JP3981952B2 - Construction method of still water structure - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に各種の止水構造体を施工するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築・土木工事の分野において地中に各種の止水構造体を設ける場合、たとえば工事用の仮設止水壁や有害物処理のための遮蔽止水壁を地中に形成する場合、あるいは地盤中の空隙に対する止水やシールド工事において裏込め充填を行うような場合、各種の地盤止水材を地盤に注入し充填することが行われる。
【０００３】
この種の地盤止水材としては、コンクリート・モルタル材、ソイルモルタル、各種の薬液注入材、アスファルト系材料等が主流であるが、これらの地盤止水材により形成される止水構造体は、柔軟性（地盤や構造物の変形に追従して損傷を受けにくい機能）や自己補修性（万一損傷した場合においても自ずと止水性を回復し得る機能）の点では充分に満足し得るものではない。
【０００４】
柔軟性と自己補修性に優れる地盤止水材としてはベントナイトが知られており、ベントナイトを水によりスラリー化してポンプ圧送により地盤に注入して止水構造体を構築することも行われている。しかし、ベントナイトをポンプにより圧送し得るようなスラリーとするためには多量の水の添加を必要とするので、そのような低密度のベントナイトスラリーでは充分な止水性を確保できない場合があるし、ベントナイトスラリーは地盤に注入した後にも容易に流動化してしまうので、そのままでは地盤止水材としては必ずしも有効なものではない。
【０００５】
そのため、ベントナイトを水によりスラリー化することに代えて、たとえば特許文献１にはベントナイトを水溶性有機溶媒であるエタノールによりスラリー化する地盤止水材についての開示がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−４９２４２号公報
【０００７】
この特許文献１に示されている地盤止水材は、ベントナイトを比較的少量のエタノールによってたとえば０．５トン／ｍ３以上の高密度のスラリーとするもので、このエタノール／ベントナイトスラリーをポンプ圧送して地盤中に注入充填した後、エタノールが地中水に置換されてベントナイトが膨潤することで優れた止水性と強度を発揮し、しかもベントナイト本来の優れた柔軟性と自己補修性が確保されるといわれている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のようなエタノール／ベントナイトスラリーを地盤止水材として採用し、これをたとえば砂地盤に注入して原位置で攪拌混合して止水壁を構築するような場合、その膨潤圧は理想的条件下においても１０〜３０ｋＮ／ｍ２程度、実際の施工では５〜１５ｋＮ／ｍ２程度が限界であるといわれており、必ずしも充分な膨潤圧が得られるものではない。そのため、そのようなエタノール／ベントナイトスラリーを用いて施工される止水構造体は周囲の地盤との密着性や一体性が必ずしも充分ではなく、その止水性や強度も充分に確保できない場合もあった。
【０００９】
上記事情に鑑み、本発明は、特に膨潤性に優れる地盤止水材を用いることによって、柔軟性および自己補修性に優れるのみならず止水性や強度も充分に確保し得る優れた止水構造体を施工するための有効な施工方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エタノール／ベントナイトスラリーにさらに高吸水性樹脂（ＳＡＰ）を混合した高膨張性スラリー（エタノール／ＳＡＰ／ベントナイトスラリー）を地盤止水材として採用し、それを地中に注入して原位置で攪拌混合することにより、地盤止水材中のエタノールを地中水と置換させてその地中水により高吸水性樹脂を膨潤させて止水構造体を形成することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、上記の高膨張性スラリー（エタノール／ＳＡＰ／ベントナイトスラリー）にさらに砂質土を混合した高膨張性砂混合物を地盤止水材として採用し、それを地中の空洞部に充填することにより、地盤止水材中のエタノールを地中水と置換させてその地中水により高吸水性樹脂を膨潤させて止水構造体を形成することを特徴とする。
