JPS6249911B2 - - Google Patents
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- JPS6249911B2 JPS6249911B2 JP9996482A JP9996482A JPS6249911B2 JP S6249911 B2 JPS6249911 B2 JP S6249911B2 JP 9996482 A JP9996482 A JP 9996482A JP 9996482 A JP9996482 A JP 9996482A JP S6249911 B2 JPS6249911 B2 JP S6249911B2
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Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Description
本発明は珪酸ソーダを主剤とし、二酸化炭素を
硬化剤とする地盤安定用珪酸塩系グラウトの改良
された地盤注入法に関するものであつて、その目
的とするところは、従来の注入法にみられるよう
な高圧を必要としない安全かつ容易な地盤注入法
を提供することならびに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長短任
意なものに直ちに変化させることができる方法を
提供することにある。 珪酸ソーダと二酸化炭素を組み合せた地盤安定
化用グラウトを安全性および装置経済の点からみ
て有利な低圧を用いて製造する方法として、本出
願人は本件特許出願と同日付けで、以下を要旨と
する発明について特許出願をした。 「第一の混合器に珪酸ソーダ水溶液と二酸化炭
素を供給し、該混合器中において両者を混合し
て、予め地盤注入用グラウトよりもゲルタイムが
長い60分またはそれよりも長いゲルタイムを有す
るグラウトを製造し、次いで該グラウトを第二の
混合器の一方の入口部に供給すると同時に他方の
入口部に第三の混合器中において系内の圧力下で
CO2濃度が飽和に達していない状態に製造した炭
酸水を供給し、該第二の混合器中において珪酸ソ
ーダに対する二酸化炭素の添加量が化学量論的量
以下であるような比率で両者を混合してゲルタイ
ムが数秒〜十数分である地盤注入用グラウトを製
造することを特徴とする地盤安定化用珪酸塩系グ
ラウトの製造方法。」 本発明は上記方法によつて製造されたグラウト
を従来よりも有利に地盤に注入する方法に係わる
ものであつてその要旨とするところは 「第一の混合器に珪酸ソーダ水溶液と二酸化炭
素を供給し、該混合器中において両者を混合し
て、予め地盤注入用グラウトよりもゲルタイムが
長い60分またはそれよりも長いゲルタイムを有す
るグラウトを製造し、次いで該グラウトを第二の
混合器の一方の入口部に供給すると同時に他方の
入口部に第三の混合器中において系内の圧力下で
CO2濃度が飽和に達していない状態に製造した炭
酸水を供給し、該第二の混合器中において珪酸ソ
ーダに対する二酸化炭素の添加量が化学量論的量
以下であるような比率で両者を混合してゲルタイ
ムが数秒〜十数分である地盤注入用グラウトを製
造し、このようにして得られたグラウトを地盤に
注入する方法において、グラウトの地盤注入中に
第二の混合器に水を供給してグラウトのゲルタイ
ムを調節することを特徴とする地盤安定化用珪酸
塩系グラウトの地盤注入法。」にある。 第１図は本発明の一実施態様をあらわすフロー
シートである。本発明においてはグラウトの硬化
剤成分として二酸化炭素を使用し、二酸化炭素源
として炭酸ガスおよび液化炭酸ガスのいずれも使
用可能であるが、以下、二酸化炭素源として炭酸
ガスが用いられた場合の一実施態様について説明
すると、炭酸ガス貯槽１（通常、液化炭酸ガスボ
ンベが用いられる。）および珪酸ソーダ水溶液貯
槽８より炭酸ガスおよび珪酸ソーダ水溶液のそれ
ぞれを第一の混合器６の入口部に供給する。 炭酸ガス貯槽１は温水槽２のなかに浸漬して必
要に応じて適宜加温することにより、該貯槽１よ
り多量の炭酸ガスを流出させたときに認められる
槽内圧力の低下や炭酸ガス流出量の減少、槽内温
度の低下等を防止することができる。 流量（圧力）調節弁３を開いて炭酸ガス貯槽１
より流出させた炭酸ガスは蒸発器４中に通過させ
ることにより、同伴する液滴を気化させることが
できる。 ５は第一の混合器６に供給する炭酸ガスの流量
