JP2588054B2 - 地盤注入薬液の製造方法および地盤注入方法 - Google Patents
地盤注入薬液の製造方法および地盤注入方法Info
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Description
よび炭酸ガスを有効成分とした無公害な地盤注入薬液の
製造方法および地盤注入方法に係り、詳細には、水ガラ
ス水溶液中に炭酸ガスを正確に溶解し得、設備が簡素化
され、かつ製造が容易である地盤注入薬液の製造方法お
よび地盤注入方法に関する。
ガラス水溶液と反応剤とを含む水ガラス系固結薬液を用
い、これを地盤に注入して該地盤を固結する、いわゆ
る、水ガラス系注入工法が知られている。
えられているが、水ガラスの未反応成分によるアルカリ
汚染問題、あるいは酸や塩を反応剤として用いた場合
に、反応生成物として生じる塩の問題等が、地下水の水
質保全の点から解決されるべき問題として存在してい
る。
酸ガスを用いれば、反応系、生成系のいずれにおいても
安全性が向上し、公害問題をひき起こす危険性がほとん
どなくなることに着目し、炭酸ガスを反応剤として用い
る地盤処理方法が開発されている。
合、水ガラス中のアルカリが中和され、反応生成物とし
て炭酸塩が生じる。炭酸塩はそれ自体非常に安全性が高
く、かつ、BOD、CODの増加をもたらさないものである。
したがって、炭酸ガスを単独で反応剤として用いた場合
はもちろんのこと、通常の酸や塩あるいは有機反応剤と
併用して用いても、これらの反応剤の使用量を必要最少
限におさえれば、SO4 --、Cl-等の生成は問題にならない
範囲内におさえられ、水質保全の点から非常にすぐれた
特性を発揮する。
は考えられることであるが、その実用化はなかなかむづ
かしく、特に長いゲル化時間のものは現実には実施され
てないのが実情である。
いようとする場合、水ガラス水溶液に炭酸ガスを吹きこ
んでから注入する方式では炭酸ガスの溶解度が小さいた
めほとんどの炭酸ガスを空気中に逸脱してしまい、どれ
だけの濃度の水ガラスにどれだけの炭酸ガスを吹きこん
だら、どれだけのゲル化時間のグラウトが得られるかを
把握出来ず、注入のコントロールが不能のため実用化さ
れるには至っていなかった。
溶液に吸収させてゲル化時間を設定する技術が存在して
いなかったのである。
に溶解させるために、密閉耐圧容器中に水ガラスと炭酸
ガスを供給して炭酸ガスを高圧に保ちながら反応させ、
この圧力を利用して注入する方法、密閉耐圧構造のスプ
レー塔で反応させるもの、あるいは霧吹式の流体ノズル
を用いて反応した液を受槽に集めたものを注入する方法
等が提案されている。しかし、これらはいずれも反応を
充分行わせることは可能であっても、これによって得ら
れた注入液はすぐゲル化してしまうか、ゲルが部分的に
生じやすく、したがって、所定のゲル化時間でゲル化す
るような均質な注入液は得られ難く、このため、これを
ポンプで地盤に浸透注入させることはむづかしく、実用
性は得られない。また、炭酸ガス貯槽から高められた圧
力の炭酸ガスを霧吹式ノズルにより高速で噴出させ、同
時にノズルに水ガラスを供給し、これにより水ガラスを
微粒化して炭酸ガスが水ガラスに速やかに吸収されるよ
うにして得られた液滴を受槽に集めてから地盤中に注入
するか、あるいは受槽に集めないで、ノズルからの噴出
圧を利用して地盤中に拡散させる方法等が提案されてい
る。(特開昭53-69409号公報参照)。しかし、この方法
は水ガラスを炭酸ガス中で霧状にするため反応は急速に
行われるものの、ゲル化時間が早くなって受槽内でゲル
化してしまい、したがって、水ガラス濃度が濃く、ゲル
化時間の短い、しかも高い強度を得るグラウトを注入す
ることはできない。また受槽に集めないで霧吹ノズルか
ら炭酸ガスの噴出圧を利用して液滴を地盤中に拡散する
方法をとっても、実際問題としてゲル化時間の短い液滴
が地盤注入の目的を達し得る程の広さに拡散することは
不可能であるし、また多量の炭酸ガス中の少量の水ガラ
スの液滴は地盤をポーラスにし、かつ局部的に固結する
のみであって、均質な固結は困難である。
圧室を設け、この加圧室で水ガラスと炭酸ガスあるいは
