JP6752845B2 - 掘削工法及び掘削安定液 - Google Patents
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Description
この工法では、まず地盤の掘削から始められ、このとき、掘削穴壁面の崩れを防止するために、ベントナイト等の水膨潤性粘土を含む掘削安定液を掘削穴に満たしながら、掘削が行われる。ここで用いる掘削安定液は、壁面の軟弱化を防止し、掘削穴内を満たした掘削安定液の水圧によって、壁面の崩壊を防止するが、これは、掘削安定液が掘削壁面に浸透する際に、掘削安定液中の水膨潤性粘土が、土の粒子の間に詰まり堆積することにより、マッドケーキと言われる止水層ができるためであると考えられている(特許文献1)。
本発明の掘削工法で使用する掘削安定液について、以下に説明する。
本発明の掘削安定液は、(A)成分、(B)成分、水硬性粉体、及び水を含有する、掘削安定液である。
本発明の掘削安定液は、(A)成分として、レオロジー改質剤を含有する。
また本発明の(A)成分が、水中で紐状ミセルを形成していることは、(A)成分と水を含む組成物の動的粘弾性がMaxwell型に類似した挙動を示すことにより判断できる。この挙動は「界面活性剤水溶液の粘弾性特性」(四方俊幸、表面 vol.29、No5(1991)、p399-499)の記載から、有限の分子量を有する高分子状構造の絡み合いを示唆するものであり、無限の分子量を有する完全な紐状ミセル形状ではないが、実用上有用な粘弾性を発現するために十分な長さの紐状ミセルが形成していると推察することが出来る。
(A1)成分:(A1−1)炭化水素基の炭素数が12以上22以下であり、アルキレンオキサイドの平均付加モル数が0以上25以下である、硫酸エステル又はその塩(以下、(A1−1)成分という)、及び(A1−2)脂肪酸部分の炭素数が10以上22以下である、脂肪酸アルカノールアミド(以下、(A1−2)成分という)を含むレオロジー改質剤
(A2)成分:(A2−1)炭化水素基の炭素数が14以上24以下であり、エチレンオキサイドの平均付加モル数が5以上19以下であるポリエーテル化合物(以下、(A2−1)成分という)、及び(A2−2)脂肪酸部分の炭素数が14以上24以下である脂肪酸アルカノールアミド(以下、(A2−2)成分という)を含むレオロジー改質剤
(A3)成分:(A3−1)重量平均分子量が1,000以上100,000以下である、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物(以下、(A3−1)成分という)、及び(A3−2)平均炭素数14以上24以下の炭化水素基を少なくとも1つ有するカチオン性界面活性剤(以下、(A3−2)成分という)を含むレオロジー改質剤
(A4)成分:(A4−1)ベタイン型両性界面活性剤(以下、(A4−1)成分という)、及び(A4−2)エチレンオキサイド付加型アルキル硫酸エステル塩型界面活性剤(以下、(A4−2)成分という)を含むレオロジー改質剤
(A5)成分:(A5−1)4級塩型カチオン性界面活性剤(以下、(A5−1)成分という)、及び(A5−2)アニオン性芳香族化合物(以下、(A5−2)成分という)を含むレオロジー改質剤
(A6)成分:(A6−1)4級塩型カチオン性界面活性剤(以下、(A6−1)成分という)、及び(A6−2)臭化化合物(以下、(A6−2)成分という)を含むレオロジー改質剤
(A7)成分:下記一般式(a7)で表される化合物を含むレオロジー改質剤
R7a−CONH−(AO)m−H (a7)
(一般式(a7)中、R7aが炭素数7以上35以下の炭化水素基、AOは炭素数2以上4以下のアルキレンオキシ基、mはAOの平均付加モル数であり、2以上20以下の数である。)
本発明の(A1)成分は、(A1−1)成分、及び(A1−2)成分を含むレオロジー改質剤である。本発明の(A1)成分は、水中で、(A1−1)成分と(A1−2)成分が会合することにより紐状ミセルを形成する。
(A1−1)成分は、炭化水素基の炭素数が12以上22以下であり、アルキレンオキサイドの平均付加モル数が0以上25以下である、硫酸エステル又はその塩である。
