JPS5837081A - 空洞充填に適するグラウト材及び該充填グラウトを用いる注入工法 - 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、裏込め等の空洞充填を目的とするグラウト及
び鋏ダラウトを用いる注入工法に関する。

一般に空洞充填に用いられているグラウトは、セメント
を主材とし、これに砂、ぺ／トナイトなどの粘土鉱物、
石灰石の黴役末等を添加してブリージングを抑制したも
のである。又、最近においては、一定の硬化啼間を有す
るものが好まれ、前記のようなグラウトに少量の水ガラ
スを加えて。

所望のｒルタイム（ｒル化時間）を持つグラウトとした
ものが用いられるようになって来てｉる。

本発明は、セメントを主成分として水ガラスを添加した
グラウトの改ＪｉＬＫ関するものである。

従来、セメントを主成分とするモルタルに水ガラスを添
加し九場合のグルタイムは２０分〜４０分という非常に
長いものとして知られており、施工に当九っては、容量
２００４〜５００１のグラウト・ミキサー内でセメント
と添加材に水を加えて得九モルタルに水がラスを所定量
加えて得たダツラ）ｉｋ１台の注入ゾンデを用い１本の
注入ホースを経由させてグラウトホールから注入充填さ
せて２０〜３０分後のグル化を待つ方法が採用されてい
友。

本発明者は、セメント・モルタルに少量の水ガラスを添
加し九場合の挙動について、系統的により詳細な研究を
進めていたが、研究の途上において従来においては知ら
れていなかつ九次のような新九な知見を得九。

即ち、（１）セメント懸濁液に添加する水ガラスの量を
極端に減少させた場合、瞬結に近いグルタイム（１〜２
秒乃至２０秒以下）で極めて弱いグルができる。（２）
このグルは極めて軟弱でＴｏり、攪拌することにより、
いつ九ん形成されたグル（以下これを一次グルと称する
）が破壊されて再び流動状態になった後に、２０〜４０
分後に、従来から知られているグル（以下、これを二次
グルと称する）が得られる。（３）上記の一次グルを与
える水ガラスの添加量は、グラウト全量１００　ｅｅに
対して、　ｓｔＯ，が０．４〜３．２！ｉ存在するとい
う添加量としては極めて微少量でＴｏシ、このように微
少量の水ガラスを添加して得たグラウトは約１５秒程度
又はそれ以下の瞬結性デル（−次グル）を形成し、この
−次グルは攪拌又は僅かの圧力印加によってグル状態が
破壊され再び流動状態となり、その後。

約１０〜８０分後に再びグル化（二次グル）する。

従来法において利用されてきたグル化は、上述の二次ゲ
ルであシ、水ガラスの混入量を極端に少量にすると得ら
れるグルタイムが著しく短縮されるということは技術的
常識に反する現象であること、従来法によるこの種のグ
ラウトは混合槽内で全成分を攪拌混合し九状態で注入装
置に導かれるのが普通の施工方法であう九と、更には上
記の一次グルが極めて軟弱で攪拌によって容易に破壊さ
れるものであること、得られるグルが無色透明に近いも
のであること郷が原因となシ、この−次グルリ生成はこ
れまで認識され注目されることがなかつ丸ものと考えら
れる。

本発明者は、この−次グルが、瞬結性又は瞬結に近いグ
ルタイムを有することに着目し、−次グル化現象を有効
に地盤注入に用いて従来法とは大きく異なつ九新たな注
入工法の開発することを目的として更に研究を続けた結
果、攪拌等の一次グルリ破壊をも九らす力の印加を避け
れば、この−次グルは？！１１Ｎ充填などの裏込め工法
に利用すると充分に実用に耐え、止水等の目的を達成で
きることを究明した。本発明によるダラウト材は、−次
グルの利用による注入時におけるグラウトの逸走の防止
、設計範囲内への集中的な注入を目的とし。

グラウト固結物の最終的な強度はセメントの水和反応に
よる強い強度を利用するものである。

本発明において、Ａ液として使用するセメント懸濁液と
しては、セメント単独を用いるセメント・ミルクは勿論
、これに混和材として通常使用されている水砕スラグ、
フライアッシュ、インドナイト等の粘土鉱物、石灰石又
は岩石の微粉末、注入現場で採取した掘削土中土砂、そ
の他粘着剤、起泡剤等、通常使用されている混和材を適
宜に混入し良悪濁液を使用することができる。

