JP3461635B2 - Injection method - Google Patents
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- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】 本発明は、強固な地盤等を形成
することができる注入工法に関する。[Field of Industrial Application] The present invention forms a strong ground or the like.
The injection method that can be performed .
【０００２】[0002]
【従来の技術とその課題】 従来、軟弱地盤の改良や、
地山やトンネルなどの崩壊防止のために、地盤や地山な
どにセメントペースト等の注入材料を圧入し、地盤や地
山などの補強を行っていた。しかしながら、セメントペ
ースト等の注入材料の注入は、一回で完全に施工できれ
ば問題ないが、通常、一回では完全に施工できず、一回
の注入で残った空隙を埋めるために、二次注入や三次注
入など、再注入しなければならないという課題があっ
た。このような複数回注入工法として、後記する二重管
ダブルパッカー工法があった。 [Prior art and its problems] Conventionally, improvement of soft ground,
In order to prevent the collapse of rocks and tunnels, injection materials such as cement paste were pressed into the rocks and rocks to reinforce the rocks and rocks. However, injection of injection material such as cement paste is not a problem if it can be completely done in one time, but usually it can not be completely done in one time, and secondary injection is performed to fill the voids left by one injection. There was a problem of having to re-inject, such as the third injection. A double pipe, which will be described later, is used as such a multiple injection method.
There was a double packer method.
【０００３】 一方、注入材料としては、セメント等の
固化材に水ガラスを添加して、小さな空隙にもよく浸透
する注入材料や、セメントペーストとカルシウムアルミ
ネートからなる注入材などが提案されている（特開昭６
１−１７４２９３号公報、特公平７−１７９０３号公
報、特開平６−１２７９９１号公報）。しかしながら、
これらの注入材料は、再注入を考慮した場合、水ガラス
やカルシウムアルミネートの硬化促進材の影響で、固化
材やセメントペーストとの反応により生成するゲルの強
度が強すぎて、同一場所での再注入は不適であり、しか
も、高価であるという課題があった。On the other hand, as an injecting material, an injecting material in which water glass is added to a solidifying material such as cement so that it penetrates well into a small void, an injecting material composed of cement paste and calcium aluminate, and the like have been proposed. (JP-A-6
No. 1-174293, Japanese Patent Publication No. 7-17903, and Japanese Patent Laid-Open No. 6-127991). However,
In consideration of re-injection, these injection materials are too strong in the gel generated by the reaction with the solidifying material and the cement paste due to the effect of the hardening accelerator of water glass or calcium aluminate, so that the same place There is a problem that re-injection is unsuitable and expensive.
【０００４】 本発明者は、前記課題を解決するには、
特定の注入材料を二重管ダブルパッカー工法にて複数回
注入を行えばよいことを見いだし、本発明を完成させる
に至った。 The present inventor has, in order to solve the above problems,
Specified injection material multiple times by double pipe double packer method
Completed the present invention by finding that injection can be performed
Came to.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】 即ち、本発明は、フラ
イアッシュ、カルシウム化合物、及びアルカリ刺激剤を
含有してなる注入材料と水とを含むスラリーを、地盤又
は地山に、二重管ダブルパッカー工法にて一次注入した
後、初期強度発現の弱い段階で、二次注入又は二次注入
後更に三次注入を行うことを特徴とする注入工法であ
る。この場合において、フライアッシュが、ブレーン値
７，０００ｃｍ２／ｇ以上の粉末であり、カルシウム化
合物が、消石灰、カルシウム化合物の焼成物及び高炉水
砕スラグの群から選ばれたブレーン値５，０００ｃｍ２
／ｇ以上の一種又は二種以上の粉末であって、その割合
はフライアッシュ１００重量部に対して３〜８０重量部
であり、アルカリ刺激剤が、水酸化ナトリウム及び／又
は水ガラスであって、その割合はフライアッシュとカル
シウム化合物の合計１００重量部に対して３〜５０重量
部であり、しかもスラリーの固形分濃度が１ｍ３当り３
０〜５００ｋｇであることが好ましい。 Means for Solving the Problem That is, the present invention provides a slurry containing an injection material containing fly ash, a calcium compound, and an alkali stimulant, and water, to the ground or
Was primarily injected into the ground by the double pipe double packer method.
