JPH11293244A - 地盤固結改良剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 腐葉土を含む砂の堆積とその化学変化に起因
すると言われるフミン酸で代表されるフミン質有機酸及
び／または陽イオン吸着交換能を有する粘土鉱物を多く
含む細砂地盤や礫質地盤に対し、液状化防止、滑り破壊
防止、不同沈下防止等の地盤改良目的で混合され、恒久
的な地盤固結作用機能を発揮すると同時に、時間固結信
頼性とを兼備した地盤固結改良剤を提供する事。ならび
にその地盤固結改良剤を用いた地盤改良方法を提供する
事。 【解決手段】 微粒子状の水砕スラグの３０〜８７重量
％と、微粒子状の消石灰及び／または微粒子状の生石灰
の２〜５０重量％および重硫酸塩、硫酸アルカリ金属
塩、亜硫酸塩、重亜硫酸塩、過硫酸塩、硫酸マグネシウ
ム、硫酸アルミニウム、チオ硫酸塩、みょうばん等から
選ばれた１種または２種以上からなる水溶性硫酸塩の３
〜２０重量％とを含有してなる地盤固結改良剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフミン酸で代表され
るフミン質有機酸や陽イオン吸着交換能を有する粘土鉱
物のいずれかを比較的多く含み、かつ地震の際に液状化
災害、滑り破壊災害、不同沈下災害等の発生が予想され
る細砂地盤及び／または礫質地盤を、確実かつ恒久的に
固結強化安定化する事でその発生防止対策が可能な、微
細な水砕スラグと微粒子状の消石灰及び／または微粒子
状の生石灰と特定された水溶性硫酸塩と、必要に応じて
更に有機高分子系の分散助剤とを含有してなる懸地盤固
結改良剤に関する。またその地盤固結改良剤を用いた地
盤改良工法ならびに連続地中杭または連続地中壁の構築
方法に関する。

【０００２】より詳しくは、フミン酸で代表されるフミ
ン質有機酸や陽イオン吸着交換能を有する粘土鉱物のい
ずれかを比較的多く含有してなり、かつ地震発生の際
に、液状化、滑り破壊、不同沈下等に起因する重大災害
が予想される細砂地盤及び／または礫質地盤等を主な対
象地盤とし、液状化防止、滑り破壊防止、不同沈下防止
等の地盤改良目的で注入され、その現場１次分散安定性
が優れかつ１〜１０日と長い液ライフを持つ一方、短時
間固結性とが同時に発揮される耐久性に優れた地盤固結
改良剤に関する。

【０００３】またさらには、その地盤固結改良剤を現場
で水に懸濁させ地盤中に投入されて後水和硬化させる方
法、または地盤中の地下水で懸濁させると同時に水和硬
化開始させる方法に関する。

【０００４】またその懸濁型グラウト剤を用いた地盤改
良工法、またさらにその懸濁型グラウト剤を用いた連続
地中杭または連続地中壁の構築方法等に関する。

【０００５】

【従来の技術】本発明においてフミン酸とは、若い地層
の堆積物に多く含まれている事が良く知られており、そ
の平均分子量は数百〜数万と言われ、詳細な分子構造は
いまだに明らかになっていないが、タンパク質の分解生
成物、また更に炭水化物などとの縮合反応によって生成
された有機高分子化合物と言われている物である。

【０００６】細砂地盤中の該フミン質有機酸の含有濃度
を簡便的に知るには、０．５〜１Ｎ（Ｎ：規定）の水酸
化ナトリウム溶液を用い、加熱下に１時間程度抽出する
処理方法で抽出し、砂を除いた該抽出母液をフェノール
フタレン指示薬の存在下に０．５〜１Ｎ塩酸で逆滴定す
る事で細砂中に含有するフミン質有機酸の絶対量を求め
る事ができる。完全に中和された該抽出母液からは茶褐
色の物質が沈殿析出することがあるが、この沈殿物がフ
ミン酸のＮａ塩であると広く認識されている。

【０００７】固結体が比較的高強度となる地盤固結改良
剤としては、セメントを主成分とする地盤固結改良剤が
すでに公知であり、例えば特開平１−１３３９６５号公
報等に代表される。しかし、フミン質有機酸及び／また
は陽イオン吸着交換能を有する粘土鉱物を多く含んだ地
盤では著しく硬化阻害を受け、そのままでは固結信頼性
を欠く課題がある。

【０００８】ところで、フミン質有機酸による硬化阻害
を受けないとされる土壌固化剤として提案されているも
のに、例えば特開昭５４−１１３９１０号公報や特公平
０６−７８５２４号公報がある。まず、特開昭５４−１
１３９１０号公報によれば、高炉水砕スラグで代表され
る鉱砕スラグの２０〜９５重量部と、生石灰、か焼ドロ
マイト、消石灰及び消化ドロマイトの内の少なくとも１
種の５〜８０重量部及び２水石膏、半水石膏、無水石膏
の１種または２種以上の５〜３０重量部からなる粉体組
成物を土壌固化剤とし、その土壌固化剤を有機質軟弱地
盤上に散布またはスラリー状にして注入する事で地盤が
硬化出来る事が記載されている。また特公平０６−７８
５２４号公報によれば、４ＣａＯ・３Ａｌ₂Ｏ₃・ＳＯ₃
と１１ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃・ＣａＸ₂（Ｘはハロゲ
ン）、ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃、１２ＣａＯ・７Ａｌ₂Ｏ₃の１
種とが共存するカルシウム・アルミネートを主成分に半
水石膏や無水石膏等で代表される水硬性の無機硫酸塩を
添加混合してなる組成物が高有機質土壌固化剤として好
ましく使用出来るとしている。

【０００９】両提案技術共にその粉体組成物の基本的な
固結反応は、土壌中の有機成分に影響されることなく、
水と合うと速やかにエトリンガイトを形成して固結する
としており、水に懸濁されると直ちに増粘またはゲル化
する事を意味している。しかるに該土壌固化剤は基本的
に水に懸濁させた状態で２４時間以上安定に取り扱う事
は困難である課題がある。すなわち、現場管理が複雑で
高湿度な現場取り扱いに向いていない課題があった。

【００１０】また近年に於いては懸濁型の地盤固結剤と
して高強度固結性を発現するとされる公知技術として
は、高炉水砕スラグ、転炉水砕スラグ等の潜在水硬性の
性質を示すスラグ粉末を主剤としたいわゆるスラグ系地
盤固結改良剤が数多く提案されており、例えば特開平６
−２１９７９６号公報、特開平６−２２８５５８号公
報、特開平７−１１９１３８号公報等に代表される。こ
れらの開示技術ではスラグ粉末の潜在水硬性を顕在化さ
せる為のアルカリ刺激剤として、例えばアルカリ水ガラ
ス溶液やアルミン酸ソーダや水酸化ナトリウム等を例示
している。しかしそれらのアルカリ刺激剤を添加してな
る既知のスラグ系懸濁型グラウト剤のおおくは、地盤改
良硬化速度や固結強度を高めようとすればするほどその
系自体のゲルタイムは短くなる傾向にあり、１液化して
も数十時間以上と長い液ライフを持つ急速固結型のスラ
グ懸濁型グラウト剤は得られない課題がある。

【００１１】また既知のスラグ系懸濁型グラウト剤の多
くは、実際の細砂地盤と混和されると、地盤中にあるフ
ミン質有機酸成分がアルカリ刺激剤によって中和かつ水
溶化されて溶脱する為、スラグ粒子への硬性阻害が顕著
に表れ、結果として地盤の高強度固結化が未達となる重
大な課題を内在している。また同様に、陽イオン吸着交
換能を有する粘土鉱物に起因するスラグ粒子の水和硬性
阻害、具体的には珪酸カルシウム水和結晶またはカルシ
ウムアルミネート水和結晶等で代表される水和物結晶群
の生成反応に必須なカルシウム陽イオンやアルミニウム
陽イオンが粘土鉱物によって吸着消費される為にスラグ
粒子の水和硬化反応が顕著に阻害され、結果として地盤
の高強度固結化が未達となる重大な課題を内在してい
る。

【００１２】特に河川域周辺の細砂地盤は腐葉土または
フミン質有機酸や陽イオン吸着交換能の強い粘土成分を
比較的多く含む地盤と言われる。その為、すでに公知の
セメント系地盤固結改良剤やスラグ系地盤固結改良剤の
いずれかを使用した地盤改良現場に於いては、予想以上
に著しい硬化阻害現象を受け、しばしば固化が全く観察
されかったり、目標固結強度に達しない等の数多くの問
題を抱えている実態にある。すなわち実際の砂質土地盤
ではその固結信頼性がまだ極めて不十分な実態にある。

【００１３】特に、水ガラス−スラグ系地盤固結改良剤
や水酸化ナトリウム−スラグ系地盤固結改良剤等の公知
のスラグ系地盤固結改良剤では、砂質土地盤中で著しい
硬化阻害を受けると必然的に地下水の流入と共に環境負
荷が大きいと懸念されるアルカリ刺激剤が広範囲に溶脱
し所定領域外へ広く拡散または流出する事となる。すな
わち、フミン質有機酸や陽イオン吸着交換能の強い粘土
成分を比較的多く含む実地盤の固結剤として使用される
と環境負荷の問題ならびに強度発現不良が助長されるこ
とが大きな問題となる。

【００１４】地盤固結改良剤の抱えている課題のうち、
急激な増粘を抑制して地盤との一体混和性を向上される
為に取り得る手段としては、水／スラグ比または水／セ
メント比を出来るだけ大きくする事が挙げられるが、該
方法では新たな課題としてブリージング発生率が極めて
高くなってしまう課題や強度低下が避けられない課題等
を併発する。

【００１５】以上の様に、すでに公知の地盤固結改良剤
に於いては実地盤に好ましく採用出来、フミン質有機酸
や陽イオン吸着交換能の強い粘土成分を比較的多く含む
細砂地盤及び／または礫質地盤等を短時間内に確実に高
強度かつ恒久的に固結する事ができる高度な硬化機能
と、また更に、１液化状態で２４時間以上安定に取り扱
え、注入作業中は著しい増粘が見られない高速固結改良
機能とを併せ持つ地盤固結改良剤が見当たらない。

【００１６】ところで、平成７年１月に発生した阪神淡
路大震災の災害は、軟弱地盤上に構築されていた重要構
造物に多大な被害が集中した事実から、その復旧工事方
法や、不安定地盤上のすべての重要構造物に対する安全
性確保の方法、恒久的な耐地震性強化方法等の課題をも
提起したと言える。

【００１７】特に前記した事に鑑みて、主要な都市部の
液状化が予想される地盤上に構築され、または構築しよ
うとしている重要構造物の耐震安全性確保が緊急かつ強
く求められており、安全に取扱え、かつ現場での注入信
頼性や硬化信頼性に富んだ新規な地盤固結改良剤を市場
に早期に提供する事の必要性が高まっている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明は前記し
た社会的要請に鑑み、フミン酸で代表されるフミン質有
機酸及び／または陽イオン吸着交換能の強い粘土鉱物を
比較的多く含む固結させずらい細砂地盤及び／または礫
質地盤を主な対象地盤とし、その液状化防止、滑り破壊
防止、不同沈下防止目的の為の地盤改良に際し、現場で
の１次分散安定性と高速固結性能に特に優れ、かつまた
フミン質有機酸塩の溶脱による硬化阻害要因ならびに多
価金属陽イオン吸着による硬化阻害要因を少なからず受
けても、所定の時間内で確実に高強度に対象地盤を固結
する事が出来、その固結体は恒久的機能を発揮する環境
負荷の小さいスラグ系の地盤固結改良剤を安価に安定的
に提供する事にある。

