JPS6241282A - けい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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、けい酸ソーダと反応してこれをゲル化し得る
物質とけい酸ソーダとを組み合わせた地盤安定化用けい
酸塩系グラウトの地盤注入法に関する。本発明の目的と
するところは、グラウトを連続的に地盤に注入している
間に、グラウトの注入量を一定に維持しながら、グラウ
トのゲルタイムを長短任意に、直ちに調節することが出
来る方法を提供することにある。

〔従来技術〕

従来、けい酸ソーダと、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）とを組合せた地盤安定
化用グラウトの地盤注入法として種種の方法が提案され
ている。たとえば、混合器に硬化剤と水とを供給し、該
混合器中で両者を混合して硬化剤含有液を製造し、得ら
れた硬化剤含有液を注入系の薬液合流部に供給し、該合
流部においてけい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。

また別の方法として本出願人は； 特渭昭５８−２１９２９０号および特開昭５８−２０４
２１３号において硬化剤含有液とけい酸ソーダ水溶液と
の混合部に水を供給する方法を提案している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の方法ではグラウトのゲルタイムの調節は混合器中
で製造される硬化剤含有液の濃度を変化させることによ
って行うが、この方法では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の規模にもよる
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
に即応したものに直ちに変化させることができない。

また、特開昭５８−２１９２９０号と特開昭５８−２０
４２１３号の方法ではグラウトのゲルタイムを短時間で
任意に変えることができるが、水をＮ８混合部に直接供
給するとグラウト全体が希釈されてグラウトの物性が低
下するおそれがあり、またグラウトの注入量を一定に維
持できないという難点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、前記従来技術の欠点を改善した硬化剤とけい
酸ソーダとを組合せた地盤安定化用けい酸塩系グラウト
の地盤注入法の改良に係わるものであって、その要旨と
するところは； 「けい酸ソーダと反応してこれをゲル化し得る硬化剤含
有液を第一のポンプで薬液合流部の一方の入口部に供給
すると同時に、けい酸ソーダ水溶液を第二のポンプで該
合流部の他方の入口部に供給して該合流部において両者
を混合し、このようにして得られたグラウトを地盤に注
入するに当り、グラウト注入中に該第一のポンプまたは
／および第二のポンプの吸入側に水を供給できるように
したことを特徴とする地盤安定化用けい酸塩系グラウト
の地盤注入法」にある。

以下本発明について説明する。

本発明に用いるけい酸ソーダとしては、従来から地盤の
安定化に用いられているＪＩＳ　Ｋ１４０８．３号けい
酸ソーダが通常好適に用いられる。　更に、ＳｉＯ□／
Ｎａｎｏモル比が３以上５．５程度のものも用いること
ができる。けい酸ソーダは施工に際し、必要により水で
希釈して地盤安定化に適した適宜の濃度の水溶液として
用いる。

本発明において使用するけい酸ソーダは、通常２０〜１
００容量％、特に２５〜７０容量％の濃度にするのが好
ましい。

本発明に用いる硬化剤は、けい酸ソーダと反応してこれ
をゲル化し得る物質で、このような物質であれば水に可
溶なものばかりでなく、水に通常！ｌ溶または不溶とい
われるものも含む。

例えば、有機酸；無機酸（二酸化炭素、炭酸水を含む）
；有機エステル頻；アルデヒド類；アルコール類；アル
カリ金属の重炭酸塩、重硫酸塩、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
灰等の一種または二種以上を組み合わせて用いることが
でき、これらの物質を水に溶解または懸濁させて硬化剤
含有液を調製する。

本発明の実施態様の一例を第１図に示す。

貯槽（２）から硬化剤含有液を必要により貯槽（１）か
らの水と合流させて、ポンプ（４）により薬液合流部（
６）の入口部に供給すると同時に、貯槽（３）からけい
酸ソーダ水溶液を必要により貯槽（１１からの水と合流
させて、ポンプ（５）により薬液合流部（６）の他方の
入口部へ供給する。

供給された硬化剤含有液とけい酸ソーダ水溶液とは薬液
合流部（６）で合流混合してグラウトとなり地盤中に注
入される。

本発明における薬液合流部（６）はグラウト注入管α９
の先端部に位置し、硬化剤台を液とけい酸ソーダ水溶液
の二液が合流混合してグラウトが製造される部分であっ
て、その構造は二液がよく混合する様なものであればよ
（、特に限定はしない。

例えば、グラウトの地盤注入に常用されているＹ字管、
単純二重管、その他オリフィス接触器、流体混合用エレ
メント１．二流体混合ノズル、スタチックミキサーなど
が好適に用いられる。

