JP2016098537A - High-pressure injection agitation method using cement slurry having low water cement ratio - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低水セメント比のセメントスラリーを用いた高圧噴射撹拌工法に関する。 The present invention relates to a high-pressure jet stirring method using a cement slurry having a low water cement ratio.
対象地盤を固結し強固にする工法として、高圧噴射撹拌工法が知られている。これらの工法では、対象地盤にソイルセメントを造成するためにスラリー状硬化材であるセメントスラリーを注入する。セメントスラリーは、セメントと水の混合物である。これらの工法においては、セメントスラリーの注入量に比例して発生する排泥量が増加する。排泥量が多いとその処理作業の負担が大きく、施工コストを上昇させることとなる。そこで、排泥の発生をできるだけ抑制する必要がある。 A high-pressure jet agitation method is known as a method for consolidating and strengthening the target ground. In these methods, cement slurry, which is a slurry-like hardener, is injected to form soil cement on the target ground. A cement slurry is a mixture of cement and water. In these methods, the amount of mud generated increases in proportion to the amount of cement slurry injected. When the amount of mud is large, the burden of the processing work is large, and the construction cost is increased. Therefore, it is necessary to suppress the generation of waste mud as much as possible.
排泥の発生を抑制するためには、セメントスラリーの注入量を低減する必要があるが、セメントスラリーの注入量を低減しながら、造成するソイルセメントの強度を保持するには、セメントスラリーの水セメント（Ｗ／Ｃ）比を小さくして、水の割合を少なくセメントの割合を多くする必要がある。 In order to suppress the generation of waste mud, it is necessary to reduce the amount of cement slurry injected. To maintain the strength of the soil cement to be formed while reducing the amount of cement slurry injected, It is necessary to reduce the cement (W / C) ratio, reduce the proportion of water, and increase the proportion of cement.
しかし、水セメント比が小さくなると粘性が大きくなり、セメントスラリーが圧送ポンプ、配管及び吐出口等に詰まり易くなる、特に噴射ノズルが小口径の高圧噴射撹拌工法では施工不能となる。通常、圧送や噴射における詰まりを防止するべく、セメントスラリーの粘性を低下させて流動性を確保するために混和剤を添加している。液体である混和剤は、通常、セメントスラリーの混練り用の水に混合される。 However, when the water-cement ratio decreases, the viscosity increases, and the cement slurry tends to clog the pumping pump, piping, discharge port, and the like. In particular, the high-pressure injection agitation method with a small injection nozzle makes the construction impossible. Usually, in order to prevent clogging in pumping and injection, an admixture is added to reduce the viscosity of the cement slurry and ensure fluidity. The liquid admixture is usually mixed with water for kneading the cement slurry.
このような混和剤として、ナフタリンスルホン酸系ポリマー、カルボン酸系ポリマー等が知られている。これらの混和剤は、セメント粒子の表面に吸着してセメント粒子同士の凝集を阻止することでセメント粒子の水中での分散性を確保し、粘性を低下させる作用がある。また、セメントスラリーの調製から地盤注入までの期間、分散性を維持する必要もあるのでその作用の持続性も重要である。ナフタリンスルホン酸系ポリマーは、高分散性を長時間維持することが難しいなどの理由から、カルボン酸系ポリマーの混和剤が主流となっている。 As such an admixture, naphthalene sulfonic acid polymer, carboxylic acid polymer and the like are known. These admixtures have an action of securing the dispersibility of the cement particles in water and reducing the viscosity by adsorbing to the surface of the cement particles and preventing the aggregation of the cement particles. In addition, since it is necessary to maintain dispersibility during the period from the preparation of the cement slurry to the ground injection, the sustainability of the action is also important. Naphthalene sulfonic acid polymers are mainly admixtures of carboxylic acid polymers because it is difficult to maintain high dispersibility for a long time.
