JPH11241064A - 地盤注入用薬液及び地盤への薬液注入工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ゲルタイムを常温で２０秒以下に任意に調整す
ることが出来ると共に、地盤に対する優れた浸透性と高
いホモゲル強度を発揮する地盤注入用薬液、或いは、地
盤を開削した際に崩壊せず、形成された硬化体が離漿現
象を起こさない地盤注入用薬液を提供する。 【解決手段】下記Ａ液及び下記Ｂ液から成り、且つ、Ｂ
液中の少なくとも１成分が０．５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの
機械的エネルギーを付与されたものであることを特徴と
する。Ａ液：珪酸ナトリウム水溶液、Ｂ液：次に挙げた
５種類の液から選ばれた液（セメントを含有する水懸濁
液、セメント及び硫酸カルシウムを含有する水懸濁液、
セメント、硫酸カルシウム及びカルシウム化合物を含有
する水懸濁液セメント、硫酸カルシウム及びカルシウム
化合物を含有する水懸濁液、重炭酸塩化合物を含有する
水溶液）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、珪酸ナトリウム
（水ガラス）−セメント系地盤注入用薬液、及び、その
薬液を用いる地盤への薬液注入工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、軟弱地盤を強化したり、漏水
地盤の止水を行うために、例えば、珪酸ナトリウム（水
ガラス）−セメント系地盤注入用薬液を用いる土質安定
化工法（所謂、ＬＷ工法）が広く行われている。

【０００３】このＬＷ工法は、通常、それぞれ個別に調
合された珪酸ナトリウム水溶液とセメントの水懸濁液と
を注入管を備えた注入ポンプで個別に圧送し、注入管の
先端部で両液を合流混合させて、地盤中若しくは空隙内
に注入し、ゲル化させて地盤を強化したり、空隙の充填
を行う方法を採っている。

【０００４】上記ＬＷ工法においては、珪酸ナトリウム
水溶液とセメントの水懸濁液とを合流混合させた後のゲ
ルタイムの調整は、一般的に、水懸濁液中のセメントの
含有量を増減させることによって行うが、セメントの含
有量を多くすると、ゲルタイムは短縮されるが、同時
に、ホモゲル強度も大きくなる傾向があり、ゲルタイム
とホモゲル強度を任意に設定調節することができないと
いう問題点や、セメントの含有量を増加させてもゲルタ
イムの短縮には限度があり、通常、常温で２０秒以下の
ゲルタイムにすることは困難であるため、例えば、瞬時
のゲル化が要求される瞬結工法等には十分対応できない
という問題点等がある。

【０００５】上記従来のＬＷ工法における問題点に対応
するため、種々の試みが成されており、例えば、特開昭
５３−１２２２０３号公報では、「セメント−水ガラス
系薬液を用いる土質安定方法において、さらに硫酸カル
シウムを併用することを特徴とする土質安定方法」が提
案されており、又、特開昭５４−１６２８１０号公報で
は、「セメント−水ガラス系薬液を用いる土質安定方法
において、さらにアルカリ土類金属の水酸化物を併用す
ることを特徴とする土質安定方法」が提案されている。

【０００６】しかし、上記二つの提案にあるような地盤
注入用薬液は、セメントの使用量が多いために薬液の粘
度が高くなり、その結果、地盤への浸透性が不十分とな
ると共に、ホモゲルの初期強度も低下するという問題点
があり、いずれも地盤注入用薬液として満足できるもの
ではない。

【０００７】一方、軟弱地盤を強化したり、漏水地盤の
止水を行う方法として、グラウト剤を地盤に注入する土
質安定化工法（所謂、グラウト工法）もある。グラウト
剤において、特に、珪酸ナトリウム水溶液を主剤液とし
て、硬化剤と混合した薬液は、安価であり、かつ他のク
ラウト剤に比べて公害を起こす恐れが小さいことから広
く使用されている。

【０００８】グラウト工法には、数秒〜数十秒で薬剤を
硬化させる瞬結工法と十数秒〜数分で硬化させる緩結型
とがある。上記珪酸ナトリウム系グラウト剤と混合され
る硬化剤としては、従来さまざまな物質が提案されてい
るが、危険性が無く、取り扱いが容易であり、硬化剤の
混合量を調節することで所定の硬化時間を設定できる点
から、重炭酸塩化合物が広く使用されている。これによ
り、重炭酸塩化合物が混合されたグラウト剤は瞬結型か
ら緩結型まで使用できる。

【０００９】しかし、硬化時間を１０数秒〜数分の間の
範囲になるようにう重炭酸塩化合物の混合量を調整した
場合、薬液を注入された地盤の強度が低く、地盤を開削
した時に地盤が崩落する問題があった。

【００１０】また、地盤内で硬化した硬化体が水を分離
して収縮し、著しい離漿現象を起こして硬化体に亀裂が
生じるという問題点もあった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点を解決するため、ゲルタイムを常温で２０秒以下
に任意に調整することが出来ると共に、地盤に対する優
れた浸透性と高いホモゲル強度を発揮する地盤注入用薬
液、及び、その薬液を用いる地盤への薬液注入工法を提
供することを課題とする。

【００１２】また、上記課題のほかに、硬化時間を１０
数秒〜数分の間の範囲になるように重炭酸塩化合物の混
合量を調整しても、離漿現象による亀裂を生じさせない
地盤注入用薬液を提供することも課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
（以下、「第１発明」と記す）による地盤注入用薬液
は、下記Ａ液及び下記Ｂ液から成り、且つ、Ｂ液中のセ
メントが０．５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの機械的エネルギー
を付与されたものであることを特徴とする。 Ａ液：珪酸ナトリウム水溶液 Ｂ液：セメントを含有する水懸濁液

【００１４】第１発明による地盤注入用薬液において、
Ａ液として珪酸ナトリウム水溶液が用いられる。

【００１５】上記珪酸ナトリウム（水ガラス）の種類
は、特に限定されるものではないが、例えば、ＪＩＳ
Ｋ−１４０８「けい酸ナトリウム（けい酸ソーダ）」に
規定されている１号、２号若しくは３号珪酸ナトリウム
又はこれらに珪酸カリウムを混合したもの等が挙げら
れ、これらの１種若しくは２種以上が好適に用いられる
が、なかでも３号珪酸ナトリウムがより好適に用いられ
る。

