JP3101949B2

JP3101949B2 - 地盤注入工法

Info

Publication number: JP3101949B2
Application number: JP8052996A
Authority: JP
Inventors: 健二栢原
Original assignee: 強化土エンジニヤリング株式会社
Priority date: 1996-03-11
Filing date: 1996-03-11
Publication date: 2000-10-23
Anticipated expiration: 2016-03-11
Also published as: JPH09241639A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は軟弱地盤を固結する
地盤注入工法に係り、特に、懸濁型グラウトと浸透型グ
ラウトの両者に存する欠点をそれぞれ互いにおぎなっ
て、均質で、かつ、高強度で耐久性に優れた固結体を得
る地盤注入工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】軟弱地盤に注入して該地盤を固結するグ
ラウトとして、従来、セメントと水ガラスを主成分とす
る懸濁型グラウトが知られている。

【０００３】この種の懸濁型グラウトは次の欠点を有す
るものである。（１）セメント含有量の多いグラウトは高強度を呈する
ものの、固結時間が短く、浸透性に欠ける。（２）セメント含有量が少ないグラウトは浸透性はある
程度よくなるが、低強度で固結時間が極度に遅延する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の公知技術に存す
る欠点を改良するために、セメント−水ガラス系グラウ
トにアルミン酸アルカリ金属塩、あるいはさらに、各種
の添加剤を併用したグラウトが考案されている。さら
に、セメントを微粉化して用いることにより、浸透性の
向上を図っている。

【０００５】また、アルカリ領域の溶液型水ガラスグラ
ウトも知られている。これは長い固結時間では浸透性が
良好で、細い土粒子間にまで浸透するという利点を有し
ている。

【０００６】一方、この種のグラウトは浸透性を良好に
保持するために、反応剤の添加量を少なくしなければな
らず、したがって、未反応水ガラスが多く残存すること
になり、高強度の固結体が得られないのみならず、シリ
カ分が長期的に溶脱して耐久性も得られない。

【０００７】さらに、反応剤がアルミン酸アルカリ金属
塩の場合では、このもの自体がアルカリであることはも
ちろん、添加されるべき水ガラスもアルカリであり、し
たがって、これらを混合してなる注入材はアルカリを呈
してアルカリ公害を起こしやすいという欠点を有してい
る。

【０００８】一方、高強度で耐久性を示すグラウトとし
て、従来、セメントや高炉スラグを主成分とする注入材
が用いられている。これは通常ブレーン比表面積が約40
00cm²/ｇ前後であるため、浸透性が極めて悪く、砂礫〜
粗砂までしか浸透し得ない。

【０００９】このため、粉砕により微粉化してブレーン
比表面積が6000cm²/ｇ以上、好ましくは8000〜１2000cm
²/ｇのセメントまたはスラグを用いた注入材が開発され
ている。しかし、これらはたとえ微粉化してもせいぜい
中砂程度までしか浸透し得ず、１2000cm²/ｇ以上に微粉
化しても電気的に凝集して浸透性はそれほど改善し得な
い。

【００１０】さらに、近年、注入が仮設用のみならず、
基礎の補強への適用が要求されるために、注入薬液に耐
久性が要求されるようになってきた。

【００１１】しかし、地盤の耐久性は強度ならびに止水
性の永続性を意味するものであり、したがって、固結物
それ自体が如何に耐久性に優れていたとしても、浸透性
が不充分ならば、非固結部が生じてしまい、このため、
全域にわたる耐久性は期待できなくなる。

【００１２】また、この場合、強度の点からも不充分で
あって、固結物は非固結部から破壊されやすく、やがて
固結物全体の破壊に至ってしまい、この点からも耐久性
は期待できない。

【００１３】以上から、地盤注入にとって重要なことは
固結物が局部的に必要以上に高強度にならなくても、全
体として充分な強度になることが要求される。

【００１４】そこで、本発明の目的は浸透性に優れ、か
つ、耐久性にも優れ、前述の公知技術に存する欠点を改
良した地盤固結法を提供するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明（１）によれば、地盤中に以下の注入材Ａ１
を注入の後に、以下の注入材Ｂ１を注入し、または以下
の注入材Ｂ１を注入の後に以下の注入材Ａ１を注入して
軟弱地盤を固結することを特徴とする。

