JPS58219290A - 地盤安定化用珪酸塩系グラウトの地盤注入法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、珪酸ソーダと反応してこれをゲル化し得る物
質（但し、二酸化炭素を除く。）と珪酸ソーダを組み合
せた地盤安定化用珪酸塩系グラウトの地盤注入法に関す
るものであって、その目的とするところは、グラウトを
連続的に地盤に注入しているうちに、そのゲルタイムを
長短任意なものに直ちに変化させることができる方法を
提供することにある。

従来、珪酸ソーダと、これと反応してこれをゲル化し得
る物質（以下、硬化剤という。）とを組み合せた地盤安
定化用グラウトの地盤注入法として種々の方法が提案さ
れており、たとえばその内部に適宜の混合用機器が設け
られた第一の混合器に硬化剤と水を供給し、該混合器中
において両者を混合して硬化剤の水溶液または懸濁液を
製造し。

次いで得られた硬化剤水溶液または懸濁液を第二の混合
器に供給し、該混合器中において珪酸ソーダと混合させ
て得られたグラウトを地盤に注入する方法が知られてい
る。

この方法において、グラウトのゲルタイムの胸筋は第一
の混合器中で製造される硬化剤水溶液または懸濁液の濃
度を増減させることによって行なうが、この方法では第
一の混合器に硬化剤を供給してからグラウトが地盤に注
入されるまで、装置規模にもよるが、多かれ少なかれ時
間を要するので、この方法によっては、グラウトの地盤
注入中にそのゲルタイムを地盤条件に即応したものに瞬
間的圧変化させることができない。

本発明はかかる欠点が是正された硬化剤（二酸化炭素を
除く。）と珪酸ソーダを組み合せた地盤安定化用珪酸塩
系グラウトの地盤注入法に係わるものであって、その要
旨とするところは［第一の混合器に、珪酸ソーダと反応
してこれをゲル化し得る硬化剤（但し、二酸化炭素を除
く。）と水を供給し、該混合器中において両者を混合し
て硬化剤水溶液または懸濁液を製造し２次いで得られた
゛　硬化剤水溶液または懸濁液を第二の混合器の一方の
入口部に供給すると同時に他方の入ロ部圧珪酸ソーダ水
溶液を供給し、該混合器中において両者を混合してグラ
ウトを製造し、このようにして得られ次グラウトを地盤
に注入するに当たり、グラウトの地盤注入中に第二の混
合器に水を供給することを特徴とする地盤安定化用珪酸
塩系グラウトの地盤注入法。」にある。

本出願人は、先に硬化剤として二酸化炭素を用いること
以外は上記と同様の方法を要旨とする発明について特許
出願をしたが、その後の研究により、該発明方法が二酸
化炭素以外の硬化剤と珪酸ソーダを組み合せたグラウト
についても極めて有効であることを知り２本発明をなす
に到った。

以下１本発明について説明すると、第１図は本発明の一
実施態様をあられすフローシートである。

硬化剤貯槽１および水貯槽４より硬化剤および水のそれ
ぞれを第一の混合器２に供給し、該混合器中において両
者を混合して、硬化剤の水溶液または懸濁液を製造する
。

本発明に用いる硬化剤とは、珪酸ソーダと反応して、こ
れをゲル化し得る物質（但し、二酸化炭素を除く。）で
あって、このような物質としては。

水に可溶なものばかりではなく、水に通常難溶またけ不
溶といわれるものをも含む多くの物質があ　　　′□る
。

而して２本発明において通常好適に用いられる硬化剤と
して、有機酸；無機酸；有機エステル；アルデヒド；ア
ルコール；アルカリ金属の重炭酸塩１重硫酸塩２重リン
酸塩；アルカリ金属またはアルカリ土類金属の炭酸塩、
硫酸塩、リン酸塩。

塩化物；多価金属塩；セメント；石膏；スラグ；石膏等
の１種または２種以上が挙げられる。

本発明に用いる第一の混合器２は、その適当な部分に硬
化剤供給口、水供パ給口および硬化剤水溶液または懸濁
液排出口が設けられ、かつその内部に固体（粉体）〜液
体または液体〜液体の接触混合を良好にさせるための任
意の装置、たとえば攪拌機、ジャマ板等が設けられた容
器である。

第一の混合器２内には図上、プロペ型攪拌翼付攪拌機が
設けらルているが１本発明においては攪拌翼はこのよう
な形状のものに限定されず、タービン型、ファンタービ
ン型、わん曲羽根ファンタービン型、ファクドラー型、
プルマージン型その他任意の攪拌翼が付さ几た攪拌機を
用いることができる。