(A1−1)成分の炭化水素基は、好ましくは直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基又は直鎖若しくは分岐鎖のアルケニル基であり、より好ましくは直鎖若しくは分岐鎖のアルケニル基であり、更に好ましくは直鎖のアルケニル基である。
(A1−1)成分の炭化水素基の炭素数は、高い粘弾性を得る観点から、12以上、好ましくは14以上、より好ましくは16以上、更に好ましくは18以上、そして、22以下、好ましくは20以下である。
(A1−1)成分のアルキレンオキサイドは、炭素数2以上4以下のアルキレンオキサイドが挙げられる。アルキレンオキサイドはエチレンオキサイドが好ましい。(A1−1)成分は、アルキレンオキサイドとしてエチレンオキサイドを含むことが好ましい。
(A1−1)成分の炭化水素基の炭素数が12以上16以下の場合、アルキレンオキサイドの平均付加モル数は、水への溶解性の観点から、好ましくは1以上、より好ましくは2以上、そして、紐状ミセル内における活性剤の配列密度を高める観点から、好ましくは20以下、より好ましくは16以下、更に好ましくは14以下、より更に好ましくは12以下、より更に好ましくは10以下、より更に好ましくは8以下、より更に好ましくは6以下である。
(A1−1)成分の炭化水素基の炭素数が17以上22以下の場合、アルキレンオキサイドの平均付加モル数は、水への溶解性の観点から、好ましくは2以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは5以上、そして、紐状ミセル内における活性剤の配列密度を高める観点から、好ましくは20以下、より好ましくは18以下、更に好ましくは16以下、より更に好ましくは14以下、より更に好ましくは12以下である。
R1a−O−(R2aO)n−SO3M1 (a1)
〔式中、R1aは、炭素数12以上22以下の炭化水素基であり、R2aは、炭素数2以上4以下のアルキレン基、好ましくはエチレン基であり、nは平均付加モル数であり0以上25以下の数である。M1は水素原子又は陽イオン、好ましくは無機又は有機の陽イオンである。〕
R1aの炭素数は、高い粘弾性を得る観点から、12以上、好ましくは14以上、より好ましくは16以上、更に好ましくは18以上、そして、22以下、好ましくは20以下である。
一般式(a1)中、R1aの炭素数が12以上16以下の場合、nは、水への溶解性の観点から、好ましくは1以上、より好ましくは2以上、そして、紐状ミセル内における活性剤の配列密度を高める観点から、好ましくは20以下、より好ましくは16以下、更に好ましくは14以下、より更に好ましくは12以下、より更に好ましくは10以下、より更に好ましくは8以下、より更に好ましくは6以下である。
一般式(a1)中、R1aの炭素数が17以上22以下の場合、nは、水への溶解性の観点から、好ましくは2以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは5以上、そして、紐状ミセル内における活性剤の配列密度を高める観点から、好ましくは20以下、より好ましくは18以下、更に好ましくは16以下、より更に好ましくは14以下、より更に好ましくは12以下である。
平均充てんパラメータ= v/ (a0×lc)
v: 炭化水素基の体積
a0 : 界面活性剤の水界面の最適頭部面積
lc: 炭化水素鎖の臨界鎖長
(A1−2)成分は、脂肪酸部分の炭素数が10以上22以下である、脂肪酸アルカノールアミドである。
(A2)成分は、(A2−1)成分、及び(A2−2)成分を含むレオロジー改質剤である。本発明の(A2)成分は、水中で、(A2−1)成分と(A2−2)成分が会合することにより紐状ミセルを形成する。
(A2−1)成分は、炭化水素基の炭素数が14以上24以下であり、エチレンオキサイドの平均付加モル数が5以上19以下であるポリエーテル化合物である。(A2−1)成分は、非イオン性のポリエーテル化合物である。また(A2−1)成分は、炭素数が14以上24以下の炭化水素基と、エチレンオキサイドの平均付加モル数が5以上19以下のポリオキシエチレン基とを有する、非イオン性のポリエーテル化合物であることが好ましい。
