、土砂及び珪砂の群から選ばれる一種または複数種を有効成分とする請求項1に記載の地盤強化方法。
- 請求項1において、A液中のカルシウム系粉状硬化発現材(C材)がセメント、石灰、石膏およびスラグの群から選択される一種または複数種である請求項1に記載の地盤強化工法。ただし、スラグは非硬化性粉状体がスラグの場合に硬化発現材から除外する。
- 請求項1において、A液とB液の合流液の硬化発現材比が1〜40重量パーセントである請求項1に記載の地盤強化方法。
- 請求項1において、A液とB液の合流液の硬化発現材比が1〜20重量パーセントよりも小さい請求項1に記載の地盤強化方法。
- 請求項1において、A液とB液の合流液の水紛体比を20〜200重量パーセントである地盤注入工法。ただし、水紛体比=W/(F+C)×100(%)であって、F、C、Wはいずれも重量を示す。
- 請求項1において、A液がゲル化調整剤を有効成分として含む請求項1に記載の地盤強化方法。
- 請求項1において、ゲル化調整剤を有効成分として含むA液とゲル化調整剤を有効成分とするB液を地盤中で混合し、地盤中で可塑状ゲルの流動性を調節する請求項1に記載の地盤強化方法。
- 請求項1において、ゲル化調整剤がゲル化促進剤、ゲル化遅延剤、増粘剤、保水剤、解膠剤、起泡剤、或いは流動化材からなる流動性調整材のいずれか一種又は複数である請求項1に記載の地盤強化方法。
- 請求項1において、ゲル化調整剤としてアルミニウム塩をアルミニウム比が0.1〜2.0重量パーセント(Al2O3換算で0.01〜0.35重量パーセント)含むか、水ガラスまたは水ガラスと酸の混合液をシリカ濃度(SiO2換算)が0.2〜7.0重量パーセント含むことを特徴とする請求項1に記載の地盤強化方法。ただし、アルミニウム比=アルミニウム塩/(F+C)×(100%)であって、アルミニウム塩は重量を表す。
- 請求項13において、流動化材は粘土やシルト、高分子系増粘剤の一種または複数種を含む請求項13に記載の地盤強化方法。
- 請求項1において、改良すべき地盤中に注入管を設置し、この注入管を上方に又は下方に移動して圧入ステージを移行させながら該注入管を通して可塑状ゲル注入材を圧入し、地盤中に塊状固結体を形成する請求項1に記載の地盤強化方法。
- 請求項1において、注入管の引き上げステップを、固化する前の塊状体の範囲内に吐出口が位置するようにステップアップしながら塊状体を拡大せしめて圧入する請求項1の地盤強化方法。
- 請求項1において、注入孔間隔を0.5m〜3mとし、注入孔間の地盤密度を高めて地盤を強化する請求項1に記載の地盤強化方法。
- 請求項1において、注入液の吐出量は5〜50l/分、注入圧力は0.5〜10MPの範囲内に注入量と注入圧力を管理して注入する請求項1に記載の地盤強化方法。
- 請求項1において、砂または砂礫の透水性の大きな土層と粘性土層からの互層からなる地盤を改良するに当って、砂や砂礫は浸透注入型の注入材で改良し、粘性度層は可塑状ゲル注入材の注入によって改良する地盤強化方法。
- 請求項1において、地盤中にドレーン材を設置して地盤中の脱水を促進するか或いは注入口と共に吸水口を設けた注入管から可塑状ゲル注入材を注入すると共に可塑状ゲル注入材によるゲル中の水分や土中水を吸水口から脱水する請求項1に記載の地盤強化方法。
- 請求項1において、密度の小さな層と密度の大きな層からなる地盤を改良するに当って、密度の小さな層は可塑状ゲル注入材の圧入によって改良し、密度の大きな層は浸透注入型の注入材で改良する請求項1に記載の地盤強化方法。
- 請求項1において、次の(a)から(d)のいずれかに示す注入管を用いて該地盤注入材を地盤中に圧入する請求項1に記載の地盤強化方法。
