JPS5827833B2 - ナンジヤクジバンノアンテイカシヨリコウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、生石灰、暇焼ドロマイト、酸化マグネシウ
ム（以下これらを「石灰類」という）および急伶鉱滓（
水滓）とケイ酸ソーダ（水ガラス）とのスラリー状混合
物を注入または混合することにより、いわゆるヘドロ等
の超軟弱地盤を硬化させる軟弱地盤の安定化処理工法に
関するものである。

一般に、粘土質あるいはンルト質の沖積地盤や埋め立て
地の土などの軟弱地盤は、硬化安定処理を施す必要があ
るが、多量の水分を吸収するので沖積や埋立の初期にお
いては、各種の地盤安定処理を施すことが困難である。

また、ヘドロ状の超軟弱地盤の場合は、これを長期間放
置して自己圧密により安定するのを待ち、次いで良質の
置換材料を大量に使用して表層部を改良した後、サンド
ドレーン工法、サントコンパクション工法、ペーパード
レーン工法、ウェルポイント工法などの物理的脱水工法
並ひに、セメント、石灰、薬液などの固結剤を混入する
化学的工法により深層一部の安定処理を施して地盤全体
の硬化をはかるのが一般的であった。

しかしながら、前記硬化方法においては、自己圧密しな
ければならないので地盤の硬化に長期間を要し、表層部
、深層部と２段階に分けて硬化安定処理を施さなければ
ならないので、その施工手間がかかると共に、表層部か
ら先に硬化させるので、地盤全体の十分な安定硬化が得
にくいという欠点があり、また、いずれも大型の施工機
械の１般人を必要とし、その重量のために、機械の設置
場所が選定しく・こくいなどの問題がある。

本発明者等は、上述のようｆ、Ｋ ｉｔ来軟弱地盤の硬
化方法のもつ欠点を解決すべく、 （１）通常の粘土質あるいはシルト質の土に対して石灰
類が安定化作用のあることは従来から知られており、特
に生石灰は土中水分と反応して消化する際に多量の発熱
と膨張が起こり、加熱脱水とともに圧密促進が行ナイつ
れ、短時間のうちに安定処理効果が発揮される。

（２）長期にわたっては消石灰が、土中の粘土鉱物と反
応し、イオン置換、凝集作用とともにアルミン酸カルシ
ウム水和物あるいはケイ酸カルシウム水和物などの新し
い鉱物が生成され、これによって硬化反応が進行し、十
壌安定効果がある０ （３）また、水滓は粉末にして従来より高炉セメント原
料として用いられているもので、石灰、カセイソーダ等
のアルカリ物質により潜在水硬性が発揮され、強度発現
をすることが知ら杆○）る。

（４）水ガラスは強アルカリ性物質で従来よりセメント
の硬化調整剤としてグラウト材料に用いられる池に、シ
リカゲル原料、そのＩＩｌ！２＠種方面に使用される一
般的な工業原料であり、条件によっては自硬性を有する
。

上記（１）〜（４）に着目し、＋ｄ＋究を重ねた結果、
次のような知見を得たのである。

すなわち、■ 水ガラス溶液は生石灰の消化遅延作用を
持ち、水ガラスの濃度により生石灰の消化速度を調整で
きることを知った。

そこで、消化能を持つ生石灰スラリーを調整し、これを
軟弱地盤に注入したところ、地盤内で消化が行なわれ、
その発熱作用は、粘土と石灰、水ガラスと石灰あるいは
水ガラスと粘土の化学反応を促進し、軟弱地盤の急速硬
化による安定が促進されることを確認した。

■ また、生石灰と水ガラスの混合スラリーに水滓粉末
を添加したところ、石灰および水ガラスのアルカリによ
り極めて強固な硬化体を形成した。

これは生石灰を用いることにより、材料温度が上昇し、
水滓−消石灰、水滓−水ガラス、水ガラス−消石灰相互
間の化学反応が促進され、水ガラスのゲル化と相俟って
強固な素地が形成されるからであり、生石灰が消化と同
時に反応に関与するため、活性に富み反応が極めて順調
に進んだからであることがわかった。

■ 続いて、生石灰、水滓樹末及び水ガラス溶液のスラ
リーを軟弱地盤に注入した結果、硬化反応が順調に進み
、急速な地盤安定効果が認められた。

ここでは生石灰−水滓一水ガラスにおける反応ば力）り
でなくさらに、軟弱地盤中の粘土とこれらの物質の間に
おける硬化反応も期待できた。

したがってこの発明は、上記知見に基きなされたもので
、 生石灰、暇焼ドロマイ１〜、および酸化マグネシウムの
うちの１種または２種以上から゛なる消化反応材と、 必要に応じてセメントおよび／または石膏を混合させた
水滓と、 ケイ殻ソーダ溶液とを混合したものからなるスラリーを
、 軟弱地盤に注入または混合して、軟弱地盤を安定化処理
する工法にして、 前記消化反応材の、前記スラリーの混合生成時点からの
消化反応を、前記ケイ酸ソーダによって遅延させて土中
において行なわせ、 前記消化反応の際に発生した熱を、前記水滓と消化後の
前記消化反応材と前記ケイ酸ソーダとの間の化学反応に
適用する軟弱地盤の安定処理効果ついでこの発明を具体
的に説明する。