その他、第一の混合器２として、その内部に静止型流体
攪拌用エレメントが設けられた混合器。

いわゆるラインミキサー（管路混合器）も用いられるが
、どのような形式の混合器が用いられるにせよ、供給さ
れた硬化剤と水をなるべく短時間で混合することができ
る攪拌効率のよい混合機器が設けられた混合器を用いる
ことが望ましい。硬化剤の第一の混合器２への供給は、
液状または固体（粉末状）の硬化剤そのものを、該混合
器２の上部に設けられた硬化剤貯槽１から第一の混合器
２に直接供給してもよいが、予め硬化剤の濃厚水溶液ま
たは懸濁液を調製し、こｎを硬化剤貯槽１から第一の混
合器２に供給してもよい。

次いでこのようにして第一の混合器２内において製造し
た硬化剤水溶液または懸濁液は第二の混合器１５の一方
の入口部に供給すると同時に他方の入口部に珪酸ソーダ
水溶液をその貯槽９より供給する。゛ 本発明に用いる珪酸ソーダとしては、従来地盤の安定化
に用いられているＪＩ８３号珪酸ソーダが通常好適に用
いられるが、　　８ｉ０１／Ｎａ１Ｏのモル比がＪＩ８
３号よりも高い３以上のもの、から５．５程度のもの迄
も用いられる。

これら珪酸ソーダは施工に際し、水で希釈して地盤安定
化に適した適宜の濃度の水溶液にするが。

本発明において珪酸ソーダ水溶液貯槽９に仕込む珪酸ソ
ーダ水溶液中の原料珪酸ソーダの濃度は通常２０〜１０
０容量チ、特に２５〜６０容量チにするのが好ましい。

第二の混合器１５は、グラウトの地盤注入にも用いられ
るものであって、この種のグラウトの製造および地盤注
入に常用さｎているその出口部に混合室が設けられた中
空二重管とか、その内部に流体混合用エレメントが設け
らｎた一般の静止型管路混合器等が通常好適に用いら几
る。

第二の混合器１５内に供給した硬化剤水溶液（または懸
濁液つおよび珪酸ソーダ水溶液は該混合器中において混
合されてグオウトが製造される。

次いでこのようにして得られたグラウトはそのまま地盤
に注入されるが１本発明においてはグラウトの地盤注入
中に第二の混合器１５に水を供給する。

すなわち１本発明においては、グラウトの地盤注入中に
第二の混合器１５に水を供給して、該混合器中における
硬化剤の濃度を変化させ、これによりグラウトのゲルタ
イムを調節する。

したがって２本発明においてグラウトのゲルタイムを上
記供給水圧よシ殆ど瞬結に近い短い時間から数時間に亘
って任意に調節させるような場合には、第一の混合器２
中で製造する硬化剤水溶液（または懸濁液）中の硬化剤
濃度は、仮に第二の混合器１５に水が供給されない場合
は、該混合器１５中において珪酸ソーダ水溶液を瞬結さ
せるような高濃度にすることが必要である。

一方、グラウトのゲルタイムをこのような広範囲な時間
に亘って調節する必要がない場合、たとえば数分から数
十分に亘って調節するような場合には、第一の混合器２
中で製造する硬化剤水溶液（または懸濁液）中の硬化剤
濃度は上記よりも低くてよく、第二の混合器１５に水　
　・が供給さｆＬない場合は、該混合器中において珪酸
ソーダ水溶液を数分以内でゲル化させるような濃度でよ
い。

本発明の実施に当り、ゲルタイム調節用の水は、直接第
二の混合器１５の入口部に供給してもよいが。

第一の混合器２よυ第二の混合器１５に供給する硬化剤
水溶液（または懸濁液）および珪酸ソーダ水溶液貯槽９
よシ第二の混合器１５に供給する珪酸ソーダ水溶液のい
ずれか一方または両者に合流させて、第二の混合器１５
に供給することもできる。

本発明においては、第二の混合器１５に供給した水は該
混合器中において通常殆ど瞬間的に他の成分と混合され
て地盤に注入さｎる。

したがって１本発明にしたがえば、グラウトの地盤注入
中にそのゲルタイムを地盤条件に即応した長短任意なも
のに直ちに（殆ど瞬間的に）変化させることができる。

そして、これにより複雑な土質条件に対応した。

きめの細かい地盤安定化の施工を行なうことができる。

これに対し、従来においては、グラウトのゲルタイムの
調節は、第一の混合器２中において硬化剤水溶液（また
は懸濁液）の濃度を種々変化させることによって行なっ
ているが、かかる方法では。