【００１６】注入材Ａ１：セメントおよび／または高炉
スラグを有効成分とした注入材。注入材Ｂ１：水ガラスおよびアルミン酸アルカリ金属塩
を有効成分とし、水ガラス中のＳｉＯ₂量／アルミン酸
アルカリ金属塩のＡｌ₂Ｏ₃換算量が重量比で８〜25に
なるように調整された注入材。

【００１７】さらに、上述の目的を達成するため、本発
明（２）によれば、地盤中に以下の注入材ＡＢ１を注入
の後に、以下の注入材Ｂ１を注入し、または以下の注入
材Ｂ１を注入の後に以下の注入材ＡＢ１を注入して軟弱
地盤を固結することを特徴とする。注入材ＡＢ１：セメントおよび／または高炉スラグを有
効成分とする注入材と、水ガラスおよびアルミン酸アル
カリ金属塩を有効成分とし、水ガラス中のＳｉＯ₂量／
アルミン酸アルカリ金属塩のＡｌ₂Ｏ₃換算量が重量比
で８〜25になるように調整された注入材とを混合して得
られる注入材。

【００１８】注入材Ｂ１：水ガラスおよびアルミン酸ア
ルカリ金属塩を有効成分とし、水ガラス中のＳｉＯ₂量
／アルミン酸アルカリ金属塩のＡｌ₂Ｏ₃換算量が重量
比で８〜25になるように調整された注入材。

【００１９】さらに、上述の目的を達成するため、本発
明（３）によれば、地盤中に以下の注入材Ａ２を注入の
後に、以下の注入材Ｂ２を注入し、または以下の注入材
Ｂ２を注入の後に以下の注入材Ａ２を注入して軟弱地盤
を固結することを特徴とする。

【００２０】注入材Ａ２：ブレーン比表面積が6000cm²/
ｇ以上のセメントおよび／または高炉スラグを有効成分
とする注入材。

【００２１】注入材Ｂ２：水ガラスおよびアルミン酸ア
ルカリ金属塩を有効成分とする注入材。

【００２２】さらにまた、上述の目的を達成するため、
本発明（４）によれば、ブレーン比表面積が6000cm²/ｇ
以上のセメントおよび／または高炉スラグを有効成分と
する注入材Ａ２と、水ガラスおよびアルミン酸アルカリ
金属塩を有効成分とする注入材Ｂ２とを合流して地盤に
注入し、軟弱地盤を固結することを特徴とする。

【００２３】さらにまた、上述の目的を達成するため、
本発明（５）によれば、地盤中に以下の注入材ＡＢ２を
注入の後に、以下の注入材Ｂ２を注入し、または、以下
の注入材Ｂ２を注入の後に、以下の注入材ＡＢ２を注入
して軟弱地盤を固結することを特徴とする。

【００２４】注入材ＡＢ２：ブレーン比表面積が6000cm
²/g 以上のセメントおよび／または高炉スラグを有効成
分とする注入材Ａ２と、水ガラスおよびアルミン酸アル
カリ金属塩を有効成分とする注入材Ｂ２とを混合して得
られる注入材。

【００２５】注入材Ｂ２：水ガラスおよびアルミン酸ア
ルカリ金属塩を有効成分とする注入材。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に詳述す
る。

【００２７】水ガラス−酸または酸性塩系、水ガラス−
アルミン酸アルカリ金属塩系のグラウトによる固結サン
ドゲルは養生水中に浸漬しておくと、水ガラスのシリカ
分が時間とともに溶脱して強度が経日的に低下する。特
に、固結時間を長くするために反応剤の量を少なくした
例では、固結サンドゲルは数10日以内で崩壊してしま
う。

【００２８】このようなサンドゲルでは、ブレーン比表
面積6000cm²/ｇ以下の高炉スラグまたはセメントを有効
成分とする注入材の固結物中に養生してもなお、サンド
ゲルの強度保持はみられず、依然として経日的に強度は
低下する。