特許文献１では、メラミン、フェノール尿素、アニリンのメチロール化合物及びスルホン化物から選ばれた一種又は二種以上のホルマリン縮合物の水溶塩と、不飽和モノカルボン酸および不飽和ジカルボン酸から選ばれた不飽和カルボン酸塩との単重合物又は二種以上の共重合物の水溶塩の二成分からなる超高圧噴流注入工法用セメント添加剤が開示されている。
特許文献２では、ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物の水溶塩と、不飽和モノカルボン酸および不飽和ジカルボン酸から選ばれた不飽和カルボン酸塩との単重合物又は二種以上の共重合物の水溶塩の二成分からなる超高圧噴流注入工法用セメント添加剤が開示されている。
非特許文献１には、カルボン酸系ポリマーのＡＥ減水剤（混和剤）であって、アクリル酸塩の部分と、アクリル酸エステルの部分とを有する共重合体が開示されており、ポリアクリル酸の主鎖が短い方が高分散性に寄与すること、及び、側鎖であるアクリル酸エステルの部分が長い方が高分散性保持性に寄与することが記載されている。
In Patent Document 1, a water salt of one or more formalin condensates selected from melamine, phenolurea, an aniline methylol compound and a sulfonated product, an unsaturated monocarboxylic acid and an unsaturated dicarboxylic acid are selected. There is disclosed a cement additive for an ultra-high pressure jet injection method comprising two components of a homopolymer with a saturated carboxylate or a water salt of two or more copolymers.
In Patent Document 2, a water-soluble salt of a naphthalenesulfonic acid formalin condensate and a water-soluble polymer of a homopolymer or two or more copolymers of an unsaturated carboxylate selected from an unsaturated monocarboxylic acid and an unsaturated dicarboxylic acid. A cement additive for a super-high pressure jet injection method composed of two components of salt is disclosed.
Non-Patent Document 1 discloses an AE water reducing agent (admixture) of a carboxylic acid polymer, which is a copolymer having an acrylate portion and an acrylate portion. It is described that the shorter main chain contributes to high dispersibility, and that the longer side portion of the acrylate ester side chain contributes to high dispersibility.
特許文献１、２に比較例として記載されたカルボン酸系ポリマー単独のものは、粘度が高く強度発現性も不十分とされている。なお、特許文献１、２に記載の試験におけるセメントスラリーの水セメント比は０．８である。非特許文献１では、カルボン酸系ポリマーの構造とセメント粒子の分散性との関係が示されているが、コンクリートやモルタルを想定しているため、地盤改良工法に用いるセメントスラリーにおける最適な混和剤の構成は提示されていない。 The carboxylic acid polymer alone described in Patent Documents 1 and 2 as a comparative example has high viscosity and insufficient strength development. In addition, the water cement ratio of the cement slurry in the test described in Patent Documents 1 and 2 is 0.8. Non-Patent Document 1 shows the relationship between the structure of the carboxylic acid polymer and the dispersibility of the cement particles, but because it assumes concrete and mortar, it is the most suitable admixture in the cement slurry used in the ground improvement method. The structure of is not presented.
従来のカルボン酸系ポリマーを含む混和剤では、５〜４０ＭＰａでセメントスラリーを圧送する高圧噴射撹拌工法の場合、セメントスラリーの水セメント比を小さくすることは困難であり、通常は、１．０程度で施工されていた。従来は、セメントスラリーの水セメント比を０．８より小さくすることは、圧送が困難となるためできなかった。 In conventional admixtures containing carboxylic acid-based polymers, it is difficult to reduce the water-cement ratio of the cement slurry in the case of the high-pressure jet stirring method in which the cement slurry is pumped at 5 to 40 MPa. It was constructed in. Conventionally, it has been impossible to reduce the water-cement ratio of the cement slurry to less than 0.8 because it becomes difficult to pump.
本発明は、低水セメント比のセメントスラリーを用いた高圧噴射撹拌工法であって、セメントスラリーの水セメント比０．８〜０．６の範囲で施工が可能なものを提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a high-pressure jet agitation method using a cement slurry having a low water cement ratio, which can be constructed in a range of a water cement ratio of 0.8 to 0.6 of the cement slurry. To do.