一方、本発明で用いる水ガラス液としては、できるだ叶
水ガラス濃度の高いものが望ましく、好ましくは水ガラ
ス成分中のＳｔｏ、含有量として１２重量−以上の水ガ
ラス濃度を使用する。

又、グラウト１００ｅｅ当たシに添加する水ガラス量は
ｓｔＯｍとして３，２１が上限で６り、この上限を越え
ると一次ダルが生成しない、逆にダツラ）１００ｃｃに
対する水ガラス成分がｓＬＯ，とじて０．４９未満に々
ると生じる一次グルリ強度が弱くなり過ぎ、僅かの加圧
・振動等によって破壊されてしまう九めに実用に適さな
い。

通常、裏込め中空洞充填に使用されているグラウトは不
必要な遠方に逸走することなく所望する限定範囲内に留
めることが望まれ、このためにはゲルタイムはできるだ
け短いｔｌうが好ましい、一方、限定範囲内の領域内で
は、微少なｇ！庫内にも注入薬液（グラウト）がゆきわ
たることが望まれる。本発１ｊｌｉＫよるグラウトは、
グル化時間は短く、しかもグル化後の強度は極めて軟弱
な一次グルを利用するものであシ、上記の如き相反する
要望に応えることができる優れ九ダフウトである。

本発明グラウトの注入に当九っては、瞬結性又は瞬結に
近い一次グルを利用するものであるから、ム液と１液を
別々に調合し、吐出量の異なる２台の注入／７ｆを用い
て、注入管先端までは接触させずに導き、注入管先端部
でＡ１両液を合流させた後に注入を行なう。

或いは、得られる一次グルが極めて軟弱であって一定圧
以上（０，１ｋｌ／ｄ以上）の圧力をかけると移動可能
なものであるという特性を利用して、注入ノぐイゾの注
入口端部に至るまでの関Ｋグル化させておいて、−次グ
ル状態が保持される条件下で空洞内に注入することもで
きる。この注入工法は、極めて特異な方法であシ、従来
技術にはこれに類似する工法はなく、本発明によって始
めて考案された工法であるといえる。

上記の何れの工法においても、ム液であるセメントを主
成分とする懸濁液と、水ｆ２ス液である１液とは、容積
比でム液：Ｂ液−１：０．０２〜０．１７の範囲内に保
持しつつ注入を行なう。

以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明について更
に詳細に説明する。以下の実施例及び比較例において使
用した水ガラスはＪＩＢ　　３号品（５ｈｏｓ　：　２
９〜３０　’ＩＧ　％）ＪａｌＯ：　９〜１Ｏ−）であ
り、水ガラス１１中に含有される５Ｌ０１は約４００１
であった。使用したセメントは市販＃）／ルトランドセ
メント、ベントナイトは市販品のうち粒度２００メツシ
ユのものであった。

実施例１〜フ及び比較例１〜２ 先ず、セメント単独の懸濁液であるム液と、水ｆラスｉ
［（ＪＩＢ　　３号品原液）から成るＢ液とから得られ
る一次グルの実測値を以下の表１に示す。

□ 表ＩＫ示すように、セメントを主成分とする懸濁液（ム
液）に微量の水ガラスを加えて得られる一次グルのグル
タイムは極めて短く、瞬結性を示し、その傾向は水ガラ
ス液の添加量が少ないほどグルタイムが早くなるという
驚くべきものである。

比較例３〜１０ 次に、比較例として、表１に記載の配合物から得られ九
−次グルを破壊して得られ良法動物の最終的なグル（即
ち、本明細書中でいう二次グル）のグルタイムを以下の
表２に示す。

表２に示すように、いり九ん生成し九−次グルを破壊し
た後に得られる従来から公知のグル（本明細書でいう二
次グル）のグルタイムは、−次グルのグルタイム（約２
０秒以下）Ｋ比較すると、大幅に遅延していることがわ
かる。