【００２９】しかし、水ガラス−アルミン酸アルカリ金
属塩系のグラウトによる固結サンドゲルはブレーン比表
面積が6000cm²/ｇ以上の高炉スラグまたはセメントを有
効成分とする固結物中に養生すると、強度低下がみられ
ず、むしろ強度は経日的に増大していく。

【００３０】さらに、水ガラス−アルミン酸アルカリ金
属塩系の固結物中に比表面積が6000cm²/ｇ以下の高炉ス
ラグ、セメントを有効成分とするグラウトのサンドゲル
を養生すると、水中養生の場合に比べて強度増加はあま
りみられないが、比表面積が6000cm²/ｇ以上になると経
日的強度増加がみられる。

【００３１】本発明者はこのような事実を見い出し、こ
の事実を地盤の固結技術に応用することにより上述の本
発明を開発したのである。

【００３２】すなわち、上述の本発明（１）では、注入
材Ａ１を一次注入材および注入材Ｂ１を二次注入材とし
て地盤に注入するか、または注入材Ｂ１を一次注入材、
注入材Ａ１を二次注入材として地盤に注入する。

【００３３】注入材Ａ１は微粉化されていない通常のセ
メントおよび／または高炉スラグであり、単独では高強
度であるが、粗い部分にしか浸透し得ない。

【００３４】注入材Ｂ１は一般に低粘性で、浸透性に優
れるが低強度である。このうち、ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃
値が８以下では、それ自体固結時間が早く配合直後から
粘性が急激に上昇する場合があり、浸透性は悪化する。
また、ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃値が25以上では、低粘性で
浸透性はよいが、固結に長時間がかかりすぎて、未固結
のまま逸脱してしまう懸念があり、強度的にも極めて弱
い。したがって、注入材Ａ１と注入材Ｂ１のそれぞれの
短所を打ち消して、長所はそのまま生かすべく、注入材
Ａ１とＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃値が８〜25に調整された注
入材Ｂ１をそれぞれ別個に連続して地盤に注入する。い
わゆる複合注入の概念に従って使用する。これによっ
て、注入材Ａ１は粗い部分、ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃値が
８〜25に調整された注入材Ｂ１は細かい部分に浸透して
土粒子間の粗い部分から細かい部分のほぼ全域を均一
に、しかも高強度に固結することができる。

【００３５】また、上述の本発明（２）では、上述の注
入材Ａ１と、ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃値が８〜25に調整さ
れた注入材Ｂ１との混合液からなる注入材ＡＢ１を一次
注入の後、ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃値が８〜25に調整され
た注入材Ｂ１を二次注入するか、または、前記注入材Ｂ
１を一次注入の後、前記注入材ＡＢ１を二次注入して軟
弱地盤を固結する。

【００３６】注入材Ａ１と、ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃値が
８〜25に調整された注入材Ｂ１は浸透に適した固結時間
を得るように配合して混合することは比較的容易で、粗
い部分への浸透は注入材Ａ１単独より優れている。これ
を注入材Ｂ１と複合注入的に組み合わせて注入すること
により、土粒子間の粗い部分から細かい部分のほぼ全域
を均一に、しかも高強度に固結することができる。

【００３７】上述の本発明（３）では、上述のとおり、
注入材Ａ２を一次注入材、注入材Ｂ２を二次注入材とす
るか、または注入材Ｂ２を一次注入材、注入材Ａ２を二
次注入材として地盤に注入する。

【００３８】注入材Ａ１単独、または注入材Ｂ１単独で
は、それぞれ上述のような欠点を有するので、注入材Ａ
１のセメントおよび／または高炉スラグを比表面積6000
cm²/ｇ以上に微粉化した注入材Ａ２とする。これにより
浸透性はもちろん向上するが、しかし、微粉化により期
待される程の浸透性は示さない。

【００３９】そこで、複合注入の考え方から注入材Ａ２
と注入材Ｂ２をそれぞれ別個に連続して地盤に注入す
る。注入材Ａ２は注入材Ａ１に比べると粗い部分はもち
ろん、細かい部分へも幾分浸透性を示し、注入材Ｂ２は
細かい部分に浸透し、さらに、両注入材の接触により土
粒子間の粗い部分から細かい部分に至る全範囲をくまな
く均一にして充分な強度をもたせ、耐久性にも優れた地
盤を形成する。

