JP3201292B2 - 地盤注入材の注入方法および地盤注入材注入装置 - Google Patents
地盤注入材の注入方法および地盤注入材注入装置Info
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Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は地盤注入材注入装
置、詳しくは地盤注入材の注入性が良好な地盤注入材注
入装置に関する。
置、詳しくは地盤注入材の注入性が良好な地盤注入材注
入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】国土開発に伴うダム建設などでは、建設
地の地盤が悪い場合が多い。このような場合、通常、地
盤注入材を用いた止水工事が行われている。止水工事に
用いられる従来の地盤注入材注入装置として、例えば超
微粒子セメントおよび分散剤水溶液を混練するミキサ
と、ミキサにより混練形成された地盤注入材を地盤に注
入する注入ポンプとを備えたものが知られている。この
装置は、ミキサにより超微粒子セメントと分散剤水溶液
とを混練して地盤注入材を混練形成後、これを注入ポン
プの圧送力により地盤に注入する。
地の地盤が悪い場合が多い。このような場合、通常、地
盤注入材を用いた止水工事が行われている。止水工事に
用いられる従来の地盤注入材注入装置として、例えば超
微粒子セメントおよび分散剤水溶液を混練するミキサ
と、ミキサにより混練形成された地盤注入材を地盤に注
入する注入ポンプとを備えたものが知られている。この
装置は、ミキサにより超微粒子セメントと分散剤水溶液
とを混練して地盤注入材を混練形成後、これを注入ポン
プの圧送力により地盤に注入する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ダム建設な
どでは、建設地の地盤状態により一般的な地盤注入材に
よる止水が困難で、所定の能力を発揮できないことが多
々ある。この原因は、主に、地盤注入材として用いられ
る超微粒子セメント中に存在するセメント粒子の凝集物
による。すなわち、超微粒子セメント中には、セメント
粒子が集まって塊となった凝集物が多量に混在してお
り、これが地盤注入材の流動性（以下浸透性ともいう）
を悪化し、難注入地盤に地盤注入材を良好に注入できな
くしていた。すなわち、従来の地盤注入材注入装置は、
上述したように、ミキサと注入ポンプという基本的な注
入装置構成であるので、混練物として注入される地盤注
入材中に含まれる前記凝集物の混在率や、地盤注入材の
浸透性の度合いは、ほとんどミキサにより混練された当
時のままである。
どでは、建設地の地盤状態により一般的な地盤注入材に
よる止水が困難で、所定の能力を発揮できないことが多
々ある。この原因は、主に、地盤注入材として用いられ
る超微粒子セメント中に存在するセメント粒子の凝集物
による。すなわち、超微粒子セメント中には、セメント
粒子が集まって塊となった凝集物が多量に混在してお
り、これが地盤注入材の流動性（以下浸透性ともいう）
を悪化し、難注入地盤に地盤注入材を良好に注入できな
くしていた。すなわち、従来の地盤注入材注入装置は、
上述したように、ミキサと注入ポンプという基本的な注
入装置構成であるので、混練物として注入される地盤注
入材中に含まれる前記凝集物の混在率や、地盤注入材の
浸透性の度合いは、ほとんどミキサにより混練された当
時のままである。
【０００４】そこで、この発明は、地盤注入材の地盤へ
の浸透性が良好な地盤注入材注入装置を提供すること
を、その目的としている。また、この発明は、よりいっ
そう優れた地盤注入材の浸透性を有するとともに、地盤
に合った特性を有する地盤注入材を、現場において比較
的簡単に混合形成しながら注入できる地盤注入材注入装
置を提供することを、その目的としている。
の浸透性が良好な地盤注入材注入装置を提供すること
を、その目的としている。また、この発明は、よりいっ
そう優れた地盤注入材の浸透性を有するとともに、地盤
に合った特性を有する地盤注入材を、現場において比較
的簡単に混合形成しながら注入できる地盤注入材注入装
置を提供することを、その目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、複数種類の粉末地盤注入材料を混練して、注入用の
混練物を製造し、この混練物を地盤中に注入する地盤注
入材の注入方法であって、超微粒子セメントと分散剤と
水とをミキサで混練して超微粒子セメント混練物を製造
する混練工程と、この超微粒子セメント混練物を超音波
分散器により超音波分散させる超音波分散工程と、カオ
リンと分散剤と水とをｐＨ値が１０〜１２の範囲内でミ
キサにて混練してカオリン混練物を製造するカオリン混
練工程と、このカオリン混練物を超音波分散器により超
音波分散させるカオリン超音波分散工程と、を備え、上
記超音波分散された超微粒子セメント混練物と、上記超
音波分散されたカオリン混練物とをミキサで混合した
後、注入用ポンプで地盤中に注入する地盤注入材の注入
方法である。ここで言う地盤注入材としての超微粒子セ
メント組成は、特に限定されたものでなく、例えば、超
微粒子スラグとセメント、または超微粒子スラグとアル
カリ刺激材とを組み合わせたスラグ系地盤注入材などが
好ましい。上記超微粒子セメントの粒径は、中位粒径で
２．５〜４μｍであり、比表面積では、８０００〜１５