硬化剤が二酸化炭素（炭酸水を含む）の場合には、二酸
化炭素の逃散を防ぐために薬液合流部の先に保圧構造を
設ける。保圧構造としては特に限定はしないが、弁、コ
ック、ノズルなどを用いることができる。

ポンプ（４）および（５）は、硬化剤台−ｆｉａおよび
けい酸ソーダ水溶液をそれぞれ薬液合流部（６）を経て
地盤に注入する為のポンプで、それぞれ独立のポンプを
用いてもよいし、１台で二液以上を併行して吸引圧送で
きる構造のもの−たとえば多連式グラウト注入ポンプな
どを用いることもできる。

流イ調節弁（７）および（８）、ならびに０１およびａ
υはそれぞれ流量比率調節器（９）または（転）で制御
され、それぞれポンプ（４）で送給する水および硬化剤
含有液、またはポンプ（５）で送給する水およびけい酸
ソーダ水溶液の量を調節するための弁である。

第２図および第３図は本発明の別の実施態様を示す。第
１図における調節弁（７）および（８）、ならびにα０
およびＱｌｌと比率調節器（９）および（２）のかわり
に容量調節の可能な定量式のポンプａ沸またはαＯを用
いる。貯槽（１）からの水を、第２図の場合にはポンプ
α■を用いてポンプ（４）の吸入側に、また第３図の場
合にはポンプα＾を用いてポンプ（５）の吸入側にそれ
ぞれ適宜供給できる様にしたものである。

なお、本発明は上記実施Ｂ様のみに限定されるものでは
なく、本発明の目的を達成できる範囲で機器の構成、選
択は自由である。

この様にして硬化剤含有液と水、またはけい酸ソーダ水
溶液と水とは必要に応じてそれぞ−れ任意に定めた比率
で合流し、ポンプ（４）または（５）にて薬液合流部（
６）に送られる。

本発明においては、グラウト注入中にポンプ（４）ざた
は（５）の少なくとも一方の吸入側に水を供給すれば、
供給する水の量によりグラウトのゲルタイムは瞬結に近
い短い時間から数時間に亘る緩結の範囲に任意に調節す
ることができる。

地盤条件によってグラウトのゲルタイムを数秒から数時
間に亘る広範囲に調節する必要があるときは、貯槽（２
）中の硬化剤含有液の硬化剤濃度は、ポンプ（４）の吸
入側に水を供給しない場合に薬液合流部（６）において
けい酸ソーダ水溶液を瞬結させるような高濃変にしてお
くと良い。

また、グラウトのゲルタイムを数分〜数時間の範囲で調
節するようなときには、貯槽（２）中の硬化剤含有液中
の硬化剤濃度は上記の場合より低くても良く、ポンプ（
４）の吸入側に水を供給しない場合に薬液合流部（６）
においてけい酸ソーダ水溶液を数分以内にゲル化させる
濃度にしておけば良い。

本発明の実施に当り、グラウトのゲルタイムの調節はポ
ンプ（４）または（５ンの吸入側への水の供給量を調節
することによって行う。

例えば地盤へのグラウト注入中にグラウトのゲルタイム
を長くしようとするときは、第１図の場合には硬化剤含
有液系について流量比率調節器（９）により調節弁（８
）の開度を小とし、それに対応する分だけ調節弁（７）
の開度を大とするか、あるいはけい酸ソーダ水溶液系に
ついて流量比率調節器Ｏ−により調節弁００１を適宜開
き、同時にそれに対応する分だけ調節弁ａυの開度を小
とすればよい。また、第２図の場合には、ポンプα湯で
ポンプ（４）の吸入側に、第３図の場合には、ポンプ０
荀でポンプ（５）の吸入側にそれぞれ適当量の水を送れ
ば良い。

いづれの場合でも水の供給量はポンプ（４）または（５
）の容量以内とすることが良い。多過ぎると薬液が希釈
され、得られるグラウトは物性が低下したり、ゲル化し
なくなったりする。

このように本発明の方法によれば、系内への水の供給量
の調節を瞬時に行うことができ、しかもグラウトの注入
量を一定に維持しながら、グラウトのゲルタイムを任意
に直ちに調節することができるので複雑な土質条件にき
め細かく対応する地盤安定化の施工ができる。

更に本発明の方法を応用することにより、それぞれゲル
タイムが異った複数のグラウトを同時併行的に地盤中に
注入することができる。

〔発明の効果〕

本発明は次に述べるような効果を有する。

（ｉ）グラウトを地盤中へ注入しながら、薬液の注入を
中断することなく、しがもグラウトの注入量を一定に維
持しながら、グラウトのゲルタイムを瞬結から緩結の範
囲に任意に、しかも瞬時に調節することができる。

（ｉｉ　）貯槽中の薬液の濃度を一定にしておいてゲル
タイムの胃なるグラウトを注入することができるので、
異なる土質条件に対応するきめの細かい地盤安定化が可
能となる。

