JPS5842227B2

JPS5842227B2 - ナンジヤクジバンノアンテイカホウ

Info

Publication number: JPS5842227B2
Application number: JP49129544A
Authority: JP
Inventors: 真直鈴木
Original assignee: Kyokado Engineering Co Ltd
Current assignee: Kyokado Engineering Co Ltd
Priority date: 1974-11-12
Filing date: 1974-11-12
Publication date: 1983-09-17
Also published as: JPS5156515A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は軟弱地盤中に固結薬剤を注入して前記地盤を固
結する軟弱地盤の安定化法に関し、詳細には、固結薬剤
として、水ガラスと、前記水ガラスの反応剤との混合物
を用いた前記安定化法に関し、さらに詳細には、反応剤
として、リン酸と、多価アルコールの酢酸エステルとの
混合物を用いた前記安定化法に関する。

ここで、軟弱地盤とは、建築基礎掘削工事現場等の細砂
地盤、あるいは地下鉄工事現場等の漏水地盤をいい、軟
弱地盤の安定化とは前記地盤を固結し、耐水性で強固な
地盤としたり、あるいは止水したりすることをいう。

軟弱地盤の安定化は、通常、軟弱地盤中に固結薬剤を注
入し、前記地盤を固結することによって行われている。

軟弱地盤の安定化のための固結薬剤として、般に、セメ
ント、ベントナイト、瀝青材、水ガラス、アクリルアミ
ド樹脂、尿素樹脂等が用いられているが、この中で、特
に水ガラスが多く利用されている。

水ガラスは通常、反応剤（ゲル化剤）と混合して用いら
れる。

このような反応剤は以下に示す種々の特性を全て兼ね備
えることが望ましいとされている。

（１）水に適度に溶けやすいこと。

（作業性、その他の理由から。

）（２）引火性が低いこと。

（火災の防止。）（３）臭気が少ないこと。

（作業環境の向上。）（４）毒性がないこと。

（作業環境の向上。）（５）浸透性が良いこと。

（６）固結後、耐水性でしかも高強度の固結体を得るこ
と。

水ガラスの反応剤として、従来、次に示す各種のものが
広く用いられている。

（Ｎ塩化カルシウム、アルミン酸ソーダ、重炭酸ソー
ダ等の無機塩、あるいは酢酸、リン酸、塩酸等の無機お
よび有機酸。

これらの反応剤は前述の特性の多くを備えるが、ゲル化
時間を非常に短くし、反応剤添加量のわずかな変化でゲ
ル化時間を急激に変化させる。

すなわち、添加量が少量増加しただけで瞬間的にゲル化
したり、あるいは、少量減少しただけで、全くゲル化を
起こさなかったりする。

したがって、これらの反応剤は現場でのゲル化時間の調
節が全く不可能であり、これらの反応剤と水ガラスとの
混合液を軟弱地盤中に注入するに際し、これが注入パイ
プ中で固まってしまったり、あるいは全くゲル化しなか
ったりする等の不利益的現象を起こす。

（Ｂ）セメント懸濁液これは特に細粒土に浸透しないという欠点を有している
。

（Ｃ）グリオキザール、あるいは酢酸エチルのよ・
うな１価アルコールのエステル。

グリオキザールはゲル化時間が長く、しかも浸透性に優
れているが、高強度を得るには多量を必要とし、経済性
の面で不利である。

また、−価アルコールのエステルはゲル化時間が長く、
比較的少量で高強度を得るが、例えば酢酸エチルの場合
、水に溶は難く（溶解度７．８７／１８°Ｃ：水１００
ｇ中に溶けるｇ数）、引火性であり（引火点：密閉−４
℃、開放−１℃）、かつ、揮発性（沸点７７．１°Ｃ）
であり、臭気が強く、その蒸気は人体の神経を犯すもの
であり、このため、酢酸エチルを用いた混合液（固結薬
剤）を都市土木の工事に用いれば、火災の危険、人体に
対する悪影響等を招き、種々の公害をもたらすので、そ
の適用には大きな問題が生じる。

本出願人は、反応剤として前述の公知技術に存する欠点
をことごとく解決し、かつ、前述の（１）〜（６）の特
性を全て兼ね備えた薬剤を用いた地盤安定化法を、先に
、昭和４９年特許願第６５０９１号として出願している
が、本発明はこの先願にかかる発明をさらに改良、発展
させたものである。

すなわち、本発明の目的は（イ）前述の（１）〜（６）の特性を全て兼ね備え、（
ロ）ゲル化時間の調節が容易であり、（ハ）水中固結性に優れているのみならず、特にに）温
度の変化によってゲル化時間が影響されない（ゲル化時
間が変化しない）、という新しい利点をも保持する軟弱地盤の安定化法を提
供することにある。