【００１９】より具体的には、以下の（Ａ）〜（Ｃ）に
示す性質を併せ持つ新たなスラグ系の地盤固結改良剤を
提供する事にある。

【００２０】（Ａ）所定量の水と懸濁すると容易に１次
分散し、その懸濁液は少なくとも調製後２４時間以上そ
れ自体安定であり、いわゆる懸濁液ライフが２４時間以
上と長い地盤固結改良剤。

【００２１】（Ｂ）１ｋｇの改良対象地盤から抽出され
たフミン質有機酸量として、その全量を中和するのに要
した水酸化ナトリウムのミリ当量で表した含有濃度で１
００ミリ当量未満の範囲にある細砂地盤及び／または礫
質地盤、及び／または、１００ｇの改良対象地盤中５０
ミリ当量未満のカルシウム陽イオン吸着交換能を有する
細砂地盤及び／または礫質地盤を、地盤固結改良剤の懸
濁液ライフに何等関係無く、地盤と均一に混和後１〜３
日以内には該地盤の固結強度（サンドゲル１軸圧縮強
度）を５０Ｎ／ｃｍ2以上と急速固結させることが可能
な地盤固結改良剤。

【００２２】（Ｃ）固結体が長期間安定した強度特性を
示す懸濁型グラウト剤。

【００２３】また併せて、液状化防止、滑り防止、不同
沈下防止目的の為の地盤改良目的に、前記した地盤固結
改良剤を用いた、より経済性な地盤改良工法並びに連続
地中杭または連続地中壁の構築方法をそれぞれ提供する
事にある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記課題を克服するため
鋭意検討した結果、微細な水砕スラグと、微細な消石灰
及び／または微細な生石灰と、特定された水溶性硫酸塩
とをそれぞれ含有して成り地盤固結改良剤が前記課題を
解決出来る事を見出し本発明を達成した。

【００２５】すなわち、本発明の懸濁型グラウト剤は、
微粒子状の水砕スラグの３０〜８７重量％と、微粒子状
の消石灰及び／または微粒子状の生石灰の２〜５０重量
％および重硫酸塩、硫酸アルカリ金属塩、亜硫酸塩、重
亜硫酸塩、過硫酸塩、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニ
ウム、チオ硫酸塩、みょうばんからなる群から選ばれた
１種または２種以上の水溶性硫酸塩の３〜２０重量％と
を含有してなる地盤固結改良剤である。好ましくは、更
に有機高分子系の分散助剤を加えてなる系が良い。

【００２６】また本発明の地盤改良方法とは、１ｋｇの
改良対象地盤から抽出されたフミン酸で代表されるフミ
ン質有機酸量として、その全量を中和するのに要した水
酸化ナトリウムのミリ当量で表した含有濃度で１００ミ
リ当量未満の高有機酸含有の細砂地盤及び／または礫質
地盤、及び／または、１００ｇの改良対象地盤中５０ミ
リ当量未満のカルシウム陽イオン吸着交換能を有する細
砂地盤及び／または礫質地盤に対し、本発明の地盤固結
改良剤を懸濁下に混和して固結させる事を特徴とする方
法である。

【００２７】また本発明の連続地中杭または連続地中壁
の構築方法とは、１ｋｇの改良対象地盤から抽出された
フミン酸で代表されるフミン質有機酸量として、その全
量を中和するのに要した水酸化ナトリウムのミリ当量で
表した含有濃度で１００ミリ当量未満の高有機酸含有の
シルト細砂地盤及び／またはシルト礫質地盤、及び／ま
たは、１００ｇの改良対象地盤中５０ミリ当量未満のカ
ルシウム陽イオン吸着交換能を有するシルト細砂地盤及
び／またはシルト礫質地盤に対し、本発明の地盤固結改
良剤を、地中深く下ろされたミキシングロッドの先端部
より吐出または流出させ、同ロッドで該地盤と混和さ
せ、同操作を継続または繰返すことにより、ミキシング
ロッド周辺の土砂と本発明の地盤固結改良剤とを混和し
て固結させる方法である。

【００２８】ところで分子の慣性二乗半径とは、一般的
に、無限希薄水溶液中に於いて１分子が占める自由占有
体積または分子の広がり度合いを表すひとつの指標値で
あり、その数値が大きい程嵩高い占有面積または分子の
広がりが高い事を意味する。また本発明に於いては、そ
の慣性二乗半径の数値は公知の慣性半径測定方法で得た
数値で表されて良く、測定方法によって特に制約は無
い。一般的には慣性半径分子量測定器で容易に求める事
が出来る。

【００２９】すなわち、本発明は次の（１）〜（７）を
提供するものである。

【００３０】（１）微粒子状の水砕スラグの３０〜８７
重量％と、微粒子状の消石灰及び／または微粒子状の生
石灰の２〜５０重量％および重硫酸塩、硫酸アルカリ金
属塩、亜硫酸塩、重亜硫酸塩、過硫酸塩、硫酸マグネシ
ウム、硫酸アルミニウム、チオ硫酸塩、みょうばんから
なる群から選ばれた１種または２種以上からなる水溶性
硫酸塩の３〜２０重量％とを含有してなる地盤固結改良
剤。

【００３１】（２）更に有機高分子系の分散助剤を少量
加えてなる事を特徴とする（１）に記載の地盤固結改良
剤。

【００３２】（３）水溶性硫酸塩が、硫酸アルカリ金属
塩の単独、または、硫酸アルカリ金属塩：過硫酸塩で表
される重量比率で（１：９９）〜（９９：１）の範囲で
併用して成る事を特徴とする（１）または（２）に記載
の地盤固結改良剤。

【００３３】（４）地盤固結改良剤中に水溶性硫酸塩を
５〜２０重量％の範囲で含有させると共に、有機高分子
系の分散助剤がその０．００１〜１重量％水溶液から求
められた慣性二乗半径が２５０〜２，０００オングスト
ロームの範囲にある固体粉末状のセメント用減水剤から
選定された１種または２種以上の０．０５〜２重量％の
範囲で含有させた（１）〜（３）のいずれかに記載の地
盤固結改良剤。

【００３４】（５）水砕スラグが（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ａ
ｌ₂Ｏ₃）／ＳｉＯ₂の重量比で表される塩基度で１．７
〜２．１の範囲にある高炉水砕スラグである事を特徴と
する（１）〜（４）のいずれかに記載の地盤固結改良
剤。

【００３５】（６）地盤固結改良剤を水で懸濁させてな
り、水／水砕スラグの重量比で０．５〜５の範囲、（消
石灰＋生石灰）／水砕スラグの重量比で０．０１〜３の
範囲、分散助剤／（消石灰＋生石灰＋水砕スラグ）の重
量比が０．００５〜０．０２の範囲、水溶性硫酸塩とし
て硫酸ナトリウムの単独を選定しその２〜１０重量％を
含有させてなる１液型懸濁溶液とする事を特徴とする
（１）〜（５）のいずれかに記載の地盤固結改良剤。

【００３６】（７）１ｋｇの改良対象地盤から抽出され
たフミン酸で代表されるフミン質有機酸量として、その
全量を中和するのに要した水酸化ナトリウムのミリ当量
で表した含有濃度で１００ミリ当量未満の高有機酸含有
の細砂地盤及び／または礫質地盤、及び／または、１０
０ｇの改良対象地盤中５０ミリ当量未満のカルシウム陽
イオン吸着交換能を有する細砂地盤及び／または礫質地
盤に対し、（１）〜（６）のいずれかに記載の地盤固結
改良剤を懸濁下に混和して固結させる事を特徴とする地
盤改良方法。

【００３７】（８）１ｋｇの改良対象地盤から抽出され
たフミン酸で代表されるフミン質有機酸量として、その
全量を中和するのに要した水酸化ナトリウムのミリ当量
で表した含有濃度で１００ミリ当量未満の高有機酸含有
のシルト細砂地盤及び／またはシルト礫質地盤、及び／
または、１００ｇの改良対象地盤中５０ミリ当量未満の
カルシウム陽イオン吸着交換能を有するシルト細砂地盤
及び／またはシルト礫質地盤に対し、（１）〜（６）の
いずれかに記載の地盤固結改良剤を、地中深く下ろされ
たミキシングロッドの先端部より吐出または流出させ、
同ロッドで該地盤と混和させ、同操作を継続または繰返
すことにより、ミキシングロッド周辺の土砂と（１）〜
（６）のいずれかに記載の地盤固結改良剤とを混和して
固結させる事を特徴とする連続地中杭または連続地中壁
の構築方法。

【００３８】

【発明の実施の形態】本発明の地盤固結改良剤では、そ
の対象地盤は、１ｋｇの地盤改良対象地盤から抽出され
たフミン酸で代表されるフミン質有機酸量として、その
全量を中和するのに要した水酸化ナトリウムのミリ当量
で表した含有濃度で１００ミリ当量未満の範囲で該有機
酸を含有してなる細砂地盤及び／または礫質地盤がその
主な対象範囲となる。

【００３９】また更には、１００ｇの改良対象地盤中５
０ミリ当量未満のカルシウム陽イオン吸着交換能を有す
る細砂地盤及び／または礫質地盤も好ましい対象範囲で
ある。

【００４０】すなわち、フミン酸で代表されるフミン質
有機酸及び／または陽イオン吸着交換能を有する粘土鉱
物を含有してなる細砂地盤及び／または礫質地盤が対象
範囲として好ましく示され、その他、スラグの硬化阻害
を受けにくい一般的な細砂地盤及び／または礫質地盤で
あっても好ましく包含されるものである。

【００４１】なお、前記した対象地盤範囲によって本発
明の地盤固結改良剤の適用範囲が特に限定される事が無
い事は明白である。

【００４２】また例えば、前記した値よりも高濃度に有
機酸を含有してなる細砂地盤及び／または礫質地盤に於
いては、本発明の地盤固結改良剤を混和させる前に、希
薄な水酸化ナトリウム溶液等で代表される公知のフミン
質有機酸溶脱作用を持つアルカリ希薄溶液を事前に注入
して該有機酸塩を地盤改良対象域外に広く流出拡散・低
濃度化させる方法、またはアルカリ希薄溶液を注入し適
宜くみあげて除去・低濃度化する前処理方法などで、そ
の対象地盤が前記範囲内の性質に改善されてなる改質地
盤は好ましく包含される。

【００４３】また例えば、前記した値よりも高いカルシ
ウム陽イオン吸着交換能力を持つ細砂地盤及び／または
礫質地盤に際し、予め、事前に消石灰飽和溶液や海水な
どを注入させ、地盤の持つ陽イオン吸着交換能力を飽和
・減少せしめる等の前処理を行う事で前記要件を満足す
る改質地盤も好ましく包含するものである。

【００４４】本発明の地盤固結改良剤とは、先に示した
ように基本的に、微粒子状の水砕スラグ（イ）の３０〜
８７重量％と、微粒子状の消石灰（ロ）及び／または微
粒子状の生石灰（ハ）の２〜５０重量％、および重硫酸
塩（α）、硫酸アルカリ金属塩（β）、亜硫酸塩
（γ）、重亜硫酸塩（δ）、過硫酸塩（ε）、硫酸マグ
ネシウム（ζ）、硫酸アルミニウム（η）、チオ硫酸塩
（θ）、みょうばん（ι）からなる群から選ばれた１種
または２種以上の水溶性硫酸塩（ニ）の３〜２０重量％
とを含有してなる地盤固結改良剤−１である。このまし
くは更に有機高分子系の分散助剤（ホ）を加えてなる地
盤固結改良剤−２が良い。