０００ｃｍ２／ｇである。この超微粒子セメントに分散
剤を用いて水にて混練し、混練物中の粒子を分散する
が、この混練物中には一部の粒子が凝集された状態にあ
る。この混練物中の粒子を超音波分散器により本来の粒
子の状態まで再分散させる。また、本発明の超微粒子セ
メントに混合するカオリンは、特に限定されるものでな
く、周知のものでよい。この様な凝集性の強いカオリン
と超微粒子セメントとを混合して使用する場合、各々の
混練物を分散状態とした後、混合して注入する地盤注入
材の注入方法である。この凝集性の強いカオリンを混練
する場合、カオリンと分散剤とを水で混練する際、ｐＨ
値を１０〜１２、好ましくは１０．５〜１１．５のアル
カリ性に調整して混練し、一部の粒子が凝集した状態
（一次分散状態）の混練物とします。続いて、この混練
物を超音波分散器により混練前の粒子の状態に分散させ
ることにより、凝集性を有する上記カオリン粒子を分散
させることができる。
は、複数種類の粉末地盤注入材料を混練して、注入用の
混練物を製造し、この混練物を地盤中に注入する地盤注
入材の注入方法であって、超微粒子セメントと分散剤と
水とをミキサで混練して超微粒子セメント混練物を製造
する混練工程と、この超微粒子セメント混練物を超音波
分散器により超音波分散させる超音波分散工程と、カオ
リンと分散剤と水とをｐＨ値が１０〜１２の範囲内でミ
キサにて混練してカオリン混練物を製造するカオリン混
練工程と、このカオリン混練物を超音波分散器により超
音波分散させるカオリン超音波分散工程と、を備え、上
記超音波分散された超微粒子セメント混練物と、上記超
音波分散されたカオリン混練物とをミキサで混合した
後、注入用ポンプで地盤中に注入する地盤注入材の注入
方法である。ここで言う地盤注入材としての超微粒子セ
メント組成は、特に限定されたものでなく、例えば、超
微粒子スラグとセメント、または超微粒子スラグとアル
カリ刺激材とを組み合わせたスラグ系地盤注入材などが
好ましい。上記超微粒子セメントの粒径は、中位粒径で
２．５〜４μｍであり、比表面積では、８０００〜１５
０００ｃｍ２／ｇである。この超微粒子セメントに分散
剤を用いて水にて混練し、混練物中の粒子を分散する
が、この混練物中には一部の粒子が凝集された状態にあ
る。この混練物中の粒子を超音波分散器により本来の粒
子の状態まで再分散させる。また、本発明の超微粒子セ
メントに混合するカオリンは、特に限定されるものでな
く、周知のものでよい。この様な凝集性の強いカオリン
と超微粒子セメントとを混合して使用する場合、各々の
混練物を分散状態とした後、混合して注入する地盤注入
材の注入方法である。この凝集性の強いカオリンを混練
する場合、カオリンと分散剤とを水で混練する際、ｐＨ
値を１０〜１２、好ましくは１０．５〜１１．５のアル
カリ性に調整して混練し、一部の粒子が凝集した状態
（一次分散状態）の混練物とします。続いて、この混練
物を超音波分散器により混練前の粒子の状態に分散させ
ることにより、凝集性を有する上記カオリン粒子を分散
させることができる。
【０００６】分散剤としては一般的なものが採用でき
る。ただし、好ましくはリグニン系スルフォン酸塩、多
環アロマ系スルフォン酸塩、メラミン系スルフォン酸
塩、ポリオキシエチレンエーテエルなどが良い。さらに
好ましくはリグニン系スルフォン酸塩などである。超音
波分散器としては、例えば開放容器中で混練物に超音波
を照射するタイプ、密閉容器中で混練物に超音波を照射
するタイプ、コロイドミルの剪断力による微細化と超音
波振動エネルギによる超微粒粉砕や分散作用の併用タイ
プや、超音波照射の繰り返しにより超微粒化を実現する
循環タイプなどが挙げられる。ただし、超微粒子セメン
トの凝集物を分散できれば限定されない。なお、この超
音波分散器を前記ミキサの内部に設ければ、地盤注入材
注入装置の小型化や、設備コストの低下が図れるととも
に、この小型化により地盤注入材の注入路も短縮される
ことにより、注入開始から実際に注入されるまでの時間
が短縮できる。また、分散器を２連、３連…と並べて使
用すれば、分散作業が分業化されて、比較的短時間で大
量の超微粒子セメントの凝集物を処理できる。
る。ただし、好ましくはリグニン系スルフォン酸塩、多
環アロマ系スルフォン酸塩、メラミン系スルフォン酸
塩、ポリオキシエチレンエーテエルなどが良い。さらに
好ましくはリグニン系スルフォン酸塩などである。超音
波分散器としては、例えば開放容器中で混練物に超音波
を照射するタイプ、密閉容器中で混練物に超音波を照射
するタイプ、コロイドミルの剪断力による微細化と超音
波振動エネルギによる超微粒粉砕や分散作用の併用タイ
プや、超音波照射の繰り返しにより超微粒化を実現する
循環タイプなどが挙げられる。ただし、超微粒子セメン
トの凝集物を分散できれば限定されない。なお、この超
音波分散器を前記ミキサの内部に設ければ、地盤注入材
注入装置の小型化や、設備コストの低下が図れるととも
に、この小型化により地盤注入材の注入路も短縮される
ことにより、注入開始から実際に注入されるまでの時間
が短縮できる。また、分散器を２連、３連…と並べて使
用すれば、分散作業が分業化されて、比較的短時間で大
量の超微粒子セメントの凝集物を処理できる。
【０００７】超音波分散される物質は、必ずしも超微粒
子セメントだけに限らず、混練物中の他の物質（例えば
添加剤など）を含む場合もある。超音波分散器を用いて
混練物に超音波をかける時間は、例えば図２に示すタイ
プの容器の容量が５リットルの分散器では、０．０１〜