（ｉｉｉ　）貯槽中の薬液の濃度を一定のままでゲルタ
イムを調節することができ、ゲルタイムを変化させるの
にそのつど薬液を交換する必要がなくなるので、グラウ
ト製造に要する諸経費ならびに労力を大巾に軽減するこ
とができる。

（ｉｖ　）本発明の方法は硬化剤の種類に限定されるこ
となく利用することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の方法を実施例で説明する。

実施例−１゜ スタチックミキサー（液体混合用エレメント：１６ｘ２
５　Ｍ　、　６個／１組内装）２組を内部に備えた薬液
合流部を組み込んだ第１図に示す系統の設備を使用した
。

ＪＩＳａ号けい酸ソーダと水とを等容量づつ混合したけ
い酸ソーダ水溶液（以下、Ａ液とする）と、重炭酸カリ
ニ３０瞳に水を加えて２００１とした硬化剤水溶液（以
下、Ｂ液とする）とを調製した。

薬液合流部の一方の入口部にＢ液を、同時に他方の入口
部にＡ液をそれぞれ３１／分の速度で連続的に供給した
。Ａ、Ｂ両液は該合流部において合流し混合されてグラ
ウトとなり、その出口より排出された。このグラウトは
均一な溶Ｙ＆でそのゲルタイムは２秒であった。

次に、Ａ源側は上記の状態を維持しつつ、Ｂ液側につい
て流１ｌｌ−調節弁の開度を調整することによりＢ液の
流量：１．５Ｊ／分、水の流量：１．５ｊ！／分とした
ところ、瞬時にしてゲルタイム２分のグラウトが得られ
た。

ついでＢ液：１．：ｌ！／分、水：１．７１／分とした
ところ、瞬時にしてゲルタイムは４０分となった。

いづれの場合にも、グラウトの排出量は一定に維持され
た。

実施例−２゜ 実施例−１，と同様のけい酸ソーダ水／８液を調製しＡ
液とした。

硬化剤含有液Ｂ液としては、炭酸水を用いた。

Ｂ液は、Ｓ型テラレ７テを充填した直径２７０ｆｌ、高
さ１８００　ｍのステンレス製充填塔に、水および塔内
の圧力を２９ｋｇ／ｃｄ−Ｇに保つように二酸化炭素を
供給することによって得た。

薬液合流部としてスタチックミキサー（実施例−１，に
準する）を用い、その薬液排出口に合流部の圧力を保持
出来るスプリング式の保圧弁を設けて、第２図に示す系
統の設備を使用した。

薬液合流部の一方の入口にＢ液を、また他方の入口には
Ａ液をそれぞれ定量ポンプで３ｊ！／分の速度で供給し
た。得られたグラウトのゲルタイムは８秒であった。

ついで、Ｂ液供給ポンプの吸入側に水供給ポンプで水：
１．３Ｊ／分を供給したところ、瞬時にしてゲルタイム
３分３０秒のグラウトが得られた。

次に、水供給ポンプを停止したところ、グラウトのゲル
タイムは瞬時にして８秒に戻った。

いづれの場合にも、グラウトの排出量は一定に維持され
た。

実施例−３，〜７゜ 硬化剤の種類ならびにＡ液またはＢ液の濃度を変え、実
施例−１，または２．に準じた操作でＡ液またはＢ液と
水の流量を変えたときに得られたグラウトのゲルタイム
を表１に示す。

表１ いづれの場合にも、グラウトの排出量は一定に維持され
た。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は本発明の実施態様の例を
示す系統説明図である。 符号の説明； ｌ　水貯槽 ２　硬化剤含有液（Ｂ液）貯槽 ３　けい酸ソーダ水溶液（Ａ液）貯槽 ４　Ｂ液注入ポンプ ５　Ａ液注入ポンプ ６　薬液合流部 ７．１０　　水量調節弁 ８　Ｂ液流量調節弁 ９　水およびＢ液の流量比率調節器 １１　　Ａ液流量調節弁 １２　　水およびＡ液の流量比率調節器１３、１４水供
給ポンプ １５　　グラウト注入管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. けい酸ソーダと反応してこれをゲル化し得る硬化剤含有
   液を第一のポンプで薬液合流部の一方の入口部に供給す
   ると同時に、けい酸ソーダ水溶液を第二のポンプで該合
   流部の他方の入口部に供給して該合流部において両者を
   混合し、このようにして得られたグラウトを地盤に注入
   するに当り、グラウト注入中に該第一のポンプまたは／
   および第二のポンプの吸入側に水を供給できるようにし
   たことを特徴とする地盤安定化用けい酸塩系グラウトの
   地盤注入法。