【００４５】好ましくは、地盤固結改良剤−１または地
盤固結改良剤剤−２を水の適量に懸濁してなる地盤固結
改良剤中に水溶性硫酸塩（ニ）を５〜２０重量％の範囲
で含有させると共に、有機高分子系の分散助剤（ホ）が
その０．００１〜１重量％水溶液から求められた慣性二
乗半径が２５０〜２，０００オングストロームの範囲に
ある固体粉末状のセメント用減水剤から選定された１種
または２種以上の０．０５〜２重量％の範囲で含有させ
た地盤固結改良剤−２がより好ましい。

【００４６】また、本発明の地盤固結改良剤−１又は地
盤固結改良剤−２では、水に懸濁させてなる組成物も好
ましく包含され、水／（消石灰＋生石灰＋水砕スラグ）
の重量比が１〜６の範囲となる様に懸濁させた地盤固結
改良剤溶液の態様は特に好ましい。

【００４７】特に好ましくはその（イ）として、粒径加
積曲線上に於ける９５重量％粒子径が５０μｍ以下でか
つ比表面積が０．３５〜３ｍ²／gの範囲にある水砕スラ
グ（ａ）と、その（ロ）として、粒径加積曲線上に於け
る９５重量％粒子径が２５０μｍ以下でかつ比表面積が
０．３〜５０ｍ²／gの範囲にある消石灰（ｂ）と、その
（ホ）として、０．００１〜１重量％と希薄な水溶液か
ら求められた慣性二乗半径が低くとも１５０オングスト
ローム以上と嵩高い有機高分子系の分散助剤（ｃ）と、
水溶性硫酸塩（ニ）として硫酸アルカリ金属塩（β）の
単独または硫酸アルカリ金属塩（β）：過硫酸塩（ε）
で表される重量比で（１：９９）〜（９９：１）の範囲
で含有させ、水砕スラグ（ａ）の３０〜８７重量％と、
微粒子状の消石灰（ｂ）の２〜５０重量％及び、水溶性
硫酸塩（ニ）の５〜２０重量％及び前記分散助剤（ハ）
の０．０５〜２重量％とを含有してなる地盤固結改良剤
−２が特に最も好ましい。

【００４８】以下の記載では地盤固結改良剤−１と地盤
固結改良剤−２を一括総称して単に地盤固結改良剤と呼
ぶ事がある。

【００４９】ところで前記した粒径加積曲線上に於ける
９５重量％粒子径が５０μｍ以下とは、公知の粒度分布
測定によって作成された粒度加積曲線の９５重量％加積
粒子径値（以下の記載では単に９５重量％粒子径と呼
び、記号はｄ95で表わす事がある。）に該当する粒子サ
イズ（μｍ：ミクロン）で表され、一般的に９５重量％
の粒子の全てが５０μｍを下まわる事を意味するもので
ある。

【００５０】また、本発明の地盤固結改良剤は常温で固
体組成物であったり、また水と懸濁させてなる組成物の
いずれかであったり、また一部の成分を固体で取り扱
い、他の必須成分を現場で予め水溶液化した液とを混合
したりして懸濁状態下にある地盤固結改良剤溶液として
取り扱ったり、任意で良い。

【００５１】すなわち、粒子状の水砕スラグ（イ）と、
微粒子状の消石灰（ロ）及び微粒子状の生石灰（ハ）
と、有機高分子系の分散助剤（ニ）と、水溶性硫酸塩
（ホ）とを前記割合に含有しその水懸濁組成物であって
も本発明の地盤固結改良剤として広く包含されるもので
ある。

【００５２】また本発明では粒子サイズやその分布状態
ならびに比表面積等に関する記載値は、光散乱式粒度分
布測定器の使用によるものである。

【００５３】また比表面積値を事前に求める方法として
は、例えばコンクリート協会が推奨する空気を用いたセ
ル通気法やその他窒素や他の不活性ガスを用いたセル通
気法等のいずれかの方法で求める方法が例示出来る。

【００５４】水砕スラグ（イ）の具体例には、例えば高
炉水砕スラグ、転炉水砕スラグ、電炉水砕スラグ、平炉
水砕スラグ等に代表される金属製錬副産物の１種または
２種以上から成るものが挙げられる。

【００５５】その中でもより更に好ましくは、日本工業
規格・ＪＩＳ−Ｒ−５２０２で示された「ポルトランド
セメントの化学分析方法」に準じた測定結果で表され、
ＳｉＯ₂分として３０〜３５重量％、ＣａＯ分として３
５〜４５重量％、Ａｌ₂Ｏ₃分として１３〜２０重量％、
ＭｇＯ成分として５〜８重量％、その他の成分を数重量
％含む等の組成比で構成され、かつ（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋
Ａｌ₂Ｏ₃）／ＳｉＯ₂の重量比で表される塩基度が１．
７〜２．１の範囲にある高炉水砕スラグが特に最も好ま
しい（イ）の具体例として挙げられる。

【００５６】徐冷スラグは本発明の水砕スラグ（イ）か
らは除外される。理由は徐冷スラグ類は結晶質スラグで
あり、潜在水硬性（潜在的な水和硬化性）が無いからで
ある。

【００５７】本発明記載の前記水砕スラグ（イ）として
は、結晶質な成分が少量混在していても良く、基本的に
水冷却法等の急冷法で得た非晶質性に富む微粒子状の水
砕スラグ粉であれば好ましく使用できる。

【００５８】一般的に水砕スラグ（水滓スラグとも言
い、以下では単にスラグと呼ぶ事がある）はそれ自身で
は自硬性は示さない。

【００５９】水砕スラグは一般的にアルカリの共存下の
水溶液中や高湿度環境下ではその固体表面からＳｉＯ₂
やＡｌ₂Ｏ₃成分が溶出し、次いでＣａイオンが溶出して
系中に珪酸カルシウム水和結晶・ゲル及び／またはシリ
カアルミネート水和結晶・ゲル等が生成し、その結晶・
ゲルが順次生長または強固に凝集する事で系全体が固結
する硬化メカニズムが広く支持されている。その固結体
の１軸圧縮強度特性は経時と共に増大する事が良く知ら
れており、その際使用するアルカリ量が過少の場合に
は、一向に一体的なゲル化がおこらなかったりする。ま
た過大の場合にはスラリー粘度が過大で、結果として流
動性不良からポンプ送液が出来なかったりすると共に、
粘性変化が顕著な為に、地盤固結改良が中断されるまた
は全く出来ない等の障害をきたす事が一般的な事実とし
てあり、アルカリ溶液硬化剤は総じてその傾向が顕著に
表れる。

【００６０】本発明の地盤固結改良剤ではアルカリ刺激
剤成分として作用するものとして消石灰（ロ）及び／ま
たは生石灰（ハ）が挙げられる。生石灰（ハ）は消石灰
（ロ）を生成する事が知られている。すなわち消石灰の
飽和溶液は強いアルカリ性を示すからである。

【００６１】なお、消石灰飽和溶液は約０．１重量％消
石灰含有溶液と希薄なアルカリ溶液であり、それゆえ、
微粒子な消石灰（ロ）及び／または生石灰（ハ）の配合
量を多くしても本発明の地盤固結改良剤はその水と懸濁
化させた時のスラリー粘度を低くかつその変化を低く押
さえる事が出来る利点を奏する。

【００６２】ところで、本発明に使用できる水砕スラグ
（イ）では９５重量％粒子径には特に制約は無く、好ま
しくは前記（ａ）とすることが良い。

【００６３】すなわち、水砕スラグ（イ）に関わる好ま
しい要件としては、９５重量％粒子径（ｄ95）が５０μ
ｍ以下でかつ比表面積が０．３５〜３ｍ²／gの範囲にあ
る事である。より好ましくは９５重量％粒子径（ｄ⁹⁵）
が１０μｍ以下、より更に好ましくは８μｍ以下、より
最も好ましくは５μｍ以下にあり、かつまたその比表面
積が０．８５〜３ｍ²／gの範囲、好ましくは１〜２ｍ²
／g、より好ましくは１〜１．５ｍ²／gの範囲にある物
とする事はおおいに好ましい。

【００６４】本発明の地盤固結改良剤中には前記の水砕
スラグ（イ）を、水を除いた構成割合で３０〜８７重量
％の範囲で用いる事が最も一般的である。より好ましく
は３５〜８０重量％の範囲とする事が良い。３０重量％
未満の（イ）の使用では凝結性が極めて緩慢で最終的な
固結体の強度が低く実用性にとぼしいからである。また
一方、８７重量％を超える（イ）の使用ではその組成物
の硬化活性がかえって低下する事からである。

【００６５】本発明の地盤固結改良剤を構成する上で更
に欠かせない成分に、粒子状の消石灰（ロ）及び／また
は生石灰（ハ）が挙げられる。特に制約は無く、好まし
くは、粒径加積曲線上に於ける９５重量％粒子径
（ｄ⁹⁵）が２５０μｍ以下でかつ比表面積が０．３〜５
０ｍ²／gの範囲にある超微粒子状の消石灰（ｂ）及び／
または超微粒子状の生石灰（ハ）が挙げられる。

【００６６】消石灰（ロ）及び／または生石灰（ハ）は
水砕スラグの持つ潜在水硬性を顕在化させる物質とし
て、ならびに地盤中で急速かつ高強度な固結体を与える
ことが出来る、以下の、珪酸カルシウム水和結晶、カル
シウムアルミネート水和結晶、エトリンガイト等の地盤
強化安定に有効な水和結晶体の成長をうながす上で欠か
せない。またカルシウムイオンの供給源としても本発明
の構成成分として必須な成分の一つである。

【００６７】消石灰（ロ）成分はその製造方法や粉砕方
法等によって特に制約は受ける事は無く、広く公知の方
法で製造されたものの中から前記要件に合致する物を選
定使用する事で良い。例えば、一般ゴミの焼却ガス中の
有害塩素系ガス吸着剤用に開発または市販されている超
微粒子の消石灰製品群をそのまま（ｂ）として充てて良
い。また（ロ）としてより好ましくは、９５重量％粒子
径（ｄ⁹⁵）が２５０μｍ以下でかつ比表面積が１〜５０
ｍ²／gの範囲にある物は特に好ましく使用できる。より
好ましくは９５重量％粒子径（ｄ⁹⁵）が２０μｍ以下、
より更に好ましくは１５μｍ以下、より最も好ましくは
１０μｍ以下にあり、かつまたその比表面積が１．２〜
４５ｍ²／gの範囲、好ましくは１．５〜４０ｍ²／g、よ
り好ましくは２〜３０ｍ²／gの範囲にある物とする事は
おおいに好ましい。

【００６８】生石灰（ハ）成分はその製造方法や粉砕方
法等によって特に制約は受ける事は無く、広く公知の方
法で製造されたものの中から前記要件に合致する物を選
定使用する事で良い。例えば、石灰石を１７００℃以上
の高温で脱炭酸して得た生石灰粉製品群をそのまま充て
て良い。また（ハ）としてより好ましくは、９５重量％
粒子径（ｄ⁹⁵）が２５０μｍ以下でかつ比表面積が１〜
５０ｍ²／gの範囲にある物は特に好ましく使用できる。
より好ましくは９５重量％粒子径（ｄ95）が２０μｍ以
下、より更に好ましくは１５μｍ以下、より最も好まし
くは１０μｍ以下にあり、かつまたその比表面積が１．
２〜４５ｍ²／gの範囲、好ましくは１．５〜４０ｍ²／
g、より好ましくは２〜３０ｍ²／gの範囲にある物とす
る事はおおいに好ましい。

