JP2023133018A - Ground injection method and ground injection material - Google Patents

Ground injection method and ground injection material Download PDF

Info

Publication number
JP2023133018A
JP2023133018A JP2022038674A JP2022038674A JP2023133018A JP 2023133018 A JP2023133018 A JP 2023133018A JP 2022038674 A JP2022038674 A JP 2022038674A JP 2022038674 A JP2022038674 A JP 2022038674A JP 2023133018 A JP2023133018 A JP 2023133018A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ground
injection
silica
injection material
concentration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2022038674A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7146202B1 (en
Inventor
隆光 佐々木
Takamitsu Sasaki
百合花 角田
Yurika Tsunoda
智大 田井
Tomohiro Tai
俊介 島田
Shunsuke Shimada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyokado Engineering Co Ltd
Original Assignee
Kyokado Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyokado Engineering Co Ltd filed Critical Kyokado Engineering Co Ltd
Priority to JP2022038674A priority Critical patent/JP7146202B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7146202B1 publication Critical patent/JP7146202B1/en
Publication of JP2023133018A publication Critical patent/JP2023133018A/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

To provide an environmentally friendly ground injection method and ground injection material by converting the conventional qualitative techniques into quantitative techniques in order to further develop the conventional invention and reduce the environmental load of the ground injection.SOLUTION: The present invention relates to a ground injection material that is made of non-alkali silica grout with a silica concentration of 1 to 40 w/vol% and a pH of 1 to 10, and is injected into the ground to form a ground improvement area. The ground injection material contains water-soluble reaction products such that the concentration of the water-soluble reaction products derived from the ground injection material does not affect the environment within the ground improvement area, and consists of a silica concentration that meets the injection purpose for the ground conditions and a formulation that is compatible with the applied construction method.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、非アルカリシリカグラウトを用いた耐久グラウトおよび耐久グラウト注入工法であって、環境負荷の少ない、または、環境負荷を低減した、耐久性に優れた地盤注入材および地盤注入工法に関するものである。 The present invention relates to a durable grout and a durable grout injection method using non-alkali silica grout, and relates to a highly durable ground injection material and a ground injection method that have little or reduced environmental impact. be.

近年、薬液注入工法が本設注入工として、護岸や建造物直下、都市のインフラなどの液状化対策工に恒久グラウトが採用されるケースが増えてきた。また、仮設注入においても耐久グラウトとして、その適用範囲が拡がるにつれ、地下水や地下埋設物、海産生物等への影響などの環境保全性が要求される。 In recent years, there has been an increase in the number of cases in which permanent grout is used as a permanent grout method for liquefaction prevention works such as seawalls, directly beneath buildings, and urban infrastructure. Furthermore, as the scope of its application expands as a durable grout for temporary injection, environmental protection such as impact on groundwater, underground structures, marine life, etc. is required.

本設注入、特に液状化対策工は、経済性を得るために大きな注入孔間隔(1.0~3.0m)で、数時間~十数時間の連続注入による広範囲浸透固結を行うため(表17)、それが可能な長いゲル化時間で、しかも長期耐久性を保持する溶液型シリカグラウトを用いなくてはならない(図1、図2)。また、掘削工事においても既存のコンクリート構造物周辺部、直下部の或いは今後コンクリート構造物を構築する予定の地盤の地盤改良において、長いゲル化による浸透性、長期耐久性と水中固結性に優れたシリカグラウトの適用が要求される。永年にわたる研究の結果、脱アルカリした非アルカリシリカ溶液が適合することが実証されている。脱アルカリにはイオン交換法や金属シリカ法によるコロイダル法と酸性中和剤による中和法(シリカゾル法)とがある(図1、図2)。 For permanent injection, especially for liquefaction countermeasure works, in order to obtain economic efficiency, wide-area infiltration and consolidation is performed by continuous injection for several hours to more than ten hours at large injection hole intervals (1.0 to 3.0 m). Table 17), a solution type silica grout that has a long gelation time and maintains long-term durability must be used (Figures 1 and 2). In addition, during excavation work, it can be used to improve the surrounding area of existing concrete structures, directly under it, or the ground where concrete structures are planned to be constructed in the future. Application of silica grout is required. Years of research have demonstrated the suitability of dealkalized non-alkaline silica solutions. Dealalization includes a colloidal method using an ion exchange method or a metal silica method, and a neutralization method using an acidic neutralizing agent (silica sol method) (Figures 1 and 2).

恒久グラウトとして用いられる活性複合シリカ(コロイドと水ガラスを含有するシリカグラウト)も中酸性系水ガラスグラウト(水ガラスと酸を有効成分とするシリカゾルグラウト)も水ガラスの中和剤として酸を用いる。酸としては、硫酸またはリン酸や無機酸性塩、或いは有機酸や有機酸の塩を用いているが、経済性を考慮して硫酸を用いる場合が多い。また、助剤として各種無機塩や有機酸の塩、アルカリに対して酸として作用する酢酸エステルや炭酸エステル等のエステル類、グリオキザール等のアルデヒド類等の有機反応剤を用いることもある。 Both activated composite silica (silica grout containing colloid and water glass) used as permanent grout and medium acidic water glass grout (silica sol grout containing water glass and acid as active ingredients) use acid as a neutralizing agent for water glass. . As the acid, sulfuric acid or phosphoric acid, an inorganic acid salt, an organic acid, or a salt of an organic acid is used, but sulfuric acid is often used in consideration of economic efficiency. In addition, organic reactants such as various inorganic salts, salts of organic acids, esters such as acetic esters and carbonic esters that act as acids against alkalis, and aldehydes such as glyoxal may be used as auxiliaries.

非アルカリシリカグラウトは、主剤として水ガラス、シリカコロイドのいずれか、または複数を用いたものであり、シリカゲルの劣化要因となるアルカリを除去したグラウトである。図1、図2に、非アルカリシリカグラウトの特性を示す。水ガラスのアルカリの除去は、酸による中和、或いは、イオン交換法または金属シリカ法によるシリカコロイド化によって行われるが、後者はいずれもアルカリが無視できるほど少ないので、水ガラスの酸による中和が主となる。酸としては、硫酸が経済的であるため、主として使用される。このため本出願人は、硫酸イオンの環境に対する影響を配慮した環境保全型の耐久性に優れた非アルカリシリカグラウトおよび地盤注入工法の開発を行った。 Non-alkali silica grout is a grout that uses water glass, silica colloid, or both as a main ingredient, and is a grout from which alkali, which causes deterioration of silica gel, has been removed. Figures 1 and 2 show the characteristics of non-alkali silica grout. Removal of alkali from water glass is carried out by neutralization with acid, or by silica colloid formation using ion exchange method or metal silica method, but in both cases, the alkali content is negligible, so neutralization of water glass with acid is performed. is the main thing. As the acid, sulfuric acid is mainly used because it is economical. For this reason, the applicant has developed an environmentally friendly, highly durable non-alkali silica grout and a ground injection method that takes into account the impact of sulfate ions on the environment.

本出願人はすでに、非アルカリシリカグラウトにおける硫酸イオンのコンクリート構造物に対する影響を低減する工法や保護工法について出願を行っている(特許文献1~6)。 The present applicant has already filed applications for construction methods and protection construction methods for reducing the influence of sulfate ions on concrete structures in non-alkali silica grout (Patent Documents 1 to 6).

しかし、地盤注入の実際においては、硫酸イオンを含む非アルカリシリカグラウトが地中構造物に対して影響を及ぼさない程度の硫酸イオンを含み、かつ、地中に注入するにあたって地盤注入の目的と注入方式、注入設計、浸透を可能にするゲルタイムに適合する配合処方からなる地盤注入材でなくては、耐久性と環境保全性とを同時に満たすことができない。 However, in actual ground injection, non-alkaline silica grout containing sulfate ions must contain enough sulfate ions to have no effect on underground structures, and when injecting into the ground, it is necessary to Unless the ground injection material has a formulation that is compatible with the method, injection design, and gel time that enables penetration, it is not possible to simultaneously satisfy durability and environmental protection.

なお、本明細書中、以下の名称は、強化土エンジニヤリング株式会社の登録商標である。恒久グラウト(登録第4354870号、登録第4360797号)、耐久シリカ(登録第5925766号)、本設(登録第5153955号)、コロイダル(登録第5274223号、登録第5255070号)、シリカゾル(登録第4044042号)、複合シリカ(登録第4334170号)、活性シリカ(登録第4263001号)、活性複合シリカ(登録第5490920号、登録第5497092号)、複合注入(登録第3057154号)、非アルカリシリカ(登録第6322403号)、マスキングシリカ(登録第4629139号)、マスキングセパレート(登録第5381384号)、活性シリカコロイド(商標登録第4295262号、商標登録第4189116号)。 In this specification, the following names are registered trademarks of Reinforced Soil Engineering Co., Ltd. Permanent grout (Registration No. 4354870, Registration No. 4360797), Durable silica (Registration No. 5925766), Honsetsu (Registration No. 5153955), Colloidal (Registration No. 5274223, Registration No. 5255070), Silica sol (Registration No. 4044042) ), composite silica (registration no. 4334170), activated silica (registration no. 4263001), activated composite silica (registration no. 5490920, registration no. 5497092), composite injection (registration no. 3057154), non-alkali silica (registration No. 6322403), Masking Silica (Registration No. 4629139), Masking Separate (Registration No. 5381384), Activated Silica Colloid (Trademark Registration No. 4295262, Trademark Registration No. 4189116).

特許第5277380号公報Patent No. 5277380 特許第5309384号公報Patent No. 5309384 特許第4948661号公報Patent No. 4948661 特許第4766532号公報Patent No. 4766532 特許第4827039号公報Patent No. 4827039 特許第4780803号公報Patent No. 4780803

本発明は、上記の先願発明をさらに発展せしめ、注入地盤の環境負荷を低減するために、従来の定性的な技術を定量的技術として、耐久性に優れた環境保全型の耐久グラウト地盤注入材および耐久グラウト地盤注入工法を提供することを目的とする。 The present invention further develops the above-mentioned invention of the prior application, and in order to reduce the environmental load of the grouting ground, the conventional qualitative technique is changed to a quantitative technique to perform durable grouting into the ground, which is environmentally friendly and has excellent durability. The purpose is to provide materials and durable grouting methods.

本発明者らは、永年にわたる室内実験、野外試験を通して、硫酸を含む耐久性のある非アルカリシリカグラウトがコンクリート構造物に対して影響を及ぼさない程度の硫酸イオン濃度を含み、かつ、地盤に注入するにあたって注入目的を満たすシリカ濃度、多様な地盤状況において適用する注入方式、注入設計、浸透可能なゲルタイムに適合するシリカ濃度、硫酸イオン濃度の配合処方からなる非アルカリシリカグラウトでなくてはならないという課題に取り組んできた成果から、今回の発明に到ったものである。 Through many years of indoor and field experiments, the present inventors have found that durable non-alkali silica grout containing sulfuric acid contains sulfate ions at a level that does not affect concrete structures, and that it can be injected into the ground. In order to do so, the non-alkaline silica grout must have a silica concentration that satisfies the injection purpose, a silica concentration that meets the injection method and injection design applicable to various ground conditions, a silica concentration that meets the permeable gel time, and a sulfate ion concentration. The present invention was developed as a result of efforts to address this issue.

本発明は、水ガラスのアルカリを酸で中和した非アルカリシリカグラウトであって、地盤状況に対し、注入目的を満たす強度を有し、適用する注入工法、注入設計に適合し、かつ、浸透性、固結性、耐久性に優れていると共に環境保全に優れた配合処方からなる耐久グラウトおよび耐久グラウト地盤注入工法に係る発明である。 The present invention is a non-alkali silica grout made by neutralizing the alkali of water glass with an acid, which has strength that satisfies the purpose of injection in relation to ground conditions, is compatible with the applied injection method and injection design, and has a high penetration rate. This invention relates to a durable grout that has a formulation that is excellent in hardness, solidification, and durability, and is environmentally friendly, and a durable grout injection method into the ground.

以下に、本発明の概略について述べるものとする。 An outline of the present invention will be described below.

本発明者らは、地盤中に注入された非アルカリシリカグラウトの硫酸イオン濃度が地下水で希釈されて低減することを、ホモゲル、サンドゲルからの硫酸イオンの水中への溶出率とゲル中の残存率の実験によって確認し(図4)、注入液の硫酸イオン濃度は地盤中に注入された後はゲルから溶出して時間と共に比較的短期間に低減することを数値的に実証した(図4、表7)。 The present inventors have demonstrated that the sulfate ion concentration of non-alkaline silica grout injected into the ground is reduced by being diluted with groundwater. (Fig. 4), and numerically demonstrated that the sulfate ion concentration of the injection solution elutes from the gel after being injected into the ground and decreases over time in a relatively short period of time (Fig. 4, Table 7).

次に、ゲルからの硫酸イオンの低減要因をYとし(表10)、Yを残存率△とした場合、硫酸イオン濃度(a)の地盤注入材を地盤中に注入した場合の残存硫酸イオン濃度(△)(表10)から注入地盤の硫酸イオン濃度(X)を設定して、その濃度がモルタル供試体に影響する濃度(W)以下になる注入液の配合処方を設定するものとした。 Next, when the reduction factor of sulfate ions from gel is Y (Table 10) and Y is the residual rate △, the residual sulfate ion concentration when a ground injection material with sulfate ion concentration (a) is injected into the ground. (Δ) The sulfate ion concentration (X) of the injection ground was set from (Table 10), and the formulation of the injection solution was set so that the concentration was equal to or less than the concentration (W) that affected the mortar specimen.

硫酸イオンの低減要因には地盤状況、地下水状況が影響するところから、それを具体的に把握するために、注入地盤中の地盤状況、地下水状況に対応して適応する非アルカリシリカ溶液のタイプを設定した(表4)。次に、硫酸イオンの低減要因(Y)を△としてまとめて(表10)、それぞれの△に対して、地盤中の硫酸イオン(X)を算出して、(X)がコンクリート構造物に安全かを確認し、安全でなければ安全な手段を付与するものとした(図20~図29)。 The reduction factor of sulfate ions is affected by the ground conditions and groundwater conditions, so in order to understand this concretely, we decided to select a type of non-alkaline silica solution that is suitable for the ground conditions and groundwater conditions in the injected ground. (Table 4). Next, the reduction factors (Y) for sulfate ions are summarized as △ (Table 10), and for each △, sulfate ions (X) in the ground are calculated, and (X) is safe for concrete structures. If it is not safe, safety measures will be provided (Figures 20 to 29).

しかし、そのX値がコンクリートに対して安全でも、実際の施工にあたっては、その硫酸イオン濃度の注入材が種々の地盤条件下で注入目的を満たす強度(図3(d))を得るシリカ濃度を持ち(図1(c)、図3)、注入方式(図11、図12、表6)、注入設計(表17)、浸透を可能にするゲルタイム(図1(b)(c)、図6~図10、図32、図33)等の条件に適合する配合処方からなる非アルカリシリカグラウトでなくてはならない。このため本発明者らは、水ガラスのモル比、水ガラス濃度、pH、硫酸イオン濃度、ゲルタイム、固結強度の関係を明らかにし(図1(b)(c))、さらに、具体的な水ガラス濃度、硫酸イオン濃度、ゲルタイムの試験例(図1、図6~図10、表11)と、注入方式、注入設計、浸透試験法および浸透試験結果(図13~図17)、耐久試験結果(図3(c))から、コンクリートに影響を生じない硫酸イオンを含む注入液の配合処方を設定することを可能にしたものである。 However, even if the X value is safe for concrete, in actual construction, the silica concentration must be determined so that the injection material with the sulfate ion concentration has the strength (Figure 3 (d)) that meets the injection purpose under various ground conditions. retention (Fig. 1(c), Fig. 3), injection method (Fig. 11, Fig. 12, Table 6), injection design (Table 17), and gel time that enables penetration (Fig. 1(b), (c), Fig. 6). It must be a non-alkali silica grout with a formulation that meets the conditions as shown in Figures 10, 32, and 33). For this reason, the present inventors clarified the relationship among water glass molar ratio, water glass concentration, pH, sulfate ion concentration, gel time, and consolidation strength (Figure 1 (b) and (c)), and furthermore, Test examples of water glass concentration, sulfate ion concentration, gel time (Figure 1, Figures 6 to 10, Table 11), injection method, injection design, penetration test method and penetration test results (Figures 13 to 17), durability test From the results (Figure 3(c)), it was possible to set a formulation for an injection solution containing sulfate ions that would not affect concrete.

以上より、従来の環境保全型注入材または注入工法は定性的技術であったが、本発明によって定量的技術になったものである。なお、本発明では、注入方式、注入設計(表16、表17、図11、図12、図32)、浸透を可能にするゲルタイムの設定(図6~図10)等のいずれかまたは複数を、「施工法」と表現した。 From the above, conventional environmentally friendly injection materials or injection methods were qualitative techniques, but the present invention has turned them into quantitative techniques. In addition, in the present invention, any or more of the injection method, injection design (Table 16, Table 17, Figure 11, Figure 12, Figure 32), gel time setting to enable penetration (Figures 6 to 10), etc. , described as a ``construction method.''

一般に化学物質は、コンクリートの耐久性に対して多かれ少なかれ何らかの影響をもつ。薬液注入工法に用いる注入材には化学薬品が使用されるが、注入材のコンクリートに対する影響は、単に化学薬品とコンクリートとの関係と同列に論じることはできない。 Generally, chemicals have some effect on the durability of concrete. Chemicals are used in the injection materials used in the chemical injection method, but the influence of the injection materials on concrete cannot simply be discussed in the same way as the relationship between chemicals and concrete.

薬液注入で一般的に用いられている反応剤である硫酸化合物、重炭酸塩、塩化物等は、いずれもそれ自体をコンクリートに作用させ続ければ多かれ少なかれ悪影響をもつ。これらのうち硫酸化合物について言えば、硫安(硫酸アンモニウム)等の肥料や食品添加物も含め、近代の化学工業における基本材料であって、工業用排水や建設工事における排水の中和処理剤としても、広く一般に用いられている。なお、硫酸イオンは自然界に広く存在し、海水では2.649(‰、g/kg)、河川では15.11mg/L程度は含有されている(「工業用水と排水処理」、日本工業新聞社、P.4,5)。 Reactants commonly used in chemical injection, such as sulfuric compounds, bicarbonates, and chlorides, all have more or less negative effects if they continue to act on concrete. Among these, sulfuric compounds are basic materials in the modern chemical industry, including fertilizers such as ammonium sulfate (ammonium sulfate) and food additives, and are also used as neutralizing treatment agents for industrial wastewater and wastewater from construction work. Widely used. Sulfate ions are widely present in the natural world, with concentrations of 2.649 (‰, g/kg) in seawater and 15.11 mg/L in rivers ("Industrial Water and Wastewater Treatment", Nippon Kogyo Shimbun) , P.4,5).

また、硫酸イオンは温泉土、火山堆積物、河川の底土、ボタ山等に広く分布しており、これらがコンクリートに悪影響を及ぼすといった文献上の記載は、これらが実質的に無限に存在し、一定の濃度で半永久的にコンクリートに作用し続ける場合について論じているのである。 In addition, sulfate ions are widely distributed in hot spring soil, volcanic deposits, river bottom soil, trash piles, etc., and there are virtually no references in the literature that they have a negative effect on concrete. We are discussing the case where it continues to act on concrete semi-permanently at a constant concentration.

コンクリートの脆化原因について、コンクリートが脆化、膨張、破壊を引き起こすのは、硫酸塩による劣化によるものとして知られている。この反応でエトリンガイトが生成する際に、大きな膨張圧が生じる。この膨張圧により、コンクリートが破壊される。また、乾湿が繰り返されると、局部的な破壊、硫酸塩のコンクリートへの滲入が繰り返され、破壊が進行する。 Concerning the causes of concrete embrittlement, it is known that the cause of concrete embrittlement, expansion, and destruction is due to deterioration due to sulfates. When ettringite is produced in this reaction, a large expansion pressure is generated. This expansion pressure destroys the concrete. Moreover, when drying and wetting are repeated, localized destruction and sulfate seepage into the concrete are repeated, and the destruction progresses.

これに対し、薬液注入材として考える場合、上述の条件とは以下の点で異なることを考慮する必要がある。
i)地盤中に注入される薬液は、注入地盤全体の地下水からみた場合、量的にも極めて限定されたものであり、また、注入期間や場所的にも限定されたものであって、コンクリートに永続的に作用し続けるものではない。
ii)地盤中に注入された注入液は、土粒子間に浸透した後にゲルを形成する。ゲル化物のうちゲルを構成したシリカ分を除く水溶性反応生成物は、急速に地下水中に溶出する。コンクリート構造物に対する影響は、注入液のpHによるものではなく、水溶性反応生成物である硫酸イオンの濃度による。シリカグラウトの水溶性反応生成物および濃度は、シリカ分の組成、反応剤の組成、ゲルタイム等、配合処方によって異なる。
iii)ゲルから地下水中に溶出した硫酸イオンは、地下水中で拡散して濃度が低下し、それとともにゲル中に残存する硫酸イオン濃度は低下し、最終的には消散する(図4、図5および自然界の硫酸イオン濃度)。
iv)以上の理由により、地盤に注入された注入材のうちゲル化物を形成するシリカ分を除いた硫酸イオンは、地下水による希釈・拡散によって比較的短期間のうちに急速に濃度が低下し、一定濃度でいつまでもコンクリートに作用するものではない。
v)しかし、シリカゲルからの硫酸イオンの地下水への溶出速度は、地盤条件や地下水条件等によって異なる。従って、環境保全型の耐久性や固結性に優れた地盤注入材は、pHが非アルカリ領域(pHが1~10)であって、硫酸イオンが注入地盤において地盤条件や地下水条件下でコンクリート構造物への影響を及ぼさない濃度であり、かつ、注入目的や注入方式、注入設計(図32)、浸透を可能にするゲルタイム等、施工法に適合する配合処方からなる注入材であることが要求される。前述したように、本発明においては、注入方式、注入設計、浸透を可能にするゲルタイムの設定、のいずれかまたは複数を、「施工法」として表現する。
On the other hand, when considering it as a drug solution injection material, it is necessary to consider the following points that differ from the above-mentioned conditions.
i) The chemical solution injected into the ground is extremely limited in quantity when viewed from the groundwater level of the entire injected ground, and is also limited in terms of injection period and location. It is not something that continues to work permanently.
ii) The injection liquid injected into the ground forms a gel after penetrating between the soil particles. Water-soluble reaction products, excluding the silica component that constituted the gel, rapidly dissolve into groundwater. The effect on concrete structures is not due to the pH of the injection solution but to the concentration of sulfate ions, which are water-soluble reaction products. The water-soluble reaction product and concentration of silica grout vary depending on the formulation, such as the composition of the silica component, the composition of the reactant, and the gel time.
iii) The sulfate ions eluted from the gel into the groundwater diffuse into the groundwater and the concentration decreases, and at the same time the concentration of sulfate ions remaining in the gel decreases and eventually dissipates (Figures 4 and 5 and natural sulfate ion concentrations).
iv) For the above reasons, the concentration of sulfate ions, excluding the silica component that forms gels, in the injection material injected into the ground rapidly decreases in concentration in a relatively short period of time due to dilution and diffusion by groundwater. It does not act on concrete forever at a constant concentration.
v) However, the elution rate of sulfate ions from silica gel into groundwater varies depending on ground conditions, groundwater conditions, etc. Therefore, a ground injection material that is environmentally friendly and has excellent durability and consolidation properties is one that has a pH in the non-alkaline range (pH 1 to 10) and that sulfate ions can be used in concrete under ground conditions or groundwater conditions in the implanted ground. The injection material must be at a concentration that does not affect the structure, and has a formulation that is compatible with the construction method, including the injection purpose, injection method, injection design (Figure 32), and gel time to enable penetration. required. As described above, in the present invention, any one or more of the injection method, injection design, and gel time setting that enables penetration is expressed as a "construction method."

このような点から、本発明者らは本発明に到達した。 From this point of view, the present inventors have arrived at the present invention.

本発明の地盤注入材は、シリカ濃度が1~40w/vol%、pHが1~10である非アルカリシリカグラウトからなり、地盤に注入して地盤改良領域を形成する地盤注入材であって、
前記地盤注入材は、該地盤注入材由来の水溶性反応生成物の濃度が、前記地盤改良領域内で環境に影響を及ぼさない程度の水溶性反応生成物を含み、かつ、地盤状況に対して注入目的を満たすシリカ濃度と適用する施工法に適合した配合処方からなることを特徴とするものである。
The ground injection material of the present invention is composed of a non-alkali silica grout having a silica concentration of 1 to 40 w/vol% and a pH of 1 to 10, and is a ground injection material that is injected into the ground to form a ground improvement area,
The ground injection material contains a water-soluble reaction product whose concentration is such that the concentration of water-soluble reaction products derived from the ground injection material does not affect the environment within the ground improvement area, and the concentration of water-soluble reaction products derived from the ground injection material is such that it does not affect the environment in the ground improvement area, and It is characterized by having a silica concentration that satisfies the purpose of injection and a formulation that is compatible with the applied construction method.

本発明においては、前記地盤注入材が、水ガラスまたはシリカコロイドのうちのいずれかまたは複数のシリカ成分と、該シリカ成分中のアルカリを中和する酸性剤を有効成分として含み、該地盤注入材由来の水溶性反応生成物である硫酸イオンの濃度が、該地盤改良領域内で構造物に影響を及ぼさない程度の硫酸イオンを含み、かつ、前記地盤状況において注入目的を満たすシリカ濃度を有するとともに、適用される施工法に適合する浸透性を有するゲルタイムを可能にする配合処方からなるものとすることが好ましい。 In the present invention, the ground injection material contains as active ingredients one or more silica components of water glass or silica colloid, and an acidic agent that neutralizes alkali in the silica component, and the ground injection material The concentration of sulfate ions, which are water-soluble reaction products from the origin, contains sulfate ions to an extent that does not affect the structures in the ground improvement area, and has a silica concentration that satisfies the purpose of injection in the ground condition. It is preferable that the formulation be comprised of a formulation that enables a gel time with permeability that is compatible with the applied construction method.

本発明においては、前記地盤改良領域における前記地盤注入材由来の水溶性反応生成物としての硫酸イオンの濃度が、地盤中においてコンクリートに影響を及ぼさない程度の硫酸イオンを含み、かつ、注入目的を満たす強度を得るシリカ濃度、および、適用する施工法に適合する浸透性を得る配合処方からなることが好ましい。 In the present invention, the concentration of sulfate ions as a water-soluble reaction product derived from the ground injection material in the ground improvement area contains sulfate ions in the ground to an extent that does not affect concrete, and the purpose of injection is achieved. It is preferable that the composition has a silica concentration that achieves the required strength and a formulation that provides permeability that is compatible with the applied construction method.

本発明においては、前記酸性剤が、硫酸化合物または非硫酸化合物のうちのいずれかまたは複数であることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the acidic agent is one or more of a sulfuric acid compound and a non-sulfuric acid compound.

本発明においては、前記非硫酸化合物が、硫酸以外の無機酸、有機酸またはこれらの酸性塩のうちのいずれかまたは複数であることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the non-sulfuric acid compound is one or more of an inorganic acid other than sulfuric acid, an organic acid, or an acidic salt thereof.

本発明においては、前記地盤注入材が、リン酸化合物、金属イオン封鎖剤およびキレート剤のうちのいずれかまたは複数を有効成分とすることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the ground injection material contains one or more of a phosphoric acid compound, a sequestering agent, and a chelating agent as an active ingredient.

本発明において、前記地盤注入材は、前記地盤改良領域における前記地盤注入材由来の水溶性反応生成物としての硫酸イオンの濃度が、以下の手法によって、地盤中において、前記環境に影響を及ぼさない程度の濃度、または、該環境および前記構造物に影響を及ぼさない程度の濃度に調整されるとともに、注入地盤に対して注入目的を満たすシリカ濃度および適用する施工法に適合する配合処方を有するものであることが好ましい。
1)前記地盤改良領域内に含まれるカルシウムと前記地盤注入材中の硫酸イオンとが前記地盤中で硫酸カルシウムとなって固定されることで該地盤中の硫酸イオン濃度を低減する。
2)前記地盤改良領域に、セメントベントナイト、カルシウムシリケート若しくはスラグ系のカルシウム含有の懸濁型注入材またはカルシウム含有の溶液型注入材を一次注入した後、前記地盤注入材を二次注入材として注入し、該懸濁型注入材またはカルシウム含有の溶液型注入材の注入量により該硫酸イオンを含有する地盤注入材の注入率を低減することによって、該地盤注入材由来の水溶性反応生成物としての硫酸イオンの濃度を低減する。
3)前記地盤改良領域内に、非硫酸系注入材の注入部分、低硫酸系注入材の注入部分または注入材の非注入部分を設けて、該地盤改良領域内の硫酸イオンを低減する。
4)前記地盤改良領域から地下水中に硫酸イオンが溶出して、該地盤改良領域中の硫酸イオンが低減することを想定する。
5)前記地盤注入材に含まれるシリカ成分の一部または全部をシリカコロイドで置き換えて、該地盤改良領域内の硫酸イオンを低減する。
6)前記地盤注入材に含まれる反応剤として、非硫酸化合物および硫酸化合物のうちのいずれかまたは双方を用いる。
7)前記地盤改良領域内または前記地盤注入材中で硫酸イオンを固定して、該地盤改良領域内の硫酸イオンを低減する。例えば、一次注入によるセメント、または、カルシウム含有注入材により硫酸イオン含有二次注入材中の硫酸イオンを固定して、注入地盤中の硫酸イオンの濃度を環境に影響を及ぼさないと想定される濃度まで低減することができる。
8)前記地盤改良領域を、アルカリ系水ガラスグラウトおよび硫酸系の前記地盤注入材の注入によって地盤改良するものとし、該アルカリ系水ガラスグラウトの注入率を、該硫酸系の地盤注入材由来の水溶性反応生成物の濃度が環境に影響を及ぼさない程度の濃度まで低減する注入率とする。
9)前記地盤注入材中の硫酸イオンの一部または全部を非硫酸イオンで置き換える。
10)前記地盤注入材中に、例えば、カルシウム材を加えて、硫酸イオンの一部または全部を捕捉する。
11)前記地盤改良領域内のコンクリート構造物の周辺部について、下記(1)~(5)のうちのいずれかまたは複数を併用することにより、該地盤改良領域内の硫酸系の前記地盤注入材の硫酸イオン濃度を、該コンクリート構造物に影響を及ぼさないと想定される濃度まで低減する。
(1)水ガラス系注入材
(2)懸濁系注入材
(3)低硫酸化合物系注入材
(4)硫酸化合物系注入材および非硫酸化合物系注入材の併用
(5)リン酸化合物、金属イオン封鎖剤およびキレート剤のうちのいずれかまたは複数を含む注入材
12)前記地盤改良領域内のコンクリート構造物の周辺部を、リン酸化合物、金属イオン封鎖剤およびキレート剤のうちのいずれかまたは複数を含む非アルカリシリカグラウトで固結する。
In the present invention, the ground injection material is such that the concentration of sulfate ions as a water-soluble reaction product derived from the ground injection material in the ground improvement area does not affect the environment in the ground by the following method. The silica concentration is adjusted to a certain level, or the concentration is adjusted to a level that does not affect the environment and the structure, and has a silica concentration that satisfies the purpose of injection into the ground and a formulation that is compatible with the applied construction method. It is preferable that
1) Calcium contained in the ground improvement area and sulfate ions in the ground injection material become calcium sulfate and are fixed in the ground, thereby reducing the sulfate ion concentration in the ground.
2) After primary injection of cement bentonite, calcium silicate, or slag-based calcium-containing suspension-type injection material or calcium-containing solution-type injection material into the ground improvement area, the above-mentioned ground injection material is injected as a secondary injection material. By reducing the injection rate of the sulfate ion-containing ground injection material by the injection amount of the suspension type injection material or the calcium-containing solution type injection material, water-soluble reaction products derived from the ground injection material can be treated. reduce the concentration of sulfate ions.
3) A non-sulfuric acid injection part, a low sulfuric acid injection material injection part, or a non-injection part of the injection material is provided in the ground improvement area to reduce sulfate ions in the ground improvement area.
4) It is assumed that sulfate ions are eluted from the ground improvement area into groundwater and the sulfate ions in the ground improvement area are reduced.
5) Part or all of the silica component contained in the ground injection material is replaced with silica colloid to reduce sulfate ions in the ground improvement area.
6) As a reactive agent contained in the ground injection material, one or both of a non-sulfuric acid compound and a sulfuric acid compound is used.
7) Fixing sulfate ions in the ground improvement area or in the ground injection material to reduce sulfate ions in the ground improvement area. For example, by fixing sulfate ions in primary injection cement or secondary injection materials containing sulfate ions with calcium-containing injection materials, the concentration of sulfate ions in the implanted ground can be adjusted to a level that is assumed to have no impact on the environment. It can be reduced to
8) The ground improvement area is to be improved by injecting the alkaline water glass grout and the sulfuric acid-based ground injection material, and the injection rate of the alkaline water glass grout is set to The injection rate is set to reduce the concentration of water-soluble reaction products to a level that does not affect the environment.
9) Part or all of the sulfate ions in the ground injection material are replaced with non-sulfate ions.
10) For example, a calcium material is added to the ground injection material to trap some or all of the sulfate ions.
11) For the surrounding area of the concrete structure in the ground improvement area, by using one or more of the following (1) to (5) in combination, the sulfuric acid-based ground injection material in the ground improvement area The concentration of sulfate ions in the concrete structure is reduced to a concentration that is assumed not to affect the concrete structure.
(1) Water glass injection materials (2) Suspension injection materials (3) Low sulfate compound injection materials (4) Combination of sulfate compound injection materials and non-sulfate compound injection materials (5) Phosphoric acid compounds, metals An injection material containing one or more of an ion sequestering agent and a chelating agent 12) The surrounding area of the concrete structure in the ground improvement area is treated with one or more of a phosphoric acid compound, a metal ion sequestering agent, and a chelating agent. Consolidate with non-alkali silica grout containing multiple.

