JPS6010066B2 - 複合グラウト工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複合グラウト工法に関し、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
いは止水する地盤団結法に関する。

ビル建築工事現場等の軟弱あるいは漏水地盤（以下、単
に軟弱地盤という。

）は通常、粗粒士層と紐粒士層とが互層になった不均質
な地盤で形成され、この固結あるいは止水（以下単に固
結とし、う。）に際し、地盤内に固結薬液の注入を必要
とする。軟弱地盤の固結に際し、従来、次の方法が多く
用いられている。

【ｌｉ 二液水性ガラス工法 この方法は固結薬液として、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
合流させて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。

すなわち、Ａ液およびＢ液の合流液はゲル化時間が短か
く、しかもＡ液（セメントを含む場合）が懸濁液である
ため、これらの合流液は浸透性が悪く、大きな空隙かあ
るいは粗粒士層にしか浸透せず、細粒士層にはほとんど
浸透しない。したがって、この方法では、粗粒士層なら
びに紬粒士層の両方とも強固に固結することができず、
いわゆる均質な強化固結地盤は形成されない。【２１
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、ヱ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。

したがって、この方法では前述の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ョット方式で注入することが
でき、しかも溶液型薬液であるので紬粒士層にまで均質
に注入可能である。しかしながら、この方法では、固結
薬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。本発明の目的は軟
弱地盤を均質にしかも強固に固結し、前述の公知技術に
存する欠点を排除した地盤固結法を提供することにある
。

本発明によれば、前述の目的は、軟弱あるいは漏水地盤
に固結薬液を注入して該地盤を固結する地盤固結法にお
いて、■ セメントを有効成分とした懸濁液（Ａ液）お
よび水ガラス水溶液（Ｂ′液）を合流して得られる懸濁
液グラウトを地盤中に注入する工程、および｛Ｂ） 次
いで、前記水ガラス水溶液（Ｂ′液）に水落性反応剤を
添加すると同時に、セメントを有効成分とした懸濁液（
Ａ液）の合流を中止して得られる溶液グラウトを前記風
工程に引き続いて地盤中に注入する工程、からなり「こ
れにより、 （ｑ 地盤中の粗粒士層および細粒士層を均質に固結す
ることによって達成される。

以下、本発明を具体的に詳述する。

まず、固結薬剤としてセメントを有効成分とした懸濁液
（Ａ液）および水ガラス水溶液（Ｂ′液）をそれぞれ調
製する。

Ａ液はペントナィトのような粘土あるいは砂等を含有し
てもよい。

Ｂ′液は反応剤を含まない水ガラス水溶液であり、該水
ガラスとして、モル比（Ｓｉ０２／池○）が１．５〜５
．０のものが多く用いられる。

該Ａ液および８液を、例えばＹ字管を用いて合流し、注
入管を通じて軟弱地盤中に注入する。次いで該注入の途
中で、該Ｂ′液中に反応剤を添加し、同時にＡ液の合流
を中止し、以後、該水溶性反応剤を含んだ水ガラス水溶
液（Ｂ液）のみを注入する。該反応として、例えば次の
ものが用いられる。

ェステル類：酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢
酸アミル等のような１価アルコールの脂肪酸ェステル。

エチレングリコールジ酢酸ェステル、グリセリントリ酢
酸ェステルのような多価アルコールの脂肪酸ヱステル。

。ーブチロラクトン、ご−力ブロラクトンのような分子
内ェステル。エチレングリコールモノギ酸ェステル、エ
チレングリコールモノ酢酸ヱステル、エチレングリコー
ルモノプロピオン酸ェステル、グリセリンモノギ酸ェス
テル、グリセリンモノ酢酸ェステル、グリセリンモノプ
ロピオン酸ェステル、グリセリンジギ酸ェステル、グリ
セリンジ酢酸ヱステル、ソルビトールモノギ酸ェステル
、ソルビトールモノ酢酸ェステル、グリコース酸モノ酢
酸ェステル、低重合度部分ケン価酢酸ピニル等のような
多価アルコール部分ェステル等。

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。

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、ポリビニルアルコール等の１価、多価
のアルコールや合成高分子アルコ−ノレ。