【００６９】また本発明記載の消石灰（ロ）及び／また
は生石灰（ハ）はそれぞれその純度には特に制約は無
い。例えば数十重量％以内で消石灰（ロ）中に生石灰
（ハ）成分が不純物として含有されている物、またその
逆の物、また更には、例えば以下の酸化マグネシウム、
酸化リチウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化銅、酸
化アルミニウム等で代表される金属酸化物、水酸化マグ
ネシウム、水酸化リチウム、水酸化錫、水酸化亜鉛、水
酸化鉄、水酸化銅、水酸化アルミニウム等で代表される
金属水酸化物を適宜含有する物であっても好ましく包含
される。

【００７０】本発明の地盤固結改良剤では、消石灰
（ロ）及び／または生石灰（ハ）の使用量として、水を
除いた構成割合で２〜５０重量％の範囲、好ましくは５
〜５０重量％の範囲、より好ましくは１０〜５０重量％
の範囲とする事が良く、［消石灰（ロ）及び／または生
石灰（ハ）］／水砕スラグ（イ）の比が０．０１〜３の
範囲、特に好ましくは０．０２〜１の範囲とする事が良
い。２重量％未満の配合量では地盤の固結強度が低く耐
久性に欠けるからであり、一方、５０重量％を超えての
使用では、それ以上増量しても特に顕著な効果が見出せ
ないばかりか高コストとなるからである。

【００７１】本発明の地盤固結改良剤では、特に制約す
るものでは無いが、水に懸濁させる際の水の使用量は水
／［消石灰（ロ）＋生石灰（ハ）＋水砕スラグ（イ）］
の重量比を１〜６の範囲とする事が好ましい、より好ま
しくは水／［消石灰（ロ）＋生石灰（ハ）＋水砕スラグ
（イ）］の重量比を１〜５の範囲とする事がより好まし
い。

【００７２】また本発明の地盤固結改良剤では、水砕ス
ラグ（イ）の微粉末と消石灰（ロ）及び／または生石灰
（ハ）の微粉末とは事前にドライブレンドされ、地盤改
良現場に供給され、現場で所定量の分散助剤（ホ）、水
溶性硫酸塩（ニ）及び水を加えて本発明の水に懸濁型の
地盤固結改良剤を適宜調整して良い。

【００７３】次に、本発明の地盤固結改良剤−１または
地盤固結改良剤−２を構成する上で必須な成分として水
溶性硫酸塩（ニ）がある。

【００７４】その水溶性硫酸塩（ニ）とは、重硫酸塩
（α）、硫酸アルカリ金属塩（β）、亜硫酸塩（γ）、
重亜硫酸塩（δ）、過硫酸塩（ε）、硫酸マグネシウム
（ζ）、硫酸アルミニウム（η）、チオ硫酸塩（θ）、
みょうばん（ι）から選ばれた１種または２種以上であ
る。それらの無水物または結晶水付加物のいずれかであ
って良い。前記した水溶性硫酸塩（ニ）らは水によく可
溶し、溶液型硬化剤として取り扱う事が出来重宝であ
る。

【００７５】特に好ましい水溶性硫酸塩（ニ）とは硫酸
アルカリ金属塩（β）の単独、または硫酸アルカリ金属
塩（β）：過硫酸塩（ε）で表される重量比率で（１：
９９）〜（９９：１）の範囲、より好ましくは（１：９
９）〜（５０：５０）の範囲で併用使用してなる物が挙
げられる。その理由は硫酸アルカリ金属塩（β）は市場
で安価に入手できるからであり、硫酸アルカリ金属塩
（β）と過硫酸塩（ε）を併用してなる場合は、本発明
の地盤固結改良剤の固結体生成時特有の悪臭の発生を大
幅に軽減出来る事、また地盤固結速度の向上効果をより
一層引出せるからである。

【００７６】ここで、重硫酸塩（α）としてはすでに公
知の物質としてよく、特に制約は無い。代表的な例とし
ては重硫酸ナトリウム、重硫酸カリウム、重硫酸リチウ
ム、重硫酸アンモニウムなどを例示出来、それらの無水
物及び／または結晶水付加物のいずれかであって良い。
特に好ましい重硫酸塩（α）としては重硫酸ナトリウム
及び／または重硫酸カリウムが挙げられ、その無水物及
び／または結晶水付加物を用いる事が良い。

【００７７】また硫酸アルカリ金属塩（β）としてはす
でに公知の物質としてよく、特に制約は無い。代表的な
例としては硫酸ナトリウム、硫酸ナトリウムカリウム、
硫酸カリウム、重硫酸リチウム、硫酸ナトリウムリチウ
ム、硫酸カリウムリチウム、硫酸アンモニウムなどを例
示出来、それらの無水物及び／または結晶水付加物であ
って良い。特に好ましい硫酸塩（α）としては硫酸ナト
リウム及び／または硫酸カリウムが挙げられ、その無水
物及び／または結晶水付加物を用いる事が良い。

【００７８】亜硫酸塩（γ）としてはすでに公知の物質
としてよく、特に制約は無い。代表的な例としては亜硫
酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウムカリウム、亜硫酸カリ
ウム、亜硫酸リチウム、亜硫酸ナトリウムリチウム、亜
硫酸カリウムリチウムなどを例示出来、それらの無水物
及び／または結晶水付加物であって良い。特に好ましい
亜硫酸塩（γ）としては亜硫酸ナトリウム及び／または
亜硫酸カリウムまたは亜硫酸ナトリウムカリウムが挙げ
られ、その無水物及び／または結晶水付加物を用いる事
が良い。

【００７９】重亜硫酸塩（δ）としてはすでに公知の物
質としてよく、特に制約は無い。代表的な例としては重
亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸カリウム、重亜硫酸リチウ
ム、亜硫酸アンモニウムなどを例示出来、それらの無水
物または結晶水付加物のいずれかであって良い。特に好
ましい重亜硫酸塩（δ）としては重亜硫酸ナトリウム及
び／または重亜硫酸カリウムが挙げられ、その無水物及
び／または結晶水付加物を用いる事が良い。

【００８０】過硫酸塩（ε）としてはすでに公知の物質
としてよく、特に制約は無い。代表的な例としては過硫
酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウムカリ
ウム、過硫酸アンモニウムなどを例示出来、それらの無
水物及び／または結晶水付加物であって良い。特に好ま
しい過硫酸塩（ε）としては過硫酸ナトリウム及び／ま
たは過硫酸カリウムが挙げられ、その無水物及び／また
は結晶水付加物を用いる事が良い。

【００８１】硫酸マグネシウム（ζ）としては無水物及
び／または結晶水付加物であって良い。硫酸アルミニウ
ム（η）としては無水物及び／または結晶水付加物であ
って良い。

【００８２】チオ硫酸塩（θ）としてはすでに公知の物
質としてよく、特に制約は無い。代表的な例としてはチ
オ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム、チオ硫酸アンモ
ニウムなどを例示出来、それらの無水物及び／または結
晶水付加物として良い。

【００８３】みょうばん（ι）としてはすでに公知の物
質としてよく、特に制約は無い。代表的な例としてはカ
リウムみょうばん、ナトリウムみょうばん、アンモニウ
ムみょうばんなどを例示出来、無水物及び／または結晶
水付加物として良い。

【００８４】本発明の地盤固結改良剤に於ける水溶性硫
酸塩（ニ）成分の配合量としては、水を除いた構成割合
で、３〜２０重量％の範囲、より好ましくは５〜２０重
量％の範囲、最も好ましくは１０〜２０重量％の範囲と
することが良い。

【００８５】次に、本発明の地盤固結改良剤−２を構成
する上で使用する事がより好ましい成分として分散助剤
（ホ）成分があげられる。

【００８６】その分散助剤（ホ）の必須要件としては、
特に制約は無い。好ましい分散助剤（ホ）としては、
０．００１〜１重量％と希薄な水溶液から求められた慣
性二乗半径が低くとも１５０オングストローム以上と嵩
高い水溶性有機高分子系の分散助剤を使用する事が好ま
しい。より更に好ましくは（ハ）の慣性二乗半径が２５
０〜２，０００オングストロームの範囲、最も好ましく
は５００〜２，０００オングストロームの範囲にある事
が最も好ましい。

【００８７】前記分散助剤（ホ）の具体例を以下に例示
するが、本発明を制約するものは無い。その具体例とし
ては、希薄な該水溶液中に於いてその自由占有面積（溶
液中での嵩高さ）を表すひとつの指標である慣性二乗半
径が低くとも１５０オングストローム以上ある以下のい
わゆるセメント用減水剤が代表的な具体例として挙げら
れる。

【００８８】そのセメント用減水剤には、例えばナフタ
レンスルフォン酸ホルムアルデヒド縮合誘導体やそれら
のアルカリ塩類等で代表されるいわゆるナフタレン系減
水剤、リグニンスルフォン酸ホルムアルデヒド縮合誘導
体等やそれらのアルカリ塩類で代表されるいわゆるリグ
ニン系減水剤、水溶性ポリカルボン酸化合物やそれらの
アルカリ塩類で代表されるいわゆるポリカルボン酸系減
水剤、水溶性メラミンスルファミン酸ホルムアルデヒド
縮合物やそれらのアルカリ塩類等で代表されるいわゆる
メラミンスルファミン酸系減水剤、水溶性メラミンスル
ホン酸ホルムアルデヒド縮合物やそれらのアルカリ塩類
等で代表されるいわゆるメラミン系減水剤、水溶性アル
キレングリコールモノアミン付加変性メラミンスルホン
酸ホルムアルデヒド縮合物やそれらのアルカリ塩類等で
代表されるいわゆる変性メラミン系減水剤等を例示出
来、それらの１種または２種以上を併用使用して良い。
また更に、前記した化合物群の中から、０．００１〜１
重量％水溶液から求められた慣性二乗半径が１５０オン
グストローム以上、好ましくは２００〜２，０００オン
グストロームの範囲にあるセメント用減水剤を選択し本
発明記載の分散助剤（ハ）として選定使用する事は大い
に好ましい。特に最も好ましくは、前記要件と共にその
重量平均分子量が１×１０⁴〜１×１０⁶の範囲にある
（ホ）を選定使用する事は特に好ましい。

【００８９】本発明記載の分散助剤（ホ）のより更に好
ましい物としては、０．００１〜１重量％水溶液から求
められた慣性二乗半径が５００〜２，０００オングスト
ロームにある水溶性ポリカルボン酸系高分子化合物やそ
れらのアルカリ塩類の１種とする事が特に最も好まし
い。

【００９０】ところで、本発明記載の分散助剤（ホ）と
して、特に制約する物では無いが、０．００１〜１重量
％と希薄な水溶液から求められた慣性二乗半径が１５０
オングストローム未満の物を選定使用した場合、得られ
る地盤固結改良剤の懸濁液はその流動性及び懸濁粒子の
分散安定性に欠ける傾向にあり、特に留意が必要であ
る。

【００９１】すなわち、０．００１〜１重量％と希薄な
水溶液から求められた慣性二乗半径が１５０オングスト
ローム未満の（ホ）の使用では、その使用割合を高めて
も、十分な現場１次分散性を確保できないケースがあ
る。

【００９２】分散助剤（ホ）は室温で固体またはあらか
じめ水に溶解してなる濃厚溶液等であって良く、それ自
体の取扱形態等の違いや使用割合で本発明は何等制約は
受けない。