After that, at the stage where the initial strength expression is weak, secondary injection or secondary injection
This is an injection method characterized by performing a third injection afterwards.
It In this case, fly ash is
Calcium is a powder of 7,000 cm2 / g or more.
Compound is slaked lime, calcined calcium compound and blast furnace water
Blaine value 5,000 cm2 selected from the group of crushed slag
/ G or more of one or more kinds of powder, and the ratio
Is 3 to 80 parts by weight for 100 parts by weight of fly ash.
And the alkaline stimulant is sodium hydroxide and / or
Is water glass, the proportion of which is fly ash and cal
3 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the sium compound
And the solid concentration of the slurry is 3 per 1 m3.
It is preferably 0 to 500 kg.
【０００６】 以下、本発明を詳しく説明する。The present invention will be described in detail below.
【０００７】 本発明で使用するフライアッシュとして
は、火力発電所の煙道ガス中から集塵機で採取された石
炭灰や、石炭にカルシウム源を混合して焼成することに
より得られる活性化フライアッシュなどが挙げられる。
フライアッシュの粉末度は、注入性を向上させる面か
ら、また、強度増進の面から、ブレーン値３，０００ｃ
ｍ２／ｇ以上が好ましく、５，０００ｃｍ２／ｇ以上が
より好ましく、７，０００ｃｍ２／ｇ以上が最も好まし
い。３，０００ｃｍ２／ｇ未満では注入可能範囲が狭く
なり、強度発現性が低下する場合がある。The fly ash used in the present invention includes coal ash collected from a flue gas of a thermal power plant by a dust collector, activated fly ash obtained by mixing coal with a calcium source and firing the ash. Is mentioned.
The fineness of fly ash has a Blaine value of 3,000 c from the viewpoints of improving the injection property and enhancing the strength.
m 2 / g or more is preferable, 5,000 cm 2 / g or more is more preferable, and 7,000 cm 2 / g or more is most preferable. If it is less than 3,000 cm 2 / g, the injectable range may be narrowed and the strength development may be deteriorated.
【０００８】 本発明で使用するカルシウム化合物と
は、生石灰、消石灰、炭酸カルシウム、塩化カルシウ
ム、カルシウム化合物の焼成物、及び高炉水砕スラグ等
からなる群より選ばれた一種又は二種以上であり、その
うち、消石灰、カルシウム化合物の焼成物、及び高炉水
砕スラグの使用が好ましい。カルシウム化合物の粉末度
は、注入性の面から、ブレーン値３，０００ｃｍ２／ｇ
以上が好ましく、５，０００ｃｍ２／ｇ以上がより好ま
しい。３，０００ｃｍ２／ｇ未満では注入性や強度発現
性が低下する場合がある。カルシウム化合物の使用量
は、フライアッシュ１００重量部に対して、３〜８０重
量部が好ましく、５〜５０重量部がより好ましい。３重
量部未満では長期強度発現性が不充分となる場合があ
り、８０重量部を越えると初期強度が高くなり、二次注
入や三次注入が不可能となる場合がある。The calcium compound used in the present invention is one or more selected from the group consisting of quick lime, slaked lime, calcium carbonate, calcium chloride, a calcined product of a calcium compound, and granulated blast furnace slag, Of these, slaked lime, a calcined product of a calcium compound, and granulated blast furnace slag are preferably used. From the aspect of injectability, the fineness of the calcium compound has a Blaine value of 3,000 cm 2 / g.
The above is preferable, and 5,000 cm 2 / g or more is more preferable. If it is less than 3,000 cm 2 / g, the injection property and the strength development property may decrease. The amount of the calcium compound used is preferably 3 to 80 parts by weight, more preferably 5 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of fly ash. If it is less than 3 parts by weight, long-term strength development may be insufficient, and if it exceeds 80 parts by weight, the initial strength may be high, and secondary injection or tertiary injection may be impossible.