【００１２】
高吸水性樹脂は自己の質量の１００倍以上の水を吸水して安定化する性質を有するもので、従来よりたとえば遮水シートや緊急止水バッグ等の用途に使用されているものであり、本発明において採用するものとしてはたとえばポリアクリル酸塩系のものが好適である。
【００１３】
そのような高吸水性樹脂をエタノール／ベントナイトスラリーに添加してエタノール／ＳＡＰ／ベントナイトスラリーとしても、エタノールの存在下では高吸水性樹脂は直ちに膨潤することはなく、エタノールが水に置換されて初めて大きく膨潤するものである。
【００１４】
そのような高膨張性スラリーをそのまま地盤止水材として採用した場合、あるいはその高膨張性スラリーにさらに砂質土を混合した高膨張性砂混合物を地盤止水材として採用した場合には、スラリー中のベントナイト自体が膨潤するのみならず、スラリー中のエタノールが自ずと地中水に置換されて高吸水性樹脂に吸水されることで高吸水性樹脂が大きく膨潤し、それにより全体としてたとえば１０００ｋＮ／ｍ２以上の極めて大きな膨潤圧が得られる。特に、ベントナイトの膨潤と拮抗して高吸水性樹脂がベントナイトよりも１０倍以上の水を吸水して膨潤するので、ベントナイトが徒に膨潤してしまうことがなく、そのためベントナイト本来の膨潤性能を充分に発揮し得て充分な膨潤圧を常に確保でき、その結果、構築される止水構造体を地盤と確実に一体化させることができ、その全体として止水性と強度を充分に高めることができる。勿論、本発明により施工される止水構造体は、ベントナイトを主体とするものであるから、優れた柔軟性と自己補修性を有するものであることはいうまでもない。
【００１５】
なお、一般にこの種の高吸水性樹脂はたとえばナトリウムがカルシウムに置換されて架橋してしまうと吸水性と膨潤性を殆ど失ってしまうので、高吸水性樹脂の安定性を確保するためにはカルシウム塩から保護することが不可欠であるが、本発明ではそのための格別の対策は必要としない。すなわち、本発明において地盤止水材として採用する高膨張性スラリーは高吸水性樹脂をベントナイトに混合しているので、カルシウム塩等の多価陽イオンがベントナイトと反応してゲル化することで止水性の高い（透水性の低い）ゲル化物となり、そのゲル化物が高吸水性樹脂の表面を覆い、それが保護層となって高吸水性樹脂を多価陽イオンから保護し、それによって高吸水性樹脂の耐塩性、安定性を自ずと確保できるのである。
【００１６】
また、本発明において地盤止水材として採用する高膨張性スラリーあるいは高膨張性砂混合物にあっては、高吸水性樹脂の混合量をベントナイト１００質量部に対し５〜５０質量部とすることが特に好ましい。高吸水性樹脂の混合量が５質量部未満であると高吸水性樹脂による充分な吸水効果が得られず、充分な膨潤圧が得られないので好ましくない。また、高吸水性樹脂の混合量が５０質量部を越えると、ベントナイトによる高吸水性樹脂に対する上記の保護効果が大きく低下してしまい、多価陽イオンの影響によって高吸水性樹脂の耐塩性や安定性が損なわれる場合があるので好ましくない。
【００１７】
また、本発明において地盤止水材として採用する高膨張性スラリーあるいは高膨張砂混合物にあっては、エタノールの混合量をベントナイト１００質量部に対して６０〜１５０質量部とすることが特に好ましく、かつエタノールを４０〜９５％の濃度の水溶液としてベントナイトに混合することが好ましい。エタノールの混合量や濃度が上記の範囲未満であると、エタノール／ＳＡＰ／ベントナイトスラリーとしての特性が薄れて水／ＳＡＰ／ベントナイトスラリーの特性に近くなり、エタノールが水に置換されるまでもなく高吸水性樹脂が早期に水を吸水して膨潤してしまうため、効果的でない。また、エタノールの混合量や濃度が上記の範囲を超えるとスラリーの流動性が低下してポンプ圧送が困難になる等、施工性が悪化するので好ましくない。
【００１８】
さらに、本発明において地盤止水材として採用する高膨張性砂混合物としては、この地盤止水材により最終的に構築される止水構造体の止水性を充分に高めてその透水係数を１０−６ｃｍ／ｓ以下とするためには、高膨張性スラリーに対する砂質土の混合量をベントナイト質量の３０倍以下とすることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
「第１実施形態」