【００９３】なお濃厚水溶液などの形態で取り扱う場合
は、その有効固形分を求め、その有効固形分換算で表さ
れる分散助剤／（消石灰＋生石灰＋水砕スラグ）の重量
比が０．０００５〜０．０５の範囲、より好ましくは
０．００５〜０．０２の範囲と成る様することは大いに
好ましいことである。

【００９４】本発明記載の、水砕スラグ（イ）の微粉末
と消石灰（ロ）及び／または生石灰（ハ）の微粉末と更
に水溶性硫酸塩（ニ）とを、事前にドライブレンドした
組成物を１パック包装して後、保管または地盤改良現場
に供給出来る。またその際、固形粉末状の分散助剤
（ホ）を更に含めることも何ら問題無いことである。

【００９５】１パック包装の際に使用される包装材料に
は特に制約は無く、例えば紙袋、ポリ袋、アルミラミネ
ート袋、金属製容器などその材種や形は任意であって良
い。好ましくはポリ袋内袋型の紙袋またはアルミラミネ
ート袋のいずれかとする事がおおいに好ましい。

【００９６】１パック包装体で供給された該組成物は、
作業現場で開封後、所定量の水で溶解／懸濁分散作業を
行なうのみで本発明の水に懸濁化されてなる地盤固結改
良剤が簡便かつ容易に調整できる。

【００９７】すなわち、本発明の地盤固結改良剤に必須
な構成成分である水砕スラグ（イ）の微粉末と消石灰
（ロ）の微粉末及び／または生石灰（ハ）の微粉末と更
に水溶性硫酸塩（ニ）、必要に応じて更に固形の分散助
剤（ホ）とを、事前に１パック包装供給する利点として
は、地盤注入現場での計量配合添加ミスを完全に回避で
きる事があげられる。

【００９８】ここで、本発明の地盤固結改良剤の提供意
義が地震発生に伴い液状化や滑り破壊や不同沈下等の要
因によって重大災害の発生が予想される脆弱な細砂地盤
及び／または礫質地盤を高強度に一体固結させる、いわ
ゆる液状化防止、滑り破壊防止、不同沈下防止等の地盤
改良目的にある事から、その観点に立てば、事前に４〜
５者の成分をドライブレンドして１パック包装し、地盤
改良現場での配合ミスの回避をはかる事は、地盤固結改
良剤が本来持つ砂質土地盤中でのみ表れる急速固結性を
再現性よく発揮させる上で有益であることは明らかであ
る。

【００９９】本発明の地盤固結改良剤ではその有効成分
を対象地盤と一体混和し、高強度に一体固結させる上で
欠かせない成分に水がある。ただし水は対象地盤中に地
下水として大量に包含されている時は、あえて地上で水
を加えなくともよく、粉状からなる本発明の地盤固結改
良剤組成物をそのまま粉体混合させる方法で達成して良
い。

【０１００】水は注入現場近辺で手に入る物であれば特
に制約は無く、例えば河川水、雪、氷、湖水、地下水、
湧き水、雨水、水道水、工業用水、海水含有水、イオン
交換水、純水などであってよい。好ましくは水道水や地
下水や河川の水があげられる。

【０１０１】本発明の地盤固結改良剤では水砕スラグ
（イ）と消石灰（ロ）及び／または生石灰（ハ）と水溶
性硫酸塩（ニ）の各必須成分を必ず含有している組成物
とする事が必須要件であり、本発明の目的（解決すべき
課題）を達成する上で何一つ欠かせない。以下にその理
由を簡単に記す。

【０１０２】まず消石灰及び／または生石灰を含有せ
ず、水砕スラグと水の２成分からなる組成物ではスラグ
の水和硬化反応がほとんど観察されない事による。

【０１０３】次に水砕スラグを含有せず、消石灰及び／
または生石灰と水の２〜３成分からなる組成物では水和
硬化反応が全く観察されないことによる。

【０１０４】また硫酸塩類を全く含まず、水砕スラグと
消石灰及び／または生石灰と水の３〜４成分で構成され
た組成物は本発明の地盤固結改良剤−１と同様に基本的
なスラグ粒子の水和硬化反応が少なからず観察される
が、有機質含有の川砂や海砂と混和された時の硬化活性
が極めて緩慢であり、急速固結性と液ライフのバランス
に欠けるからである。しかも本発明の解決すべき課題、
（Ａ）〜（Ｆ）の課題を同時に達成できないからであ
る。

【０１０５】以上の理由から、本発明の地盤固結改良剤
では前記した様に特定要件を満たした水砕スラグ（イ）
と消石灰（ロ）及び／または生石灰（ハ）と水溶性硫酸
塩類（ニ）及び水の各成分を必ず含有している事が必須
構成要件である。

【０１０６】本発明の地盤固結改良剤−１または地盤固
結改良剤−２は、それ自体液ライフが２４時間以上と長
く、砂質土などで代表される細砂と混和されると直ちに
高速固結反応する性質を発揮する。その性質を発揮させ
る目的に照し、前記した（イ）と（ロ）及び／または
（ハ）と（ニ）の各成分は絶対に欠かせない。

【０１０７】また本発明の地盤固結改良剤では必要に応
じて以下の（ａ）〜（ｇ）に示した各種の添加助剤が、
より好ましくは（ａ）〜（ｇ）の１種または２種以上か
らなる添加助剤をその公知の作用効果を期待し、かつ本
発明の目的を達成できる範囲内に於いて、適宜併用使用
して良い。

【０１０８】（ａ）は、以下に示された燐酸塩類（ａ）
である。

【０１０９】その燐酸塩類（ａ）の例には、第２及び／
または第３アルカリ金属燐酸塩、第２及び／または第３
アルカリ土類金属燐酸塩から選ばれた１種または２種以
上からなる物が挙げられる。

【０１１０】第２燐酸アルカリ金属塩には燐酸水素２ナ
トリウム、燐酸水素２カリウム、燐酸水素２リチウム等
の無水物やそれらの含水塩類を例示出来る。また第３燐
酸アルカリ金属塩には燐酸３ナトリウム、燐酸３カリウ
ム、燐酸３リチウム等の無水物やそれらの含水塩類を例
示出来る。

【０１１１】第２アルカリ土類金属燐酸塩には燐酸水素
カルシウム、燐酸水素マグネシウム等の無水物やそれら
の含水塩類を例示出来る。また第３アルカリ土類金属燐
酸塩には燐酸カルシウム、燐酸マグネシウム等の無水物
やそれらの含水塩類を例示出来る。

【０１１２】本発明の地盤固結改良剤ではその燐酸塩類
（ａ）を水に懸濁してなる地盤固結改良剤中に０．０１
〜１重量％の範囲で併用使用して良い。

【０１１３】（ｂ）としては有機カルシウム塩類（ｂ）
である。例えば、乳酸カルシウム、酒石酸カルシウムな
どの公知の水溶性モノカルボン酸及び／または水溶性ジ
カルボン酸のカルシウム塩類、カルシウムサッカラート
で代表される糖のカルシウム錯体等が好ましく例示され
る。

【０１１４】本発明の地盤固結改良剤ではその有機カル
シウム塩類（ｂ）を地盤固結改良剤中に０．００１〜
０．１重量％の範囲で併用使用して良い。

【０１１５】また（ｃ）は１次粒子径が０．０１〜８μ
ｍの範囲にある非水硬性の無機微粒子（ｃ）があげられ
る。その非水硬性の無機微粒子（ｃ）としては例えば、
炭酸カルシウム粉末、炭酸マグネシウム粉末、チタンホ
ワイト粉末、水酸化亜鉛粉末、水酸化アルミニウム粉
末、水酸化マグネシウム粉末等が挙げられる。非水硬性
の無機微粒子（ｃ）を地盤固結改良剤中に０．０１〜１
０重量％の範囲で併用使用して良い。

【０１１６】（ｄ）は水砕スラグ以外の水硬性無機微粒
子（ｄ）である。１次粒子径が０．０１〜８μｍの範囲
にある例えば、メタカオリン、ポルトランドセメント、
半水石膏、無水石膏等が例示される。それらの水硬性無
機微粒子（ｄ）を地盤固結改良剤中に０．０１〜１０重
量％の範囲で併用使用して良い。

【０１１７】（ｅ）としては有機質なセメント用硬化遅
延剤（ｅ）である。すでに公知の有機質なセメント用硬
化遅延剤が挙げられ、特に制約する物では無いが、例え
ば庶糖やグラニュー糖やブドウ糖などの単糖類、同二糖
類、同多糖類、があり、また例えば、乳酸、リンゴ酸、
グリコール酸、イタコン酸、マレイン酸、琥珀酸等の有
機酸化合物、また例えば、尿素やシクロデキストリンな
どで代表される包接化合物形成剤などがそれぞれ挙げら
れる。

【０１１８】地盤固結改良剤中に０．００１〜３重量％
の範囲で併用使用して良い。

【０１１９】また（ｆ）は界面活性剤である。すでに公
知の各種の、カチオン石鹸、アニオン石鹸、両性石鹸、
ノニオン石鹸等が例示出来る。また更には水性シリコン
化合物、エチレングリコールやグリセリンなどの多価水
溶性グリコール類、３，６−ジメチル−４−オクチン−
３，６−ジオールや３，５−ジメチル−１−ヘキシン−
３−オールで代表されるアセチレンアルコール類系消泡
剤も好ましい前記（ｆ）に含まれる。

【０１２０】地盤固結改良剤中に０．００１〜０．０３
重量％の範囲で併用使用して良い。

【０１２１】また（ｇ）としては、公知の粒子沈降分離
軽減剤（ｇ）があげられ、例えば、メチルセルロースや
ヒドロキシセルロースや可溶性デンプンやポリビニルア
ルコール等があげられる。地盤固結改良剤中に０．００
１〜０．０３重量％の範囲で併用使用して良い。

【０１２２】本発明の地盤固結改良剤に於いては、基本
的に粉体組成物または水に懸濁させて１液型または２液
型の懸濁組成物として良く、特に制約は無い。水に懸濁
させて１液型または２液型の懸濁組成物とする場合は、
注入管先端混合（いわゆる２ショット方式）または注入
管直前混合（いわゆる１．５ショット方式）または１液
注入（いわゆる１ショット工法）などの方法で当該懸濁
型組成物を調製と同時に地盤に注入する方法を採る方法
が採用出来る。

【０１２３】その２液の形態には特に制約は無いが、一
般的には主剤液として水砕スラグ粉末と分散助剤と消石
灰及び水とからなる懸濁水溶液をあて、もう一方の硬化
剤液として水溶性硫酸塩と水とからなる溶液とする態様
が一般的に好ましい。

【０１２４】本発明の地盤固結改良剤では、例えばその
懸濁液ライフ（非流動化時間またはゲルタイム）を最大
３００時間程度、好ましくは５０〜２００時間の範囲と
極めて長くすることは容易に可能であり、かつ、その様
に極めて長い液ライフを持つ組成物でありながら豊浦標
準砂や１〜５号珪砂等で代表される高純度珪砂を始めと
し本発明記載の対象地盤が混和されるとその時点から直
ちに硬化反応が進行し、１〜３日以内には該砂などと一
体固結する活性を兼備していることが挙げられる。

【０１２５】そのゆえ、１液型からなる本発明の地盤固
結改良剤・懸濁溶液組成物を注入現場以外の遠い場所で
予め調整し、搬送して、注入現場にそのまま現場注入作
業に供する事ができる点は、従来に無い本発明の地盤固
結改良剤の性質（特徴のひとつ）である。