を一定にすることができる流量調節装置である。 なお、本発明においては既述のごとく二酸化炭
素源として液化炭酸ガスも用いられるが、これを
用いる場合は、通常、その内部にサイフホンが挿
入された液化炭酸ガスボンベを用い、ポンプで液
化炭酸ガスを取り出して第一の混合器６に供給す
ることが望ましい。 本発明に用いる第一の混合器６は、その適当な
部分に二酸化炭素供給口、珪酸ソーダ水溶液供給
口およびブラウト排出口が設けられ、かつその内
部に気体〜液体または液体〜液体の接触混合を良
好にさせるための任意の装置、たとえば撹拌機、
ジヤマ板等が設けられた密閉耐圧構造の縦型また
は横型の槽である。 第一の混合器６内には、図上、プロペラ型撹拌
翼付撹拌機が設けられているが、本発明において
は撹拌翼はこのような形状のものに限定されず、
タービン型、フアンタービン型、わん曲羽根フア
ンタービン型、フアウドラー型、ブルマージン型
その他任意の撹拌翼が付された撹拌機を用いるこ
とができる。 二酸化炭素の第一の混合器６への供給は、該混
合器の上部からのみではなく、下部より供給して
上部へ吹き上げてもよく、また該混合器中の珪酸
ソーダ水溶液相にノズルを挿入し、該ノズルから
二酸化炭素をバブリングさせてもよい。 一方、珪酸ソーダ水溶液の供給方法としては、
単なるノズルにより第一の混合器６の上部に供給
する方法よりも、第一の混合器６の上部よりスプ
レーノズルにより微少液滴として該混合器内へ落
下させる方法のほうが珪酸ソーダ水溶液とCO2と
の接触効率を良くすることができるので好まし
い。 その他、第一の混合器６として、その内部に静
止型流体撹拌用エレメントが設けられた混合器、
いわゆるラインミキサー（管路混合器）も好適に
用いられるが、どのような形式の混合器が用いら
れるにせよ、供給された二酸化炭素と珪酸ソーダ
水溶液をなるべく短時間で混合することができる
混合器を用いることが望ましい。 本発明に用いる珪酸ソーダとしては、従来地盤
の安定化に用いられているJIS3号珪酸ソーダが通
常好適に用いられるが、SiO2／Na2Oのモル比が
JIS3号品よりも高い３以上のものから5.5程度の
ものも用いられる。 これら珪酸ソーダは施工に際し、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
が、本発明においては珪酸ソーダ水溶液貯槽８に
仕込む珪酸ソーダ水溶液中の原料珪酸ソーダの濃
度は通常20〜100容量％、特に25〜60容量％にす
るのが好ましい。 第一の混合器６に供給した炭酸ガスと珪酸ソー
ダ水溶液は、該混合器中において混合されてグラ
ウトが製造されるが、本発明においてはこの際炭
酸ガスの供給量を適宜調節して該混合器中におい
て予め地盤注入用グラウトよりもゲルタイムが長
いグラウトを製造する。 発明において、この工程でこのようなグラウト
を製造する意義は、地盤注入用グラウトの製造に
必要な二酸化炭素の一部を予めこの工程において
原料珪酸ソーダ水溶液に吸収させ、これにより後
続の工程で用いる炭酸水の低濃度化を図り、もつ
て炭酸水の製造に用いる圧力を低減させようとい
うことにある。 したがつて、この工程においては炭酸ガスの使
用量をなるべく多くすることが望ましいが、この
工程で余りにも炭酸ガスの使用量を多くすると、
ゲルタイムが短いグラウトが製造されて、後続の
工程で製造する地盤注入用グラウトのゲルタイム
が限定されるので、地盤注入用グラウトのゲルタ
イムを数秒〜十数分に設定する通常の土質安定化
の施工の場合は、通常この工程でゲルタイムが60
分またはそれよりも長いグラウトを製造するのが
望ましい。 なお、周知のごとく、珪酸ソーダと炭酸ガスを
混合すると、中和反応が進行して相当する塩が生
成する。 したがつて、この工程において第一の混合器６
中に多量の炭酸ガスを供給しても逐次反応により
消費されるので、該混合器内の圧力が供給炭酸ガ
スにより著しく高められるようなおそれはない。 このように第一の混合器６中において製造した
グラウトは、次いで第二の混合器２５の一方の入
口部に供給すると同時に他方の入口部に炭酸水を
供給し、該混合器中において両者を混合して地盤
注入用グラウトを製造する。 この際用いる炭酸水は、水貯槽１５および炭酸
ガス貯槽１′より水および炭酸ガスのそれぞれを
第三の混合器１３に供給し、該混合器中において
供給原料による加圧下に両者を混合して製造する
が、この炭酸水の濃度は、本発明における地盤注
入用グラウトの製造に必要とされる炭酸ガスの一
