JPS625955B2

JPS625955B2 -

Info

Publication number: JPS625955B2
Application number: JP50111941A
Authority: JP
Inventors: Masanao Suzuki
Original assignee: Kyokado Engineering Co Ltd
Current assignee: Kyokado Engineering Co Ltd
Priority date: 1975-09-16
Filing date: 1975-09-16
Publication date: 1987-02-07
Also published as: JPS5235412A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は地盤注入工法に関し、詳細には、軟弱
あるいは漏水地盤を無公害で、均質に、しかも強
固に固結あるいは止水する地盤注入工法に関す
る。本発明において、軟弱地盤とは建築基礎掘削工
事現場、地下鉄掘削工事現場等の軟弱あるいは漏
水地盤をいい、軟弱地盤の固結とは軟弱地盤中に
種々の固結剤を注入して該地盤を固結し、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。軟弱地盤は通常、粗粒土層（空隙部分を含
む。）と細粒土層とが互層になつて形成された軟
弱な地盤であるが、これは該地盤内に固結剤を注
入して均質に固結することが必要である。本発明において、軟弱地盤の均質な固結とは前
述の粗粒土層および細粒土層の両方とも固結し、
該地盤の強度の増強のみならず、止水をも完全に
することを意味し、前述の粗粒土層および細粒土
層のうち、いずれか一方しか固結しないような状
態は不均質な固結であり、地盤強度の増強のみな
らず、止水をも十分に達成しないのである。軟弱地盤の固結法として、従来、次の方法が公
知である。 (1) 二液性水ガラス工法この方法は固結剤として無機物質系反応剤の
水溶液あるいはセメント物質を含む懸濁液（Ａ
液）と、水ガラス水溶液（Ｂ液）とを用い、こ
れらをＹ字管を用いて合流させながら地盤中に
圧入する方法であり、工程が非常に簡便で優れ
た方法であるが、次の欠点を有している。 (A) Ａ液およびＢ液は合流によつて反応し、固
結する固結剤であるが、これが地盤中で固結
しない場合、地下水に固結しないままの薬液
がまざつて、水質に関する環境保全上好まし
くない。したがつて、地盤中に注入された薬
液が完全に反応するためには該Ａ液およびＢ
液は一定比率で合流しなければならない。しかしながら、このようなことは実際には
非常に困難であり、特に、注入圧が高い場
合、あるいは注入量が少ない場合には、Ａ液
およびＢ液の注入比率は大きくばらつき、こ
れらのうち、一方の液のみしか輸送されない
ことも多く生じる。したがつて、この方法では薬液特に水ガラ
スが固結しないままである可能性が大きい。 (B) Ａ液およびＢ液は合流によつて速かにゲル
化する。しかも、Ａ液がセメントを含む場
合、これは懸濁液であるため、合流液も懸濁
液となり、このため、該合流液は浸透性が悪
く、粗粒土層にしか浸透しないうちに固結し
てしまう。したがつて、この方法では、細粒土層には
ほとんど浸透せず、得られる固結地盤は不均
質となる。 (2) 有機反応剤を用いる水ガラス注入工法。この方法は、アルデヒド化合物、エステル等
を反応剤として用いる溶液型水ガラス工法であ
り、ゲル化時間を非常に長く定めることができ
る。したがつて、この方法では前述のような合
流操作を必要とせず、水ガラスおよび反応剤を
あらかじめ正確に配合しておき、これをいわゆ
るワンシヨツト方式で注入でき、しかも溶液型
薬液であるので細粒土層にまで均質に注入可能
である。しかしながら、この方法では、固結剤
が水溶液であるので、浸透性が良い反面、地盤
の大きな空隙や粗粒土層から注入範囲外へ逸脱
してしまい、このため、大きな空隙や粗粒土層
の固結が困難であり、均質な固結地盤の形成が
困難である。本発明の目的は注入した水ガラスが確実に固結
し、したがつて、水質に関する環境保全の立場か
ら非常に有意義な軟弱地盤の固結法を提供するこ
とにあり、しかも、粗粒土層および細粒土層をく
まなく固結して全体的に一体化された、均質で、
止水の完全な、しかも高強度な固結地盤を形成す
る軟弱地盤の固結法を提供することにある。前述の目的を達成するため、本発明によれば、
地盤中に注入管を通して固結剤を注入して該地盤
を固結する地盤注入工法において、前記固結剤と
して、反応剤（Ａ液）および水ガラスと反応剤を
混合して得られたそれ自体ゲル化しうる混合液
（Ｂ液）を用い、前記Ａ液を前記Ｂ液に合流して
AB合流液によるゲル化時間の短い注入材を対象
地盤の粗い部分や弱い部分、さらには注入管まわ
りの間隙に注入するとともに、この注入の途中で
前記Ａ液の合流を中止して前記Ｂ液のみによるゲ
ル化時間の長い注入材を対象地盤の細かい部分や
密な部分に注入し、かつ前記Ｂ液に対するＡ液の
合流、中止を繰り返してAB合流液による前記ゲ
ル化時間の短い注入材とＢ液による前記ゲル化時
間の長い注入材の変換を連続的に行いながら注入
管を引き上げ、注入ステージを上方に移動させて
注入することを特徴とする。以下本以明を具体的に詳述する。まず、反応剤を含むＡ液と、水ガラスと反応剤
を混合してそれ自体ゲル化しうる混合液（Ｂ液）
を調製する。この際、Ａ液とＢ液を合流した場
合、AB合流液のゲル化時間がＢ液のゲル化時間
よりも短かくなるように前記Ａ，Ｂ液をそれぞれ
調製する。前記水ガラスとして、モル比（SiO₂／
M₂O）：1.5〜5.0のものが多く用いられ、また、
反応剤として、例えば次のものが用いられる。エステル類：酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸
アミル類のような１価アルコールの脂肪酸エス
テル。エチレングリコールジ酢酸エステル、グリセ
リントリ酢酸エステル、コハク酸ジエステルの
ような多価アルコールの脂肪酸エステル。（全
エステル） γ―ブチロラクトン、ε―カプロラクトンの
ような分子内エステル。（環状エステル：ラク
トン類）エチレングリコールモノギ酸エステ
ル、エチレングリコールモノ酢酸エステル、エ
チレングリコールモノプロピオン酸エステル、
グリセリンモノギ酸エステル、グリセリンモノ
酢酸エステル、グリセリンモノプロピオン酸エ
ステル、グリセリンジギ酸エステル、グリセリ
ンジ酢酸エステル、ソルビトールモノギ酸エス
テル、ソルビトールモノ酢酸エステル、グリコ
ール酸モノ酢酸エステル、低重合度部分ケン価
酢酸ビニル等のような多価アルコール部分エス
テル。ジアセトオキシエチレン