上記の目的を達成するために、本発明は、以下の構成を提供する。
本発明の態様は、混和剤を添加したセメントスラリーを用いた高圧噴射撹拌工法であって、前記セメントスラリーを超高圧で圧送し、ジェット噴流により周辺地盤を切削して土砂を地上に排出しながらセメントスラリーと撹拌混合することで地中に柱状の固化体を造成する工法であり、前記混和剤は、分子量分布が２つのピークを有するように低分子量ポリマーと高分子量ポリマーとを組合せこれらを混合したカルボン酸系ポリマーからなり、かつ、硬化材であるセメント系材料に対し０．５〜３．０重量％添加して水セメント比０．６のセメントスラリーとしたとき、前記セメントスラリーのＪＳＣＥ−Ｆ５２１規格（社団法人土木学会団体規格）による当初の流動性が１０秒以下でありかつ３時間後の流動性が１０．５秒以下となるように前記低分子ポリマーと前記高分子量ポリマーとが混合されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following configuration.
An aspect of the present invention is a high-pressure jet agitation method using a cement slurry to which an admixture is added. The cement slurry is pumped at an ultra-high pressure, and the surrounding ground is cut by a jet jet to discharge the earth and sand to the ground. It is a method of creating a columnar solidified body in the ground by stirring and mixing with cement slurry. The admixture is a combination of a low molecular weight polymer and a high molecular weight polymer so that the molecular weight distribution has two peaks. When a cement slurry having a water-cement ratio of 0.6 is obtained by adding 0.5 to 3.0% by weight to the cement-based material which is a hardened material, the JSCE- The initial fluidity according to F521 standard (Japan Society of Civil Engineers) is less than 10 seconds and the fluidity after 3 hours is less than 10.5 seconds Characterized in that said low molecular polymer and said high molecular weight polymer is mixed.
上記において、セメントスラリーの水セメント比が０．６〜０．８であることを特徴とする。 In the above, the water-cement ratio of the cement slurry is 0.6 to 0.8.
上記において、水セメント比が１．０のセメントスラリーを用いた高圧噴射撹拌工法に比べて高強度の固化改良体が得られ、排泥を抑制できることを特徴とする In the above, compared with the high-pressure jet stirring method using a cement slurry having a water cement ratio of 1.0, a solidified improved body having high strength can be obtained, and waste mud can be suppressed.
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
・従来型の混和剤（例えばメトロエイド（登録商標）Ｆ等）では、水セメント比０．６では十分な流動性が得られないが、本発明では所定の混和剤を用いることで水セメント比１．０と同等な流動性を確保できる。
・本発明で用いる混和剤と、セメント系材料と、水とを混合して得られるセメントスラリーは、低い水セメント比においても高い流動性を保つことができることから、圧送ポンプや配管、噴射ノズル(吐出口)における詰まりを防ぐことができる。
・高圧噴射攪拌工法において、所定の混和剤を加えることで、低い水セメント比のセメントスラリーが使用できるようになり、このセメントスラリーの比重増加によって切削能力を向上させ、施工効率の向上が図れる。
・切削能力の向上に伴い、単位対象土量当たりの噴射注入量が少なくなり、排泥として排出される量が低減される。
・高圧噴射攪拌工法では、低い水セメント比で施工が可能となることで高強度の改良体が得られることによって、同一の改良面積であれば使用本数を削減することができるために発生する排泥量を減らすことが可能となる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
-With conventional admixtures (for example, MetroAid (registered trademark) F), sufficient fluidity cannot be obtained at a water cement ratio of 0.6. However, in the present invention, a water admixture ratio can be obtained by using a predetermined admixture. A fluidity equivalent to 1.0 can be secured.
The cement slurry obtained by mixing the admixture used in the present invention, the cement-based material, and water can maintain high fluidity even at a low water-cement ratio, so that it is possible to maintain pressure flow pumps, piping, injection nozzles ( Clogging at the discharge port) can be prevented.
-By adding a predetermined admixture in the high-pressure jet stirring method, it becomes possible to use a cement slurry having a low water cement ratio. By increasing the specific gravity of this cement slurry, the cutting ability can be improved and the construction efficiency can be improved.
・ With the improvement of cutting ability, the injection injection amount per unit target soil amount decreases, and the amount discharged as mud is reduced.
・ In the high-pressure jet agitation method, construction with a low water-cement ratio is possible, and a high-strength improved body can be obtained. It becomes possible to reduce the amount of mud.