【０００９】 本発明で使用するアルカリ刺激剤とは、
フライアッシュとカルシウム化合物の混合物と反応して
それをゲル化させ、強度を発現させるもので、具体的に
は、水酸化リチウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウ
ム、硫酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム、水酸化ナ
トリウム、ケイ弗化ナトリウム、重炭酸カリウム、アル
ミン酸カリウム、水酸化カリウム、水ガラス、及び硫酸
アルミニウム等からなる群より選ばれた一種又は二種以
上の水溶性物質である。アルカリ刺激剤の混合方法は特
に限定されるものではないが、あらかじめ一定量の水に
溶かして溶液状態で混合することが好ましい。アルカリ
刺激剤の使用量は、フライアッシュとカルシウム化合物
の合計１００重量部に対して、３〜５０重量部が好まし
く、５〜３０重量部がより好ましい。３重量部未満では
硬化不良となる場合があり、５０重量部を越えるとゲル
化時間が短かく、初期強度が高くなり、二次注入や三次
注入が不可能となる場合がある。The alkaline stimulant used in the present invention is
It reacts with a mixture of fly ash and a calcium compound to cause it to gel and develop strength, and specifically, lithium hydroxide, sodium carbonate, sodium bicarbonate, sodium sulfate, sodium aluminate, sodium hydroxide. , One or more water-soluble substances selected from the group consisting of sodium silicofluoride, potassium bicarbonate, potassium aluminate, potassium hydroxide, water glass, and aluminum sulfate. The mixing method of the alkali stimulant is not particularly limited, but it is preferable to dissolve it in a fixed amount of water in advance and mix it in a solution state. The amount of the alkaline stimulant used is preferably 3 to 50 parts by weight, more preferably 5 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total of fly ash and the calcium compound. If it is less than 3 parts by weight, curing may be poor, and if it exceeds 50 parts by weight, gelation time may be short and initial strength may be high, and secondary injection or tertiary injection may be impossible.
【００１０】 本発明では、前記材料に、さらに、注入
性向上の面から、市販の減水剤や高性能減水剤を併用す
ることは好ましい。特に、ナフタレンスルホン酸ホルマ
リン縮合物又はその塩や、メラミンスルホン酸ホルマリ
ン縮合物又はその塩などの高性能減水剤の併用は好まし
い。In the present invention, it is preferable to use a commercially available water-reducing agent or high-performance water-reducing agent in combination with the above material, from the viewpoint of improving the injection property. Particularly, it is preferable to use a high-performance water reducing agent such as a naphthalenesulfonic acid formalin condensate or a salt thereof and a melamine sulfonic acid formalin condensate or a salt thereof.
【００１１】 本発明において、各材料の混合方法や圧
送方法は特に限定されるものではなく、例えば、アルカ
リ刺激剤を溶解した水に、フライアッシュとカルシウム
化合物を混合して、このスラリーをポンプで圧送する
か、フライアッシュとカルシウム化合物のスラリーとア
ルカリ刺激剤とを溶解したアルカリ水溶液を別々にポン
プで圧送する。注入は、地盤又は地山に、二重管ダブル
パッカー工法にて一次注入した後、初期強度発現の弱い
段階で、二次注入又は二次注入後更に三次注入して行わ
れる。ここで、「初期強度発現の弱い段階」とは、圧縮
強度が０．７ｋｇｆ／ｃｍ２以下の発現段階を意味す
る。 In the present invention, the mixing method and pressure of each material
The delivery method is not particularly limited, and for example, water in which an alkali stimulant is dissolved is mixed with fly ash and a calcium compound, and this slurry is pumped, or a slurry of fly ash and a calcium compound and an alkali. The alkaline aqueous solution in which the stimulant is dissolved is separately pumped. Injection, double pipe double in the ground or rock
Weak initial strength after primary injection by packer method
At the stage, secondary injection or secondary injection followed by tertiary injection
Be done. Here, “the stage where initial strength is weakly expressed” means compression
Means an expression stage with a strength of 0.7 kgf / cm2 or less
It
【００１２】 スラリー中の固形分濃度は１ｍ３当り３
０〜５００ｋｇが好ましく、５０〜４００ｋｇがより好
ましい。３０ｋｇ／ｍ３未満では硬化しない場合があ
り、５００ｋｇ／ｍ３を越えると注入性が悪くなる場合
がある。The solid content concentration in the slurry is 3 per 1 m 3.
0 to 500 kg is preferable, and 50 to 400 kg is more preferable. If it is less than 30 kg / m 3, it may not be cured, and if it exceeds 500 kg / m 3 , the injection property may deteriorate.