【式】のような不飽和脂肪酸エステル。炭酸エチレン（エチレンカーボネート）、炭酸
プロピレン（プロピレンカーボネート）、グリセ
リルカーボネート等の環状カーボネートのような
カーボネート類。アルデヒド類：グリオキザール、コハク酸ジアルデヒド、マ
ロンジアルデヒド、スクシンアルデヒド、グル
タルジアルデヒド、フルフラールジアルデヒド
等のジアルデヒド類。アミド類：ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、アセ
トアミド、ジメチルアセトアミド、プロピオン
アミド、ブチルアミド、アクリルアミド、マロ
ンジアミド、ピロリドン、カプロラクタム等。アルコール類：エチルアルコール、メチルアルコール、アミ
ルアルコール、グリセリン、ポリビロルアルコ
ール等、１価、多価のアルコール、あるいは合
成高分子アルコール。酸類：硫酸、塩酸、リン酸等の無機酸、ギ酸、酢
酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、酒石酸
等の有機酸。無機塩：塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カリ
などの塩化物、硫酸ナトリウムなどの硫酸塩、
アルミン酸ソーダ、アルミン酸カリウムなどの
アルミン酸塩、塩化アンモニウム、塩化亜鉛、
塩化アルミニウムなどの塩酸塩、塩素酸ナトリ
ウム、塩素酸カリウム、過塩素酸ナトリウム、
過塩素酸カリウムなどの塩素酸塩、炭酸アンモ
ニウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、
重炭酸アンモニウムなどの炭酸塩、重硫酸ナト
リウム、重硫酸カリウム、重硫酸アンモニウム
などの重硫酸塩、重亜硫酸ナトリウム、重亜硫
酸カリウム、重亜硫酸アンモニウムなどの重亜
硫酸塩、ケイフツ化ナトリウム、ケイフツ化カ
リウムなどのケイフツ酸塩、ホウ酸ナトリウ
ム、ホウ酸カリウム、ホウ酸アンモニウムなど
のホウ酸塩、リン酸水素ナトリウム、リン酸水
素カリウム、リン酸水素アンモニウムなどのリ
ン酸水素塩、ピロ硫酸ナトリウム、ピロ硫酸カ
リウム、ピロ硫酸アンモニウムなどのピロ硫酸
塩、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウ
ム、ピロリン酸アンモニウムなどのピロリン酸
塩、重クロム酸ナトリウム、重クロム酸カリウ
ム、重クロム酸アンモニウムなどの重クロム酸
塩、過マンガン酸カリ、過マンガン酸ナトリウ
ムなどの過マンガン酸塩等。石灰、石こう、ア
ルミナ、酸化鉄、酸化マグネシウム、スラグ、
カルシウムシリケート、粘土等のCa、Al、Mg
塩、すなわち、ケイ酸と反応してケイ酸塩を形
成しうるもの。有機塩：酢酸ソーダ、コハク酸ソーダ、ギ酸カリ、ギ
酸ソーダ等。これらは単独で、あるいは複数種を併用して用
いてもよい。このようにして得られたＡ液およびＢ液は任意
の注入管を通じて地盤中に注入される。例えば
AB合流液を注入する場合、Ｙ字管を用いてAB液
を合流するか二重注入管のように二つの管路を存
する注入管を用いてAB両液が該注入管の吐出口
から吐出される直前あるいは直後に合流するか、
あるいは吐出と同時に合流する。前記AB合流液のゲル化時間はＢ液のゲル化時
間より短かく調整されるが、この合流液のゲル化
時間はＡ液とＢ液の配合比率を調整することによ
つて調節される。本発明における前述の合流液はAB両液の合流
比率がたとえばらついても確実に固結しうる点が
注入効果からもまた公害防止の観点からも大きな
特徴を有している。実際に合流注入方式では２台
のポンプでAB液をそれぞれ送液して所定の比率
で合流せしめてゲル化させるものであるが、注入
操作のばらつき、あるいはポンプの性能のばらつ
