JPS629155B2 - - Google Patents

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JPS629155B2
JPS629155B2 JP53161085A JP16108578A JPS629155B2 JP S629155 B2 JPS629155 B2 JP S629155B2 JP 53161085 A JP53161085 A JP 53161085A JP 16108578 A JP16108578 A JP 16108578A JP S629155 B2 JPS629155 B2 JP S629155B2
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JP
Japan
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ground
liquid
grout
gypsum
sodium silicate
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JP53161085A
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JPS5590584A (en
Inventor
Shunsuke Tazawa
Kenji Takeuchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Nitto Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は改良された珪酸塩系グラフトにより地
盤を安定化させる方法に関する。 従来、軟弱地盤を強化したり、湧水地盤の止水
をするために種々の薬液を地盤に注入し、地盤中
で硬化させる薬液注入工法(グラウト工法)が知
られているが、近年珪酸ソーダ水溶液を主剤とし
これに硬化剤を配合した薬液、いわゆる珪酸塩系
グラフトが安価であること、他の化学グラウトに
くらべて危険性が少ないことなどの特徴があるこ
とから広く実用化されている。 薬液注入工法の最近の動向は、より性能がすぐ
れたグラウトを開発するための研究が進められて
いる一方、これと並行してより確実で安全な施工
法の開発が進められている。 たとえば、従来はゲルタイムを数分ないし数十
分に調節したグラウトを地盤に注入し、土壌粒子
の間隙にグラウトを充分浸透させたのち硬化させ
る施工法、いわゆる浸透注入工法といわれる施工
法が一般に行なわれているが、このようにゲルタ
イムが数分以上のグラウトを地盤に注入すると、
地盤によつてはグラウトがまだ硬化しないうちに
施工場所以外の地盤中に流出して施工を不確実な
ものにしたり、グラウトが地下水、井戸水等に流
入して公害問題を起したりするおそれがあるので
最近はかかるトラブルが起らないよう、地盤に注
入したグラウトを地盤中において数秒ないし十数
秒の短時間で硬化させる施工法、いわゆる瞬結工
法といわれる施工法が開発された。 この瞬結工法によれば、地盤に注入したグラウ
トが施工個所以外の地盤中に流出したり、井戸
水、地下水等に混入するようなおそれはないが、
この工法は所定量のグラウトをごく短時間のうち
に地盤中に注入するので、土壌粒子の間隙にグラ
ウトが充分に浸透せず、このため浸透注入工法に
よる場合にくらべてグラウトと土壌の混合状態が
格段に悪い。 したがつて、瞬結工法により地盤を安定化させ
た場合は処理土壌の強度が小さくて、該土壌を掘
削した場合に地盤が崩壊するおそれがある。 また、従来の珪酸塩系グラウトを瞬結工法に適
用した場合は硬化物の初期強度が小さいので流水
の激しい地盤にグラウトを注入した場合には硬化
物が流出するおそれがある。 本発明者らは瞬結工法に適用した場合にも上記
のような欠点をあらわさない珪酸塩系グラウトを
開発すべく種々研究した結果、先に(a)石灰と(b)2
水石膏、α半水石膏、β半水石膏および()型
無水石膏からなる群から選ばれた少なくとも1種
の石膏とを(a):(b)=1:3〜3:1(重量比)の
割合で混合したものを硬化剤として用いたグラウ
トがその目的に適つたものであることを見出し
た。 このグラウトにより地盤を安定化させる場合は
通常、施工前に珪酸ソーダ水溶液(A液)と硬化
剤〔(a),(b)混合物〕を水にといてスラリー状にし
たもの(B液)とをそれぞれ別々に調合し、施工
時に両者を混合しながら地盤中に注入する施工法
が採られるが、この際硬化剤の使用量を多くする
とB液が不均質化して硬化剤粒子が配管やポンプ
に詰つたり、B液の粘度が非常に高くなつてA液
と混合し難くなるなど注入作業に支障が来たされ
る。 本発明者らはかかる欠点を克服すべく種々研究
した結果、B液中にノニオン系またはアニオン系
界面活性剤を含有させることによつてその目的が
達成されることを知り本発明に到達した。 すなわち本発明は、珪酸ソーダ水溶液からなる