【００４０】さらに、上述の本発明（４）では、注入材
Ａ２と注入材Ｂ２を合流して地盤に注入する。注入材Ａ
２は微粉化されており、単独では粗粒子状のものよりは
もちろん浸透性に優れるが、電気的に凝集して期待する
程の浸透性の向上は望めない。また、注入材Ｂ２は前述
のように低粘性ではあるが、低強度で、しかも固結時間
を長くするとさらに強度は低下する。

【００４１】ここで、注入材Ａ２と注入材Ｂ２とを合流
することにより、注入材Ｂ２の固結性が一段と増強され
るとともに、注入材Ａ２の電気的凝集現象が抑制されて
セメントおよび／または高炉スラグの微粉化の効果が著
しく発揮されるようになる。

【００４２】したがって、粗砂〜砂礫および中砂のみな
らず、ある程度の細砂層まで浸透が可能で懸濁型グラウ
トとしては浸透性が極めて優れ、全体としてほぼ均一に
して充分な強度をもった固結体が得られる。

【００４３】さらにまた、上述の本発明（５）では、注
入材Ａ２と注入材Ｂ２を合流した懸濁型注入材ＡＢ２を
一次注入材、注入材Ｂ２を二次注入材とするか、または
注入材Ｂ２を一次注入材、注入材ＡＢ２を二次注入材と
して地盤に注入する。

【００４４】この場合もまた、上述と同様複合注入であ
り、土粒子間の粗い部分から細かい部分に至る全範囲を
くまなく均質にして高強度をもたらすことができる。

【００４５】なお、上述の本発明（３）、（４）、
（５）の注入材Ｂ２において、水ガラスとアルミン酸金
属塩の配合比率を水ガラス中のＳｉＯ₂／アルカリ金属
塩のＡｌ₂Ｏ₃換算量の値が重量比で８〜25の範囲内に
定めて注入材Ｂ２を注入材Ｂ１とすることもできる。

【００４６】上述の本発明（３）、（４）、（５）では
注入材Ａ１ではなく、微粉化された注入材Ａ２であるの
で、使用される注入材Ｂ２は必ずしもＳｉＯ₂／Ａｌ₂
Ｏ₃値に制約される必要はない。これは上述の如く微粒
子セメント、微粒子高炉スラグの電気的凝集現象が起こ
りにくいことに起因するものと思われる。しかし、さら
に効果を高め、確実なものとするためには、上述本発明
（１）、（２）の場合のように、Ｂ液としてＳｉＯ₂／
Ａｌ₂Ｏ₃値を８〜25の範囲に調整された注入材Ｂ１と
する方がより好ましい。

【００４７】上述の注入材Ｂにおいて、ＳｉＯ₂／Ａｌ
₂Ｏ₃値が８以下では、注入材Ｂ自体の固結時間が早く
なって、注入材Ｂ本来の浸透性が発揮できなくなる場合
がある。また、25以上になると、水ガラスに対してアル
ミン酸アルカリ金属塩の添加量が少ないため、注入材Ｂ
自体が未固結の状態になったり、長時間後に固結しても
強度的に弱体化の傾向をたどることがある。

【００４８】ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃値が８〜25の範囲内
では適当な固結時間を保持し、それ自体浸透性に優れ、
注入材Ａ２との接触で一層強度も増強され、耐久性にも
好ましい結果が得られる。

【００４９】以下、本発明の作用について詳述する。

【００５０】一般に、セメント・高炉スラグ系の懸濁型
グラウトは高強度ではあるが、浸透性に劣り、また、セ
メント・高炉スラグを微粉化すると、ある程度浸透性は
改善されるものの、電気的に凝集して期待する程の浸透
性は発揮できない。また、水ガラス−アルミン酸アルカ
リ金属塩系グラウトは浸透性に優れるが、強度的には低
いことも知られている。

【００５１】本発明はこれら両グラウトを複合注入によ
り地盤に注入し、セメント・高炉スラグ系グラウトで粗
い部分を、水ガラス−アルミン酸アルカリ金属塩系グラ
ウトで細かい部分にまで浸透し、全域を均一に、かつ、
強固に固結するものである。