止水構造体としての地中止水壁を施工するに際し、ベントナイト１００質量部に対し高吸水性樹脂５〜５０質量部、エタノール６０〜１５０質量部を混合した高膨張性スラリー（ベントナイト／ＳＡＰ／エタノールスラリー）を調製し、それを地盤止水材として地盤１ｍ３に対して１００〜５００Ｌの割合で地中に注入しながら原位置で攪拌混合する。これにより、スラリー中のエタノールが自ずと地中水に置換され、高吸水性樹脂が地中水を吸水して大きく膨潤し、周囲地盤と確実に一体化して止水性に優れる地中止水壁が形成される。なお、地中水と置換されたエタノールは土中の微生物により水と炭酸ガスに分解されてしまうので環境に悪影響を及ぼすことはない。
【００２０】
表１は、本第１実施形態における地盤止水材としての高膨張性スラリーの配合例と、各配合の高膨張性スラリーの膨潤圧を圧密試験により確認した結果を示すものである。エタノールとしては６０％水溶液を採用し、高吸水性樹脂としてはアクリル酸重合体部分ナトリウム塩架橋物を採用したが、通常タイプ（ＳＡＰ−１）のものとそれよりも架橋度を上げて耐久性を高めたタイプ（ＳＡＰ−２）の２種類を用いた。
【００２１】
【表１】
表１に示されるように、高吸水性樹脂を混合していない単なるエタノール／ベントナイトスラリー（配合No.１）では膨潤圧は２５０ｋＮ／ｍ２であったのに対し、ベントナイトに対してＳＡＰ−１を１０％混合したもの（配合No.２）では膨潤圧が４００ｋＮ／ｍ２に高まった。ちなみに、ＳＡＰ−１を５０％混合したもの（配合No.３）や、ベントナイトを混合せずにＳＡＰ−１のみの場合（配合No.４）も膨潤圧は１００００ｋＮ／ｍ２を越えた。また、ＳＡＰ−２を１０％混合したもの（配合No.５）では１０００ｋＮ／ｍ２となり、２５％を混合したもの（配合No.６）では４３００ｋＮ／ｍ２となった。この結果から、エタノール／ベントナイトスラリーに高吸水性樹脂を混合したエタノール／ＳＡＰ／ベントナイトスラリーでは膨潤圧が充分に高まることが確認できた。
【００２３】
また、表１には、各配合の高膨張性スラリーを砂地盤に注入して原位置で攪拌混合した場合における砂地盤の膨潤圧の試験結果を併せて示す。砂地盤の乾燥密度は１．４トン／ｍ３であり、砂地盤に対する高膨張性スラリーの注入量は１８０ｋｇ／ｍ３および３６０ｋｇ／ｍ３（ベントナイトに対する砂の混合量としては、前者では１２〜２０倍、後者では６〜１０倍に相当する）。表１に示されるように、高吸水性樹脂を混合していない単なるエタノール／ベントナイトスラリーを砂地盤に注入して攪拌混合した場合（配合No.１）には、砂地盤の膨潤圧は８ｋＮ／ｍ２（１８０ｋｇ／ｍ３の場合）および３２ｋＮ／ｍ２（３６０ｋｇ／ｍ３の場合）であるのに対し、ＳＡＰ−１やＳＡＰ−２を混合したもの（配合No.２,３，５,６）では少なくとも１０倍程度の膨潤圧が生じることが確認された。ちなみに、ベントナイトを混合せずにＳＡＰ−１のみの場合（配合No.４）には５０００ｋＮ／ｍ２、８０００ｋＮ／ｍ２であった。
【００２４】
さらに、表１には、高膨張性スラリーにおける高吸水性樹脂の多価陽イオンに対する安定性を、１０w/w％の塩化カルシウム水溶液を用いて試験した結果を示す。表１に示されるように、ベントナイトを混合しないもの（配合No.４）では、塩化カルシウムの影響により膨潤した高吸水性樹脂（ＳＡＰ−１）が数分で軟弱化して混合物全体がドロドロの状態に変化してしまうが、ＳＡＰ−１の混合量をベントナイトと同量としたもの（配合No.３）では１０〜２０％の体積収縮が見られるものの膨潤したＳＡＰはほぼ安定しており、ＳＡＰ−１の混合量をより少なくしたもの（配合No.２,５,６）の場合にはいずれも全く変化が見られず、以上からベントナイトによる高吸水性樹脂に対する保護効果が得られることが確認できた。
【００２５】
以上のように、本第１実施形態によれば、地盤止水材として高膨張性スラリー（エタノール／ＳＡＰ／ベントナイトスラリー）を採用し、それを地盤に注入して原位置で攪拌混合することにより高吸水性樹脂が充分に膨潤して地盤と確実に一体化し、したがって透水係数が１０−６ｃｍ／ｓ以下の優れた止水性を有し、しかも柔軟で自己補修性にも優れる極めて有効な地中止水壁を効率的に施工することができる。
【００２６】
「第２実施形態」