A液と、(a)石灰と(b)2水石膏、α半水石膏、β半
水石膏および()型無水石膏からなる群から選
ばれた少なくとも1種の石膏の(a):(b)=1:3〜
3:1(重量比)の割合の混合物の水性スラリー
からなるB液を混合して地盤に注入し、地盤中に
おいて数秒ないし十数秒のうちに硬化させて地盤
を安定化させるに当り、B液中に(c)ノニオン系ま
たはアニオン系界面活性剤を含有させることを特
徴とする地盤の安定化法を要旨とするものであ
る。 本発明に用いるグラウトについて説明すると、
珪酸ソーダとしては従来珪酸塩系グラウトに用い
られているSiO2/Na2Oのモル比が2〜4の珪酸
ソーダを用いることをできるが、通常はJIS、K
―1408に規定されている1〜3号珪酸ソーダ、特
に3号珪酸ソーダが好適に用いられる。これらの
珪酸ソーダは一般に水溶液状となつているが、施
工時に更に水で希釈して地盤安定化に適した適宜
の濃度の水溶液にする。 たとえば、珪酸ソーダ水溶液(A液)と硬化剤
のスラリー(B液)を等容量ずつ混合して地盤に
注入する通常の施工法において珪酸ソーダとして
JIS3号珪酸ソーダが用いられた場合は該珪酸ソー
ダ40〜180容量部を水で希釈して200容量部にした
ものをA液として使用する。A液中の珪酸ソーダ
濃度を高めるほど処理土壌の強度は大きくなる。 本発明においてはグラウトの硬化剤として石灰
〔以下、(a)成分という。〕と2水石膏、α半水石
膏、β半水石膏および()型無水石膏からなる
群から選ばれた少なくとも1種の石膏〔以下、(b)
成分という。〕を重量で1:3〜3:1の割合に
混合したもの(以下本発明の硬化剤という。)を
使用する。 第1図はJIS3号珪酸ソーダ100mlと水100mlの混
合物からなるA液と、これと等容量の本発明の硬
化剤のスラリーからなるB液(200ml)とを混合
し、混合物が硬化してから60分後に測定した硬化
物の強度と硬化剤組成との関係をあらわす図であ
つて、図の横軸は(a)成分と(b)成分の混合比(重
量)を示し、縦軸は硬化物の一軸圧縮強度を示
す。 そして曲線1はB液中に消石灰と2水石膏の混
合物を120g含有させた場合を、曲線2はB液中
に消石灰とα半水石膏の混合物を120g含有させ
た場合を、曲線3はB液中に消石灰と()型無
水石膏の混合物を100g含有させた場合をそれぞ
れ示す。 第1図から明らかなように、(a)成分および(b)成
分の各単独で珪酸ソーダ水溶液を硬化させた場合
は硬化物の強度は小さいが、(a),(b)両成分を混用
して珪酸ソーダ水溶液を硬化させると硬化物の強
度は向上し、(a)と(b)の混合割合が重量で1:3〜
3:1の場合に硬化物の強度は最も大きくなる。 本発明に用いられる(a)成分の種類としては消石
灰および生石灰が挙げられ、これらは混合して用
いることもできる。 本発明において(b)成分として用いられる2水石
膏、α半水石膏、β半水石膏はいかなる種類のも
のでも使用可能であるが、通常、リン酸、フツ
酸、硫安等の製造時あるいは製塩やチタン製錬、
排煙脱硫操作時に副生する化学石膏が好適に用い
られる。 また本発明において(b)成分として用いられる
()型無水石膏とは2水石膏、半水石膏等を400
℃以上の温度で焼成して得られるものであつて、
通常湿式リン酸製造時や排煙脱硫操作時に副生す
る2水石膏、半水石膏等を焼成して得られるもの
が安価で入手が容易なので好適なものと云える
が、たとえば輸入の天然()型無水石膏等を用
いることもできる。 本発明の硬化剤はブレーン法による比表面積で
表した場合、3000〜9000cm2/gの粒度になるよう
に粉砕したものを用いるのが望ましい。 粒度が3000cm2/g以下余りにも粗くなると水に
対する分散性が悪化するので好ましくない。 本発明の硬化剤の使用量はグラウトのゲルタイ
ムを短くする場合は多く用い、反対にゲルタイム
を長くする場合は少なく用いる。 たとえばJIS3号珪酸ソーダ100と水100から
なるA液(200)と、これと等容量の本発明の
硬化剤スラリー(B液、200)との混合物から
なるグラウト(400)により地盤を安定化させ
る場合には、B液中に本発明の硬化剤を60〜180
Kg含有させる。これによりグラウトを地盤中にお
いて数秒ないし十数秒で硬化させることができ
る。 本発明においてB液中に含有させるノニオン系
またはアニオン系界面活性剤〔以下、(c)成分とい
う〕の種類として多くのものが挙げられるが、通
常コンクリート用減水剤として市販されているも
の、たとえばリグニンスルホン酸塩、ポリアルキ
ルアリルスルホン酸塩、ポリオキシカルボン酸
塩、メラミンホルマリン縮合物スルホン酸塩、ポ
リオキシエチレンノニルフエニルエーテル、ポリ
エチレングリコールアルキルエーテル、β―ナフ
タリンスルホン酸ホルマリン縮合物、高縮合トリ
アジンスルホン酸塩などが特に好適なものと云え
る。 (c)成分の使用量は、用いる硬化剤の種類、硬化
剤スラリーの濃度、用いる界面活性剤の種類に応