【００１６】上記珪酸ナトリウムの使用量は、注入する
地盤の状態や目的に応じて適宜設定されれば良く、特に
限定されるものではないが、通常、薬液４００ｌ（リッ
トル）中、上記ＪＩＳ Ｋ−１４０８で規定された珪酸
ナトリウム水溶液が６０〜１６０ｌの範囲であることが
好ましく、なかでも７０〜１２０ｌの範囲であることが
より好ましい。

【００１７】第１発明による地盤注入用薬液において、
Ｂ液としてセメントを含有する水懸濁液が用いられ、且
つ、該Ｂ液中に含有されるセメントは０．５〜３０ｋＷ
ｈ／ｋｇの機械的エネルギーを付与されたものであるこ
とが必要である。

【００１８】上記Ｂ液中に含有されるセメントの種類
は、特に限定されるものではないが、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等のポルトランドセメントや高炉
セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント等
の混合セメント等が挙げられ、これらの１種若しくは２
種以上が好適に用いられるが、なかでも品質が安定して
おり安価でもある普通ポルトランドセメントがより好適
に用いられる。

【００１９】上記セメントに付与する機械的エネルギー
の種類は、特に限定されるものではないが、例えば、粉
砕力、衝撃力、圧縮力、剪断力又はこれらを複合したエ
ネルギー等が挙げられ、いずれも好適に採用される。

【００２０】上記機械的エネルギーを付与する装置は、
粉砕を主目的として一般的に使用されている装置を用い
て行うのが好ましく、特に限定されるものではないが、
例えば、衝撃力、摩擦力、圧縮力、剪断力等を複合して
付与し得るボールミル、振動ミル等のボール媒体型ミ
ル、ローラーミル、乳鉢、衝撃力や磨砕力等を主として
付与し得るジェット粉砕装置等が挙げられ、いずれも好
適に用いられるが、なかでも機構的に上記セメントに有
効な機械的エネルギーを付与し得るボール媒体型ミルが
より好適に用いられる。

【００２１】第１発明による地盤注入用薬液において、
Ｂ液中に含有されるセメント（第１発明）に付与される
機械的エネルギーは０．５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの範囲で
あることが必要であり、好ましくは１〜１０ｋＷｈ／ｋ
ｇの範囲である。

【００２２】上記機械的エネルギーが０．５ｋＷｈ／ｋ
ｇ未満であると、セメントの微粉砕化が不十分となるの
で、機械的エネルギーを付与することによる効果を十分
に得られず、逆に機械的エネルギーが３０ｋＷｈ／ｋｇ
を超えると、使用装置への過大な負荷、媒体としてのボ
ールや容器の磨耗による処理粉体への不純物の混入、処
理粉体の凝集による粗大粒子化、コストアップ等の生産
性の面での不都合が発生する。

【００２３】尚、ここで言う機械的エネルギーとは、セ
メントを装置中へ投入して実際に運転した時に装置が消
費する全電力量から、セメントを投入せずに装置を空運
転した時に装置が消費する全電力量を差し引いた電力量
であって、セメントそのものに供給された電力量を意味
する。

【００２４】第１発明による地盤注入用薬液において、
上記０．５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの機械的エネルギーを付
与してセメントを微粉砕化する時に、セメントクリンカ
ー、珪砂、石灰石等を粉砕する時に一般的に用いられる
粉砕助剤を使用することが好ましい。

【００２５】上記粉砕助剤としては、特に限定されるも
のではないが、例えば、メチルアルコールのようなアル
コール類、トリエタノールアミンのようなアミン類等の
液体系粉砕助剤やステアリン酸ナトリウム、ステアリン
酸カルシウム等の固体系粉砕助剤等が挙げられ、これら
の１種若しくは２種以上が好適に用いられる。

【００２６】第１発明による地盤注入用薬液のＢ液中に
は、本発明の課題達成を阻害しない範囲で必要に応じ
て、例えば、硫酸カルシウム（石膏）、カルシウム化合
物、石灰、水酸化カリウムや水酸化ナトリウムのような
カルシウム以外のアルカリ金属の水酸化物、炭酸水素カ
リウムや炭酸水素ナトリウムのようなカルシウム以外の
アルカリ金属の炭酸水素塩、硼酸アンモニウムや硼酸ナ
トリウムのようなカルシウム塩以外の硼酸塩、塩化カリ
ウム、炭酸ナトリウム、硫酸マグネシウム等のようなカ
ルシウム塩以外の水溶性無機塩等の１種若しくは２種以
上が含有されていても良い。

【００２７】請求項２に記載の発明（以下、「第２発
明」と記す）による地盤注入用薬液は、下記Ａ液及び下
記Ｂ液から成り、且つ、Ｂ液中のセメント及び／又は硫
酸カルシウムが０．５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの機械的エネ
ルギーを付与されたものであることを特徴とする。 Ａ液：珪酸ナトリウム水溶液 Ｂ液：セメント及び硫酸カルシウムを含有する水懸濁液

【００２８】第２発明による地盤注入用薬液において、
第１発明と同様にＡ液をとして珪酸ナトリウム水溶液が
用いられる。また、Ａ液の使用量についても、第１発明
と同様の量使用するのが好ましい。第２発明による地盤
注入用薬液において、Ｂ液としてセメント及び硫酸カル
シウムを含有する水懸濁液が用いられ、且つ、該Ｂ液中
に含有されるセメント及び／又は硫酸カルシウムは０．
５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの機械的エネルギーを付与された
ものであることが必要である。

【００２９】上記Ｂ液中に含有されるセメントの種類
は、特に限定されるものではないが、例えば、第１発明
で例示したものが挙げられる。上記Ｂ液中に含有される
硫酸カルシウムの種類は、特に限定されるものではない
が、例えば、硫酸カルシウムの無水和物（無水石膏）、
０．５水和物（半水石膏）、２水和物（石膏）、石膏プ
ラスター若しくは脱硫石膏から得られる、多数の水分子
が水和した水和物等が挙げられ、これらの１種若しくは
２種以上が好適に用いられる。