止水構造体としての地中止水壁を施工するに際し、第１実施形態と同様にベントナイト１００質量部に対し高吸水性樹脂５〜５０質量部、エタノール６０〜１５０質量部を混合した高膨張性スラリー（ベントナイト／ＳＡＰ／エタノールスラリー）を調製し、それにさらにベントナイト質量の３０倍まで（ベントナイト１００質量部に対し０〜３０００質量部）の砂質土を混合して高膨張性砂混合物を調製し、それを地盤止水材として、予め地盤をトレンチ状に掘削して形成した空洞部内に充填することで地中止水壁を形成する。この際、空洞部内に地中水が湧出している場合には、地盤止水材としての高膨張性砂混合物を水底部に水中打設して地中水と置換すれば良く、必要に応じて周囲の地下水位を低下させる工法を併用しても良い。
【００２７】
本第２実施形態では、地盤止水材としての高膨張性砂混合物を原地盤に対して攪拌混合することなく、単に空洞部内に充填することのみで、第１実施形態と同様にエタノールが自ずと地中水に置換され、高吸水性樹脂が地中水を吸水して大きく膨潤し、したがって周囲地盤と確実に一体化して止水性に優れる地中止水壁をより効率的に施工することができる。
【００２８】
表２は、本第２実施形態における地盤止水材としての高膨張性砂混合物の配合例とその膨潤圧を圧密試験により確認した結果を示すものである。エタノールや高吸水性樹脂は第１実施形態の場合と同様のものである。
【００２９】
【表２】
表２に示されるように、高吸水性樹脂を混合しない場合（配合No.１）には膨潤圧は２０ｋＮ／ｍ２であるのに対し、ベントナイトおよび高吸水性樹脂を混合したもの（配合No.２,３,５.６）では膨潤圧が少なくとも５倍程度以上に増大することが確認された。ちなみに、ベントナイトを混合しない場合（配合No.４）にはより大きな膨潤圧となっている。また、併せて表２に示しているように完成後の止水壁の透水係数はいずれも１０−８ｃｍ／ｓ以下となっており、さらに、ベントナイトを混合していないもの（配合No.４）を除いて多価陽イオンに対する安定性も確保されている。
【００３１】
以上で本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態のように地中止水壁の施工に適用するのみならず、地中に設けられる様々な形態、用途の止水構造体の施工全般に広く適用できるものであって、たとえばシールド工事において覆工材の背面側に裏込め材が充填されることで形成される止水構造体の施工や、地中空洞部や岩盤亀裂に充填あるいは注入されることで形成される止水構造体の施工に際しても同様に適用できることは言うまでもない。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１の発明は、ベントナイトにエタノールと高吸水性樹脂とを混合した高膨張性スラリーを地盤止水材として採用し、その地盤止水材を地中に注入して原位置で攪拌混合することにより、地盤止水材中のエタノールと地中水との置換により高吸水性樹脂を膨潤させて止水構造体を形成するので、ベントナイトを主体として柔軟で自己補修性に優れることはもとより、高吸水性樹脂が大きく膨潤することで原地盤と確実に一体化して優れた強度と止水性を有する極めて有効な止水構造体を効率的に施工することができる。
【００３３】
請求項２の発明は、上記の高膨張性スラリーにさらに砂質土を混合した高膨張性砂混合物を地盤止水材として採用し、その地盤止水材を地中の空洞部に充填することで止水構造体を形成するので、上記と同様に柔軟で自己補修性に優れるのみならず優れた強度と止水性を有する止水構造体を、原位置での攪拌混合を必要とすることなくより効率的に施工することができる。
【００３４】
請求項３の発明は、地盤止水材としての高膨張性スラリーが、ベントナイト１００質量部に対してエタノール６０〜１５０質量部、高吸水性樹脂５〜５０質量部を混合したものであるので、充分な膨潤圧が得られるとともに、ベントナイトによるゲル化物が高吸水性樹脂を多価陽イオンから確実に保護してその耐塩性、安定性を充分に確保することができる。
【００３５】
請求項４の発明は、地盤止水材としての高膨張性砂混合物が、高膨張性スラリーに対してベントナイト質量の３０倍以下の砂質土を混合したものであるので、これを地中の空洞部に単に注入することのみで優れた止水効果を有する止水構造体を効率的に施工することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for constructing various water-stop structures in the ground.