１２０秒、好ましくは３０〜１２０秒であり、０．０１
秒未満では、超微粒子セメントの分散が十分でないだけ
ではなく浸透性も低下し、また１２０秒を超える時間超
音波をかけても、分散性は変わらず経済的でない。な
お、これらの数値は、別タイプの超音波分散器だけでな
く、同タイプの分散器であっても、例えば容器の容積な
どの諸々の条件により適宜変更される。この地盤注入材
注入装置は、例えばダム建設現場の地盤やシラス地盤な
どの各種地盤を補強する際に用いられる。
子セメントだけに限らず、混練物中の他の物質（例えば
添加剤など）を含む場合もある。超音波分散器を用いて
混練物に超音波をかける時間は、例えば図２に示すタイ
プの容器の容量が５リットルの分散器では、０．０１〜
１２０秒、好ましくは３０〜１２０秒であり、０．０１
秒未満では、超微粒子セメントの分散が十分でないだけ
ではなく浸透性も低下し、また１２０秒を超える時間超
音波をかけても、分散性は変わらず経済的でない。な
お、これらの数値は、別タイプの超音波分散器だけでな
く、同タイプの分散器であっても、例えば容器の容積な
どの諸々の条件により適宜変更される。この地盤注入材
注入装置は、例えばダム建設現場の地盤やシラス地盤な
どの各種地盤を補強する際に用いられる。
【０００８】請求項２に記載の発明は、上記超微粒子セ
メントと分散剤と水とを混練するミキサと、上記超微粒
子セメント混練物の粒子を分散させる超音波分散器と、
カオリンと分散剤と水とをｐＨ値１０〜１２の範囲内で
混練するミキサと、上記ミキサで混練したカオリン混練
物を超音波分散させる超音波分散器と、上記分散された
微粒子セメント混練物と、超音波分散されたカオリン混
練物とを混合するミキサと、このミキサで混合された混
練物を地盤中に注入する注入用ポンプと、を備えた地盤
注入材注入装置である。本発明の装置は、凝集性を有す
る微粉末同士を混合する場合に有効な混合装置であり、
上記の様に凝集性を有する物質を混練する場合、各々の
粉末を別個のミキサを用いて混練し、超音波分散器を用
いて本来の微粒子状態に超音波分散させ、次に、この両
物質の混練物をミキサにより混練して一体化した後、地
盤中に注入する地盤注入材注入装置である。
メントと分散剤と水とを混練するミキサと、上記超微粒
子セメント混練物の粒子を分散させる超音波分散器と、
カオリンと分散剤と水とをｐＨ値１０〜１２の範囲内で
混練するミキサと、上記ミキサで混練したカオリン混練
物を超音波分散させる超音波分散器と、上記分散された
微粒子セメント混練物と、超音波分散されたカオリン混
練物とを混合するミキサと、このミキサで混合された混
練物を地盤中に注入する注入用ポンプと、を備えた地盤
注入材注入装置である。本発明の装置は、凝集性を有す
る微粉末同士を混合する場合に有効な混合装置であり、
上記の様に凝集性を有する物質を混練する場合、各々の
粉末を別個のミキサを用いて混練し、超音波分散器を用
いて本来の微粒子状態に超音波分散させ、次に、この両
物質の混練物をミキサにより混練して一体化した後、地
盤中に注入する地盤注入材注入装置である。
【０００９】
【作用】請求項１に記載した地盤注入材の注入方法で
は、超微粒子セメントと分散剤と水とを混練し、この混
練物を超音波分散器により凝集物のない状態、すなわ
ち、混練前の超微粒子セメント粒子の状態に分散させ
る。上記超微粒子セメントと凝集性の強いカオリンとを
混合する場合、まず、超微粒子セメントと分散剤と水と
を混練して混練物中の粒子を一次分散状態とし、この混
練物を超音波分散器により超音波分散させ、凝集性のな
い超微粒子セメント本来の粒子の状態まで分散させる。
これと並行して、混合するカオリンと分散剤と水とを混
練する時、ｐＨ値を１０〜１２に調整した条件下で混練
する。上記ｐＨ範囲内で混練した混練物を超音波分散器
によりカオリン本来の粒子の状態まで分散させる。続い
て、上記本来の粒子の状態まで分散させた状態の超微粒
子セメントの混練物と、上記本来の粒子の状態まで分散
させた状態のカオリンの混練物とをミキサを用いて混練
した後、注入ポンプで地盤中に注入する。この結果、上
記超微粒子セメントと添加材とは、それぞれ粒子が分散
した状態で混合されるため、地盤への注入途中で粒子が
凝集することなく、良好な注入特性を得ることができ
る。すなわち、上記超微粒子セメントと添加材との粒子
は、それぞれ分散された状態にあるので、良好な注入特
性が得られ、注入し難い地盤中にも比較的抵抗なく、注
入することができる。
は、超微粒子セメントと分散剤と水とを混練し、この混
練物を超音波分散器により凝集物のない状態、すなわ
ち、混練前の超微粒子セメント粒子の状態に分散させ
る。上記超微粒子セメントと凝集性の強いカオリンとを
混合する場合、まず、超微粒子セメントと分散剤と水と
を混練して混練物中の粒子を一次分散状態とし、この混
練物を超音波分散器により超音波分散させ、凝集性のな
い超微粒子セメント本来の粒子の状態まで分散させる。
これと並行して、混合するカオリンと分散剤と水とを混
練する時、ｐＨ値を１０〜１２に調整した条件下で混練
する。上記ｐＨ範囲内で混練した混練物を超音波分散器
によりカオリン本来の粒子の状態まで分散させる。続い
て、上記本来の粒子の状態まで分散させた状態の超微粒
子セメントの混練物と、上記本来の粒子の状態まで分散
させた状態のカオリンの混練物とをミキサを用いて混練
した後、注入ポンプで地盤中に注入する。この結果、上
記超微粒子セメントと添加材とは、それぞれ粒子が分散