【０１２６】すなわち、本発明の地盤固結改良剤の特徴
とは［発明が解決しようとする課題］の項で示した
（Ａ）〜（Ｃ）のすべての性質を兼備（満足）する地盤
固結改良剤である事が挙げられる。

【０１２７】本発明の地盤固結改良剤を使用または調製
する際、前記した各構成成分の配合手順や調製方法等に
は特に制約はない。

【０１２８】例えば、水砕スラグ粉末と消石灰粉末なら
びに分散助剤とを事前に仕込だ後、所定量の水及び水溶
性硫酸塩を追添加して懸濁１液としたり、またその逆で
あったりして良い。

【０１２９】また前記した様に、水砕スラグ粉末と消石
灰粉末と固形分散助剤と水溶性硫酸塩とをそれぞれ所定
量ドライブレンド・１パック包装して貯蔵・搬送・供給
された物を、注入または機械混合現場にて開封後、所定
量の水にて分散溶解混合させるなどの１液化現地調製法
などの態様例が好ましく採用できる。

【０１３０】本発明の地盤改良工法について以下記述す
る。

【０１３１】本発明の地盤改良方法とは、１ｋｇの改良
対象地盤から抽出されたフミン酸で代表されるフミン質
有機酸量として、その全量を中和するのに要した水酸化
ナトリウムのミリ当量で表した含有濃度で１００ミリ当
量未満の高有機酸含有の細砂地盤及び／または礫質地
盤、及び／または、１００ｇの改良対象地盤中５０ミリ
当量未満のカルシウム陽イオン吸着交換能を有する細砂
地盤及び／または礫質地盤に対し、本発明の地盤固結改
良剤を選定使用し懸濁下に一体混和して固結させる事を
特徴とする地盤改良方法である。混合方法としては、す
でに公知の機械的方法ないし物理的方法のいずれかの方
法を採用して良く、特に制約は無い。

【０１３２】特に限定制約する物では無いが、一般的に
は本発明の地盤固結改良剤を大気圧以上５ＫＮ／ｃｍ2
（ゲージ圧力）以下の範囲、より好ましくは２．５Ｎ〜
５ＫＮ／ｃｍ2（ゲージ圧力）の範囲の攪拌応力または
吐出圧でもって地盤と一体混合操作を行って固結させる
方法であれば、発明の目的に合致した安定した高速固結
性が確保された地盤改良工事（作業）が可能である。

【０１３３】特に好ましい地盤改良方法としては、前記
した（ａ）と（ｂ）と（ニ）及び水、必要に応じて更に
（ホ）を含有させた水懸濁型の地盤固結改良剤−２を１
ショット方式でグラウト注入用単管を介して地盤中に加
圧浸透固結させて一体固結させる方法を挙げることが出
来る。すなわち、水砕スラグ（ａ）の３０〜８７重量％
と、微粒子状の消石灰（ｂ）の２〜５０重量％および硫
酸ナトリウムの５〜２０重量％と前記分散助剤（ホ）の
０．０５〜２重量％とを含有してなる地盤固結改良剤−
２を１ショット方式でグラウト注入用単管を介して地盤
中に加圧浸透固結させて一体固結させる事を特徴とする
前記地盤改良工法が大いに好ましい。

【０１３４】次に本発明の連続地中杭または連続地中壁
の構築方法とは、１ｋｇの改良対象地盤から抽出された
フミン酸で代表されるフミン質有機酸量として、その全
量を中和するのに要した水酸化ナトリウムのミリ当量で
表した含有濃度で１００ミリ当量未満の高有機酸含有の
シルト細砂地盤及び／またはシルト礫質地盤、及び／ま
たは、１００ｇの改良対象地盤中５０ミリ当量未満のカ
ルシウム陽イオン吸着交換能を有するシルト細砂地盤及
び／またはシルト礫質地盤に対し、本発明の地盤固結改
良剤を、地中深く下ろされたミキシングロッドの先端部
より吐出または流出させ、同ロッドで該地盤と混和さ
せ、同操作を継続または繰返すことにより、ミキシング
ロッド周辺の土砂と本発明の地盤固結改良剤とを一体混
合させて固結させる事を特徴とする連続地中杭または連
続地中壁の構築方法である。

【０１３５】本発明の地盤固結改良剤を用いた地盤改良
用途には前記した以外に、止水を主な目的とする地盤改
良用途、岩盤亀裂注入用途に供されて良い。

【０１３６】

【実施例】以下に本発明の実施例、比較例を示すが、本
発明は実施例によって何等制約や限定はされない。ま
た、例中の％、部とはそれぞれ重量％、重量部を意味
し、Ｌ、ｍＬとはリットル、ミリリットルをそれぞれ意
味する。

【０１３７】本発明の実施例および比較例として調整さ
れた地盤固結改良剤に関する成分配合表を表４と表８に
示した。また水を除いた構成成分比率に関し表５と表９
に示した。

【０１３８】ところで、本発明の実施例および比較例に
於いて使用した原材料は以下の物を用いた。

【０１３９】１．水砕スラグ 表１に示した微粒子状の高炉水砕スラグを使用した。た
だし、表１記載の９５％最大粒子径（ｄ⁹⁵）とは光学式
粒度分布測定器で求めた粒径加積曲線の９５重量％粒子
径を意味する。またブレーン値とはコンクリート協会で
指定されたセル通気法で求めた比表面積値である。また
塩基度とは日本工業規格（ＪＩＳ−Ｒ−５２０２；ポル
トランドセメントの化学分析法）に準じた元素分析法に
よってＣａＯ，ＭｇＯ，Ａｌ₂Ｏ₃，ＳｉＯ₂で表される
各成分の含有重量％を測定した後、その値から（ＣａＯ
＋ＭｇＯ＋Ａｌ₂Ｏ₃）／ＳｉＯ₂の重量比を算出し、そ
の算出値を塩基度として表示。

【０１４０】

【表１】 ２．消石灰 表２に示した微粒子状の消石灰を使用した。

【０１４１】この内、消石灰１とは、一般ゴミの焼却ガ
ス中の有害塩素系ガス吸着剤用に開発された超微粒子消
石灰製品群の中から選ばれたものであり、消石灰２、消
石灰３は汎用の市販微粒子消石灰である。

【０１４２】また表２中に記載の９５％最大粒子径（ｄ
⁹⁵）とは光学式粒度分布測定器で求めた粒径加積曲線の
９５重量％粒子径を意味する。またブレーン値とはコン
クリート協会で指定されたセル通気法で求めた比表面積
値である。

【０１４３】

【表２】 ３．生石灰 試薬の生石灰を入手し、密閉乾燥下にボールミルで粉
砕、更に篩いで分級し、およそ９５％最大粒子径
（ｄ⁹⁵）が１５．２μｍ、ブレーン値が４５ｍ²／ｇの
超微粒子状生石灰を得た。その物を以下では生石灰１
（略記号ではＣＫ１）と表示する。

【０１４４】４．分散助剤 表３に示した３種類の分散助剤を使用した。

【０１４５】ただし、表３中に記載の固形分とは、試料
を１１０℃×３０分間強熱乾燥した後、残分の重量％を
求めた値であり、重量平均分子量及び慣性二乗半径は試
料を０．０１％、０．１％、０．２％の３水準に希釈し
ＧＰＣ（サイズ排除クロマトグラフ）と多角度散乱検出
器を接続した計測システムによって導かれた値である。

【０１４６】

【表３】 ５．水溶性硫酸塩 重硫酸塩の例として硫酸水素ナトリウム・１水塩（試薬
品）を用意した。

【０１４７】硫酸アルカリ金属塩の例として硫酸ナトリ
ウム無水物（以下の記載では単に硫酸ソーダと表示）
（試薬品）、硫酸カルシウム無水物（以下の記載では単
に硫酸カリと表示）（試薬品）、硫酸ナトリウムカリウ
ム無水物（試薬品）をそれぞれ用意した。

【０１４８】重亜硫酸塩の例として重亜硫酸ナトリウム
無水物（試薬品）を用意した。

【０１４９】亜硫酸塩の例として亜硫酸ナトリウム・７
水塩（試薬品）を用意した。

【０１５０】過硫酸塩の例として過硫酸カリウム無水物
（試薬品）を用意した。

【０１５１】チオ硫酸塩の例としてチオ硫酸ナトリウム
５水塩（試薬品）を用意した。

【０１５２】硫酸マグネシウム塩としては硫酸マグネシ
ウム・１２水塩（試薬品）［略記号で（硫Ｍｇ）と称す
る］を、硫酸アルミニウム塩としては硫酸アルミニウム
塩・１２水塩（試薬品）［略記号で（硫Ａｌ）と称す
る］を、みょうばんの例としては硫酸カリウムアルミニ
ウム・２４水塩（試薬品）を用意した。

【０１５３】６．砂質土 本発明の実施例または比較例に於いて、サンドゲル強度
特性の試験、耐久性試験、大規模注入試験等に供したモ
デル地盤としては、千葉県鎌滝産の礫質交じりの砂質土
［以下砂質土（Ｉ）単に称する］及び茨城県利根川流域
産の川砂［以下砂質土（ＩＩ）と単に称する］のいずれ
かを用いた。

【０１５４】砂質土（Ｉ）については、最大粒子径（ｄ
^99.9）；約５ｍｍ、平均粒子径（ｄ50）が約４００μ
ｍ、フミン質有機酸量：１０〜１５ミリ当量ＮａＯＨ／
ｋｇ，カルシウム陽イオン吸着交換能：３０〜３５ミリ
当量／１００ｇであった。

【０１５５】砂質土（ＩＩ）については、最大粒子径
（ｄ^99.9）；約２ｍｍ、平均粒子径（ｄ50）が約２００
μｍ、フミン質有機酸量：６０〜６５ミリ当量ＮａＯＨ
／ｋｇ，カルシウム陽イオン吸着交換能：３〜５ミリ当
量／１００ｇであった。

【０１５６】なお、上記フミン質有機酸量とは砂質土と
１０倍量の１規定水酸化ナトリウム溶液を混合し、１時
間加熱下にフミン質有機酸の抽出中和処理を行って後、
抽出母液を得て、その母液をフェノールフタレイン指示
薬の存在下に１規定塩酸溶液で逆滴定して求めた水酸化
ナトリウム消費量のミリ当量数で表した値である。

【０１５７】いずれの砂質土モデル地盤も本発明の対象
地盤として好ましい範囲のものであり、特に砂質土（Ｉ
Ｉ）自体はその粒度分布が豊浦標準砂にほぼ匹敵するも
のであった。

【０１５８】また本発明の実施例及び比較例に於いて実
施した試験方法については以下の通である。 ａ．初期ローシェアー粘度（以下の記載では単に初期粘
度とも言う） 調整直後の水に懸濁化してなる地盤固結改良剤組成物を
２０℃に保ち、Ｂ型粘度計６０ｒｐｍにて測定した値を
ローシェアー粘度（初期粘度）とした。 ｂ．流動性消失時間 水に懸濁化してなる地盤固結改良剤組成物を静置状態で
放置し、ときどき傾斜させて懸濁液部の流動性が失われ
た時点までに要した時間または日数を計測して表示。 ｃ．サンドゲル固結特性 砂質土（Ｉ）または砂質土（ＩＩ）と地盤固結改良剤・
懸濁組成物を、重量比で３８５：９０の割合で混和し、
成型用円筒モールド容器（５０ｍｍφ×１００ｍｍ高
さ）に充填放置し、経日の固結挙動変化（強度変化）を
測定した。１日、３日、７日の養生条件をそれぞれ経て
後、脱型し、得られたサンドゲル体を１軸圧縮強度試験
に供した。そして単位面積当たりの降伏破壊強度の値を
求め、その値をサンドゲル（Ｉ）強度またはサンドゲル
（ＩＩ）強度とした。 ｄ．耐久性試験 上記サンドゲル強度と同様な方法で得たサンドゲル
（Ｉ）を、１ケ月、３ケ月、６ケ月、１２ケ月間大過剰
の５０℃温水中に浸漬させて後、取り出して２０℃の時
のサンドゲル（Ｉ）の１軸圧縮強度試験を実施し、調整
１０日後のサンドゲル（Ｉ）強度値を１００とし、測定
値を元の基準値で割って１００を掛けた値を強度保持率
％とし、その値を耐久性として各例の結果に示した。