酒類： 硫酸、塩酸、リン酸等の無機酸、ギ酸、酢酸、マロン酸
、コハク酸、マレィン酸、酒石酸等の有機酸。

塩類： 塩化ナトリウム、塩化カリ、硫酸ナトリウム、塩化カル
シウムなど、その他アルミン酸ソーダ、ァルミン酸カリ
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、ケィ
フッ化ナトリウム、ケィフツ化カリウムなどのケィフツ
酸塩、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、ホゥ酸アン
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ｏ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、石膏、酸化マグネシウム、カルシウムシリケート
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。このようにしてなる本発明方法は懸濁液グラゥ
ト（Ａ、Ｂ′混合液、ゲル化時間が短い。

）が粗粒士層を固結し、溶液グラウト（Ｂ液、ゲル化時
間が長い。）が紬粒土層に浸透して固結し、全体として
、粗粒士層および紬粒士層の両者をくまなく固結して均
質で強固な固結地盤を形成し、従来技術のように、粗粒
士層のみを固結して紬粒士層を固結しなかったり、紬粒
士層のみを固結して粗粒土層を固結しなかったりするよ
うな、不均質な固結を起こすことが全くない。（本発明
方法はＡ、Ｂ′混合液が粗粒士層を、Ｂ液が細粒土層を
それぞれ固結することで、「複合グラウト工法」という
こともできる。）さらに詳述すれば、本発明方法におい
て最初に注入する合流液は前述のとおり懸濁液グラウト
であり、しかもゲル化時間も短いので、大きな空隙、地
層の境界面、あるいは粗粒士層（これらを一括して粗粒
土層という。

）のみを填充し、やがて固結する。次いで、Ａ液の注入
を中止し、Ｂ′液中に反応剤を添加してＢ液とし、該Ｂ
液のみを注入し続けると「前述の粗い地盤部分にはすで
にＡ、Ｂ′合流液が填充されているので、Ｂ液（これは
溶液グラウトであるので浸透性がよい。しかもゲル化時
間を長く調節できる。）は懸濁液グラウトの浸透できな
かった紬粒土層に少量ずつ浸透し、やがて、縦粒土層を
完全に填充し、固結する。このように注入を行えば、固
結薬液は粗粒土層から紬粒士層へと連続して軟弱地盤を
固結し、均質な強化固結士を容易に形成する。

本発明方法はＡ、Ｂ′合流液、次いでＢ液を連続して注
入することが必要である。

このような連続操作によって、最初に注入したＡ、８合
流液が相粒土層内で完全に硬化されないうちにＢ液が注
入されるので、Ｂ液はＡ、Ｂ′合流液の層を被って紬粒
土層に浸透し、したがって、Ｂ液の紬粒士層への浸透が
容易に達成される。もし、Ａ、８合流液を注入完了し、
相当な時間を経過した後にＢ液を注入すれば、Ａ、Ｂ′
合流液（懸濁液グラウト）はすぐにゲル化し、しかもそ
のゲルは硬いのが普通であるから再ボーリングに手間が
かかるということと、Ｂ液の浸透の際にすでに固化して
いるＡ、Ｂ′懸濁液グラウトの固いゲルがＢ液の浸透を
阻害する。しかしながら、本発明は注入中に連続してＡ
、Ｂ′合流液からＢ液に切りかわるため、Ａ、Ｂ′合流
液グラゥトのゲル化が完全に完了しないうちにＢ液グラ
ウトがつきやぶつていくことになり、織粒土層への後者
の流入浸透が阻害されないですむ。しかもＢ液はゲル化
時間を非常に長く調節できるので、紬粒土層に広範囲に
浸透できる。なお、本発明はＡ液中のセメントあるいは
Ｂ液中の反応剤の分散性を向上させるために界面活性剤
を併用させてもよい。さらに、Ａ、Ｂ′液の合流は前述
のＹ字管を用いるほかに、二重注入管あるいは二本の並
列注入管を用い、これを地盤中に挿入し、該注入管の吐
出口で、Ａ、Ｂ′両液が該管から吐出する直前、直後、
あるし、は吐出と同時に行なってもよい。