した状態で混合されるため、地盤への注入途中で粒子が
凝集することなく、良好な注入特性を得ることができ
る。すなわち、上記超微粒子セメントと添加材との粒子
は、それぞれ分散された状態にあるので、良好な注入特
性が得られ、注入し難い地盤中にも比較的抵抗なく、注
入することができる。
【００１０】特に、請求項２に記載した地盤注入材注入
装置では、各ミキサにより混練物を混練形成後、得られ
た各混練物を混合槽に投入して混合するので、例えば超
微粒子セメント系の地盤注入材と、カオリンを含む地盤
注入材とを別々に混練形成し、これらを混合槽内で混合
することにより、所定割合のカオリンを含有する比較的
凝集力の強い地盤注入材を、地盤へ良好に注入できる。
また、このように予め複数台のミキサを用いて、各々別
品種の材料からなる混練物を複数形成することも可能で
あるので、より地盤に適合した特性を有する地盤注入材
を、現場において比較的簡単に混合形成し、注入でき
る。
装置では、各ミキサにより混練物を混練形成後、得られ
た各混練物を混合槽に投入して混合するので、例えば超
微粒子セメント系の地盤注入材と、カオリンを含む地盤
注入材とを別々に混練形成し、これらを混合槽内で混合
することにより、所定割合のカオリンを含有する比較的
凝集力の強い地盤注入材を、地盤へ良好に注入できる。
また、このように予め複数台のミキサを用いて、各々別
品種の材料からなる混練物を複数形成することも可能で
あるので、より地盤に適合した特性を有する地盤注入材
を、現場において比較的簡単に混合形成し、注入でき
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、この発明に係る地盤注入材
注入装置についての実施例を図面を参照して説明する。
なお、ここではダム建設現場の地盤へ地盤注入材を注入
する地盤注入材注入装置を例にとる。図１はこの発明に
係る第１の実施例の地盤注入材注入装置の概略構成図、
図２は地盤注入材注入装置の一部を構成する超音波分散
器の要部拡大断面図を示している。図１において、１は
第１の実施例の地盤注入材注入装置であり、この地盤注
入材注入装置１は、超微粒子セメントおよび分散剤水溶
液を混練するミキサ２と、ミキサ２により混練形成され
た混練物中の超微粒子セメントを超音波分散器３へ圧送
する圧送ポンプ４と、超音波分散器３による超音波分散
後の地盤注入材を地盤に注入する注入ポンプ５と、を備
えている。ミキサ２は、容量２００リットル、攪拌時の
回転数が１００〜１２０ｒｐｍの高速攪拌タイプのグラ
ウトミキサであり、超微粒子セメントおよび分散剤水溶
液を混練する。
注入装置についての実施例を図面を参照して説明する。
なお、ここではダム建設現場の地盤へ地盤注入材を注入
する地盤注入材注入装置を例にとる。図１はこの発明に
係る第１の実施例の地盤注入材注入装置の概略構成図、
図２は地盤注入材注入装置の一部を構成する超音波分散
器の要部拡大断面図を示している。図１において、１は
第１の実施例の地盤注入材注入装置であり、この地盤注
入材注入装置１は、超微粒子セメントおよび分散剤水溶
液を混練するミキサ２と、ミキサ２により混練形成され
た混練物中の超微粒子セメントを超音波分散器３へ圧送
する圧送ポンプ４と、超音波分散器３による超音波分散
後の地盤注入材を地盤に注入する注入ポンプ５と、を備
えている。ミキサ２は、容量２００リットル、攪拌時の
回転数が１００〜１２０ｒｐｍの高速攪拌タイプのグラ
ウトミキサであり、超微粒子セメントおよび分散剤水溶
液を混練する。
【００１２】図２に示すように、超音波分散器３は、超
音波の照射部を音響的に鋼壁体となるように厚肉構造と
している。すなわち、振動体６を連結ブラケット７を介
して厚い円筒状の照射筒壁８により包囲している。超微
粒子セメントおよび分散剤水溶液の混練物は、照射筒壁
８の下端面に形成された供給口８ａより照射筒壁８の内
部へ導入され、ここで振動体６の放射面より発生する超
音波エネルギを外へ漏らさず照射筒壁８内に集合させ
て、効果的に超微粒子セメントの凝集物の超音波分散を
行う。その後、超音波分散された地盤注入材は、照射筒
壁８の周側面に形成された排出口８ｂから注入ポンプ５
側へ排出される。
音波の照射部を音響的に鋼壁体となるように厚肉構造と
している。すなわち、振動体６を連結ブラケット７を介
して厚い円筒状の照射筒壁８により包囲している。超微
粒子セメントおよび分散剤水溶液の混練物は、照射筒壁
８の下端面に形成された供給口８ａより照射筒壁８の内
部へ導入され、ここで振動体６の放射面より発生する超
音波エネルギを外へ漏らさず照射筒壁８内に集合させ
て、効果的に超微粒子セメントの凝集物の超音波分散を
行う。その後、超音波分散された地盤注入材は、照射筒
壁８の周側面に形成された排出口８ｂから注入ポンプ５
側へ排出される。
【００１３】なお、この第１の実施例では、超音波分散
器３として、連続処理ホルダ付きの株式会社日本精機製
作所製「連続式超音波ホモジナイザー：ＵＳ−１２００
Ｔ（１２００Ｗ，１５ｋＨｚ，ＡＣ２００Ｖ）」が採用
されている。バッチ式でなく、照射筒壁８を有する連続
処理式としたので、効率良く混練物を超音波分散でき
る。図１に示す圧送ポンプ４は汎用のグラウトポンプで
あり、ミキサ２内で混練形成された混練物を、５リット
ル／分で超音波分散器３へ供給する。注入ポンプ５とし
ては、この分野で一般的に用いられている地盤注入材注
入用のグラウトポンプが採用されている。超音波分散器
