JPH10110425A - Method for improving ground right under existing structure - Google Patents
Method for improving ground right under existing structureInfo
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- JPH10110425A JPH10110425A JP26704496A JP26704496A JPH10110425A JP H10110425 A JPH10110425 A JP H10110425A JP 26704496 A JP26704496 A JP 26704496A JP 26704496 A JP26704496 A JP 26704496A JP H10110425 A JPH10110425 A JP H10110425A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、既設構造物直下
の地盤改良工法に関し、特に、地盤中に注入された薬液
を電気泳動により既設構造物直下に浸透させる地盤改良
工法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ground improvement method directly under an existing structure, and more particularly to a ground improvement method in which a chemical solution injected into the ground penetrates immediately below the existing structure by electrophoresis.
【０００２】[0002]
【従来の技術】地盤改良工法の一種として、地盤中に薬
液を注入し、注入した薬液を地盤中で硬化させること
で、地盤の性質を改良する薬液注入工法が知られてい
る。この種の工法では、通常、地盤に注入する薬液とし
て、例えば、水ガラス系のものが用いられていたが、特
に、このような工法で構造物直下の地盤を改良する際に
は、以下に説明する技術的な課題が指摘されていた。2. Description of the Related Art As one type of ground improvement method, there is known a chemical liquid injection method in which a chemical is injected into the ground and the injected chemical is cured in the ground to improve the properties of the ground. In this type of construction method, usually, for example, a water glass-based one is used as a chemical solution to be injected into the ground, but in particular, when improving the ground immediately below a structure by such a construction method, the following method is used. The technical problem to be explained was pointed out.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来の薬液
注入工法では、注入された薬液の拡散浸透範囲が狭く、
薬液の注入管を埋設した近傍に限られていた。ところ
が、このような工法で、既設構造物直下の地盤の全域を
改良しようとすると、多数の注入管を構造物直下の地盤
中に埋設しなければならないが、既設構造物には、注入
管の設置個所に制約があり、既設構造物直下の地盤を広
範囲に改良することは、非常に困難な状況になってい
た。That is, in the conventional chemical injection method, the diffusion and penetration range of the injected chemical is narrow,
It was limited to the vicinity where the injection pipe for the chemical was buried. However, in order to improve the entire area of the ground immediately below the existing structure using such a construction method, many injection pipes must be buried in the ground immediately below the structure. Due to restrictions on the installation location, it has been extremely difficult to improve the ground immediately below the existing structure over a wide area.
【０００４】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、既
設構造物の直下地盤を広範囲に改良することができる地
盤改良工法を提供することにある。The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a ground improvement method capable of improving a wide range of a straight foundation of an existing structure. Is to do.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、既設構造物の直下地盤中に埋設された一
方の電極と、前記既設構造物の外周地盤中に埋設された
他方の電極とを備え、前記電極のいずれか一方に直流電
圧の負極を接続して埋設陰極にするとともに、前記電極
のいずれか他方に直流電圧の正極を接続して埋設陽極と
なし、前記埋設陽極の近傍にアクリル酸多価金属塩を含
む水溶液からなる薬液を注入し、この薬液の注入中また
は注入後に、前記電極間に直流電圧を印加し、前記薬液
を前記埋設陽極から前記埋設負極側に拡散浸透させて重
合硬化させるようにした。このように構成された地盤改
良工法によれば、アクリル酸多価金属塩を含む水溶液
は、アクリル酸多価金属塩が陽イオン化されているの
で、この薬液を、既設構造物の外周地盤中に埋設された
埋設陽極の近傍に注入し、薬液の注入中または注入後
に、正，負極が接続された電極間に直流電圧を印加して
おくと、電極間に形成される電界によって、陽イオン性
を帯びたアクリル酸多価金属塩が、埋設負極側に電気泳
動により拡散浸透する。この電気泳動による拡散浸透の
範囲は、印加する直流電圧の大きさなどにより決まり、
電圧の大きさを適宜設定することにより、この拡散浸透
の範囲を大きくすることができる。本発明の場合、直流
電圧の負極に接続された一方の電極（埋設陰極）が、既
設構造物の直下の地盤中に埋設され、直流電圧の正極が
接続された他方の電極（埋設陽極）が既設構造物の外周
地盤中に埋設されているので、薬液は、既設構造物の直
下地盤中を外周側から内方に向かって電気泳動により拡
散浸透し、これが重合硬化することで、既設構造物の直
下地盤の全域を改良することができる。本発明の薬液に
使用できるアクリル酸多価金属塩には、種々のものがあ
り、例えば、アクリル酸マグネシウム，アクリル酸亜
鉛，アクリル酸ニッケルおよびアクリル酸アルミニウム
などがあり、特に、アクリル酸マグネシウムは、ゲルの
強度が優れ、ゲルのＰＨがほぼ中性を示し、取り扱いも
容易なので望ましい。アクリル酸多価金属塩の水溶液濃
度としては、５〜４０重量％の範囲が望ましく、その濃
度が５重量％未満の場合には、十分なゲル強度が得られ
ず、また、濃度が４０重量％を越えると、粘度が高くな
りすぎて、注入が困難になるとともに、ゲルタイムが著
しく早くなり、取り扱いにくくなる。アクリル酸多価金
属塩の重合硬化は、重合開始剤による硬化方法が採用さ
れ、この重合開始剤としては、親水基を有するアゾ化合
物またはレドックス触媒を使用することができ、特に、
本発明では、薬液を電気泳動により拡散浸透させるの
で、これらの重合開始剤もイオン性を有しているものが
望ましい。親水基を有するアゾ化合物としては、カチオ
ン性のアミノ基を有するもの、アニオン性のカルボキシ
ル基を有するものがある。カチオン性のアミノ基を有す
るアゾ化合物としては、アゾアミジンおよび環状アゾア
ミジンなどがあり、その例としては、２，２’−アゾビ
ス［２−（イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジヒド
ロクロリド、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオ
ンアミジン）ジヒドロクロリロ、２，２’−アゾビス
［２−（５−メチル−２−イミダゾリン−２−イル）プ
ロパン］ジヒドロクロリド、カチオン性のカルボキシル
基を有するものとしては、４，４’−アゾビス（４−シ