【００５２】また、本発明では、これら両グラウトが接
触するとアルミナが両性酸化物であることからシリカの
溶出を促進し、セメント・高炉スラグと反応して珪酸ア
ルミニウム、珪酸カルシウム、珪酸カルシウム・アルミ
ネートを形成して強固に固結してセメント・高炉スラグ
の水硬性を一層高めるものと思われる。

【００５３】さらに、アルミナの両性的性質は酸とし
て、あるいは塩基としての作用を発揮するので、セメン
ト・高炉スラグの微粉化による電気的凝集作用を抑制
し、微粉化の効果がそのまま発揮できるようになるもの
と思われる。

【００５４】また、水ガラス−アルミン酸アルカリ金属
塩系のグラウトもセメント・高炉スラグとの接触により
固結性を増加せしめる。

【００５５】本発明はこのように両グラウトの長所をそ
のまま維持して、短所は互いに打ち消しあって、浸透
性、均一な固結性に優れ、耐久性の向上された固結体を
形成する。

【００５６】実施例以下、本発明を実施例によって詳述するが、本発明はこ
れらの実施例に限定されるものではない。

【００５７】１．使用材料（１）セメント各種のセメントが使用できるが、一般的なポルトランド
セメントで比表面積を異にした表１に示す２種類のセメ
ントを使用した。

【００５８】

【表１】

【００５９】（２）高炉スラグ表２に示す比表面積を異にした２種類の高炉スラグを使
用した。

【００６０】

【表２】

【００６１】（３）水ガラス各種の水ガラスが使用できる。ここでは、比重1.３９、
ＳｉＯ₂２9.０％、Ｎａ₂Ｏ9.４％、モル比3.１２の組
成からなる最も汎用的なＪＩＳ３号水ガラスを使用し
た。

【００６２】（４）アルミン酸のアルカリ金属塩アルミン酸のナトリウム塩とカリウム塩があるが、ここ
では、Ａｌ₂Ｏ₃として１9.３％を含有する比重1.４６
８の一般的なアルミン酸ナトリウム溶液を使用した。

【００６３】（５）助剤有効成分以外の助剤としては各種の塩類、酸性塩類、塩
基性塩類、酸類、有機化合物等が挙げられるが、ここで
は、Ａｌ₂Ｏ₃として8.１％の含有する比重1.２７３の
硫酸アルミニウム溶液を使用した。

【００６４】２．配合とその物性

【００６５】（１）セメント、高炉スラグ系グラウトセメント、高炉スラグ系配合グラウトの固結時間、粘
性、サンドゲル一軸圧縮強度を表３に示す。

【００６６】ここで、固結時間はカップ倒立法、粘性は
回転式粘度計、一軸圧縮強度は土質工学会基準「土の一
軸圧縮試験方法」により測定した。

【００６７】

【表３】

【００６８】表３から明らかなように、実施例No.1〜３
において、ともに固結時間は長く、粘性は当然実施例N
o.1よりNo.2、さらにNo.3と小さくなっているが、期待
される程の粘性低下はみられない。強度は微粉化により
明らかに増加を示している。

【００６９】（２）水ガラス−アルミン酸ナトリウム−
（助剤）系グラウト水ガラスとアルミン酸ナトリウムを有効成分とし、一部
助剤として硫酸アルミニウムを添加した系の配合グラウ
トの固結時間、粘性、サンドゲル一軸圧縮強度を表４に
示す。固結時間、粘性、一軸圧縮強度の測定は上述に準
ずる。

【００７０】

【表４】

【００７１】表４から次のことがわかる。実施例全般に
わたり、一部を除いて比較的低粘性で、固結時間は長く
強度は数kgf/cm² を示している。ＳｉＯ₂/ Ａｌ₂Ｏ₃
値が８以下の実施例No.4は瞬結で固結し、浸透性グラウ
トとしては不適である。また、ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃値
が25以上の実施例No.10 では固結に極めて長時間を要
し、強度は極端に低い。助剤の併用（実施例No.11 〜1
3) は多少効果に良い影響を与えている。