本発明において、前記地盤注入材は、前記地盤改良領域内のコンクリート構造物、地盤状況、地下水状況および注入条件のうちのいずれかまたは複数に基づき、該地盤改良領域内の硫酸イオンの濃度が前記地盤注入材由来の水溶性反応生成物の挙動に対応して前記コンクリート構造物への影響を低減できる量となり、かつ、採用する施工法に適合した配合処方からなるものであることが好ましい。 In the present invention, the ground injection material has a concentration of sulfate ions in the ground improvement area that is based on one or more of the concrete structure, ground condition, groundwater situation, and injection conditions in the ground improvement area. It is preferable that the amount is such that the influence on the concrete structure can be reduced in response to the behavior of the water-soluble reaction product derived from the ground injection material, and that the formulation is compatible with the construction method employed.

本発明においては、前記地盤注入材が、前記地盤改良領域内の硫酸イオン濃度(X)が最大値W以下となるような硫酸イオンの濃度(a)を有し、かつ、適用する前記地盤および施工法において注入目的を満たす配合処方からなることが好ましい。 In the present invention, the ground injection material has a sulfate ion concentration (a) such that the sulfate ion concentration (X) in the ground improvement area is equal to or lower than a maximum value W, and the ground injection material to which it is applied It is preferable that the composition be made of a formulation that satisfies the purpose of injection in the construction method.

本発明において、前記地盤注入材は、下記(1)~(6)のうちのいずれかまたは複数の手法によって、注入地盤状況および地下水状況に応じて、前記地盤改良領域または注入固結体における前記地盤注入材由来の水溶性反応生成物の濃度が、コンクリート構造物への影響を及ぼさない程度の濃度に調整されており、前記地盤状況および注入目的を満たすシリカ濃度を有するとともに適用する施工法に適合し、かつ、浸透性を有するゲルタイムを可能にする配合処方からなるものとする。
(1)注入目的および前記地盤状況からのシリカ濃度の設定。
(2)前記地盤改良領域における水溶性反応生成物のコンクリート構造物への影響を低減する要因(Y)における水溶性反応生成物の溶出率(α)と残存率(△)の設定。
(3)コンクリート構造物に影響を及ぼさないと想定される前記地盤における硫酸イオン濃度の最大値(W)の設定。
(4)地盤条件および前記低減要因(Y)からの、前記地盤における硫酸イオン濃度(X)の設定。
(5)W≧X(=A×a×Y)を満たす前記地盤注入材の硫酸イオンの濃度(a)の設定。
(6)注入目的、地盤状況および適用する施工法に適合した、注入目的を満たすシリカ濃度と硫酸イオンの濃度(a)に対応する前記地盤注入材の配合処方の設定。
In the present invention, the ground injection material is applied to the ground improvement area or the injection solids according to the injection ground condition and groundwater condition by one or more of the following methods (1) to (6). The concentration of the water-soluble reaction product derived from the ground injection material is adjusted to a level that does not affect the concrete structure, and the silica concentration satisfies the above ground conditions and injection purpose, and the applied construction method It shall consist of a formulation that is compatible and allows for a gel time that is permeable.
(1) Setting the silica concentration based on the injection purpose and the ground conditions.
(2) Setting the elution rate (α) and residual rate (Δ) of the water-soluble reaction product in the factor (Y) that reduces the influence of the water-soluble reaction product on the concrete structure in the ground improvement area.
(3) Setting the maximum value (W) of sulfate ion concentration in the ground that is assumed not to affect the concrete structure.
(4) Setting the sulfate ion concentration (X) in the ground based on the ground conditions and the reduction factor (Y).
(5) Setting the concentration (a) of sulfate ions in the ground injection material that satisfies W≧X (=A×a×Y).
(6) Setting the formulation of the ground injection material corresponding to the silica concentration and sulfate ion concentration (a) that satisfies the injection purpose, which is compatible with the injection purpose, ground condition, and applied construction method.

このようにして本発明の注入材は、注入地盤において、注入目的を満たすシリカ濃度(図1(c)、図3)と適用する施工法(注入方式(図11、図12)、注入設計(表16、表17)、浸透を可能にするゲルタイム(図1(b)、(c)、図6~図10))に適合した注入液の配合処方における硫酸イオン濃度(a)を地盤に注入した場合の地盤中における硫酸イオンの残存率から、地中構造物の安全性を満たす配合処方を設定することができる。また、設定した地盤注入材の配合処方が注入目的、地盤状況、施工法(注入工法、注入設計、ゲルタイム)に適合し、かつ、コンクリートに対して安全かどうかを確認することができる。 In this way, the injection material of the present invention has a silica concentration that satisfies the injection purpose (Fig. 1 (c), Fig. 3), an applied construction method (injection method (Fig. 11, Fig. 12), and an injection design ( Table 16, Table 17), sulfate ion concentration (a) in the formulation of the injection solution that is compatible with the gel time that enables penetration (Figures 1 (b), (c), Figures 6 to 10)) is injected into the ground. Based on the residual rate of sulfate ions in the ground, it is possible to set a formulation that satisfies the safety of underground structures. In addition, it is possible to check whether the set formulation of the ground injection material is compatible with the injection purpose, ground condition, construction method (injection method, injection design, gel time), and is safe for concrete.

本発明の地盤注入材は、前記地盤改良領域内のコンクリート構造物、地盤状況、地下水状況および注入条件のうちのいずれかまたは複数に基づき、前記地盤注入材由来の水溶性反応生成物の挙動に対応して該水溶性反応生成物の環境への影響を低減する要因(Y)を定量的に設定し、環境への影響を低減するとともに、地盤状況および適用する施工法に適合する注入目的を満たすシリカ濃度と硫酸イオンの濃度(a)に対応する配合処方からなるものとすることができる。 The ground injection material of the present invention changes the behavior of the water-soluble reaction product derived from the ground injection material based on any or more of the concrete structure, ground condition, groundwater condition, and injection conditions in the ground improvement area. Correspondingly, we quantitatively set the factors (Y) that reduce the environmental impact of the water-soluble reaction product, and in addition to reducing the environmental impact, we determined the purpose of injection that is compatible with the ground conditions and the applied construction method. It can be made of a formulation corresponding to the silica concentration and sulfate ion concentration (a) to be satisfied.

本発明においては、前記地盤改良領域内のコンクリート構造物への硫酸イオンの影響を低減する要因(Y)における水溶性反応生成物の溶出率を(α)、残存率を(△)として、前記低減要因(Y)として下記△1~△7のうちのいずれかまたは複数を設定することができる。
=A×a W≧X
=A×a×Y W≧X
A: 注入率(%)/100
a:注入材中の硫酸イオン濃度(ppm)
,X:注入地盤中の硫酸イオン濃度
△1:前記地盤改良領域内に非注入部分を設け、非注入部分の比率をα(=溶出率)としたときの、改良地盤中における硫酸イオンの残存率 △1=1-α
△2:地下水中に硫酸イオンが溶出する溶出率をαとしたときの、前記地盤改良領域内における硫酸イオンの残存率 △2=1-α
△3:前記地盤改良領域内における硫酸イオンの固定率をα(=溶出率)としたときの、該地盤改良領域内における硫酸イオンの残存率 △3=1-α
△4:前記地盤改良領域内における非硫酸系注入材、または、低硫酸系注入材による硫酸系注入材の硫酸イオンの置換率をα(=溶出率)としたとき、該地盤改良領域内における硫酸イオンの残存率 △4=1-α
△5:前記地盤注入材中のシリカ成分のコロイドによる置換率をα(=溶出率)としたとき、前記地盤改良領域内における硫酸イオンの残存率 △5=1-α
△6:前記地盤注入材中において硫酸イオンの一部または全部を捕捉し、その捕捉率をα(=溶出率)としたとき、前記地盤改良領域内における硫酸イオンの残存率 △6=1-α
△7:前記地盤改良領域内の前記地盤注入材の注入率を低減し、該注入率の低減率をα(=溶出率)としたとき、該地盤改良領域内における硫酸イオンの残存率 △7=1-α
In the present invention, the elution rate of the water-soluble reaction product in the factor (Y) for reducing the influence of sulfate ions on the concrete structure in the ground improvement area is set as (α), and the residual rate is set as (△). Any or more of the following △1 to △7 can be set as the reduction factor (Y).
X 1 =A×a W 1 ≧X 1
X 2 =A×a×Y W 2 ≧X 2
A: Injection rate (%)/100
a: Sulfate ion concentration in the injection material (ppm)
X 1 , Residual rate of sulfate ion △1=1-α 1
△2: Residual rate of sulfate ions in the ground improvement area, when the elution rate of sulfate ions into groundwater is α 2 △ 2 = 1 - α 2
△3: When the fixation rate of sulfate ions in the ground improvement area is α 3 (=elution rate), the residual rate of sulfate ions in the ground improvement area △3=1−α 3
△4: When the substitution rate of sulfate ions of sulfate-based injection material by non-sulfuric acid-based injection material or low-sulfuric acid-based injection material in the ground improvement area is α 4 (=elution rate), within the ground improvement area Residual rate of sulfate ions in △4=1-α 4
△5: When the substitution rate of the silica component in the ground injection material with the colloid is α 5 (=elution rate), the residual rate of sulfate ions in the ground improvement area △ 5 = 1 - α 5
△6: When some or all of the sulfate ions are captured in the ground injection material and the capture rate is α 6 (=elution rate), the residual rate of sulfate ions in the ground improvement area △6=1 -α 6
△7: When the injection rate of the ground injection material in the ground improvement area is reduced and the reduction rate of the injection rate is α 7 (= elution rate), the residual rate of sulfate ions in the ground improvement area △ 7=1-α 7

なお、本発明において、ゲルからの硫酸イオンの溶出率という表現は、ゲル中の硫酸イオンの低減率という表現に置き換えることができる。 In the present invention, the expression "elution rate of sulfate ions from the gel" can be replaced with the expression "reduction rate of sulfate ions in the gel".

本発明の地盤注入材は、前記地盤改良領域または注入固結体中の硫酸イオン濃度(X)が、コンクリート構造物に影響を及ぼさないと想定される最大値W以下となるような硫酸イオンの濃度(a)を有し、かつ、適用する前記地盤状況および適用する施工法において注入目的を満たす配合処方を有することが好ましい。 The ground injection material of the present invention contains sulfate ions such that the sulfate ion concentration (X) in the ground improvement area or the injected compact is below the maximum value W that is assumed not to affect the concrete structure. It is preferable to have the concentration (a) and a formulation that satisfies the purpose of injection in the applied ground condition and applied construction method.

本発明の地盤注入材は、シリカ濃度1~40w/vol%、硫酸イオン濃度50,000~5,000ppmの硫酸系注入材からなる非アルカリ性シリカグラウトであって、前記地盤改良領域または注入固結体における硫酸イオン濃度(X)が、コンクリート構造物に影響を及ぼさないと想定される最大値Wに対しW≧Xを満たす硫酸イオン濃度(a)を含有し、かつ、注入目的を満たすシリカ濃度と適用する地盤状況および施工法において注入目的を満たす配合処方を有することが好ましい。 The ground injection material of the present invention is a non-alkaline silica grout made of a sulfuric acid-based injection material with a silica concentration of 1 to 40 w/vol% and a sulfate ion concentration of 50,000 to 5,000 ppm, and is The sulfate ion concentration (X) in the body contains a sulfate ion concentration (a) that satisfies W≧X with respect to the maximum value W that is assumed not to affect the concrete structure, and the silica concentration that satisfies the purpose of injection. It is preferable to have a formulation that satisfies the injection purpose under the applied ground conditions and construction method.

本発明の地盤注入材は、硫酸イオン濃度が50,000~5,000ppmの範囲内の非アルカリシリカグラウトであって、該非アルカリシリカグラウトを注入した地盤の硫酸イオン濃度が構造物に影響を及ぼさない程度の硫酸イオンを含み、かつ、注入目的を満たすシリカ濃度と適用する地盤状況および施工法に適合する配合処方からなることが好ましい。 The ground injection material of the present invention is a non-alkali silica grout with a sulfate ion concentration within the range of 50,000 to 5,000 ppm, and the sulfate ion concentration of the ground into which the non-alkali silica grout is injected does not affect the structure. It is preferable that the composition contains sulfate ions at a low level, and has a silica concentration that satisfies the purpose of injection, and a formulation that is compatible with the applied ground conditions and construction method.

本発明の地盤注入材は、シリカ濃度が注入目的を満たす濃度であり、かつ、硫酸イオン濃度が注入地盤において、環境に対して影響を及ぼさない程度の硫酸イオンを含み、該注入地盤における土中ゲルタイムが施工法に適合する配合処方からなることが好ましい。 The ground injection material of the present invention has a silica concentration that satisfies the purpose of injection, and a sulfate ion concentration that does not affect the environment in the injection ground, and contains sulfate ions in the soil in the injection ground. It is preferable that the gel time consists of a formulation that is compatible with the construction method.

本発明の地盤注入工法は、上記地盤注入材を、地盤に注入することを特徴とするものである。 The ground injection method of the present invention is characterized by injecting the above-mentioned ground injection material into the ground.

本発明の地盤注入工法においては、前記地盤注入材由来の硫酸イオンの濃度を(a)とし、前記地盤改良領域または注入固結体における硫酸イオン濃度を(X)として、コンクリート構造物に影響を及ぼさないと想定される硫酸イオン濃度Xの最大値をWとし、前記地盤中の水溶性反応生成物の低減要因を(Y)とし、低減要因(Y)はゲルからの該水溶性反応生成物としての硫酸イオンの溶出率(α)およびゲル中の硫酸イオンの残存率(△)に関わるものとして(△=1-α)、(Y)は下記△1~△7のうちのいずれかまたは複数を設定することができる。
=A×a W≧X
=A×a×Y W≧X
A: 注入率(%)/100
a:注入液中の硫酸イオン濃度(ppm)
,X:注入地盤中の硫酸イオン濃度
:注入地盤中で注入液の硫酸イオン濃度が希釈されることなく地盤中に残存された場合の地盤中の硫酸イオンの濃度
:注入地盤中で注入液の硫酸イオン濃度が低減された注入地盤中の硫酸イオン濃度
△1:前記地盤改良領域内に非注入部分を設け、非注入部分の比率をαとしたときの、改良地盤中における硫酸イオンの残存率 △1=1-α(ここでαは注入地盤のゲルからの硫酸イオンの溶出率に相当する)
△2:地下水中に硫酸イオンが溶出する溶出率をαとしたときの、前記地盤改良領域内における硫酸イオンの残存率 △2=1-α(ここでαは注入地盤のゲルからの硫酸イオンの溶出率に相当する)
△3:前記地盤改良領域内における硫酸イオンの固定率をαとしたときの、該地盤改良領域内における硫酸イオンの残存率 △3=1-α(ここでαは注入地盤のゲルからの硫酸イオンの溶出率に相当する)
△4:前記地盤改良領域内における非硫酸系注入材、または、低硫酸系注入材による硫酸系注入材の硫酸イオンの置換率をαとしたとき、該地盤改良領域内における硫酸イオンの残存率 △4=1-α(ここでαは注入地盤のゲルからの硫酸イオンの溶出率に相当する)
△5:前記地盤注入材中のシリカ成分のコロイドによる置換率をαとしたとき、前記地盤改良領域内における硫酸イオンの残存率 △5=1-α(ここでαは注入地盤のゲルからの硫酸イオンの溶出率に相当する)
△6:前記地盤注入材中において硫酸イオンの一部または全部を捕捉し、その捕捉率をαとしたとき、前記地盤改良領域内における硫酸イオンの残存率 △6=1-α(ここでαは注入地盤のゲルからの硫酸イオンの溶出率に相当する)
△7:前記地盤改良領域内の前記地盤注入材の注入率を低減し、該注入率の低減率をαとしたとき、該地盤改良領域内における硫酸イオンの残存率 △7=1-α(ここでαは注入地盤のゲルからの硫酸イオンの溶出率に相当する)
In the ground injection method of the present invention, the concentration of sulfate ions derived from the ground injection material is set as (a), and the sulfate ion concentration in the ground improvement area or the injection solids is set as (X), so as to have no effect on the concrete structure. The maximum value of the sulfate ion concentration Regarding the elution rate (α) of sulfate ions and the residual rate (△) of sulfate ions in the gel (△=1-α), (Y) is one of the following △1 to △7 or Multiple settings can be made.
X 1 =A×a W 1 ≧X 1
X 2 =A×a×Y W 2 ≧X 2
A: Injection rate (%)/100
a: Sulfate ion concentration in the injection solution (ppm)
X 1 , X 2 : Sulfate ion concentration in the implanted ground The sulfate ion concentration in the implanted ground where the sulfate ion concentration of the injection solution is reduced △1: improvement when a non-injected part is provided in the ground improvement area and the ratio of the non-injected part is α 1 Residual rate of sulfate ions in the ground △1=1-α 1 (Here, α 1 corresponds to the elution rate of sulfate ions from the gel in the injected ground)
△2: The residual rate of sulfate ions in the ground improvement area , where α 2 is the elution rate of sulfate ions in the groundwater. (corresponds to the elution rate of sulfate ions)
△3: When the fixation rate of sulfate ions in the ground improvement area is α3 , the residual rate of sulfate ions in the ground improvement area △3=1− α3 (here, α3 is the gel of the injected ground) (corresponds to the elution rate of sulfate ions from
△4: When the replacement rate of sulfate ions in the sulfate-based injection material by the non-sulfuric acid-based injection material or the low-sulfuric acid-based injection material in the ground improvement area is α 4 , the residual sulfate ions in the ground improvement area Rate △4=1- α4 (here, α4 corresponds to the elution rate of sulfate ions from the gel at the injection site)
△5: When the replacement rate of the silica component in the ground injection material by the colloid is α5 , the residual rate of sulfate ions in the ground improvement area is △5=1− α5 (here, α5 is the ratio of the silica component in the ground injection material to the colloid). (corresponds to the elution rate of sulfate ions from the gel)
△6: When some or all of the sulfate ions are captured in the ground injection material and the capture rate is α 6 , the residual rate of sulfate ions in the ground improvement area is △ 6 = 1 - α 6 (here (α 6 corresponds to the elution rate of sulfate ions from the gel at the injection site)
△7: When the injection rate of the ground injection material in the ground improvement area is reduced and the reduction rate of the injection rate is α7 , the residual rate of sulfate ions in the ground improvement area △7=1−α 7 (Here, α 7 corresponds to the elution rate of sulfate ions from the gel at the injection site)

なお、上記において、非注入部分の比率、ゲル中の硫酸イオンの低減率、固定率、置換率、捕捉率という表現をゲルからの硫酸イオンの溶出率αという表現と同一とした。なぜならば、いずれも注入地盤全体におけるゲルからの硫酸イオン濃度が低減することになるから、注入地盤全体として硫酸イオンが溶出したことと同じであり、地盤改良領域全体における地中構造物に影響する硫酸イオンが少なくなったことを意味しているからである。 In the above, the expressions ``ratio of non-injected portion, reduction rate of sulfate ions in the gel, fixation rate, substitution rate, and capture rate'' are the same as the expression ``elution rate α of sulfate ions from the gel.'' This is because in either case, the concentration of sulfate ions from the gel in the entire implanted ground decreases, which is the same as sulfate ions being eluted from the entire implanted ground, which affects underground structures in the entire ground improvement area. This is because it means that the amount of sulfate ions has decreased.

また、上記において、濃縮系で硫酸イオンが増大する場合は、硫酸イオン低減要因Yは硫酸イオンの変動率と表現することができる。その場合は、非硫酸系反応剤を用いるか若しくは併用する非硫酸系反応剤を増やすか、または、カルシウム含有懸濁液やカルシウム含有溶液型グラウトの併用により注入地盤中の硫酸イオン濃度がコンクリートに影響を生じない注入地盤の硫酸イオン濃度に低減する配合処方からなる注入材を用いるものとする。 Further, in the above, when sulfate ions increase in the concentration system, the sulfate ion reduction factor Y can be expressed as the fluctuation rate of sulfate ions. In that case, use a non-sulfate-based reactive agent or increase the amount of non-sulfated-based reactive agents used in combination, or use a calcium-containing suspension or calcium-containing solution type grout to reduce the concentration of sulfate ions in the concrete. An injection material with a formulation that reduces the sulfate ion concentration in the injection ground to a level that does not cause any adverse effects shall be used.

本発明においては、前記地盤に非硫酸系注入材を注入するとともに、該非硫酸系注入材の注入部分にアルカリ系水ガラスグラウトを注入し、該アルカリ系水ガラスグラウトとして、含まれるアルカリ分の量が、該注入部分周辺の酸性シリカグラウトに含まれる酸分によってほとんど中和されるものを用いることが好ましい。これにより、アルカリ系水ガラスのアルカリ分が中和されることによって耐久性を付与し、かつ、強度を増加せしめることができる。 In the present invention, a non-sulfuric acid injection material is injected into the ground, and an alkaline water glass grout is injected into the injection area of the non-sulfuric acid injection material, and the amount of alkali contained in the alkaline water glass grout is However, it is preferable to use a material that is almost neutralized by the acid content contained in the acidic silica grout around the injection part. This neutralizes the alkali content of the alkaline water glass, thereby imparting durability and increasing strength.

本発明においては、図31に示すように、前記地盤改良領域を、硫酸系注入材とともにアルカリ系グラウト、カルシウム含有グラウトまたは懸濁型グラウトのいずれかまたは複数の非硫酸系注入材を併用して注入するものとし、該アルカリ系グラウト、カルシウム含有グラウトまたは懸濁型グラウトの注入率をAとし、前記酸性シリカグラウトの注入率をAとし、
前記アルカリ系グラウトを用いる場合は、アルカリが前記酸性シリカグラウトの酸により中和されることによって、該アルカリ系グラウトの耐久性が得られるものとし、該酸性シリカグラウトの注入率Aにおいて硫酸イオンが構造物に影響を生じないと想定される注入率になるように設定するものとし、
非硫酸系注入材として、前記カルシウム含有グラウトまたは懸濁型グラウトを用いる場合は、注入率Aを、前記酸性シリカグラウトの注入率Aにおいて硫酸イオンが構造物に影響を生じないと想定される注入率となるように設定することによって、
前記地盤改良領域の耐久性と環境保全性が得られるものとすることができる。
また、上記において地盤改良領域の硫酸イオン濃度は、硫酸イオン含有注入液の注入率が減少することによって低減するのみならず、硫酸イオンがカルシウムによって硫酸カルシウムとして捕捉(固定)されることによっても低減する。
さらに、同様に一次注入においてカルシウム含有グラウトとして懸濁型グラウトを用いる場合も、地盤改良領域の硫酸イオン濃度は、全注入率から一次注入材の注入率を除いた硫酸イオン含有注入材による二次注入材の注入率が低減したことによる硫酸イオンの低減の他に、二次注入材の硫酸イオンが一次注入材のカルシウムによって捕捉(固定)されることによっても低減される(表1、△3,4,6,7)。
In the present invention, as shown in FIG. 31, the ground improvement area is treated with a sulfuric acid-based injection material and one or more of alkaline grout, calcium-containing grout, or suspension grout. and the injection rate of the alkaline grout, calcium-containing grout, or suspension grout is A1 , and the injection rate of the acidic silica grout is A2 ,
When using the alkaline grout, the durability of the alkaline grout is obtained by neutralizing the alkali with the acid of the acidic silica grout, and at an injection rate A2 of the acidic silica grout, sulfate ions shall be set so that the injection rate is assumed to have no effect on the structure,
When using the calcium-containing grout or suspension type grout as the non-sulfuric acid grout, the injection rate A1 is changed to the acidic silica grout injection rate A2 , which is assumed that sulfate ions will not affect the structure. By setting the injection rate to
The durability and environmental protection of the ground improvement area can be achieved.
In addition, in the above, the sulfate ion concentration in the ground improvement area is reduced not only by decreasing the injection rate of the sulfate ion-containing injection solution, but also by the sulfate ions being captured (fixed) as calcium sulfate by calcium. do.
Furthermore, similarly, when suspension type grout is used as the calcium-containing grout in primary injection, the sulfate ion concentration in the ground improvement area is calculated by subtracting the injection rate of the primary injection material from the total injection rate. In addition to the reduction in sulfate ions due to a reduction in the injection rate of the injection material, the sulfate ions in the secondary injection material are also reduced by being captured (fixed) by the calcium in the primary injection material (Table 1, △3 , 4, 6, 7).

本発明によれば、水ガラスまたはシリカコロイドのうちのいずれかまたは複数のシリカ成分と、該シリカ成分中のアルカリを中和する酸性剤を有効成分として含み(図1、図2)、この地盤注入材由来の水溶性反応生成物の硫酸イオン濃度(表11、図10、表13)が、地盤改良領域内で構造物に影響を及ぼさないと想定される濃度であって(表10)、かつ、地盤状況および注入目的を満たす強度を得るシリカ濃度(図1(c)、図3)を有するとともに適用される施工法(注入方式(図11、図12、表16)、注入設計(表16、表17、図32)および浸透を可能にするゲルタイム(図1、図6~図10))に適合した配合処方からなる地盤注入材とすることで、環境保全性に優れた耐久地盤注入工法が可能になった。 According to the present invention, the silica component of water glass or silica colloid or a plurality of silica components and an acidic agent that neutralizes the alkali in the silica component are included as active ingredients (FIGS. 1 and 2), The sulfate ion concentration of the water-soluble reaction product derived from the injection material (Table 11, Figure 10, Table 13) is a concentration that is assumed not to affect the structure within the ground improvement area (Table 10), It also has a silica concentration (Fig. 1 (c), Fig. 3) that achieves the strength that satisfies the ground condition and injection purpose, as well as the applied construction method (injection method (Fig. 11, Fig. 12, Table 16), injection design (Table 1). 16, Table 17, Fig. 32) and gel time (Fig. 1, Fig. 6 to Fig. 10)), which enables penetration, allows for durable ground injection with excellent environmental protection. construction method became possible.

本発明の地盤注入材は、シリカ濃度1~40w/vol%、水ガラス、シリカコロイドの1種または複数を主成分とし、主成分のアルカリを除去する中和剤として硫酸またはリン酸の1種または複数を有効成分とする非アルカリ性シリカグラウトであって(図1、図2)、地盤注入領域または注入固結体における硫酸イオン濃度(X)が、コンクリート構造物に影響を及ぼさないと想定される最大値Wに対しW≧Xとなる硫酸イオン濃度(a)を有し、かつ、注入地盤状況と注入目的を満たすシリカ濃度を有し、適用する注入工法、注入設計に適合したゲルタイムと浸透性を有する配合処方からなる地盤注入材とすることができる。 The ground injection material of the present invention has a silica concentration of 1 to 40 w/vol%, contains one or more of water glass and silica colloid as a main component, and uses one of sulfuric acid or phosphoric acid as a neutralizing agent to remove the main component alkali. or a non-alkaline silica grout containing multiple active ingredients (Figures 1 and 2), and it is assumed that the sulfate ion concentration (X) in the ground injection area or in the injection aggregate will not affect the concrete structure. It has a sulfate ion concentration (a) such that W≧X for the maximum value W, and has a silica concentration that satisfies the injection ground condition and injection purpose, and has a gel time and penetration that are compatible with the applied injection method and injection design. It can be made into a ground injection material consisting of a compounding prescription that has properties.

本発明によれば、注入地盤の環境負荷を低減した、環境保全型の地盤注入工法および地盤注入材を提供することが可能となった。 According to the present invention, it has become possible to provide an environmentally friendly ground injection method and ground injection material that reduce the environmental load on the ground.