【００３０】上記セメント及び／又は硫酸カルシウムに
付与する機械的エネルギーの種類は、特に限定されるも
のではないが、第１発明で例示したものが挙げられる。
上記機械的エネルギーを付与する装置は、特に限定され
るものではないが、第１発明で例示したものが挙げられ
る。

【００３１】第２発明による地盤注入用薬液において、
Ｂ液中に含有されるセメント及び／又は硫酸カルシウム
に付与される機械的エネルギーは０．５〜３０ｋＷｈ／
ｋｇの範囲であることが必要であり、好ましくは１〜１
０ｋＷｈ／ｋｇの範囲である。上記機械的エネルギーが
０．５ｋＷｈ／ｋｇ未満であったり、３０ｋＷｈ／ｋｇ
を超えると第１発明と同様の問題が発生する。

【００３２】尚、ここで言う機械的エネルギーとは、第
１発明と同様にして求めたセメント及び／又は硫酸カル
シウムに与えられた電気量を意味する。

【００３３】第２発明による地盤注入用薬液において、
０．５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの機械的エネルギーを付与し
てセメント及び／又は硫酸カルシウムを微粉砕化する時
に、第１発明で例示した粉砕助剤を使用することが好ま
しい。

【００３４】第２発明による地盤注入用薬液のＢ液中に
は、本発明の課題達成を阻害しない範囲で必要に応じ
て、例えばカルシウム化合物、石灰、水酸化カリウムや
水酸化ナトリウムのようなカルシウム以外のアルカリ金
属の水酸化物、炭酸水素カリウムや炭酸水素ナトリウム
のようなカルシウム以外のアルカリ金属の炭酸水素塩、
硼酸アンモニウムや硼酸ナトリウムのようなカルシウム
塩以外の硼酸塩、塩化カリウム、炭酸ナトリウム、硫酸
マグネシウム等のようなカルシウム塩以外の水溶性無機
塩等の１種若しくは２種以上が含有されていても良い。

【００３５】請求項３に記載の発明（以下、「第３発
明」と記す）による地盤注入用薬液は、下記Ａ液及び下
記Ｂ液から成り、且つ、Ｂ液中のセメント、硫酸カルシ
ウム及びカルシウム化合物の内の少なくとも一つが０．
５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの機械的エネルギーを付与された
ものであることを特徴とする。 Ａ液：珪酸ナトリウム水溶液 Ｂ液：セメント、硫酸カルシウム及びカルシウム化合物
を含有する水懸濁液

【００３６】第３発明による地盤注入用薬液において、
第１発明と同様にＡ液をとして珪酸ナトリウム水溶液が
用いられる。また、Ａ液の使用量についても、第１発明
と同様の量使用するのが好ましい。

【００３７】第３発明による地盤注入用薬液において、
Ｂ液としてセメント、硫酸カルシウム及びカルシウム化
合物を含有する水懸濁液が用いられ、且つ、該Ｂ液中に
含有されるセメント、硫酸カルシウム及びカルシウム化
合物の内の少なくとも一つは０．５〜３０ｋＷｈ／ｋｇ
の機械的エネルギーを付与されたものであることが必要
である。

【００３８】上記Ｂ液中に含有されるセメントの種類
は、特に限定されるものではないが、例えば、第１発明
で例示したものが挙げられる。上記Ｂ液中に含有される
硫酸カルシウムの種類としては、特に限定されるもので
はないが、例えば、第２発明で例示したものが挙げられ
る。

【００３９】Ｂ液中に含有されるカルシウム化合物は、
特に限定されるものではないが、例えば、カルシウムの
水酸化物、カルシウムの酸化物若しくは両者の混合物等
が挙げられ、これらの１種若しくは２種以上が好適に用
いられるが、なかでも比較的低い機械的エネルギーを付
与することにより良好な水懸濁性若しくは水溶性を発揮
し得る水酸化物の含有量の多いカルシウム化合物がより
好適に用いられる。

【００４０】上記セメント、硫酸カルシウム及びカルシ
ウム化合物の内の少なくとも一つに付与する機械的エネ
ルギーの種類は、特に限定されるものではないが、第１
発明で例示したものが挙げられる。上記機械的エネルギ
ーを付与する装置は、特に限定されるものではないが、
第１発明で例示したものが挙げられる。

【００４１】第３発明による地盤注入用薬液において、
Ｂ液中に含有されるセメント、硫酸カルシウム及びカル
シウム化合物の内の少なくとも一つに付与される機械的
エネルギーは０．５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの範囲であるこ
とが必要であり、好ましくは１〜１０ｋＷｈ／ｋｇの範
囲である。上記機械的エネルギーが０．５ｋＷｈ／ｋｇ
未満であったり、３０ｋＷｈ／ｋｇを超えると第１発明
と同様の問題が発生する。

【００４２】尚、ここで言う機械的エネルギーとは、第
１発明と同様にして求めたセメント、硫酸カルシウム及
びカルシウム化合物の内の少なくとも一つに与えられた
電気量を意味する。第３発明による地盤注入用薬液にお
いて、０．５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの機械的エネルギーを
付与してセメント、硫酸カルシウム及びカルシウム化合
物の内の少なくとも一つを微粉砕化する時に、第１発明
で例示した粉砕助剤を使用することが好ましい。

【００４３】第３発明による地盤注入用薬液のＢ液中に
は、本発明の課題達成を阻害しない範囲で必要に応じ
て、例えば、石灰、水酸化カリウムや水酸化ナトリウム
のようなカルシウム以外のアルカリ金属の水酸化物、炭
酸水素カリウムや炭酸水素ナトリウムのようなカルシウ
ム以外のアルカリ金属の炭酸水素塩、硼酸アンモニウム
や硼酸ナトリウムのようなカルシウム塩以外の硼酸塩、
塩化カリウム、炭酸ナトリウム、硫酸マグネシウム等の
ようなカルシウム塩以外の水溶性無機塩の１種若しくは
２種以上が含有されていても良い。