きによつて合流比率のばらつきはさけられない。
例えば従来の二液合流方式における注入工法のよ
うに単に水ガラスと反応剤を合流する方式では水
ガラスに対して反応剤の合流比率が過剰になつた
場合、注入材はゲル化しないまま地下水中に逸脱
してしまい公害防止の点から好ましくない。これ
に対して本発明ではＢ液はそれ自体ゲル化しうる
ためＡ液の合流比率がたとえ過少であつても必ず
ゲル化し、ゲル化しないまま逸脱する心配は全く
ない。また、たとえＢ液に対してＡ液の合流比率
が過大であつても水ガラスの特性として過剰の反
応剤中においては水ガラスは必ずゲル化するとい
う現象があるので本発明ではＡ液とＢ液の合流比
率がたとえ大きくばらついても確実に固結すると
いう優れた効果を奏し、公害防止の面から非常に
優れた特性が発揮される。なお、本発明では実施に当つては注入ステージ
を任意に移動しながら、Ａ液およびＢ液の合流液
を所望の一定量注入し、次いで注入の途中でＡ液
の合流を中止し、Ｂ液のみを注入する。この場合、AB合流液は前述のとおりゲル化時
間が短いので、まず、これが大きな空隙、地層の
境界面、あるいは粗粒土層（これらを一括して粗
粒土層という。）に浸透した段階で該層を填充固
結し、次いで、Ａ液の注入を中止し、Ｂ液のみを
注入し続けると、前述の粗い地盤部分はすでに
Ａ，Ｂ合流液で填充されているので、Ｂ液（これ
は浸透性がよく、しかもゲル化時間が長い。）は
細粒土層に少量ずつ浸透し、やがて、細粒土層を
完全に填充し、固結する。また、本発明において、Ｂ液に対するＡ液の合
流の中断の利点はゲル化時間の短いグラウトとゲ
ル化時間の長いグラウトの切り換えを非常に簡便
にかつ連続的に行ないうることにある。このように注入を行えば、グラウトは粗粒土層
から細粒土層へと連続して固結し、均質な強化固
結土を一層容易に形成する。本発明は従来から行われていたロツド注入にお
ける次の欠点を解決するものである。すなわち、
従来のロツド注入工法では、ボーリングロツドと
地盤との間にすき間が生じ、このすき間から固結
剤が地表面に噴出してしまい、このため、細粒土
層部分への固結剤の浸透が困難となり、また、こ
の噴出を防ぐために固結剤のゲル化時間を速めれ
ば、固結剤は速やかにゲル化してしまい、やはり
浸透しにくいという欠点を有していた。ところ
が、本発明方法によれば、これらの欠点は全く解
消されてしまい、簡便にして確実な効果を得るこ
とができる。すなわち、最初に、Ａ，Ｂ両液の合
流液を地盤中に注入すれば、地盤中の粗い空隙は
もちろんのこと、すき間も、ゲル化時間の速い、
しかも強度の大きな合流液の固結体で填充、固結
され、次いで、Ａ液の注入を中止し、Ｂ液のみを
注入すれば、該空隙あるいはすき間はすでに合流
液で填充固結されているので、Ｂ液はゲル化時間
が長いにもかかわらず、地表面にも空隙にも逃げ
ることがなく、細粒土層に完全に浸透する。所定
量を注入の後、次いで、注入管を適当な高さに引
き上げ、再び、前述の注入を行ない、さらに注入
管を引き上げながら前述の注入操作を何回も繰り
返えせば、極めて容易に、しかも完全に本発明方
法を実施できる。以上に示したように本発明はＡ，Ｂ両液の合流
液によるゲル化時間の短いグラウトを注入する工
程とＢ液グラウトによるゲル化時間の長いグラウ
トを注入する工程を巧妙に組合わせたところに特
徴を有し、単純な方法でしかも飛躍的効果を上げ
えたものであるが、もちろん現場状況に応じて、
Ａ液あるいはＢ液を最初に単独で注入してから
Ａ，Ｂ合流液の注入を行つてもよい。以下、本発明を実施例によつてさらに詳述す
る。例１〔１〕Ａ液およびＢ液を表に示す配合比でそ
れぞれ調製した。これらのＡ液およびＢ液をそ
れぞれ合流させ、ゲル化時間を測定し、結果を
表に示した。