【００１３】[0013]
【実施例】 以下、実施例により本発明を詳しく説明す
る。EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples.
【００１４】参考例
フライアッシュＡ１００重量部に対して、表１に示す量
のカルシウム化合物ａを混合して主材とし、フライアッ
シュＡとカルシウム化合物ａの合計１００重量部に対し
て、表１に示す量のアルカリ刺激剤イと水を配合して注
入材料を調製し、この注入材料を用いて粘度と圧縮強度
を測定した。結果を表１に併記する。 Reference Example 100 parts by weight of fly ash A was mixed with the amount of calcium compound a shown in Table 1 as a main material, and the total amount of 100 parts by weight of fly ash A and calcium compound a was shown in Table 1. An injection material was prepared by mixing the indicated amounts of the alkaline stimulant (i) and water, and the injection material was used to measure the viscosity and the compressive strength. The results are also shown in Table 1.
【００１５】＜使用材料＞
フライアッシュＡ：市販品、ブレーン値７，０５０ｃｍ
２／ｇ
カルシウム化合物ａ：消石灰、試薬、ブレーン値５，６
００ｃｍ２／ｇ
アルカリ刺激剤イ：試薬水酸化ナトリウムを水道水に溶
解、８％水溶液
アルカリ刺激剤ロ：３号水ガラス、５０％水溶液<Materials used> Fly ash A: commercial product, Blaine value 7,050 cm
2 / g calcium compound a: slaked lime, reagent, Blaine value 5, 6
00 cm 2 / g Alkali stimulant a: Reagent sodium hydroxide dissolved in tap water, 8% aqueous solution Alkali stimulant b: No. 3 water glass, 50% aqueous solution
【００１６】＜測定方法＞
粘度 ：Ｂ型粘度計で所定の材齢で測定
圧縮強度 ：４×４×１６ｃｍの型枠に詰め、保湿で２
０℃養生し所定の材齢で測定<Measurement method> Viscosity: Measured with a B-type viscometer at a predetermined material age Compressive strength: Packed in a 4 × 4 × 16 cm mold and moisturized to 2
Measured at a specified material age after curing at 0 ℃
【００１７】[0017]
【表１】 [Table 1]
【００１８】実施例１
フライアッシュＡ８０重量部、カルシウム化
合物２０重量部、アルカリ刺激材イ１００重量部、及び
水１５０重量部を混合し、合計２００リットルとし、グ
ラウトミキサーで混練してスラリーからなる注入材料を
調製した。調製した注入材料を用いて、砂層地盤改良の
ため、ケーシングパイプにより削孔し、スリーブグラウ
ト材を注入後マンシェットチューブにより繰り返し注入
する工法である二重管ダブルパッカー工法にて試験施工
を行なった。まずケーシングパイプを用いたボーリング
マシンで深さ５ｍ掘削し、スリーブ管をパイプ中央に入
れ、スリーブ管とケーシングパイプ間に、注入材料が注
入予定個所以外に逸脱するのを防ぐ役目をするスリーブ
グラウト材を１５０ｋｇ／ｍ３の配合で流し込み、ケー
シングパイプを引き抜き、硬化２日後に調製した注入材
料を注入した。一次注入１日後（注：圧縮強度０．７ｋ
ｇｆ／ｃｍ２以下の発現段階であることが表１からわか
る。）に二次注入を行い、２日後（注：圧縮強度０．７
ｋｇｆ／ｃｍ２以下の発現段階であることが表１からわ
かる。）に三次注入を行ない、二次注入時と三次注入時
の注入状態を、また、注入個所より５ｍはなれた場所で
コアー採取を行ない、その注入状態を確認した。その結
果、いずれの注入状態も良好であった。比較のため、普
通ポルトランドセメント５０重量部とベントナイト５０
重量部を配合した材料を同様に注入したところ、二次注
入時と三次注入時の注入状態は不良であり、注入個所よ
り５ｍはなれた場所で採取したコアーは崩壊していた。 Example 1 80 parts by weight of fly ash A, 20 parts by weight of calcium compound, 100 parts by weight of alkali stimulant, and 150 parts by weight of water were mixed to make 200 liters in total, and the mixture was kneaded with a grout mixer to make an injection of a slurry. The material was prepared. Using the prepared pouring material, a double pipe double packer method, which is a method of drilling with a casing pipe and pouring a sleeve grout material repeatedly after pouring with a Manchette tube, was carried out to improve the sand layer ground. First, a boring machine using a casing pipe is used to excavate a depth of 5 m, put a sleeve pipe in the center of the pipe, and serve as a sleeve grout material that prevents the injected material from deviating to a position other than the intended injection point between the sleeve pipe and the casing pipe. Was cast at a composition of 150 kg / m 3 , the casing pipe was pulled out, and the injection material prepared 2 days after curing was injected. One day after primary injection (Note: Compressive strength 0.7k
It can be seen from Table 1 that the expression stage is gf / cm2 or less.