【００７２】（３）セメント−高炉スラグ系と水ガラス
−アルミン酸ナトリウム−（助剤）系との合流グラウトセメント・高炉スラグ系の配合液をＡ液とし、水ガラス
・アルミン酸ナトリウム・（助剤）系の配合液をＢ液と
して、Ｂ液の配合後、直ちにＡ液と合流して得られるグ
ラウトであり、これらの固結時間、粘性、サンドゲル一
軸圧縮強度を表５に示す。固結時間、粘性、一軸圧縮強
度の測定は上述に準ずる。

【００７３】

【表５】

【００７４】表５から次のことがわかる。表５中、実施
例No.14 〜19は微粉化されていない通常の高炉スラグ・
セメントを用いた系である。このうち、実施例No.14 は
Ｂ液のＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃値が８以下と低く、瞬結で
部分的に固結して均質な固結体が得られず、したがっ
て、低強度である。また、実施例No.17 はＢ液のＳｉＯ
₂／Ａｌ₂Ｏ₃値が28以上で、固結時間が非常に長く、
低粘性であるが、強度の増強は望めない。結局、実施例
No.15 、16および助剤として硫酸アルミニウムを併用し
た実施例No.18 、19が固結時間、粘性、強度ともに好ま
しいことがわかる。

【００７５】実施例No.20 〜27は高炉スラグ、セメント
が比表面積6000cm²/ｇ以上に微粉化されている系であ
る。このうち、実施例No.20 〜21はＢ液として水ガラス
のみを使用し、アルミン酸ナトリウムを使用しない例
で、他の実施例No.20 〜27に比べると、強度的に一段と
劣っている。すなわち、アルミン酸ナトリウムの効果が
明らかに表れている。

【００７６】実施例No.22 〜27は全般に固結時間は長
く、低粘性で高強度であり、微粉化の効果が明らかであ
る。ただ、このうち、実施例No.22 はＳｉＯ₂／Ａｌ₂
Ｏ₃値が８以下で固結時間が早くなり、実施例No.25 は
ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃値が25以上で固結時間が長すぎ、
低粘性ではあるが、強度的には若干見劣りがする。

【００７７】実施例No.26 、27は助剤として硫酸アルミ
ニウムを併用しており、固結時間は長く低粘性で高強度
である。

【００７８】このようにセメント、高炉スラグの微粉化
と、アルミン酸アルカリ金属塩の両者が相まって、相乗
的な効果を発揮することがわかった。この場合、セメン
ト、高炉スラグの比表面積は6000cm²/ｇ近辺を境とし
て、これ以上の値になると急激に効果が表れ、これ以下
では大きな効果は望めなかった。

【００７９】３．注入試験上述の試験結果から本発明にかかるグラウトは広範囲の
固結時間、特に、比較的長い固結時間の調整が可能で、
その上比較的高強度が得られ、また、粘性も低いことが
確かめられた。そこで、図１に示す実験室での注入装置
を用いて注入試験を行った。

【００８０】図１において、１はコンプレッサー、２、
３は圧力計である。コンプレッサー１に連結された攪拌
器４を備えた水槽５の中に本発明にかかる薬液６を充填
する。７はアクリルモールドであって、この中に土８が
充填される。

【００８１】水槽５中に充填された薬液６はコンプレッ
サー１の作動によってアクリルモールド７中の土８に導
入される。ここで、薬液６は土８に浸透され、やがて透
過された薬液６はメスシリンダー11に採取され、浸透状
態が観察される。９、10は金網である。アクリルモール
ド７に充填される土８には大小の粒度を異にした土を充
填し、表３〜５の代表的な実施例にかかわる系について
注入試験を行った。

【００８２】注入試験１セメント−高炉スラグ系懸濁
型グラウト（１）表３の実施例No.1の配合にかかる微粉化されていない通
常のセメント−高炉スラグ系の懸濁型グラウトについて
注入試験を行った。

【００８３】粗い部分にはよく浸透し、高強度を示した
が、細かい部分への浸透はほとんど見られず、未固結状
態のままであった。

【００８４】注入試験２セメント−高炉スラグ系懸濁
型グラウト（２）表３の実施例No.3の配合にかかるブレーン比表面積6000
cm²/ｇ以上の微粉化されたセメント−高炉スラグ系の懸
濁型グラウトについて注入試験を行った。注入試験１と
同様に粗い部分にはよく浸透し、高強度を示した。細か
い部分への浸透は注入試験１に比べるとある程度の浸透
が見られたが、微粉化のわりには期待する程の浸透は見
られず、未固結状態の箇所がかなり見受けられた。