本発明に係る低セメント比のセメントスラリーを用いた高圧噴射攪拌工法で用いるセメントスラリーの混和剤は、カルボン酸系ポリマーを主体とする。カルボン酸系ポリマー以外の硬化材、例えばナフタレンスルホン酸系、メラミンスルホン酸系、アミノスルホン酸系の硬化材は成分として含まない。 The admixture of the cement slurry used in the high-pressure jet stirring method using the cement slurry having a low cement ratio according to the present invention is mainly composed of a carboxylic acid polymer. Curing materials other than carboxylic acid-based polymers, such as naphthalene sulfonic acid-based, melamine sulfonic acid-based, and amino sulfonic acid-based curing materials are not included as components.
カルボン酸系ポリマーは、基本的には、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和モノカルボン酸モノマー、又は、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸モノマーの単重合物又は共重合物である。水溶前には塩の形態をとる。 The carboxylic acid polymer is basically a mono- or copolymer of an unsaturated monocarboxylic acid monomer such as acrylic acid or methacrylic acid, or an unsaturated dicarboxylic acid monomer such as maleic acid, fumaric acid or itaconic acid. It is. It takes the form of a salt before being dissolved in water.
混和剤におけるカルボン酸系ポリマーの種類は、以下の化１の化学式で表されるものを含む。 The kind of the carboxylic acid-based polymer in the admixture includes those represented by the following chemical formula (1).
カルボン酸モノマーがアクリル酸、メタクリル酸等の不飽和カルボン酸の場合は、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、水素原子、メチル基等のアルキル基である。
カルボン酸モノマーがマレイン酸、フマル酸等の不飽和ジカルボン酸の場合は、Ｒ２又はＲ３はカルボキシル基を含む。Ｍｅは、ナトリウム等の金属である。
When the carboxylic acid monomer is an unsaturated carboxylic acid such as acrylic acid or methacrylic acid, R1, R2 and R3 are alkyl groups such as a hydrogen atom and a methyl group.
When the carboxylic acid monomer is an unsaturated dicarboxylic acid such as maleic acid or fumaric acid, R2 or R3 contains a carboxyl group. Me is a metal such as sodium.
また、カルボン酸系ポリマーは、上記化１で表される部分と、以下の化２で表される部分の共重合物でもよい。 The carboxylic acid-based polymer may be a copolymer of a portion represented by the above chemical formula 1 and a portion represented by the following chemical formula 2.
化２において（ＥＯ）ｍは、カルボキシル基をエステル化したポリエチレンオキサイドのグラフト鎖であり、この部分は主鎖に対する側鎖となる。 In Chemical Formula 2, (EO) m is a polyethylene oxide graft chain obtained by esterifying a carboxyl group, and this portion is a side chain with respect to the main chain.
セメントスラリーに添加する混和剤のカルボン酸ポリマーと分散性との関係はおおよそ次の通りとなることが知られている。カルボン酸系ポリマーの主鎖と分散性及び分散性保持性（分散性を長時間保持する特性）との関係は、主鎖が長いほど分散性及び分散性保持性が低く、主鎖が短いほど分散性及び分散性保持性が高くなる。また、化２に表されるような側鎖と分散性及び分散性保持性との関係は、側鎖が短いほど分散性及び分散性保持性が低く、側鎖が長いほど分散性及び分散性保持性が高くなる。このように主鎖や側鎖の長さにより、所望する分散性と分散性保持性を設計することが可能である。 It is known that the relationship between the carboxylic acid polymer of the admixture added to the cement slurry and dispersibility is approximately as follows. The relationship between the main chain of the carboxylic acid polymer and the dispersibility and dispersibility retention (the property of maintaining dispersibility for a long time) is that the longer the main chain, the lower the dispersibility and dispersibility retention, and the shorter the main chain, Dispersibility and dispersibility retention are increased. Further, the relationship between the side chain and the dispersibility and dispersibility retention shown in Chemical Formula 2 is such that the shorter the side chain, the lower the dispersibility and dispersibility retention, and the longer the side chain, the dispersibility and dispersibility. Retention is increased. Thus, it is possible to design the desired dispersibility and dispersibility retention depending on the length of the main chain and side chain.
しかしながら、従来の分散性と分散性保持性の設計可能な範囲は、上述した通り、水セメント比が０．８以上のセメントスラリーについてであり、水セメント比が０．８以下の範囲では高圧噴射撹拌工法の適用を可能とする流動性は実現できなかった。 However, as described above, the designable range of the conventional dispersibility and dispersibility retention is for a cement slurry having a water cement ratio of 0.8 or more. The fluidity that allowed the application of the stirring method could not be realized.