【０１５９】実施例１ 表４に示す様に、水砕スラグ１の３００部と消石灰１の
５０部と消石灰２の５０部と無水硫酸ナトリウムの５０
部を水の８２５部に懸濁・溶解させて成る地盤固結改良
剤ＫＧ１を調整した。表５には水を除いた各有効成分の
構成比率を示した。またそのＫＧ１のローシェアー粘度
特性、流動消失時間、サンドゲル固結特性試験を行っ
て、その結果を表６に示した。

【０１６０】有効成分の４５０部を水の８２５部に懸濁
化してなる地盤固結改良剤組成物（ＫＧ１）の１日室温
養生後のサンドゲル（Ｉ）固結体は１００Ｎ／ｃｍ2の
圧縮負荷では破壊がみとめられず、１３３Ｎ／ｃｍ2と
高い１軸圧縮強度を示した。ＫＧ１の３日室温養生後の
サンドゲル（Ｉ）固結体は３００Ｎ／ｃｍ2の圧縮負荷
では破壊がみとめられず、３７５Ｎ／ｃｍ2と高い１軸
圧縮強度を示した。

【０１６１】実施例２〜１０ 表４に記載の実施例２〜実施例１０の配合表に従い、実
施例１と同様な手順でそれぞれ１液性の懸濁型の地盤固
結改良剤組成物（実施例２；ＫＧ２）〜（実施例１０；
ＫＧ１０）］を調整した。そしてローシェアー粘度特
性、流動消失時間、サンドゲル固結特性試験をそれぞれ
行って、その結果を表６に示した。表５には水を除いた
有効成分の構成比率を示した。

【０１６２】実施例２〜実施例１０の各地盤固結改良剤
組成物［（ＫＧ２）〜（ＫＧ１０）］の各３日室温養生
後のサンドゲル（Ｉ）固結体は、そのいずれも１００Ｎ
／ｃｍ2の圧縮負荷では破壊がみとめられず、それ以上
の高い１軸圧縮強度特性を持つ高強度なサンドゲル体で
あった。

【０１６３】比較例１〜４ 表４に記載の比較例１〜４の配合表に従い、実施例１と
同様な手順でそれぞれ１液性の水に懸濁してなる地盤固
結改良剤組成物［（比較例１；ＫＦ１）〜（比較例４；
ＫＦ４）］を調整した。そしてローシェアー粘度特性、
流動消失時間、サンドゲル固結特性試験をそれぞれ行っ
てその結果を表６に示した。表５には水を除いた有効成
分の構成比率を示した。

【０１６４】

【表４】 表中記載の記号の説明 水砕スラグのＳ１とは水砕スラグ１を、同Ｓ２とは水砕
スラグ２を、同Ｓ３とは水砕スラグ３をそれぞれ意味す
る。

【０１６５】また、消石灰のＣ１とは消石灰１を、Ｃ２
とは消石灰２を、Ｃ３とは消石灰３を意味する。また更
に分散助剤のＥ１とは分散助剤１を、Ｅ２とは分散助剤
２を、Ｅ３とは分散助剤３を意味する。

【０１６６】また、硫酸ソーダとは硫酸ナトリウムの事
であり、硫Ｍｇとは硫酸マグネシウム・１２水塩の事で
あり、硫Ａｌとは硫酸アルミニウム・１２水塩の事であ
る。

【０１６７】また、アルカリ刺激剤の硬Ｘとは２号水ガ
ラス溶液を意味し、硬Ｙとは２０％水酸化ナトリウム溶
液をそれぞれ意味する。

【０１６８】

【表５】 表中記載の記号の説明 硬化剤Ｘとは固形の２号水ガラスを意味し、硬化剤Ｙと
は水酸化ナトリウムをそれぞ れ意味する。

【０１６９】

【表６】

【０１７０】

【表７】 実施例１１ アルミ−ポリエチレンラミネート袋に水砕スラグＮｏ．
２の３００部と消石灰Ｎｏ．１の１００部と無水硫酸ナ
トリウムの５０部からなるドライミックス包装袋を作成
し、温度４０℃、湿度９０％の雰囲気下に１ケ月間保存
した後、水道水を加えて強攪拌し、実質表４の実施例１
と同組成からなる地盤固結改良剤；ＫＧ１１を調整し
た。

【０１７１】得られたＫＧ−１１の地盤固結改良剤は諸
物性および耐久性に関し、実施例１のＫＧ１と全く同様
な結果を得た。

【０１７２】実施例１２ 表８に示す割合で、まず分散助剤２の６部を水道水１０
０部に溶解した液を５Ｌ容器に取り、強攪拌下に水砕ス
ラグ３の２００部と消石灰１の５０部を加え、３分間混
合した。次いでその総量が５００ｍＬとなる様に水道水
を加えて均一な懸濁溶液からなる主剤液Ａを得た。

【０１７３】一方、水道水の４７３部を２Ｌ容器に取
り、重硫酸ナトリウム・１水塩の５０部を加えて十分溶
解してなる硬化剤液Ｂを得た。

【０１７４】その主剤液Ａの全量５００ｍＬに攪拌下に
硬化剤液Ｂの５２３部（約５００ｍＬ）を一気に加えて
１液性の地盤固結改良剤；ＫＧ１２を調整した。なお、
表９には水を除く地盤固結改良剤に関わる成分構成比率
を記載した。また、ローシェアー粘度特性、流動消失時
間、サンドゲル固結特性試験を行って、その結果を表１
０に一括記載した。

【０１７５】地盤固結改良剤組成物（ＫＧ１２）の２日
室温養生後のサンドゲル（Ｉ）固結体は１００Ｎ／ｃｍ
2の圧縮負荷では破壊がみとめられず、１３５Ｎ／ｃｍ2
と高い１軸圧縮強度を示した。ＫＧ１２の５日室温養生
後のサンドゲル（Ｉ）固結体は２００Ｎ／ｃｍ2の圧縮
負荷では破壊がみとめられず、２２３Ｎ／ｃｍ2と高い
１軸圧縮強度を示した。

【０１７６】実施例１３〜１７ 表８に記載の実施例１３〜実施例１７の配合表に従い、
実施例１２と同様な手順で、それぞれ１液性の地盤固結
改良剤；ＫＧ１３（実施例１３の地盤固結改良剤）〜Ｋ
Ｇ１７（実施例１７の地盤固結改良剤）を調整した。な
お、表９には水を除く地盤固結改良剤に関わる成分構成
比率を記載した。そしてローシェアー粘度特性、流動消
失時間、サンドゲル固結特性試験を行って、その結果を
表１０に一括記載した。

【０１７７】ＫＧ１３〜ＫＧ１７のいずれの地盤固結改
良剤組成物を用いた２〜３日室温養生後のサンドゲル
（Ｉ）固結体らは１００Ｎ／ｃｍ2の圧縮負荷では破壊
がみとめられなかった。

【０１７８】

【表８】 表中記載の記号の説明 水砕スラグのＳ２とは水砕スラグ２を、同Ｓ３とは水砕
スラグ３をそれぞれ意味する。消石灰のＣ１とは消石灰
１を、生石灰のＣＫ１とは生石灰１を意味する。分散助
剤のＥ１とは分散助剤１を、Ｅ２とは分散助剤２を意味
する。

【０１７９】

【表９】 硬化剤Ｘとは固形の２号水ガラスを意味し、硬化剤Ｙと
は水酸化ナトリウムをそれぞれ意味する。

【０１８０】

【表１０】 以下の実施例１８から実施例２０、比較例５はそれぞれ
モデル地盤での地盤改良工法適性試験の結果である。

【０１８１】実施例１８ 実施例３のＫＧ３で表される地盤固結改良剤の約１００
Ｌを新たに調整し、１液とし、以下の模擬地盤−１に対
して１ショット注入試験を実施した。

【０１８２】まず砂質土（Ｉ）を２ｍ四方、高さ４ｍの
試験槽に充填し水締めして後２４時間放置して模擬地盤
−１とした。一般に用いられているグラウトマシンを使
用し、グラウト注入管をその先端吐出口から容器底面ま
での距離を１００ｍｍとした位置まで差込んで固定さ
せ、その位置で２５Ｌ／分の注入速度で１液から成るＫ
Ｇ３を１０分間注入した。その後３０分放置後、注入管
を２９０ｍｍ程度引き上げた位置で、調整後３０分経過
後のＫＧ３を２５Ｌ／分の速度で１０分間注入した。ま
た更に３０分放置後、同様に注入管を２９０ｍｍ引き上
げてその位置で調整後６０分以上経過後のＫＧ３を２５
Ｌ／分の注入速度で１０分間注入作業を実施した。合計
５ステップにわたる注入操作を実施し、ＫＧ３の地盤固
結改良剤は調整から注入作業終了まで一貫して３時間以
内で完了した。また５ステップ注入作業中に於いて、注
入圧力の急上昇などの現象は一切観察されなかった。

【０１８３】３日後に、模擬地盤−１上面の注入管の位
置を中心とした半径３０ｃｍの円周上の各４点から試験
槽内の鉛直方向に金属棒を差し入れた所、どの部位に於
いても深さ約２．７ｍの地点で固結体と思われる塊に当
たった。

【０１８４】注入から７日後に試験槽を解体し、未固結
部分を水で洗い流して固結体を露出させた。その結果、
浸透固結塊は概ね直径１ｍ、高さ１．４５ｍであった。

【０１８５】また、約５ｃｍ大のキュウビック塊を５点
採取し、その密度を測定した結果、密度のバラツキはほ
とんど無かったことから均等に浸透固結してなる砂質土
（Ｉ）サンドゲルが形成されている事が判明した。そし
て該サンドゲル（Ｉ）強度は最低値でも５００Ｎ／ｃｍ
²を超える高い圧縮破壊強度を持つものであった。

【０１８６】また更に、砂質土（ＩＩ）を用いて構成さ
れ、前記模擬地盤−１と全く同様に調整された模擬地盤
−２に対しても、ＫＧ３地盤固結改良剤を用いて前記し
たと同様に行った浸透固結試験の結果は、模擬地盤−１
の結果と同じ内容の固結体を形成した。

【０１８７】実施例１９ 表４の実施例１の配合表で示したと同様なＫＧ１地盤固
結改良剤の２００Ｌを新たに調整し、実施例１２と同様
な模擬地盤−１に対して小型ミキシングロッドを挿入し
て混合固結実験を実施した。

【０１８８】まず小型ミキシングロッドを挿入しつつ、
その先端吐出口から容器底面までの距離を１００ｍｍと
した位置まで模擬地盤−Ｉに差込んで固定させ、その位
置で２５Ｌ／分の注入速度でゆっくりと引き上げながら
ＫＧ１を３０分間注入攪拌混合した。