(a)先端に削孔部又は吐出口を有する注入管。
(b)軸方向に複数の吐出口を有する注入管。
(c)少なくとも一つの袋体を備えた注入管。
(d)管壁に吐出口とフィルター材でおおわれた吸水口を設けた注入管。 - 請求項1において、注入管は地表面に近い領域、または吐出口よりも上部の領域に袋体を設け、この袋体に注入材を圧入することにより、地盤中に注入された地盤注入材の地表面方向への移行を抑制し、地表面の隆起を低減し、あるいは地表面に近い領域の地盤を圧縮する請求項1に記載の地盤強化方法。
- 請求項1において、改良すべき地盤中に設けた複数の注入孔は地表面に近い領域においてより密に設ける事により地表面付近の地盤の圧縮の均等化や地表面の隆起を低減する地盤強化方法。
- 請求項1において、地表面に近い領域において該可塑状ゲル注入材をまず圧入して地表面付近の地盤を圧縮強化してから下方の領域に圧入する事により地盤の隆起や地表面への注入材の逸出を低減する請求項1に記載の地盤強化方法。
- 請求項1において、地表面に近い領域においては上部から下方に注入ステップを移行して地盤注入材を圧入し、地表面付近の地盤を圧縮してから地表面から遠い領域においては下部から上方に注入ステップを移行して可塑状ゲル注入材を圧入する請求項1に記載の地盤強化方法。
- 請求項1において、圧入した注入孔に隣接する注入孔よりも遠くの注入孔に移行して圧入するように圧入順序を設定することにより地盤の隆起を低減する請求項1に記載の地盤強化方法。
- 請求項1において、地表面に近い領域には先端および/または側面部に吐出口を有する埋設管を埋設し、或は内部に固結材を圧入して膨張せしめる袋体を側部に設けた埋設管を埋設し、該埋設管から地盤中に可塑状ゲル注入材を圧入してのち、該埋設圧入管を通して注入管を深部に挿入して該注入材を圧入するか或は該埋設管同士の間に注入管を深部に挿入して該注入材を圧入する地盤強化方法。
- 請求項1において該注入管は袋体並びに吐出口が備えられ、袋体内には該注入材を注入して袋体を周辺に膨張して地盤を圧縮強化し、該吐出口からは該注入材を地盤中に圧入する地盤強化方法。
- 請求項1において、地盤中に引張力を有する注入管又は引張材と共に注入管を設置し、可塑状ゲル注入材を圧入し該注入管のまわりに地盤注入材による固結体を形成し、これによって地盤を圧縮して密度を増加すると同時に注入管又は引張材の引張力を地盤に付与した地盤強化方法。
- 請求項1において、吐出口を有する注入外管を地盤中に設置したのちパッカを有する内管を該注入外管内に挿入して内管を通して該注入材を該注入外管吐出口より圧入する事を特徴とする地盤強化方法。
- 請求項1において、注入管体を地盤中に設置し、該管体内に鉄筋を挿入したのち、該注入管体先端部から注入材を圧入しながら注入ステップを上方に移向し、該注入管体を途中迄或は全長を引き上げ、それによって鉄筋まわりの地盤を圧縮して強化し、かつ鉄筋を地盤に定着すると共に鉄筋の引張強度を地盤に付与する地盤強化方法。
- 請求項1において、建造物直下の地盤中に曲線状又は水平に削孔して設置した注入管を通して地盤中に該可塑状ゲル注入材を圧入し、建造物直下の地盤を強化する地盤強化方法。
- 請求項1の地盤強化方法において、該注入材の配合系統に配合制御装置、また注入材送液系統に流量圧力制御装置および流量計、圧力計を設け、或は更に地盤変位計を設け、これらから検出されたデータ信号を注入監視盤を備えた集中管理装置に送信し、これらデータを注入監視盤に画面表示することにより注入材の配合から圧入までの状況の一括監視を行って、送液系統におけるそれぞれの注入圧力および/または流量を所定の範囲に維持しながら圧入するとともに、上記データの情報に基づき、注入の完了、中止、継続、注入ポイントの移動あるいは再注入を行うことを特徴とする請求項1の地盤強化方法。