非アルカリシリカグラウトのゲル化特性を示す。The gelling properties of non-alkali silica grout are shown. [H]/[SiOとゲルタイムの関係を示す。The relationship between [H + ]/[SiO 2 ] n and gel time is shown. 水ガラス(n=3)のモル濃度とpHとゲルタイムと強度の関係を示す。The relationship between molar concentration, pH, gel time, and strength of water glass (n=3) is shown. シリカグラウトのゲルタイムとpHと耐久性の関係を示す。The relationship between gel time, pH, and durability of silica grout is shown. 活性複合シリカの固結強度と経時的強度変化と種々の固結土の強度試験結果を示す。The consolidated strength of activated composite silica, changes in strength over time, and strength test results of various consolidated soils are shown. ホモゲル、サンドゲルからのSO --の溶出率と残存率を示す。The elution rate and residual rate of SO 4 -- from homogel and sand gel are shown. 水中養生したホモゲルのSO --の経時的変化を示す。Figure 3 shows changes over time in SO 4 -- of a homogel cured in water. 非アルカリシリカグラウトの反応剤添加量とpHとゲルタイムの関係を示す。The relationship between the amount of reactant added, pH, and gel time of non-alkali silica grout is shown. 土中Ca含有量と土中ゲルタイムGTと土中pHを示す。The soil Ca content, soil gel time GT S , and soil pH S are shown. シリカゾルグラウトのホモゲルとサンドゲルのゲルタイムを示す。The gel time of silica sol grout homogel and sand gel is shown. 各種現場土における活性複合シリカグラウトのpHと土中ゲルタイムを示す。The pH and soil gel time of active composite silica grout in various on-site soils are shown. 非アルカリシリカグラウトにおける酸の種類とゲルタイムの関係の例を示す。An example of the relationship between the type of acid and gel time in non-alkali silica grout is shown. 各種浸透注入工法の例を示す。Examples of various penetration injection methods are shown. 複数の注入孔からの同時浸透注入工法の例を示す。An example of simultaneous penetration injection method from multiple injection holes is shown. 供試体作製装置を示す。The specimen preparation device is shown. 浸透法による固結供試体の作製状況を示す。This figure shows the preparation of a solidified specimen using the infiltration method. 浸透法による注入液浸透試験装置を示す。This figure shows an injection liquid penetration test device using the penetration method. 一次元注入試験状況を示す。The one-dimensional injection test situation is shown. 浸透距離および一軸圧縮強度を示す。Penetration distance and unconfined compressive strength are shown. 養生試験方法を示す。The curing test method is shown. 養生試験における養生状況を示す。The curing status in the curing test is shown. 金属イオン封鎖剤含有非アルカリシリカグラウト中に長期間養生後のモルタル供試体の状況を示す。The condition of mortar specimens after long-term curing in non-alkali silica grout containing sequestering agents is shown. 養生条件の違いによるモルタルの強度と養生液のpHの経時的変化を示す。The graph shows changes over time in mortar strength and curing solution pH due to differences in curing conditions. 中和剤の種類が養生液のpHに与える影響を示す。The influence of the type of neutralizing agent on the pH of the curing solution is shown. 金属イオン封鎖剤含有シリカゾル中に養生したモルタル供試体の3年後の状況を示す。The condition of a mortar specimen cured in silica sol containing a sequestering agent after three years is shown. 金属イオン封鎖剤含有シリカゾル中に16年半養生後のモルタル供試体の状況を示す。The condition of the mortar specimen after curing for 16 and a half years in silica sol containing a sequestering agent is shown. ホモゲルに浸漬養生したモルタル供試体表面の被覆のX線チャートを示す。An X-ray chart of the coating on the surface of a mortar specimen cured by immersion in homogel is shown. ヘキサメタリン酸ソーダと金属イオン封鎖剤の効果を示す。The effects of sodium hexametaphosphate and sequestering agents are shown. モルタル供試体を被覆した金属イオン封鎖剤含有シリカグラウトのサンドゲルの硫酸イオンに対する保護作用を示す。This figure shows the protective effect against sulfate ions of a sand gel of silica grout containing a sequestering agent that coated a mortar specimen. マスキングシリカによるコンクリート保護効果とマスキングセパレート法を示す。The concrete protection effect of masking silica and the masking separate method are shown. モルタル供試体と金属イオン封鎖剤含有非アルカリ活性複合シリカ中に半没状態にした養生試験方法を示す。A curing test method is shown in which a mortar specimen is semi-immersed in non-alkali activated composite silica containing a sequestering agent. 浸漬3年後の状況を示す。The situation after 3 years of immersion is shown. 注入領域における注入液の注入部分の区分を示す。The division of the injection part of the injection liquid in the injection area is shown. 土粒子間浸透限界注入速度と注入圧力を示す。The critical injection speed and injection pressure for interparticle penetration are shown. 非アルカリシリカグラウトの浸透固結性を示す。This shows the penetrating and setting properties of non-alkaline silica grout. シリカ溶液を用いた注入液の希釈による導電率の変化を示す。Figure 3 shows the change in conductivity due to dilution of the injection solution with silica solution.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明は、地盤注入材を地盤に注入して地盤改良領域を形成する地盤注入工法、および、地盤に注入して地盤改良領域を形成する地盤注入材の改良に関する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
The present invention relates to a ground injection method in which a ground injection material is injected into the ground to form a soil improvement area, and to improvements in the ground injection material that is injected into the ground to form a ground improvement area.

本発明においては、シリカ濃度が1~40w/vol%、pHが1~10である非アルカリシリカグラウトからなる地盤注入材を用いることができる。 In the present invention, a ground injection material made of non-alkali silica grout having a silica concentration of 1 to 40 w/vol% and a pH of 1 to 10 can be used.

本発明の地盤注入材としては、地盤改良領域または注入固結体中における地盤注入材由来の水溶性反応生成物の濃度が、環境または地盤改良領域内の構造物に影響を及ぼさないと想定される濃度まで低減され、かつ、地盤状況に対して注入目的を満たすシリカ濃度と適用する地盤状況および施工法に適合した浸透性を有するゲルタイムを可能にする配合処方からなるものを用いる。上記地盤注入材としては、水ガラスまたはシリカコロイドのうちのいずれかまたは複数のシリカ成分と、これらシリカ成分中のアルカリを中和する酸性剤と、を有効成分として含むものが好ましい。ここで、本発明において、注入目的を満たすシリカ濃度は、上記シリカ濃度1~40w/vol%の範囲で設定する。また、種々の硫酸イオン濃度の硫酸ナトリウム溶液中にコンクリートを養生した結果では、コンクリートに影響を及ぼさないと想定される硫酸イオンの濃度は、注入地盤の濃度で8000ppm以下であり、好ましくは5000ppm以下である。この値は、硫酸ナトリウム溶液中に養生して硫酸イオンの濃度が地下水で希釈されない条件に対応する。実際には地下水で希釈されるので、8,000ppmを基準に考えれば問題ないと考えられる([表9]、図4、図5)。 As for the ground injection material of the present invention, it is assumed that the concentration of the water-soluble reaction product derived from the ground injection material in the ground improvement area or the injection compact does not affect the environment or the structures in the ground improvement area. Use a compounding formula that enables a gel time that is reduced to a concentration that meets the injection purpose for the ground conditions and has a permeability that is compatible with the applied ground conditions and construction method. The above-mentioned ground injection material preferably contains as active ingredients one or more silica components of water glass or silica colloid, and an acidic agent that neutralizes the alkali in these silica components. Here, in the present invention, the silica concentration that satisfies the purpose of injection is set within the range of 1 to 40 w/vol%. In addition, the results of curing concrete in sodium sulfate solutions with various sulfate ion concentrations show that the concentration of sulfate ions that is assumed to have no effect on concrete is 8000 ppm or less in the ground where it is poured, preferably 5000 ppm or less. It is. This value corresponds to the condition that the concentration of sulfate ions is not diluted with groundwater by curing in a sodium sulfate solution. Since it is actually diluted with groundwater, it is considered that there is no problem if 8,000 ppm is considered as the standard ([Table 9], Figures 4 and 5).

上記非アルカリシリカグラウトとは、シリカコロイドおよび/または水ガラスを有効成分とするpHが1~10のシリカグラウトをいう。 The above-mentioned non-alkali silica grout refers to silica grout having a pH of 1 to 10 and containing silica colloid and/or water glass as an active ingredient.

本発明において、酸性~中性とは、pHが1~10の範囲を意味する。シリカ濃度が1~40w/vol%でpHが1~10を呈する。シリカコロイドはコロイドを安定化させるため、わずかのアルカリを含むのみでpHが10付近で供給されるので、pHが10付近までを中性と称している。水ガラスはシリカ濃度が1~50w/wt%でpH11~12を呈するが、酸を加えて水ガラスのアルカリを除去すると、pH1~8.5付近となる(図1(a))。従って、水ガラスおよび/またはシリカコロイドを有効成分とする非アルカリシリカグラウトはシリカ濃度が1~40w/vol%でpHが1~10となる(図2)。従って、シリカコロイドと水ガラスとを有効成分とする非アルカリシリカグラウトはシリカ濃度が高くても、シリカコロイドのアルカリは無視できるほど少ないので、実質はそのアルカリは水ガラス濃度で決まる。また、シリカコロイドは中性塩でもゲル化する。従って、シリカコロイドと水ガラスのいずれか1種または複数を有効成分として含む非アルカリシリカグラウトはシリカ濃度が1~40w/vol%でpHが1~10となり、その範囲内で配合を設定することができる。 In the present invention, acidic to neutral means a pH range of 1 to 10. The silica concentration is 1 to 40 w/vol% and the pH is 1 to 10. In order to stabilize the colloid, silica colloid contains only a small amount of alkali and is supplied at a pH around 10, so a pH up to around 10 is called neutral. Water glass exhibits a pH of 11 to 12 when the silica concentration is 1 to 50 w/wt%, but when an acid is added to remove the alkali from water glass, the pH becomes around 1 to 8.5 (Figure 1(a)). Therefore, non-alkali silica grout containing water glass and/or silica colloid as an active ingredient has a silica concentration of 1 to 40 w/vol% and a pH of 1 to 10 (Figure 2). Therefore, even if a non-alkali silica grout containing silica colloid and water glass as active ingredients has a high silica concentration, the alkali content of the silica colloid is negligibly small, so the alkali content is actually determined by the water glass concentration. Silica colloids also gel with neutral salts. Therefore, non-alkali silica grout containing one or more of silica colloid and water glass as an active ingredient has a silica concentration of 1 to 40 w/vol% and a pH of 1 to 10, and the formulation should be set within that range. I can do it.

また、硫酸を用いた非アルカリシリカグラウトのシリカ濃度とpHとゲルタイムと強度の関係を、図1(b)、図1(c)に示す。また、図10、表13(a),(b)にも配合例を示した。これらより、水ガラスおよび硫酸を用いた非アルカリシリカグラウトにおいて、水ガラス濃度に対応して硫酸イオンの濃度とpHとゲルタイムの関係を知ることができる。 Furthermore, the relationship between the silica concentration, pH, gel time, and strength of non-alkali silica grout using sulfuric acid is shown in FIG. 1(b) and FIG. 1(c). Further, blending examples are also shown in FIG. 10 and Tables 13(a) and (b). From these, in non-alkali silica grout using water glass and sulfuric acid, it is possible to know the relationship between the concentration of sulfate ions, pH, and gel time corresponding to the concentration of water glass.

非アルカリシリカグラウトは、(1)水ガラスのアルカリを酸で除去して得た酸性~中性のシリカ溶液を素材として用いるタイプと、(2)水ガラスをイオン交換法で脱アルカリしたpHが2~5の弱酸性~中性のシリカコロイドまたはそれをさらに濃縮して微量のアルカリで安定化した中性~弱アルカリ性のシリカコロイドや、金属シリカ、地熱水由来のシリカ等を素材として用いるタイプ(これらを、本発明では「シリカコロイド」と表現する)と、(3)シリカコロイドと水ガラスのシリカとを有効成分とする複合シリカを素材として用いるタイプと、がある。非アルカリシリカグラウトは、上記シリカ成分として、それ自体アルカリをほとんど含まないシリカコロイドは勿論のこと、特に、水ガラスのアルカリを酸で除去して用いることによって、優れた耐久性や水中固結性、地下水を中性領域に保つ等の、きわめて特色のある注入効果を発揮する(図1、図2)。このため、耐久シリカグラウトを注入する工法を、耐久シリカグラウト注入工法と表現している。 Non-alkaline silica grout is available in two types: (1) a type that uses an acidic to neutral silica solution obtained by removing the alkali from water glass with an acid, and (2) a type that uses an acidic to neutral silica solution obtained by removing the alkali from water glass with an acid, and (2) a type that uses a pH-neutral silica solution obtained by dealkalizing water glass using an ion exchange method. Use materials such as weakly acidic to neutral silica colloids of 2 to 5 or neutral to weakly alkaline silica colloids that are further concentrated and stabilized with a trace amount of alkali, metallic silica, silica derived from geothermal water, etc. (These are expressed as "silica colloid" in the present invention), and (3) a type that uses a composite silica containing silica colloid and water glass silica as active ingredients as a material. Non-alkali silica grout uses not only silica colloid which itself contains almost no alkali as the silica component, but also especially the alkali of water glass that has been removed with acid to achieve excellent durability and solidification properties in water. , it exhibits very unique injection effects such as keeping groundwater in a neutral region (Figures 1 and 2). For this reason, the method of injecting durable silica grout is called the durable silica grout injection method.

非アルカリシリカグラウ卜における、水ガラスのアルカリは、現場で水ガラスと硫酸系中和剤を混合して、水ガラス中のアルカリを除去して製造する。このため、非アルカリシリカグラウトは、通常のアルカリ領域の水ガラスグラウトには見られない以下の特性を生ずる。
(1)水ガラス中のアルカリが除去されているため、含有するシリカ分の全量が析出してゲル化にあずかることと、水で希釈されて低濃度でもゲル化するため、地下水面下においても確実に固結する。従って、シリカ濃度が小さくても地下水面下の地盤中でもシリカが析出して確実に固結する(図1)。
(2)注入されたグラウトは酸性で長いゲル化時間でも地盤中でpHが中性方向に移行し、ゲル化が促進して確実に固結する(図1、図8、図9)。
(3)水ガラスのアルカリが除去されているため、一度形成されたゲルは、ゲル中のアルカリで再度溶解されることがなく、長期耐久性に優れている(図3(c)(イ)、(ロ))。
(4)地下水のpHをほとんど中性領域に保つ(図1、図2)。
(5)ゲル化時間は瞬結~長結まで可能なため、二重管瞬結工法、二重管瞬結・緩結複合注入工法、二重管ダブルパッカ工法等の全ての工法に適用できる(図11、図12、表16)。
(6)魚、動物、植物に対する安全性が極めて高い。
The alkali of water glass in non-alkali silica grout is produced on-site by mixing water glass and a sulfuric acid neutralizer to remove the alkali in water glass. For this reason, non-alkali silica grouts produce the following properties not found in normal alkaline water glass grouts.
(1) Since the alkali in the water glass has been removed, the entire amount of silica contained in the water glass precipitates and participates in gelation, and since it is diluted with water and gels even at low concentrations, it can be used even under the groundwater table. Solidifies securely. Therefore, even if the silica concentration is low, silica will precipitate and solidify even in the ground below the groundwater table (Figure 1).
(2) Even if the injected grout is acidic and gelation takes a long time, the pH in the ground shifts to neutral, promoting gelation and solidifying solidly (Figures 1, 8, and 9).
(3) Since the alkali in the water glass has been removed, the gel once formed will not be dissolved again by the alkali in the gel, resulting in excellent long-term durability (Figure 3 (c) (a) ,(B)).
(4) Keep the pH of groundwater almost in the neutral range (Figures 1 and 2).
(5) Since the gelation time can range from instant setting to long setting, it can be applied to all construction methods such as double pipe instant setting method, double pipe instant setting/loose setting composite injection method, and double pipe double packer method ( Figure 11, Figure 12, Table 16).
(6) Extremely safe for fish, animals, and plants.

非アルカリシリカグラウトにおける注入効果を得られるシリカ濃度は1~40w/vol%であるが、通常、2~30w/vol%である。その水ガラス濃度、または、水ガラスとシリカコロイドとの混合液のアルカリ分を中和して酸性~中性(pHが1~10)を呈する注入材における硫酸イオンの濃度は、通常、約50,000~5,000ppmであるが、図1(b)~(c)より、適用するシリカ濃度とpH、ゲルタイム、強度の関係から、必要とするシリカ濃度と硫酸イオン濃度を知ることができる(図1(b)~(c))。 The silica concentration at which the injection effect can be obtained in non-alkali silica grout is 1 to 40 w/vol%, but usually 2 to 30 w/vol%. The concentration of water glass, or the concentration of sulfate ions in the injection material that neutralizes the alkaline content of the mixed solution of water glass and silica colloid to make it acidic to neutral (pH 1 to 10), is usually about 50 ,000 to 5,000 ppm, but the required silica concentration and sulfate ion concentration can be determined from the relationship between the applied silica concentration, pH, gel time, and strength from Figures 1(b) to (c). Figures 1(b)-(c)).

表1~3に、上述した地盤条件に適用する非アルカリシリカグラウトを示す。 Tables 1 to 3 show non-alkali silica grouts applicable to the ground conditions described above.

Figure 2023133018000001
Figure 2023133018000001

Figure 2023133018000002
Figure 2023133018000002

Figure 2023133018000003
Figure 2023133018000003

酸性剤としては、硫酸化合物または非硫酸化合物のうちのいずれかまたは複数を用いることができ、このうち非硫酸化合物としては、硫酸以外の無機酸、有機酸またはこれらの酸性塩のうちのいずれかまたは複数を用いることができる。具体的には、硫酸化合物として、硫酸や硫酸系の酸性塩、非硫酸化合物として、リン酸等の非硫酸系の無機酸、クエン酸やコハク酸やフマル酸等の有機酸や有機酸塩、AlClやFeCl等の無機非硫酸系酸性塩等を用いることができる。また、上記地盤注入材は、リン酸化合物、金属イオン封鎖剤およびキレート剤のうちのいずれかまたは複数を有効成分とすることもできる。リン酸化合物や金属イオン封鎖剤、キレート剤は、コンクリートのCaと反応して、コンクリートの表面に不溶性被覆を形成し、コンクリート内部への硫酸イオンの侵入とコンクリート内部からのCa分の溶出を防いで、硫酸イオンからコンクリートを保護する機能をもつ(図23、図24、図25、図26)。 As the acidic agent, one or more of a sulfuric acid compound or a non-sulfuric acid compound can be used. Among these, the non-sulfuric acid compound can be an inorganic acid other than sulfuric acid, an organic acid, or an acidic salt thereof. Or more than one can be used. Specifically, sulfuric acid compounds include sulfuric acid and sulfuric acid salts; non-sulfuric compounds include non-sulfuric acid inorganic acids such as phosphoric acid; organic acids and organic acid salts such as citric acid, succinic acid, and fumaric acid; Inorganic non-sulfuric acid acid salts such as AlCl 3 and FeCl 3 can be used. Moreover, the above-mentioned ground injection material can also contain one or more of a phosphoric acid compound, a metal ion sequestering agent, and a chelating agent as an active ingredient. Phosphoric acid compounds, sequestrants, and chelating agents react with Ca in concrete to form an insoluble coating on the surface of concrete, preventing sulfate ions from entering the concrete and preventing Ca from leaching out from inside the concrete. It has the function of protecting concrete from sulfate ions (Fig. 23, Fig. 24, Fig. 25, Fig. 26).

金属イオン封鎖剤としては、リン酸化合物、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロトリ酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、プロピレンジアミン四酢酸、ビス(2-ヒドロキシフェニル酢酸)エチレンジアミン、コハク酸、これらの塩類、脂肪族オキシカルボン酸およびその塩類、縮合リン酸塩等が挙げられる。 As sequestering agents, phosphoric acid compounds, ethylenediaminetetraacetic acid, nitrilotriacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid, propylenediaminetetraacetic acid, bis(2-hydroxyphenylacetic acid)ethylenediamine, succinic acid, salts thereof, Examples include aliphatic oxycarboxylic acids and their salts, condensed phosphates, and the like.

脂肪族オキシカルボン酸類としては、酒石酸、クエン酸、コハク酸、グルコン酸、ジヒドロキシエチルグリシン酸等、およびその塩、縮合リン酸塩としては、ピロリン酸、トリリン酸、トリメタリン酸、テトラメタリン酸等のポリリン酸の塩があるが、具体的には、ピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、テトラポリリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、酸性ヘキサメタリン酸ナトリウムまたはこれらのカリウム塩等である。 Examples of aliphatic oxycarboxylic acids include tartaric acid, citric acid, succinic acid, gluconic acid, dihydroxyethylglycinate, etc., and their salts; examples of condensed phosphates include pyrophosphoric acid, triphosphoric acid, trimetaphosphoric acid, tetrametaphosphoric acid, etc. There are salts of polyphosphoric acid, and specific examples include sodium pyrophosphate, acidic sodium pyrophosphate, sodium tripolyphosphate, sodium tetrapolyphosphate, sodium hexametaphosphate, acidic sodium hexametaphosphate, and potassium salts thereof.

本発明に用いられるリン酸化合物および/またはキレート剤は、キレート効果を有するものであり、例えば、リン酸、各種の酸性リン酸塩、中性リン酸塩、塩基性リン酸塩が挙げられ、テトラポリリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩、トリポリリン酸塩、ピロリン酸塩、酸性ヘキサメタリン酸塩、酸性ピロリン酸塩等の縮合リン酸塩類等を挙げることができ、縮合リン酸塩類がナトリウム塩であることが好ましい。非アルカリ性シリカ溶液を形成するリン酸化合物としては、ヘキサメタリン酸ソーダが、特に強固なマスキングシリカを形成するため、好ましい。また、キレート剤としては、上記リン酸化合物の他に、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロトリ酢酸、グルコン酸、酒石酸またはこれらの塩類等を挙げることができ、本発明においては、リン酸化合物がシリカ溶液の存在下でコンクリート表面に最も効果的な被覆を形成する。このようにして、環境条件に応じた組成を選定して、コンクリート構造物の近傍における耐久性地盤を形成することができる。なお、上記は一例を示したものであって、本発明がこれらの例によって制限されるものではないのはもちろんである。 The phosphoric acid compound and/or chelating agent used in the present invention has a chelating effect, and includes, for example, phosphoric acid, various acidic phosphates, neutral phosphates, and basic phosphates, Examples include condensed phosphates such as tetrapolyphosphate, hexametaphosphate, tripolyphosphate, pyrophosphate, acidic hexametaphosphate, and acidic pyrophosphate, and the condensed phosphates are sodium salts. preferable. As the phosphoric acid compound forming the non-alkaline silica solution, sodium hexametaphosphate is preferred because it forms a particularly strong masking silica. In addition to the above-mentioned phosphoric acid compounds, examples of chelating agents include ethylenediaminetetraacetic acid, nitrilotriacetic acid, gluconic acid, tartaric acid, and salts thereof. form the most effective coating on the concrete surface. In this way, a durable foundation can be formed in the vicinity of a concrete structure by selecting a composition according to environmental conditions. Note that the above is just an example, and it goes without saying that the present invention is not limited to these examples.

図26により、非アルカリシリカグラウトにおけるヘキサメタリン酸ソーダと金属イオン封鎖剤の機能を説明する。本発明では、キレート剤は、金属イオン封鎖剤として説明する(図26(b))。図23、図24に、金属イオン封鎖剤(リン酸)を含有する硫酸含有シリカグラウトのモルタル供試体と同体積のホモゲル中に3年、16年間養生したモルタル供試体の劣化を生じない状況を示し、モルタル表面の被覆の分析結果を、表14および図25に示す。なお、本発明における非アルカリシリカグラウトには、上述した酸や塩の他に、以下の任意のゲル化調整剤を用いることができる。ゲル化調整剤として、各種無機酸、有機酸の他に、アルカリ金属、アルカリ土類金属、その他各種塩、例えば、炭酸塩、重炭酸塩、アルミニウム塩、ポリ塩化アルミニウム塩、塩化物、アルミン酸塩等任意の塩を用いることができる。 The functions of sodium hexametaphosphate and sequestering agent in non-alkali silica grout will be explained with reference to FIG. 26. In the present invention, the chelating agent is described as a sequestering agent (FIG. 26(b)). Figures 23 and 24 show the situation in which mortar specimens cured for 3 and 16 years in the same volume of homogel as mortar specimens of sulfuric acid-containing silica grout containing a sequestering agent (phosphoric acid) do not deteriorate. The analysis results of the mortar surface coating are shown in Table 14 and FIG. 25. In the non-alkali silica grout of the present invention, in addition to the above-mentioned acids and salts, any of the following gelling modifiers can be used. In addition to various inorganic acids and organic acids, various salts such as alkali metals, alkaline earth metals, and other salts such as carbonates, bicarbonates, aluminum salts, polyaluminum chloride salts, chlorides, and aluminic acids can be used as gelling modifiers. Any salt can be used.

このうち水酸化マグネシウム等の難溶性アルカリ材は、シリカグラウトに添加して図10の曲線を緩やかにし、ゲルタイムの調整を容易にすることができる。 Among these, a sparingly soluble alkaline material such as magnesium hydroxide can be added to the silica grout to make the curve in FIG. 10 gentler and make it easier to adjust the gel time.

また、pH調整剤、あるいはゲル化時間調整剤としては、下記の例に示すように塩(無機塩、有機塩、塩基性塩、中性塩、酸性塩等)、アルコール類、苛性ソーダのようなアルカリ類等を用いることができ、珪酸と反応したり、pHを変動せしめたり、あるいは他の化学的、電気化学的作用により、珪酸ゲルを形成せしめたり、ゲル化時間を変動せしめたり、流動性を変動せしめたり、固結性を増大せしめたりするものをいう。 In addition, as pH adjusting agents or gelling time adjusting agents, salts (inorganic salts, organic salts, basic salts, neutral salts, acid salts, etc.), alcohols, caustic soda, etc. are used as shown in the examples below. Alkalies, etc. can be used to form a silicic acid gel by reacting with silicic acid, changing the pH, or other chemical or electrochemical actions, changing the gelation time, and changing the fluidity. It refers to something that changes the temperature or increases the caking property.

以下の例は一例を示すものであり、これらに限定されるものではない。
無機塩:
酸性塩、中性塩、塩基性塩など。
塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、塩化カリ、塩化アルミニウムなどの塩化物、硫酸カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウムなどの硫酸塩、アルミン酸ソーダ、アルミン酸カリウムなどのアルミン酸塩、塩化アンモニウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウムなどの塩酸塩、塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウムなどの塩素酸塩、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、重炭酸アンモニウムなどの炭酸塩、重硫酸ナトリウム、重硫酸カリウム、重硫酸アンモニウムなどの重硫酸塩、重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸カリウム、重亜硫酸アンモニウムなどの重亜硫酸塩、ケイフッ化ナトリウム、ケイフッ化カリウムなどのケイフッ酸塩、珪酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アルミニウム塩等の珪酸塩、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、ホウ酸アンモニウムなどのホウ酸塩、リン酸水素ナトリウム、リン酸水素カリウム、リン酸水素アンモニウムなどのリン酸水素塩、ピロ硫酸ナトリウム、ピロ硫酸カリウム、ピロ硫酸アンモニウムなどのピロ硫酸塩、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム、ピロリン酸アンモニウムなどのピロリン酸塩、重クロム酸ナトリウム、重クロム酸カリウム、重クロム酸アンモニウムなどの重クロム酸塩、過マンガン酸カリ、過マンガン酸ナトリウムなどの過マンガン酸塩等。
The following example shows an example, and is not limited to these.
Inorganic salt:
Acidic salts, neutral salts, basic salts, etc.
Chlorides such as calcium chloride, sodium chloride, magnesium chloride, potassium chloride, aluminum chloride, sulfates such as calcium sulfate, sodium sulfate, aluminum sulfate, aluminates such as sodium aluminate, potassium aluminate, ammonium chloride, zinc chloride , hydrochlorides such as aluminum chloride, chlorates such as sodium chlorate, potassium chlorate, sodium perchlorate, potassium perchlorate, sodium carbonate, potassium carbonate, ammonium carbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, bicarbonate. Carbonates such as ammonium, bisulfates such as sodium bisulfate, potassium bisulfate, and ammonium bisulfate, bisulfites such as sodium bisulfite, potassium bisulfite, and ammonium bisulfite, and fluorosilicic acids such as sodium silicofluoride and potassium silicofluoride. Salts, silicates such as alkali metal salts of silicic acid, alkaline earth metal salts, aluminum salts, borates such as sodium borate, potassium borate, ammonium borate, sodium hydrogen phosphate, potassium hydrogen phosphate, phosphoric acid Hydrogen phosphates such as ammonium hydrogen, pyrosulfates such as sodium pyrosulfate, potassium pyrosulfate, and ammonium pyrosulfate, pyrophosphates such as sodium pyrophosphate, potassium pyrophosphate, and ammonium pyrophosphate, sodium dichromate, and dichromic acid. Potassium, dichromates such as ammonium dichromate, permanganates such as potassium permanganate, sodium permanganate, etc.

有機塩:
酢酸ソーダ、コハク酸ソーダ、ギ酸カリ、ギ酸ソーダ等。
Organic salt:
Sodium acetate, sodium succinate, potassium formate, sodium formate, etc.

なお、これらはpH調整剤、あるいはゲル化時間調節剤として作用する他、強度増強剤としての効果もある。 In addition to acting as a pH adjuster or gelling time adjuster, these also have the effect of a strength enhancer.

上記のような地盤注入材を用いて地盤改良領域を形成するにあたり、本発明者らは、地盤注入材に含まれる成分と地盤との関係について、以下のような検討を行った。 In forming a ground improvement area using the ground injection material as described above, the present inventors conducted the following study on the relationship between the components contained in the ground injection material and the ground.

[実験1]
シリカゾルグラウト(水ガラス+硫酸系の非アルカリシリカグラウト)のゲルからのSO --の溶出試験
(1)溶出方法
試験に用いたシリカゾル配合液を表5に示す。また、表5のシリカゾルによる固結豊浦砂を表6に示す。φ6.8cm、L12.7cm(容積430cm)のポリプロピレン容器に約φ5×h10cmの表5、表6によるホモゲルまたはサンドゲルを入れ、それに水200mLを注水して、ゲル中の硫酸イオンが地下水に拡散あるいは地下水が流動している場合を想定して、定期的に水交換して、1,3,7,28,60日経過時に水のSO --を測定した。水交換は、1日目、3日目、7日目、28日目とし、SO --濃度測定後に行った。
[Experiment 1]
Elution test of SO 4 -- from gel of silica sol grout (water glass + sulfuric acid-based non-alkali silica grout) (1) Elution method Table 5 shows the silica sol formulation used in the test. Table 6 shows Toyoura sand consolidated by the silica sol in Table 5. A homogel or sand gel according to Tables 5 and 6 of approximately 5 mm in diameter and 10 cm in height is placed in a polypropylene container of 6.8 cm in diameter and 12.7 cm in length (volume 430 cm 3 ), and 200 mL of water is poured into it to diffuse the sulfate ions in the gel into groundwater. Alternatively, assuming that groundwater is flowing, the water was exchanged periodically and SO 4 -- of the water was measured after 1, 3, 7, 28, and 60 days had elapsed. Water exchange was performed on the 1st, 3rd, 7th, and 28th day after measuring the SO 4 -- concentration.