前記目的、特に前記に）の目的を達成するため、本発明
によれば、水ガラスおよび反応剤からなる固結薬剤を軟
弱地盤中に注入して前記地盤を固結する軟弱地盤の安定
化法において、前記反応剤として、リン酸および多価ア
ルコール酢酸エステルを併用した反応剤を用いてなり、
前記リン酸の使用量は前記水ガラスの重量に対して１重
量φ以上であり、前記リン酸および多価アルコール酢酸
エステルの使用量は、合わせて、前記水ガラスの重量に
対して５重量φ以上であることを特徴とする。

本発明の最も特徴とするところは反応剤として、リン酸
と多価アルコール酢酸エステルとを併用したものを用い
、これによって前述の諸利点、特に温度変化によって固
結薬剤のゲル化時間が変化されないという新しい利点を
導き出すところにある。

この併用による利点は以下に示す三つの実験結果から明
白である。

実験−１水ガラスとして、３号水ガラス（比重１．４）、リン酸
として市販の８５多リン酸（比重１．７）、および多価
アルコール酢酸エステルとしてエチレングリコールジア
セテート（比重１．１）を用い、これらを表１に示す比
率で配合し、それぞれ、ゲル化時間および水中固結性を
測定し、結果を表１に示した。

表１の結果から次のことがわかる。

配合が水ガラスとリン酸のみの場合、リン酸配合量の非
常にわずかな変化で瞬結から非固結に変化する。

（番号：１〜４、■９〜２２．３５〜３７．５１〜５３
．６８〜７１参照）一方、配合が水ガラスとエチレングリコールジアセテー
トのみの場合、ゲル化時間の短縮に多量の反応剤を必要
としく番号＝５〜７．２３〜２５．３８〜４０．５４〜
５６．７２〜７４参照）又水中固結性も一般に芳ばしく
ない。

しかしながら、リン酸とエチレングリコールジアセテー
トを併用して配合した場合、それぞれ単独では全くゲル
化しないような少量の配合量であるにも殉ず、全く想像
もできないほど急速にゲル化し、水ガラスおよび反応剤
をＹ字管を用いて合流させる際に、通常用いられる数秒
〜１０分以内のゲル化時間、特に３分前後のゲル化時間
を容易に得ることができ、しかも、水中固結性も向上す
る。

（例えば、番号：８〜１４．２６〜３２等を参照）さらに、このような効果を導きだすに必要な配合量はリ
ン酸が水ガラス重量に対して１重量幅以上（表１中’ｘ
ｉｏｏの値（％）が１以上）、リン酸とエチレン
グリコールジアセテートが合せて、水ガラス重量に対し
て５重量φ以上（表１中す工×１００の値（至）が５以
上）である。

表中”Ｘ１００〈１（番号：１５．１６．１８．３３．
３４、ｂ＋ｃ４９．５０．８３．８４）及び−Ｘ１００＜５（番号：
１７．１８．３４．５０，８４）の場合は水中固結性が
低下する。

しかしながら、水ガラスの濃度が約３５重量％より薄い
場合、リン酸の配合量は、水ガラス重量に対して約５重
量φ以上であることが望ましい。

５重量φ以下（番号＝４５．４７．４８．６６．６７．
８２）の場合では、やや水中固結性が低下するのがわか
る。

なお、本実験で使用するエチレングリコールジアセテー
トは水ガラスあるいは水との混合の際、これらに適度に
溶けやすく（溶解度２１．３／２０℃：水１００ｇ中に
溶けるｇ数）、引火性が低く（引火点、開放：９６°Ｃ
）、臭気が少なく（沸点１９０°Ｃ）、さらに毒性がな
いので、作業性、火災、人体に対する影響等に対して非
常に有利な特性を発揮する。

こめような特性は多価アルコール酢酸エステルに存する
独特な特性であり、−価アルコール酢酸エステルにはな
い優れた特性である。

ここで使用したリン酸は８５％リン酸に換算したもので
ある。

また、多価アルコール酢酸エステルとして、前述のエチ
レングリコールジアセテート（飽和多価アルコール酢酸
全エステル）の代りに、他の種々のもの、例えば、グリ
セリントリアセテート等の飽和多価アルコール酢酸全エ
ステル、ＣＪｌｏＣＯ−ＣＨ３ジアセトオキシエチレン（］ｌ）等のＣＨ
ＯＣＯ−ＣＨ３不飽和多価アルコール酢酸全エステルあるいは部分エス
テル、エチレングリコールモノ酢酸エステル、グリセリ
ンジ酢酸エステル、グリセリンモノ酢酸エステルのよう
な飽和多価アルコール酢酸部分エステル等を用いること
ができ、さらに、ソルヒトール酢酸全あるいは部分エス
テル、グリコース酢酸全あるいは部分エステル等、４価
、５価、６価、あるいはそれ以上の多価アルコール酢酸
全あるいは部分エステルを用いることもでき、これらを
２種以上併用することもできる。