水ガラスと炭酸水を合流すると同時に注入する方法が開
発されている。しかし、この方法は数秒という短いゲル
化時間の注入には適しているが、長いゲル化時間の注入
では地盤に注入液が浸透している間に炭酸ガスが注入液
から気化してしまい、充分な固結効果を得ることができ
ない。
ほとんど完全に溶解、吸収せしめて長いゲル化時間の注
入液(薬液)を得、しかも注入後、注入液の圧力が解放
されても炭酸ガスが気化することなく所定のゲル化時間
でゲル化し、従来技術に有する欠点を改良した地盤注入
薬液の製造方法および地盤注入方法を提供することにあ
る。
ば、混合容器中に所定量の水ガラス水溶液を供給し、次
いで、この水ガラス水溶液中に所定量の炭酸ガスを加圧
供給するとともに、混合容器内の炭酸ガスの加圧状態が
ほとんどなくなるまで該水ガラス水溶液を攪拌し、これ
により所定量の炭酸ガスを水ガラス水溶液に吸収せしめ
て該混合容器から水ガラス水溶液と炭酸ガスを有効成分
とする地盤注入薬液を取り出すことを特徴とし、さらに
本発明の地盤注入方法によれば、前述の製造方法によっ
て得られた地盤注入薬液を地盤中に注入することを特徴
とする。
トであって、密閉容器1と、管路5および弁6を介して
この密閉容器1に接続された水ガラス水溶液供給機構2
と、管路7および弁8を介してこの密閉容器1に接続さ
れた炭酸ガス供給機構3を備えてなる。密閉容器1は水
ガラス循環機構としての攪拌機構14を備えた混合容器で
ある。また、この容器1の頂部付近には圧力計15が備え
られ、この圧力計15で容器1内の圧力を測定することに
より炭酸ガスの水ガラス水溶液中への溶解量を知り得る
ようになっている。水ガラス水溶液供給機構2からの水
ガラス水溶液は管路5、弁6を介して密閉容器1中に導
入され、攪拌機構14によって攪拌されて流動状態とされ
る。さらに、炭酸ガス供給機構3からの炭酸ガスもまた
管路7、弁8を介して密閉容器1内で流動している水ガ
ラス水溶液中に供給され、溶解吸収され、地盤注入薬液
を作液する。
11に送液され、地盤中に注入される。このとき注入薬液
は反応剤と合流して注入されてもよく、また、前記合流
注入の後、さらに前記注入薬液のみを注入してもよい。
示のように、炭酸ガスボンベ17からの炭酸ガスを管路7
を経由し、それぞれ、一次圧力計18、加熱器19、減圧弁
20、二次圧力計21、弁8、流量計22、圧力計23を通っ
て、圧力計24の備えた炭酸ガス吹出部25から管路7′お
よび弁8′を通って、第1図示と同様な工程で密閉容器
1内で流動する水ガラス水溶液にゆっくりと、少しづつ
供給する。
と同様、注入機構11に送液され、地盤中に注入される。
関係を表したグラフであって、このグラフから、槽内圧
力が0.1kg/cm2になるまでは炭酸ガスはほぼ98%以上吸
収れれていることがわかる。また、所定量の炭酸ガスが
確実に吸収されるので、第4図に示すように確実なゲル
化時間を得ることができる。
ス水溶液中に所定量の炭酸ガスを加圧供給し、混合容器
内の炭酸ガスの加圧状態がほぼなくなるまで水ガラス水
溶液を攪拌することにより、所定量の炭酸ガスを水ガラ
ス中に完全に吸収せしめてのち、混合容器中に地盤注入
薬液を得るから、密閉耐圧容器を用いる従来の方法のよ
うに高圧を必要とせずに1〜3kg/cm2の低圧で炭酸ガス
を水ガラス水溶液中に完全に溶解可能となる。
水ガラスの供給量、攪拌速度、炭酸ガスの供給速度、供
給量、容器内加圧圧力等を選定することにより、所定の
ゲル化時間を有する注入薬液を容易に作液することがで
きる。
量の炭酸ガスをほぼ完全に水ガラス水溶液に吸収可能で
あるということは炭酸ガスの供給量に対応してゲル化時
間を調整し得るということであり、地盤に注入の後、注
入薬液の圧力が低下しても炭酸ガスの気化は起こらず、
地盤中に注入された注入薬液は所定時間でゲル化する。
したがって、長いゲル化時間の注入薬液を作液し、これ
を地盤中に注入することにより、浸透性に優れ、かつ混
結性に優れた注入効果を期待できる。
た。第3図に示すように、注入薬液の作液量は50lと
し、水ガラス濃度は注入薬液1m3当り3号水ガラス250l
とした。攪拌機構14の回転速度は500回転/分とし、炭
酸ガスを少量づつ供給しながら密閉容器1中の内圧を0.