[0002]
[Prior art]
In the field of construction and civil engineering, when various types of water blocking structures are installed in the ground, for example, when temporary water blocking walls for construction and shielding water blocking walls for the treatment of harmful substances are formed in the ground, or in the ground In the case where backfilling is performed in the water stop or shield construction for the gaps, various ground water stop materials are injected into the ground and filled.
[0003]
As this type of ground water-stopping material, concrete / mortar materials, soil mortar, various chemical injection materials, asphalt materials, etc. are mainstream, but the water-stopping structures formed by these ground water-stopping materials are: In terms of flexibility (functions that are less susceptible to damage following the deformation of the ground and structures) and self-repairability (functions that can naturally restore water-stopping in the event of damage) Absent.
[0004]
Bentonite is known as a ground water-stopping material excellent in flexibility and self-repairability, and bentonite is slurried with water and injected into the ground by pumping to construct a water-stopping structure. However, since a large amount of water needs to be added in order to obtain bentonite that can be pumped by a pump, such low density bentonite slurry may not be able to ensure sufficient water stoppage. Since the slurry easily fluidizes even after being injected into the ground, it is not necessarily effective as a ground water-stopping material as it is.
[0005]
Therefore, instead of slurrying bentonite with water, for example, Patent Document 1 discloses a ground waterstop material that slurries bentonite with ethanol, which is a water-soluble organic solvent.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-8-49242
The ground water-stopping material disclosed in Patent Document 1 uses bentonite as a high-density slurry of 0.5 ton / m 3 or more with a relatively small amount of ethanol, and this ethanol / bentonite slurry is pumped. After filling and filling into the ground, ethanol is replaced with underground water and the bentonite swells to demonstrate excellent water-stopping and strength, and the bentonite's original excellent flexibility and self-repairability are secured. It is said that.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the ethanol / bentonite slurry as described above is used as a ground water-stopping material, and this is injected into, for example, sand ground and mixed in place to construct a water-stopping wall, the swelling pressure is ideal. also 10~30kN / m 2 about the conditions, the actual construction is said about 5~15kN / m 2 is the limit, not necessarily sufficient swelling pressure is obtained. Therefore, the waterstop structure constructed using such an ethanol / bentonite slurry does not necessarily have sufficient adhesion and integrity with the surrounding ground, and its waterstop and strength may not be sufficiently secured. .
[0009]
In view of the above circumstances, the present invention is an excellent water-stopping structure that not only has excellent flexibility and self-repairability, but also has sufficient water-stopping and strength by using a ground water-stopping material that is particularly excellent in swelling properties. It aims at providing the effective construction method for constructing.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a highly expansive slurry (ethanol / SAP / bentonite slurry) obtained by further mixing ethanol / bentonite slurry with a highly water-absorbent resin (SAP) is used as a ground water-stopping material, which is injected into the ground. By stirring and mixing at the position, ethanol in the ground water-stopping material is replaced with ground water, and the water-absorbing resin is swollen by the ground water to form a water-stopping structure.
[0011]
In addition, the present invention employs a high-expansion sand mixture obtained by further mixing sandy soil with the above-mentioned high-expansion slurry (ethanol / SAP / bentonite slurry) as a ground water-stopping material, and uses it as a cavity in the ground. By filling, ethanol in the ground water-stopping material is replaced with ground water, and the water-absorbing resin is swollen by the ground water to form a water-stopping structure.