３により超音波分散された地盤注入材を５リットル／分
で地盤へ注入する。
器３として、連続処理ホルダ付きの株式会社日本精機製
作所製「連続式超音波ホモジナイザー：ＵＳ−１２００
Ｔ（１２００Ｗ，１５ｋＨｚ，ＡＣ２００Ｖ）」が採用
されている。バッチ式でなく、照射筒壁８を有する連続
処理式としたので、効率良く混練物を超音波分散でき
る。図１に示す圧送ポンプ４は汎用のグラウトポンプで
あり、ミキサ２内で混練形成された混練物を、５リット
ル／分で超音波分散器３へ供給する。注入ポンプ５とし
ては、この分野で一般的に用いられている地盤注入材注
入用のグラウトポンプが採用されている。超音波分散器
３により超音波分散された地盤注入材を５リットル／分
で地盤へ注入する。
【００１４】次に、第１の実施例の地盤注入材注入装置
の動作を説明する。図１に示すように、ミキサ２による
超微粒子セメントおよび分散剤水溶液の混練後、混練物
中の超微粒子セメントの凝集物を超音波分散器３により
超音波分散する。超微粒子セメントの分散方法として超
音波分散を採用したので、地盤補強が必要な現場におい
て、超微粒子セメントの凝集物を細かく分散でき、これ
により地盤注入材の浸透性も良好となる。その後、注入
ポンプ５により超音波分散された地盤注入材を地盤へ注
入する。このとき、超微粒子セメントは、前工程での凝
集物の分散により本来のセメント粒子の大きさに戻って
いるので、地盤注入材の良好な注入性が得られる。地盤
注入材の注入性が向上すれば、通常、地盤注入材の地盤
への浸透性も良くなる。したがって、注入される地盤が
仮に難注入地盤であっても、地盤注入材が地盤へ良好に
浸透して、地盤注入材の特性を発揮し易い。なお、例え
ば超微粒子セメントとして、凝集力の強いカオリン（平
均粒径が１μｍ）を混入したものを用いた場合でも、こ
のように超微粒子セメントの凝集物が超音波分散される
ことから、地盤注入材の浸透性が良くなる。これによ
り、地盤注入材の注入路の途中で詰まりを起こすことな
く、同様に地盤注入材の良好な注入性が得られる。
の動作を説明する。図１に示すように、ミキサ２による
超微粒子セメントおよび分散剤水溶液の混練後、混練物
中の超微粒子セメントの凝集物を超音波分散器３により
超音波分散する。超微粒子セメントの分散方法として超
音波分散を採用したので、地盤補強が必要な現場におい
て、超微粒子セメントの凝集物を細かく分散でき、これ
により地盤注入材の浸透性も良好となる。その後、注入
ポンプ５により超音波分散された地盤注入材を地盤へ注
入する。このとき、超微粒子セメントは、前工程での凝
集物の分散により本来のセメント粒子の大きさに戻って
いるので、地盤注入材の良好な注入性が得られる。地盤
注入材の注入性が向上すれば、通常、地盤注入材の地盤
への浸透性も良くなる。したがって、注入される地盤が
仮に難注入地盤であっても、地盤注入材が地盤へ良好に
浸透して、地盤注入材の特性を発揮し易い。なお、例え
ば超微粒子セメントとして、凝集力の強いカオリン（平
均粒径が１μｍ）を混入したものを用いた場合でも、こ
のように超微粒子セメントの凝集物が超音波分散される
ことから、地盤注入材の浸透性が良くなる。これによ
り、地盤注入材の注入路の途中で詰まりを起こすことな
く、同様に地盤注入材の良好な注入性が得られる。
【００１５】次に、この発明に係る第２の実施例の地盤
注入材注入装置を説明する。図３はこの発明に係る第２
の実施例の地盤注入材注入装置の概略構成図を示してい
る。図３において、１０は第２の実施例の地盤注入材注
入装置であり、この地盤注入材注入装置１０は、配合が
異なる２種類の混練物を得るための第１，第２の混練系
１１Ａ，１１Ｂと、第１，第２の混練系１１Ａ，１１Ｂ
により得られた両混練物を混合する混合槽１２とを備
え、混合槽１２より排出された新たな地盤注入材を、出
力１０リットル／分の注入ポンプ５′を用いて地盤へ注
入するものである。混練系１１Ａ，１１Ｂは、それぞれ
第１の実施例のものと同じ構造である、第１，第２のミ
キサ２Ａ，２Ｂと、第１，第２の超音波分散器３Ａ，３
Ｂと、第１，第２の圧送ポンプ４Ａ，４Ｂとを有してい
る。混合槽１２は、容量が４００リットルで、かつ投入
された両混練物を混合する低速アジテータが取り付けら
れている。
注入材注入装置を説明する。図３はこの発明に係る第２
の実施例の地盤注入材注入装置の概略構成図を示してい
る。図３において、１０は第２の実施例の地盤注入材注
入装置であり、この地盤注入材注入装置１０は、配合が
異なる２種類の混練物を得るための第１，第２の混練系
１１Ａ，１１Ｂと、第１，第２の混練系１１Ａ，１１Ｂ
により得られた両混練物を混合する混合槽１２とを備
え、混合槽１２より排出された新たな地盤注入材を、出
力１０リットル／分の注入ポンプ５′を用いて地盤へ注
入するものである。混練系１１Ａ，１１Ｂは、それぞれ
第１の実施例のものと同じ構造である、第１，第２のミ
キサ２Ａ，２Ｂと、第１，第２の超音波分散器３Ａ，３
Ｂと、第１，第２の圧送ポンプ４Ａ，４Ｂとを有してい
る。混合槽１２は、容量が４００リットルで、かつ投入
された両混練物を混合する低速アジテータが取り付けら
れている。
【００１６】次に、第２の実施例の地盤注入材注入装置
１０の動作を説明する。第１，第２の混練系１１Ａ，１
１Ｂにおいて、各ミキサ２Ａ，２Ｂにより予め設定され
た各種の混練物を混練形成する。例えば地盤注入材がカ
オリンを含む場合、カオリンと他の材料を混練するミキ
サ（第１ミキサ２Ａおよび／または第２のミキサ２Ｂ）