アノバレロ酸）などがある。これらの中でもカチオン性
のアゾ化合物を使用することが薬液１液で施工できるの
で好ましい。このような重合開始剤は、予めアクリル酸
多価金属塩を含む水溶液中に添加しておく。このときの
濃度は、アゾ化合物の場合には、薬液全量に対して、
０．０１〜数重量％であることが望ましく、濃度が、
０．０１重量％未満の場合には、重合硬化が十分に行わ
れないし、濃度が数重量％を越える場合には、薬液の重
合硬化が早くなりすぎて、拡散浸透の範囲が小さくな
る。レドックス触媒としては、上記と同様な理由からイ
オン性を有しているものが望ましく、酸化剤としては、
過炭酸ソーダや過ほう酸ソーダ、過硫酸ナトリウム、過
硫酸カルシウムなどのアニオン性酸化剤がある。また、
還元剤としては、ジエタノールアミン、トリエタノール
アミン、ヒドラジンなどのカチオン性還元剤がある。こ
のような触媒の濃度は、酸化剤および還元剤ともに、薬
液の全量に対して１×１０-4から１重量％の範囲が望ま
しく、濃度が、１０-4重量％未満の場合には、重合硬化
が十分に行われないし、濃度が１重量％を越える場合に
は、薬液の重合硬化が早くなりすぎて、拡散浸透の範囲
が小さくなる。レドックス触媒を使用する際には、酸化
剤を含有する水溶液と還元剤を含有する水溶液の２液と
し、それぞれの水溶液の一方または双方にアクリル酸多
価金属塩を含有させることができる。前記一方の電極
は、前記既設構造物の金属製杭を使用することができ
る。この構成の場合には、電極の埋設が既設構造物の外
周側だけとなるので、効率良く地盤改良を行うことがで
きる。前記既設構造物は、タンクなどの水平断面が円形
の構造物であり、前記一方の電極を前記構造物の略中心
に埋設するとともに、前記他方の電極を前記構造物の外
周に沿って等角度間隔で複数埋設することができる。ま
た、前記既設構造物は、水路，地下鉄トンネルなどの長
尺構造物であり、前記一方の電極を前記構造物の長手方
向の中心軸上に、所定の間隔を隔てて複数埋設するとと
もに、前記他方の電極を前記構造物の外周両側に沿っ
て、所定の間隔を隔てて複数埋設することができる。こ
れらの構成によれば、既設構造物を挟んで電極を設置す
る場合に比べて、電気泳動による薬液の拡散浸透の距離
を約半分にすることができる。前記埋設陽極は、中空筒
状の金属管から構成され、この金属管に前記薬液の吐出
用開口を複数穿設することができる。この構成によれ
ば、電極と注入管とを兼用するので、構成が簡単にな
り、容易に施工することができる。In order to achieve the above object, the present invention relates to an electrode buried in the ground directly under an existing structure and another electrode buried in the outer ground of the existing structure. A negative electrode of DC voltage is connected to one of the electrodes to form a buried cathode, and a positive electrode of DC voltage is connected to one of the electrodes to form a buried anode. A chemical solution comprising an aqueous solution containing an acrylic acid polyvalent metal salt is injected in the vicinity of, and during or after the injection of the chemical solution, a DC voltage is applied between the electrodes, and the chemical solution is applied from the embedded anode to the embedded negative electrode side. The polymer was cured by diffusion and infiltration. According to the ground improvement method configured as described above, the aqueous solution containing the polyvalent metal salt of acrylic acid has the cationized polyvalent metal salt of acrylic acid. When a DC voltage is applied between the positive and negative electrodes connected during or after the injection of the chemical solution, the cation is injected into the vicinity of the buried anode. The polyvalent metal salt of acrylic acid diffuses and permeates into the embedded negative electrode side by electrophoresis. The range of diffusion permeation by this electrophoresis is determined by the magnitude of the applied DC voltage,
By appropriately setting the magnitude of the voltage, the range of the diffusion and penetration can be increased. In the case of the present invention, one electrode (buried cathode) connected to the negative electrode of DC voltage is buried in the ground immediately below the existing structure, and the other electrode (buried anode) to which the positive electrode of DC voltage is connected is connected. Since the chemical is buried in the outer peripheral ground of the existing structure, the chemical solution diffuses and penetrates from the outer peripheral side toward the inside in the direct foundation of the existing structure by electrophoresis. Can improve the entire area of the direct underlayer. There are various kinds of polyvalent metal acrylates that can be used in the chemical solution of the present invention, for example, magnesium acrylate, zinc acrylate, nickel acrylate, aluminum acrylate, and the like. This is desirable because the gel has excellent strength, the pH of the gel is almost neutral, and handling is easy. The concentration of the aqueous solution of the polyvalent metal salt of acrylic acid is desirably in the range of 5 to 40% by weight. When the concentration is less than 5% by weight, sufficient gel strength cannot be obtained, and the concentration is 40% by weight. If it exceeds, the viscosity becomes too high, making it difficult to inject, and the gel time becomes remarkably fast, making it difficult to handle. For the polymerization and curing of the acrylic acid polyvalent metal salt, a curing method using a polymerization initiator is employed.As the polymerization initiator, an azo compound having a hydrophilic group or a redox catalyst can be used.