【００８５】注入試験３水ガラス−アルミン酸ナトリ
ウム系グラウト表４の実施例No.7の配合にかかる水ガラス−アルミン酸
ナトリウム系の溶液型グラウトについて注入試験を行っ
た。

【００８６】粗い部分、細かい部分ともに完全に浸透し
ており、全体がほぼ均質に固結していた。しかし、強度
的にはせいぜい4kgf/cm²程度であった。

【００８７】注入試験４複合注入（１）注入試験１のセメント−高炉スラグ系懸濁型グラウトを
注入した後、続いて注入試験３の水ガラス−アルミン酸
ナトリウム系グラウトを注入した。また、水ガラス−ア
ルミン酸ナトリウム系グラウトを注入した後、続いてセ
メント−高炉スラグ系懸濁型グラウトの注入を行った。
すなわち、表５の実施例No.15 に相当する系の注入であ
る。

【００８８】いずれも粗い部分から細かい部分の一部を
除いてほぼ浸透を示し、強度的には約10kgf/cm² 強から
長期的には20kgf/cm² 強の比較的高い強度が得られ、耐
久性に期待がもてた。

【００８９】比較注入試験１上述注入試験４において、水ガラス−アルミン酸ナトリ
ウム系グラウトとしてＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃値が８以下
の表４の実施例No.4の配合液を使用した。すなわち、表
５の実施例No.14 に相当する系の注入である。固結時間
が早く注入と同時に部分的に固結が起こり、全体として
し均一な固結体が得られず、未固結部分もかなり残存し
た。

【００９０】比較注入試験２注入試験４において、水ガラス−アルミン酸ナトリウム
系グラウトとして、ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃値が25以上の
表４の実施例No.10 の配合液を使用した。すなわち、表
５の実施例No.17 に相当する系の注入である。

【００９１】粗い部分から細かい部分にわたる全域に充
分浸透するが、固結に長時間を要し、したがって、注入
液が未固結のまま流出する懸念があり、固結後の強度は
約数kgf/cm²から、長期的にも約10kgf/cm²程度であっ
た。

【００９２】注入試験５複合注入（２）注入試験２の微粉化されたセメント−高炉スラグ系懸濁
液を注入の後、続いて注入試験２の水ガラス−アルミン
酸ナトリウム系グラウトを注入した。また、水ガラス−
アルミン酸ナトリウム系グラウトを注入の後、続いてセ
メント−高炉スラグ系懸濁液の注入を行った。すなわ
ち、表５の実施例No.23 に相当する系の注入である。

【００９３】いずれも粗い部分から細かい部分にわたる
全域に充分浸透して、均一で、しかも強度的には20kgf/
cm²から、長期的には約30kgf/cm²の高強度が得られ、
優れた耐久性に期待がもてた。

【００９４】注入試験５ａ複合注入（３）注入試験５において、水ガラス−アルミン酸ナトリウム
系グラウトとして、ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃値が８以下の
表４の実施例No.4の配合液を使用した。すなわち、表５
の実施例No.22 に相当する系の注入である。

【００９５】ほぼ注入試験５に相当する結果が得られる
が、固結時間が早い関係上、粘性が若干高く、注入試験
５に比べると、浸透性にやや難がみられた。注入試験５ｂ複合注入（４）注入試験５において、水ガラス−アルミン酸ナトリウム
系グラウトとして、ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃値が25以上の
表４の実施例No.10 の配合液を使用した。すなわち、表
５の実施例No.25 に相当する系の注入である。

【００９６】低粘性で粗い部分から細かい部分にわたる
全域に充分浸透するが、固結時間が長く、注入液が未固
結のまま流出する恐れがあり、また、固結強度は若干低
下気味を示した。

【００９７】注入試験６合流注入注入試験５の複合注入（２）に換えて注入試験２の微粉
化されたセメント−高炉スラグ系と、注入試験３の水ガ
ラス−アルミン酸ナトリウム系とを合流して注入した。