内で、カオリン側の混練物をｐＨ１０〜１２、好ましく
はｐＨ１０．５〜１１．５（ここではｐＨ１１）のアル
カリ性に調整する。その後、分散剤の存在下で超音波分
散すれば優れた分散性が得られ、地盤への浸透性も良好
になる。このように、第１，第２の混練系１１Ａ，１１
Ｂを用いて、予め配合の異なる２種類の混練物を形成し
ておくので、例えば第１の混練系１１Ａで超微粒子セメ
ント系の混練物を形成し、一方第２の混練系１１Ｂで比
較的凝集力の強いカオリンを含む混練物を形成するよう
にすれば、カオリンがより細かく混合調整された地盤注
入材を、比較的簡単に得ることができる。
１０の動作を説明する。第１，第２の混練系１１Ａ，１
１Ｂにおいて、各ミキサ２Ａ，２Ｂにより予め設定され
た各種の混練物を混練形成する。例えば地盤注入材がカ
オリンを含む場合、カオリンと他の材料を混練するミキ
サ（第１ミキサ２Ａおよび／または第２のミキサ２Ｂ）
内で、カオリン側の混練物をｐＨ１０〜１２、好ましく
はｐＨ１０．５〜１１．５（ここではｐＨ１１）のアル
カリ性に調整する。その後、分散剤の存在下で超音波分
散すれば優れた分散性が得られ、地盤への浸透性も良好
になる。このように、第１，第２の混練系１１Ａ，１１
Ｂを用いて、予め配合の異なる２種類の混練物を形成し
ておくので、例えば第１の混練系１１Ａで超微粒子セメ
ント系の混練物を形成し、一方第２の混練系１１Ｂで比
較的凝集力の強いカオリンを含む混練物を形成するよう
にすれば、カオリンがより細かく混合調整された地盤注
入材を、比較的簡単に得ることができる。
【００１７】次いで、それぞれの混練物を混合槽１２へ
投入して混合する。その後、得られた地盤注入材を、注
入ポンプ５′の圧送力により地盤へ注入する。注入され
る地盤注入材中の材料（例えばカオリンを含む２種類の
超微粒子セメントなど）は、予め第１，第２の超音波分
散器３Ａ，３Ｂにより凝集物が分散されているので、注
入時には第１の実施例の場合と同様の良好な注入性が得
られる。このように予め２台のミキサ２Ａ，２Ｂを用い
て、各々別品種の材料からなる混練物を複数形成してお
くので、地盤に、より適した特性を持つ地盤注入材を、
現場において比較的簡単に混合形成し、注入できる。
投入して混合する。その後、得られた地盤注入材を、注
入ポンプ５′の圧送力により地盤へ注入する。注入され
る地盤注入材中の材料（例えばカオリンを含む２種類の
超微粒子セメントなど）は、予め第１，第２の超音波分
散器３Ａ，３Ｂにより凝集物が分散されているので、注
入時には第１の実施例の場合と同様の良好な注入性が得
られる。このように予め２台のミキサ２Ａ，２Ｂを用い
て、各々別品種の材料からなる混練物を複数形成してお
くので、地盤に、より適した特性を持つ地盤注入材を、
現場において比較的簡単に混合形成し、注入できる。
【００１８】ここで、図４および図５のグラフを参照し
ながら、第２の実施例の地盤注入材注入装置１０により
得られた地盤注入材の注入性を、超音波分散しない地盤
注入材と比較しながら説明する。図４は地盤注入材の注
入量と注入時間との関係を示すグラフであり、図５は地
盤注入材の注入速度と注入時間との関係を示すグラフで
ある。図４，図５において、ラインａは超音波分散した
地盤注入材、ラインｂは超音波分散していない地盤注入
材を示す。各地盤注入材は、超微粒子セメントとしてフ
ァインハード（（株）三菱マテリアル 製）を、添加材
として粘土系超微粒子粉体を、分散剤として「花王マイ
ティ１５０」（（株）花王製）を用いている。Ａ液の配
合割合は、ファインハード１５７ｋｇ／ｍ3 、水９４
２ｋｇ／ｍ3、分散剤４．７１ｋｇ／ｍ3 （３％）であ
る。Ｂ液の配合は、添加剤１５６ｋｇ／ｍ3 、水９３
３ｋｇ／ｍ3 、分散剤６．２２ｋｇ／ｍ3 （４％）で
ある。なお、各液の配合はＡ液：Ｂ液＝１：１とし、Ｗ
／Ｃ＝６．０とする。
ながら、第２の実施例の地盤注入材注入装置１０により
得られた地盤注入材の注入性を、超音波分散しない地盤
注入材と比較しながら説明する。図４は地盤注入材の注
入量と注入時間との関係を示すグラフであり、図５は地
盤注入材の注入速度と注入時間との関係を示すグラフで
ある。図４，図５において、ラインａは超音波分散した
地盤注入材、ラインｂは超音波分散していない地盤注入
材を示す。各地盤注入材は、超微粒子セメントとしてフ
ァインハード（（株）三菱マテリアル 製）を、添加材
として粘土系超微粒子粉体を、分散剤として「花王マイ
ティ１５０」（（株）花王製）を用いている。Ａ液の配
合割合は、ファインハード１５７ｋｇ／ｍ3 、水９４
２ｋｇ／ｍ3、分散剤４．７１ｋｇ／ｍ3 （３％）であ
る。Ｂ液の配合は、添加剤１５６ｋｇ／ｍ3 、水９３
３ｋｇ／ｍ3 、分散剤６．２２ｋｇ／ｍ3 （４％）で
ある。なお、各液の配合はＡ液：Ｂ液＝１：１とし、Ｗ
／Ｃ＝６．０とする。
【００１９】次に、それぞれの地盤注入材を標準砂が充
填されたモールド（φ５０×５００ｍｍ）に１．０ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 の圧力で、モールド内の全空隙の３倍量を
注入し、そのときの注入時間当たりの注入量（図４参
照）および注入速度（図５参照）を調べた。結果、図
４，図５のグラフから明らかなように、注入量および注
入速度ともに、超音波分散したものの方が、超音波分散
していないものに比べて良好な特性を示した。