(2)試験結果
シリカゾルグラウトは、地盤中に注入した場合、ゲル中のNaイオンとSO --は地下水中に短期間のうちに溶出してしまい、不溶性のシリカ分のみでゲルとして残る。
地下水中に溶出したSO --は、地下水中に拡散されて短期間のうちに消滅するとみなしてよい(図4、表7)。
実験によれば、ほぼ1日で40%のSO --が溶出し(ゲル中残存率ほぼ60%)、1ヶ月で85%が溶出し(ゲル中残存率ほぼ15%)、2ケ月でほぼ100%が溶出する(ゲル中残存率ほぼ0%)。以上において、注入地盤中において注入液中に含有する硫酸イオン濃度よりも注入した地盤中における硫酸イオンが低減する要因を(Y)とすると、(Y)は硫酸イオンのゲルからの溶出率(α)とゲル中の硫酸イオンの残存率(=△)にかかわることが判る(△=1-α)。
(2) Test results When silica sol grout is injected into the ground, the Na + ions and SO 4 -- in the gel dissolve into the groundwater in a short period of time, leaving only the insoluble silica as a gel. .
It can be assumed that the SO 4 -- eluted into the groundwater is diffused into the groundwater and disappears within a short period of time (FIG. 4, Table 7).
According to experiments, 40% of SO 4 -- is eluted in about 1 day (residual rate in gel is about 60%), 85% is eluted in 1 month (residual rate in gel is about 15%), and in 2 months. Almost 100% is eluted (residual rate in gel is almost 0%). In the above, if (Y) is the factor that causes the sulfate ion concentration in the injected ground to be lower than the sulfate ion concentration contained in the injection solution, then (Y) is the elution rate of sulfate ions from the gel (α ) is related to the residual rate (=△) of sulfate ions in the gel (△=1−α).

Figure 2023133018000004
Figure 2023133018000004

Figure 2023133018000005
Figure 2023133018000005

Figure 2023133018000006
Figure 2023133018000006

Figure 2023133018000007
Figure 2023133018000007

[実験2]
さらに、本発明者らは、径5cm×高さ10cmの硫酸系シリカゾルグラウト(硫酸イオン濃度50000ppm)ホモゲルの供試体を水中養生し、供試体中の硫酸イオン濃度を1日後、7日後、28日後に測定した(図5)。
[Experiment 2]
Furthermore, the present inventors cured a homogel specimen of sulfuric acid-based silica sol grout (sulfate ion concentration 50,000 ppm) in water, measuring 5 cm in diameter x 10 cm in height, and measured the sulfate ion concentration in the specimen after 1 day, 7 days, and 28 days. It was measured later (Fig. 5).

図5は、養生水交換することなく養生水が無限に多かった場合を想定したゲル中のSO --の経時的変化を示す曲線である。この結果より、ゲル中の硫酸イオンは、このような条件下では比較的短期間に拡散することがわかる。 FIG. 5 is a curve showing the change in SO 4 -- in the gel over time, assuming that there is an infinite amount of curing water without replacing the curing water. This result shows that sulfate ions in the gel diffuse in a relatively short period of time under such conditions.

上記結果により、固結体(サンドゲル)から硫酸イオンが地下水中に溶出して、最終的には、注入液が含有する硫酸イオン濃度(a)より地盤改良領域全体の硫酸イオン濃度(X)は低くなることが判った。実際の現場では、注入地盤の硫酸イオンの濃度は、最終的に硫酸イオン濃度勾配によっては、地盤改良領域全体に拡散して均一化することが判る。一方、固結体の大きさ、土質の透水性、地下水状況によるが、地盤中のゲルからの硫酸イオンの溶脱率(ゲル中の硫酸イオンの低減率α)が大きくなるほど、ゲル中の硫酸イオンの残存率(△)は低減する(△=1-α)。ゲル中に残存する硫酸イオン濃度は、最終的には固結領域の外に濃度勾配によって拡散し、消滅することになる。したがって、注入対象地盤全体の硫酸イオン濃度とコンクリートの影響を考えればよいことになる。 According to the above results, sulfate ions are eluted from the solids (sand gel) into the groundwater, and finally the sulfate ion concentration (X) in the entire ground improvement area is determined from the sulfate ion concentration (a) contained in the injection solution. It turned out to be lower. In an actual field, it can be seen that the concentration of sulfate ions in the implanted ground will eventually diffuse and become uniform throughout the ground improvement area, depending on the sulfate ion concentration gradient. On the other hand, although it depends on the size of the compact, the permeability of the soil, and the groundwater situation, the higher the leaching rate of sulfate ions from the gel in the ground (reduction rate α of sulfate ions in the gel), the more the sulfate ions in the gel. The survival rate (△) of decreases (△=1−α). The sulfate ion concentration remaining in the gel will eventually diffuse out of the solidified region due to the concentration gradient and disappear. Therefore, it is only necessary to consider the sulfate ion concentration in the entire ground to be poured and the influence of concrete.

[実験3]
ゲルから溶出した硫酸イオンが地下水で急速に希釈されて最終的に消散されると想定される場合
非アルカリシリカグラウトで固結した注入地盤を掘削してコンクリートを打設した場合の状況を知るために、コンクリート供試体(モルタル供試体)を砂中に埋め込んだ状態にてシリカゾルグラウトにより固結した固結体を長期間水中養生した後、モルタルの外側の固結砂を壊し、内部のコンクリート供試体(モルタル供試体)の外観形状を観察し、一軸圧縮強度試験を行った(図18~図24)。
[Experiment 3]
When it is assumed that the sulfate ions eluted from the gel are rapidly diluted with groundwater and finally dissipated. To understand the situation when concrete is poured by excavating the injection ground solidified with non-alkaline silica grout. After a concrete specimen (mortar specimen) was embedded in sand and solidified with silica sol grout, the solidified body was cured in water for a long period of time, the solidified sand outside the mortar was broken, and the concrete specimen inside was cured. The external appearance of the specimen (mortar specimen) was observed, and a uniaxial compressive strength test was conducted (FIGS. 18 to 24).

直径5cm、長さ10cm(約200cm)のモルタル供試体を、50,000ppmの濃度の硫酸イオンを含む100ccのシリカゾルグラウトで固結した豊浦砂300cmの固結体で包み(図18(b))、2,500ccの水中で2ケずつ養生した(図18(c))。 A mortar specimen with a diameter of 5 cm and a length of 10 cm ( approx . )), and were cured in 2 pieces each in 2,500 cc of water (Figure 18(c)).

これは、大きなコンクリート構造物を小さなコンクリート片に切り刻んで、そのそれぞれの表面に薬液を作用させたに等しく、きわめて厳しい条件に設定したことになる。 This is equivalent to cutting a large concrete structure into small concrete pieces and applying a chemical solution to the surface of each piece, which means setting extremely severe conditions.

また、この場合、シリカゾルグラウト中の硫酸イオンが全量養生水中に溶出したと仮定して、硫酸イオンの濃度は約3,700ppmとなり、従ってこのモルタル供試体は、50,000ppmから3,700ppmの濃度に変化する硫酸イオンを含む水中に養生したこととなる。1ヶ月後、3ヶ月後、6ヶ月後、1年後にモルタル供試体の外側の固結砂を破壊し、内部のモルタル供試体の外観形状を観察し、一軸圧縮強度試験を行ったところ、強度低下や外観形状の変化はみられなかった。 Furthermore, in this case, assuming that all of the sulfate ions in the silica sol grout were eluted into the curing water, the concentration of sulfate ions would be approximately 3,700 ppm. This means that it was cured in water containing sulfate ions, which changed to . After 1 month, 3 months, 6 months, and 1 year, we destroyed the consolidated sand on the outside of the mortar specimen, observed the external appearance of the mortar specimen inside, and conducted a uniaxial compressive strength test. No deterioration or change in appearance was observed.

すなわち、50,000ppmの硫酸イオン中であっても、それが希釈されて3,700ppmの硫酸イオン濃度中では、モルタル供試体に悪影響を生じないことを示している。 That is, it is shown that even in 50,000 ppm of sulfate ions, there is no adverse effect on the mortar specimen when the sulfate ions are diluted to a concentration of 3,700 ppm.

永久保存用供試体を、l年8ヶ月後にモルタル供試体の外側の固結砂を破壊してその内部の供試体の外観形状を観察した後、壊した固結砂とともにそのまま養生をして経時的にモルタル供試体の外観形状を観察し続けたが、5年6ヶ月経過後に至るもいずれも特に外観形状の変化は生じていなかった。この現場では、地下水が固結体に比べて大量であることと流動していることによって、硫酸イオンが拡散して消散すればコンクリートに対する影響はほとんどなくなると想定される(表10のY=△2、図4、図5)。 After 1 year and 8 months, the outer compacted sand of the mortar test specimen was destroyed and the external shape of the test specimen inside was observed, and then the specimen was left to cure with the broken compacted sand over time. We continued to observe the external appearance of the mortar specimens, but even after 5 years and 6 months, no particular change in the external appearance had occurred. At this site, since the groundwater is large compared to the solids and is flowing, it is assumed that if the sulfate ions diffuse and dissipate, there will be almost no impact on the concrete (Y = △ in Table 10). 2, Figure 4, Figure 5).

[硫酸イオンのコンクリートに対する影響]
[実験4]
地下水が停滞(または滞留)したまま地下水の流動がほとんどない場合を想定して、水溶性反応生成物である硫酸ナトリウム水溶液の濃度が1年間変化することなくコンクリート(モルタル)に作用すると仮定して、硫酸イオン濃度が10,000ppm、8,000ppm、5,000ppm、3,000ppm、0ppmの硫酸ソーダ水溶液に表8(a)のモルタル供試体を1年間養生して、一軸圧縮強度試験を行い、コンクリートに対する影響を調べた。
[Effect of sulfate ions on concrete]
[Experiment 4]
Assuming a case where groundwater remains stagnant (or stagnates) and there is almost no groundwater flow, it is assumed that the concentration of sodium sulfate aqueous solution, which is a water-soluble reaction product, acts on concrete (mortar) without changing for one year. The mortar specimens shown in Table 8(a) were cured for one year in a sodium sulfate aqueous solution with a sulfate ion concentration of 10,000 ppm, 8,000 ppm, 5,000 ppm, 3,000 ppm, and 0 ppm, and a uniaxial compressive strength test was conducted. The effect on concrete was investigated.

地下水による希釈がない場合、実験では、SO --でコンクリートに外見上の変化が生ずるのは、10,000ppmでは6ヶ月以内であり、8,000ppmでは1年でわずかではあるが変化が出る。 In the absence of dilution by groundwater, experiments have shown that SO 4 -- causes visible changes in concrete within 6 months at 10,000 ppm, and slight changes in 1 year at 8,000 ppm. .

表9に、硫酸ナトリウム水溶液にコンクリート供試体を浸漬し、硫酸イオンの濃度によるコンクリートの影響を観察した結果を示す。これより、地下水による希釈がない場合、1年以内でコンクリート構造物に影響を与える硫酸イオン濃度は10,000ppm以上であって、5,000ppm以下は1年以上でも影響はほとんどなかった。表9において、硫酸ナトリウムの濃度が8,000ppmの場合は、1年でわずかに影響を生ずる濃度であるが、実際には地下水による硫酸イオンの希釈が生ずるので、注入地盤の硫酸イオン濃度が8,000ppm以下ならば、モルタル供試体に問題を生じないとみなしてよいと考えられる(図4、図5)。 Table 9 shows the results of immersing a concrete specimen in an aqueous sodium sulfate solution and observing the effect of the concentration of sulfate ions on the concrete. From this, when there is no dilution by groundwater, the sulfate ion concentration that affects concrete structures within one year is 10,000 ppm or more, and 5,000 ppm or less has almost no effect even after one year. In Table 9, when the concentration of sodium sulfate is 8,000 ppm, it is a concentration that causes a slight effect in one year, but in reality, sulfate ions are diluted by groundwater, so the sulfate ion concentration in the injection ground is 8,000 ppm. ,000 ppm or less, it can be considered that no problem will occur in the mortar specimen (FIGS. 4 and 5).

Figure 2023133018000008
Figure 2023133018000008

Figure 2023133018000009
○:外観形状に異常なし
△:一部表面が剥離している
×:表面の剥離が著しい
Figure 2023133018000009
○: No abnormality in appearance △: Partial surface peeling ×: Significant surface peeling

[注入地盤における非アルカリシリカグラウトのコンクリートに対する影響]
水ガラスグラウトの劣化要因となるアルカリを酸性中和剤で除去した非アルカリシリカグラウトには、酸性中和剤として、(1)硫酸、(2)リン酸、(3)硫酸とリン酸の混酸、(4)非硫酸系酸、(5)非硫酸系酸性塩、(6)上記(1)~(5)のいずれかの併用が用いられる(表1~表3)。
[Effect of non-alkali silica grout on concrete in poured ground]
For non-alkaline silica grout, the alkali that causes the deterioration of water glass grout has been removed using an acidic neutralizing agent. , (4) non-sulfuric acids, (5) non-sulfuric acid salts, and (6) any of the above (1) to (5) are used in combination (Tables 1 to 3).

これらの中和剤のうち、経済性を考慮して硫酸系が用いられる場合が多い。一般には、硫酸イオンはコンクリート構造物に悪影響をもつと考えられているが、地盤注入において、ゲル中の硫酸イオンは急速に地下水に希釈され、コンクリートに影響しない濃度に至り、最終的には、消散する。しかるに、その硫酸イオンの地下水における消散の速度は、土質(地盤状況)、地下水の状況等、適用する注入材に依存するところから、注入材のコンクリートに対する影響は、注入材そのものの硫酸イオンのみならず経時的変化も考慮した注入地盤領域全体における硫酸イオン濃度をも考慮する必要があり、注入目的を満たし適用する注入方式に適合したゲル化の挙動を示す配合処方の注入材を用いた環境保全型非アルカリシリカ地盤注入工法が要求される。 Among these neutralizing agents, sulfuric acid-based neutralizers are often used in consideration of economic efficiency. It is generally believed that sulfate ions have a negative effect on concrete structures, but when injected into the ground, the sulfate ions in the gel are rapidly diluted into groundwater, reaching a concentration that does not affect concrete, and eventually Dissipate. However, the rate of dissipation of sulfate ions in groundwater depends on the soil quality (ground condition), groundwater condition, etc., and the applied injection material, so the effect of the injection material on concrete is limited to the sulfate ions of the injection material itself. It is also necessary to consider the sulfate ion concentration in the entire implanted ground area, taking into account changes over time.Environmental conservation can be achieved by using an implantation material with a formulation that satisfies the purpose of the implantation and exhibits gelling behavior that is compatible with the applied implantation method. Type non-alkali silica injection method is required.

[金属イオン封鎖剤を含有する非アルカリシリカグラウト]
上述したように、硫酸イオンは、数か月内に養生水中に溶出して、ほぼ一定値になると思われる。実験では、サンドゲルもホモゲルもSO --の溶出率はほとんど差がない(図4、図5)。実際の現場では、固結物に対して地下水が極めて多く、地下水が流動して希釈される場合は、溶出と拡散の速度は早くなると思われるが、その希釈速度やSO --のゲル中残存率は、地盤条件や地下水条件や注入領域の大きさ等が影響することを考慮する必要がある。従って、希釈を伴わない場合でも、モルタル供試体にほとんど影響を生じないシリカグラウトの検討が有効となる。それが、金属イオン封鎖剤を含有する非アルカリシリカグラウトの適用である。
[Non-alkali silica grout containing sequestering agent]
As mentioned above, sulfate ions are expected to be eluted into the curing water within a few months and become approximately constant. In experiments, there was almost no difference in the elution rate of SO 4 -- between sand gel and homogel (FIGS. 4 and 5). In actual sites, the amount of groundwater is extremely large compared to the solidified matter, and if the groundwater flows and is diluted, the rate of elution and diffusion will be faster, but the rate of dilution and the amount of SO 4 in the gel will increase. It is necessary to take into account that the survival rate is affected by ground conditions, groundwater conditions, the size of the injection area, etc. Therefore, it is effective to consider silica grout, which has almost no effect on mortar specimens even without dilution. That is the application of non-alkaline silica grouts containing sequestering agents.

実験5により、表8(a)のモルタル供試体を同体積の金属イオン封鎖剤を含有する非アルカリシリカのゲル中に養生して(図18(a))コンクリート表面に析出した被膜に関して、外観観察を行った結果、いずれの注入材においてもモルタル表面に白色の被膜が形成されていることを確認した(図23、図24)。そこで、比較のために、同様の条件でII(非硫酸系・リン酸系、表1、No.2)、IIα(硫酸・リン酸系、表1、No.3)およびIIδ(硫酸系、表1、No.1)の非アルカリシリカに養生したモルタル供試体の被膜を採取し、その成分を蛍光X線法にて、結晶構造をX線回折法にて測定を行った(図25、表14)。 In Experiment 5, the mortar specimens shown in Table 8(a) were cured in non-alkaline silica gel containing the same volume of sequestering agent (Fig. 18(a)), and the appearance of the film deposited on the concrete surface was determined. As a result of observation, it was confirmed that a white film was formed on the mortar surface in all injection materials (FIGS. 23 and 24). Therefore, for comparison, II (non-sulfuric acid/phosphoric acid type, Table 1, No. 2), IIα (sulfuric acid/phosphoric acid type, Table 1, No. 3) and IIδ (sulfuric acid type, The coating of the mortar specimen cured on non-alkali silica (Table 1, No. 1) was collected, and its components were measured by fluorescent X-ray method, and the crystal structure was measured by X-ray diffraction method (Fig. 25, Table 14).

表14に被膜成分を、図25にX線回折チャートを示す。これらの測定結果より、モルタル表面の被膜は、IIでハイドロキシアパタイト、IIαではハイドロキシアパタイトやリン酸カルシウム、IIδではカルサイトやヴァテライトであると思われる。 Table 14 shows the coating components, and FIG. 25 shows the X-ray diffraction chart. From these measurement results, it seems that the coating on the mortar surface is hydroxyapatite in II, hydroxyapatite or calcium phosphate in IIα, and calcite or vaterite in IIδ.

なお、これらのII、IIαの被覆は、被膜形成は金属イオン封鎖剤によってなされるものであり、特に、リン酸、リン酸ソーダやヘキサメタリン酸ソーダ、リン酸塩が顕著である。また、クエン酸やコハク酸等の有機酸や有機酸塩も効果的である。図26に、ヘキサメタリン酸ソーダの例として、金属イオン封鎖剤の機能を示す。金属イオン封鎖剤を含む非アルカリシリカグラウトは、モルタル表面に存在するカルシウムやマグネシウムのイオンとキレート結合することにより不動態化するとともに、注入材に含まれるシリカと反応し、モルタル内からのCaイオンの溶出を抑え、外部からの硫酸イオンの侵入を抑える難溶性の被膜を形成するものと考えられる。 The coatings of II and IIα are formed using metal ion sequestering agents, and phosphoric acid, sodium phosphate, sodium hexametaphosphate, and phosphates are particularly notable. Organic acids and organic acid salts such as citric acid and succinic acid are also effective. FIG. 26 shows the function of a sequestering agent using sodium hexametaphosphate as an example. Non-alkaline silica grout containing a metal ion sequestering agent becomes passivated by chelate bonding with calcium and magnesium ions present on the mortar surface, and also reacts with the silica contained in the injection material to remove Ca ions from within the mortar. This is thought to form a poorly soluble film that suppresses the elution of sulfuric acid ions and the intrusion of sulfate ions from the outside.

[実験5]
金属イオン封鎖剤を含むシリカ溶液は、コンクリート表面にマスキングシリカ(金属イオン封鎖剤含有非アルカリシリカグラウト)による不溶性被膜を形成し、コンクリートを保護する効果があることを確認した。
[Experiment 5]
It was confirmed that a silica solution containing a sequestering agent forms an insoluble coating of masking silica (non-alkali silica grout containing a sequestering agent) on the concrete surface and has the effect of protecting concrete.

1)試験概要
表8(a)に示すモルタル供試体を1ヶ月間水中養生した後、3本を一組とし、表12(a)、表13(a)に示すシリカグラウト溶液の600mLのホモゲル(養生媒体)に浸漬し、1年間養生した。中和剤Aは金属イオン封鎖剤の効果が期待されるリン酸であるが、中和剤Bはこの効果は期待されない硫酸である。以上の条件の供試体を用いて、外観観察および養生媒体のpH測定を実施した。Case1の養生媒体はイオン交換水である。この試験は、モルタル供試体を浸漬しているシリカグラウトのホモゲル(養生媒体)は密閉状態で硫酸イオンの希釈は生じない状態で行っている。
1) Test overview After curing the mortar specimens shown in Table 8(a) in water for one month, three specimens were combined into a set, and 600 mL of homogel of the silica grout solution shown in Tables 12(a) and 13(a) was added. (curing medium) and cured for one year. Neutralizing agent A is phosphoric acid, which is expected to have the effect of a metal ion sequestering agent, but neutralizing agent B is sulfuric acid, which is not expected to have this effect. Using the specimens under the above conditions, appearance observation and pH measurement of the curing medium were performed. The curing medium in Case 1 is ion exchange water. This test was conducted with the silica grout homogel (curing medium) in which the mortar specimen was immersed sealed in a closed state so that sulfate ions were not diluted.

2)試験結果
2-1)外観観察
浸漬1年後の供試体の状況を、表13(c)に示す。Case1、2、3、4に変状は見られなかったが、Case5は上部にひび割れが確認された。また、Case2、3、4、5は、供試体表面に白色の結晶物の付着が見られた。
2-2)養生媒体のpH
養生媒体のpH測定結果を、表13(b)に示す。モルタル供試体を養生したイオン交換水のpHが13以上であるのに対し、マスキング効果が期待されるCase2は中性値を示した。一方で、中和剤A・Bの混合物を用いたCase3、4では、中和剤Bの混合率が高いほど養生媒体のpHは高く、中和剤Bのみを配合したCase5の養生水が最も高いpH値を示した(図22)。
2) Test Results 2-1) Appearance Observation The condition of the specimen after one year of immersion is shown in Table 13(c). No deformation was observed in Cases 1, 2, 3, and 4, but cracks were observed in the upper part of Case 5. Furthermore, in Cases 2, 3, 4, and 5, adhesion of white crystalline substances was observed on the surface of the specimen.
2-2) pH of curing medium
The pH measurement results of the curing medium are shown in Table 13(b). While the pH of the ion-exchanged water used to cure the mortar specimen was 13 or higher, Case 2, in which a masking effect is expected, showed a neutral value. On the other hand, in Cases 3 and 4 using a mixture of Neutralizing Agents A and B, the higher the mixing ratio of Neutralizing Agent B, the higher the pH of the curing medium, and the curing water of Case 5 containing only Neutralizing Agent B had the highest pH. It showed a high pH value (Figure 22).

マスキング効果は、モルタル供試体表面にマスキングシリカによる不溶性被膜を形成することにより、モルタルからのアルカリの溶出を遮断し中性化を抑制するとともに、中和剤の硫酸イオンの侵入を防ぎ、モルタルを保護していることが判った。 The masking effect is achieved by forming an insoluble film of masking silica on the surface of the mortar specimen, which blocks the elution of alkali from the mortar and suppresses neutralization, as well as prevents the intrusion of sulfate ions, a neutralizing agent, and improves the mortar. It turned out that it was protected.

また、表13(c)は、表13(a)の酸性シリカグラウト中に養生したモルタル供試体の外観観察を示す。表13(c)より酸性反応剤(中和剤)中の硫酸イオンの混入率(%)を0、50、66、100とした場合の金属イオン封鎖剤の効果が判る。この結果、硫酸イオンがモルタルに悪影響をもたらす硫酸イオンの15,000ppmの存在下でも、金属イオン封鎖剤の効果でモルタルを保護していることが判る。
この結果より、リン酸イオンが硫酸イオンの5割(Case4)、硫酸イオンと同量(Case3)、もちろん全量(Case2)あればコンクリートに問題は生じない。
Moreover, Table 13(c) shows the appearance observation of the mortar specimen cured in the acidic silica grout of Table 13(a). Table 13(c) shows the effect of the sequestering agent when the mixing rate (%) of sulfate ions in the acidic reactant (neutralizing agent) is 0, 50, 66, and 100. The results show that even in the presence of 15,000 ppm of sulfate ions, which have an adverse effect on mortar, the mortar is protected by the effect of the sequestering agent.
From this result, if the phosphate ions are 50% of the sulfate ions (Case 4), the same amount as the sulfate ions (Case 3), and of course the entire amount (Case 2), no problem will occur in the concrete.

[実験6]
金属イオン封鎖剤を含む非アルカリシリカグラウトのゲル中のモルタル供試体の強度試験
表13(d)のモルタルを、表15に示す金属イオン封鎖剤を含む非アルカリシリカグラウトを図18の養生方法で16年養生した養生試験の状況を図19、図20に、その間の養生水のpHと強度比を図21に、それぞれ示した。モルタル供試体を養生した蒸留水のpHは12付近であるが、硫酸塩水溶液中で崩壊する場合のpHは13以上となり、モルタル中のアルカリが溶出していることが判る。それに対して、金属イオン封鎖剤を含む非アルカリシリカにより被覆されている場合、pHはほぼ中性値を保っている。この結果より、上記シリカはモルタル中のアルカリの溶出を遮断(中性化を抑制)するとともに、モルタル内部への硫酸イオンの侵入を防いでいると考えられる。以上より、実験5と同様の金属イオン封鎖剤の機能が確認された(表15、図18~図21、図23~図26)。
[Experiment 6]
Strength test of mortar specimen in gel of non-alkali silica grout containing sequestering agent The mortar shown in Table 13(d) and the non-alkali silica grout containing the sequestering agent shown in Table 15 were prepared using the curing method shown in FIG. The conditions of the curing test after 16 years of curing are shown in FIGS. 19 and 20, and the pH and strength ratio of the curing water during that period are shown in FIG. 21, respectively. The pH of the distilled water used to cure the mortar specimen is around 12, but when it disintegrates in the sulfate aqueous solution, the pH becomes 13 or more, indicating that the alkali in the mortar is eluted. In contrast, when coated with non-alkaline silica containing a sequestering agent, the pH remains approximately neutral. From this result, it is considered that the silica blocks the elution of alkali in the mortar (suppresses neutralization) and also prevents sulfate ions from entering the mortar. From the above, the same function of the sequestering agent as in Experiment 5 was confirmed (Table 15, FIGS. 18 to 21, and 23 to 26).

[実験7]
モルタル供試体を金属イオン封鎖剤含有シリカグラウトの同体積のサンドゲル中に包み硫酸系シリカグラウトのサンドゲル中に養生した場合の金属イオン封鎖剤の効果
図27(a)に示すように、表8(a)のモルタルを表11の△印の金属イオン封鎖剤を含む表12のシリカグラウトのサンドゲルで包み、それを表11の〇印の硫酸系シリカグラウトのホモゲル内で養生した(図27(b))。6ヶ月後にホモゲル、サンドゲルを解体して(図27(c))、モルタルを観察したところ、変化はなく、表面には、上記金属イオン封鎖剤を含むシリカ(マスキングシリカ)による白色被覆が形成されて(図27(d))、モルタルに変状は見られなかった。モルタル表面にフェノールフタレインを噴霧しても赤色反応を生じず、さらにモルタルに傷を付けて(図27(d))フェノールフタレインを噴霧したところ、傷部のみがコンクリート内部のアルカリを示す赤色反応を呈した。また、取り出したモルタル供試体を水に浸漬したところ、養生水のpHは中性付近を呈した。このことから、マスキングシリカ層が硫酸イオンのモルタル内部への侵入を防ぐとともに、モルタル供試体内部からのアルカリの溶出を防いでいることが判った。この実験は、実施工において図28に対応する。
[Experiment 7]
Effect of sequestering agent when a mortar specimen was wrapped in the same volume of sand gel of silica grout containing a sequestering agent and cured in a sand gel of sulfuric acid-based silica grout. The mortar in a) was wrapped in a sand gel of silica grout in Table 12 containing a sequestering agent marked with △ in Table 11, and it was cured in a homogel of sulfuric acid-based silica grout marked with ○ in Table 11 (Fig. 27 (b) )). After 6 months, the homogel and sand gel were disassembled (Fig. 27(c)) and the mortar was observed. There was no change, and a white coating of silica (masking silica) containing the metal ion sequestering agent was formed on the surface. (Fig. 27(d)), no deformation was observed in the mortar. Even when phenolphthalein was sprayed on the mortar surface, no red reaction occurred, and when the mortar was scratched (Figure 27(d)) and phenolphthalein was sprayed, only the scratches turned red, indicating the alkali inside the concrete. showed a reaction. Further, when the taken-out mortar specimen was immersed in water, the pH of the curing water was around neutral. This indicates that the masking silica layer prevents sulfate ions from entering the mortar and also prevents alkali from leaching out from inside the mortar specimen. This experiment corresponds to FIG. 28 in its implementation.

[実験8]
モルタル供試体が金属イオン封鎖剤含有のゲル中に半没状態における実験例を示す(図29、図30)。
[Experiment 8]
An experimental example is shown in which a mortar specimen is half-immersed in a gel containing a sequestering agent (FIGS. 29 and 30).

a)ホモゲル浸漬養生(図29(a))
600mL密閉容器の真中に5cmφ×10cmのモルタル供試体(表8(a))を置き、表1のNo.2の金属イオン封鎖剤系シリカグラウトを400mL入れて、所定期間養生する。
1年経過後、ホモゲルを破壊して中のコンクリート供試体を取り出し、コンクリート供試体の状態を観察した。
a) Homogel immersion curing (Figure 29(a))
A 5 cmφ x 10 cm mortar specimen (Table 8 (a)) was placed in the center of a 600 mL airtight container, and No. 1 in Table 1 was placed. Add 400 mL of the metal ion sequestrant-based silica grout from step 2 and cure for a predetermined period of time.
After one year, the homogel was destroyed, the concrete specimen inside was taken out, and the condition of the concrete specimen was observed.

b)ホモゲル同一体積中養生(図29(b))
1)300mL密閉容器の真中に3cmφ×6cmのモルタル供試体(表8(a)浸漬試験用モルタル)を置き、表1のNo.2の金属イオン封鎖剤系シリカグラウトを50mL入れて所定期間養生する。グラウトが供試体の高さ半分位までくるようにする。
2)供試体はパラフィンを用いてグラウト上部を密閉し、蒸発を防いだ状態にする。
b) Curing in the same volume of homogel (Figure 29(b))
1) Place a 3 cmφ x 6 cm mortar specimen (mortar for immersion test in Table 8 (a)) in the center of a 300 mL airtight container, and Add 50 mL of the metal ion sequestrant-based silica grout from step 2 and cure for a predetermined period of time. Make sure that the grout reaches about half the height of the specimen.
2) The upper part of the grout of the specimen is sealed using paraffin to prevent evaporation.

上記a)、b)ともに、養生後3年経てもモルタル表面に保護膜を形成し、モルタルに劣化は生じなかった(図30)。 In both a) and b) above, a protective film was formed on the mortar surface even after 3 years of curing, and no deterioration occurred in the mortar (FIG. 30).