[0012]
The highly water-absorbent resin has the property of absorbing and stabilizing water more than 100 times its own mass, and has been conventionally used for applications such as water shielding sheets and emergency water stop bags, For example, polyacrylic acid salts are suitable for use in the present invention.
[0013]
Even if such a superabsorbent resin is added to an ethanol / bentonite slurry to form an ethanol / SAP / bentonite slurry, the superabsorbent resin does not swell immediately in the presence of ethanol, but only after ethanol is replaced with water. It swells greatly.
[0014]
When such a high-expansion slurry is directly used as a ground water-stopping material, or when a high-expansion sand mixture obtained by further mixing sandy soil with the high-expansion slurry is used as a ground water-stopping material, the slurry Not only does the bentonite itself swell, but the ethanol in the slurry is naturally replaced with underground water and is absorbed by the superabsorbent resin, so that the superabsorbent resin swells greatly, and as a whole, for example, 1000 kN / An extremely large swelling pressure of m 2 or more is obtained. In particular, since the highly water-absorbent resin swells by absorbing water 10 times or more than that of bentonite in competition with the swelling of bentonite, the bentonite does not swell spontaneously, so that the original swelling performance of bentonite is sufficient. And can always ensure sufficient swelling pressure. As a result, the constructed water-stopping structure can be reliably integrated with the ground, and the water-stopping and strength as a whole can be sufficiently increased. . Of course, since the water stop structure constructed according to the present invention is mainly composed of bentonite, it goes without saying that it has excellent flexibility and self-repairability.
[0015]
In general, this type of superabsorbent resin loses its absorbency and swelling when sodium is replaced with calcium and crosslinks. Although protection from salt is essential, the present invention does not require any special measures. That is, in the present invention, the highly expansive slurry used as a ground water-stopping material is mixed with a highly water-absorbent resin in bentonite, so that the polyhydric cation such as calcium salt reacts with bentonite and gels. It becomes a highly water-based (low water permeability) gelled product, which covers the surface of the highly water-absorbent resin, which becomes a protective layer to protect the highly water-absorbent resin from polyvalent cations, thereby increasing the water absorption Therefore, the salt resistance and stability of the functional resin can be secured.
[0016]
Moreover, in the highly expansive slurry or the highly expansive sand mixture employed as the ground water-stopping material in the present invention, the mixing amount of the superabsorbent resin may be 5 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of bentonite. Particularly preferred. If the mixing amount of the superabsorbent resin is less than 5 parts by mass, it is not preferable because a sufficient water absorption effect by the superabsorbent resin cannot be obtained and a sufficient swelling pressure cannot be obtained. Moreover, when the mixing amount of the superabsorbent resin exceeds 50 parts by mass, the above-described protective effect against the superabsorbent resin by bentonite is greatly reduced, and the salt resistance of the superabsorbent resin is affected by the influence of polyvalent cations. Since stability may be impaired, it is not preferable.
[0017]
Moreover, in the highly expansive slurry or the highly expansive sand mixture employed as the ground water-stopping material in the present invention, it is particularly preferable that the mixing amount of ethanol is 60 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of bentonite. In addition, it is preferable to mix ethanol with bentonite as an aqueous solution having a concentration of 40 to 95%. If the mixing amount or concentration of ethanol is less than the above range, the characteristics of the ethanol / SAP / bentonite slurry will be reduced to be close to the characteristics of the water / SAP / bentonite slurry, and the ethanol will not be replaced with water. Since the water absorbent resin absorbs water at an early stage and swells, it is not effective. On the other hand, if the mixing amount or concentration of ethanol exceeds the above range, the fluidity of the slurry is lowered and pumping becomes difficult.
[0018]
Furthermore, as a highly expansive sand mixture employed as a ground water-stopping material in the present invention, the water-stopping structure of the water-stopping structure finally constructed by this ground water-stopping material is sufficiently enhanced to have a water permeability coefficient of 10 −. In order to set it to 6 cm / s or less, it is preferable that the amount of sandy soil mixed with the highly expandable slurry is 30 times or less of the bentonite mass.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
“First Embodiment”
When constructing a water stop wall as a waterstop structure, a highly expansive slurry (bentonite / SAP / ethanol) in which 5 to 50 parts by mass of a superabsorbent resin and 60 to 150 parts by mass of ethanol are mixed with 100 parts by mass of bentonite. Slurry) is prepared and stirred and mixed in-situ while being poured into the ground at a rate of 100 to 500 L with respect to 1 m 3 of the ground as a ground water-stopping material. As a result, the ethanol in the slurry is automatically replaced with groundwater, and the superabsorbent resin absorbs the groundwater and swells greatly, forming a ground-stop water wall that is well integrated with the surrounding ground and has excellent water-stopping properties. Is done. In addition, since ethanol replaced with underground water is decomposed into water and carbon dioxide by microorganisms in the soil, it does not adversely affect the environment.