【表】表から、Ａ液とＢ液を合流させればゲル化
時間はＢ液それ自身のゲル化時間よりもはるか
に短縮されることがわかる。〔２〕地下水のある河床砂レキ層で本発明方法
を用い、試験工事を実施した。Ａ液（50）リン酸２、水残りＢ液（50）３号水ガラス（比重1.4）15、エチレン
グリコールジ酢酸エステル1.5、水33.5 該Ａ液、Ｂ液をそれぞれ別々のポンプで同流
量（それぞれ15／min）で輸送し、Ｙ字管を
用いて合流させ、注入管を通して地盤中に注入
した。注入後、掘削したところ、地盤の粗粒土
層にＡ，Ｂ合流液が固結し、細粒土層にはＢ液
が浸透し固結していた。Ｂ液の逸脱はなかつ
た。例２細砂層、粗砂層が互層になつている都内掘削現
場で本発明を用い試験施工を行つた。Ａ液（50）リン酸１ナトリウム４Kg、水残りＢ液（50）３号水ガラス（比重1.4）15、エチレン
グリコールジ酢酸エステル1.5、水33.5 該Ａ液、Ｂ液をそれぞれ別々のポンプで同流量
（それぞれ10／min）輸送し、Ｙ字管を用いて
合流させて注入管を通して注入した。Ａ液、Ｂ液を20／minで2000注入後、Ａ液
の注入を中止しＢ液のみ10／minで3000注入
した。注入後、掘削したところ、地盤の境界面並びに
粗砂層を中心にしてＡ，Ｂ合流液が固結してお
り、細砂層には、水ガラスが広範囲に固結し、地
盤は全体的に完全に固結している事が判つた。Ｂ
液の逸脱は全くなかつた。

Claims

【特許請求の範囲】

１地盤中に注入管を通して固結剤を注入して該
地盤を固結する地盤注入工法において、前記固結
剤として、反応剤（Ａ液）および水ガラスと反応
剤を混合して得られたそれ自体ゲル化しうる混合
液（Ｂ液）を用い、前記Ａ液を前記Ｂ液に合流し
てAB合流液によるゲル化時間の短い注入材を対
象地盤の粗い部分や弱い部分、さらには注入管ま
わりの間隙に注入するとともに、この注入の途中
で前記Ａ液の合流を中止して前記Ｂ液のみによる
ゲル化時間の長い注入材を対象地盤の細かい部分
や密な部分に注入し、かつ前記Ｂ液に対するＡ液
の合流、中止を繰り返してAB合流液による前記
ゲル化時間の短い注入材とＢ液による前記ゲル化
時間の長い注入材の変換を連続的に行いながら注
入管を引き上げ、注入ステージを上方に移動させ
て注入することを特徴とする地盤注入工法。