It ) , And 2 days later (Note: compressive strength 0.7
It can be seen from Table 1 that the expression stage is less than kgf / cm2.
Light The third injection was carried out in (1 ), and the injection state at the time of the second injection and the third injection was confirmed, and the core was collected at a position 5 m away from the injection point to confirm the injection state. As a result, all the injected states were good. For comparison, ordinary Portland cement 50 parts by weight and bentonite 50
When a material mixed with parts by weight was injected in the same manner, the injection state during the secondary injection and the tertiary injection was poor, and the core sampled at a position 5 m away from the injection point was disintegrated.
【００１９】[0019]
【発明の効果】本発明で使用されるスラリーからなる注
入材料は、注入浸透性が優れ初期強度発現性が弱いた
め、二次注入や三次注入が可能となり、空隙を完全に充
填できるばかりか、長期強度発現性が優れるため、強固
な地盤を形成することができるなどの効果を奏する。The effect of the slurry used in the present invention
Since the injection material has excellent injection permeability and weak initial strength development, secondary injection or tertiary injection is possible, not only can voids be completely filled, but also long-term strength development is excellent, forming a strong ground. There is an effect such as being able to.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−98257（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−202513（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−57249（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−349162（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−58092（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−54799（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−145663（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−72752（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E02D 3/12 101 C09K 17/00 - 17/52 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-98257 (JP, A) JP-A-5-202513 (JP, A) JP-A-6-57249 (JP, A) JP-A-4- 349162 (JP, A) JP-A-6-58092 (JP, A) JP-A-60-54799 (JP, A) JP-A-6-145663 (JP, A) JP-A-6-72752 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) E02D 3/12 101 C09K 17/00-17/52
Claims (2)
びアルカリ刺激剤を含有してなる注入材料と水とを含む
スラリーを、地盤又は地山に、二重管ダブルパッカー工
法にて一次注入した後、初期強度発現の弱い段階で、二
次注入又は二次注入後更に三次注入を行うことを特徴と
する注入工法。 1. An injection material containing fly ash, a calcium compound, and an alkali stimulant, and water.
Double pipe double packer work on the ground or ground with slurry
After the primary injection by the
Characterized by performing a third injection after the second injection or the second injection
Injection method.
０ｃｍ２／ｇ以上の粉末であり、カルシウム化合物が、
消石灰、カルシウム化合物の焼成物及び高炉水砕スラグ
の群から選ばれたブレーン値５，０００ｃｍ２／ｇ以上
の一種又は二種以上の粉末であって、その割合はフライ
アッシュ１００重量部に対して３〜８０重量部であり、
アルカリ刺激剤が、水酸化ナトリウム及び／又は水ガラ
スであって、その割合はフライアッシュとカルシウム化
合物の合計１００重量部に対して３〜５０重量部であ
り、しかもスラリーの固形分濃度が１ｍ３当り３０〜５
００ｋｇであることを特徴とする請求項１記載の注入工
法。 2. Fly ash has a Blaine value of 7,000.
It is a powder of 0 cm2 / g or more, and the calcium compound is
Slaked lime, calcined calcium compound and granulated blast furnace slag
Blaine value 5,000 cm2 / g or more selected from the group
One or more powders of which the proportion is fried
3 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of ash,
Alkali stimulant is sodium hydroxide and / or water slag
The ratio is fly ash and calcification
3 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of the total compound
Moreover, the solid content concentration of the slurry is 30 to 5 per 1 m3.
The injection machine according to claim 1, wherein the injection machine has a weight of 00 kg.
Law.
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