In the present invention, since the chemical solution is diffused and permeated by electrophoresis, it is desirable that these polymerization initiators also have ionicity. Examples of the azo compound having a hydrophilic group include a compound having a cationic amino group and a compound having an anionic carboxyl group. Examples of the azo compound having a cationic amino group include azoamidine and cyclic azoamidine, and examples thereof include 2,2′-azobis [2- (imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride and 2,2 ′ -Azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloryl, 2,2'-azobis [2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, and those having a cationic carboxyl group , 4,4'-azobis (4-cyanovaleroic acid) and the like. Among these, the use of a cationic azo compound is preferable because it can be performed with one chemical solution. Such a polymerization initiator is added in advance to an aqueous solution containing a polyvalent metal acrylate. The concentration at this time, in the case of an azo compound, is based on the total amount of the drug solution.
Desirably, the concentration is 0.01 to several percent by weight.
If the amount is less than 0.01% by weight, polymerization and curing will not be sufficiently performed, and if the concentration exceeds several% by weight, the polymerization and curing of the chemical will be too fast and the range of diffusion and penetration will be small. As the redox catalyst, those having ionic properties are desirable for the same reason as above, and as the oxidizing agent,
There are anionic oxidants such as sodium percarbonate, sodium perborate, sodium persulfate and calcium persulfate. Also,
Examples of the reducing agent include cationic reducing agents such as diethanolamine, triethanolamine, and hydrazine. The concentration of such catalysts in both oxidizing and reducing agents, ranging from 1 × 10 -4 to 1% by weight is desirable with respect to the total amount of the drug solution, when the concentration is less than 10-4% by weight, the polymerization If the curing is not performed sufficiently and the concentration exceeds 1% by weight, the polymerization and curing of the chemical will be too fast, and the range of diffusion and penetration will be small. When a redox catalyst is used, two solutions, an aqueous solution containing an oxidizing agent and an aqueous solution containing a reducing agent, may be used, and one or both of the aqueous solutions may contain a polyvalent metal acrylate. As the one electrode, a metal pile of the existing structure can be used. In the case of this configuration, since the electrodes are buried only on the outer peripheral side of the existing structure, the ground improvement can be performed efficiently. The existing structure is a structure having a circular horizontal cross section such as a tank, and the one electrode is embedded at substantially the center of the structure, and the other electrode is equiangularly arranged along the outer periphery of the structure. A plurality can be buried at intervals. The existing structure is a long structure such as a waterway or a subway tunnel, and a plurality of the one electrodes are buried at a predetermined interval on a central axis in a longitudinal direction of the structure. A plurality of other electrodes can be embedded along the outer periphery of the structure at predetermined intervals. According to these configurations, the distance of diffusion and permeation of a drug solution by electrophoresis can be reduced to about half as compared with a case where electrodes are provided with an existing structure interposed therebetween. The buried anode is formed of a hollow cylindrical metal tube, and a plurality of discharge openings for the chemical solution can be formed in the metal tube. According to this configuration, since the electrode and the injection tube are also used, the configuration is simplified and the construction can be easily performed.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１か
ら図４は、本発明にかかる既設構造物直下の地盤改良工
法の第１実施例を示している。同図に示す地盤改良工法
は、本発明を水路１０（既設構造物）の直下地盤１２を
改良する場合に適用した例であり、水路１０は、底版１
００と、底版１００の両端に、対向するように垂設され
た一対の側版１０１とを備えている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 4 show a first embodiment of a ground improvement method immediately below an existing structure according to the present invention. The ground improvement method shown in FIG. 1 is an example in which the present invention is applied to a case where the direct foundation 12 of a water channel 10 (existing structure) is improved.
00, and a pair of side plates 101 vertically provided to be opposed to each other at both ends of the bottom plate 100.
【０００７】底版１００の直下地盤１２を地盤改良する
際には、底版１００を貫通するようにして、第１電極１
４（埋設負極）が設置される。この第１電極１４は、例
えば、鋼管や鋼矢板などの金属製のものであって、底版
１００の直下地盤１２の地盤改良をしようとする深度ま
で地盤１２中に埋設される。When the ground of the base plate 12 of the bottom plate 100 is improved, the first electrode 1 is penetrated through the bottom plate 100.
4 (buried negative electrode) is installed. The first electrode 14 is made of a metal such as a steel pipe or a steel sheet pile, and is buried in the ground 12 to a depth at which the ground of the base ground 12 of the bottom slab 100 is to be improved.
【０００８】第１電極１４が底版１００を貫通する部分
には、シール材１６を介装して水路１０の水漏れを防止
する。第１電極１４は、水路１０の長手方向の中心軸上
にあって、軸線に沿って所定の間隔を隔てて複数埋設さ
れる。[0008] A seal member 16 is interposed at a portion where the first electrode 14 penetrates the bottom plate 100 to prevent water leakage from the water channel 10. The plurality of first electrodes 14 are embedded on the central axis in the longitudinal direction of the water channel 10 at predetermined intervals along the axis.
【０００９】一方、既設構造物である水路１０の両側に
設けられている側版１０１の外側には、第２電極１８
（埋設陽極）が、側盤１０１に沿って複数埋設される。
本実施例の場合には、第２電極１８は、図２にその平面
配置状態を示すように、第１電極１４を中心にして、そ
の両側に等間隔で対向するように配設されている。On the other hand, outside the side plate 101 provided on both sides of the water channel 10 which is an existing structure, the second electrode 18 is provided.
A plurality of (buried anodes) are buried along the side panel 101.
In the case of the present embodiment, the second electrodes 18 are disposed so as to face the first electrode 14 at equal intervals on both sides of the first electrode 14 as shown in FIG. .