本発明は、カルボン酸系ポリマーの分子量による分散剤としての機能の違いに着目し、混和剤の組成を最適に設計する手法を提示する。分散剤としての機能を発揮するカルボン酸系ポリマーの分子量の範囲は、広く捉えれば１０００〜５００００程度である。これ以上の分子量になると増粘性が生じてくるので流動性を低下させてしまう。この範囲内において、分子量の小さいものはセメント粒子への吸着が速いため、添加後、早期に分散性の向上に寄与する。一方、分子量の大きいものはセメント粒子への吸着が遅いため、遅れて分散性の向上に寄与することとなり、すなわち分散性保持性に寄与することとなる。 This invention pays attention to the difference in the function as a dispersing agent by the molecular weight of a carboxylic acid-type polymer, and proposes the method of designing the composition of an admixture optimally. The range of the molecular weight of the carboxylic acid-based polymer that exhibits the function as a dispersant is about 1000 to 50000 in a broad sense. If the molecular weight is higher than this, thickening occurs and the fluidity is lowered. Within this range, those having a small molecular weight are fast adsorbed to cement particles, and thus contribute to improvement of dispersibility early after addition. On the other hand, those having a large molecular weight are slow to adsorb to the cement particles, and thus contribute to improvement in dispersibility with a delay, that is, contribute to dispersibility retention.
本発明では、分散剤としての機能を発揮する分子量の範囲から、２つの異なる分子量を選択し、選択した低分子量ポリマーと高分子量ポリマーの２種類のカルボン酸ポリマーの混合割合を調整することで、早期の分散性と分散性保持性のいずれにも優れた混和剤を実現するものである。一定の合成法で得られたカルボン酸ポリマーは、通常、１つのピークをもつ分子量分布を有するので、ここでは分子量分布のピーク値をそのカルボン酸ポリマーの分子量とみなすこととする。 In the present invention, by selecting two different molecular weights from the range of molecular weights that exhibit the function as a dispersant, and adjusting the mixing ratio of the two types of carboxylic acid polymers of the selected low molecular weight polymer and high molecular weight polymer, An admixture excellent in both early dispersibility and dispersibility retention is realized. Since the carboxylic acid polymer obtained by a certain synthesis method usually has a molecular weight distribution having one peak, the peak value of the molecular weight distribution is regarded as the molecular weight of the carboxylic acid polymer.
従って、本発明で用いるセメントスラリーの混和剤は、分子量分布が２つのピークを有するように低分子量ポリマーと高分子量ポリマーとを組合せて混合されたカルボン酸系ポリマーからなるものである。低分子量ポリマーと高分子量ポリマーの２種類のカルボン酸系ポリマーは、化学式が同じものでも異なるものでもよい。 Therefore, the admixture of the cement slurry used in the present invention is composed of a carboxylic acid polymer mixed with a combination of a low molecular weight polymer and a high molecular weight polymer so that the molecular weight distribution has two peaks. The two types of carboxylic acid polymers of the low molecular weight polymer and the high molecular weight polymer may be the same or different in chemical formula.
このような混和剤は、硬化材であるセメント系材料に対し０．５〜３．０重量％添加される。セメント系材料は、例えば、普通ポルトランドセメント、高炉セメント等である。液体である混和剤は、セメントスラリーの調製においてセメント系材料と水を根練りする際に、混練り用の水に添加される。従って、セメントスラリーは、セメント系材料と、混和剤と、水とからなる。水とセメント系材料との比が「水セメント比」である。 Such an admixture is added in an amount of 0.5 to 3.0% by weight with respect to the cementitious material which is a hardener. The cementitious material is, for example, ordinary portland cement, blast furnace cement, or the like. The liquid admixture is added to the kneading water when the cement-based material and water are kneaded in preparing the cement slurry. Therefore, the cement slurry is composed of a cement-based material, an admixture, and water. The ratio of water to cementitious material is the “water cement ratio”.