[環境保全型非アルカリシリカ注入工法]
コンクリート構造物の接触部等の直近部では、コンクリート構造物と周辺部の注入による不透水性の固結部で拘束されているため、ゲル中の硫酸イオンは希釈の程度が少なく長期間ゲル中に残存すると思われるが、徐々に地盤改良領域の外周部から硫酸イオンが濃度勾配によって周辺地下水中に溶出して、地盤改良領域全体の硫酸イオン濃度は低下し、それにつれてコンクリート構造物直近部の固結体中の硫酸イオンは少なくなる。しかしながら、コンクリート直近部の硫酸イオン濃度の低減速度は、前述の要件によって異なるので不明確である。このため、コンクリート直近部や接触部では、コンクリート構造物と硫酸系非アルカリ性シリカグラウトの固結部分の間の領域にリン酸系等、金属イオン封鎖剤系、非硫酸系やカルシウム系(セメント系も含む)等の非アルカリ性シリカグラウトによる固結部を介在させることが好ましい。この場合、コンクリートを硫酸イオンがアタックする前にリン酸イオンがコンクリートに到達してコンクリートのカルシウム分と反応し、シリカ分とともにキレート効果による防護皮膜をコンクリート表面に形成して、硫酸イオンを遮断することが判った。
[Environmentally friendly non-alkali silica injection method]
In the immediate vicinity of the contact area of the concrete structure, the sulfate ions in the gel are restrained by the impermeable solidification caused by injection between the concrete structure and the surrounding area, so the degree of dilution of the sulfate ions in the gel is small and it remains in the gel for a long period of time. However, sulfate ions are gradually eluted from the outer periphery of the soil improvement area into the surrounding groundwater due to the concentration gradient, and the sulfate ion concentration in the entire soil improvement area decreases, and as a result, the concentration of sulfate ions in the area immediately adjacent to the concrete structure decreases. The amount of sulfate ions in the solids decreases. However, the rate of reduction of the sulfate ion concentration in the immediate vicinity of concrete is unclear because it depends on the above-mentioned requirements. For this reason, in the area immediately adjacent to or in contact with concrete, the area between the concrete structure and the solidified portion of the sulfuric acid-based non-alkaline silica grout contains phosphoric acid-based, sequestering agent-based, non-sulfuric acid-based, and calcium-based (cement-based) It is preferable to interpose a solidified portion of non-alkaline silica grout such as (including). In this case, before the sulfate ions attack the concrete, the phosphate ions reach the concrete and react with the calcium content of the concrete, forming a protective film on the concrete surface with a chelating effect along with the silica content, blocking the sulfate ions. It turned out that.

従来、コンクリートに対する安全性も含めて、環境保全型注入工法は定性的には論じてきたが、定量的な技術とするには至っていない。それは、地盤条件や地下水条件があまりにも複雑で、長期的な地盤との関係やゲル化後に変化するシリカゲルの化学的、物理的変化や地盤とのゲル化反応が複雑であることや、注入目的や注入方式に対応した配合処方の設定が困難であったからである。本発明者らは、これらの要因を明らかにして定量的に環境保全に優れた注入技術を確立することを目指して、本発明を完成したものである。 In the past, the environmentally friendly injection method has been discussed qualitatively, including its safety for concrete, but it has not yet been developed into a quantitative technology. This is because the ground conditions and groundwater conditions are too complex, the long-term relationship with the ground, the chemical and physical changes in silica gel that change after gelation, and the gelation reaction with the ground are complex, and the purpose of injection This is because it has been difficult to set a compounding prescription that is compatible with the injection method and injection method. The present inventors completed the present invention with the aim of clarifying these factors and quantitatively establishing an injection technique that is excellent in environmental conservation.

以下に本発明を詳述する。 The present invention will be explained in detail below.

本発明は、本発明者らによる先願発明である特許第5277380号に記載の技術をさらに発展させたものである。 The present invention is a further development of the technology described in Japanese Patent No. 5277380, which is an earlier invention by the present inventors.

従来、シリカグラウトは、単に注入素材の組み合わせによるゲル化を対象としていた。それに対して上記先願は、コンクリートの劣化を防ぐために、注入地盤全体における硫酸イオンを低減することを可能にした非アルカリシリカグラウトを用いた地盤注入工法である。 Traditionally, silica grouts have been targeted solely to gelation through a combination of injection materials. On the other hand, the above-mentioned prior application is a ground injection method that uses non-alkali silica grout, which makes it possible to reduce sulfate ions in the entire injection ground in order to prevent concrete deterioration.

本発明は、従来の定性的であったコンクリートの劣化を低減する考えから注入地盤と注入材の定量的条件を見出して注入地盤におけるコンクリートの劣化防止を容易にするものであって、注入地盤における、ゲルからの硫酸イオンの溶出と残存に着目し、注入地盤における環境に対する影響を低減する注入材の配合処方を定量的に設定した地盤注入工法および地盤注入材に関する。 The present invention aims to facilitate the prevention of concrete deterioration in the poured ground by finding quantitative conditions for the poured ground and the poured material, from the conventional idea of reducing concrete deterioration, which was qualitative. This paper focuses on the elution and persistence of sulfate ions from gel, and relates to a ground injection method and ground injection material that quantitatively determines the formulation of the injection material to reduce the impact on the environment in the ground where it is injected.

注入液が十分な非アルカリ領域のシリカグラウトのゲル化可能なシリカ濃度は0.5~40w/vol%であるが、充分な浸透性のある注入効果を得るには、1~40w/vol%が好ましい。このシリカ濃度で十分な浸透可能なゲルタイムを得るには、硫酸単独で水ガラスのアルカリを除去するに十分な硫酸イオン濃度は5,000~50,000ppmとなる。 The gelatinable silica concentration of silica grout in a non-alkaline area where the injection liquid is sufficient is 0.5 to 40 w/vol%, but in order to obtain an injection effect with sufficient penetration, the silica concentration is 1 to 40 w/vol%. is preferred. To obtain sufficient permeable gel time at this silica concentration, the sulfate ion concentration would be 5,000 to 50,000 ppm, sufficient to remove the alkali from the water glass with sulfuric acid alone.

注入目的を満たすには、採用する注入方式に適合した浸透性を呈するゲルタイムを有し、要求される固結強度を得られるシリカ濃度が必要となる。ところで、注入目的が高い固結強度を要求するほど、シリカ濃度を高くしなくてはならず、高い浸透性を得るための長いゲルタイムほど、耐久性を得るために酸性度を強くしてシリカのアルカリを中和する必要がある(図1(b))。従って、注入液の酸の濃度は、環境保全性からみた場合少ないほど好ましいが、注入目的からみた場合少なければ良いものではない。特に、強度の点では、シリカコロイドに比べて水ガラスの濃度が大きく影響するため、経済的に水ガラスのアルカリを中和するために硫酸が用いられる。このように、注入材の硫酸イオン濃度(a)が過少ならば注入目的を満たすことができず、濃度(a)が高すぎれば環境保全上、好ましくはない。従って、地盤注入材として、水ガラスおよび/またはシリカコロイドのアルカリを中和する酸性剤を有効成分として含む非アルカリシリカグラウトであって、地盤注入材由来の水溶性反応生成物の濃度が、地盤改良領域内で環境、特には構造物に影響を及ぼさないと想定される濃度まで低減され、かつ、注入目的を満たすシリカ濃度を有する配合処方からなるものを用いるものとする。特には、地盤および適用される注入方式から得られる注入目的を満たすシリカ濃度を有するとともに、浸透性が確保できるゲルタイムを有する配合処方からなるものを用いる。 To meet the purpose of injection, it is necessary to have a gel time that exhibits permeability that is compatible with the injection method employed, and a silica concentration that provides the required consolidation strength. By the way, the higher the silica concentration is required for the purpose of injection, the higher the silica concentration must be, and the longer the gel time is to obtain high permeability, the more acidic the silica must be in order to obtain durability. It is necessary to neutralize the alkali (Figure 1(b)). Therefore, from the viewpoint of environmental protection, it is preferable that the acid concentration of the injection liquid be as low as possible, but from the viewpoint of the purpose of injection, it is not necessarily better. In particular, in terms of strength, the concentration of water glass has a greater influence than that of silica colloid, so sulfuric acid is used to economically neutralize the alkali of water glass. As described above, if the sulfate ion concentration (a) of the implantation material is too low, the purpose of implantation cannot be met, and if the concentration (a) is too high, it is not preferable in terms of environmental protection. Therefore, if a non-alkali silica grout containing as an active ingredient an acidic agent that neutralizes the alkali of water glass and/or silica colloid is used as a ground injection material, the concentration of water-soluble reaction products derived from the ground injection material may be It is assumed that a formulation is used that has a silica concentration that is reduced to a concentration that is assumed to have no effect on the environment, especially structures, within the improvement area and that satisfies the purpose of injection. In particular, a formulation is used that has a silica concentration that satisfies the purpose of injection obtained from the soil and the applied injection method, as well as a gel time that ensures permeability.

上述したように、注入地盤で地下水が停滞状態であって、水溶性反応生成物の濃度が希釈されないと想定した条件下では、コンクリートに影響を生ずると考えられる(表9、表13(c)Case(5))。従って、このような場合は非硫酸性または金属イオン封鎖剤系(表13(c)Case2、Case3、Case4)を用いればよいことが判る。 As mentioned above, under conditions where it is assumed that the groundwater is stagnant at the injection site and the concentration of water-soluble reaction products is not diluted, it is thought that this will have an effect on concrete (Table 9, Table 13 (c) Case (5)). Therefore, it can be seen that in such a case, a non-sulfuric acid or metal ion sequestering agent system (Table 13(c) Case 2, Case 3, Case 4) may be used.

一方、本発明者らは、地盤中に注入されたシリカ溶液の硫酸イオンは注入地盤内で地下水に比較的短期間に希釈されて、SOイオンは最終的にほぼ拡散し、コンクリートに悪影響をもたらさないことを見出した(図4、図5、実験1~3)。 On the other hand, the present inventors found that the sulfate ions of the silica solution injected into the ground were diluted by groundwater in a relatively short period of time, and the SO4 ions eventually diffused and had a negative impact on concrete. It was found that there was no effect (Fig. 4, Fig. 5, Experiments 1 to 3).

しかし、地下水による固結領域におけるSOイオンの減少は、(1)ゲル中のSOの濃度、地盤中におけるSOの濃度、地盤状況、注入範囲、地下水条件、コンクリートの条件、コンクリートとの位置関係によって異なる。さらに、注入目的、注入方式に適合する配合処方によっても異なる。このため、本発明者らは、環境負荷を低減して、コンクリート構造物に影響する要因を以下のように定量的に把握して低減することを可能にした。 However, the reduction of SO 4 ions in the consolidated area by groundwater depends on (1) the concentration of SO 4 in the gel, the concentration of SO 4 in the ground, the ground condition, the injection range, the ground water conditions, the concrete conditions, and the relationship with concrete. Depends on location. Furthermore, it varies depending on the purpose of injection and the formulation suitable for the injection method. Therefore, the present inventors have made it possible to reduce the environmental load by quantitatively understanding and reducing the factors that affect concrete structures as described below.

本発明者らによる先願発明より、従来、コンクリートに影響をもたらす要因が知られていた。また、その要因に基づいて硫酸イオンの低減を行うことも知られていた。しかし、その要因に基づき注入目的とコンクリートに対する安全性を満たす定量的配合処方からなる注入液の設定までには至っていない。その理由は前述したとおりである。これに対し、本発明者らは、実験2、図4から以下に示すように、注入材のゲル化物から溶出するSOイオンの経時的挙動を解明し、溶出した硫酸イオンの地盤中における挙動を地盤改良領域の地盤状況、地下水状況より開放系、停滞系、濃縮系と分類し、かつ、注入地盤における硫酸イオンの定量的低減要因(Y)とゲル中の硫酸イオンの溶出率と残存率を設定し、さらに、その硫酸イオン濃度とシリカ濃度による注入液のゲルタイムと固結強度と地盤への浸透性が、注入目的と適用する注入方式に対応し改良地盤内に残存した硫酸イオンがコンクリートに影響を及ぼさないような硫酸イオン濃度以下となる硫酸イオン濃度を含有する配合処方からなる注入材を地盤に注入することによって、環境負荷の少ない、長期耐久性に優れた地盤注入工法を可能にしたものである。 From the prior invention by the present inventors, factors that affect concrete have been known. It was also known to reduce sulfate ions based on these factors. However, based on these factors, it has not yet been possible to establish an injection solution with a quantitative formulation that satisfies the injection purpose and safety for concrete. The reason is as described above. On the other hand, the present inventors elucidated the behavior of SO4 ions eluted from the gelled material of the injection material over time, and the behavior of the eluted sulfate ions in the ground, as shown below from Experiment 2 and Figure 4. The soil improvement area is classified into open, stagnant, and concentrated based on the ground conditions and groundwater conditions, and the quantitative reduction factor (Y) of sulfate ions in the implanted ground and the elution rate and residual rate of sulfate ions in the gel are determined. Furthermore, the gel time, consolidation strength, and permeability into the ground of the injection solution due to the sulfate ion concentration and silica concentration are determined according to the purpose of injection and the injection method to be applied. By injecting into the ground an injection material containing a sulfate ion concentration that is below the sulfate ion concentration that does not affect This is what I did.

経時的に地中コンクリートに影響を及ぼす要因(Y)は、地下水状況、地盤状況が最も影響が大きいため、以下の5通り(A,B,C,D,E)の地盤条件を想定することができる。すなわち、地盤改良領域内のコンクリート構造物、地盤状況、地下水状況および注入条件のうちのいずれか(表10の△8~△10等)または複数に基づき、地盤注入材由来の水溶性反応生成物の挙動に対応して注入地盤における水溶性反応生成物の環境への影響を低減する要因を定量的に設定し、地盤に注入する注入材の配合処方が環境、特にコンクリート構造物への影響を低減するとともに、地盤状況および適用する施工法に適合する注入目的を満たすシリカ濃度と硫酸イオンの濃度(a)に対応する配合処方からなるものを用いることが好ましい。 The factors (Y) that affect underground concrete over time are groundwater conditions and ground conditions that have the greatest influence, so the following five ground conditions (A, B, C, D, E) should be assumed. I can do it. That is, water-soluble reaction products derived from the ground injection material are determined based on one or more of the concrete structure, ground condition, groundwater condition, and injection conditions (△8 to △10 in Table 10, etc.) in the ground improvement area. We quantitatively established the factors that reduce the environmental impact of water-soluble reaction products in the injected ground in response to the behavior of the ground, and determined that the formulation of the injection material injected into the ground will reduce the impact on the environment, especially on concrete structures. It is preferable to use a compounding recipe that corresponds to the silica concentration and sulfate ion concentration (a) that satisfies the purpose of injection that is compatible with the ground conditions and the applied construction method.

(A)開放系:注入地盤中のゲル化物から注入範囲外へ容易に溶出する場合、地下水がコンクリート構造物よりも外方向に流れている場合。例えば、海岸や河川が近く、その方向に流れている場合、潮の干満で地下水位が変動している場合、動水勾配が外側方向である場合、または、砂礫等、透水性の大きい地盤の場合には、硫酸イオンは比較的短期間、1~2ヶ月以内に低減する。本発明者らの室内実験によれば、1~2ヶ月以内に硫酸イオンはほとんど全量拡散する(図4、図5、表7)。最終的には、自然界の硫酸イオン濃度に収斂するとみてよい。従って、表1の硫酸系を用いても、注入地盤中のSOイオンは短期間に低減しやすい。しかし、実際の現場では、硫酸イオンの溶出速度は地盤条件、地下水要件、固結範囲の大きさが影響すると思われるため、これらの条件等が不明確な場合、表1の2、3、または1、2、3と4、5の併用を用いるのが望ましい。また、後述するように、表12の注入率のうちの懸濁型カルシウム含有一次注入材の注入率を増やして、硫酸イオン含有シリカグラウトの二次注入率を低減すると同時にカルシウムによる硫酸イオンの固定を図ることができる。なお、薬液注入地盤において、注入領域から10m離れた位置の検査孔における水質変化は通常1~2ヶ月でほぼ一定になるところから、注入地盤におけるゲルからの反応生成物の濃度は、通常1~2ヶ月で拡散によってほぼ一定になるとみなしてよい。従って、図4、図5より1/10以下になるとみなしてよい。 (A) Open system: When gelled material in the ground is easily leached out of the injection area, or when groundwater is flowing outward from the concrete structure. For example, if the coast or river is close and flowing in that direction, if the groundwater level fluctuates with the tide, if the hydraulic gradient is outward, or if the ground is highly permeable such as sand and gravel. In some cases, sulfate ions decrease within a relatively short period of time, within 1-2 months. According to laboratory experiments conducted by the present inventors, almost all of the sulfate ions diffuse within 1 to 2 months (FIGS. 4, 5, and Table 7). It is likely that the concentration of sulfate ions will eventually converge to that found in nature. Therefore, even if the sulfuric acid system shown in Table 1 is used, SO 4 ions in the implanted ground are likely to be reduced in a short period of time. However, in actual sites, the elution rate of sulfate ions is thought to be affected by ground conditions, groundwater requirements, and the size of the consolidation area, so if these conditions are unclear, 2, 3, or It is desirable to use a combination of 1, 2, 3 and 4, 5. In addition, as described later, the injection rate of the suspended calcium-containing primary injection material in Table 12 was increased, and the secondary injection rate of the sulfate ion-containing silica grout was reduced, and at the same time, sulfate ions were fixed by calcium. can be achieved. In addition, in the chemical injection ground, the water quality change in the inspection hole located 10 m away from the injection area usually becomes almost constant in 1 to 2 months, so the concentration of the reaction product from the gel in the injection ground is usually 1 to 2 months. It can be assumed that it becomes almost constant due to diffusion in two months. Therefore, it can be considered that it is 1/10 or less from FIGS. 4 and 5.

(B)停滞系(滞留系):地下水流がほとんどなく、停滞している場合、この領域のSOイオンは遅かれ早かれ、イオン濃度の勾配が低い方向、すなわち、注入範囲外への方向に移動して、希釈され、最終的には影響のない濃度まで低減するものの、その溶出速度は不明である。この場合、表1の2、3か表1の1、2、3と表4のE、Fの併用系を用いるのが好ましい。これによって、コンクリートに影響のない濃度まで希釈するまでの間、または、その後もコンクリートを保護することができる。または、硫酸イオンが希釈されなくても、そのままコンクリートを保護することができる。 (B) Stagnant system (stagnation system): If there is little groundwater flow and it is stagnant, SO4 ions in this area will sooner or later move in the direction where the gradient of ion concentration is lower, that is, in the direction outside the injection range. Although it is diluted and eventually reduced to a concentration that has no effect, its elution rate is unknown. In this case, it is preferable to use 2 and 3 in Table 1 or a combination system of 1, 2, and 3 in Table 1 and E and F in Table 4. This allows the concrete to be protected until it is diluted to a concentration that does not affect the concrete, or even afterwards. Alternatively, sulfate ions can be used to protect concrete without being diluted.

(C)濃縮系:硫酸イオンの低減が生じず、むしろ濃縮する可能性が高い場合は、コンクリートの表面から浸透した硫酸イオンが乾燥濃縮を繰り返して濃縮される場合である。この場合は、表1の2または3や、表4のE、FやGの併用を用いることが好ましい。
また、コンクリートが高品質の場合、硫酸イオンは侵入せず問題を生じない(表8(b))。
(C) Concentration system: A case in which sulfate ions are not reduced and is more likely to be concentrated is a case in which sulfate ions that permeate from the surface of the concrete are concentrated by repeated drying and concentration. In this case, it is preferable to use 2 or 3 in Table 1 or E, F, or G in Table 4 in combination.
Furthermore, if the concrete is of high quality, sulfate ions will not enter and cause no problems (Table 8(b)).

(D)注入範囲内に非注入部分を設け、未固結部を残しておいて、硫酸イオンがその部分に拡散して全体の硫酸イオン濃度を低減する。 (D) A non-implanted portion is provided within the implantation range, leaving an unconsolidated portion, and sulfate ions diffuse into that portion to reduce the overall sulfate ion concentration.

(E)注入範囲内地盤のカルシウム含有量または地盤にあらかじめ注入したカルシウム含有注入材によるカルシウム含有量によって、注入材中の硫酸イオンを硫酸カルシウムとして不動態化する。注入範囲内にカルシウム含有アルカリ注入領域を設けて、注入材中の硫酸イオンを硫酸カルシウムとして不動態化する。または、地盤中に含有するカルシウムと注入材中の硫酸イオンが硫酸カルシウムとなって不動態化することによって、硫酸イオン濃度を低減する。注入材の気中pHは、地盤中に注入した場合、土のpHによってpHが中性方向に移行して、土中ゲルタイムGTは短縮するが(図7、図8、図9)、その他に土の成分、特に、注入対象地盤のCa含有量が大きく影響する。図7は、非アルカリシリカグラウトを注入した現場における実際の例を示す。このデータより、地盤中の硫酸イオンは施工完了後、最終的には硫酸イオンが低減し、その硫酸イオンの低減率は、例えば、SO --イオン20,000ppmの配合処方を用いる場合、図10のシリカグラウトでCaイオンが10,000ppmの場合、ほぼ硫酸イオン濃度は半減、または1/3に減るとみなすことができる。 (E) Sulfate ions in the injection material are passivated as calcium sulfate depending on the calcium content of the ground within the injection range or the calcium content of the calcium-containing injection material injected into the ground in advance. A calcium-containing alkaline implant region is provided within the implant range to passivate the sulfate ions in the implant as calcium sulfate. Alternatively, calcium contained in the ground and sulfate ions in the injection material become calcium sulfate and become passivated, thereby reducing the sulfate ion concentration. When the air pH of the injection material is 0 , when it is injected into the ground, the pH shifts to neutral depending on the soil pH, and the soil gel time GTS is shortened (Figures 7, 8, and 9). In addition, the soil components, especially the Ca content of the ground to be injected, have a large influence. Figure 7 shows a practical example in the field of injecting non-alkaline silica grout. From this data, the sulfate ions in the ground will eventually decrease after construction is completed, and the reduction rate of sulfate ions will be as follows: When Ca ion is 10,000 ppm in No. 10 silica grout, the sulfate ion concentration can be considered to be reduced by approximately half or one-third.

(F)コンクリート構造物の周辺に表1の2、3、4、5を注入して、コンクリートへの侵入を防ぎ、硫酸イオンを不動態化する。
また、金属イオン封鎖剤のうち、特に、ヘキサメタリン酸ソーダを含む非アルカリシリカでは、ゲル化物からの硫酸イオンの溶出量が初期において極めて少なく、用いた硫酸イオン濃度の30%である。このため、コンクリートの保護機能が極めて高い。この理由は、コンクリート表面に形成されたカルシウムと結合したハイドロキシアパタイトの強固な構造の中に、SO --イオンが取り込まれたものと推察される。
(F) Inject 2, 3, 4, and 5 of Table 1 around the concrete structure to prevent intrusion into the concrete and passivate sulfate ions.
Furthermore, among the metal ion sequestering agents, particularly in non-alkaline silica containing sodium hexametaphosphate, the amount of sulfate ions eluted from the gelled product is extremely small at the initial stage, being 30% of the sulfate ion concentration used. Therefore, the protective function of concrete is extremely high. The reason for this is presumed to be that SO 4 -- ions were incorporated into the strong structure of hydroxyapatite bonded to calcium formed on the concrete surface.

なお、上記における地下水状況は、以下のようにして把握することができる。注入地盤に設けた注入孔と注入領域や注入領域より離れた位置に設けた観測井戸から注入液或いは検出液を採取して、地下水中の注入液の成分やpHを分析して、溶出の有無、溶出速度や希釈の程度を推定できる。例えば、注入孔から染料や電解質等の検出液を注入して、注入領域から離れた観測井戸から地下水を採取して、導電率や濃度を測定して検出したり、また、潮の干満による、地盤中の地下水位の変動で判断できる。また、コンクリート構造物内部に漏出した漏出水を分析することによっても判断できる。このように拡散速度や希釈速度や希釈度を知るために、電気伝導度の測定やpH測定をセンサーとして使用できる。図34は、シリカ溶液の濃度と導電率の関係を示す。注入孔からシリカ溶液を注入して、観測井の採取液から導電率を測定して、地下水状況や希釈状況を把握できる。もちろん、過去の実績からも判断することができる。
また、上記において地盤改良領域の硫酸イオン濃度は、硫酸イオン含有注入液の注入率が減少することによって低減するのみならず、硫酸イオンがカルシウムによって硫酸カルシウムとして捕捉(固定)されることによっても低減する。
さらに、同様に一次注入においてカルシウム含有グラウトとして懸濁型グラウトを用いる場合も、地盤改良領域の硫酸イオン濃度は、全注入率から一次注入材の注入率を除いた硫酸イオン含有注入材による二次注入材の注入率が低減したことによる硫酸イオンの低減の他に、二次注入材の硫酸イオンが一次注入材のカルシウムによって捕捉(固定)されることによっても低減される(表1、△3,4,6,7)。
The groundwater situation mentioned above can be understood as follows. The injection liquid or detection liquid is collected from the injection hole established in the injection ground and the injection area, or from an observation well established at a location away from the injection area, and the components and pH of the injection liquid in the groundwater are analyzed to determine the presence or absence of elution. , the elution rate and degree of dilution can be estimated. For example, a detection liquid such as a dye or an electrolyte may be injected through an injection hole, groundwater may be sampled from an observation well located far from the injection area, and conductivity and concentration may be measured and detected. This can be determined by changes in the groundwater level in the ground. It can also be determined by analyzing leakage water that has leaked into the concrete structure. In this way, electrical conductivity measurement and pH measurement can be used as sensors to determine the diffusion rate, dilution rate, and degree of dilution. FIG. 34 shows the relationship between silica solution concentration and conductivity. By injecting silica solution through the injection hole and measuring the conductivity of the liquid sampled from the observation well, it is possible to understand groundwater conditions and dilution conditions. Of course, this can also be determined based on past performance.
In addition, in the above, the sulfate ion concentration in the ground improvement area is reduced not only by decreasing the injection rate of the sulfate ion-containing injection solution, but also by the sulfate ions being captured (fixed) as calcium sulfate by calcium. do.
Furthermore, similarly, when suspension type grout is used as the calcium-containing grout in primary injection, the sulfate ion concentration in the ground improvement area is calculated by subtracting the injection rate of the primary injection material from the total injection rate. In addition to the reduction in sulfate ions due to a reduction in the injection rate of the injection material, the sulfate ions in the secondary injection material are also reduced by being captured (fixed) by the calcium in the primary injection material (Table 1, △3 , 4, 6, 7).

注入領域からのSO --の溶出は、SO --の濃度勾配により、濃度が低い周辺部から行われるので、注入前の地盤(注入領域の外側の領域)の透水性が大きいほど、急速に溶出する地盤とみてよい。なお、注入地盤は、通常、透水性が低下しており(k=10-7~10-8m/sec)、一般には注入対象地盤の透水性が高い程(k=10-4~10-5m/sec以上)、注入地盤が海岸や河川に近い場合は潮の干満により、地下水が流動して、硫酸イオンは急速に前述した自然状態のレベルに低減する。 Since the elution of SO 4 -- from the injection area occurs from the peripheral area where the concentration is low due to the concentration gradient of SO 4 -- , the greater the water permeability of the ground (the area outside the injection area) before injection, the higher the It can be thought of as a rapidly leaching ground. Note that the permeability of the ground for injection is usually reduced (k = 10 -7 to 10 -8 m/sec), and generally speaking, the higher the permeability of the ground to be injected (k = 10 -4 to 10 - 5 m/sec or more), if the injection ground is close to the coast or a river, groundwater flows due to the ebb and flow of the tide, and sulfate ions are rapidly reduced to the level in the natural state described above.

また、地盤条件が複雑であるため地下水の希釈条件の判断が困難な場合、希釈率を少なめ、例えば、図4、図5より、1/10とか、1/2にとるとか、または、表4において、表1の、分類No.2、No.3やNo.5を併用して用いるのが安全側となる。また、コンクリート構造物に接していて、注入領域の透水性は低いため硫酸イオンが注入領域外に流出する期間が不明確な場合、表1の2や3の注入材を適用するか、あるいは表4のEやFを併用するのが好ましい。 In addition, if it is difficult to judge the groundwater dilution conditions due to complex ground conditions, the dilution rate may be reduced, for example, 1/10 or 1/2 from Figures 4 and 5, or as shown in Table 4. In Table 1, classification No. 2.No. 3 or No. It is safer to use 5 in combination. In addition, if the injection area is in contact with a concrete structure and the water permeability of the injection area is low, so the period during which sulfate ions will flow out of the injection area is unclear, apply injection materials 2 or 3 in Table 1, or It is preferable to use E and F of 4 together.

かかる知見に基づき、本発明者らはさらに鋭意検討をした結果、下記のように非アルカリシリカグラウトの配合処方を構成することにより、上記課題を解消することができることを見出し、本発明を完成するに至った。 Based on this knowledge, the present inventors conducted further intensive studies and found that the above-mentioned problems could be solved by configuring the formulation of non-alkali silica grout as shown below, and thus completed the present invention. reached.

すなわち、本発明のさらなる地盤注入工法は、コンクリート構造物の近接部または掘削後にコンクリート構造物を構築する予定の近接部に硫酸イオンを含む非アルカリ性シリカ系注入材を注入することにより地盤改良領域を形成する地盤注入工法において、pHが1~10である非アルカリ性シリカ注入材を、地盤改良領域全体の硫酸イオン濃度の平均値(X)がW以下とし、(X)の値が8,000ppm以下、さらに好ましくは(X)の値が5000ppm以下になり、かつ、注入目的を満たし注入方式に適合する硫酸イオンの含有量を有する配合処方からなる注入材、並びに、注入材の設定法およびそれを用いた注入工法である。ここで、Wは、耐久地盤に要求される耐久期間やコンクリート構造物の重要性を考慮して、環境上の安全性を想定した地盤改良領域における地盤注入材由来の水溶性反応生成物、特には硫酸イオンの最大濃度であり、X≦Wとなる値とする。また、非アルカリ性とは、pHが10以下を意味する。 That is, a further ground injection method of the present invention improves the ground by injecting a non-alkaline silica-based injection material containing sulfate ions into the vicinity of a concrete structure or the vicinity where a concrete structure is planned to be constructed after excavation. In the ground injection method, the non-alkaline silica injection material with a pH of 1 to 10 is used so that the average value (X) of the sulfate ion concentration in the entire ground improvement area is W or less, and the value of (X) is 8,000 ppm or less. , More preferably, the value of (X) is 5000 ppm or less, and the injection material is composed of a formulation having a sulfate ion content that satisfies the purpose of injection and is compatible with the injection method, as well as a method for setting the injection material and its use. This is the injection method used. Here, W is the water-soluble reaction product derived from the ground injection material in the ground improvement area assuming environmental safety, taking into account the durability period required for durable ground and the importance of concrete structures, especially is the maximum concentration of sulfate ions, and is set to a value such that X≦W. Moreover, non-alkaline means a pH of 10 or less.