(A2−1)成分の炭化水素基の炭素数は、高い粘弾性を得る観点から、14以上、好ましくは16以上、より好ましくは18以上、そして、24以下、好ましくは22以下、より好ましくは20以下である。
(A2−1)成分の炭化水素基は、例えばリノレン基、リノール基、オレイル基、ステアリル基、パルミチル基、及びミリスチル基から選ばれる1種以上が挙げられ、好ましくはリノール基、オレイル基、及びステアリル基から選ばれる1種以上であり、より好ましくはオレイル基、及びステアリル基から選ばれる1種以上である。
(A2−2)成分は、脂肪酸部分の炭素数が14以上24以下である脂肪酸アルカノールアミドである。
(A2−2)成分の脂肪酸部分の原料脂肪酸は、例えばリノレン酸、リノール酸、オレイン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、及び、ミリスチン酸から選ばれる1種以上が挙げられ、好ましくはオレイン酸、ステアリン酸、及びパルミチン酸から選ばれる1種以上であり、より好ましくはオレイン酸及びステアリン酸から選ばれる1種以上であり、更に好ましくはオレイン酸である。
本発明の(A3)成分は、(A3−1)成分、及び(A3−2)成分を含むレオロジー改質剤である。本発明の(A3)成分は、水中で、(A3−1)成分と(A3−2)成分が会合することにより紐状ミセルを形成する。
(A3−1)成分は、重量平均分子量が1,000以上100,000以下である、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物である。
なお(A3−1)成分の重量平均分子量は、ポリスチレンスルホン酸ナトリウムを標準物質としたGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー法:UV検出)測定による面積比較により算出した。具体的な条件は下記の通りである。
カラム:G4000SWXL+G2000SWXL(東ソー株式会社)
溶離液:30mM CH3COONa/CH3CN=6/4
流量:0.7ml/min
検出:UV280nm
サンプルサイズ:0.2mg/ml
標準物質:西尾工業(株)製 ポリスチレンスルホン酸ソーダ換算(単分散ポリスチレンスルホン酸ナトリウム:分子量、206、1,800、4,000、8,000、18,000、35,000、88,000、780,000)
検出器:東ソー株式会社 UV−8020
(A3−2)成分は、平均炭素数14以上24以下の炭化水素基(以下、長鎖炭化水素基ともいう)を少なくとも1つ有するカチオン性界面活性剤を含有する。
本発明の(A4)成分は、(A4−1)成分、及び(A4−2)(A4−2)成分を含むレオロジー改質剤である。本発明の(A4)成分は、水中で、(A4−1)成分と(A4−2)成分が会合することにより紐状ミセルを形成する。
(A4−1)成分は、ベタイン型両性界面活性剤である。ベタイン型両性界面活性剤としては、ドデカン酸アミドプロピルベタイン、オクタデカン酸アミドプロピルベタイン、及びドデシルジメチルアミノ酢酸ベタインから選ばれる1種以上が挙げられ、粘度発現の観点からドデカン酸アミドプロピルベタインが好ましい。
(A4−2)成分は、エチレンオキサイド付加型アルキル硫酸エステル塩型界面活性剤である。エチレンオキサイド付加型アルキル硫酸エステル塩型界面活性剤としては、POE(3)ドデシルエーテル硫酸エステル塩、POE(2)ドデシルエーテル硫酸エステル塩、及びPOE(4)ドデシルエーテル硫酸エステル塩から選ばれる1種以上が挙げられ、塩はナトリウム塩等の金属塩、トリエタノールアミン塩等のアルカノールアミン塩等が挙げられる。これらの中でも、ドデカン酸アミドプロピルベタインと、POE(3)ドデシルエーテル硫酸エステルトリエタノールアミンもしくはPOE(3)ドデシルエーテル硫酸エステルナトリウムとの組み合わせが好ましい。なお、POEはポリオキシエチレンの略であり、( )内はエチレンオキサイド平均付加モル数である。