本発明によれば、水セメント比が０．６のセメントスラリーを高圧噴射撹拌工法（グラウト工法ともいう）に適用することが可能であることが、以下の試験により確認された。高圧噴射撹拌工法は、地上から地中（３０ｍ〜５０ｍ）まで直径１５ｃｍ程度の削孔を行い、孔内に管を通してセメントスラリーを超高圧（５〜４０ＭＰａ）で圧送し、ジェット噴流により周辺地盤を切削して土砂を地上に排出しながらセメントスラリーと撹拌混合することで地中に柱状の固化改良体を造成する地盤改良工法である。 According to the present invention, it was confirmed by the following test that a cement slurry having a water cement ratio of 0.6 can be applied to a high-pressure jet stirring method (also referred to as a grout method). In the high-pressure jet agitation method, a hole with a diameter of about 15 cm is drilled from the ground to the ground (30 to 50 m), the cement slurry is pumped into the hole through a pipe at ultrahigh pressure (5 to 40 MPa), and the surrounding ground is removed by a jet jet. It is a ground improvement method that creates a columnar solidified improvement body in the ground by cutting and discharging the earth and sand to the ground while mixing with cement slurry.
また、高圧噴射撹拌工法に適用することが可能であるので、機械式撹拌工法（セメント系深層混合処理工法ともいう）に適用することも当然に可能である。機械式撹拌工法は、撹拌翼を用いて地盤を切削しながらセメントスラリーを注入して固化改良体を造成する地盤改良工法である。 In addition, since it can be applied to the high-pressure jet stirring method, it can naturally be applied to a mechanical stirring method (also referred to as a cement-based deep mixing method). The mechanical stirring method is a ground improvement method in which a cement slurry is injected while cutting the ground using a stirring blade to create a solidified improved body.
以下の試験では、最も低い水セメント比を０．６として試験を行ったが、水セメント比０．６においても良好な噴射を行うことができたことから、水セメント比が０．５程度までは十分に施工可能と考えられる。 In the following tests, the test was performed with the lowest water cement ratio set to 0.6. However, since the water jet ratio was 0.6, the water cement ratio was about 0.5. Is considered to be sufficiently constructed.
＜試験方法＞
（１）試験試料
・セメントスラリーの使用材料
(i)硬化材（セメント系材料）：普通ポルトランドセメント
(ii)混和剤：比較例（メトロエイド（登録商標）−Ｆ（(株)菱晃）
実施例（分子量の異なる２種のカルボン酸系ポリマーの混合物）
・水／セメント（Ｗ／Ｃ）比：１．０、０．８、０．６の３種
（２）実機を用いた噴射試験方法
・工法：高圧噴射攪拌工法
・混和剤添加量：硬化材（セメント系材料）の１重量％
・硬化材噴射圧力Ｐ：４０（ＭＰａ）
・硬化材吐出量ｑｃ：１３０（リットル／分）
（３）セメントスラリーの特性試験方法
・流動性試験：ＪＳＣＥ−Ｆ５２１規格（社団法人土木学会団体規格）による。Ｐ漏斗を用いたフロー試験であり、流出口から流出し始めた流体が初めて途切れるまでの流下時間を測定した。
・粘性試験：ＶＧメーター（回転粘度計）を用いて粘性を測定した。
・ブリーディング試験：ＪＳＣＥ−Ｆ５２２規格（社団法人土木学会団体規格）による。ポリエチレン袋に充填したセメントスラリーの３時間後及び２４時間後の水の分離の程度を測定した。
・密度試験：マッドバランスを用いて噴射直前に密度を測定した。
・圧縮強度試験：コンクリートの圧縮強度試験方法ＪＩＳ Ａ １１０８によりセメントミルクの固化後の圧縮強度を測定した。
<Test method>
(1) Test sample-Materials used for cement slurry
(i) Hardener (cement-based material): Normal Portland cement
(ii) Admixture: Comparative Example (MetroAid (registered trademark) -F (Ryokan Co., Ltd.))
Example (mixture of two carboxylic acid polymers having different molecular weights)
・ Water / cement (W / C) ratio: 1.0, 0.8, 0.6 (2) Injection test method using actual machine ・ Construction method: High-pressure injection stirring method ・ Admixture addition amount: Hardener 1% by weight of (cement-based material)
・ Curing material injection pressure P: 40 (MPa)
・ Curing material discharge qc: 130 (liters / minute)
(3) Cement slurry characteristic test method-Fluidity test: According to JSCE-F521 standard (Corporate Society of Civil Engineers group standard). It was a flow test using a P funnel, and the flow time until the fluid that started to flow out from the outlet was interrupted for the first time was measured.