本発明において、上記硫酸イオンを含む非アルカリ性シリカ系注入材は、水ガラスおよび/またはシリカコロイドを有効成分として含有し、水ガラスまたは水ガラスとコロイドに起因するシリカ分が1~40w/vol%、好ましくは2~30w/vol%であることが好ましい。また、本発明においては、上記硫酸イオンを含む非アルカリ性シリカ系注入材を、地盤改良領域に部分的に注入することによって注入領域全体における硫酸イオン濃度を低減することができる(図31(a)~(d)、[表10]の△1に相当)。この場合、非硫酸系注入材の注入部分をアルカリ系水ガラスグラウト(例えば、水ガラス-重曹系)とすると、図31の注入部分の網掛け部の過剰の硫酸イオンが水ガラスグラウトの過剰のアルカリを中和して強度増加と耐久性の向上に役立つ効果がある。また、注入地盤における硫酸イオンの地下水中への溶出((表10)のα2)を考慮すれば、注入地盤の硫酸イオンが経時的に低減すること([表10]の△2に相当)を想定することができる。また、本発明においては、硫酸イオンを含まないシリカ系注入材または硫酸イオン濃度が上記硫酸イオンを含む注入材より少ないシリカ系注入材を、上記硫酸イオンを含む非アルカリ性シリカ系注入材が注入されている注入領域の一部に置き換えて注入することができる(図31、[表10]の△4に相当)。さらに、本発明においては、硫酸イオンの固定化材としてカルシウム(セメント系を含む)を有効成分とする注入材を注入することができる([表10]の△3に相当)。この場合、硫酸イオンの固定材として硫酸イオンを低減することに加えてカルシウム含有注入液の注入量分が硫酸イオン含有注入液に置き換わる(△4に相当)という効果がある。また、カルシウム含有地盤に硫酸イオンを含有する注入材を注入することにより、地盤中のカルシウムイオンと注入材中の硫酸イオンを硫酸カルシウムとして不動態化して硫酸イオンを低減することができる(△3に相当)。さらに、本発明においては、上記硫酸イオンを含む非アルカリ性シリカ系注入材は、シリカコロイドを含むことによって、硫酸イオンの含有量を低減できる。なぜならば、コロイドは微量のアルカリによって安定化しているが、そのアルカリ量はほとんど無視できるからである([表10]の△5に相当)。また、本発明においては、上記硫酸イオンを含まないかまたは硫酸イオン濃度が少ない非アルカリ性シリカ注入材が、リン酸またはリン酸化合物を有効成分として含むことが好ましい([表10]の△4に相当)。さらにまた、本発明においては、コンクリート構造物と上記硫酸イオンを含む非アルカリシリカ系注入材を注入する領域の間の領域にリン酸若しくはリン酸化合物、または、金属イオン封鎖剤を有効成分とする注入材を注入することが好ましい(図31(b)、[表10]の△4に相当)。 In the present invention, the non-alkaline silica-based implantation material containing sulfate ions contains water glass and/or silica colloid as an active ingredient, and the silica content resulting from water glass or water glass and colloid is 1 to 40 w/vol%. , preferably 2 to 30 w/vol%. Furthermore, in the present invention, by partially injecting the non-alkaline silica-based implantation material containing sulfate ions into the ground improvement region, it is possible to reduce the sulfate ion concentration in the entire implantation region (Fig. 31(a)). ~(d), corresponding to △1 in [Table 10]). In this case, if the injection part of the non-sulfuric acid-based injection material is an alkaline water glass grout (for example, water glass-baking soda system), the excess sulfate ions in the shaded area of the injection part in Figure 31 are the excess sulfate ions in the water glass grout. It has the effect of neutralizing alkali and helping to increase strength and durability. Furthermore, if we consider the elution of sulfate ions from the injection ground into groundwater (α2 in (Table 10)), it can be assumed that the sulfate ions in the injection ground decrease over time (corresponding to △2 in [Table 10]). It can be assumed. Furthermore, in the present invention, a silica-based implantation material that does not contain sulfate ions or a silica-based implantation material that has a lower sulfate ion concentration than the above-mentioned implantation material that contains sulfate ions is replaced with a non-alkaline silica-based implantation material that contains sulfate ions. It can be implanted in place of a part of the implanted region (corresponding to Δ4 in FIG. 31 and [Table 10]). Furthermore, in the present invention, an injection material containing calcium (including cement type) as an active ingredient can be injected as a fixing material for sulfate ions (corresponding to △3 in [Table 10]). In this case, in addition to reducing sulfate ions as a fixing material for sulfate ions, there is an effect that the injection amount of the calcium-containing injection solution is replaced by the sulfate ion-containing injection solution (corresponding to △4). In addition, by injecting an injection material containing sulfate ions into calcium-containing ground, it is possible to passivate the calcium ions in the ground and the sulfate ions in the injection material as calcium sulfate, thereby reducing sulfate ions (△3 ). Furthermore, in the present invention, the non-alkaline silica-based implantation material containing sulfate ions can reduce the content of sulfate ions by including silica colloid. This is because although the colloid is stabilized by a trace amount of alkali, the amount of alkali can be almost ignored (corresponding to △5 in [Table 10]). In addition, in the present invention, it is preferable that the non-alkaline silica injection material that does not contain sulfate ions or has a low concentration of sulfate ions contains phosphoric acid or a phosphoric acid compound as an active ingredient (△4 in [Table 10]). equivalent). Furthermore, in the present invention, phosphoric acid or a phosphoric acid compound, or a metal ion sequestering agent is used as an active ingredient in the area between the concrete structure and the area where the non-alkali silica-based injection material containing sulfate ions is injected. It is preferable to inject an injection material (corresponding to △4 in FIG. 31(b) and [Table 10]).

なお、上記硫酸イオン濃度が少ない硫酸イオンを含む非アルカリシリカ系注入材とは、注入材中のシリカコロイドおよび/または水ガラス中のアルカリを中和するに必要とする硫酸イオン濃度より硫酸イオン濃度が低い非アルカリシリカ注入材をいう。 In addition, the non-alkali silica-based implantation material containing sulfate ions with a low sulfate ion concentration is defined as a sulfate ion concentration lower than the sulfate ion concentration required to neutralize the silica colloid in the implantation material and/or the alkali in the water glass. A non-alkali silica injection material with a low

以上の研究結果に基づき、本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、コンクリート構造物を構築する予定部の近接部に硫酸イオンを含む非アルカリ性シリカ系注入材の配合処方を以下の注入設計で行って注入することにより環境負荷を低減し、長期耐久性に優れ、かつ、注入目的を満たす地盤改良効果を得る地盤固結領域を定量的に形成する注入材と地盤注入工法を発明した。これにより、コンクリートに接する硫酸イオンを低減することで、コンクリート構造物を保護することを可能にした。勿論、本発明は、コンクリート構造物とは関係ない地盤条件においても、環境に優れた地盤注入工法に適用できる。 Based on the above research results, the present inventors conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, the present inventors determined that a non-alkaline silica-based injection material containing sulfate ions should be mixed in the vicinity of the area where a concrete structure is to be constructed. The following injection design is used to reduce the environmental impact, provide excellent long-term durability, and provide a ground improvement effect that meets the purpose of injection.Group material and ground injection that quantitatively form a solidified area of the ground. Invented a construction method. This has made it possible to protect concrete structures by reducing sulfate ions that come into contact with concrete. Of course, the present invention can be applied to the environmentally superior ground injection method even under ground conditions unrelated to concrete structures.

本発明者らは、硫酸イオン等の水溶性反応生成物のコンクリートに対する影響は、注入対象地盤における固結土、または、地盤改良領域全体の硫酸イオン濃度に依存し(pHではない)、その濃度をXとし、地盤改良領域内における硫酸イオンの溶出率(低減率)をαとし、改良地盤中の硫酸イオンの残存率を△として、コンクリートに対する影響を低減する要因Yを明らかにした(表10)。このYを定量化して、硫酸系非アルカリ性シリカ注入材による固結土の注入後の改良地盤中の硫酸イオン濃度X、X(ppm)が、注入地盤においてコンクリート構造物に影響を及ぼさないと想定される硫酸イオン濃度の最大値W以下になり、かつ、注入目的を満たし、適用地盤および注入方式に適合する硫酸イオン濃度(a)を含有する配合処方からなる非アルカリシリカグラウト、並びに、地盤改良設計方法、および、それを用いた非アルカリ性シリカ系注入材の注入方法の実用化が可能になった。これにより、従来、定性的に行っていた環境保全型シリカグラウトおよび注入工法に対し、本願発明では、定量的設計および地盤改良を可能にしたものである。なお、本発明において、「コンクリート構造物に影響を及ぼさないかまは影響を及ぼさないことが想定される」という意味は、コンクリート構造物の外見的破損または強度の低下等、実質的な破損を生じないという意味である。 The present inventors have discovered that the influence of water-soluble reaction products such as sulfate ions on concrete depends on the compacted soil in the ground to be injected or the sulfate ion concentration (not the pH) of the entire ground improvement area. Assuming that ). By quantifying this Y, the sulfate ion concentrations X 1 , A non-alkali silica grout with a formulation containing a sulfate ion concentration (a) that is less than the maximum value W of the sulfate ion concentration expected, and that satisfies the purpose of injection and is compatible with the applicable ground and injection method, and It has become possible to put into practical use a ground improvement design method and a non-alkaline silica injection method using the same. As a result, the present invention enables quantitative design and ground improvement, as opposed to environment-friendly silica grouting and injection methods that have conventionally been done qualitatively. In addition, in the present invention, the meaning of "it is assumed that there is no effect on the concrete structure" means that it is assumed that there will be no effect on the concrete structure, which may cause substantial damage such as external damage or decrease in strength of the concrete structure. It means no.

[配合設定法]
地盤注入材由来の硫酸イオン等の水溶性反応生成物の濃度(a)を、地盤注入領域または注入固結体における硫酸イオン等の水溶性反応生成物の濃度(X)としてコンクリート構造物に影響を及ぼさないと想定される硫酸イオン濃度Xの最大値をWとし(W≧X)、地盤中の水溶性反応生成物の低減する要因を(Y)とし、水溶性反応生成物の低減率を(α)とし、反応生成物の残存率を△とし、低減要因(Y)はゲルからの該水溶性反応生成物としての硫酸イオンの溶出率(α)およびゲル中の硫酸イオンの残存率(△)に関わるものとして(△=1-α)、低減要因(Y)として下記△1~△7のうちのいずれかまたは複数を設定する。なお、注入率Aは注入土量1m当たりの注入率を意味しているが、地盤が不均質で逸脱しやすい地盤や、地下水により逸脱しやすい地盤、浸透しにくい地盤、注入目的の重要度によって、表12bを標準として変動させることができる。
=A×a・・・式(1)
:地盤注入領域または注入固結体中の硫酸イオン濃度(ppm)
A: 注入率(%)/100(例えば、注入地盤1m当たりの注入量を400Lとすれば、注入率A=0.4となる。)
a:注入材中の硫酸イオン濃度(ppm)
≦W・・・式(2)
[Mixture setting method]
The concentration (a) of water-soluble reaction products such as sulfate ions derived from the ground injection material is used as the concentration (X) of water-soluble reaction products such as sulfate ions in the ground injection area or injected solids to affect the concrete structure. The maximum value of the sulfate ion concentration (α), the residual rate of the reaction product is △, and the reduction factor (Y) is the elution rate (α) of sulfate ions as the water-soluble reaction product from the gel and the residual rate of sulfate ions in the gel ( As a factor related to Δ) (Δ=1−α), one or more of the following Δ1 to Δ7 is set as a reduction factor (Y). Injection rate A refers to the injection rate per 1 m3 of soil to be injected, but it may be difficult to find ground that is uneven and easily deviates, ground that is easily deviated due to groundwater, ground that is difficult to penetrate, or the importance of the purpose of injection. Table 12b can be varied as a standard.
X 1 =A×a...Formula (1)
X 1 : Sulfate ion concentration (ppm) in the ground injection area or injected solidity
A: Injection rate (%)/100 (For example, if the injection volume per 1m3 of injection ground is 400L, the injection rate A=0.4.)
a: Sulfate ion concentration in injection material (ppm)
X 1 ≦W 1 ...Formula (2)

注入地盤中における硫酸イオンの低減する要因を(Y)とし、硫酸イオンの溶出率α、ゲル中の硫酸イオンの残存率を△とすると、
=A×a×Y・・・式(3)
:地盤改良領域全体または注入固結体中の硫酸イオン濃度(ppm)
A: 注入率(%)/100
a:注入材中の硫酸イオン濃度(ppm)
Yを△とすれば、△は、下記改良地盤中の水溶性反応生成物(硫酸イオン)の残存率である。
≦W・・・式(4)
If the factor that reduces sulfate ions in the implanted ground is (Y), the elution rate of sulfate ions is α, and the residual rate of sulfate ions in the gel is △, then
X 2 =A×a×Y...Formula (3)
X 2 : Sulfate ion concentration (ppm) in the entire ground improvement area or in the implanted compact
A: Injection rate (%)/100
a: Sulfate ion concentration in the injection material (ppm)
If Y is △, △ is the residual rate of the water-soluble reaction product (sulfate ion) in the improved ground below.
X 2 ≦W 2 ...Formula (4)

,Wは、構造物の重要度、地盤条件、地下水条件、地中構造物の位置関係、地中構造物の構造や表10の△8、△9、△10も加味して、水溶性反応生成物の濃度がコンクリート構造物に悪影響を及ぼさないと想定される最大値(許容値)として定めるものとする。 W 1 and W 2 are determined by taking into account the importance of the structure, ground conditions, groundwater conditions, positional relationship of underground structures, structure of underground structures, and △8, △9, and △10 in Table 10. The concentration of water-soluble reaction products shall be determined as the maximum value (tolerable value) that is assumed to have no adverse effect on concrete structures.

としては、表9および上述の記載に基づき8,000ppm、または、地盤状況、地下水状況を考慮して5000ppmとしてもよい。いずれにせよ、表10の△8~△10も考慮して、適切な値を設定することができる。非アルカリシリカグラウトの水ガラス濃度が高ければ、また、ゲル化時間が長ければ、硫酸を多く必要とするので、中性または酸性領域のpHに設定するために必要とする酸性剤の量は、シリカ分のアルカリ含有量や設定するゲルタイムが関係する。 W2 may be 8,000 ppm based on Table 9 and the above description, or 5000 ppm in consideration of ground conditions and groundwater conditions. In any case, appropriate values can be set by also considering △8 to △10 in Table 10. If the water glass concentration of non-alkali silica grout is high and the gelation time is long, more sulfuric acid is required, so the amount of acidic agent required to set the pH to a neutral or acidic range is: The alkali content of the silica and the set gel time are related.

なお、ここでは、前述したようにシリカコロイドおよび/または水ガラスを有効成分とするシリカ溶液のアルカリは実質的に水ガラスのアルカリであるため、改良地盤を注入目的を達するシリカ濃度1~40w/vol%で硫酸イオンのみのシリカグラウト(シリカゾルグラウト)で固結する場合、シリカ濃度、pH、硫酸濃度、ゲルタイム、固結強度の基本は図1(b)(c)より知ることができるが、通常、硫酸イオン濃度50,000~5,000ppmが用いられる改良地盤中の硫酸イオンを低減する要因(Y)として、表10に溶出率をαとし、残存率を△として、(Y)として△1~△10にまとめた。上記において、注入率Aの標準的数値を、表12(b)に示す。このうち溶液型の注入率は、一次注入材の注入率も含む値である。従って、一次注入材として懸濁型注入材、または、カルシウム系の注入材の注入率(α=溶出率に相当(注入率の低減率))を多くすれば、硫酸イオン含有シリカグラウトの注入率が低減する。従って、地盤中の硫酸イオンの残存率は、△7=1-αとなる。 Note that, as mentioned above, since the alkali of the silica solution containing silica colloid and/or water glass as the active ingredient is substantially the alkali of water glass, the silica concentration of 1 to 40 w/w to achieve the purpose of injection into the improved soil is used. When solidifying with silica grout containing only sulfate ions in vol% (silica sol grout), the basics of silica concentration, pH, sulfuric acid concentration, gel time, and solidification strength can be found from Figure 1 (b) and (c). Normally, a sulfate ion concentration of 50,000 to 5,000 ppm is used.As a factor (Y) for reducing sulfate ions in improved ground, Table 10 shows the elution rate as α, the residual rate as △, and (Y) as △ It was summarized on a scale of 1 to △10. In the above, standard values for the injection rate A are shown in Table 12(b). Among these, the injection rate for the solution type is a value that also includes the injection rate of the primary injection material. Therefore, if the injection rate (α 7 = equivalent to elution rate (reduction rate of injection rate)) of suspension-type injection material or calcium-based injection material is increased as the primary injection material, injection of sulfate ion-containing silica grout will be possible. rate is reduced. Therefore, the residual rate of sulfate ions in the ground is Δ7=1− α7 .

Figure 2023133018000010
Figure 2023133018000010

非アルカリシリカグラウトが実用性のあるサンドゲル強度を得るには、シリカ濃度が1~40w/vol%である。この濃度のシリカグラウトのpHを非アルカリ領域にするには、硫酸イオン濃度は硫酸単独で行う場合、通常、a=50,000ppm~5,000ppmが用いられる(図1(b)、図1(c))。
この場合、注入地盤の硫酸イオンによる濃度Xは、注入率A=0.4とした場合、
=A×a=0.4×(50,000~5,000)
=20,000~2,000ppm
従って、W=5,000ppmとすると、地盤条件、地下水条件が表4のBまたはCの場合は表1の2または3を用いて、注入地盤の硫酸イオン濃度が8,000ppm以下あるいは5,000ppm以下であって、かつ、注入目的と注入方式(表17、表16、図11、図12)に適合する注入液の硫酸イオン濃度(a)である配合処方を設定した注入材を設定して注入しなくてはならない。
For non-alkaline silica grout to have a practical sand gel strength, the silica concentration is 1 to 40 w/vol%. In order to bring the pH of silica grout with this concentration into a non-alkaline range, when using sulfuric acid alone, the sulfate ion concentration is usually a = 50,000 ppm to 5,000 ppm (Figure 1 (b), Figure 1 ( c)).
In this case, the concentration X1 due to sulfate ions in the injection ground is, when the injection rate A=0.4,
X 1 = A x a = 0.4 x (50,000 to 5,000)
=20,000~2,000ppm
Therefore, when W 2 = 5,000 ppm, if the ground condition and groundwater condition are B or C in Table 4, use 2 or 3 in Table 1 to determine if the sulfate ion concentration in the injection ground is 8,000 ppm or less or 5, 000 ppm or less, and the sulfate ion concentration (a) of the injection solution that is compatible with the injection purpose and injection method (Table 17, Table 16, Figure 11, Figure 12) is set. must be injected.

地下水条件が表4におけるAまたはBの場合、注入地盤における、コンクリート構造物への影響を生じない最大の硫酸イオンの値をWとし、注入液の硫酸イオン濃度をaとし、注入地盤における硫酸イオン濃度をXとし、環境への影響を低減する要因をY(表10)とすると、注入地盤において、W≧Xとなる硫酸イオン濃度を有する注入材の配合処方の設定例を、以下に示す。 When the groundwater condition is A or B in Table 4, the maximum sulfate ion value in the injection ground that does not affect the concrete structure is W, the sulfate ion concentration of the injection solution is a, and the sulfate ion concentration in the injection ground is Assuming that the concentration is X 2 and the factor that reduces the impact on the environment is Y (Table 10), an example of setting a formulation for an injection material having a sulfate ion concentration such that W 2 ≧X 2 in the injection ground is as follows. Shown below.

[具体例]
地盤中の硫酸イオンの環境への影響を低減する要因Yを設定して、Xが5,000ppm以下となる硫酸イオンを含有する注入材が注入目的を満たし、かつ、注入方式を可能とする硫酸イオン濃度がaとなるように配合設定を行う。
注入材の硫酸イオン濃度がa=50,000のとき、
=50,000×0.4=20,000
α=0.9ならば、Y=△2=0.1
従って、X=2,000≦Wとなる。
従って、a=50,000ppmの注入液を地盤に注入したとき、1年以内に10倍に希釈されることが想定されるならば(△2=0.1)、X=5,000ppm以内になり、問題ないことが判る。しかし、そのような想定が困難な地盤状況や地下水状況と想定されたら、Yとして△4や△5或いは△7を適用すればよい。
[Concrete example]
Factor Y that reduces the environmental impact of sulfate ions in the ground is set, and an injection material containing sulfate ions with X 2 of 5,000 ppm or less satisfies the purpose of injection and enables the injection method. The formulation is set so that the sulfate ion concentration is a.
When the sulfate ion concentration of the injection material is a = 50,000,
X 2 = 50,000 x 0.4 = 20,000
If α 2 = 0.9, then Y = △2 = 0.1
Therefore, X 2 =2,000≦W 2 .
Therefore, when a = 50,000 ppm injection liquid is injected into the ground, if it is assumed that it will be diluted 10 times within one year (△2 = 0.1), then X = within 5,000 ppm. It turns out that there is no problem. However, if it is assumed that the ground condition or groundwater condition is difficult to make such an assumption, △4, △5, or △7 may be applied as Y.

以下に、コンクリート構造物に非アルカリシリカグラウトが悪影響を及ぼさないための注入材の配合設定の手法を示す(表10)。下記(1)~(6)のうちのいずれかまたは複数の手法によって、注入地盤状況および地下水状況に応じて、地盤注入材を、地盤改良領域または注入固結体における地盤注入材由来の水溶性反応生成物が、コンクリート構造物への影響を及ぼさないと想定される濃度まで低減される配合処方に設定することができる。
(1)注入目的と注入地盤状況から要求される強度を得られるシリカ濃度の設定。
(2)地盤改良領域における硫酸イオン等の水溶性反応生成物のコンクリート構造物への影響を低減する要因(Y)における硫酸イオン等の水溶性反応生成物のゲルからの溶出率(α)とゲル中の残存率(△)の種類および数値の設定。
(3)コンクリート構造物または環境に影響を及ぼさないと想定される注入地盤における硫酸イオン濃度の最大値(W)の設定。
(4)地盤条件および低減要因(Y)からの、地盤における硫酸イオン濃度(X)の設定。但し、W≧X=A×a×Y
(5)W≧Xを満たす地盤注入材由来の硫酸イオンの濃度(a)の設定。
(6)コンクリートに対して安全でかつ注入目的、地盤状況および適用する施工法に適合した、注入方式、注入設計を可能にする、注入目的を満たすシリカ濃度と硫酸イオンの濃度(a)に対応する前記地盤注入材の配合処方の設定。
Below, methods for setting the mix of injection materials so that non-alkali silica grout does not have an adverse effect on concrete structures are shown (Table 10). Depending on the injection ground conditions and groundwater conditions, use one or more of the following methods (1) to (6) to remove the water-soluble material derived from the ground injection material in the ground improvement area or the injection solids. A formulation can be set in which the reaction product is reduced to a concentration that is assumed to have no effect on the concrete structure.
(1) Setting the silica concentration to obtain the strength required based on the purpose of injection and the ground conditions for injection.
(2) Elution rate (α) of water-soluble reaction products such as sulfate ions from the gel in the factor (Y) that reduces the influence of water-soluble reaction products such as sulfate ions on concrete structures in the ground improvement area Setting the type and value of the residual rate (△) in the gel.
(3) Setting the maximum value (W 2 ) of sulfate ion concentration in the injection ground that is assumed to have no effect on the concrete structure or the environment.
(4) Setting the sulfate ion concentration (X) in the ground based on the ground conditions and reduction factor (Y). However, W 2 ≧X 2 =A×a×Y
(5) Setting the concentration (a) of sulfate ions derived from the ground injection material that satisfies W2X2 .
(6) Supports silica and sulfate ion concentrations (a) that meet the injection purpose, enabling injection methods and injection designs that are safe for concrete and compatible with the injection purpose, ground conditions, and applicable construction method. Setting the formulation of the ground injection material.

<具体例>
硫酸系非アルカリ性シリカ注入材の注入後の改良地盤中の硫酸イオン濃度X(ppm)は、硫酸イオン濃度の低減がない場合は、式(1)より、硫酸イオン濃度の低減があると想定される場合は、式(2)より、求めるものとする。
=A×a・・・式(1)
ここで、Aは注入材による注入率(%)/100、aは注入材の硫酸イオン濃度(ppm)である。
例えば、A=0.4とすると、
=A×a=0.4a、a=X/A=5,000/0.4=12,500、
従って、X≦5,000ppmとすると、注入材の硫酸イオン濃度はa≦12,500ppmでなくてはならない。例えば、シリカ濃度1~2w/vol%なら配合が可能である(図3(a))。
注入目的に対応できるシリカグラウトとして、SiO濃度6w/vol%の配合を用いるとする。W≧X=A×a×Y(=△)とし、地盤条件、地下水条件を考慮して、W=5,000ppmとなる注入材の配合設計を行うものとする。
硫酸イオンの低減要因Y(=△)とし、図4、図5より、硫酸イオン濃度は1年以内に10倍に希釈されるとみなせば、硫酸イオンの90%溶出することになり(溶出率=α2=0.9)、硫酸イオンの残存率△2=1-0.9=0.1となる。図10の1の曲線で、表11の〇印の配合、硫酸イオン濃度21,000~28,000ppmを用いて、地盤中の硫酸イオンはX=a×0.4×0.1=872~1,120ppmとなり、W≧X=872~1,120ppmとなり、問題ない。また、粘性土がある地盤で安全をみて△2=0.3とすると、
=A×a×Y(=△2(=0.3))=0.4×(21,000~28,000ppm)×0.3=2,520~3,360ppmとなる。
従って、図10の曲線1の範囲、および、表11の〇印の配合を用いればよいことがわかる。また、適用条件が表4のBまたはCの場合、すなわち、注入地盤が停滞状態または濃縮状態の場合は、図10の曲線3の配合(表11、×印)を用いるか、安全を考慮して、曲線4の配合(表11△印)の配合を用いればよいことが判る。
<Specific example>
The sulfate ion concentration X (ppm) in the improved ground after injection of the sulfate-based non-alkaline silica injection material is assumed to be based on equation (1) if there is no reduction in the sulfate ion concentration. If so, it shall be obtained from equation (2).
X 1 =A×a...Formula (1)
Here, A is the injection rate (%)/100 of the injection material, and a is the sulfate ion concentration (ppm) of the injection material.
For example, if A=0.4,
X 1 =A×a=0.4a, a=X 1 /A=5,000/0.4=12,500,
Therefore, if X 1 ≦5,000 ppm, the sulfate ion concentration of the implant must be a≦12,500 ppm. For example, it is possible to incorporate a silica concentration of 1 to 2 w/vol% (FIG. 3(a)).
Assume that a formulation with a SiO 2 concentration of 6 w/vol% is used as a silica grout that can be used for injection purposes. It is assumed that W 2 ≧X 2 =A×a×Y (=△), and in consideration of the ground conditions and groundwater conditions, the blending design of the injection material will be performed so that W=5,000 ppm.
Assuming that the sulfate ion reduction factor is Y (=△), and assuming that the sulfate ion concentration will be diluted 10 times within one year from Figures 4 and 5, 90% of the sulfate ions will be eluted (elution rate =α2=0.9), and the residual rate of sulfate ions Δ2=1−0.9=0.1. In the curve 1 of Figure 10, using the mixture marked with ○ in Table 11 and the sulfate ion concentration of 21,000 to 28,000 ppm, the sulfate ion in the ground is X 2 = a x 0.4 x 0.1 = 872 ~1,120 ppm, W 2 ≧X 2 =872 ~ 1,120 ppm, and there is no problem. Also, if we set △2=0.3 for safety in a ground with cohesive soil,
X 2 =A×a×Y(=Δ2(=0.3))=0.4×(21,000 to 28,000 ppm)×0.3=2,520 to 3,360 ppm.
Therefore, it can be seen that the range of curve 1 in FIG. 10 and the combinations marked with ○ in Table 11 may be used. In addition, if the applicable conditions are B or C in Table 4, that is, if the injection ground is in a stagnant or concentrated state, use the combination of curve 3 in Figure 10 (x mark in Table 11) or take safety into account. Therefore, it can be seen that the combination of curve 4 (marked with △ in Table 11) may be used.

上述したように、式(2)によって、注入目的および施工法、地盤条件から注入設計に用いようとする配合処方がコンクリートに対して安全な設計が可能になり、定量的注入設計により環境負荷を低減した地盤注入が可能になる。 As mentioned above, Equation (2) makes it possible to design a mixture recipe that is safe for concrete based on the purpose of injection, construction method, and ground conditions, and reduces the environmental burden by quantitative injection design. Reduced ground injection becomes possible.

式(2)でX=5,000ppmとなる硫酸イオン濃度aのシリカグラウトを算出する。通常、水ガラスのシリカ濃度が1~50w/wt%の場合、硫酸単独で非アルカリ領域にする場合、硫酸イオン濃度が50,000~5,000ppm必要である。従って、50,000~5,000ppmで注入地盤の硫酸イオン濃度Xは、地下水が停滞下では、注入率t=0.4とすれば、20,000~2,000ppmとなる。この値を5,000ppm以下にするためには、水ガラスのシリカ濃度の半分をコロイドで置き換えれば、注入液の硫酸イオン濃度は半分(△5=0.5)となり、注入地盤の硫酸イオン濃度(X)は10,000~1,000ppmとなる。また、注入液の硫酸イオン濃度の半分をリン酸やクエン酸、コハク酸、AlCl、FeCl等の非硫酸系で置き換えれば(△4=0.5)、注入地盤の硫酸イオンは10,000~1,000ppmとなる。上記を併用すれば(△4=0.5、△5=0.5)注入地盤の硫酸イオンは5,000~500ppm≦Wとなる。なお、さらに上記において地下水で1/10に希釈されるとすれば、注入率A=0.4とすれば硫酸イオン濃度は2,000~200ppm<Wとなる。 A silica grout having a sulfate ion concentration a where X 2 =5,000 ppm is calculated using equation (2). Normally, when the silica concentration of water glass is 1 to 50 w/wt%, the sulfate ion concentration needs to be 50,000 to 5,000 ppm when using sulfuric acid alone to make it a non-alkaline region. Therefore, the sulfate ion concentration X of the injection ground is 50,000 to 5,000 ppm, and when the groundwater is stagnant, the injection rate is t=0.4, the sulfate ion concentration X is 20,000 to 2,000 ppm. In order to reduce this value to 5,000 ppm or less, if half of the silica concentration in water glass is replaced with colloid, the sulfate ion concentration in the injection solution will be halved (△5 = 0.5), and the sulfate ion concentration in the injection ground (X 2 ) is 10,000 to 1,000 ppm. In addition, if half of the sulfate ion concentration in the injection solution is replaced with non-sulfuric acid such as phosphoric acid, citric acid, succinic acid, AlCl 3 , FeCl 3 (Δ4 = 0.5), the sulfate ion concentration in the injection ground will be 10, 000 to 1,000 ppm. If the above is used in combination (△4=0.5, △5=0.5), the sulfate ion in the implantation ground will be 5,000 to 500 ppm≦W 2 . Furthermore, if the above is diluted to 1/10 with groundwater, and the injection rate A=0.4, the sulfate ion concentration will be 2,000 to 200 ppm<W 2 .

このように、硫酸の一部をリン酸等の無機酸や有機酸、AlCl、FeCl等の無機塩または有機物の酸性を呈する塩で置換えればよいことが判る。また、金属イオン封鎖剤を用いれば、前述したように、硫酸イオンを低減しなくてもコンクリートを保護できる。 As described above, it is understood that a part of sulfuric acid may be replaced with an inorganic acid such as phosphoric acid, an organic acid, an inorganic salt such as AlCl 3 or FeCl 3 , or a salt exhibiting acidity of an organic substance. Furthermore, if a sequestering agent is used, concrete can be protected without reducing sulfate ions, as described above.