(A5)成分は、(A5−1)成分、及び(A5−2)成分を含むレオロジー改質剤である。本発明の(A5)成分は、水中で、(A5−1)成分と(A5−2)成分が会合することにより紐状ミセルを形成する。
(A5−1)成分は、4級塩型カチオン性界面活性剤である。4級塩型のカチオン性界面活性剤としては、構造中に、10個以上26個以下の炭素原子を含む飽和又は不飽和の直鎖又は分岐鎖アルキル基を、少なくとも1つ有しているものが好ましい。例えば、アルキル(炭素数10〜26)トリメチルアンモニウム塩、アルキル(炭素数10以上26以下)ピリジニウム塩、アルキル(炭素数10以上26以下)イミダゾリニウム塩、及びアルキル(炭素数10以上26以下)ジメチルベンジルアンモニウム塩から選ばれる1種以上が挙げられる。4級塩型のカチオン性界面活性剤は、具体的には、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、タロートリメチルアンモニウムクロライド、タロートリメチルアンモニウムブロマイド、水素化タロートリメチルアンモニウムクロライド、水素化タロートリメチルアンモニウムブロマイド、ヘキサデシルエチルジメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルエチルジメチルアンモニウムクロライド、へキサデシルプロピルジメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルピリジニウムクロライド、1,1−ジメチル−2−ヘキサデシルイミダゾリニウムクロライド、ヘキサデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド等が挙げられ、これらを2種以上併用してもよい。
(A5−2)成分は、アニオン性芳香族化合物である。アニオン性芳香族化合物としては、芳香環を有するカルボン酸、ホスホン酸、スルホン酸、及びこれらの塩から選ばれる1種以上が挙げられ、具体的には、サリチル酸、p−トルエンスルホン酸、スルホサリチル酸、安息香酸、m−スルホ安息香酸、p−スルホ安息香酸、4−スルホフタル酸、5−スルホイソフタル酸、p−フェノールスルホン酸、m−キシレン−4−スルホン酸、クメンスルホン酸、メチルサリチル酸、スチレンスルホン酸、クロロ安息香酸、及びこれらの塩から選ばれる1種又は2種以上が好ましい。ただし、アニオン性芳香族化合物が重合体である場合は、アニオン性芳香族化合物の重量平均分子量(例えば、ゲルーパーミエーションクロマトグラフィー法/ポリエチレンオキシド換算)が500未満であることが好ましい。
(A6)成分は、(A6−1)成分、及び(A6−2)成分を含むレオロジー改質剤である。本発明の(A6)成分は、水中で、(A6−1)成分と(A6−2)成分が会合することにより紐状ミセルを形成する。
(A6−1)成分は、4級塩型カチオン性界面活性剤である。(A6−1)成分は、(A5−1)成分と同じであり、(A5−1)成分で記載した事項を全て適用することができる。
(A6−2)成分は、臭化化合物である。臭化化合物としては、無機塩から選ばれる1種以上が好ましく、臭化ナトリウム、臭化カリウム、及び臭化水素から選ばれる1種以上が好ましい。
本発明の(A7)成分は、下記一般式(a7)で表される化合物を含むレオロジー改質剤である。本発明の(A7)成分は、水中で、(A7)成分どうしが会合することにより紐状ミセルを形成する。
R7a−CONH−(AO)m−H (a7)
(一般式(a7)中、R7aが炭素数7以上、好ましくは9以上、そして、35以下、好ましくは23以下の炭化水素基、AOは炭素数2以上4以下のアルキレンオキシ基、mはAOの平均付加モル数であり、2以上、好ましくは3以上、そして、20以下、好ましくは12以下の数である。)