【００１０】第２電極１８は、この実施例では、図３，
４にその詳細を示すように、薬液２０の注入管を兼ねて
おり、中空円筒状の金属パイプからなる本体１８ａと、
本体１８ａの先端に固着された先端コーン１８ｂと、本
体１８ａの上端側に設けられた薬液２０の注入口１８ｃ
とを備えている。In this embodiment, the second electrode 18 is formed as shown in FIG.
As shown in detail in FIG. 4, a main body 18a also serving as an injection pipe for the chemical solution 20 and formed of a hollow cylindrical metal pipe,
A tip cone 18b fixed to the tip of the main body 18a, and an inlet 18c for the chemical solution 20 provided on the upper end side of the main body 18a
And
【００１１】本体１８ａには、薬液２０の吐出用開口１
８ｄが複数設けられている。この開口１８ｄの形成位置
は、第２電極１８を地盤中に埋設した時に、底版１００
の下面よりも若干下方に位置する部分から先端コーン１
８ｂの近傍部分までの範囲に設けられている。The main body 18a has an opening 1 for discharging the chemical solution 20.
8d are provided in plurality. When the second electrode 18 is embedded in the ground, the bottom plate 100
From the portion located slightly below the lower surface of the tip cone 1
8b.
【００１２】また、開口１８ｄは、本体１８ａの横断面
において、略１８０°の範囲内にあって、この開口１８
ｄが設けられた方向が、第１電極１４と対向するように
埋設される。第１および第２電極１４，１８の埋設設置
が終了すると、第１および第２電極１４，１８に直流電
源２２が接続される。The opening 18d is within a range of approximately 180 ° in the cross section of the main body 18a.
It is embedded so that the direction in which d is provided faces the first electrode 14. When the embedded installation of the first and second electrodes 14 and 18 is completed, the DC power supply 22 is connected to the first and second electrodes 14 and 18.
【００１３】各電極１４，１８に直流電源２２を接続す
る場合には、第１電極１４は、電気絶縁被覆が施された
リード線によりそれぞれ並列接続して直流電源２２の負
極側に接続される。第２電極１８は、同様に並列した状
態で直流電源２２の正極側に接続される。When a DC power supply 22 is connected to each of the electrodes 14 and 18, the first electrode 14 is connected in parallel to each other by a lead wire coated with an electrically insulating coating and connected to the negative electrode side of the DC power supply 22. . The second electrode 18 is similarly connected to the positive electrode side of the DC power supply 22 in a parallel state.
【００１４】第２電極１８と直流電源２２とを電気的に
接続する際には、図３に示すように、本体１８ａの上端
に接続用プラグ２４を嵌着ないしは螺着して、本体１８
ａリード線とを電気的に接続するとともに、プラグ２４
により本体１８ａの上端を閉塞する。When electrically connecting the second electrode 18 to the DC power supply 22, as shown in FIG. 3, a connection plug 24 is fitted or screwed to the upper end of the main body 18a.
a to electrically connect the lead wire and
Closes the upper end of the main body 18a.
【００１５】電極１４，１８と直流電源２２との接続が
終了すると、第２電極１８の注入口１８ｃから薬液２０
を注入しながら、電極１４，１８間に直流電圧が印加さ
れる。このとき使用される薬液２０は、アクリル酸多価
金属塩と重合開始剤とを含む水溶液である。なお、この
電極１４，１８間への直流電圧の印加は、薬液２０を第
２電極１８に注入した後に行ってもよい。When the connection between the electrodes 14 and 18 and the DC power supply 22 is completed, the chemical solution 20 is injected through the injection port 18c of the second electrode 18.
, A DC voltage is applied between the electrodes 14 and 18. The chemical solution 20 used at this time is an aqueous solution containing a polyvalent metal acrylate and a polymerization initiator. The application of the DC voltage between the electrodes 14 and 18 may be performed after the chemical solution 20 is injected into the second electrode 18.
【００１６】注水管を兼用した第２電極１８に薬液２０
を注入すると、薬液２０は、開口１８ｄを介して、地盤
中に放出される。このとき、アクリル酸多価金属塩を含
む水溶液は、アクリル酸多価金属塩が陽イオン性を帯び
ており、直流電源２２に正，負極が接続された電極１
４，１８間には、直流電圧が印加されているので、電極
１４，１８間に形成される電界によって、陽イオン性を
帯びたアクリル酸多価金属塩が、負極側に電気泳動によ
り拡散浸透する。A chemical solution 20 is applied to the second electrode 18 also serving as a water injection pipe.
Is injected, the chemical solution 20 is discharged into the ground through the opening 18d. At this time, in the aqueous solution containing the polyvalent metal acrylate, the polyvalent metal acrylate has a cationic property, and the electrode 1 is connected to the DC power source 22 with the positive and negative electrodes connected.
Since a DC voltage is applied between the electrodes 4 and 18, the cationic polyvalent metal salt diffuses and penetrates to the negative electrode side by electrophoresis due to the electric field formed between the electrodes 14 and 18. I do.
【００１７】この電気泳動による拡散浸透の範囲は、印
加する直流電圧の大きさなどにより決まり、電圧の大き
さを適宜設定することにより、この拡散浸透の範囲を大
きくすることができる。The range of the diffusion and permeation by the electrophoresis is determined by the magnitude of the applied DC voltage and the like. By appropriately setting the magnitude of the voltage, the range of the diffusion and permeation can be increased.
【００１８】本実施例の場合、直流電圧の負極に接続さ
れた第１電極１４が、水路１０（既設構造物）の直下地
盤１２中に埋設され、直流電圧の正極が接続された第２
電極１８が水路１０の側盤１０１の外周地盤中に埋設さ
れているので、薬液２０は、水路１０の底版１００の直
下地盤１２中を外周側から内方に向かって電気泳動によ
り拡散浸透する。In the case of this embodiment, the first electrode 14 connected to the negative electrode of the DC voltage is buried in the direct base plate 12 of the water channel 10 (existing structure), and the second electrode 14 connected to the positive electrode of the DC voltage is connected.