【００４４】請求項４に記載の発明（以下、「第４発
明」と記す）による地盤注入用薬液は、下記Ａ液及び下
記Ｂ液から成り、且つ、Ｂ液中のセメント、硫酸カルシ
ウム、カルシウム化合物、硼酸及び硼酸塩化合物の内の
少なくとも一つが０．５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの機械的エ
ネルギーを付与されたものであることを特徴とする。 Ａ液：珪酸ナトリウム水溶液 Ｂ液：セメント、硫酸カルシウム及びカルシウム化合物
を含有し、かつ硼酸及び／又は硼酸塩化合物を含有する
水懸濁液

【００４５】第４発明による地盤注入用薬液において、
第１発明と同様にＡ液をとして珪酸ナトリウム水溶液が
用いられる。また、Ａ液の使用量についても、第１発明
と同様の量使用するのが好ましい。第４発明による地盤
注入用薬液において、Ｂ液としてセメント、硫酸カルシ
ウム及びカルシウム化合物を含有し、かつ硼酸及び／又
は硼酸塩化合物を含有する水懸濁液が用いられ、且つ、
該Ｂ液中に含有されるセメント、硫酸カルシウム、カル
シウム化合物、硼酸及び硼酸塩化合物の内の少なくとも
一つは０．５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの機械的エネルギーを
付与されたものであることが必要である。

【００４６】上記Ｂ液中に含有されるセメントの種類
は、特に限定されるものではないが、例えば、第１発明
で例示したものが挙げられる。上記Ｂ液中に含有される
硫酸カルシウムの種類は、特に限定されるものではない
が、例えば、第２発明で例示したものが挙げられる。上
記Ｂ液中に含有されるカルシウム化合物の種類は、特に
限定されるものではないが、例えば、第３発明で例示し
たものが挙げられる。

【００４７】上記Ｂ液中に含有される硼酸及び／又は硼
酸塩化合物は、特に限定されるものではないが、例え
ば、硼酸ナトリウム若しくは硼酸カリウム等の無水和
物、又は硼酸ナトリウム若しくは硼酸カリウム等の水和
物があげられ、これらの１種若しくは２種以上が好適に
用いられる。

【００４８】上記機械的エネルギーが０．５ｋＷｈ／ｋ
ｇ未満であったり、３０ｋＷｈ／ｋｇを超えると第１発
明と同様の問題が発生する。

【００４９】尚、ここで言う機械的エネルギーとは、第
１発明と同様にして求めたセメント、硫酸カルシウム、
カルシウム化合物、硼酸及び硼酸塩化合物の内の少なく
とも一つに与えられた電気量を意味する。第４発明によ
る地盤注入用薬液において、０．５〜３０ｋＷｈ／ｋｇ
の機械的エネルギーを付与してセメント、硫酸カルシウ
ム及びカルシウム化合物の内の少なくとも一つを微粉砕
化する時に、第１発明で例示した粉砕助剤を使用するこ
とが好ましい。

【００５０】第４発明による地盤注入用薬液のＢ液中に
は、本発明の課題達成を阻害しない範囲で必要に応じ
て、例えば、石灰、水酸化カリウムや水酸化ナトリウム
のようなカルシウム以外のアルカリ金属の水酸化物、炭
酸水素カリウムや炭酸水素ナトリウムのようなカルシウ
ム以外のアルカリ金属の炭酸水素塩、硼酸アンモニウム
や硼酸ナトリウムのようなカルシウム塩以外の硼酸塩、
塩化カリウム、炭酸ナトリウム、硫酸マグネシウム等の
ようなカルシウム塩以外の水溶性無機塩の１種若しくは
２種以上が含有されていても良い。

【００５１】請求項５に記載の発明（以下、「第５発
明」と記す）による地盤注入用薬液は、下記Ａ液及び下
記Ｂ液から成り、且つ、Ｂ液中の重炭酸塩化合物が０．
５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの機械的エネルギーを付与された
ものであることを特徴とする。 Ａ液：珪酸ナトリウム水溶液 Ｂ液：重炭酸塩化合物を含有する水溶液

【００５２】第５発明による地盤注入用薬液において、
第１発明と同様にＡ液をとして珪酸ナトリウム水溶液が
用いられる。また、Ａ液の使用量についても、第１発明
と同様の量使用するのが好ましい。第５発明による地盤
注入用薬液において、Ｂ液として重炭酸塩化合物の水溶
液が用いられ、且つ、該Ｂ液中に含有される重炭酸塩化
合物は０．５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの機械的エネルギーを
付与されたものであることが必要である。

【００５３】上記機械的エネルギーが０．５ｋＷｈ／ｋ
ｇ未満であったり、３０ｋＷｈ／ｋｇを超えると第１発
明と同様の問題が発生する。尚、ここで言う機械的エネ
ルギーとは、第１発明と同様にして求めた重炭酸塩化合
物に与えられた電気量を意味する。

【００５４】第５発明による地盤注入用薬液において、
０．５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの機械的エネルギーを付与し
て重炭酸塩化合物を微粉砕化する時に、第１発明で例示
した粉砕助剤を使用することが好ましい。第５発明にお
いて用いられるＢ液中に含有される重炭酸塩化合物は、
特に限定されるものではないが、例えば、重炭酸ナトリ
ウム若しくは重炭酸カリウムがあげられ、これらの１種
若しくは混合物が好適に用いられる。

【００５５】請求項６に記載の発明（以下、「第６発
明」と記す）による地盤への薬液注入工法は、上記第１
発明〜第５発明のいずれかによる地盤注入用薬液を地盤
に注入することを特徴とする。

【００５６】第６発明による地盤への薬液注入工法は、
上記第１発明〜第５発明のいずれかによる地盤注入用薬
液のＡ液及びＢ液を混合して地盤に注入することにより
行われる。

【００５７】上記地盤注入用薬液のＡ液及びＢ液の混合
方法及び地盤への注入方法は、特別なものではなく、例
えば、予め別個の混合溶解槽でそれぞれ調整されたＡ液
及びＢ液を同時に二重管（ロッド）に供給し、ポンプで
圧送することによって、二重管の先端部でＡ液とＢ液を
合流させ混合しながら、対象とする地盤に注入する二重
管注入法等によって行えば良い。