本発明の掘削安定液に(B)成分として使用される水膨潤性粘土は、ベントナイト(天然又は合成ベントナイトを含む)、モンモリロナイト(天然又は合成モンモリロナイトを含む)、バイデライト、ノントロナイト、ラポナイト、ソーコナイト、ヘクトライト(天然又は合成ヘクトライトを含む)、スチブンサイト等のスメクタイト族の粘土鉱物、バーミキュライト、膨潤性合成フッ素雲母(Na型、Li型合成マイカ)、及び膨潤性の雲母が挙げられ、これらは1種又は2種以上を用いることができる。水膨潤性粘土は、経済性及び入手性の観点から、ベントナイト、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、ラポナイト、及びヘクトライトから選ばれる1種以上が好ましく、ベントナイト、モンモリロナイト、及びヘクトライトから選ばれる1種以上がより好ましく、ベントナイトが更に好ましい。
本発明の掘削安定液に使用される水硬性粉体は、水と混合することで硬化する粉体であり、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント、エコセメント(例えばJIS R5214等)が挙げられる。これらの中でも、高い粘弾性を得る観点から、早強ポルトランドセメント、普通ポルトランドセメント、耐硫酸性ポルトランドセメント及び白色ポルトランドセメントから選ばれるセメントが好ましく、早強ポルトランドセメント、及び普通ポルトランドセメントから選ばれるセメントがより好ましい。
また、水硬性粉体は、セメント又はセメントとベントナイトとの混合粉末が挙げられる。
本発明の掘削安定液は、(A)成分を、水100質量部に対して、高い逸水防止効果を得る観点から、好ましくは0.002質量部以上、より好ましくは0.01質量部以上、更に好ましくは0.02質量部以上、そして、ポンプ圧送性の観点から、好ましくは50質量部以下、より好ましくは30質量部以下含有する。
ここで、水/水硬性粉体比(W/C)は、掘削安定液中の水と水硬性粉体の質量百分率(質量%)であり、水/水硬性粉体×100で算出される。
なお、水硬性粉体が、セメントなどの水和反応により硬化する物性を有する粉体の他、ポゾラン作用を有する粉体、潜在水硬性を有する粉体、及び石粉(炭酸カルシウム粉末)から選ばれる粉体を含む場合、本発明では、それらの量も水硬性粉体の量に算入する。また、水和反応により硬化する物性を有する粉体が、高強度混和材を含有する場合、高強度混和材の量も水硬性粉体の量に算入する。これは、水硬性粉体の質量が関係する他の質量部などにおいても同様である。
(C)成分のポリプロピレングリコールの重量平均分子量は、好ましくは500以上、より好ましくは700以上、そして、好ましくは5,000以下、より好ましくは3,000以下である。
(C)成分のエチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合体の重量平均分子量は、好ましくは1,000以上、より好ましくは2,000以上、そして、好ましくは25,000以下、より好ましくは20,000以下である。
(D)成分は、ヒドロキシ基を、1つ以上3つ以下有する化合物が好ましい。
(D)成分は、ヒドロキシ基を1つ有する化合物及びヒドロキシ基を2つ有する化合物から選ばれる1種以上の化合物が好ましい。
(D)成分は、分子量が50以上200以下の化合物が好ましい。
(D1)ヒドロキシ基を有する芳香族化合物
具体的には、ベンジルアルコール(Log Pow 1.10/SP値 9.3)などが挙げられる。
(D2)ヒドロキシ基を有する脂肪族化合物
具体的には、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(Log Pow 0.56/SP値10.5)、2−ブトキシエタノール(Log Pow 0.83/SP値10.8)、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル(Log Pow 0.05/SP値 11.1)、1−ブタノール(LogPow0.90/SP値 11.3)、2−メトキシエタノール(Log Pow -0.77/SP値12.0)、トリエチレングリコールモノブチルエーテル(Log Pow 0.02/SP値10.3)、プロピレングリコールモノブチルエーテル(Log Pow 1.15/SP値10.4)プロピルプロピレングリコール(Log Pow 0.62/SP値10.5)、2−ジメチルアミノエタノール(Log Pow -0.58/SP値11.3)、ジエタノールアミン(LogPow -1.43/SP値 15.4)、2−メチルペンタン−2,4−ジオール(Log Pow 0.58/SP値13.1)、ジプロピレングリコール(Log Pow -0.70/SP値13.3)、1,3−ブタンジオール(Log Pow -0.85/SP値14.8)、1,4−ブタンジオール(Log Pow -1.00/SP値15.0)、ジエチレングリコール(LogPow -1.30/SP値 15.0)、ネオペンチルグリコール(Log Pow 0.23/SP値13.8)、プロピレングリコール(Log Pow -0.92/SP値15.9)、エチレングリコール(Log Pow -1.36/SP値 17.8)などが挙げられる。
(D)成分は、より好ましくは、1,3−ブタンジオール(Log Pow -0.85/SP値14.8)、1,4−ブタンジオール(Log Pow -1.00/SP値15.0)、ジエチレングリコール(Log Pow -1.30/SP値15.0)、ネオペンチルグリコール(Log Pow 0.23/SP値 13.8)、プロピレングリコール(Log Pow -0.92/SP値15.9)、及びエチレングリコール(Log Pow -1.36/SP値17.8)から選ばれる1種以上の化合物である。
(D)成分は、臭気と入手性の観点から、ネオペンチルグリコール(Log Pow0.23/SP値13.8)、及びプロピレングリコール(Log Pow -0.92/SP値15.9)から選ばれる1種以上の化合物が好ましい。
また、オクタノール/水分配係数が(D)成分の範囲内であれば、(D)成分としては、ヒドロキシ基とアミノ基とを有する2−ジメチルアミノエタノール(Log Pow -0.58/SP値11.3)、ジエタノールアミン(Log Pow -1.43/SP値15.4)のような化合物を使用することができる。取り扱い性の良い粘度を有する安定な掘削安定液を得る観点からは、(D)成分はアミノ基を有していない化合物が好ましい。
(A)成分への影響が少なく、かつ対象物に高い粘弾性を付与し、更に低温における製品安定性を維持する観点から、本発明の掘削安定液は、2種以上の(D)成分を含有することが好ましい。この観点から、本発明の掘削安定液は、(D)成分として、ベンジルアルコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、2−ブトキシエタノール、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、1−ブタノール、2−メチルペンタン−2,4−ジオール、プロピレングリコール及びネオペンチルグリコールから選ばれる2種以上を含有することが好ましく、プロピレングリコール及びネオペンチルグリコールを含有することがより好ましい。(D)成分として、プロピレングリコール及びネオペンチルグリコールを含有する場合、プロピレングリコール/ネオペンチルグリコールの質量比は、好ましくは20/80以上、より好ましくは30/70以上、更に好ましくは40/60以上、そして、好ましくは80/20以下、より好ましくは70/30以下、更に好ましくは60/40以下である。
pHは、本発明の掘削安定液にpH調整剤を添加することにより調整することができる。pH調整剤としては、乳酸、クエン酸、リン酸、酢酸、塩酸等が挙げられ、これらは1種又は2種以上を用いることができる。
本発明の掘削工法は、本発明の掘削安定液を用いて、掘削穴内壁面の崩壊を防止しながら地盤を掘削する、掘削工法である。
本発明の掘削安定液を用いて掘削穴内壁面の崩壊を防止しながら地盤を掘削する掘削工法は、ドリル、BW掘削機、バケット式ハイドロフレーズ、エレクトロミル等の掘削攪拌ロッドを用いて地盤に掘削穴を形成しながら、本発明の掘削安定液をこの掘削穴に満たすと、掘削安定液が掘削壁面に浸透する際に、掘削安定液中の水膨潤性粘土が、土の粒子の間に詰まり堆積することにより、マッドケーキと言われる止水層が形成されるようになる。この止水層は、掘削壁面を補強し、掘削穴内を満たした掘削安定液の水圧によって掘削穴内壁面の崩壊が防止されるようになる。さらに本発明の掘削工法における掘削安定液は、掘削する地盤が砂層、れき層もしくは砂れき層等の透水性地盤を含む地盤であっても、逸水を抑制し、掘削穴内の崩壊を防止することができる。すなわち本発明の掘削安定液は、透水性地盤用として好適である。