填されたモールド（φ５０×５００ｍｍ）に１．０ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 の圧力で、モールド内の全空隙の３倍量を
注入し、そのときの注入時間当たりの注入量（図４参
照）および注入速度（図５参照）を調べた。結果、図
４，図５のグラフから明らかなように、注入量および注
入速度ともに、超音波分散したものの方が、超音波分散
していないものに比べて良好な特性を示した。
【００２０】次に、この発明に係る第３の実施例の地盤
注入材注入装置を説明する。図６はこの発明に係る第３
の実施例の地盤注入材注入装置の概略構成図を示してい
る。図６において、２０は第３の実施例の地盤注入材注
入装置であり、この地盤注入材注入装置２０は、基本的
に第２の実施例の地盤注入材注入装置１０と同じであ
る。第２実施例の地盤注入材注入装置２０と構造的に異
なる点は、第１，第２の混練系１１Ａ′，１１Ｂ′の構
成体である第１，第２のミキサ２Ａ′，２Ｂ′を混合槽
１２の上方に配置し、また第１，第２のミキサ２Ａ′，
２Ｂ′の内部に、第１，第２の超音波分散器３Ａ′，３
Ｂ′を配設し、さらに第２の実施例で用いられた第１，
第２の圧送ポンプ４Ａ，４Ｂを省略した点である。圧送
ポンプ４Ａ，４Ｂは、両ミキサ２Ａ′，２Ｂ′と混合槽
１２とが上下配置されて、第１，第２のミキサ２Ａ′，
２Ｂ′により混練された混練物が、自然落下により混合
槽１２内へ投下されることで省略できた。
注入材注入装置を説明する。図６はこの発明に係る第３
の実施例の地盤注入材注入装置の概略構成図を示してい
る。図６において、２０は第３の実施例の地盤注入材注
入装置であり、この地盤注入材注入装置２０は、基本的
に第２の実施例の地盤注入材注入装置１０と同じであ
る。第２実施例の地盤注入材注入装置２０と構造的に異
なる点は、第１，第２の混練系１１Ａ′，１１Ｂ′の構
成体である第１，第２のミキサ２Ａ′，２Ｂ′を混合槽
１２の上方に配置し、また第１，第２のミキサ２Ａ′，
２Ｂ′の内部に、第１，第２の超音波分散器３Ａ′，３
Ｂ′を配設し、さらに第２の実施例で用いられた第１，
第２の圧送ポンプ４Ａ，４Ｂを省略した点である。圧送
ポンプ４Ａ，４Ｂは、両ミキサ２Ａ′，２Ｂ′と混合槽
１２とが上下配置されて、第１，第２のミキサ２Ａ′，
２Ｂ′により混練された混練物が、自然落下により混合
槽１２内へ投下されることで省略できた。
【００２１】この第３の実施例の地盤注入材注入装置２
０にあっては、第１，第２の混練系１１Ａ′，１１Ｂ′
において、各ミキサ２Ａ′，２Ｂ′により予め設定され
た各種の混練物を混練形成しながら、第１，第２の超音
波分散器３Ａ′，３Ｂ′により、超微粒子セメントの凝
集物を分散し、次いでそれぞれの混練物を混合槽１２へ
投入して混合後、得られた地盤注入材を、注入ポンプ
５′により地盤へ注入する。このように、第１，第２の
ミキサ２Ａ′，２Ｂ′に、それぞれ第１，第２の超音波
分散器３Ａ′，３Ｂ′を組み込み、しかも前記第２の実
施例の第１，第２の圧送ポンプ４Ａ，４Ｂを省略したの
で、地盤注入材注入装置２０の小型化および低コスト化
が図れ、またこの小型化により地盤注入材の注入路も短
縮されることにより、注入開始から実際に注入されるま
での時間が短縮できる。
０にあっては、第１，第２の混練系１１Ａ′，１１Ｂ′
において、各ミキサ２Ａ′，２Ｂ′により予め設定され
た各種の混練物を混練形成しながら、第１，第２の超音
波分散器３Ａ′，３Ｂ′により、超微粒子セメントの凝
集物を分散し、次いでそれぞれの混練物を混合槽１２へ
投入して混合後、得られた地盤注入材を、注入ポンプ
５′により地盤へ注入する。このように、第１，第２の
ミキサ２Ａ′，２Ｂ′に、それぞれ第１，第２の超音波
分散器３Ａ′，３Ｂ′を組み込み、しかも前記第２の実
施例の第１，第２の圧送ポンプ４Ａ，４Ｂを省略したの
で、地盤注入材注入装置２０の小型化および低コスト化
が図れ、またこの小型化により地盤注入材の注入路も短
縮されることにより、注入開始から実際に注入されるま
での時間が短縮できる。
【００２２】
【発明の効果】この発明に係る地盤注入材注入装置を使
用すれば、現場において地盤注入材の原料である超微粒
子セメントの凝集物を分散するので、地盤注入材の浸透
性が良好となる。これにより、通常の地盤はもとより難
注入地盤でも、地盤注入材を良好に注入して浸透させる
ことができる。そして、地盤注入材がカオリン含有物の
場合でも、地盤注入材の浸透性が比較的良好であるの
で、地盤注入材の注入路の途中で詰まり難く、同様に良
好な注入性が得られる。
用すれば、現場において地盤注入材の原料である超微粒
子セメントの凝集物を分散するので、地盤注入材の浸透
性が良好となる。これにより、通常の地盤はもとより難
注入地盤でも、地盤注入材を良好に注入して浸透させる
ことができる。そして、地盤注入材がカオリン含有物の
場合でも、地盤注入材の浸透性が比較的良好であるの
で、地盤注入材の注入路の途中で詰まり難く、同様に良
好な注入性が得られる。
【００２３】特に、請求項２に記載の地盤注入材注入装
置にあっては、地盤注入材の複数の混練系を有し、各混
練系のミキサにより混練物を形成後、これらをまとめて
混合槽内で混合するので、例えばカオリンなどの凝集力
の強い材料を含む地盤注入材であっても、その含有量を
比較的細かく調整して、地盤へ良好に注入できる。ま
た、複数の混練系を用いて、別品種の材料からなる混練
物を複数形成できるので、より地盤に好適な特性を持つ
地盤注入材を、現場において比較的簡単に混合形成し、