また、一例として、地盤条件が開放系で注入率45%とし、そのうち10%を懸濁系のセメントベントナイト(CB)を一次注入の注入率として、二次注入としての、硫酸系シリカグラウトの注入率を低減した。同現場でCBが脈状に正常に固結していた。この場合、注入率A(=0.45)のうち0.1を一次注入材(CB)、0.35を二次注入材(シリカゾルグラウト)とした。使用したシリカゾルグラウトの反応剤は、硫酸イオン単独で(表1のNo.1)注入液の配合は、表11の〇印、図10の1ライン、ゲルタイム約1,000分、硫酸イオン含有量25,000ppmのシリカグラウトの注入である。注入率A=45%とし、CB:シリカゾルグラウトの注入率をそれぞれ10%、35%とした。一次注入(CB)の注入率0.1、二次注入(シリカゾルグラウト)の注入率を0.35とすれば、地盤中の硫酸イオン濃度X=25,000×0.35=8,750ppmとなる。地下水で10倍に希釈されて硫酸イオンの溶出率α=0.9となり、従って、地盤中の硫酸イオンの残存率は△2=1-0.9=0.1となる。従って、注入地盤の硫酸イオン濃度X=8,750×0.1=875<W、となる。または、一次注入材の注入により透水性が低下して硫酸イオンの溶出率α=0.5となり、従って、注入地盤の硫酸イオンの残存率を△2=1-0.5=0.5とすれば、X=8,750×0.5=4,375<Wとなる。以上より、一次注入材を注入して硫酸系シリカグラウトを地盤に注入して硫酸イオンの地盤中の濃度がW=5,000ppm以内になるように地盤状況に対応して溶出率を想定して、一次注入材の注入率を設定すればよいことが判る。同様のことを、カルシウムシリケート系やスラグ系等の懸濁型グラウトやカルシウム系グラウトまたはカルシウム含有の溶液型注入材を一次注入材として用いて行うことができる。また、一次注入でセメントグラウトや石灰やスラグ等のカルシウム含有材を注入すれば、注入液の注入率0.4のうち、0.1(α4=0.1)を一次注入材として注入すると、シリカグラウトの注入率は0.3となる。さらに、セメントや石灰やスラグのCa分と硫酸イオンが反応して、注入率0.4のうちの0.1の硫酸イオンがCaSOとして固定される(α3=0.1)と想定すると、地盤中の硫酸イオン濃度の残存率△3=0.2となる。従って、X=25,000×0.2=5,000ppmである。従って、25,000ppmのシリカグラウトを注入すると、地盤の硫酸イオンはX=5,000≦Wとなる。なお、Caを含有する地盤に注入する場合のCaイオンによる硫酸イオンの固定率は、硫酸系注入液をCaイオン含有土と混合して予測することができる。 As an example, if the ground condition is open, the injection rate is 45%, 10% of which is suspended cement bentonite (CB) as the primary injection rate, and sulfuric acid-based silica grout as the secondary injection. reduced the rate. At the same site, CB was found to have solidified normally in the form of veins. In this case, of the injection rate A (=0.45), 0.1 was the primary injection material (CB) and 0.35 was the secondary injection material (silica sol grout). The reactant for the silica sol grout used was sulfate ion alone (No. 1 in Table 1).The formulation of the injection solution was as follows. injection of 25,000 ppm silica grout. The injection rate A was 45%, and the injection rates of CB:silica sol grout were 10% and 35%, respectively. If the injection rate of primary injection (CB) is 0.1 and the injection rate of secondary injection (silica sol grout) is 0.35, the sulfate ion concentration in the ground is X 2 = 25,000 x 0.35 = 8,750 ppm. becomes. When diluted ten times with groundwater, the elution rate of sulfate ions becomes α 2 =0.9, and therefore the residual rate of sulfate ions in the ground becomes Δ2=1−0.9=0.1. Therefore, the sulfate ion concentration of the implanted ground X 2 =8,750×0.1=875<W 2 . Alternatively, the water permeability decreases due to the injection of the primary injection material, and the elution rate of sulfate ions becomes α 2 = 0.5. Therefore, the residual rate of sulfate ions in the injection ground is set to △2 = 1 - 0.5 = 0.5. Then, X 2 =8,750×0.5=4,375<W 2 . Based on the above, we assumed the elution rate in accordance with the ground conditions so that the concentration of sulfate ions in the ground would be within W 2 = 5,000 ppm by injecting the primary injection material and injecting sulfuric acid-based silica grout into the ground. It turns out that it is only necessary to set the injection rate of the primary injection material. The same thing can be done using a suspension type grout, such as a calcium silicate type or slag type grout, or a calcium-containing solution type grout as the primary grout. In addition, if cement grout, lime, slag, or other calcium-containing material is injected in the primary injection, if 0.1 (α4 = 0.1) of the injection rate of 0.4 is injected as the primary injection material, The injection rate of silica grout is 0.3. Furthermore, assuming that the Ca content of cement, lime, and slag reacts with sulfate ions, and 0.1 of the sulfate ions out of the injection rate of 0.4 are fixed as CaSO 4 (α3=0.1), The residual rate of sulfate ion concentration in the ground is Δ3=0.2. Therefore, X 2 =25,000×0.2=5,000 ppm. Therefore, when 25,000 ppm of silica grout is injected, the sulfate ions in the ground will be X 2 =5,000≦W 2 . The fixation rate of sulfate ions by Ca ions when injected into Ca-containing ground can be predicted by mixing a sulfate-based injection solution with Ca-ion-containing soil.

具体的には、図31に示すように、地盤改良領域2を、例えば、未改良部分3と改良部分4とが等しくなるように区切ることで、硫酸イオンを未改良部分に拡散させ、5000ppm以下とすることもできる(△1=0.5)。また、図31の未改良部分3に非硫酸系シリカ溶液を注入してもよい(△4)。例えば、水ガラス-重ソー系のアルカリ系水ガラスグラウトやその他の水ガラス-無機塩、無機酸、有機系反応剤等を未改良領域に注入してもよい(図31(a)(b)(c)(d))。この場合、アルカリ系水ガラスグラウトは、アルカリ領域で未反応水ガラスやアルカリが残存しているため耐久性はないが、周辺部の過剰の酸がゲル中に侵入してアルカリを中和して、耐久性を向上することができる。この場合、非硫酸系注入材の注入部分に注入されるアルカリ系水ガラスグラウトのアルカリ分の量が、注入部分周辺の酸性シリカグラウトの酸分の量と同じかまたは少ないことが好ましい。なぜならば、アルカリ分が多ければ、酸性シリカのゲルを劣化する恐れがあるからである。これを確認するには、図18(b)に示すように、アルカリ系水ガラスグラウトのゲルを同体積の酸性シリカグラウトのサンドゲルで包んだ後、アルカリ系水ガラスグラウトのサンドゲルの強度が増加することを確認すればよい。 Specifically, as shown in FIG. 31, by dividing the ground improvement area 2 so that, for example, the unimproved area 3 and the improved area 4 are equal, the sulfate ions are diffused into the unimproved area and the concentration is 5000 ppm or less. (Δ1=0.5). Alternatively, a non-sulfuric acid-based silica solution may be injected into the unimproved portion 3 in FIG. 31 (Δ4). For example, water glass-heavy sodium alkaline water glass grout, other water glass-inorganic salts, inorganic acids, organic reactants, etc. may be injected into the unimproved area (Figures 31(a) and 31(b)). (c)(d)). In this case, alkaline water glass grout is not durable because unreacted water glass and alkali remain in the alkaline region, but excess acid in the surrounding area penetrates into the gel and neutralizes the alkali. , durability can be improved. In this case, it is preferable that the amount of alkaline content of the alkaline water glass grout injected into the injection area of the non-sulfuric acid injection material is the same as or smaller than the amount of acid content of the acidic silica grout around the injection area. This is because if the alkali content is large, the acidic silica gel may deteriorate. To confirm this, as shown in Figure 18(b), after wrapping the gel of alkaline water glass grout with the same volume of sand gel of acidic silica grout, the strength of the sand gel of alkaline water glass grout increases. Just make sure that.

すなわち、例えば、地盤改良領域を、硫酸系注入材とともにアルカリ系グラウト、カルシウム含有グラウトまたは懸濁型グラウトのいずれかまたは複数の非硫酸系注入材を併用して注入するものとし、アルカリ系グラウト、カルシウム含有グラウトまたは懸濁型グラウトの注入率をAとし、酸性シリカグラウトの注入率をAとする。アルカリ系グラウトを用いる場合は、アルカリが酸性シリカグラウトの酸により中和されることによって、アルカリ系グラウトの耐久性が得られるものとし、酸性シリカグラウトの注入率Aにおいて硫酸イオンが構造物に影響を生じないと想定される注入率になるように設定する。また、非硫酸系注入材として、カルシウム含有グラウトまたは懸濁型グラウトを用いる場合は、注入率Aを、酸性シリカグラウトの注入率Aにおいて硫酸イオンが構造物に影響を生じないと想定される注入率となるように設定する。これにより、地盤改良領域の耐久性が得られるものとすることができる。
また、上記において地盤改良領域の硫酸イオン濃度は、硫酸イオン含有注入液の注入率が減少することによって低減するのみならず、硫酸イオンがカルシウムによって硫酸カルシウムとして捕捉(固定)されることによっても低減する。
さらに、同様に一次注入においてカルシウム含有グラウトとして懸濁型グラウトを用いる場合も、地盤改良領域の硫酸イオン濃度は、全注入率から一次注入材の注入率を除いた硫酸イオン含有注入材による二次注入材の注入率が低減したことによる硫酸イオンの低減の他に、二次注入材の硫酸イオンが一次注入材のカルシウムによって捕捉(固定)されることによっても低減される(表1、△3,4,6,7)。
That is, for example, the ground improvement area is injected together with a sulfate-based grout and one or more non-sulfate-based grouts, such as alkaline grout, calcium-containing grout, or suspension grout; Let the injection rate of calcium-containing grout or suspension grout be A 1 , and the injection rate of acidic silica grout be A 2 . When using an alkaline grout, the durability of the alkaline grout is obtained by neutralizing the alkali with the acid of the acidic silica grout . Set the injection rate so that it is assumed that there will be no impact. In addition, when using calcium-containing grout or suspension type grout as a non-sulfuric acid-based injection material, the injection rate A1 is changed from the injection rate A2 of acidic silica grout, assuming that sulfate ions do not affect the structure. Set the injection rate to be the same. Thereby, durability of the ground improvement area can be obtained.
In addition, in the above, the sulfate ion concentration in the ground improvement area is reduced not only by decreasing the injection rate of the sulfate ion-containing injection solution, but also by the sulfate ions being captured (fixed) as calcium sulfate by calcium. do.
Furthermore, similarly, when suspension type grout is used as the calcium-containing grout in primary injection, the sulfate ion concentration in the ground improvement area is calculated by subtracting the injection rate of the primary injection material from the total injection rate. In addition to the reduction in sulfate ions due to a reduction in the injection rate of the injection material, the sulfate ions in the secondary injection material are also reduced by being captured (fixed) by the calcium in the primary injection material (Table 1, △3 , 4, 6, 7).

以上より、本発明においては、コンクリートに影響を与えない地盤改良領域全体の硫酸イオン濃度の平均Xの値をW以下であるとすると、Wは8,000ppm以下または5,000ppm以下とし、或いは、このWの値は地盤条件、地下水条件、コンクリート構造物の構造と位置関係、水質条件、土質条件または実績等によって定めることができる。また、地盤改良領域の硫酸系非アルカリシリカ注入材が注入されていない領域に、アルカリ性シリカ注入材またはリン酸系注入材のように金属イオン封鎖材を含む注入材やカルシウムやセメント、スラグを含むアルカリ性懸濁液を注入することもでき、さらに、硫酸系非アルカリ性シリカ注入材はリン酸化合物または金属封鎖剤を含んでもよく、さらにまた、硫酸系非アルカリ性シリカ注入材に用いられるシリカ化合物は、水ガラスおよび/またはシリカコロイドを有効成分とするpHが1~10のシリカグラウトからなるものとする。また、地盤改良領域内のコンクリート構造物の周辺部について、下記(1)~(5)のうちのいずれかまたは複数を併用することにより、地盤改良領域内の硫酸系の地盤注入材の硫酸イオン濃度を、コンクリート構造物に影響を及ぼさないと想定される濃度まで低減することもできる。
(1)水ガラス系注入材
(2)懸濁系注入材
(3)低硫酸化合物系注入材
(4)硫酸化合物系注入材および非硫酸化合物系注入材の併用
(5)リン酸化合物、金属イオン封鎖剤およびキレート剤のうちのいずれかまたは複数を含む注入材
From the above, in the present invention, assuming that the value of the average X of the sulfate ion concentration in the entire ground improvement area that does not affect concrete is W or less, W is 8,000 ppm or less or 5,000 ppm or less, or, The value of W can be determined based on ground conditions, groundwater conditions, structure and positional relationship of concrete structures, water quality conditions, soil conditions, actual results, etc. In addition, in areas where sulfuric acid-based non-alkali silica injection materials are not injected in the ground improvement area, injection materials containing metal ion sequestrants such as alkaline silica injection materials or phosphoric acid-based injection materials, calcium, cement, and slag may be added. Alkaline suspensions can also be injected; furthermore, the sulfate-based non-alkaline silica filler may include a phosphate compound or a sequestering agent; furthermore, the silica compound used in the sulfate-based non-alkaline silica filler may include: It consists of silica grout with a pH of 1 to 10 containing water glass and/or silica colloid as an active ingredient. In addition, for the surrounding area of concrete structures in the ground improvement area, by using one or more of the following (1) to (5) in combination, sulfate ions of sulfuric acid-based ground injection materials in the ground improvement area The concentration can also be reduced to a concentration that is assumed to have no effect on concrete structures.
(1) Water glass injection materials (2) Suspension injection materials (3) Low sulfate compound injection materials (4) Combination of sulfate compound injection materials and non-sulfate compound injection materials (5) Phosphoric acid compounds, metals Injection materials containing one or more of sequestrants and chelating agents

[環境保全に優れた非アルカリシリカグラウトの注入設計例]
[環境保全性]
(1)シリカ濃度:6w/vol%(シリカコロイド:水ガラス=1:1)
(2)地盤条件:停滞系~開放系
(3)注入率1=A/100=0.4
(4)X=a×A×Y
a:注入材中の硫酸イオン濃度、X:改良地盤中の硫酸イオン濃度、Y:注入地盤中の硫酸イオン濃度低減要因、α:地盤中の硫酸イオンの溶出率、△:地盤中の硫酸イオンの残存率
(5)Y=△4=0.5 硫酸:リン酸=1:1
(6)W=5000ppm
:注入地盤中のコンクリート構造物に影響を及ぼさないと想定される硫酸イオン濃度
(7)X≦W
(8)X≦Wを満たし、かつ、注入目的、施工条件、地盤条件、注入設計、注入方式、浸透固結性、長期耐久性を満たす配合処方からなる注入材の設定。
(9)ゲルタイム:気中ゲルタイムGT1000分(図1、図9、図10)、土中ゲルタイムGT10~1,000分(図9)、注入方式:ダブルパッカ法(図11(a)、表16、表17)、注入速度:10L/min(図32の限界注入圧力以内)
(10)[注入材の処方]非アルカリシリカのシリカ成分の構成 シリカコロイドのシリカ:
シリカ濃度:6w/vol%(表12a、図10)
水ガラスとシリカコロイドのシリカ濃度比=1:1(図10、表11)
反応剤配合量とゲルタイム 16L/400L(図10、表11の記号×)
硫酸:リン酸=1:1(図10)(Y:△4=0.5)
[Example of injection design for non-alkali silica grout with excellent environmental protection]
[Environmental integrity]
(1) Silica concentration: 6w/vol% (silica colloid: water glass = 1:1)
(2) Ground conditions: Stagnant to open system (3) Injection rate 1 = A/100 = 0.4
(4)X 2 =a×A×Y
a: Sulfate ion concentration in the implanted material, X2 : Sulfate ion concentration in the improved ground, Y: Sulfate ion concentration reduction factor in the implanted ground, α: Elution rate of sulfate ions in the ground, △: Sulfuric acid in the ground Ion residual rate (5) Y = △4 = 0.5 Sulfuric acid: Phosphoric acid = 1:1
(6) W 2 =5000ppm
W 2 : Sulfate ion concentration that is assumed not to affect concrete structures in the poured ground (7) X 2 ≦W 2
(8) Setting an injection material that satisfies X 2 ≦ W 2 and has a compounding recipe that satisfies injection purpose, construction conditions, ground conditions, injection design, injection method, penetration solidification, and long-term durability.
(9) Gel time: Air gel time GT 0 1000 minutes (Figure 1, Figure 9, Figure 10), soil gel time GT S 10 to 1,000 minutes (Figure 9), injection method: double packer method (Figure 11 (a) , Table 16, Table 17), Injection rate: 10 L/min (within the limit injection pressure in Figure 32)
(10) [Formulation of injection material] Composition of silica components of non-alkali silica Silica of silica colloid:
Silica concentration: 6w/vol% (Table 12a, Figure 10)
Silica concentration ratio of water glass and silica colloid = 1:1 (Figure 10, Table 11)
Reactant blending amount and gel time 16L/400L (Symbol × in Figure 10 and Table 11)
Sulfuric acid: phosphoric acid = 1:1 (Figure 10) (Y: △4 = 0.5)

[地盤改良効果]
設計強度qu=0.1MN/m(相対密度60%)
安全率2として室内試験目標強度 qu=0.2MN/mとする。
[Soil improvement effect]
Design strength qu = 0.1 MN/m 2 (relative density 60%)
The indoor test target strength qu = 0.2 MN/m 2 is set as a safety factor of 2.

[注入目的、地盤条件、注入条件に適合する環境保全性に優れた耐久性が得られる注入材の配合処方の設定]
気中ゲルタイムGTと反応剤配合量の関係(図10、No.3ライン、表11、記号X)より、注入液の配合を設定する。この場合、Yは△4=0.5とすれば、
=A×a×Y(=△4)=0.4×a×0.5=0.2×a≦W=5,000
従って、a≦25,000
以上より、a=25,000(表11の記号×、図10、No.3ライン)ならば、改良地盤の硫酸イオン濃度は5,000ppm以下となる。
以上より、注入液400L当たり シリカ濃度6w/vol%、コロイド:水ガラス=1:1、硫酸配合量20000ppm、リン酸配合量20000ppm、気中ゲルタイムGT=1000分(20℃)の配合となる(表11、表12a、図10)。
[Setting a compounding recipe for the injection material that provides durability with excellent environmental protection that matches the injection purpose, ground conditions, and injection conditions]
The composition of the injection liquid is set based on the relationship between the air gel time GT 0 and the amount of reactant blended (FIG. 10, No. 3 line, Table 11, symbol X). In this case, if Y is △4=0.5,
X 2 =A×a×Y(=△4)=0.4×a×0.5=0.2×a≦W=5,000
Therefore, a≦25,000
From the above, if a=25,000 (symbol x in Table 11, No. 3 line in Figure 10), the sulfate ion concentration in the improved ground will be 5,000 ppm or less.
From the above, per 400 L of injection solution, the formulation is as follows: silica concentration 6 w/vol%, colloid: water glass = 1:1, sulfuric acid content 20000 ppm, phosphoric acid content 20000 ppm, and air gel time GT 0 = 1000 minutes (20°C). (Table 11, Table 12a, Figure 10).

この配合で従来の浸透固結効果が得られた実績より(図9)、気中ゲルタイム(GT=1,000分)は土中ゲルタイムGT=300分~10分の範囲におさまる、表16、図11(a)のダブルパッカ注入方式(点注入)を用いて、毎分吐出量が10分で土粒子間浸透限界内の注入速度(図32)で、注入孔間隔2m、注入速度10L/min、1ステージ当たりの注入時間80分(表17)で、土中ゲルタイムが気中ゲルタイム(GT0)1,000分から、土中ゲルタイムが300分~10分に短縮しても(図9)、図33の乗越浸透固結効果により、注入量に相当する固結体を形成し、注入目的を達する浸透性に優れた耐久性固結効果を発現する(図3(c)、図14、図16)。なお、表16、図11、図12は注入方式の例を示すものであり、本発明はこれに限定されるものではない。 Based on the results of conventional penetration consolidation effects obtained with this formulation (Figure 9), the gel time in air (GT 0 = 1,000 minutes) falls within the range of gel time in soil GT S = 300 minutes to 10 minutes. 16. Using the double packer injection method (point injection) shown in Figure 11(a), the injection rate was 10 minutes per minute, the injection rate was within the permeability limit between soil particles (Figure 32), the injection hole interval was 2m, and the injection rate was 10L. /min, injection time per stage is 80 minutes (Table 17), even if the soil gel time is reduced from the air gel time (GT0) of 1,000 minutes to 300 to 10 minutes (Figure 9). , Due to the Norikoshi penetrating consolidation effect shown in Figure 33, a consolidated body corresponding to the injection amount is formed, and a durable consolidation effect with excellent permeability that achieves the injection purpose is achieved (Figure 3 (c), Figure 14, Figure 16). Note that Table 16, FIG. 11, and FIG. 12 show examples of injection methods, and the present invention is not limited thereto.

(11)浸透試験
試験条件
試験装置:図15、図16の長さ1.0m、直径0.05mのアクリルモールド中に相対密度60%になるように現場砂を充填し、水で飽和した後に透水係数を求める目的で水圧50kPaで水を注水した(図16)。その結果、透水係数k=3.23-5m/secを得た。その後、上記シリカグラウトを50kPaで注入した結果を、図17に示す。以上より、浸透長1mで設計強度100kN/m、室内目標強度200kN/mを満たす強度が得られることがわかった。
(11) Penetration test Test conditions Test equipment: Fill an acrylic mold with a length of 1.0 m and a diameter of 0.05 m in Figures 15 and 16 to a relative density of 60%, and after saturating it with water. Water was injected at a water pressure of 50 kPa for the purpose of determining the hydraulic conductivity (Figure 16). As a result, a hydraulic conductivity k=3.23 −5 m/sec was obtained. Thereafter, the silica grout was injected at 50 kPa, and the results are shown in FIG. From the above, it was found that a strength satisfying the design strength of 100 kN/m 2 and the indoor target strength of 200 kN/m 2 could be obtained with a penetration length of 1 m.

(12)シリカグラウトの設定配合の決定
相対密度60.0%、現場採取土、現場土のpH4.44、設計強度qu=100kN/m、室内目標強度qu=100×2=200kN/mとした。
以上の条件で、表11の記号Xおよび図10の曲線3の配合でゲルタイムと強度試験を行った。その結果を、図3(c)イに示す。これにより、設計強度をqu=100kN/m、安全率を2として、室内目標強度を200kN/mを満たすためには、シリカ濃度を6w/vol%にすればよいことがわかった。この結果より、シリカグラウトの設定配合を表11、記号Xとした。この場合、硫酸イオン濃度は7.0~7.6L/400L、硫酸イオン濃度は20,000ppmで、18,000~25,000の範囲に入る。また、ゲルタイムは図10の通りである。さらに、浸透試験(図15、図16、図17)より充分な浸透固結性が得られることが判った。さらにまた、以上より、現場採取土を用いて複数の配合による室内試験を行い、そのデータに基づいて、現場の実際において目標とする設計強度を得て、配合設計ができることがわかった。なお、図3(a)(b)は、活性複合シリカ(活性複合シリカとは、シリカコロイドおよび/または水ガラスを有効成分とするpHが1~10の非アルカリシリカグラウトをいう)を用いた固結豊浦砂の相対密度とシリカ濃度と一軸圧縮強度の関係を示し、図3(c)は、強度の長期持続に関する耐久性を示す。また、図3(d)は、固結現場採取土のシリカ濃度と一軸圧縮強度を示す。また、図6は、非アルカリシリカグラウトの反応剤添加量とpHとゲルタイムの関係を、図7は、シリカ濃度と気中ゲルタイムの関係を示す(活性シリカコロイドとは、シリカコロイドを有効成分とする非アルカリシリカグラウトをいう)。これらは、図14、図15、図16によって現場採取土毎に強度データ並びに浸透試験データが得られ、図3(d)、図8、図9の注入効果が得られた実績データとともに、本発明による改良地盤における環境保全性とともに注入目的、地盤条件と注入方式に適合した配合処方からなる注入材の設定を可能にしたものである。
(12) Determining the setting composition of silica grout Relative density 60.0%, soil collected on site, pH of site soil 4.44, design strength qu = 100 kN/m 2 , indoor target strength qu = 100 x 2 = 200 kN/m 2 And so.
Under the above conditions, gel time and strength tests were conducted with the combination of symbol X in Table 11 and curve 3 in FIG. The results are shown in FIG. 3(c)A. As a result, it was found that the silica concentration should be 6 w/vol% in order to satisfy the indoor target strength of 200 kN/m 2 when the design strength is qu=100 kN/m 2 and the safety factor is 2. Based on this result, the set formulation of silica grout was designated as symbol X in Table 11. In this case, the sulfate ion concentration is 7.0 to 7.6 L/400L, and the sulfate ion concentration is 20,000 ppm, which falls within the range of 18,000 to 25,000. Moreover, the gel time is as shown in FIG. Furthermore, it was found from the penetration tests (FIGS. 15, 16, and 17) that sufficient penetration and consolidation properties were obtained. Furthermore, from the above, it was found that laboratory tests were conducted using soil sampled from the field with multiple mixtures, and based on the data, it was possible to obtain the target design strength and design the mixture in actual on-site conditions. In addition, FIGS. 3(a) and 3(b) use activated composite silica (active composite silica refers to non-alkaline silica grout with a pH of 1 to 10 containing silica colloid and/or water glass as an active ingredient). The relationship between the relative density, silica concentration, and unconfined compressive strength of consolidated Toyoura sand is shown, and FIG. 3(c) shows the durability regarding long-term maintenance of strength. Furthermore, Fig. 3(d) shows the silica concentration and unconfined compressive strength of the soil collected at the site of consolidation. In addition, Figure 6 shows the relationship between the amount of reactant added, pH, and gel time for non-alkaline silica grout, and Figure 7 shows the relationship between silica concentration and aerial gel time (active silica colloid refers to the relationship between silica colloid and silica colloid as an active ingredient). non-alkali silica grout). These include the strength data and penetration test data obtained for each soil sampled on site using Figures 14, 15, and 16, and the actual data showing the injection effect shown in Figures 3(d), 8, and 9. This invention makes it possible to set an injection material with a formulation that is compatible with the purpose of injection, ground conditions, and injection method, as well as environmental protection in the improved ground.

[環境保全型注入設計の手順例]
(1)注入目的を満たす強度を得るシリカ濃度の設定:
対象となる地盤改良領域の現場採取土を用いて要求される設計強度に対するシリカ濃度を設定する。
(2)水溶性反応生成物が環境に影響を及ぼさないと想定される注入後の地盤中における硫酸イオンの許容濃度(W)の設定。
(3)改良地盤における注入率の設定:
非アルカリシリカグラウトの注入率を設定する。
(4)地盤中のCa含有量の設定:
注入前の地盤中のカルシウムおよび/またはカルシウム系懸濁型注入材のカルシウム量の測定。
(5)注入地盤における硫酸イオンの低減要因(Y)の設定。(溶出率=低減率(α)と残存率(△))
(6)硫酸系非アルカリシリカグラウトと地盤中のカルシウムによる硫酸カルシウムの形成による注入地盤中における硫酸イオン濃度の低減率(α3)と残存率(△3)。
(7)地下水による硫酸イオン濃度の希釈による注入地盤中の硫酸イオン濃度の低減率(α2)と残存率(△2)。
(8)シリカグラウトのシリカ分の一部または全部をシリカコロイドに置き換えることによる注入地盤中の硫酸イオン濃度の低減率(α5)と残存率(△5)。
(9)硫酸系シリカグラウトの一部または全部を金属イオン封鎖剤含有非アルカリシリカグラウトまたは非硫酸系注入材で置き換えることによる注入地盤中の硫酸イオン濃度の低減(α4)と残存率(△4)。
(10)注入目的を満たすシリカ濃度と反応剤の種類と濃度とゲルタイム(気中ゲルタイム、土中ゲルタイム)、注入方式、注入設計に対応した浸透性を可能にする施工法に適合する配合処方の設定。なお、以上において、溶出率(α)は低減率に相当する。
(11)環境保全型注入材並びに注入工法の設定。
ここで、(6)、(7)、(8)、(9)のいずれかまたは複数にて、(2)を満たすならば、(10)、(11)へ進むことができる。
また、(6)、(7)、(8)にて、(2)を満たさなければ、(9)へ進むことができる。
さらに、(6)、(7)、(8)、(9)の手順の順序は問わない。
さらにまた、以上は手順の具体例であって、その順序は問わないものとする。また、(Y)(α)(△)については表10を参照。
[Example of procedure for environmentally friendly injection design]
(1) Setting the silica concentration to obtain the strength that meets the injection purpose:
Set the silica concentration for the required design strength using soil sampled on site in the target ground improvement area.
(2) Setting the permissible concentration (W) of sulfate ions in the ground after injection, assuming that water-soluble reaction products have no effect on the environment.
(3) Setting injection rate for improved ground:
Set the injection rate for non-alkaline silica grout.
(4) Setting the Ca content in the ground:
Measurement of the amount of calcium in the ground and/or calcium-based suspended injection material before injection.
(5) Setting the reduction factor (Y) for sulfate ions in the implanted ground. (Elution rate = reduction rate (α) and residual rate (△))
(6) Reduction rate (α3) and residual rate (Δ3) of sulfate ion concentration in the implanted ground due to the formation of calcium sulfate by the sulfate-based non-alkali silica grout and calcium in the ground.
(7) Reduction rate (α2) and residual rate (△2) of sulfate ion concentration in the implanted ground due to dilution of sulfate ion concentration by groundwater.
(8) Reduction rate (α5) and residual rate (Δ5) of sulfate ion concentration in the implanted ground by replacing part or all of the silica content of silica grout with silica colloid.
(9) Reduction of sulfate ion concentration in the implanted ground (α4) and residual rate (△4) by replacing part or all of sulfate-based silica grout with non-alkali silica grout containing a sequestering agent or non-sulfate-based injection material ).
(10) Concentration of silica that meets the purpose of injection, type and concentration of reactant, gel time (air gel time, soil gel time), injection method, and formulation that is compatible with the construction method that enables permeability corresponding to the injection design. setting. In addition, in the above, the elution rate (α) corresponds to the reduction rate.
(11) Establishing environmentally friendly injection materials and injection methods.
Here, if (2) is satisfied in any or more of (6), (7), (8), and (9), it is possible to proceed to (10) and (11).
Furthermore, if (2) is not satisfied in (6), (7), and (8), it is possible to proceed to (9).
Furthermore, the order of steps (6), (7), (8), and (9) does not matter.
Furthermore, the above is a specific example of the procedure, and the order does not matter. Also, see Table 10 for (Y) (α) (△).