[0020]
Table 1 shows a blending example of the highly expandable slurry as the ground water-stopping material in the first embodiment and the results of confirming the swelling pressure of the highly expandable slurry of each blend by a consolidation test. A 60% aqueous solution was used as ethanol, and a cross-linked product of acrylic acid polymer partial sodium salt was used as the highly water-absorbing resin. Two types of type (SAP-2) with an increased height were used.
[0021]
[Table 1]
As shown in Table 1, the swelling pressure was 250 kN / m 2 in a simple ethanol / bentonite slurry (compound No. 1) not mixed with a superabsorbent resin, whereas SAP-1 against bentonite. In the case of a mixture of 10% (mixing No. 2), the swelling pressure increased to 400 kN / m 2 . Incidentally, the swelling pressure exceeded 10,000 kN / m 2 even when 50% of SAP-1 was mixed (formulation No. 3) and when only SAP-1 was not mixed with bentonite (formulation No. 4). Moreover, it became 1000 kN / m < 2 > in what mixed SAP-2 (mixing No. 5), and became 4300 kN / m < 2 > in what mixed 25% (blending No. 6). From this result, it was confirmed that the swelling pressure was sufficiently increased in the ethanol / SAP / bentonite slurry in which the superabsorbent resin was mixed with the ethanol / bentonite slurry.
[0023]
Table 1 also shows the test results of the swelling pressure of the sand ground when the highly expandable slurry of each formulation was poured into the sand ground and stirred and mixed in situ. The dry density of the sand ground is 1.4 ton / m 3 , and the injection amount of the highly expandable slurry to the sand ground is 180 kg / m 3 and 360 kg / m 3 (the amount of sand mixed with bentonite is 12 to 12 for the former). 20 times, the latter 6 to 10 times). As shown in Table 1, when a simple ethanol / bentonite slurry not mixed with a superabsorbent resin was poured into the sand ground and mixed by stirring (formulation No. 1), the swelling pressure of the sand ground was 8 kN / m 2 (in the case of 180 kg / m 3) and 32 kN / m 2 while (in the case of 360kg / m 3), a mixture of SAP-1 and SAP-2 (formulation Nanba2,3,5, In 6), it was confirmed that a swelling pressure of at least about 10 times occurred. Incidentally, in the case of only SAP-1 without mixing bentonite (formulation No. 4), it was 5000 kN / m 2 and 8000 kN / m 2 .
[0024]
Furthermore, Table 1 shows the results of testing the stability of the highly water-absorbent resin in the highly expandable slurry against polyvalent cations using a 10 w / w% aqueous calcium chloride solution. As shown in Table 1, in the case where bentonite is not mixed (formulation No. 4), the superabsorbent resin (SAP-1) swollen due to the influence of calcium chloride softens within a few minutes, and the whole mixture becomes muddy. However, in the case where the amount of SAP-1 mixed with the bentonite (formulation No. 3) is 10-20% volume shrinkage, the swollen SAP is almost stable. No change was observed in the case where the mixing amount of -1 was smaller (formulation No. 2, 5, 6), and it was confirmed from the above that the protective effect against the superabsorbent resin by bentonite was obtained. did it.
[0025]
As described above, according to the first embodiment, a highly expansive slurry (ethanol / SAP / bentonite slurry) is adopted as the ground water-stopping material, which is injected into the ground and stirred and mixed in-situ. Highly water-absorbing resin swells sufficiently and integrates securely with the ground. Therefore, it has excellent water-stopping coefficient of water permeability of 10 −6 cm / s or less, and is extremely effective and has excellent self-repairability. The stop water wall can be constructed efficiently.