図面に生石灰の水ガラスによる消化遅延効果を消化温度
の上昇度によって表わしたグラフで示されるように、水
ガラス溶液濃度にて０．１％以上で遅延効果が認められ
るが１〜１０％の濃度範囲が最も有効であった。

１０％以上の水ガラス濃度では遅延は認められるが高価
となり経済的ではない。

水滓粉末の添加量はどのような配合率でも強度増進は認
められるが、試験によれば生石灰対水滓粉末１：１（重
量比）程変にするのが最も効果的であった。

生石灰と水滓を合わせた固形分に対する水ガラス溶液の
割合いはスラリー状となる範囲で採用し含水比にて１０
０〜２００％の範囲が作業性および強度において良好な
結果が得られた。

地盤の安定を目的とした場合にはこの発明の混合スラリ
ーを乾燥上重量に対して１０〜２０％注入ずれば良く、
添加量は５％以下では効果が顕著でない。

また３０％以上では効果はきイっめて大きくなるが材料
費等が高くなるため経済的とはいえない。

このようにして調整した混合スラリーを、軟弱地盤中に
注入又は混合するものである。

また、工法的にはスラリー状であるため、流動性に富み
肉池からのポンプ輸送が可能となり、使用機器も軽量且
つ、足場等も小規模となる。

さらに浚渫直後等における超軟弱地盤等の場合でも、岸
壁あるいは船上より地盤中にスラリーを注入することが
可能である。

本発明に云う水滓にはセメント、セラコラ等の各種材料
との混合物を用いても良く、いずれも土中に注入された
汝は石灰類の発熱により、目的とする硬化反応が促進さ
れる。

また、生石灰の代りに酸化マグネシウムあるいはドロマ
イトを用いても同様の効果が認められる。

次にこの発明を実施例によって説明する。

実施例 １ この実施例では福山屯（広島県）の海浜埋め立て地にお
ける浚渫ヘドロを対象としてこの発明による生石灰−水
滓一水ガラス系の混合スラリーによる安定処理効果を調
査した。

浚渫ヘドロ（含水比１２０％、Ｌｇｌｏｓｓ ９．２
％、Ｉｎ５ｏｌ −Ｍ −５ｉ０２７３．４８ ％、Ａ
１２０３１ｏ、６３優、Ｆ ｅ２０３１．８３％、Ｍｇ
Ｏ］、、７０ ％、ＣａＯ０，８５％）（ＪＩＳ
Ｒ−９０１１にて測定）の２２０重量部に対して表−１
に示す組成を有するスラリー２種をそれぞれ１０重量部
および２０重量部の割り合いで添加混合した汝、これを
直径５０Ｘ１高さ１００％の一軸圧縮試、験用モールド
に詰め振動成形をした。

成形後ビニールシートで密閉し、２０°Ｃ−９５％湿度
の養生室にて養生を行った。

成形後１〜３０で膜形し、再変ビニールシートで密閉し
た債、７日、１４日、２８日の上記養生を行って、一軸
圧縮強度の測定を行った。

供試体はいずれも測定前に養生室内の水槽で１日水浸を
行った後、試験に供した。

試験結果は同時測定した生石灰単味使用時の値（比較用
）とともに表−２に示した（なお表中処理剤添加量は処
理上を１００とする場合の比である）。

浚渫ヘドロのような高含水比上においては生石灰使用（
比較例）による安定処理は強度発現が小さく、７日養生
で１．５〜２．２に９／ｃｒＡである。

これに比してこの発明による生石灰−水滓一水ガラス系
の混合スラリー使用時においては７日養生で９．６〜１
０．４ Ｋ９／ｃｙｓｔの強度が得られ、極めて効果的
であることが認められた。

実施例 ２ この試験例では一般に含水率が１８０〜２００優と極め
て高く、また有機質成分を多く含み、石灰安定処理、セ
メント安定処理は効果が殆んど無いとされる荒用河川ヘ
ドロ（東京都）を対象としてこの発明によるスラリー（
処理剤）の安定処理効果を調査した。