Since the electrode 18 is buried in the outer peripheral ground of the side plate 101 of the water channel 10, the chemical solution 20 diffuses and penetrates through the direct underlying plate 12 of the bottom plate 100 of the water channel 10 from the outer peripheral side toward the inside by electrophoresis.
【００１９】浸透拡散する薬液２０には、重合開始剤が
含まれているので、浸透拡散の過程でアクリル酸多価金
属塩は、重合硬化し、これにより直下地盤１２の性状を
改良することができる。Since the chemical solution 20 that permeates and diffuses contains a polymerization initiator, the polyvalent metal salt of acrylic acid is polymerized and hardened in the process of permeation and diffusion, thereby improving the properties of the direct base plate 12. it can.
【００２０】以上の構成によれば、既設構造物（水路１
０）を挟んで電極を設置する場合に比べて、電気泳動に
よる薬液２０の拡散浸透の距離を約半分にすることがで
き、拡散浸透の時間を短縮することが可能になるととも
に、拡散浸透の確実性も増す。According to the above configuration, the existing structure (waterway 1
0), the distance of diffusion and permeation of the drug solution 20 by electrophoresis can be reduced to about half as compared with the case where electrodes are placed across the electrode, and the time for diffusion and permeation can be shortened. Increases certainty.
【００２１】また、本実施例の場合には、第２電極１８
が薬液２０の注入管を兼用しているので、電極１８を設
置することにより薬液２０の注入が可能になり、地盤改
良工法の施工を容易に行うことができる。In the case of this embodiment, the second electrode 18
Is also used as the injection pipe for the chemical solution 20, the installation of the electrode 18 makes it possible to inject the chemical solution 20, and the construction of the ground improvement method can be easily performed.
【００２２】なお、この第１実施例の地盤改良工法は、
水路１０の直下地盤１２の改良だけでなく、例えば、地
下鉄トンネル，地下通路などの長尺既設構造物に適用す
ることができる。The ground improvement method of the first embodiment is as follows.
The present invention can be applied not only to the improvement of the base plate 12 of the waterway 10 but also to a long existing structure such as a subway tunnel or an underground passage.
【００２３】図５は、本発明にかかる既設構造物直下の
地盤改良工法の第２実施例を示しており、上記実施例と
同一若しくは相当する部分には、同一符号を付してその
説明を省略するとともに、以下にその特徴点についての
み説明する。FIG. 5 shows a second embodiment of the ground improvement method immediately below an existing structure according to the present invention. The same or corresponding parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be made. A description thereof will be omitted, and only the characteristic points will be described below.
【００２４】同図に示した実施例では、本発明を水平断
面が円形のタンク１０ａ（既設構造物）に適用した場合
を示しており、タンク１０ａは、地盤上に支持されてい
る。タンク１０ａの直下地盤１２ａを地盤改良する際に
は、タンク１０ａのほぼ中心に第１電極１４が埋設され
る。The embodiment shown in FIG. 1 shows a case where the present invention is applied to a tank 10a (existing structure) having a circular horizontal cross section, and the tank 10a is supported on the ground. When improving the ground of the base ground 12a of the tank 10a, the first electrode 14 is buried substantially at the center of the tank 10a.
【００２５】そして、タンク１０ａの外周を取り囲むよ
うにして複数の第２電極１８が埋設される。第２電極１
８は、タンク１０ａの中心に対して、等角度間隔で配置
されている。電極１４，１８の埋設設置が終了すると、
第１実施例と同様に第１電極１４に直流電源の負極が接
続されるとともに、並列接続された第２電極１８に直流
電源の正極が接続され、電極１４，１８間に直流電圧が
印加される。Then, a plurality of second electrodes 18 are buried so as to surround the outer periphery of the tank 10a. Second electrode 1
8 are arranged at equal angular intervals with respect to the center of the tank 10a. When the installation of the electrodes 14 and 18 is completed,
As in the first embodiment, the negative electrode of the DC power supply is connected to the first electrode 14, the positive electrode of the DC power supply is connected to the second electrode 18 connected in parallel, and a DC voltage is applied between the electrodes 14 and 18. You.
【００２６】そして、この直流電圧の印加とともに、第
２電極１８に薬液２０が注入される。薬液２０を注入す
ると、これが電気泳動により拡散浸透して、重合硬化す
るので、第１実施例と同様に直下地盤１２の全域を地盤
改良することができる。Then, a chemical solution 20 is injected into the second electrode 18 with the application of the DC voltage. When the chemical solution 20 is injected, it diffuses and penetrates by electrophoresis and polymerizes and hardens, so that the entire area of the direct ground 12 can be ground improved as in the first embodiment.
【００２７】図６は、本発明にかかる既設構造物直下の
地盤改良工法の第３実施例を示しており、上記実施例と
同一若しくは相当する部分には、同一符号を付してその
説明を省略するとともに、以下にその特徴点についての
み説明する。同図に示した実施例では、本発明を水平断
面が円形のタンク１０ｂ（既設構造物）に適用した場合
を示しており、地盤中に貫入された複数の鋼製杭１００
ｂにより支持されている。鋼製杭１００ｂは、この実施
例では、タンク１０ｂの中心上に１本設けられ、この外
周側に同心円上に位置するようにして複数本が配置され
ている。FIG. 6 shows a third embodiment of the ground improvement method immediately below an existing structure according to the present invention. The same reference numerals are given to the same or corresponding parts as those in the above embodiment, and the description thereof will be made. A description thereof will be omitted, and only the characteristic points will be described below. The embodiment shown in the figure shows a case where the present invention is applied to a tank 10b (existing structure) having a circular horizontal section, and a plurality of steel piles 100 penetrating into the ground.
b. In this embodiment, one steel pile 100b is provided on the center of the tank 10b, and a plurality of steel piles 100b are arranged concentrically on the outer peripheral side.