注入することができる。
置にあっては、地盤注入材の複数の混練系を有し、各混
練系のミキサにより混練物を形成後、これらをまとめて
混合槽内で混合するので、例えばカオリンなどの凝集力
の強い材料を含む地盤注入材であっても、その含有量を
比較的細かく調整して、地盤へ良好に注入できる。ま
た、複数の混練系を用いて、別品種の材料からなる混練
物を複数形成できるので、より地盤に好適な特性を持つ
地盤注入材を、現場において比較的簡単に混合形成し、
注入することができる。
【図１】この発明の第１の実施例に係る地盤注入材注入
装置の概略構成図である。
装置の概略構成図である。
【図２】この発明の第１の実施例に係る地盤注入材注入
装置の一部を構成する超音波分散器の要部拡大断面図で
ある。
装置の一部を構成する超音波分散器の要部拡大断面図で
ある。
【図３】この発明に係る第２の実施例の地盤注入材注入
装置の概略構成図である。
装置の概略構成図である。
【図４】地盤注入材の注入量と注入時間との関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図５】地盤注入材の注入速度と注入時間との関係を示
すグラフである。
すグラフである。
【図６】この発明の第３の実施例に係る地盤注入材注入
装置の概略構成図である。
装置の概略構成図である。
１ 地盤注入材注入装置、 ２ ミキサ、 ２Ａ 第１のミキサ、 ２Ｂ 第２のミキサ、 ２Ａ′ 第１のミキサ、 ２Ｂ′ 第２のミキサ、 ３ 超音波分散器、 ３Ａ 第１の超音波分散器、 ３Ｂ 第２の超音波分散器、 ３Ａ′ 第１の超音波分散器、 ３Ｂ′ 第２の超音波分散器、 ５ 注入ポンプ、 ５′ 注入ポンプ、 １０ 地盤注入材注入装置、 １１Ａ 第１の混練系、 １１Ｂ 第２の混練系、 １１Ａ′ 第１の混練系、 １１Ｂ′ 第２の混練系、 １２ 混合槽、 ２０ 地盤注入材注入装置。
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62−225235（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−80413（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−37219（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−41455（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−184535（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E02D 3/12 101 B28C 5/48 B28C 7/00 C09K 17/44 C09K 17/48
Claims (2)
- 【請求項１】 複数種類の粉末地盤注入材料を混練し
て、注入用の混練物を製造し、この混練物を地盤中に注
入する地盤注入材の注入方法であって、 超微粒子セメントと分散剤と水とをミキサで混練して超
微粒子セメント混練物を製造する混練工程と、 この超微粒子セメント混練物を超音波分散器により超音
波分散させる超音波分散工程と、 カオリンと分散剤と水とをｐＨ値が１０〜１２の範囲内
でミキサにて混練してカオリン混練物を製造するカオリ
ン混練工程と、 このカオリン混練物を超音波分散器により超音波分散さ
せるカオリン超音波分散工程と、を備え、 上記超音波分散された超微粒子セメント混練物と、上記
超音波分散されたカオリン混練物とをミキサで混合した
後、注入用ポンプで地盤中に注入する地盤注入材の注入
方法。 - 【請求項２】 上記超微粒子セメントと分散剤と水とを
混練するミキサと、 上記超微粒子セメント混練物の粒子を分散させる超音波
分散器と、 カオリンと分散剤と水とをｐＨ値１０〜１２の範囲内で
混練するミキサと、 上記ミキサで混練したカオリン混練物を超音波分散させ
る超音波分散器と、 上記分散された超微粒子セメント混練物と、超音波分散
されたカオリン混練物とを混合するミキサと、 このミキサで混合された混練物を地盤中に注入する注入
用ポンプと、を備えた地盤注入材注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33027296A JP3201292B2 (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | 地盤注入材の注入方法および地盤注入材注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33027296A JP3201292B2 (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | 地盤注入材の注入方法および地盤注入材注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10152833A JPH10152833A (ja) | 1998-06-09 |
| JP3201292B2 true JP3201292B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=18230801
Family Applications (1)
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