【００５８】第１発明〜第４発明による地盤注入用薬液
のＢ液中には、本発明の課題達成を阻害しない範囲で必
要に応じて、Ｂ液の安定性を高めるために、例えば、酒
石酸、クエン酸、酒石酸カリウム、酒石酸ナトリウム、
クエン酸カリウム、クエン酸ナトリウム等のようなオキ
シカルボン酸若しくはそのアルカリ金属塩やリグニンス
ルホン酸ナトリウムのような界面活性剤等の１種若しく
は２種以上が安定剤として含有されていても良い。

【００５９】又、同じく上記Ｂ液中には、本発明の課題
達成を阻害しない範囲で必要に応じて、例えば、ベント
ナイトのような粘土鉱物、施工現場で採取した掘削土、
土砂等の１種若しくは２種以上が増量剤として含有され
ていても良い。

【００６０】さらに、第１発明〜第４発明による地盤注
入用薬液のＡ液若しくはＢ液中には、本発明の課題達成
を阻害しない範囲で必要に応じて、例えば、上述した各
成分以外の安定剤、界面活性剤、浸透剤、湿潤剤、消泡
剤等の各種添加剤の１種若しくは２種以上が含有されて
いても良い。 （作用）第１発明〜第４発明による地盤注入用薬液は、
珪酸ナトリウム水溶液（Ａ液）の硬化剤（Ｂ液）とし
て、特定の範囲の機械的エネルギーを付与して微粉砕化
したセメント（第１発明）、セメント及び／又は硫酸カ
ルシウム（第２発明）、セメント、硫酸カルシウム及び
カルシウム化合物の内の少なくとも一つ（第３発明）、
セメント、硫酸カルシウム及びカルシウム化合物、なら
びに硼酸又は／又は硼酸塩化合物の内の少なくとも一つ
（第４発明）を含有する水懸濁液を使用するので、ゲル
タイムを常温で２０秒以下に任意に調整することが出来
ると共に、地盤に対する優れた浸透性と高いホモゲル強
度を発揮し、地盤に対する優れた強化機能や止水機能等
を有する。

【００６１】また、第５発明による地盤注入用薬液は、
珪酸ナトリウム水溶液（Ａ液）の硬化剤（Ｂ液）とし
て、特定の範囲の機械的エネルギーを付与して微粉砕化
した重炭酸塩化合物（第５発明）の水溶液を使用するの
で、硬化時間を１０数秒〜数分の間の範囲になるように
重炭酸塩化合物の混合量を調整しても、離漿水の生成を
抑えることができ、地盤の止水性も高く地盤の崩落や亀
裂のない安全な地盤が得られる。

【００６２】さらに、第６発明の薬液注入工法によれ
ば、上記第１発明〜第５発明のいずれかによる地盤注入
用薬液を用いるので、優れた強度や止水性等を有する強
化地盤を短時間のうちに容易に得ることが出来る。

【００６３】

【発明の実施の形態】本発明をさらに詳しく説明するた
め以下に実施例を挙げるが、本発明はこれら実施例に限
定されるものではない。

【００６４】（実施例１）

【００６５】（１）地盤注入用薬液の調製 （ａ）Ａ液の調製 ＪＩＳ Ｋ−１４０８に規定されている３号珪酸ナトリ
ウム５０ｍｌを水５０ｍｌに溶解させて、Ａ液１００ｍ
ｌを得た。

【００６６】（ｂ）Ｂ液の調製 ウルトラファインミル（型式「ＡＴ−２０」、三菱重工
業社製）を用いて、以下の条件で、普通ポルトランドセ
メント（秩父小野田セメント社製、以下、単に「セメン
ト」と記す）に２ｋＷｈ／ｋｇの機械的エネルギーを付
与し、微粉砕化した。 〔機械的エネルギー付与条件〕 ボール媒体：ジルコニアボール（１０ｍｍφ） ジルコニアボールの投入量：５２０ｋｇ セメントの投入量：２０ｋｇ 粉砕助剤：トリエタノールアミン２５重量％とエタノー
ル７５重量％との混合液 粉砕助剤の投入量：１００ｇ 又、セメントに付与した機械的エネルギーは次式により
算出した。尚、付与する機械的エネルギーは平均エネル
ギー密度（１時間当たりの平均エネルギーであり、次式
により算出されるセメントに付与した機械的エネルギー
を処理時間で割った値）が約０．５ｋＷｈ／ｋｇとなる
ような運転条件で運転時間を変化させることにより調節
した。 〔機械的エネルギーの算出式〕

【００６７】

【数１】

【００６８】 ここに、ＭＥ ：セメントに付与した機械的エネルギー ＥＶ1 ：実際の運転で消費した全電力量 ＥＶ0 ：空運転で消費した全電力量 ＣＷ ：セメントの処理量

【００６９】上記で得られた２ｋＷｈ／ｋｇの機械的エ
ネルギーを付与されたセメント４０ｇを水８７ｍｌに懸
濁させて、Ｂ液１００ｍｌを得た。

【００７０】（２）評価 上記で得られた地盤注入用薬液の性能（ゲルタイム、ホ
モゲルの一軸圧縮強度）を以下の方法で評価した。その
結果は表１に示すとおりであった。尚、評価は、特に記
載の無い限り、２０℃、６５％ＲＨの雰囲気下で行っ
た。

【００７１】ゲルタイム 上記で得られた地盤注入用薬液のＡ液及びＢ液の液温を
それぞれ２０℃に調整した後、両液を混合してカップ倒
立法により、２０℃におけるゲルタイム（分、秒）を測
定した。

【００７２】ホモゲルの一軸圧縮強度 上記で得られた地盤注入用薬液のＡ液及びＢ液の液温を
それぞれ２０℃に調整した後、両液を混合して内径５１
ｍｍ、高さ１０５ｍｍの硬質塩化ビニル製型枠に充填
し、ポリエチレンの袋に密閉包装した状態で、２０℃で
２４時間養生してホモゲル供試体を作成した後、ＪＩＳ
Ａ−１２１６「土の一軸圧縮試験方法」に準拠して、
ホモゲル供試体の２０℃における一軸圧縮強度（ｋｇｆ
／ｃｍ² ）を測定した。