【００２８】この鋼製杭１００ｂは、上記第１実施例の
第１電極１４に相当するものである。タンク１０ｂの直
下地盤１２ｂを改良する際には、タンク１０ｂの外周に
第２電極１８が複数埋設される。第２電極１８は、上記
第１実施例と同様な構造のものであって、タンク１０ｂ
の外周形状に沿うようにして、等角度間隔で配置され
る。第２電極１８の設置が終了すると、複数の第２電極
１８を相互に並列接続して、直流電源の正極側に接続す
るとともに、鋼製杭１００ｂを電気的に並列接続して、
直流電源の負極側に接続する。The steel pile 100b corresponds to the first electrode 14 of the first embodiment. When improving the base plate 12b of the tank 10b, a plurality of second electrodes 18 are buried on the outer periphery of the tank 10b. The second electrode 18 has the same structure as that of the first embodiment, and the tank 10b
Are arranged at equal angular intervals so as to follow the outer peripheral shape of. When the installation of the second electrode 18 is completed, the plurality of second electrodes 18 are connected in parallel with each other, connected to the positive electrode side of the DC power supply, and the steel pile 100b is electrically connected in parallel,
Connect to the negative side of DC power supply.
【００２９】そして、鋼製杭１００ｂと第２電極１８と
の間に、直流電圧を印加した状態で、第２電極１８に薬
液２０が注入される。注入された薬液２０は、上記第１
実施例と同様に、タンク１０ｂの直下地盤１２ｂ中に拡
散浸透して、重合硬化し、これにより直下地盤１２ｂが
地盤改良される。Then, a chemical solution 20 is injected into the second electrode 18 with a DC voltage applied between the steel pile 100b and the second electrode 18. The injected drug solution 20 is the first
In the same manner as in the embodiment, it diffuses and penetrates into the direct base 12b of the tank 10b and polymerizes and hardens, thereby improving the ground of the direct base 12b.
【００３０】本実施例の場合には、第１電極に相当する
鋼製杭１００ｂが、中心と同心円上に配置されているの
で、直流電圧の印加は、例えば、中心の鋼製杭１００ｂ
と第２電極１８との間で最初に行い、その後外周側の鋼
製杭１００ｂとの間に順次移行させるようにしてもよ
い。In this embodiment, since the steel pile 100b corresponding to the first electrode is arranged concentrically with the center, the DC voltage is applied, for example, to the center steel pile 100b.
And the second electrode 18 may be performed first, and then may be sequentially shifted to the steel pile 100b on the outer peripheral side.
【００３１】このような電圧の印加方法を採用すると、
タンク１０ｂの直下地盤１２ｂの中心部分に確実に薬液
２０を拡散浸透させることができる。このように構成し
た第２実施例によれば、第１実施例の作用効果に加え
て、タンク１０ｂに設けられている既設の鋼製杭１００
ｂを一方の電極として使用するので、電極の埋設が既設
構造物の外周側だけとなり、効率良く地盤改良を行うこ
とができる。When such a voltage application method is adopted,
The chemical solution 20 can be surely diffused and penetrated into the center portion of the direct base plate 12b of the tank 10b. According to the second embodiment configured as described above, in addition to the operation and effect of the first embodiment, the existing steel pile 100 provided in the tank 10b is provided.
Since b is used as one electrode, the electrode is buried only on the outer peripheral side of the existing structure, and the ground improvement can be performed efficiently.
【００３２】なお、この第３実施例は、鋼製杭や鋼矢板
などの金属製杭により既設構造物が支持されていれば、
タンク１０ｂの直下地盤の改良だけでなく、通常の建築
構造物の直下地盤の改良にも適用することができ、地盤
の液状化対策として有効なものとなる。In the third embodiment, if an existing structure is supported by a metal pile such as a steel pile or a steel sheet pile,
The present invention can be applied not only to the improvement of the direct foundation of the tank 10b, but also to the improvement of the direct foundation of an ordinary building structure, which is effective as a measure against liquefaction of the ground.
【００３３】また、上記実施例では、第２電極１８に、
薬液２０の注入管としての機能を兼用させたものを例示
したが、本発明の実施は、これに限定されることはな
く、第２電極１８の近傍に薬液２０を別の手段によ注入
してもよい。In the above embodiment, the second electrode 18
Although an example in which the function as the injection tube for the chemical solution 20 is also exemplified, the present invention is not limited to this, and the chemical solution 20 is injected into the vicinity of the second electrode 18 by another means. You may.
【００３４】図７は、本発明の地盤改良工法で使用する
アクリル酸多価金属塩が、電気泳動により拡散浸透して
重合硬化することを確認するために行った実験の内容を
示している。この実験では、長さ６０ｃｍ，幅３０ｃ
ｍ，高さ２０ｃｍの容器３を使用し、この容器３内に矢
作川産の川砂を水締めしてモデル地盤を作製した。FIG. 7 shows the contents of an experiment conducted to confirm that the polyvalent metal acrylate used in the soil improvement method of the present invention is diffused and penetrated by electrophoresis and polymerized and cured. In this experiment, length 60cm, width 30c
Using a container 3 having a height of 20 m and a height of 20 cm, a model ground was prepared by tightening river sand from Yahagigawa into the container 3.
【００３５】このモデル地盤中に、水平離間距離が５０
ｃｍで一対の鉄板（縦８ｃｍ，横３ｃｍ）を差し込んで
電極とした。In this model ground, a horizontal separation distance of 50
A pair of iron plates (8 cm long, 3 cm wide) were inserted into the electrodes to form electrodes.