【０１８９】１日後に、模擬地盤−１上面の小型ミキシ
ングロッド挿入位置を中心とした半径３０ｃｍの円周上
の各４点から試験槽内の鉛直方向に金属棒を差し入れた
所、どの部位に於いても深さ約２．７ｍの地点で固結体
と思われる塊に当たった。

【０１９０】注入から７日後に試験槽を解体し、未固結
部分を水で洗い流して固結体を露出させた。その結果、
浸透固結塊は概ね直径１ｍ、高さ１．４５ｍの地中杭が
形成されていた。

【０１９１】また該固結体を鉛直方向及び水平方向の数
箇所に切断し内部のサンドゲル構成状況を詳細に観察し
た結果、砂質土と混和してなる固結体であることが判
明。

【０１９２】また、約５ｃｍ大のキュウビック塊を５点
採取し、その密度を測定した結果、密度のバラツキはほ
とんど無かったことから均等に浸透固結してなる砂質土
（Ｉ）サンドゲルが形成されている事が判明した。

【０１９３】また更に、砂質土（ＩＩ）を用いて構成さ
れた前記模擬地盤−１と全く同様な模擬地盤−２に対し
ても前記同様に行った小型ミキシングロッドを介した固
結試験の結果は、模擬地盤−１の結果とほとんど同じで
あった。

【０１９４】実施例２０ 表４の実施例３のＫＧ３地盤固結改良剤４００Ｌを新た
に調整し、以下の模擬地盤−１に対して超高圧混合工法
で地盤固結実験を実施した。

【０１９５】その模擬地盤−１としては、砂質土（Ｉ）
を２ｍ×５ｍ、高さ４ｍの試験槽に充填し、水締めして
後２４時間以上放置してなる模擬地盤である。

【０１９６】その模擬地盤−１にグラウト用の注入ミキ
シング管を底面から１００ｍｍの位置まで差込み、該注
入ミキシング管の先端附近に設けられた管側面の複数個
の吐出孔からＫＧ３地盤固結改良剤を圧力３ｋＮ／ｃｍ
2の超高圧下に、かつ５０Ｌ／分の吐出速度にて吐出さ
せた。

【０１９７】なお、吐出応力で吐出孔部が自由回転する
構造となっており、管周辺の３６０゜方向に均一に地盤
固結改良剤を吐出させた。

【０１９８】更に、吐出開始後ゆっくりと該注入ミキシ
ング管を引上げて深さ２．５ｍの位置まで引き上げて同
注入操作を停止させた。

【０１９９】施工数日後に、模擬地盤−１上面の注入点
の真中を中心とした半径１００ｃｍの円周上の各４点か
ら試験槽内の鉛直方向に金属棒を差し入れた所、どの部
位に於いても深さ約２．５ｍの地点で固結体と思われる
塊に当たった。

【０２００】７日後に試験槽を解体し、未固結部分を水
で洗い流して固結体を露出させたところ、浸透固結塊は
半径１２５〜１５０ｃｍと長く、砂質土（Ｉ）と地盤固
結改良剤ＫＧ３がよく混合一体化固結された高強度なサ
ンドゲル塊からなる地中杭を形成している事が観察され
た。

【０２０１】

【発明の効果】実施例１〜１７（表４〜表６及び表８〜
表１０）で明らかな様に、本発明の地盤固結改良剤は流
動消失時間が１日〜１０日と長い特性を持つ一方、砂質
土に浸透注入されると急速に固結する作用効果が見られ
る。上記特性を持つスラグ系地盤固結改良剤はこれまで
に全く知られていない。

【０２０２】また実施例１８〜実施例２０で明らかな様
に、標準砂並みの細砂質モデル地盤に対しても、薬液注
入工法、ミキシングロッド工法、高圧混合工法の工法
で、なんら問題無く実施出来、理想的な地盤一体型固結
塊を地中にすばやく形成できる作用効果を持つことがあ
きらかである。

【０２０３】特に、高フミン質有機酸を含有する砂質土
地盤及び／またはカルシウムイオン吸着交換能が大きい
硬化させずらい砂質土地盤を、本発明の地盤固結改良剤
注入後３日以内と短時間内に確実に５０Ｎ／ｃｍ2以上
のサンドゲル強度発現を達成でき、信頼性に優れた地盤
固結改良剤組成物である。

【０２０４】また表７の耐久性評価結果に示す様に、本
発明の地盤固結改良剤を用いた固結させずらい砂質土と
の一体化固結体、すなわち砂質土−サンドゲル固結体は
１２ケ月間の温水浸漬劣化試験でもむしろ強度が上向き
であり、問題となる様な著しい強度低下は認められない
事から、本発明の地盤固結改良剤は耐久性に極めて優れ
る事が明らかである。

【０２０５】また一方、比較例１〜比較例４の地盤固結
改良剤は、そのいずれも発明の目的を達成できていな
い。

【０２０６】比較例２、比較例３で明らかな様に、公知
のアルカリ刺激剤を含むスラグ−消石灰併用系の地盤固
結改良剤は、その液ライフが短く、１液型地盤固結改良
剤懸濁液とは成りにくい。またフミン質有機酸や粘土鉱
物を多く含む固結させずらい砂質土地盤では良好な地盤
固結改良剤として向かない事が明らかである。

【０２０７】本発明の地盤固結改良剤は、解決すべき課
題にも挙げた以下の（Ａ）〜（Ｃ）の全ての要請を満た
す点でその効果が特に顕著である。

【０２０８】（Ａ）所定量の水と懸濁すると容易に１次
分散し、その懸濁液は少なくとも調製後２４時間以上そ
れ自体安定であり、いわゆる懸濁液ライフが２４時間以
上と長い地盤固結改良剤の提供。

【０２０９】（Ｂ）１ｋｇ当たりの改良対象地盤から抽
出されたフミン質有機酸量として、その全量を中和する
に要した水酸化ナトリウムのミリ当量で表した含有濃度
で１００ミリ当量未満の範囲にある細砂地盤及び／また
は礫質地盤、及び／または、１００ｇ当たり５０ミリ当
量未満のカルシウム陽イオン吸着交換能を有する細砂地
盤及び／または礫質地盤を、地盤固結改良剤の懸濁液ラ
イフに何等関係無く、地盤と均一に混和後１〜３日以内
には該地盤の固結強度（サンドゲル１軸圧縮強度）を低
くとも５０Ｎ／ｃｍ2以上と急速固結させることが可能
な地盤固結改良剤の提供。

【０２１０】（Ｃ）固結体が長期間安定した強度特性を
示す懸濁型グラウト剤の提供。

【０２１１】すなわち、本発明の地盤固結改良剤の作用
効果として総論すると、フミン酸で代表されるフミン質
有機酸及び／または陽イオン吸着交換能を有する粘土鉱
物を多く含有し、地震時に液状化災害、滑り破壊災害、
不同沈下災害等の重大災害の発生が予想される砂質土地
盤及び／または礫質地盤への浸透注入工法による地盤改
良現場に於いて、高速高浸透作業性が確保できる上に短
時間内に高強度固結性を示す事から、環境負荷が極限ま
で抑制出来、改良総コストが安くかつ高信頼性の地盤改
良を可能にする事が挙げられる。

【０２１２】併せて、耐久性に優れた地盤固結改良なら
びに連続地中杭または連続地中壁の構築方法等を安価に
提供出来る効果を持つ。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０９Ｋ 17/50 Ｃ０９Ｋ 17/50 Ｐ // Ｃ０９Ｋ 103:00

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微粒子状の水砕スラグの３０〜８７重量
   ％と、微粒子状の消石灰及び／または微粒子状の生石灰
   の２〜５０重量％および重硫酸塩、硫酸アルカリ金属
   塩、亜硫酸塩、重亜硫酸塩、過硫酸塩、硫酸マグネシウ
   ム、硫酸アルミニウム、チオ硫酸塩、みょうばんからな
   る群から選ばれた１種または２種以上の水溶性硫酸塩の
   ３〜２０重量％とを含有してなる地盤固結改良剤。
2. 【請求項２】 更に有機高分子系の分散助剤を少量加え
   てなる事を特徴とする請求項１に記載の地盤固結改良
   剤。
3. 【請求項３】 水溶性硫酸塩が、硫酸アルカリ金属塩の
   単独、または、硫酸アルカリ金属塩：過硫酸塩で表され
   る重量比率で（１：９９）〜（９９：１）の範囲で併用
   して成る事を特徴とする請求項１または請求項２に記載
   の地盤固結改良剤。
4. 【請求項４】 地盤固結改良剤中に水溶性硫酸塩を５〜
   ２０重量％の範囲で含有させると共に、有機高分子系の
   分散助剤がその０．００１〜１重量％水溶液から求めら
   れた慣性二乗半径が２５０〜２，０００オングストロー
   ムの範囲にある固体粉末状のセメント用減水剤から選定
   された１種または２種以上を０．０５〜２重量％の範囲
   で含有させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか
   に記載の地盤固結改良剤。
5. 【請求項５】 水砕スラグが（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ａｌ₂
   Ｏ₃）／ＳｉＯ₂の重量比で表される塩基度で１．７〜
   ２．１の範囲にある高炉水砕スラグである事を特徴とす
   る請求項１〜４のいずれかに記載の地盤固結改良剤。
6. 【請求項６】 地盤固結改良剤を水で懸濁させてなり、
   水／水砕スラグの重量比で０．５〜５の範囲、（消石灰
   ＋生石灰）／水砕スラグの重量比で０．０１〜３の範
   囲、分散助剤／（消石灰＋生石灰＋水砕スラグ）の重量
   比が０．００５〜０．０２の範囲、水溶性硫酸塩として
   硫酸ナトリウムの単独を選定しその２〜１０重量％を含
   有させてなる１液型懸濁溶液とする事を特徴とする請求
   項１〜５のいずれかに記載の地盤固結改良剤。
7. 【請求項７】 １ｋｇの改良対象地盤から抽出されたフ
   ミン酸で代表されるフミン質有機酸量として、その全量
   を中和するのに要した水酸化ナトリウムのミリ当量で表
   した含有濃度で１００ミリ当量未満の高有機酸含有の細
   砂地盤及び／または礫質地盤、及び／または、１００ｇ
   の改良対象地盤中５０ミリ当量未満のカルシウム陽イオ
   ン吸着交換能を有する細砂地盤及び／または礫質地盤に
   対し、請求項１〜６のいずれかに記載の地盤固結改良剤
   を懸濁下に混和して固結させる事を特徴とする地盤改良
   方法。
8. 【請求項８】 １ｋｇの改良対象地盤から抽出されたフ
   ミン酸で代表されるフミン質有機酸量として、その全量
   を中和するに要した水酸化ナトリウムのミリ当量で表し
   た含有濃度で１００ミリ当量未満の高有機酸含有のシル
   ト細砂地盤及び／またはシルト礫質地盤、及び／また
   は、１００ｇの改良対象地盤中５０ミリ当量未満のカル
   シウム陽イオン吸着交換能を有するシルト細砂地盤及び
   ／またはシルト礫質地盤に対し、請求項１〜６のいずれ
   かに記載の地盤固結改良剤を、地中深く下ろされたミキ
   シングロッドの先端部より吐出または流出させ、同ロッ
   ドで該地盤と混和させ、同操作を継続または繰返すこと
   により、ミキシングロッド周辺の土砂と請求項１〜６の
   いずれかに記載の地盤固結改良剤とを混和して固結させ
   る事を特徴とする連続地中杭または連続地中壁の構築方
   法。