- 請求項1の地盤強化方法の注入管理方法であって、該注入材の配合を管理する制御装置、該注入材の送液を管理する流量圧力制御装置及び圧力計、流量計を有し、これらから検出されたデータを注入監視版を備えた集中管理装置に送信し、注入材の配合、注入孔、圧入ステージ、圧入状況を前記注入監視版の画面に表示し、一括監視を行って注入管理することを特徴とする圧入管理方法。
- 請求項36において、前記集中管理装置に注入圧力および/また流量および注入量の設定値、地盤変位量、並びにこれらの許容範囲を予め設定しておき、上記設定範囲を維持するように注入管理する請求項36の圧入管理方法。
- 請求項36において、該注入管理方法は予め設定した流動特性を維持するように注入材の配合管理を含み、該流動特性は該注入材のフロー、スランプ、粘度、或はせん断強度の物性値の少なくともいずれかである請求項36に記載の圧入管理方法。
- 請求項36において、集中管理装置に所望の材料の配合量を予め設定しておくことで、計量器を備えた水タンク、およびホッパより材料圧入管理方法。
- 請求項36において、添加材をミキサー或は該注入材の送液流路に所定量を添加して、所定の流動特性を発現するようにした請求項36の圧入管理方法。
- 請求項36において、前記集中管理装置に所望の範囲の注入圧力、注入速度、注入量、所定の流動特性を得るようにした配合量、地盤変位量を予め設定しておき、これらの少なくともいずれかが上記設定範囲に達したとき或は超えた時に、圧入の停止又は完了又は他の注入ポイントへと移行する請求項36に記載の圧入管理方法。
- 請求項36において、各注入ステージにおける適切な圧力および/または流量注入量又は地盤変位量を測定し、得られた値の適切な範囲を注入監視盤を備えた集中管理装置に設定し、この設定範囲に基づいて所定の注入領域における各注入ステージでの圧入を行う注入管理方法であって、各圧入ステージにおける適切な注力および/または流量範囲の地盤変位量は圧入試験によって得られた設定範囲に定められるか、更に実際の圧入による測定値を加味して補正することにより設定される請求項36に記載の圧入管理方法。
- 請求項36において、実際に圧入された注入量に基づいて、地盤の改良度を注入の進行にともないリアルタイムで把握し、或は更に目的地盤改良度が得られるように注入と補正をリアルタイムで行う圧入管理方法。
- 地盤中に設けた複数の注入孔を介して、注入材を圧入して、地盤注入材の塊状体によって土粒子を周辺に押しやり地盤中に該可塑状ゲル注入材の塊状体からなる複数の塊状体を形成すると共に、該複数の注入孔間の地盤の密度を増加して地盤強化する注入管理装置であって、この管理装置は以下の(1)と(3)、或は(1)と(2)と(3)、或は更に(4)からなる注入材の配合装置と、集中管理装置と、この装置に連結された、それぞれ圧入監視盤、配合管理装置、流量圧力制御装置、流量計および圧力計或は更に地盤変位計からなる管理装置であって、該流量計並びに圧力計から検出された注入圧力および、または流量のデータ信号を前記集中管理装置に入力し、さらに前記圧入監視盤に集中管理装置に入力された前記データを画面表示して注入状況を一括監視し、圧入を管理することを特徴とする圧入管理装置。
(1)シリカ系非硬化性粉状体(F材)
(2)カルシウム系粉状硬化発現材(C材)
(3)水(W材)
(4)ゲル化調製剤
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