【００３６】そして、鉄板間に１５ｖの直流電圧を印加
し、正極側に接続された鉄板の近傍に、薬液注入ポンプ
に直結したシリコン製チューブ（内形２ｍｍ）を差し込
み、薬液を３時間かけて注入した。使用した薬液は、１
５％アクリル酸マグネシウム水溶液１リットルに、９．
７ｇの２，２’−アゾビス［２−（５−メチル−２−イ
ミダゾリン−２−イル）プロパン］ジヒドロクロリドを
溶解したものを用いた。Then, a DC voltage of 15 V is applied between the iron plates, and a silicon tube (inner size: 2 mm) directly connected to the chemical injection pump is inserted near the iron plate connected to the positive electrode side, and the chemical is taken for 3 hours. Injected. The chemical used was 1
9. Add 1 liter of 5% magnesium acrylate aqueous solution to 9.
A solution in which 7 g of 2,2′-azobis [2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride was dissolved was used.
【００３７】直流電圧の印加は、その後２日間継続し、
３日目に装置を分解して、水洗して川砂を除去した。図
７は、川砂を除去した際の平面図と縦断面図であり、こ
れらの図にｋで示した曲線が川砂の固結した部分の外形
を示している。この結果によれば、正極および負極の周
辺だけでなく、正極から負極に至る途中の部分でも川砂
の固結が認められ、薬液が正極側から負極側に電気泳動
により拡散浸透して、重合硬化することが確認された。The application of the DC voltage is continued for two days thereafter,
On the third day, the device was disassembled and washed with water to remove river sand. FIG. 7 is a plan view and a longitudinal sectional view when the river sand is removed, and in these figures, a curve indicated by k indicates an outer shape of a portion where the river sand is consolidated. According to this result, solidification of river sand was observed not only in the vicinity of the positive electrode and the negative electrode, but also in the middle part from the positive electrode to the negative electrode, and the chemical solution diffused and penetrated from the positive electrode side to the negative electrode side by electrophoresis, causing polymerization hardening. It was confirmed that.
【００３８】また、図８は、実際の地盤に対して、本発
明の地盤改良工法で使用するアクリル酸多価金属塩が、
電気泳動により拡散浸透して重合硬化することを確認す
るために行った実験の内容を示している。FIG. 8 shows that the acrylic acid polyvalent metal salt used in the ground improvement method of the present invention is applied to the actual ground.
The content of the experiment performed to confirm that the polymer is cured by diffusion and infiltration by electrophoresis is shown.
【００３９】この実験では、沖積層の細粒分布の少ない
砂地盤（Ｄ10＝０．７、透水係数５．８×１０-1ｃｍ／
ｓｅｃ）に、図８に示すように正極および負極を配置し
た。In this experiment, alluvial sandy ground with a small fine grain distribution (D 10 = 0.7, permeability 5.8 × 10 −1 cm /
In sec), a positive electrode and a negative electrode were arranged as shown in FIG.
【００４０】１５％アクリル酸マグネシウム水溶液に
０．０２ｍｏｌ／Ｌの濃度で２，２’−アゾビス［２−
（５−メチル−２−イミダゾリン−２−イル）プロパ
ン］ジヒドロクロリドを溶解させて調製した薬液４ｍ3
を、薬液導入口から導入しつつ薬液導出孔から毎分４リ
ットルの注入速度で地盤中に注入させた。その後、５日
間通電を行った。In a 15% aqueous solution of magnesium acrylate, 0.02 mol / L of 2,2'-azobis [2-
(5-Methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] 4 m 3 of a drug solution prepared by dissolving dihydrochloride
Was injected into the ground at a rate of 4 liters per minute from the chemical solution outlet while introducing from the chemical solution inlet. Thereafter, current was supplied for 5 days.
【００４１】実験終了後、注入範囲を深さ３ｍにわたっ
て掘削し、固結状況の確認を行ったところ、図８の点々
部分に示すように、正極周辺から負極方向に約３ｍにわ
たって固結が認められた。なお、負極周辺の深さ３ｍ以
下については、土質工学基準（Ｔ−７１６）に従いコー
ン貫入試験を行ったところ、図８に示す通りより深いと
ころの固結が認められた。After completion of the experiment, the injection range was excavated over a depth of 3 m, and the state of solidification was confirmed. As shown in the dotted portion of FIG. 8, solidification was observed from the periphery of the positive electrode toward the negative electrode for about 3 m. Was done. When a depth of 3 m or less around the negative electrode was subjected to a cone penetration test in accordance with the Geotechnical Engineering Standard (T-716), consolidation at a deeper position was recognized as shown in FIG.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかる既設構造物直下の地盤改良工法によれ
ば、既設構造物の直下地盤を広範囲に改良することがで
きる。As described above in detail in the embodiments,
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the ground improvement method directly under the existing structure according to the present invention, it is possible to improve the ground directly under the existing structure over a wide range.
【図１】本発明にかかる地盤改良工法の第１実施例を示
す施工状態の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a construction state showing a first embodiment of a ground improvement method according to the present invention.
【図２】図１の上面図である。FIG. 2 is a top view of FIG.
【図３】図１に示した地盤改良工法で使用する第２電極
の縦断面である。FIG. 3 is a longitudinal section of a second electrode used in the ground improvement method shown in FIG.
【図４】図１に示した地盤改良工法で使用する第２電極
の横断面である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a second electrode used in the ground improvement method shown in FIG.
【図５】本発明にかかる地盤改良工法の第２実施例を示
す施工状態の断面図と平面説明図である。FIG. 5 is a sectional view and an explanatory plan view of a construction state showing a second embodiment of the ground improvement method according to the present invention.