【００９８】注入結果は細かい部分への浸透にやや欠陥
がみられた程度で、ほぼ試験注入５に近似した結果を得
た。

【００９９】以上の結果から、微粉化されない通常のセ
メント−高炉スラグ系懸濁型グラウトと、ＳｉＯ₂／Ａ
ｌ₂Ｏ₃値が８〜25にある水ガラス−アルミン酸ナトリ
ウムを有効成分とする溶液型グラウトを複合注入するこ
とにより、また、比表面積6000cm²/ｇ以上に微粉化され
たセメント−高炉スラグ系懸濁型グラウトと水ガラス−
アルミン酸ナトリウムを有効成分とする溶液型グラウト
（なかでも、ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃値が８〜25にある場
合が好ましい。) を複合注入、または、合流注入するこ
とにより、浸透性、固結強度、耐久性に優れた固結体が
得られることが明白となった。

【０１００】

【発明の効果】

１．粗粒土層はもちろん、細粒土層にも充分浸透し得る
注入工法で、注入対象地盤全体を均質に固結せしめ得
る。

【０１０１】２．固結強度に優れ、したがって、耐久
性、止水性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実験室における注入装置の略図である。

【符号の説明】

１コンプレッサー２圧力計３圧力計４攪拌器５水槽６注入薬液７アクリルモールド８土９金網 11 メスシリンダー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩ // Ｃ０９Ｋ 103:00 (56)参考文献特開昭52−2013（ＪＰ，Ａ) 特開平５−98257（ＪＰ，Ａ) 特開平７−119138（ＪＰ，Ａ) 特開平９−157649（ＪＰ，Ａ) 柴崎・下田共著「最新・薬液注入工法の設計と施行」山海堂発行、1989年７月 30日第５刷、ｐ．26〜39「２．３．３アルカリ系懸濁形薬液」の項 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09K 17/00 - 17/50

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】地盤中に以下の注入材Ａ１を注入の後、
以下の注入材Ｂ１を注入し、または以下の注入材Ｂ１を
注入の後に以下の注入材Ａ１を注入して軟弱地盤を固結
することを特徴とする地盤注入工法。注入材Ａ１：セメントおよび／または高炉スラグを有効
成分とした注入材。注入材Ｂ１：水ガラスおよびアルミン酸アルカリ金属塩
を有効成分とし、水ガラス中のＳｉＯ₂量／アルミン酸
アルカリ金属塩のＡｌ₂Ｏ₃換算量が重量比で８〜25に
なるように調整された注入材。
【請求項２】地盤中に以下の注入材ＡＢ１を注入の後
に、以下の注入材Ｂ１を注入し、または以下の注入材Ｂ
１を注入の後に以下の注入材ＡＢ１注入して軟弱地盤を
固結することを特徴とする地盤注入工法。注入材ＡＢ１：セメントおよび／または高炉スラグを有
効成分とする注入材と、水ガラスおよびアルミン酸アル
カリ金属塩を有効成分とし、水ガラス中のＳｉＯ₂量／アルミン酸アルカリ金属塩の
Ａｌ₂Ｏ₃換算量が重量比で８〜25になるように調整さ
れた注入材とを混合して得られる注入材。注入材Ｂ１：水ガラスおよびアルミン酸アルカリ金属塩
を有効成分とし、水ガラス中のＳｉＯ₂量／アルミン酸
アルカリ金属塩のＡｌ₂Ｏ₃換算量が重量比で８〜25に
なるように調整された注入材。
【請求項３】請求項１または２において、セメントお
よび／または高炉スラグのブレーン比表面積が6000cm ² /
ｇ以上である請求項１または２に記載の地盤注入工法。
【請求項４】ブレーン比表面積が6000cm ² /ｇ以上のセ
メントおよび／または高炉スラグを有効成分とする注入
材Ａ２と、水ガラスおよびアルミン酸アルカリ金属塩を
有効成分とし、水ガラス中のＳｉＯ ₂ 量／アルミン酸ア
ルカリ金属塩のＡｌ ₂ Ｏ ₃ 換算量が重量比で８〜25にな
るように調整された注入材Ｂ１とを合流して地盤に注入
し、軟弱地盤を固結することを特徴とする地盤注入工
法。