表1に示す配合量で、下記(A)成分、(C)成分、(D)成分、及び水を混合し、20℃におけるpHが5.0となるように下記pH調整剤を添加して、組成物I、J、Kをそれぞれ調製した。表1中の各成分の配合量は有効分量である。下記(A)成分は、表1の組み合わせにより水中で紐状ミセルを形成する。
(A−1):ポリオキシエチレンアルケニル硫酸エステル塩(一般式(a1)中、R1a:炭素数18のアルケニル基(オレイル基)、R2a:エチレン基、n:9、M1:アンモニウムイオン)、(A1−1)成分
(A−2):オレイン酸ジエタノールアミド(脂肪酸部分が炭素数18のアルケニル基(オレイル基)である化合物)、(A1−2)成分
(A−3):ヤシ脂肪酸ジエタノールアミド(脂肪酸部分が炭素数12〜14のアルキル基を主成分とする化合物)、(A1−2)成分
(C)成分
(C−1):ポリエチレングリコール(重量平均分子量8,500)
(D)成分
(D−1):プロピレングリコール
pH調整剤:乳酸
表2に示す配合量で、ハンドミキサー(パナソニック(株)製、MK−H4)に、消泡剤を添加した水と、水硬性粉体を添加して30秒間撹拌して混合した。続いて(B)成分としてベントナイトを添加して30秒間撹拌し、さらに先に調製した組成物I、J、Kのいずれかを添加し30秒間撹拌することにより掘削安定液を調製した。組成物I、J、Kを含む掘削安定液は、(A)成分により形成される紐状ミセルを含んでいた。
水:水道水(配合量は、消泡剤、組成物I、J、Kの配合量を含む)
消泡剤:DK Q1−1183、東レ・ダウコーニング(株)製
水硬性粉体:普通ポルトランドセメント、太平洋セメント(株)製と住友大阪セメント(株)製を質量比50/50で混合した物、比重3.16
ベントナイト:クニゲルGS、クニミネ工業(株)製
二方コックを有する容量50mLの滴下漏斗に乾燥させた砂45g(三河珪砂3号、三河珪石株式会社製、嵩容積:約30mL)を入れた。二方コックを閉じて、先に調製した掘削安定液20mLを分液漏斗の内壁面に垂らしながら静かに分液漏斗に注いだ。掘削安定液を注いだ後、直ちに滴下漏斗の目盛りから砂の容量を除いた液相部分の液量を測定し、二方コックを開いて、10分後の当該液相部分の液量を測定した。結果を表2に示す。10分後の当該液相部分の液量が大きいほど逸水防止性に優れていることが言える。
Claims (16)
- (A)レオロジー改質剤(以下、(A)成分という)、(B)水膨潤性粘土(以下、(B)成分という)、水硬性粉体、及び水を含有する、掘削安定液を用いて、掘削穴内壁面の崩壊を防止しながら地盤を掘削する、掘削工法。
- (A)成分が紐状ミセルを含む、請求項1に記載の掘削工法。
- (A)成分が、下記(A1)成分〜(A7)成分から選ばれる1種以上のレオロジー改質剤である、請求項1又は2に記載の掘削工法。
(A1)成分:(A1−1)炭化水素基の炭素数が12以上22以下であり、アルキレンオキサイドの平均付加モル数が0以上25以下である、硫酸エステル又はその塩、及び(A1−2)脂肪酸部分の炭素数が10以上22以下である、脂肪酸アルカノールアミドを含むレオロジー改質剤
(A2)成分:(A2−1)炭化水素基の炭素数が14以上24以下であり、エチレンオキサイドの平均付加モル数が5以上19以下であるポリエーテル化合物、及び(A2−2)脂肪酸部分の炭素数が14以上24以下である脂肪酸アルカノールアミドを含むレオロジー改質剤
(A3)成分:(A3−1)重量平均分子量が1,000以上100,000以下である、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、及び(A3−2)平均炭素数14以上24以下の炭化水素基を少なくとも1つ有するカチオン性界面活性剤を含むレオロジー改質剤
(A4)成分:(A4−1)ベタイン型両性界面活性剤、及び(A4−2)エチレンオキサイド付加型アルキル硫酸エステル塩型界面活性剤を含むレオロジー改質剤