【図６】本発明にかかる地盤改良工法の第３実施例を示
す施工状態の断面図と平面説明図である。FIG. 6 is a sectional view and an explanatory plan view of a construction state showing a third embodiment of the ground improvement method according to the present invention.
【図７】本発明にかかる地盤改良工法で使用する薬液の
拡散浸透および重合硬化を確認するために行った試験の
結果を示す上面図および側面図である。FIGS. 7A and 7B are a top view and a side view showing the results of a test performed to confirm the diffusion and infiltration and polymerization hardening of a chemical used in the ground improvement method according to the present invention.
【図８】本発明にかかる地盤改良工法で使用する薬液の
拡散浸透および重合硬化を確認するために実際の地盤に
行った試験の結果を示す縦断面図である。FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing the results of a test performed on actual ground to confirm diffusion permeation and polymerization hardening of a chemical used in the ground improvement method according to the present invention.
１０ 水路（既設構造物） １０ａ，１０ｂ タンク（既設構造物） １２，１２ａ 直下地盤 １４ 第１電極 １８ 第２電極 ２０ 薬液 ２２ 直流電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Water channel (existing structure) 10a, 10b Tank (existing structure) 12, 12a Direct ground plate 14 1st electrode 18 2nd electrode 20 Chemical solution 22 DC power supply
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 道彦 東京都千代田区神田司町２ー３ 株式会社 大林組東京本社内 (72)発明者 佐内 康之 愛知県名古屋市港区船見町１番地の１ 東 亞合成株式会社名古屋総合研究所内 (72)発明者 福島 浩一 愛知県名古屋市港区船見町１番地の１ 東 亞合成株式会社名古屋総合研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Michihiko Ishida 2-3-2 Kandaji-cho, Chiyoda-ku, Tokyo Obayashi-gumi Tokyo head office (72) Inventor Koichi Fukushima 1 at Funami-cho, Minato-ku, Nagoya-shi, Aichi, Japan
Claims (5)
方の電極と、前記既設構造物の外周地盤中に埋設された
他方の電極とを備え、 前記電極のいずれか一方に直流電圧の負極を接続して埋
設陰極にするとともに、前記電極のいずれか他方に直流
電圧の正極を接続して埋設陽極となし、前記埋設陽極の
近傍にアクリル酸多価金属塩を含む水溶液からなる薬液
を注入し、この薬液の注入中または注入後に、前記電極
間に直流電圧を印加し、前記薬液を前記埋設陽極から前
記埋設負極側に拡散浸透させて重合硬化させることを特
徴とする既設構造物直下の地盤改良工法。A first electrode buried in the ground immediately below the existing structure; and another electrode buried in the outer peripheral ground of the existing structure. A DC voltage is applied to one of the electrodes. A negative electrode is connected to the buried cathode, and a positive electrode of a DC voltage is connected to one of the electrodes to form a buried anode, and a chemical solution containing an aqueous solution containing a polyvalent metal salt of acrylic acid is provided near the buried anode. Immediately below the existing structure, wherein a DC voltage is applied between the electrodes during or after the injection of the chemical solution, and the chemical solution is diffused and penetrated from the buried anode to the buried anode side to polymerize and cure. Ground improvement method.
属製杭からなることを特徴とする請求項１記載の既設構
造物直下の地盤改良工法。2. The method according to claim 1, wherein the one electrode is made of a metal pile of the existing structure.
面が円形の構造物であり、前記一方の電極を前記構造物
の略中心に埋設するとともに、前記他方の電極を前記構
造物の外周に沿って等角度間隔で複数埋設することを特
徴とする請求項１記載の既設構造物直下の地盤改良工
法。3. The existing structure is a structure having a circular horizontal cross section such as a tank, and the one electrode is buried substantially in the center of the structure, and the other electrode is connected to the outer periphery of the structure. 2. A method for improving the ground immediately below an existing structure according to claim 1, wherein a plurality of the grounds are buried at equal angular intervals along the road.
ルなどの長尺構造物であり、前記一方の電極を前記構造
物の長手方向の中心軸上に、所定の間隔を隔てて複数埋
設するとともに、前記他方の電極を前記構造物の外周両
側に沿って、所定の間隔を隔てて複数埋設することを特
徴とする請求項１記載の既設構造物直下の地盤改良工
法。4. The existing structure is a long structure such as a waterway or a subway tunnel, and a plurality of the one electrodes are buried at predetermined intervals on a longitudinal central axis of the structure. 2. A method for improving the ground immediately below an existing structure according to claim 1, wherein a plurality of said other electrodes are buried at predetermined intervals along both sides of the outer periphery of said structure.
構成され、この金属管に前記薬液の吐出用開口を複数穿
設したことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項
記載の既設構造物直下の地盤改良工法。5. The buried anode is formed of a hollow cylindrical metal pipe, and a plurality of openings for discharging the chemical solution are formed in the metal pipe. Ground improvement method just below the existing structure described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26704496A JP3165646B2 (en) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | Ground improvement method just below the existing structure |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26704496A JP3165646B2 (en) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | Ground improvement method just below the existing structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10110425A true JPH10110425A (en) | 1998-04-28 |
| JP3165646B2 JP3165646B2 (en) | 2001-05-14 |
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| JP (1) | JP3165646B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006249294A (en) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Kajima Corp | Grout solution and grout work using the same |
| JP2014037679A (en) * | 2012-08-10 | 2014-02-27 | Taisei Corp | Water channel and construction method for the same |
-
1996
- 1996-10-08 JP JP26704496A patent/JP3165646B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006249294A (en) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Kajima Corp | Grout solution and grout work using the same |
| JP2014037679A (en) * | 2012-08-10 | 2014-02-27 | Taisei Corp | Water channel and construction method for the same |
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