[0026]
“Second Embodiment”
When constructing a water stop wall as a waterstop structure, high expansibility is obtained by mixing 5 to 50 parts by mass of a superabsorbent resin and 60 to 150 parts by mass of ethanol with respect to 100 parts by mass of bentonite as in the first embodiment. A slurry (bentonite / SAP / ethanol slurry) is prepared, and further, sandy soil up to 30 times the mass of bentonite (0 to 3000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of bentonite) is mixed to prepare a highly expandable sand mixture. The ground stop water wall is formed by filling it into a cavity formed by excavating the ground in a trench shape in advance using the ground water stop material. At this time, if underground water is springing up in the cavity, it is sufficient to place the highly expansive sand mixture as a ground water-stopping material in the bottom of the water and replace it with underground water. A method for lowering the surrounding groundwater level may be used in combination.
[0027]
In the second embodiment, the high expansion sand mixture as the ground water-stopping material is not stirred and mixed with the original ground, but simply filled into the cavity, and the ethanol is naturally added as in the first embodiment. Substituting with underground water, the highly water-absorbing resin absorbs underground water and swells greatly, so it is possible to more efficiently construct a ground-stopping water wall that is well integrated with the surrounding ground and has excellent water-stopping properties. .
[0028]
Table 2 shows the results of confirming the combination example of the highly expandable sand mixture as the ground water-stopping material in the second embodiment and the swelling pressure thereof by the consolidation test. Ethanol and superabsorbent resin are the same as those in the first embodiment.
[0029]
[Table 2]
As shown in Table 2, when the superabsorbent resin is not mixed (combination No. 1), the swelling pressure is 20 kN / m 2 whereas the bentonite and the superabsorbent resin are mixed (compound No. 1). In 2, 3, 5.6), it was confirmed that the swelling pressure increased at least about 5 times. Incidentally, when no bentonite is mixed (formulation No. 4), the swelling pressure is larger. In addition, as shown in Table 2, the water permeability coefficient of the water blocking wall after completion is 10 −8 cm / s or less, and no bentonite is mixed (formulation No. 4). The stability against polyvalent cations is also ensured.
[0031]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not only applied to the construction of the ground stop water wall as in the above embodiment, but also various forms and water-stop structures for use provided in the ground. It can be widely applied to construction in general.For example, in shield construction, the back side of the lining material is filled with a backfill material, and it can be used for construction of a waterstop structure, underground cavities and bedrock cracks. Needless to say, the present invention can also be applied to the construction of a waterstop structure formed by filling or pouring.
[0032]
【The invention's effect】
The invention of claim 1 employs a highly expandable slurry in which ethanol and a highly water-absorbent resin are mixed with bentonite as a ground water-stopping material, and the ground water-stopping material is injected into the ground and mixed in situ. In this way, the water-absorbing resin is swollen by replacing ethanol in the ground water-stopping material with underground water to form a water-stopping structure, so that it is flexible and self-repairing mainly with bentonite, The highly water-absorbing resin swells greatly, so that it is possible to efficiently construct an extremely effective water-stopping structure having excellent strength and water-stopping properties by being integrated with the original ground.
[0033]
Invention of Claim 2 employ | adopts the highly expansible sand mixture which further mixed sandy soil with said highly expansible slurry as a ground water stop material, and fills the cavity part in the ground with the ground water stop material. Since the water-stopping structure is formed in the same manner as described above, the water-stopping structure having excellent strength and water-stopping property as well as being excellent in flexibility and self-repairability is not required. It can be constructed more efficiently.
[0034]
Since the highly expansive slurry as the ground water-stopping material is obtained by mixing 60 to 150 parts by mass of ethanol and 5 to 50 parts by mass of the superabsorbent resin with respect to 100 parts by mass of bentonite, A sufficient swelling pressure can be obtained, and the gelled product of bentonite can reliably protect the superabsorbent resin from the polyvalent cation and sufficiently ensure its salt resistance and stability.
[0035]
In the invention of claim 4, since the highly expandable sand mixture as the ground water-stopping material is a mixture of sandy soil having a mass of bentonite of 30 times or less to the highly expandable slurry, A water-stopping structure having an excellent water-stopping effect can be efficiently constructed simply by pouring into the cavity.
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