【００７３】（実施例２〜５）地盤注入用薬液のＢ液の
調製において、表１に示すような機械的エネルギーを付
与したセメントを用いたこと以外は実施例１と同様にし
て、４種類の地盤注入用薬液を得た。

【００７４】（比較例１〜５）地盤注入用薬液のＢ液の
調製において、機械的エネルギーを付与しなかったセメ
ントを用い、Ｂ液の配合組成を表１に示す組成としたこ
と以外は実施例１と同様にして、５種類の地盤注入用薬
液を得た。

【００７５】（比較例６）地盤注入用薬液のＢ液の調製
において、表１に示すように０．２ｋＷｈ／ｋｇの機械
的エネルギーを付与したセメントを用いたこと以外は実
施例１と同様にして、地盤注入用薬液を得た。

【００７６】実施例２〜５、及び、比較例１〜６で得ら
れた１０種類の地盤注入用薬液の性能を実施例１の場合
と同様の方法で評価した。その結果は表１に示すとおり
であった。

【００７７】

【表１】

【００７８】表１から明らかなように、第１発明による
実施例１〜５の地盤注入用薬液は、いずれもゲルタイム
が２０秒以下と速く、ホモゲルの一軸圧縮強度も高かっ
た。しかもセメントに付与する機械的エネルギーを０．
５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの範囲内で適宜設定することによ
り、ゲルタイムを２０秒以下で任意に調整出来た。

【００７９】これに対し、機械的エネルギーを付与しな
かったセメントを用いた比較例１〜５の地盤注入用薬
液、及び、０．５ｋＷｈ／ｋｇ未満の機械的エネルギー
しか付与しなかったセメントを用いた比較例６の地盤注
入用薬液は、いずれもゲルタイムが３０秒以上と遅く、
ホモゲルの一軸圧縮強度も低かった。

【００８０】（実施例６）地盤注入用薬液のＢ液の調製
において、ウルトラファインミル「ＡＴ−２０」を用い
て、実施例１の場合と同様の付与条件で、硫酸カルシウ
ム（半水石膏、和純薬工業社製）に４ｋＷｈ／ｋｇの機
械的エネルギーを付与し、微粉砕化した。尚、硫酸カル
シウムの投入量は２０ｋｇで行い、機械的エネルギーの
算出は実施例１の場合と同様の算出式で行った。

【００８１】普通ポルトランドセメント（秩父小野田セ
メント社製）４０ｇ及び上記で得られた４ｋＷｈ／ｋｇ
の機械的エネルギーを付与された硫酸カルシウム（半水
石膏）８ｇを水８４ｍｌに懸濁させて、Ｂ液１００ｍｌ
を得た。尚、地盤注入用薬液のＡ液としては実施例１で
調製したＡ液を用いた。

【００８２】（実施例７〜１１）地盤注入用薬液のＢ液
の調製において、表２に示すような機械的エネルギーを
付与した硫酸カルシウム（半水石膏）を用い、Ｂ液の配
合組成を表２に示す組成としたこと以外は実施例６と同
様にして、５種類の地盤注入用薬液を得た。

【００８３】（比較例７〜９）地盤注入用薬液のＢ液の
調製において、機械的エネルギーを付与しなかったセメ
ント及び硫酸カルシウム（半水石膏）を用い、Ｂ液の配
合組成を表２に示す組成としたこと以外は実施例６と同
様にして、３種類の地盤注入用薬液を得た。

【００８４】（比較例１０）地盤注入用薬液のＢ液の調
製において、表２に示すように０．２ｋＷｈ／ｋｇの機
械的エネルギーを付与した硫酸カルシウム（半水石膏）
を用いたこと以外は実施例６と同様にして、地盤注入用
薬液を得た。

【００８５】実施例６〜１１、及び比較例７〜１０で得
られた１０種類の地盤注入用薬液の性能を実施例１の場
合と同様の方法で評価した。その結果は表２に示すとお
りであった。

【００８６】

【表２】

【００８７】表２から明らかなように、第２発明による
実施例６〜１１の地盤注入用薬液は、いずれもゲルタイ
ムが１２秒以下と速く、ホモゲルの一軸圧縮強度も高か
った。しかも硫酸カルシウム（半水石膏）に付与する機
械的エネルギーを０．５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの範囲内で
適宜設定することにより、ゲルタイムを１２秒以下で任
意に調整出来た。

【００８８】これに対し、機械的エネルギーを付与しな
かったセメント及び硫酸カルシウム（半水石膏）を用い
た比較例７〜９の地盤注入用薬液は、いずれもゲルタイ
ムが２６秒以上と遅く、ホモゲルの一軸圧縮強度も低か
った。

【００８９】又、０．５ｋＷｈ／ｋｇ未満の機械的エネ
ルギーしか付与しなかった硫酸カルシウム（半水石膏）
を用いた比較例１０の地盤注入用薬液は、ゲルタイムは
良好であったもののホモゲルの一軸圧縮強度が低かっ
た。

【００９０】（実施例１２）地盤注入用薬液のＢ液の調
製において、ウルトラファインミル「ＡＴ−２０」を用
いて、実施例１の場合と同様の付与条件で、カルシウム
化合物としての消石灰（和光純薬工業社製）に４ｋＷｈ
／ｋｇの機械的エネルギーを付与し、微粉砕化した。
尚、消石灰の投入量は２０ｋｇで行い、機械的エネルギ
ーの算出は実施例１の場合と同様の算出式で行った。

【００９１】普通ポルトランドセメント（秩父小野田セ
メント社製）４０ｇ、硫酸カルシウム（半水石膏、和光
純薬工業社製）８ｇ及び上記で得られた４ｋＷｈ／ｋｇ
の機械的エネルギーを付与された消石灰８ｇを水８０ｍ
ｌに懸濁させて、Ｂ液１００ｍｌを得た。尚、地盤注入
用薬液のＡ液としては実施例１で調製したＡ液を用い
た。