Viscosity test: Viscosity was measured using a VG meter (rotary viscometer).
-Bleeding test: According to JSCE-F522 standard (Japan Society of Civil Engineers group standard). The degree of water separation after 3 hours and 24 hours of the cement slurry filled in the polyethylene bag was measured.
Density test: The density was measured immediately before injection using a mud balance.
-Compressive strength test: The compressive strength after solidification of cement milk was measured according to the compressive strength test method JIS A 1108 of concrete.
＜試験結果＞
（１）実機を用いた噴射試験結果
表１に示すように、実施例０．８及び実施例０．６において良好に噴射することができた。これに対し、比較例は、比較例１．０のみ良好に噴射できた。
<Test results>
(1) Result of injection test using actual machine As shown in Table 1, it was possible to inject well in Example 0.8 and Example 0.6. On the other hand, the comparative example was able to inject only comparative example 1.0 satisfactorily.
（２）セメントスラリーの特性試験結果
（２−１）流動性試験結果
表２に示すように、実施例０．６では、零時間後（当初）の流下時間が９．７５秒であり、３時間後の流下時間が１０．１２秒であったのに対し、比較例０．６ではそれぞれ１０．７８秒及び１１．７７秒であった。
この結果から、実施例では、セメントスラリーの零時間後（当初）の流下時間を１０秒以下とし、３時間後の流下時間を１０．５秒以下とすることができることが確認できた。
(2) Cement slurry characteristic test results (2-1) Fluidity test results As shown in Table 2, in Example 0.6, the flow-down time after zero hours (initial) was 9.75 seconds, and 3 The flow time after the time was 10.12 seconds, while in Comparative Example 0.6, they were 10.78 seconds and 11.77 seconds, respectively.
From this result, in the Example, it was confirmed that the flow time after zero hours (initial) of the cement slurry can be 10 seconds or less, and the flow time after 3 hours can be 10.5 seconds or less.
（２−２）粘性試験結果
表３に示すように、実施例０．８及び実施例０．６は、それぞれ比較例０．８及び比較例０．６より粘性が低いことが判る。
(2-2) Viscosity Test Results As shown in Table 3, it can be seen that Example 0.8 and Example 0.6 have lower viscosities than Comparative Example 0.8 and Comparative Example 0.6, respectively.
（２−３）ブリーディング試験結果
表４に示すように、実施例０．８及び実施例０．６は、それぞれ比較例１．０よりも時間経過後のブリーディング率が小さいことから、セメントスラリーが分離し難い、すなわち分散性がよく、分散性保持性もよいことが判る。
(2-3) Bleeding test results As shown in Table 4, each of Example 0.8 and Example 0.6 has a smaller bleeding rate after the elapse of time than Comparative Example 1.0. It can be seen that it is difficult to separate, that is, it has good dispersibility and good dispersibility.
（２−４）密度試験結果
表５は、密度試験結果を示す。水セメント比が小さいほど、セメント系材料の割合が多くなるため密度は高くなっている。
(2-4) Density test results Table 5 shows the density test results. The smaller the water-cement ratio, the higher the density because the proportion of cementitious material increases.
（２−５）圧縮強度試験結果
表６は、圧縮強度試験結果を示す。実施例０．８及び実施例０．６は、比較例１．０に比べてセメントミルク固化体の圧縮強度が大きいことが確認された。
＜試験結果についての総括＞
試験結果から、所定の混和剤を含みかつ低水セメント比のセメントスラリー（例えばＷ／Ｃが０．６〜０．８）を用いた高圧噴射撹拌工法が実施可能であることが確認された。この試験結果により、従来の高水セメント比（例えばＷ／Ｃが１．０）のセメントスラリーを用いた高圧噴射撹拌工法による地盤改良工法に比べ、本発明による高圧噴射撹拌工法による地盤改良工法を行った場合、固化改良体の強度が向上すること、並びに、排泥を抑制できることが裏付けられたといえる。
<Summary of test results>
From the test results, it was confirmed that a high-pressure jet agitation method using a cement slurry containing a predetermined admixture and having a low water cement ratio (for example, W / C is 0.6 to 0.8) can be carried out. From this test result, the ground improvement method by the high pressure jet agitation method according to the present invention is compared with the ground improvement method by the high pressure injection agitation method using the cement slurry having the conventional high water cement ratio (for example, W / C is 1.0). When performed, it can be said that the strength of the solidified improvement body is improved and that the mud can be suppressed.