Figure 2023133018000011
Figure 2023133018000011

Figure 2023133018000012
Figure 2023133018000012

Figure 2023133018000013
Figure 2023133018000013

Figure 2023133018000014
Figure 2023133018000014

Figure 2023133018000015
Figure 2023133018000015

Figure 2023133018000016
Figure 2023133018000016

Figure 2023133018000017
Figure 2023133018000017

Figure 2023133018000018
Figure 2023133018000018

Figure 2023133018000019
Figure 2023133018000019

Figure 2023133018000020
Figure 2023133018000020

Figure 2023133018000021
Figure 2023133018000021

(発明の効果)
従来、シリカグラウトは単に注入材の素材の組み合わせによるゲル化や効果を対象としていた。それに対し、本発明者らは先願発明によって、地盤中の硫酸イオンがコンクリートに影響をもたらす要因を見出し、それに基づき注入材を地盤に注入した場合のコンクリートに対する安全性を評価する地盤注入工法を提案した。しかし、上記発明はその要因に基づき注入目的を満たし、かつ、注入地盤や採用する注入方式に適合した硫酸イオン濃度からなるコンクリートに対する安全性を満たす配合処方からなる定量的注入液および注入工法の発明には至っていなかった。その理由は、多様な地盤条件下で注入目的と耐久性と環境保全性を同等に満たす要因があまりに多く複雑だったからである。これに対し、今回、本発明者らは、注入材のゲル化物から溶出するSOイオンの挙動を解明し、硫酸イオンの地盤中における挙動に対応して注入地盤における硫酸イオンの定量的低減要因(Y)として溶出率または低減率(α)と残存率(△)を設定し、さらに、その注入地盤中における硫酸イオンの残存濃度がコンクリートに影響を及ぼさない硫酸イオン濃度以下となる値(W)であって、それを満たす注入液の硫酸イオン濃度(a)を設定し、さらに、その注入液がその硫酸イオン濃度とシリカ濃度のゲルタイムと固結強度と地盤への浸透性が注入目的と適用する注入方式に対応した、改良地盤におけるコンクリートに影響を及ぼさない硫酸イオン濃度以下となる硫酸イオン濃度を含有する配合処方からなる長期耐久性に優れた注入材を地盤に注入することによって、環境負荷の少ない定量的注入設計による地盤注入工法を可能にしたものである。
(Effect of the invention)
Traditionally, silica grout has been targeted solely at the gelation and effects created by the combination of injection materials. In contrast, the present inventors have discovered the factors that cause sulfate ions in the ground to affect concrete based on a prior invention, and based on this, developed a ground injection method to evaluate the safety of concrete when pouring material is injected into the ground. Proposed. However, the above-mentioned invention is an invention of a quantitative injection solution and injection method that satisfies the purpose of injection based on these factors, and has a formulation that satisfies safety for concrete with a sulfate ion concentration that is compatible with the injection ground and the injection method to be adopted. It had not reached that point. The reason for this was that there were too many and complex factors to equally satisfy the injection purpose, durability, and environmental protection under various ground conditions. In response to this, the present inventors have elucidated the behavior of SO 4 ions eluted from the gelled material of the injection material, and have determined the quantitative reduction factor of sulfate ions in the injection ground in response to the behavior of sulfate ions in the ground. Set the elution rate or reduction rate (α) and residual rate (△) as (Y), and further set the value (W ), and the sulfate ion concentration (a) of the injection solution that satisfies this is set, and furthermore, the injection solution has the gel time, consolidation strength, and permeability into the ground of the sulfate ion concentration and silica concentration for the purpose of injection. By injecting into the ground an injection material with excellent long-term durability that has a formulation containing a sulfate ion concentration that is below the sulfate ion concentration that does not affect the concrete in the improved ground, it is compatible with the applied injection method. This enables a ground injection method based on a quantitative injection design with less load.

Claims (20)

シリカ濃度が1~40w/vol%、pHが1~10である非アルカリシリカグラウトからなり、地盤に注入して地盤改良領域を形成する地盤注入材であって、
前記地盤注入材は、該地盤注入材由来の水溶性反応生成物の濃度が、前記地盤改良領域内で環境に影響を及ぼさない程度の水溶性反応生成物を含み、かつ、地盤状況に対して注入目的を満たすシリカ濃度と適用する施工法に適合した配合処方からなることを特徴とする地盤注入材。
A ground injection material consisting of a non-alkali silica grout with a silica concentration of 1 to 40 w/vol% and a pH of 1 to 10, which is injected into the ground to form a ground improvement area,
The ground injection material contains a water-soluble reaction product whose concentration is such that the concentration of water-soluble reaction products derived from the ground injection material does not affect the environment within the ground improvement area, and the concentration of water-soluble reaction products derived from the ground injection material is such that it does not affect the environment in the ground improvement area, and A ground injection material characterized by having a silica concentration that satisfies the purpose of injection and a formulation that is compatible with the applied construction method.
前記地盤注入材が、水ガラスまたはシリカコロイドのうちのいずれかまたは複数のシリカ成分と、該シリカ成分中のアルカリを中和する酸性剤を有効成分として含み、該地盤注入材由来の水溶性反応生成物である硫酸イオンの濃度が、該地盤改良領域内で構造物に影響を及ぼさない程度の硫酸イオンを含み、かつ、前記地盤状況に対して注入目的を満たすシリカ濃度を有するとともに、適用する施工法に適合した浸透性を有するゲルタイムを可能にする配合処方からなる請求項1記載の地盤注入材。 The ground injection material contains as active ingredients one or more silica components of water glass or silica colloid, and an acidic agent that neutralizes the alkali in the silica component, and the water-soluble reaction derived from the ground injection material The concentration of sulfate ions as a product is such that the concentration of sulfate ions does not affect structures in the ground improvement area, and the silica concentration satisfies the purpose of injection for the ground condition, and the method is applied. 2. The ground injection material according to claim 1, comprising a formulation that enables gel time with permeability that is compatible with the construction method. 前記地盤改良領域における前記地盤注入材由来の水溶性反応生成物としての硫酸イオンの濃度が、地盤中においてコンクリートに影響を及ぼさない程度の硫酸イオンを含み、かつ、注入目的を満たす強度を得るシリカ濃度、および、適用する施工法に適合する浸透性を得る配合処方からなる請求項1または2記載の地盤注入材。 The concentration of sulfate ions as a water-soluble reaction product derived from the ground injection material in the ground improvement area is such that the concentration of sulfate ions in the ground is such that it does not affect the concrete, and the silica has a strength that satisfies the purpose of injection. 3. The ground injection material according to claim 1 or 2, comprising a compounding formulation that provides a concentration and permeability that is compatible with the applied construction method. 前記酸性剤が、硫酸化合物または非硫酸化合物のうちのいずれかまたは複数である請求項2記載の地盤注入材。 The ground injection material according to claim 2, wherein the acidic agent is one or more of a sulfuric acid compound and a non-sulfuric acid compound. 前記非硫酸化合物が、硫酸以外の無機酸、有機酸またはこれらの酸性塩のうちのいずれかまたは複数である請求項4記載の地盤注入材。 The ground injection material according to claim 4, wherein the non-sulfuric acid compound is one or more of an inorganic acid other than sulfuric acid, an organic acid, or an acid salt thereof. 前記地盤注入材が、リン酸化合物、金属イオン封鎖剤およびキレート剤のうちのいずれかまたは複数を有効成分とする請求項1~5のうちいずれか一項記載の地盤注入材。 The ground injection material according to any one of claims 1 to 5, wherein the ground injection material contains one or more of a phosphoric acid compound, a metal ion sequestering agent, and a chelating agent as an active ingredient. 前記地盤注入材は、前記地盤改良領域における前記地盤注入材由来の水溶性反応生成物としての硫酸イオンの濃度が、以下の手法によって、地盤中において、前記環境に影響を及ぼさない程度の濃度、または、該環境および前記構造物に影響を及ぼさない程度の濃度に調整されるとともに、注入地盤に対して注入目的を満たすシリカ濃度および適用する施工法に適合する配合処方を有するものである請求項1~6のうちいずれか一項記載の地盤注入材。
1)前記地盤改良領域内に含まれるカルシウムと前記地盤注入材中の硫酸イオンとが前記地盤中で硫酸カルシウムとなって固定されることで該地盤中の硫酸イオン濃度を低減する。
2)前記地盤改良領域に、セメントベントナイト、カルシウムシリケート若しくはスラグ系のカルシウム含有の懸濁型注入材またはカルシウム含有の溶液型注入材を一次注入した後、前記地盤注入材を二次注入材として注入し、該懸濁型注入材またはカルシウム含有の溶液型注入材の注入量により該硫酸イオンを含有する地盤注入材の注入率を低減することによって、該地盤注入材由来の水溶性反応生成物としての硫酸イオンの濃度を低減する。
3)前記地盤改良領域内に、非硫酸系注入材の注入部分、低硫酸系注入材の注入部分または注入材の非注入部分を設けて、該地盤改良領域内の硫酸イオンを低減する。
4)前記地盤改良領域から地下水中に硫酸イオンが溶出して、該地盤改良領域中の硫酸イオンが低減することを想定する。
5)前記地盤注入材に含まれるシリカ成分の一部または全部をシリカコロイドで置き換えて、該地盤改良領域内の硫酸イオンを低減する。
6)前記地盤注入材に含まれる反応剤として、非硫酸化合物および硫酸化合物のうちのいずれかまたは双方を用いる。
7)前記地盤改良領域内または前記地盤注入材中で硫酸イオンを固定して、該地盤改良領域内の硫酸イオンを低減する。
8)前記地盤改良領域を、アルカリ系水ガラスグラウトおよび硫酸系の前記地盤注入材の注入によって地盤改良するものとし、該アルカリ系水ガラスグラウトの注入率を、該硫酸系の地盤注入材由来の水溶性反応生成物の濃度が環境に影響を及ぼさない程度の濃度まで低減するように設定する。
9)前記地盤注入材中の硫酸イオンの一部または全部を非硫酸イオンで置き換える。
10)前記地盤注入材中の硫酸イオンの一部または全部を捕捉する。
11)前記地盤改良領域内のコンクリート構造物の周辺部について、下記(1)~(5)のうちのいずれかまたは複数を併用することにより、該地盤改良領域内の硫酸系の前記地盤注入材の硫酸イオン濃度を、該コンクリート構造物に影響を及ぼさないと想定される濃度まで低減する。
(1)水ガラス系注入材
(2)懸濁系注入材
(3)低硫酸化合物系注入材
(4)硫酸化合物系注入材および非硫酸化合物系注入材の併用
(5)リン酸化合物、金属イオン封鎖剤およびキレート剤のうちのいずれかまたは複数を含む注入材
12)前記地盤改良領域内のコンクリート構造物の周辺部を、リン酸化合物、金属イオン封鎖剤およびキレート剤のうちのいずれかまたは複数を含む非アルカリシリカグラウトで固結する。
The ground injection material is prepared such that the concentration of sulfate ions as a water-soluble reaction product derived from the ground injection material in the ground improvement area is adjusted in the ground to a level that does not affect the environment by the following method, Alternatively, the silica concentration is adjusted to a level that does not affect the environment and the structure, and the silica concentration satisfies the purpose of injection into the ground and the formulation is compatible with the applied construction method. The ground injection material described in any one of items 1 to 6.
1) Calcium contained in the ground improvement area and sulfate ions in the ground injection material become calcium sulfate and are fixed in the ground, thereby reducing the sulfate ion concentration in the ground.
2) After primary injection of cement bentonite, calcium silicate, or slag-based calcium-containing suspension-type injection material or calcium-containing solution-type injection material into the ground improvement area, the above-mentioned ground injection material is injected as a secondary injection material. By reducing the injection rate of the sulfate ion-containing ground injection material by the injection amount of the suspension type injection material or the calcium-containing solution type injection material, water-soluble reaction products derived from the ground injection material can be treated. reduce the concentration of sulfate ions.
3) A non-sulfuric acid injection part, a low sulfuric acid injection material injection part, or a non-injection part of the injection material is provided in the ground improvement area to reduce sulfate ions in the ground improvement area.
4) It is assumed that sulfate ions are eluted from the ground improvement area into groundwater and the sulfate ions in the ground improvement area are reduced.
5) Part or all of the silica component contained in the ground injection material is replaced with silica colloid to reduce sulfate ions in the ground improvement area.
6) As a reactive agent contained in the ground injection material, one or both of a non-sulfuric acid compound and a sulfuric acid compound is used.
7) Fixing sulfate ions in the ground improvement area or in the ground injection material to reduce sulfate ions in the ground improvement area.
8) The ground improvement area is to be improved by injecting the alkaline water glass grout and the sulfuric acid-based ground injection material, and the injection rate of the alkaline water glass grout is set to The concentration of water-soluble reaction products is set to be reduced to a level that does not affect the environment.
9) Part or all of the sulfate ions in the ground injection material are replaced with non-sulfate ions.
10) Part or all of the sulfate ions in the ground injection material are captured.
11) For the surrounding area of the concrete structure in the ground improvement area, by using one or more of the following (1) to (5) in combination, the sulfuric acid-based ground injection material in the ground improvement area The concentration of sulfate ions in the concrete structure is reduced to a concentration that is assumed not to affect the concrete structure.
(1) Water glass injection materials (2) Suspension injection materials (3) Low sulfate compound injection materials (4) Combination of sulfate compound injection materials and non-sulfate compound injection materials (5) Phosphoric acid compounds, metals An injection material containing one or more of an ion sequestering agent and a chelating agent 12) The surrounding area of the concrete structure in the ground improvement area is treated with one or more of a phosphoric acid compound, a metal ion sequestering agent, and a chelating agent. Consolidate with non-alkali silica grout containing multiple.
前記地盤注入材は、前記地盤改良領域内のコンクリート構造物、地盤状況、地下水状況および注入条件のうちのいずれかまたは複数に基づき、該地盤改良領域内の硫酸イオンの濃度が前記地盤注入材由来の水溶性反応生成物の挙動に対応して前記コンクリート構造物への影響を低減できる量となり、かつ、採用する施工法に適合した配合処方からなるものである請求項1~7のうちいずれか一項記載の地盤注入材。 The ground injection material is such that the concentration of sulfate ions in the ground improvement area is derived from the ground injection material based on any one or more of the concrete structure, ground condition, groundwater condition, and injection conditions in the ground improvement area. Any one of claims 1 to 7, wherein the amount is such that the influence on the concrete structure can be reduced in accordance with the behavior of the water-soluble reaction product, and the formulation is compatible with the construction method employed. Ground injection material as described in paragraph 1. 下記(1)~(6)のうちのいずれかまたは複数の手法によって、注入地盤状況および地下水状況に応じて、前記地盤改良領域または注入固結体における前記地盤注入材由来の水溶性反応生成物の濃度が、コンクリート構造物への影響を及ぼさない程度の濃度に調整されており、前記地盤状況および注入目的を満たすシリカ濃度を有するとともに適用する施工法に適合し、かつ、浸透性を有するゲルタイムを可能にする配合処方からなる請求項1~8のうちいずれか一項記載の地盤注入材。
(1)注入目的および前記地盤状況からのシリカ濃度の設定。
(2)前記地盤改良領域における水溶性反応生成物のコンクリート構造物への影響を低減する要因(Y)における水溶性反応生成物の溶出率(α)と残存率(△)の設定。
(3)コンクリート構造物に影響を及ぼさないと想定される前記地盤における硫酸イオン濃度の最大値(W)の設定。
(4)地盤条件および前記低減要因(Y)からの、前記地盤における硫酸イオン濃度(X)の設定。
(5)W≧Xを満たす前記地盤注入材の硫酸イオンの濃度(a)の設定。
(6)注入目的、地盤状況および適用する施工法に適合した、注入目的を満たすシリカ濃度と硫酸イオンの濃度(a)に対応する前記地盤注入材の配合処方の設定。
A water-soluble reaction product derived from the ground injection material in the ground improvement area or the injection solidification body is produced by one or more of the following methods (1) to (6), depending on the injection ground conditions and groundwater conditions. Gel time is adjusted to a concentration that does not affect the concrete structure, has a silica concentration that satisfies the ground conditions and injection purpose, is compatible with the applied construction method, and has permeability. The ground injection material according to any one of claims 1 to 8, which has a compounding formulation that enables.
(1) Setting the silica concentration based on the injection purpose and the ground conditions.
(2) Setting the elution rate (α) and residual rate (Δ) of the water-soluble reaction product in the factor (Y) that reduces the influence of the water-soluble reaction product on the concrete structure in the ground improvement area.
(3) Setting the maximum value (W) of sulfate ion concentration in the ground that is assumed not to affect the concrete structure.
(4) Setting the sulfate ion concentration (X) in the ground based on the ground conditions and the reduction factor (Y).
(5) Setting the concentration (a) of sulfate ions in the ground injection material that satisfies W≧X.
(6) Setting the formulation of the ground injection material corresponding to the silica concentration and sulfate ion concentration (a) that satisfies the injection purpose, which is compatible with the injection purpose, ground condition, and applied construction method.
前記地盤改良領域内のコンクリート構造物、地盤状況、地下水状況および注入条件のうちのいずれかまたは複数に基づき、前記地盤注入材由来の水溶性反応生成物の挙動に対応して該水溶性反応生成物の環境への影響を低減する要因(Y)を定量的に設定し、環境への影響を低減するとともに、地盤状況および適用する施工法に適合する注入目的を満たすシリカ濃度と硫酸イオンの濃度(a)に対応する配合処方からなる請求項1~9のうちいずれか一項記載の地盤注入材。 The water-soluble reaction product is generated in response to the behavior of the water-soluble reaction product derived from the ground injection material based on any or more of the concrete structure, ground condition, groundwater condition, and injection conditions in the ground improvement area. Quantitatively set the factors (Y) that reduce the environmental impact of objects, and determine the silica and sulfate ion concentrations that reduce the environmental impact and meet the injection purpose that is compatible with the ground conditions and the applied construction method. The ground injection material according to any one of claims 1 to 9, comprising a formulation corresponding to (a). 前記地盤改良領域内のコンクリート構造物への硫酸イオンの影響を低減する要因(Y)における水溶性反応生成物の溶出率を(α)、残存率を(△)として、前記低減要因(Y)として下記△1~△7のうちのいずれかまたは複数を設定する請求項1~10のうちいずれか一項記載の地盤注入材。
=A×a W≧X
=A×a×Y W≧X
A: 注入率(%)/100
a:注入材中の硫酸イオン濃度(ppm)
,X:注入地盤中の硫酸イオン濃度
△1:前記地盤改良領域内に非注入部分を設け、非注入部分の比率をα(=溶出率)としたときの、改良地盤中における硫酸イオンの残存率 △1=1-α
△2:地下水中に硫酸イオンが溶出する溶出率をαとしたときの、前記地盤改良領域内における硫酸イオンの残存率 △2=1-α
△3:前記地盤改良領域内における硫酸イオンの固定率をα(=溶出率)としたときの、該地盤改良領域内における硫酸イオンの残存率 △3=1-α
△4:前記地盤改良領域内における非硫酸系注入材、または、低硫酸系注入材による硫酸系注入材の硫酸イオンの置換率をα(=溶出率)としたとき、該地盤改良領域内における硫酸イオンの残存率 △4=1-α
△5:前記地盤注入材中のシリカ成分のコロイドによる置換率をα(=溶出率)としたとき、前記地盤改良領域内における硫酸イオンの残存率 △5=1-α
△6:前記地盤注入材中において硫酸イオンの一部または全部を捕捉し、その捕捉率をα(=溶出率)としたとき、前記地盤改良領域内における硫酸イオンの残存率 △6=1-α
△7:前記地盤改良領域内の前記地盤注入材の注入率を低減し、該注入率の低減率をα(=溶出率)としたとき、該地盤改良領域内における硫酸イオンの残存率 △7=1-α
The elution rate of water-soluble reaction products in the factor (Y) that reduces the influence of sulfate ions on concrete structures in the ground improvement area is (α) and the residual rate is (△), and the reduction factor (Y) The ground injection material according to any one of claims 1 to 10, wherein one or more of the following △1 to △7 is set as.
X 1 =A×a W 1 ≧X 1
X 2 =A×a×Y W 2 ≧X 2
A: Injection rate (%)/100
a: Sulfate ion concentration in the injection material (ppm)
X 1 , X 2 : Sulfate ion concentration in the implanted ground △ 1: The concentration of sulfate ions in the improved ground when a non-injected part is provided in the ground improvement area and the ratio of the non-injected part is α 1 (= elution rate) Residual rate of sulfate ion △1=1-α 1
△2: Residual rate of sulfate ions in the ground improvement area, when the elution rate of sulfate ions into groundwater is α 2 △ 2 = 1 - α 2
△3: When the fixation rate of sulfate ions in the ground improvement area is α 3 (=elution rate), the residual rate of sulfate ions in the ground improvement area △3=1−α 3
△4: When the substitution rate of sulfate ions of sulfate-based injection material by non-sulfuric acid-based injection material or low-sulfuric acid-based injection material in the ground improvement area is α 4 (=elution rate), Residual rate of sulfate ions in △4=1-α 4
△5: When the substitution rate of the silica component in the ground injection material by the colloid is α 5 (=elution rate), the residual rate of sulfate ions in the ground improvement area △ 5 = 1 - α 5
△6: When some or all of the sulfate ions are captured in the ground injection material and the capture rate is α 6 (=elution rate), the residual rate of sulfate ions in the ground improvement area △6=1 -α 6
△7: When the injection rate of the ground injection material in the ground improvement area is reduced and the reduction rate of the injection rate is α 7 (= elution rate), the residual rate of sulfate ions in the ground improvement area △ 7=1-α 7
前記地盤改良領域または注入固結体中の硫酸イオン濃度(X)が、コンクリート構造物に影響を及ぼさないと想定される最大値W以下となるような硫酸イオンの濃度(a)を有し、かつ、適用する前記地盤状況および適用する施工法において注入目的を満たす配合処方を有する請求項1~11のうちいずれか一項記載の地盤注入材。 Having a sulfate ion concentration (a) such that the sulfate ion concentration (X) in the ground improvement area or the injected compact is below the maximum value W that is assumed not to affect the concrete structure, The ground injection material according to any one of claims 1 to 11, further having a formulation that satisfies the injection purpose in the ground condition to be applied and the construction method to be applied. シリカ濃度1~40w/vol%、硫酸イオン濃度50,000~5,000ppmの硫酸系注入材からなる非アルカリ性シリカグラウトであって、前記地盤改良領域または注入固結体における硫酸イオン濃度(X)が、コンクリート構造物に影響を及ぼさないと想定される最大値Wに対しW≧Xを満たす硫酸イオン濃度(a)を含有し、かつ、注入目的を満たすシリカ濃度と適用する地盤状況および施工法において注入目的を満たす配合処方を有する請求項1~12のうちいずれか一項記載の地盤注入材。 A non-alkaline silica grout made of a sulfuric acid-based injection material with a silica concentration of 1 to 40 w/vol% and a sulfate ion concentration of 50,000 to 5,000 ppm, the sulfate ion concentration (X) in the ground improvement area or the implanted solid. Contains a sulfate ion concentration (a) that satisfies W ≧ The ground injection material according to any one of claims 1 to 12, which has a formulation that satisfies the purpose of injection. 硫酸イオン濃度が50,000~5,000ppmの範囲内の非アルカリシリカグラウトであって、該非アルカリシリカグラウトを注入した地盤の硫酸イオン濃度が構造物に影響を及ぼさない程度の硫酸イオンを含み、かつ、注入目的を満たすシリカ濃度と適用する地盤状況および施工法に適合する配合処方からなる請求項1~13のうちいずれか一項記載の地盤注入材。 A non-alkali silica grout with a sulfate ion concentration within the range of 50,000 to 5,000 ppm, which contains sulfate ions to the extent that the sulfate ion concentration of the ground into which the non-alkali silica grout is injected does not affect the structure; The ground injection material according to any one of claims 1 to 13, further comprising a silica concentration that satisfies the purpose of injection and a formulation that is compatible with the applied ground conditions and construction method. シリカ濃度が注入目的を満たす濃度であり、かつ、硫酸イオン濃度が注入地盤において、環境に対して影響を及ぼさない程度の硫酸イオンを含み、該注入地盤における土中ゲルタイムが施工法に適合する配合処方からなる請求項1~14のうちいずれか一項記載の地盤注入材。 A formulation with a silica concentration that satisfies the purpose of injection, a sulfate ion concentration that does not affect the environment in the injection ground, and a gel time in the soil in the injection ground that is compatible with the construction method. The ground injection material according to any one of claims 1 to 14, comprising a formulation. 請求項1~15のうちいずれか一項記載の地盤注入材を、地盤に注入することを特徴とする地盤注入工法。 A ground injection method characterized by injecting the ground injection material according to any one of claims 1 to 15 into the ground. 前記地盤に非硫酸系注入材を注入するとともに、該非硫酸系注入材の注入部分にアルカリ系水ガラスグラウトを注入し、該アルカリ系水ガラスグラウトとして、含まれるアルカリが、該注入部分周辺の酸性シリカグラウトに含まれる酸によって中和されるものを用いる請求項16記載の地盤注入工法。 A non-sulfuric acid-based injection material is injected into the ground, and an alkaline water glass grout is injected into the injection area of the non-sulfuric acid injection material. 17. The ground injection method according to claim 16, wherein silica grout is neutralized by the acid contained in the grout. 前記地盤改良領域を、硫酸系注入材とともにアルカリ系グラウト、カルシウム含有グラウトまたは懸濁型グラウトのいずれかまたは複数の非硫酸系注入材を併用して注入するものとし、該アルカリ系グラウト、カルシウム含有グラウトまたは懸濁型グラウトの注入率をAとし、前記酸性シリカグラウトの注入率をAとし、
前記アルカリ系グラウトを用いる場合は、アルカリが前記酸性シリカグラウトの酸により中和されることによって、該アルカリ系グラウトの耐久性が得られるものとし、該酸性シリカグラウトの注入率Aにおいて硫酸イオンが構造物に影響を生じないと想定される注入率になるように設定するものとし、
非硫酸系注入材として、前記カルシウム含有グラウトまたは懸濁型グラウトを用いる場合は、注入率Aを、前記酸性シリカグラウトの注入率Aにおいて硫酸イオンが構造物に影響を生じないと想定される注入率となるように設定することによって、
前記地盤改良領域の耐久性が得られるものとする請求項17記載の地盤注入工法。
The ground improvement area shall be injected together with a sulfuric acid-based grout and any one or more of non-sulfuric acid-based grout, such as alkaline grout, calcium-containing grout, or suspended grout, and the alkaline grout, calcium-containing The injection rate of grout or suspension grout is A1 , the injection rate of the acidic silica grout is A2 ,
When using the alkaline grout, the durability of the alkaline grout is obtained by neutralizing the alkali with the acid of the acidic silica grout, and at an injection rate A2 of the acidic silica grout, sulfate ions shall be set so that the injection rate is assumed to have no effect on the structure,
When using the calcium-containing grout or suspension type grout as the non-sulfuric acid grout, the injection rate A1 is changed to the acidic silica grout injection rate A2 , which is assumed that sulfate ions will not affect the structure. By setting the injection rate to
The ground injection method according to claim 17, wherein durability of the ground improvement area is obtained.
前記地盤改良領域における硫酸イオン濃度が、硫酸イオンを含有する前記地盤注入材の注入率の減少によって低減するのみならず、硫酸イオンがカルシウムにより硫酸カルシウムとして捕捉されることによっても低減する請求項16~18のうちいずれか一項記載の地盤注入工法。 16. The sulfate ion concentration in the ground improvement area is reduced not only by decreasing the injection rate of the ground injection material containing sulfate ions, but also by the sulfate ions being captured by calcium as calcium sulfate. The ground injection method described in any one of ~18. 前記地盤改良領域に、カルシウムを含有する懸濁型グラウトを一次注入するとともに硫酸イオンを含有する前記地盤注入材を二次注入することで、該地盤改良領域における硫酸イオン濃度が、二次注入の注入率が低減することによる硫酸イオンの低減に加えて、該地盤注入材の硫酸イオンが該懸濁型グラウトのカルシウムにより捕捉されることによっても低減する請求項16~18のうちいずれか一項記載の地盤注入工法。
By first injecting a suspended grout containing calcium into the ground improvement area and secondarily injecting the ground injection material containing sulfate ions into the ground improvement area, the sulfate ion concentration in the ground improvement area is lower than that of the secondary injection. 19. In addition to reducing sulfate ions by reducing the injection rate, the sulfate ions in the ground injection material are also reduced by being captured by calcium in the suspended grout. The ground injection method described.
JP2022038674A 2022-03-11 2022-03-11 Ground grouting material and ground grouting method Active JP7146202B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022038674A JP7146202B1 (en) 2022-03-11 2022-03-11 Ground grouting material and ground grouting method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022038674A JP7146202B1 (en) 2022-03-11 2022-03-11 Ground grouting material and ground grouting method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP7146202B1 JP7146202B1 (en) 2022-10-04
JP2023133018A true JP2023133018A (en) 2023-09-22

Family

ID=83505458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022038674A Active JP7146202B1 (en) 2022-03-11 2022-03-11 Ground grouting material and ground grouting method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7146202B1 (en)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0684834B2 (en) * 1987-02-19 1994-10-26 ダイキン工業株式会社 Defroster for air conditioner
JPH0698025B2 (en) * 1987-03-31 1994-12-07 東洋紡績株式会社 Method for measuring ceruloplasmin activity
JP3072346B2 (en) * 1994-03-28 2000-07-31 強化土エンジニヤリング株式会社 Ground injection material
JP4107825B2 (en) * 2001-10-16 2008-06-25 電気化学工業株式会社 Slug injection slurry
JP3785417B1 (en) * 2005-06-21 2006-06-14 前田建設工業株式会社 Soil improving material and method for improving acid sulfate soil
JP4780803B2 (en) * 2008-11-14 2011-09-28 強化土エンジニヤリング株式会社 Ground improvement method
JP5277380B2 (en) * 2011-10-05 2013-08-28 強化土株式会社 Ground improvement method
CN103630533B (en) * 2013-11-13 2016-08-17 南京工业大学 Concrete surface dissociates the detection method of the SO42-ion erosion degree of depth
JP2017036659A (en) * 2015-08-11 2017-02-16 富士化学株式会社 Grouting method inhibiting sulfuric acid ion from being eluted into ground
JP6984834B1 (en) 2020-12-07 2021-12-22 強化土エンジニヤリング株式会社 Ground injection method
JP6998025B1 (en) 2021-06-30 2022-02-04 強化土エンジニヤリング株式会社 Silica grout and ground injection method using it

Also Published As

Publication number Publication date
JP7146202B1 (en) 2022-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4696200B2 (en) Ground injection method
US8636068B2 (en) Method of reducing corrosion in cement
JP5578642B2 (en) Ground injection agent and ground injection method
JP4955123B2 (en) Ground injection material and ground injection method
JP5015193B2 (en) Ground injection material and ground injection method
JP2008063794A (en) Method of treating soil or building skeleton
JP2008063495A (en) Method for treating soil or building skeleton
JP7146202B1 (en) Ground grouting material and ground grouting method
JP4780803B2 (en) Ground improvement method
KR100855625B1 (en) Water repellency agent for reinforced concrete construction, manufacturing process thereof, and waterproofing method using the same
JP5277380B2 (en) Ground improvement method
JP3072346B2 (en) Ground injection material
JP2020204214A (en) Treatment method of mudstone aggregate, slaking preventing method, and leaching preventing method of surplus soil heavy metal
JP2006226014A (en) Grouting construction method
JP5017592B2 (en) Ground injection material and ground injection method
JP6712828B1 (en) Ground injection material and ground injection method
JP7390081B1 (en) Ground injection method
JP4766532B1 (en) Ground injection method
JP4948661B2 (en) Ground improvement method
JP4827039B1 (en) Ground injection method
JP5309384B2 (en) Ground improvement method
JP3926086B2 (en) A rust inhibitor for steel in a concrete structure, a concrete or mortar composition containing the rust inhibitor, and a method for preparing the same.
JPH07196350A (en) Hardened cement, protecting agent applied thereto and method for protecting hardened cement
JP2004035584A (en) Silica-based grout and ground improvement method
Masadeh et al. ELECTROCHEMICAL CHLORIDE EXTRACTION FROM CONCRETE STRUCTURE EXPOSED TO DEAD SEA WATER.

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220323

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20220323

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220531

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220729

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220906

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220909

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7146202

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150