【００９２】（実施例１３〜１６）地盤注入用薬液のＢ
液の調製において、表３に示すような機械的エネルギー
を付与した消石灰を用い、Ｂ液の配合組成を表３に示す
組成としたこと以外は実施例１２と同様にして、４種類
の地盤注入用薬液を得た。

【００９３】（比較例１１〜１３）地盤注入用薬液のＢ
液の調製において、機械的エネルギーを付与しなかった
セメント、硫酸カルシウム及び消石灰を用い、Ｂ液の配
合組成を表３に示す組成としたこと以外は実施例１２と
同様にして、３種類の地盤注入用薬液を得た。

【００９４】（比較例１４）地盤注入用薬液のＢ液の調
製において、表３に示すように０．２ｋＷｈ／ｋｇの機
械的エネルギーを付与した消石灰を用いたこと以外は実
施例１２と同様にして、地盤注入用薬液を得た。

【００９５】実施例１２〜１６、及び、比較例１１〜１
４で得られた９種類の地盤注入用薬液の性能を実施例１
の場合と同様の方法で評価した。その結果は表３に示す
とおりであった。

【００９６】

【表３】

【００９７】表３から明らかなように、第３発明による
実施例１２〜１６の地盤注入用薬液は、いずれもゲルタ
イムが１４秒以下と速く、ホモゲルの一軸圧縮強度も高
かった。しかも消石灰に付与する機械的エネルギーを
０．５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの範囲内で適宜設定すること
により、ゲルタイムを１４秒以下で任意に調整出来た。

【００９８】これに対し、機械的エネルギーを付与しな
かったセメント、硫酸カルシウム及び消石灰を用いた比
較例１１〜１３の地盤注入用薬液は、いずれもゲルタイ
ムが２２秒以上と遅く、ホモゲルの一軸圧縮強度も低か
った。

【００９９】又、０．５ｋＷｈ／ｋｇ未満の機械的エネ
ルギーしか付与しなかった消石灰を用いた比較例１４の
地盤注入用薬液は、ゲルタイムが遅く、ホモゲルの一軸
圧縮強度も低かった。

【０１００】（実施例１７）地盤注入用薬液のＢ液の調
製において、ウルトラファインミル「ＡＴ−２０」を用
いて、実施例１の場合と同様の付与条件で、硼酸に４ｋ
Ｗｈ／ｋｇの機械的エネルギーを付与し、微粉砕化し
た。尚、硼酸の投入量は２０ｋｇで行い、機械的エネル
ギーの算出は実施例１の場合と同様の算出式で行った。

【０１０１】普通ポルトランドセメント（秩父小野田セ
メント社製）４０ｇ、硫酸カルシウム（半水石膏、和光
純薬工業社製）８ｇ、消石灰８ｇ及び上記で得られた４
ｋＷｈ／ｋｇの機械的エネルギーを付与された硼酸１ｇ
を水８０ｍｌに懸濁させて、Ｂ液１００ｍｌを得た。
尚、地盤注入用薬液のＡ液としては実施例１で調製した
Ａ液を用いた。

【０１０２】（実施例１８〜２０）地盤注入用薬液のＢ
液の調製において、表４に示すような機械的エネルギー
を付与した硼酸を用い、Ｂ液の配合組成を表４に示す組
成としたこと以外は実施例１７と同様にして、４種類の
地盤注入用薬液を得た。

【０１０３】（比較例１５〜１７）地盤注入用薬液のＢ
液の調製において、機械的エネルギーを付与しなかった
硼酸を用い、Ｂ液の配合組成を表４に示す組成としたこ
と以外は実施例１７と同様にして、３種類の地盤注入用
薬液を得た。

【０１０４】（比較例１８）地盤注入用薬液のＢ液の調
製において、表４に示すように０．２ｋＷｈ／ｋｇの機
械的エネルギーを付与した硼酸を用いたこと以外は実施
例１７と同様にして、地盤注入用薬液を得た。

【０１０５】実施例１７〜２１、及び、比較例１５〜１
８で得られた８種類の地盤注入用薬液の性能を実施例１
の場合と同様の方法で評価した。その結果は表４に示す
とおりであった。

【０１０６】

【表４】

【０１０７】表４から明らかなように、第４発明による
実施例１７〜２１の地盤注入用薬液は、いずれもゲルタ
イムが１２秒以下と速く、ホモゲルの一軸圧縮強度も高
かった。しかも硼酸に付与する機械的エネルギーを０．
５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの範囲内で適宜設定することによ
り、ゲルタイムを１２秒以下で任意に調整出来た。

【０１０８】これに対し、機械的エネルギーを付与しな
かった硼酸を用いた比較例１５〜１７の地盤注入用薬液
は、いずれもゲルタイムが２０秒以上と遅く、ホモゲル
の一軸圧縮強度も低かった。

【０１０９】又、０．２ｋＷｈ／ｋｇ未満の機械的エネ
ルギーしか付与しなかった硼酸を用いた比較例１８の地
盤注入用薬液は、ゲルタイムが遅く、ホモゲルの一軸圧
縮強度も低かった。

【０１１０】（実施例２２）地盤注入用薬液のＢ液の調
製において、ウルトラファインミル「ＡＴ−２０」を用
いて、実施例１の場合と同様の付与条件で、重炭酸カリ
ウム（和光純薬工業社製）に２．０ｋＷｈ／ｋｇの機械
的エネルギーを付与し、微粉砕化した。尚、重炭酸カリ
ウムの投入量は２０ｋｇで行い、機械的エネルギーの算
出は実施例１の場合と同様の算出式で行った。

【０１１１】上記で得られた２ｋＷｈ／ｋｇの機械的エ
ネルギーを付与された重炭酸カリウム１４ｇを水１９６
ｍｌに溶解させて、Ｂ液２００ｍｌを得た。尚、地盤注
入用薬液のＡ液としては実施例１で調製したＡ液を用い
た。

【０１１２】（実施例２３〜２６）地盤注入用薬液のＢ
液の調製において、表５に示すような機械的エネルギー
を付与した重炭酸塩化合物を用い、Ｂ液の配合組成を表
５に示す組成としたこと以外は実施例２２と同様にし
て、４種類の地盤注入用薬液を得た。