じて広い範囲に亘り変化させられるので特定する
ことができないが、通常B液200当り、0.4〜
1.5Kg含有させれば十分な効果が得られる。 B液中に(c)成分を含有させることによる効果は
後記の実施例の結果から明らかなようにB液の粘
度を大巾に低下させることができることの外、B
液を均質化することができるのでグラウトのゲル
タイムの変動を少なくしたり、固結効率を向上さ
せたりすることができる。 その他、地盤の初期強度を向上させることもで
きる。 本発明の実施に当り、グラウトの地盤注入法は
従来と同じであつて、施工前に珪酸ソーダ水溶液
からなるA液と、(c)成分が添加された本発明の硬
化剤の水性スラリーからなるB液をそれぞれ別別
に調合し、施工時に両者を混合しながら地盤中に
注入する。 瞬結工法により地盤を安定化させた場合、グラ
ウトの地盤注入法として従来種々の方法が提案さ
れており、たとえばその先端(地盤注入部)に適
当な混合器を装着した中空二重管を地盤に打ち込
み、管内にA,B両液をそれぞれ別々に流し、先
端の混合器で両者を混合したのち直ちに地盤中に
注入する方法が一般に行なわれている。本発明に
おいてもこのような方法を採るのが好ましい。 以下、本発明を実施例により説明する。 実施例 JIS3号珪酸ソーダを水で希釈して第1表に記載
の通りの種々の濃度の珪酸ソーダ水溶液200mlを
つくり、これをA液とした。 一方、第1表に記載の通りの種々の濃度の本発
明の硬化剤〔(a),(b)混合物〕とノニオン系または
アニオン系界面活性剤〔(c)成分〕との混合物から
なるスラリー200mlをつくり、これをB液とし
た。B液の粘度を測定した結果を第1表に示す。 また、A,B両液を混合し、5℃の温度で硬化
させた場合のゲルタイムと硬化物(ホモゲル)の
一軸圧縮強度を測定した結果およびA,B混合物
をこれと等重量の標準砂と混合し、硬化させるこ
とによつて得られた砂ゲルの一軸圧縮強度を測定
した結果と固結効率をも第1表に示す。 なお、比較のために、B液中に界面活性剤を加
えないで上記と同様の試験をした結果を対照とし
て第1表に併記した。 本実施例で使用した界面活性剤の種類ならびに
固結効率の定義を以下に示す。 実験No. 界面活性剤 1 リグニンスルホン酸塩:サンフローS(商
品名;山陽国策パルプ株式会式製品) 2 メラミンホルマリン縮合物スルホン酸塩:
MF10(商品名;昭和電工株式会社製品) 3 ポリアルキルアリルスルホン酸塩;マイテ
イー100(商品名;花王石鹸株式会社製
品) 4 ポリオキシカルボン酸塩:エスコール30
(商品名;日本乳化剤株式会社製品) 5 β―ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合
物:FC(商品名;第一工業製薬株式会社
製品) 6 ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテ
ル:NIKKOL、NP10(商品名;日光ケミ
カルズ株式会社製品) 7 高縮合トリアジンスルホン酸塩;NL―
4000(商品名;日曹マスタービルダーズ株
式会社製品) 固結効率の定義 固結効率(注入有効固結効率)% =注入後実測固結土量(m3)/理論固結土量(m3)×
100 理論固結土量 =土粒子量(m3)+注入薬剤量(m3) 注入薬剤量(m3) =安定化前土壌の空気量と水量(m3) =A+B液量(m3) =土壌中の間隙量(m3
【表】
【表】 【図面の簡単な説明】
第1図は珪酸ソーダ水溶液と本発明の硬化剤を
組み合せたグラウトを硬化させることによつて得
られる硬化物の一軸圧縮強度と硬化剤組成との関
係をあらわす図であつて、図の横軸は硬化剤組成
〔(a)成分と(b)成分の重量混合比)を、縦軸は硬化
物の一軸圧縮強度をそれぞれ示す。 また、図中の記号は、下記の通りである。
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 珪酸ソーダ水溶液からなるA液と、(a)石灰と
    (b)2水石膏、α半水石膏、β半水石膏および
    ()型無水石膏からなる群から選ばれた少なく
    とも1種の石膏の(a):(b)=1:3〜3:1(重量
    比)の割合の混合物の水性スラリーからなるB液
    を混合して地盤に注入し、地盤中において数秒な
    しい十数秒のうちに硬化させて地盤を安定化させ
    るに当り、B液中に(c)ノニオン系またはアニオン
    系界面活性剤を含有させることを特徴とする地盤
    の安定化法。 2 石灰が消石灰またはおよび生石灰である特許
    請求の範囲第1項記載の地盤の安定化法。
JP16108578A 1978-12-28 1978-12-28 Stabilizing ground Granted JPS5590584A (en)

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