表　　２ 番　号　　　配　　　合　　　　二次グルリグルタイム
比較例３　　　実施Ｍｌと同じ　　　　　　７６分比較
？９４　　　　実施例２と同じ　　　　　　５７分比較
例５　　　実施例３と同じ　　　　　　４４分比較例６
　　　実施例Ａと同じ　　　　　　３５分比較例７！ｉ
Ｉ！施例５と同じ　　　　　　２１分比較例８　　　実
施例６と同じ　　　　　　１５分比較例９　　　実施例
７と同じ　　　　　１分ｌＯ秒比較例１Ｏ比較例１と同
じ　　　　　　１８秒表１中の比較Ｍ１と表２中の比較
例１０とを比べればわかるように、水ガラス添加量が上
限値を越えると、−次グルと二次ゲルの区別ができなく
なる。この丸め、−次ダルを利用するという本発明の趣
旨に照らして、添加する水ｆラス量は含有される５ＬＯ
ｓ量としてグラフト全量１００ｃｃＫ対して３２ｊ以下
に＠定しえ。又、比較例２と比較例６とを比べればわか
るように、水ガラスの添加によシニ次グルのｒルタイム
屯蝮縮されてｉる。

実施例８ 次に、実際に注入ポンプを使用してム１両液を混合した
例を挙げる。

実施例５の配合のＡ液１００１と、Ｂ液５Ｉとを別途Ｋ
１１合しえ。吐出量の異なる２台の注入４ンｌを用意し
、これらの注入−ンプを用いて、Ａ液及び１液を別個に
圧送し注入ホースの先端部で合流させ九後に放出した。

ム液：Ｂ液の吐出量比率をム：Ｂ＝１：０．０５とし、
Ａ液の吐出量を毎分１０Ｉとし九。

その結果、注入ホース管路内で合流させられて、いわば
管路ミキシングされた混合物は、−次グルを生成し、と
のｒルは破壊されることなく、注入ホース先端部から放
出された。

実施例９ 本発明グラウトを実際に地盤内で裏込め注入し九試験例
を示す。

部内のシールド現場（地下水の湧出するタルト混じシ砂
層）Ｋ１ム液としてセメン）　２５０＃を水８７５７Ｋ
ｍ！濁させ九液を用い、Ｂ液としては水ガラス（ＪＩ８
３号品）原液６０１を水９０１で稀釈し走水ガラス水溶
箪を準備し、ム液：Ｂ液の注入比率（容積比）を１：０
．０８に保持しつつ比例注入し友、注入に当九っては、
Ａ液及びＢ液を別個の注入ホースで注入口付近まで導き
、注入口直前で両液を合流させ九。

その結果、切羽からグラウトが逸走することなく、地下
水の湧水を効果的に止めることができた。

比較例１１ 実施１’ｌ１９と同じ薬液配合とし、ただしムＢ両液を
モルタルミキサー内で攪拌混合することにより、生じた
一次グルを破壊し九後に１混合物を１台の注入ポンプ、
１本の注入ホースを用いて実施例９と同じ注入対象現場
に施工した。その結果、切羽からのグラウトの逸走が認
められ、止水効果も実施ガ９と比較して蓬かに劣ってい
丸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）地盤内の空洞充填又は裏込めを目的とする注入工
   法で用いるグラウト材であって、セメント懸濁液である
   ム液と、水ガラス溶液であるＢ液との混合であ〉、ム液
   １００　ｅｅに対して水ガラス成分中のＳｔＯ，がＯ−
   ４乃至！、２ＪＩＩ添加されるよう比例配合させて成る
   ことを特徴とするグラウト。 （匂Ｅ液である水ガラス溶液中に含有されるにＬ　Ｏｓ
   が１２重量−以上であることを特徴とする特許請求の範
   囲第（１）項に記載のグラウト。 （３）特許請求の範ＩＩ　ｊｉ　（１）項又は第（２）
   項に記載のグラウトを？！空洞充填は裏込めのために注
   入する注入工法であって、ム液及びＢ液を夫々別個に注
   入・譬イデの先端付近まで導き、注入パイプの先端部で
   合流させて注入することを特徴とする注入工法。 （４）特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項に記載
   のグラウトな空洞充填又は裏込めのために注入する注入
   工法であって、ム液及び１液を注入パイプの先端部より
   手前で合流させて注入先端部に至るまでの間に一次グル
   を生成させ、この−次グルが破壊されない注入圧力で空
   洞内に注入することを特徴とする注入工法。