【０１１３】（比較例１８〜２０）地盤注入用薬液のＢ
液の調製において、機械的エネルギーを付与しなかった
重炭酸塩化合物を用い、Ｂ液の配合組成を表６に示す組
成としたこと以外は実施例２２と同様にして、３種類の
地盤注入用薬液を得た。

【０１１４】（比較例２１）地盤注入用薬液のＢ液の調
製において、表６に示すように０．２ｋＷｈ／ｋｇの機
械的エネルギーを付与した重炭酸塩化合物を用いたこと
以外は実施例２２と同様にして、地盤注入用薬液を得
た。

【０１１５】（比較例２２）地盤注入用薬液のＢ液の調
製において、表６に示すように０．４ｋＷｈ／ｋｇの機
械的エネルギーを付与した重炭酸塩化合物を用いたこと
以外は実施例２２と同様にして、地盤注入用薬液を得
た。

【０１１６】（地盤注入用薬液の評価）実施例２２〜２
６、及び、比較例１８〜２２で得られた１０種類の地盤
注入用薬液のゲルタイム及びホモゲルの一軸圧縮強度を
実施例１の場合と同様の方法で評価した。

【０１１７】離漿水の生成率の測定 Ａ液とＢ液との混合液に対する離漿水の容積比を測定
し、容積比の百分率を離漿水の生成率とした。

【０１１８】実施例２２〜２６及び比較例１８〜２２に
よる地盤注入用薬液の性能を表５及び表６に示した。

【０１１９】

【表５】

【０１２０】

【表６】

【０１２１】表５及び表６から明らかなように、第５発
明による実施例２２〜２６の地盤注入用薬液は、いずれ
もゲルタイムが５５秒以下と速く、従来の重炭酸塩を用
いた地盤注入用薬液に比べてホモゲルの一軸圧縮強度も
高かった。しかも重炭酸塩化合物に付与する機械的エネ
ルギーを０．５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの範囲内で適宜設定
することにより、ゲルタイムを５５秒以下で任意に調整
出来た。

【０１２２】これに対し、機械的エネルギーを付与しな
かった重炭酸塩化合物を用いた比較例１８〜２２の地盤
注入用薬液は、いずれもゲルタイムが１分２秒以上と遅
く、ホモゲルの一軸圧縮強度も低かった。

【０１２３】又、０．４ｋＷｈ／ｋｇ未満の機械的エネ
ルギーしか付与しなかった重炭酸塩化合物を用いた比較
例２１の地盤注入用薬液は、ゲルタイムが遅く、ホモゲ
ルの一軸圧縮強度も低かった。さらに、第５発明による
実施例２２〜２６の地盤注入用薬液は、いずれも離漿水
の生成率が低かった。これに対し、機械的エネルギーし
か付与しなかった重炭酸塩化合物を用いた比較例は、い
ずれも離漿水の生成率が大きかった。

【０１２４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明による地盤注
入用薬液は、ゲルタイムを常温で２０秒以下に任意に調
整することが出来ると共に、地盤に対する優れた浸透性
と高いホモゲル強度を発揮するので、地盤強化用として
作業性良く好適に用いられる。又、本発明による地盤へ
の薬液注入工法によれば、上記地盤注入用薬液を用いる
ので、強度や止水性等に優れる地盤を容易に得ることが
出来る。加えて、請求項５に記載の発明による地盤注入
用薬液は、硬化時間を１０数秒〜数分の間の範囲になる
ように重炭酸塩化合物の混合量を調整しても、離漿水の
生成を抑えることができるので、地盤の止水性も高く地
盤の崩落や亀裂のない安全な地盤にすることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｅ０２Ｄ 3/12 １０１ Ｅ０２Ｄ 3/12 １０１ //(Ｃ０４Ｂ 28/26 22:14） Ｃ０９Ｋ 103:00

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記Ａ液及び下記Ｂ液から成り、且つ、
   Ｂ液中のセメントが０．５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの機械的
   エネルギーを付与されたものであることを特徴とする地
   盤注入用薬液。 Ａ液：珪酸ナトリウム水溶液 Ｂ液：セメントを含有する水懸濁液
2. 【請求項２】 下記Ａ液及び下記Ｂ液から成り、且つ、
   Ｂ液中のセメント及び／又は硫酸カルシウムが０．５〜
   ３０ｋＷｈ／ｋｇの機械的エネルギーを付与されたもの
   であることを特徴とする地盤注入用薬液。 Ａ液：珪酸ナトリウム水溶液 Ｂ液：セメント及び硫酸カルシウムを含有する水懸濁液
3. 【請求項３】 下記Ａ液及び下記Ｂ液から成り、且つ、
   Ｂ液中のセメント、硫酸カルシウム及びカルシウム化合
   物の内の少なくとも一つが０．５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの
   機械的エネルギーを付与されたものであることを特徴と
   する地盤注入用薬液。 Ａ液：珪酸ナトリウム水溶液 Ｂ液：セメント、硫酸カルシウム及びカルシウム化合物
   を含有する水懸濁液
4. 【請求項４】 下記Ａ液及び下記Ｂ液から成り、且つ、
   Ｂ液中のセメント、硫酸カルシウム、カルシウム化合
   物、硼酸及び硼酸塩化合物の内の少なくとも一つが０．
   ５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの機械的エネルギーを付与された
   ものであることを特徴とする地盤注入用薬液。 Ａ液：珪酸ナトリウム水溶液 Ｂ液：セメント、硫酸カルシウム及びカルシウム化合物
   を含有し、かつ硼酸及び／又は硼酸塩化合物を含有する
   水懸濁液
5. 【請求項５】 下記Ａ液及び下記Ｂ液から成り、且つ、
   Ｂ液中の重炭酸塩化合物が０．５〜３０ｋＷｈ／ｋｇの
   機械的エネルギーを付与されたものであることを特徴と
   する地盤注入用薬液。 Ａ液：珪酸ナトリウム水溶液 Ｂ液：重炭酸塩化合物を含有する水溶液
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の地盤注
   入用薬液を地盤に注入することを特徴とする地盤への薬
   液注入工法。