上記の目的を達成するために、本発明は、以下の構成を提供する。
本発明の態様は、混和剤を添加したセメントスラリーを用いた高圧噴射撹拌工法であって、前記セメントスラリーを超高圧で圧送し、ジェット噴流により周辺地盤を切削して土砂を地上に排出しながらセメントスラリーと撹拌混合することで地中に柱状の固化体を造成する工法であり、前記混和剤は、分子量分布が２つのピークを有するように低分子量ポリマーと高分子量ポリマーとを組合せこれらを混合したカルボン酸系ポリマーからなり、かつ、硬化材であるセメント系材料に対し０．５〜３．０重量％添加して水セメント比０．６のセメントスラリーとしたとき、前記セメントスラリーのＪＳＣＥ−Ｆ５２１規格（社団法人土木学会団体規格）による当初の流動性が１０秒以下でありかつ３時間後の流動性が１０．５秒以下となるように前記低分子量ポリマーと前記高分子量ポリマーとが混合されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following configuration.
An aspect of the present invention is a high-pressure jet agitation method using a cement slurry to which an admixture is added. The cement slurry is pumped at an ultra-high pressure, and the surrounding ground is cut by a jet jet to discharge the earth and sand to the ground. It is a method of creating a columnar solidified body in the ground by stirring and mixing with cement slurry. The admixture is a combination of a low molecular weight polymer and a high molecular weight polymer so that the molecular weight distribution has two peaks. When a cement slurry having a water-cement ratio of 0.6 is obtained by adding 0.5 to 3.0% by weight to the cement-based material which is a hardened material, the JSCE- The initial fluidity according to F521 standard (Japan Society of Civil Engineers) is less than 10 seconds and the fluidity after 3 hours is less than 10.5 seconds Wherein characterized in that the low molecular weight polymer and the high molecular weight polymer is mixed.
Claims (4)
前記セメントスラリーを超高圧で圧送し、ジェット噴流により周辺地盤を切削して土砂を地上に排出しながらセメントスラリーと撹拌混合することで地中に柱状の固化改良体を造成する工法であり、
前記セメントスラリーに添加される混和剤は、分子量分布が２つのピークを有するように低分子量ポリマーと高分子量ポリマーとを組合せこれらを混合したカルボン酸系ポリマーからなり、かつ、硬化材であるセメント系材料に対し０．５〜３．０重量％添加して水セメント比０．６のセメントスラリーとしたとき、前記セメントスラリーのＪＳＣＥ−Ｆ５２１規格（社団法人土木学会団体規格）による当初の流動性が１０秒以下でありかつ３時間後の流動性が１０．５秒以下となるように前記低分子ポリマーと前記高分子量ポリマーとが混合されていることを特徴とする、低水セメント比のセメントスラリーを用いた高圧噴射撹拌工法。 A high-pressure jet stirring method using a cement slurry with a low water cement ratio,
The cement slurry is pumped at an ultra-high pressure, and is a method of creating a columnar solidified improvement body in the ground by stirring and mixing with the cement slurry while discharging the earth and sand to the ground by cutting the surrounding ground with a jet jet,
The admixture added to the cement slurry is composed of a carboxylic acid polymer obtained by combining a low molecular weight polymer and a high molecular weight polymer so that the molecular weight distribution has two peaks and mixing them, and is a cement material that is a hardener When 0.5 to 3.0% by weight is added to the material to make a cement slurry with a water cement ratio of 0.6, the initial fluidity of the cement slurry according to the JSCE-F521 standard (corporation of civil engineering society) A cement slurry having a low water cement ratio, characterized in that the low molecular weight polymer and the high molecular weight polymer are mixed so that the flowability after 3 hours is 10.5 seconds or less for 10 seconds or less. High-pressure jet agitation method using
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