02kg/cm2以下に管理した。5分間の混合で内圧はほとん
どゼロを示し、得られた注入薬液を弁9および管路10を
経て注入機構11に送液し、地盤中に注入した。
薬液を正確に作液し得ることがわかる。
れる。例えば、単管ロッドその他任意の注入ロッドを通
してそのままゲル化時間の長い注入薬液を注入し、ある
いはゲル化時間の長い注入薬液を注入しながら注入管路
の任意の位置から炭酸ガスをボンベ圧を利用して添加
し、これにより注入薬液のゲル化時間を短縮させ、ある
いは強度増大させて注入する。さらに、二重注入管を用
いて、一方の管路からゲル化時間の長い注入薬液を送液
し、かつ他方の管路から炭酸ガスや、セメントやその他
任意の反応剤を送液して注入管先端部で合流し、数秒の
ゲル化時間の注入薬液を地盤中に注入することもできる
し、さらにその後、反応剤の合流を中断して引き続きゲ
ル化時間の長い注入薬液をゆっくりと土粒子間注入して
複合注入を行うことができる。また、二重管ダブルパッ
カー工法に用い、一次注入としてセメント系注入液を注
入してから、二次注入として本発明にかかるゲル化時間
の長い注入薬液を注入することもできる。
さらに炭酸塩、塩化物等の無機反応剤、有機反応剤等、
任意の水ガラス反応剤を併用してもかまわない。
た注入薬液を得ることができ、特に長いゲル化時間のも
のを得ることができる。さらに、注入地盤中で圧力が低
下しても、炭酸ガスの気化が起こらず、充分な固結時間
と固結機能を発揮し得る。また、高圧槽を用いる必要が
なく、したがって、装置が簡素化され、しかも容易に作
液できる。
トを示し、第3図は貯留槽内圧力と反応率の関係を表し
たグラフであり、第4図は反応CO2ガス量とゲルタイム
の関係を表したグラフである。 1……水ガラス循環系統、2……水ガラス水溶液供給機
構、3……炭酸ガス供給機構、11……注入機構、12……
貯留槽、17……炭酸ガスボンベ。
Claims (4)
- 【請求項1】混合容器中に所望量の水ガラス水溶液を供
給し、次いで、この水ガラス水溶液中に所定量の炭酸ガ
スを加圧供給するとともに、混合容器内の炭酸ガスの加
圧状態がほとんどなくなるまで該水ガラス水溶液を攪拌
して所定量の炭酸ガスを水ガラス水溶液に吸収せしめ、
これにより該混合容器中に水ガラス水溶液と炭酸ガスを
有効成分とする地盤注入薬液を得ることを特徴とする地
盤注入薬液の製造方法。 - 【請求項2】混合容器中に所望量の水ガラス水溶液を供
給し、次いで、この水ガラス水溶液中に所定量の炭酸ガ
スを加圧供給するとともに、混合容器内の炭酸ガスの加
圧状態がほとんどなくなるまで該水ガラス水溶液を攪拌
して所定量の炭酸ガスを水ガラス水溶液に吸収せしめ、
これにより該混合容器中に水ガラス水溶液と炭酸ガスを
有効成分とする地盤注入薬液を得、得られた該地盤注入
薬液を該混合容器から取り出し、地盤中に注入すること
を特徴とする地盤注入工法。 - 【請求項3】請求項第2項に記載の地盤注入方法におい
て、前記地盤注入薬液に反応剤を合流して注入する方
法。 - 【請求項4】請求項第2項に記載の地盤注入方法におい
て、前記地盤注入薬液に反応剤を合流して注入し、その
後さらに前記地盤注入薬液のみを注入する方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2210491A JP2588054B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 地盤注入薬液の製造方法および地盤注入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2210491A JP2588054B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 地盤注入薬液の製造方法および地盤注入方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0493392A JPH0493392A (ja) | 1992-03-26 |
JP2588054B2 true JP2588054B2 (ja) | 1997-03-05 |
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---|---|---|---|
JP2210491A Expired - Fee Related JP2588054B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 地盤注入薬液の製造方法および地盤注入方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS57149382A (en) * | 1981-03-10 | 1982-09-14 | Nitto Chem Ind Co Ltd | Injection of water glass-base grout into ground |
JPH0674420B2 (ja) * | 1989-02-27 | 1994-09-21 | 強化土エンジニヤリング株式会社 | 地盤注入薬液の製造方法、装置および地盤注入方法 |
-
1990
- 1990-08-10 JP JP2210491A patent/JP2588054B2/ja not_active Expired - Fee Related
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