第一の混合器２が通常大容量であるため、該混合器に硬
化剤管供給してからグラウトが地盤に注入されるまで多
かれ少なかれ時間を要するので、グラウトの地盤注入中
にそのゲルタイムを本発明におけるがごとく殆ど瞬間的
に変化させることができない。

更に本発明にしたがえば、それぞれゲルタイムが異なっ
た複数のグラウトを同時に地盤に注入する工法、すなわ
ち複合注入工法が可能である。

これを図によシ説明すると、第２図は本発明による複合
注入工法の一実施例を示すフローシートである。

第２図において、１５．１５’および１５１１はそれぞ
れ土質条件が異なる地盤中に打設された第二の混合器（
兼グラウト注入管）である。

施工にあたり、各混合器の入口部に、第一の混合器２．
珪酸ソーダ水、終液貯槽９および水貯槽によシ硬化剤水
溶液（または懸濁液）、珪酸ソーダ水溶液およびゲルタ
イム調節用水をそれぞれ供給する。

この際、各混合器に供給するゲルタイム調節用水の量を
適宜変化させること顛より、混合器中においてそれぞれ
の土質条件に適合したゲルタイムを有するグラウトが製
造されて地盤中に注入され′る。

この複合注入工法によれば、土質条件が種々異なる複雑
な地盤を一度の施工で広い範囲に亘って容易に安定化さ
せることができる。

なお１本発明の実施にあたり、グラウトの地盤注入中に
、たとえばそのゲルタイムを大巾に変化させるような場
合、第二の混合器への硬化剤水溶液（または懸濁液）お
よび珪酸ソーダ水溶液の供給量は一定に保ち、水の供給
量のみを増減させる方法を採ると、水量の増減によりグ
ラウト中の珪酸ソーダ濃度が大巾に変動することがある
。

このような珪酸ソーダの濃度変化が好ましくない場合は
、水の供給量に反比例して硬化剤水溶液（または懸濁液
）の供給量を変化させ、グラウトのゲルタイムをどのよ
うに変化させた場合にも水の供給量と硬化剤水溶液（ま
たは懸濁液）の供給量の合計が常、に一定になるように
することが望ましい。

次圧実施例によυ本発明を更に具体的に説明する。

実施例１ その内部にかい型攪拌翼（長さＸ幅＝１３０ｍ＋Ｘ　５
０　ｔｍ　）が設けられた内容積１５ｔの第一の混合器
の上部より重炭酸カリを１．５　＃および水適量を仕込
み２両者を攪拌混合して硬化剤水溶液（以下、Ｂ液とい
う。）を１０を製造した。

次いで得られたＢ液を、内部に液体混合用エレメントが
６ケ設けら几た直径２１ｍ、長さ１５０簡の第二の混合
器（静的管路混合器）の一方の入口部に１．２ｔ／分の
速度で連続的に供給すると同時に他方の入口部にＪＩＳ
　ｓ号珪酸ソーダ：水＝１：１（容量）の割合の珪酸ソ
ーダ水溶液（以下。

Ａ液という。）を１．２ｔ／分の速度で供給した。　　
　　□第二の混合器に供給したＡ、Ｂ両液は、該混合器
中において殆ど瞬間的に混合され、グラウト化してその
出口より排出された。

このグラウトは均一な溶液で、そのゲルタイムは２秒で
あった。

次に、上記の運転状態を維持しつつ、第二の混合器に水
を０．９６６／分の速度で供給したところ。

ゲルタイム２４秒のグラウトが殆ど瞬間的に排出された
。

次に、この運転状態を維持しつつ、第二の混合器に供給
する水量を１．８ｔ／分圧変化させたところ、ゲルタイ
ム１分２０秒のグラウトが該混合器の出口より殆ど瞬間
的に排出された。

実施例２ 硬化剤として酸性硫酸ソーダ０．７５ｋｌ、硫酸アルミ
ニウム０．２２５＃および水酸化マグネシウム０．０２
５＃の混合物を用いた以外はすべて実施例１と同じ方法
によ、９Ｂ液を１（ｌｔ製造した。