また、本実験では、水ガラスとして３号水ガラスを用い
たが、本発明ではこのほかに、１号、２号、４号等の任
意のモル比の水ガラスを用いることもできる。

なお、エステルの分散性を助長するために、本発明に界
面活性剤を用いてもよい。

実験−２実験−１で用いたと同じ水ガラス、リン酸、多価アルコ
ールの酢酸エステル及び新たに７５％工業用硫酸を用い
、これらを表■に示すような比率で配合し、温度変化に
よるゲル化時間の変化を観察し、結果を表Ｈに示した。

この結果から次のことがわかる。

従来の水ガラスおよび反応剤の混合液では、冬期には低
温のためにゲル化時間が延長し、逆に夏期には高温のた
めゲル化時間が短縮し、氷で冷やさなければならないこ
ともあり、あるいは昼間と夜間のゲル化時間が著しく変
動する等、現場での温度に対応したゲル化時間の調節が
非常に困難であった。

即ち番号１２の多価アルコール酢酸エステルのみの場合
は非常に温度変化によるゲル化時間の変動が多きい。

しかしながらリン酸を併用しその添加量を増加するに従
ってゲル化時間の変動は小さくなっている（番号：１１
→１０→９→８）そして番号１〜６ではさらにゲル化時
間の変動は小さくなり、温度上昇に従ってゲル化時間が
逆に長くなるという特異な現象も観察され、亘Ｘ１００
＞１（＠では温度変化に対するゲル化時：間の変動を少
くすることが可能であることが明らかとなった。

なお、リン酸のかわりに硫酸を用いた場合、（番号：１
３〜１５）は−Ｘ１００＞１（＠であってもその効果は
殆んどみることができない。

実験−３実験−１で用いたと同じ水ガラス、リン酸、および多価
アルコールの酢酸エステルを用い、これらを表口に示す
ような各比率でそれぞれ配合、混合し、次いで、この混
合液を細砂中に注入し、ゲル化させ、直径５ｃｒｒｔ
、高さ１０ｃｌｒＬの円筒状固結体（固結標準砂）を得
、これらの強度を測定し、結果を表■に示した。

この表Ｉから明らかなとおり、各混合液で固結された固
結砂の強度は、固結砂の一軸圧縮強度（２４時間モール
ド中養生後）で、それぞれ、８．８．１０．４．６．５
．８．５．３．４ｑｕ（ｋｇ／ｃｒｊ）であり、
いずれも高強度であることがわかった。

以下、本発明を実施例によってさらに詳細に述グる。

実施例東京部内の細砂地盤よりなる建築基礎掘削工事現場にお
いて、地下水面下で本発明の試験注入を行った。

重量饅で３号水ガラス３７％、８５饅リン酸２．８％
、エチレングリコールジアセテート多、残り水を秤量し
て２台のミキサー中にそれぞれ、水ガラス水溶液、リン
酸とエチレングリコールジアセテートの混合水溶液を配
合した。

反応剤は水に容易に溶解し、作業はきわめて容易に行わ
れ、臭気もほとんど発生しなかった。

次いで、２台のポンプを用いてそれぞれの配合液を等量
、それぞれ毎分１０７ずつＹ字管で合流し、注入管を通
して前記細砂地盤中に４００Ｍ注入した。

注入後、掘削調査したところ、直径５ｍ浸透し、はぼ１
５ｍ３固結しており、混合液は地盤中に充分に浸透され
ていたことがわかった。

掘削による固結採取試料の土質試験により、−軸圧縮強
度がｑｕ７、５ｋｙ／ｃｒＬ、透水係数は、注入前に
に＝２．８Ｘ１０”ｃｍ／ｓｅｃであったものが、注入
後はに−３、４Ｘ１０−６ｃｒｒＩ／ｓｅｃを示し、
水中固結性のすぐれた高強度の固結体を得ることがわか
った。

Claims

【特許請求の範囲】

１水ガラスおよび反応剤からなる固結薬剤を軟弱地盤
中に注入して前記地盤を固結する軟弱地盤の安定化法で
あって、前記反応剤はリン酸と多価アルコール酢酸エス
テルである前記安定化法において、前記リン酸の使用量
は前記水ガラスの重量に対して１重量φ以上であり、前
記リン酸および多価アルコール酢酸エステルの使用量は
、合わせて、前記水ガラスの重量に対して５重量係以上
であり、これによって温度変化により前記固結薬剤のゲ
ル化時間が変化しないようにしたことを特徴とする軟弱
地盤の安定化法。