(A5)成分:(A5−1)4級塩型カチオン性界面活性剤、及び(A5−2)アニオン性芳香族化合物を含むレオロジー改質剤
(A6)成分:(A6−1)4級塩型カチオン性界面活性剤、及び(A6−2)臭化化合物を含むレオロジー改質剤
(A7)成分:下記一般式(a7)で表される化合物を含むレオロジー改質剤
R7a−CONH−(AO)m−H (a7)
(一般式(a7)中、R7aが炭素数7以上35以下の炭化水素基、AOは炭素数2以上4以下のアルキレンオキシ基、mはAOの平均付加モル数であり、2以上20以下の数である。) - 掘削安定液中、(A)成分の含有量が、水100質量部に対して、0.002質量部以上50質量部以下である、請求項1〜3の何れか1項に記載の掘削工法。
- 掘削安定液中、水/水硬性粉体比が、500質量%以上10,000質量%以下である
、請求項1〜4の何れか1項に記載の掘削工法。 - 掘削安定液中、(B)成分の含有量が、水100質量部に対して、0.1質量部以上2.0質量部以下である、請求項1〜5の何れか1項に記載の掘削工法。
- 掘削する地盤が透水性地盤を含む、請求項1〜6の何れか1項に記載の掘削工法。
- 杭の埋込み工法用である、請求項1〜7の何れか1項に記載の掘削工法。
- (A)レオロジー改質剤(以下、(A)成分という)、(B)水膨潤性粘土(以下、(B)成分という)、水硬性粉体、及び水を含有する、掘削安定液。
- (A)成分が紐状ミセルを含む、請求項9に記載の掘削安定液。
- (A)成分が、下記(A1)成分〜(A7)成分から選ばれる1種以上のレオロジー改質剤である、請求項9又は10に記載の掘削安定液。
(A1)成分:(A1−1)炭化水素基の炭素数が12以上22以下であり、アルキレンオキサイドの平均付加モル数が0以上25以下である、硫酸エステル又はその塩、及び(A1−2)脂肪酸部分の炭素数が10以上22以下である、脂肪酸アルカノールアミドを含むレオロジー改質剤
(A2)成分:(A2−1)炭化水素基の炭素数が14以上24以下であり、エチレンオキサイドの平均付加モル数が5以上19以下であるポリエーテル化合物、及び(A2−2)脂肪酸部分の炭素数が14以上24以下である脂肪酸アルカノールアミドを含むレオロジー改質剤
(A3)成分:(A3−1)重量平均分子量が1,000以上100,000以下である、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、及び(A3−2)平均炭素数14以上24以下の炭化水素基を少なくとも1つ有するカチオン性界面活性剤を含むレオロジー改質剤
(A4)成分:(A4−1)ベタイン型両性界面活性剤、及び(A4−2)エチレンオキサイド付加型アルキル硫酸エステル塩型界面活性剤を含むレオロジー改質剤
(A5)成分:(A5−1)4級塩型カチオン性界面活性剤、及び(A5−2)アニオン性芳香族化合物を含むレオロジー改質剤
(A6)成分:(A6−1)4級塩型カチオン性界面活性剤、及び(A6−2)臭化化合物を含むレオロジー改質剤
(A7)成分:下記一般式(a7)で表される化合物を含むレオロジー改質剤
R7a−CONH−(AO)m−H (a7)
(一般式(a7)中、R7aが炭素数7以上35以下の炭化水素基、AOは炭素数2以上4以下のアルキレンオキシ基、mはAOの平均付加モル数であり、2以上20以下の数である。) - (A)成分を、水100質量部に対して、0.002質量部以上50質量部以下含有する、請求項9〜11の何れか1項に記載の掘削安定液。
- 水/水硬性粉体比が、500質量%以上10,000質量%以下である、請求項9〜1
2の何れか1項に記載の掘削安定液。 - (B)成分を、水100質量部に対して、0.1質量部以上2.0質量部以下含有する、請求項9〜13の何れか1項に記載の掘削安定液。
- 透水性地盤用である、請求項9〜14の何れか1項に記載の掘削安定液。
- 杭の埋込み工法用である、請求項9〜15の何れか1項に記載の掘削安定液。
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