JPS59196388A - 酸性シリカゾルの地盤注入工法 - 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】 この発明は軟弱地盤等の地盤改良を行なう酸性シリカゾ
ルを用いた地盤注入工法およびこの工法で用いる注入薬
剤に関する。

従来水ガラスを用いた地盤注入工法すなわち、水ガラス
に直接反応剤を添加しゲル化せしめる方法が一般に採用
されていた。この方法によると水ガラスそのものが高ア
ルカリ性であＦ＞　％　ｐＨが弱アルカリ性の領域でゲ
ル化するため、固結体も通常ｐＨ１２〜１０のアルカリ
性を示す。このため注入地盤の地下水をアルカリ性にし
問題となった。また、ゲル中に未凝固の水ガラスが残存
し、これが溶出して長期的に性能が低下するという問題
があった。

このような問題点に対処し、近年は水ガラスを酸で処理
し、非アルカリまたは酸性シリカゾル液となし地盤に注
入する工法が注目を注びている。非アルカリ性のシリカ
ゾルは地下水による希釈の有無にかかわらず必ずゲル化
し、地下水面下での固結が優れ、配合時点で酸性であっ
ても固結土や地下水のｐＨに殆んど影響を与えず、ゲル
化物は長期間に高強度となる長所がある。

しかし非アルカリ性シリカゾルはゲル化する条件範囲が
狭く、安定した作業条件で地盤改良を行い難かった。

すなわち、非アルカリ性シリカゾルのｐＨとゲル化時間
との関係は図面グラフのごとくであり通常ｐＨ２〜５の
範囲のシリカゾルに、注入に先だってアルカリ土類金属
塩等の硬化剤を加えてｐＨを調整してゲル化を促進させ
るものである。しかし、このことは図からも明らかなよ
うに、ゲル化時間はｐＨに極めてシャープである。

例えばｐＨ３〜ｐＨ４の間でゲル化時間は数時間から２
〜６分の範囲まで変動する。また、本発明者らの実験に
よると、塩化アルミニウム（ＡＩＯＩ３６Ｈ２０）、硫
酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）等は非アルカリ性シリカ
ゾルのゲル化時間を短縮せしめることはできなかった。

ゲル化時間はｐＨのほか、シリカ濃度、液温、地下水の
状態等の条件の影響を受けるので注入現場において、注
入薬剤のゲル化時間を適正に保つことはむずかしく、薬
剤を地盤内に充分浸透せしめゲル化させる上で問題とな
っていた（参考文献特開昭５３−１５６５０号公報参照
）。

この発明は上記問題点に着目しなされたもので１その目
的は、ゲル化時間を自由に、かつ安定して調整ができ、
欠陥部がなく、環境汚染を起す恐れがない酸性シリカゾ
ルの地盤注入工法および注入薬剤を提案するにある。そ
の要旨は水ガラスを酸性液中に混入してなった酸性シリ
カゾルを地盤に注入して地盤を固結せしめる地盤注入工
法において、前記酸性シリカゾルのｐＨを１〜４となし
、ポリ塩化アルミニウムを添加しゲル化時間を制御する
ことを特徴とする酸性シリカゾルの地盤注入工法である
。

この工法においては、主材としてｐＨ１〜４の酸性シリ
カゾルを用い、ポリ塩化アルミニウム（以下ＰＡＯと略
称する）を添加してゲル化時間を制御する。ＰＡＯ添加
量とゲル化時間の関鐸は、ｐＨとゲル化時間の関係に比
べ、緩慢であシ、通常要求される１０分〜２時間程度の
ゲル化時間に自由に調整できる０ ＰＡＯの一般式は（Ａｌ’＋　（ＯＨ）ｎ”ａ−ｎ　：
）ｍ　ｓ　１≦ｎ≦５、ｍ≦１０、塩基度＝÷×１００
％（４５〜６５％）である。通常％　Ａ１１２０３換算
１０〜１１％の水溶液を原料とする。酸性シリカゾルの
主材にＰＡＯを添加する時期は、注入に先じて添加混合
しても、別々の管で注入位置に送る途中で管を合流して
混合しても、あるいは注入管の先端で合流混合してもよ
い。

酸性シリカゾルのｐＨは１〜４でありよシ好ましくは１
〜６である。ｐＨ４以上となるとｐＨ調整がむずかしく
、シかもシリカゾルのゲル化時間が短くなり好ましくな
い。また酸性シリカゾルは市販されている水ガラス（例
えば５１８６号品あるいはモル比（Ｓ、１０２／Ｎａ２
Ｏ）　２〜４の水ガラス）を原料とし、これを酸性液に
混入してｐＨ１〜４となし得られる。地盤注入薬剤中の
酸性シリカゾルの濃度は原料水ガラスをベースにして１
５〜５０容積％（３号水ガラスの場合８１０２濃度６％
〜２０％）が好適である。これ以上濃度が高いとゲル化
時間が短くなり不安定となり好ましくない。また濃度が
あまり低下すると地盤を強固に固結できなくなり好まし
くない。酸性シリカゾル液にＰＡＯ液を添加してなった
地盤注入薬剤中のＰＡＯ濃度はＭ、０．換算１０％濃度
のＰＡＯをベースにして５〜３０容積％とすることによ
って、地盤注入薬剤のゲル化時間を数分〜数時間の範囲
に調整することができる。

（実施例） 酸性シリカゾル液（Ａ液）　：　Ｓ　１０ｔ／Ｎａｎｏ
、モル比３．７６の水ガラス５０ｔを硫酸水溶液中に攪
拌しつつ混入し、ｐＨ１，６、全液量を１００ｔに調製
した。

ＰＡＯ液（Ｂ液）　：　Ｍ２Ｏ３換算１０％、ｐＨ３，
５〜５．０のＰＡＯ１６ｔ、　１ｅｔ、２０ｔ、２２ｔ
にそれぞれ水を加えて全量を１００ｔとなした。

上記Ａ液とＢ液とを等容量づつ混合し、水ガラスベース
濃度２５容積％ＰＡＯ１０％液ベース濃度７，８，９，
１０．１１容積％の地盤注入薬剤を調製した。この薬剤
のゲル化時間を表−１に示す。

この表から明らかなように種々の練おき時間のもとで、
注入薬剤のゲル化時間を１０分〜数時間の間に自由に調
整できる。

（表−１） また表−１中のＰＡＣ濃度８容積％の注入薬剤のサンド
ゲルの剤令と一軸圧縮強度は表−２の通りであった。

（表−２） この発明は以上の通９である。この地盤注入工法および
注入薬剤はゲル化時間が自由に、しかも正確に制御でき
るので、薬剤を地盤内によく浸透せしめゲル化させるこ
とができ、均質な地盤改良が達成できる。また、アルカ
リが溶出しないので地下水ｐＨに大きな影響を及ぼさず
、固結土の耐久性も優れている０

【図面の簡単な説明】

図面はシリカゾルのｐｇとゲル化時間との相関グラフで
ある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸性液中に水ガラスを混入してなった酸性シリカ
   ゾルを地盤に注入して地盤を固結せしめる地盤注入工法
   において、前記酸性シリカゾルのｐＨを１〜４となし、
   ポリ塩化アルミニウムを添加してゲル化時間を制御する
   ことを特徴とする酸性シリカゾルの地盤注入工法。
2. （２）酸性液中に水ガラスを混入してなったｐＨ１〜４
   の酸性シリカゾルにポリ塩化アルミニウムを添加してな
   ったことを特徴とする酸性シリカゾルの地盤注入薬剤。