荒用河川ヘトＤ （Ｉｇｌｏｓｓ ２４％、Ｉｎｓｏｌ
−Ｍ−８１０２４２％、Ａ−１２０３１８％、１０２０
３６２％、 ＭｇＯ１２％、Ｃａ０２２％）２８０重量
部に対して実施例−１と同様な手法で表−１に示す混合
スラリーをそれぞれＩＯ重量部および２０重量部添加し
た後、所定の養生を行って強度測定をした。

＊＊ 一軸圧縮強度の測定結果を、生石
灰およびセメン１〜処理の場合と比較して表−３に示し
た。

試験結果によって、この発明の生石灰−水滓水力ラス系
の混合スラリーによる壱機質ヘドロの安定処理効果は従
来の生石灰、セメントによる安定処理よりも大きいこと
かイっかった。

従って、従来は安定処理が困難あるいは非常に不経済で
あるとされている有機質ヘドロに対しても十分な地盤安
定を行うことが可能である。

なお表−３中、この発明によるスラ１ノーは４０％が固
形分なので、生石灰、セメントは相当添加量を算出し、
添加効果を調査したものである。

実施例 ３ 実施例−２において使用した荒用河川ヘドロを２００１
ドラムカンに１００１入れ、この発明による表−１のＡ
Ｉ品に示す生石灰−水滓一水ガラエ ス系の混合スラリーを上部よりフインチパイプにて、ス
ラリーポンプによる圧入を行った。

この実施例はスラリー工法による効果を示すものであり
、実施工における施工性を確認したものである。

注入材料（添加剤）はヘドロの乾燥重量に対して２０％
を各所に適宜分散させ注入した。

ドラムカン内のヘドロは１〜３日で硬化が顕著に知られ
、７日経時で表面下３０ｃｒｒＬで平均５．２に９／ｃ
ｒｒｔ、２８日経時では９．８ Ｋｇ／ｃｒｔ４の一軸
圧縮強度を示した。

注入した添加剤は７日経時においてヘドロ内でパイルお
よび網状に極めて強固なブロックを形成していた。

また、ヘドロと混合している部分の硬化状態の進行も順
調で、含水率の低下、地盤の圧密および安定も明らかで
あった。

表層部は添加剤スラＩＪ ＋の圧入漏れにより混合濃度
が高くなり、極めて固い安定地盤となっていた。

従って、実施工においては表層部に極めて安定な層が形
成され、下部にいくに従って強度が弱くなる表層安定処
理が理想的であることが判明した。

高圧注入を考慮すれば深層安定処理にも十分適用できる
ことも確認できた。

以上を総合的に判断すると現場施工では表層の安定効果
および注入による不均一のため生ずる地盤内の強化節理
は１〜ラフイックアビリティ−の改良には極めて有効で
ある。

実施例 ４ 実施例−３において生石灰の代わりに同様な消化反応を
する暇焼ドロマイ１〜、酸化マグネシウムを使用して地
盤安定処理をしたところ同様に安定効果のあることが判
明した。

暇焼ドロマイト使用時は７日経時の表面下３０Ｃ７７１
の部分で一軸圧縮強度が平均４．１に９／ｃｒＡ、同２
８日経時で７．９ＫＰ／ｃｎｌ。

の値を示した。

また、酸化マグネシウムの場合は７日経時で４、８ Ｋ
Ｓ’／ｃｒＡ、２８日経時で９．１に９／ｃｎｆの強度
であった。

いずれも実施工に十分使用Ｅ１能な値なので暇焼ドロマ
イトおよび酸化マグネシウムも生石灰と同様に使用可能
である。

以上説明したように、この発明においては、土中におい
て生石灰、暇焼ドロマイト、および酸化マグネシウムの
うちの１種または２種以上からなる消化反応材の消化を
行なわせ、 前記消化による発熱、膨張によって、加熱脱水および圧
密促進を図り、しかも、前記発熱によつＣ１水滓、消石
灰、および水ガラス間の相互化学反応を促進させるとと
もに、注入または混合から短時間での地盤安定を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、生石灰の水ガラスによる消化遅延効果を消化温
寒の上昇塵によって表わしたグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 生石灰、暇焼ドロマイト、および酸化マグネシウム
   のうちの１種または２種以上からなる消化反応材と、 必要に応じてセメントおよび／または石膏を混合させた
   水滓と、 ケイ酸ソーダ溶液とを混合したものからなるスラリーを
   、 軟弱地盤に注入または混合して、軟弱地盤を安定化処理
   する工法にして、 前記消化反応材の、前記スラリーの混合生成時点力）ら
   の消化反応を、前記ケイ酸ソーダによって遅延させて土
   中において行なわせ、 前記消化反応の際に発生した熱を、前記水滓と消化接の
   前記消化反応材と前記ケイ酸ソーダとの間の化学反応に
   適用することを特徴とする軟弱地盤の安定化処理工法。