さらにまた、本発明方法において、固結薬液の地盤中へ
の注入は種々の方法を用いて行なうことができる。一例
を示せば、非常に簡便なロッド注入技術を用いて行なう
ことができる。しかしながら、該ロッド注入技術は従来
から次の欠点を有していた。すなわち、ボーリングロッ
ドと地盤との間にすき間が生じ、このすき間から該薬液
が地表面に噴出してしまい、このため、細粒士層部分へ
の該薬液の浸透が困難となり、また、この噴出を防ぐた
めに薬液のゲル化時間を速めれば、薬液は速やかにゲル
化してしまい、やはり浸透しもこくいという欠点を有し
ていた。ところが、本発明方法にこのロッド注入技術を
適用すれば、前述の欠点は全く解消されてしまい、該技
術に存する簡便さの利点のみを有効に生かすことができ
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、該
すき間も、ゲル化時間の速い、しかも強度の大きな合流
液の固結体で充填、固結され、次いで、Ａ液の注入を中
止し、反応剤の添加された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充填、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、細粒士層に完全に
浸透される。所定量を注入の後、次いで、ロッドを適当
な高さに引き上げ、再び〜前述の注入を行ない、さらに
、ロッドを引き上げながら前述の注入操作を何回も繰り
返せば、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懸濁液グラウト
（Ａ、Ｂ′両液の合流グラゥト）と溶液グラウト（Ｂ液
グラゥト）を巧妙に組合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。

本発明は特に、地盤の薬液受け入れ量が大きいような場
合には、注入ポンプの吐出量が大きいため、Ａ液および
Ｂ′液の合流比率を比較的正確に保持できるので、Ｂ′
液が未反応物質として地下水中に逸脱されることもなく
、したがって公害の問題をひき起さず、極めて効果的で
ある。

なお、本発明はＢ′液に反応剤を添加する代りに、８液
を別に用意したＢ液と置き換えることもできる。

以下、本発明を実施例によって詳述する。

実施例 １ 空隙の大きい腐植土層で本発明の注入試験を行つた。

固結薬液の配合は、 Ａ液（１００夕当り）： セメント４０ｋ９、ベントナィト５ｋ９、水残り０８液
（１００夕当り）：３号水ガラス３０そ、水７０〆 Ｂ液（１０３〆当り）： ３号水ガラス３０ぞ、エチレングリコールジ酢酸ェステ
ル３夕、水７０ぞとした。

別々のポンプで該Ａ液、Ｂ′液を輸送してＹ字管で合流
させ、注入管で注入出来るように用意しておき、まずＡ
液のみを毎分１５そづつ１０００〆注入し、次いでＢ′
液を毎分１５その流量で合流させ、Ａ、Ｂ′両液合わせ
てｌｏｏ０そ注入した。次いでＢ’液にエチレングリコ
ールジ酢酸ェステルを添加してＢ液とし、Ａ液の注入を
中止してＢ液のみを毎分１５そで２０００そ注入した。
現場透水試験の結果は、注入前はｋ＝３．８×１０‐１
弧／ｓｅｃを示したものが、注入後はｋ＝６．９×１０
‐６狐／ｓｅｃを示した。

また、掘削の結果、腐楯士層中の大きな空隙（組粒士層
）中にはセメントやペントナィトの固結（Ａ、Ｂ′合流
液の固結）がみられその他のところ（細粒士層）では溶
液水ガラスグラウト（Ｂ液）で完全に固結している事が
判明した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軟弱あるいは漏水地盤に固結薬液を注入して該地盤
   を固結する地盤固結法において、（Ａ） セメントを有
   効成分とした懸濁液（Ａ液）および水ガラス水溶液（Ｂ
   ′液）を合流して得られる懸濁液グラウトを地盤中に注
   入する工程、および（Ｂ） 次いで、前記水ガラス水溶
   液（Ｂ′液）に水溶性反応剤を添加すると同時に、セメ
   ントを有効成分とした懸濁液（Ａ液）の合流を中止して
   得られる溶液グラウトを前記（Ａ）工程に引き続いて地
   盤中に注入する工程、からなり、これにより、 （Ｃ） 地盤中の粗粒土層および細粒土層を均質に固結
   する、ことを特徴とする複合グラウト工法。