次いで得られ几Ｉ３液を実施例１で用いたのと同様の第
二の混合器の一方の入口部に１．２７．７分の速度で供
給すると同時に他方の入口部に実施例１と同様のＡ液を
１．２ｔ／分の速度で供給した。

第二の混合器に供給したＡ、Ｂ両液は、該混合器中にお
いて殆ど瞬間的に混合され、グラウト化してその出口よ
り排出された。

このグラウトは均一な溶液で、そのゲルタイムは１２秒
であった。

次に上記の運転状態を維持しつつ、Ｂ液の供給速度を１
．０２ｔ１分に変化させる一方、第二の混合器に水を０
．１８１７分の速度で供給したところ、該混合器の出口
よりゲルタイム１分５０秒のグラウトが殆ど瞬間的に排
出された。

次にこの運転状態を維持しつつ、Ｂ液の供給速度を０．
９ｔ／分に変化させる一方、第二の混合器に水を０．３
ｔ／分の速度で供給したところ、該混合器の出口よりゲ
ルタイム８分５０秒のグラウトが殆ど瞬間的に排出され
た。

実施例３ 硬化剤として硫酸カルシウム１＃および水酸化カルシウ
ム２＃の混合物を用いた以外はすべて実施例１と同じ方
法によりＢ液をＩＯ４製造した。

次いで得られたＢ液を実施例１で用いたものと同様の第
２の混合器の一方の入口部に１２ｔ／分の速度で供給す
ると同時に他方の入口部に実施例１と同様のＡ液を１．
２ｔ／分の速度で供給した。

第２の混合器に供給したＡ、Ｂ両液は、該混合器中にお
いて殆んど瞬間的に混合され、グラウト化してその出口
よシ排出された。このグラウトは均一な溶液で、そのゲ
ルタイムは４．６秒であった。

次に上記の運転状態を維持しつつ、第２の混合器に水を
１．４ｔ／分の速度で供給したところ、ゲルタイム９．
７秒のグラウトが殆んど瞬間的に排出された。

次に、この運転状態を維持しつつ、第２の混合器に供給
する水量を３．６ｔ／分に変化させたところゲルタイム
１８秒のグラウトが該混合器の出口より殆んど瞬間的に
排出された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様を示すフローシートである
。 記号　１　硬化剤貯槽 〃　　２　硬化剤調合槽 ＃　　３　攪拌機 記号　４　水貯槽 〃　５弁 〃　　６　水供給ポンプ ＃　７弁 〃　　８　硬化剤供給ポンプ Ｉ　　９　水ガラス貯槽 １１０弁 〃　１１　水ガラス供給ポンプ 〃　１２　水貯槽 〃１３弁 Ｉ　１４　水供給ポンプ ｙ　　１５　　第二の混合器 ＃１５’　　　　　　　　ｎ 〃　　１５付　　　　　　　　〃 〃　１６　流量調節弁 ＃１６’　　　　　　　ｙ ＃１６”　　　　　　　　ｐ 〃　　１７　　　　　　　＃ １．１７’　　　　　　　　／Ｆ ＃１７”　　　　　　　　＃ 特許出願人　日東化学工業株式会社 才１１弱 牙χ■ 手続補正書（方式） 昭和５７年１０月１に日 特許庁長官　若杉和夫　殿 ■　事件の表示 昭和５７年特許願第１０１４７２号 ２　発明の名称 地盤安定化用珪酸塩系グラウトの地盤注入法３、補正を
する者 事件との関係　　特許出願人 〒１００東京都千代田区丸の内−丁目５番１号（３９５
）　　日東化学工業株式会社 昭和５７年９月９日 ５、　補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 ６、補正の内容 明細書第１５頁、下から第５行に記載の「第１図」を「
第１図および第２図」と訂正する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第一の混合器に、珪酸ソーダと反応してこれをゲル化し
   得る硬化剤（但し、二酸化炭素を除く。）と水を供給し
   、該混合器中において両者を混合して硬化剤の水溶液ま
   たは懸濁液を製造し２次いで得られた硬化剤水溶液また
   は懸濁液を第二の混合器の一方の入口部に供給すると同
   時に他方の入口部に珪酸ソーダ水溶液を供給し、該混合
   器中において両者を混合してグラウトを製造し、このよ
   うにして得られたグラウトを地殻に注入するに当たり、
   グラウトの地盤注入中に第二の混合器に水を供給するこ
   とを特徴とする地盤安定化用珪酸塩系グラウトの地盤注
   入法。