部が既に第一の混合器６中において原料珪酸ソー
ダ水溶液に吸収されているので、従来よりも低濃
度でよく、したがつて該炭酸水の製造に用いる圧
力を従来よりも低くすることができる。 第二の混合器２５は、グラウトの地盤注入にも
用いられるものであつて、この種グラウトの製造
ならびに地盤注入に常用されているその出口部に
混合室が設けられた中空二重管とか、その内部に
流体混合用エレメントが設けられた一般の静止型
管路混合器等が通常好適に用いられる。 第二の混合器２５の排出口には、通常該混合器
内の圧力を一定に保つ保圧弁２６が設置される。 この種のグラウトの保圧弁として従来スプリン
グ式、油圧式、電子式、空気式等、種々の構造の
ものがあるが、本発明においてはどのような形式
のものも用いられる。 本発明に用いる第三の混合器１３の形状、構造
等については第一の混合器６の場合と同様のこと
が云える。 第二の混合器２５中で製造したグラウトはその
まま地盤中に注入するが、本発明においてはグラ
ウトの地盤注入中に第二の混合器２５に水を供給
してグラウトのゲルタイムの調節を行なう。 すなわち、本発明においては、グラウトの地盤
注入中に第二の混合器２５に水を供給して第二の
混合器２５中における炭酸水の濃度を種々変化さ
せ、これによりグラウトのゲルタイムを調節す
る。 したがつて、本発明においてグラウトのゲルタ
イムを上記供給水により殆ど瞬結に近い短い時間
から数時間に亘つて任意に調節させるような場合
は、第三の混合器１３中で製造する炭酸水（すな
わち第二の混合器２５に供給する炭酸水）のCO2
濃度は、〔仮に第二の混合器２５に水が供給され
ない場合は、〕該混合器２５中において第一の混
合器６中で製造したグラウトを瞬結させるような
高濃度にすることが必要である。 一方、グラウトのゲルタイムをたとえば数分か
ら〜数十分に亘つて調節するような場合は、第三
の混合器１３中で製造する炭酸水の濃度は上記よ
りも低くてよく、第二の混合器２５に水が供給さ
れない場合は、該混合器２５中において第一の混
合器６中で製造したグラウトを数分以内でゲル化
させるような濃度でよい。 ゲルタイム調節用の水は、直接第二の混合器２
５の入口部に供給してもよいが、予め第一の混合
器６より排出されるグラウト又は第三の混合器１
３より排出される炭酸水に合流させて混合器２５
に供給することもできる。 本発明においては、第二の混合器２５に供給し
た水は該混合器中において通常殆ど瞬間的に他成
分と混合されて地盤に注入される。 したがつて本発明にしたがえば、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
た長短任意なものに直ちに（殆ど瞬間的に）変化
させることができる。 これに対し、従来においては、グラウトのゲル
タイムの調節は第三の混合器１３中において炭酸
水の濃度を種々変化させることにより行なつてい
るが、かかる方法では第三の混合器１３が通常大
容量であるため該混合器に二酸化炭素を供給して
からグラウトが地盤に注入されるまで多かれ少な
かれ時間を要するので、グラウトのゲルタイムを
本発明におけるがごとく殆ど瞬間的に変化させる
ことができない。 本発明の実施にあたり、グラウトの地盤注入中
にたとえば、そのゲルタイムを大巾に変化させる
ような場合、第二の混合器２５に供給する炭酸水
および第一の混合器６で製造されたグラウトとの
供給量を一定にしつつ、水の供給量のみを増減さ
せる方法を採ると、グラウト中の珪酸ソーダ濃度
が大巾に変化することがある。 このような珪酸ソーダの濃度変化が好ましくな
い場合は、水の供給量に反比例して炭酸水の供給
量を変化させ、グラウトのゲルタイムをどのよう
に変化させた場合にも、水の供給量と炭酸水の供
給量の合計量が常に一定になるようにすることが
望ましい。 なお、本発明においては、第三の混合器１３中
において製造する炭酸水は飽和濃度状態、すなわ
ちCO2濃度が飽和に達している状態であつてもよ
いが、炭酸水のCO2がこのような濃度状態だと後
続の工程において該炭酸水の圧力が低下した場合
に炭酸水中より炭酸ガスが発生してトラブルの原
因となることもあるので、第三の混合器１３中に
おいて製造する炭酸水中のCO2濃度は不飽和濃度
状態、すなわちそのときの圧力においてCO2濃度
が未だ飽和に達していないようにすることが好ま
しい。 また、本発明においては、地盤注入用グラウト
の製造に用いる炭酸ガスの量、すなわち、第一の
混合器６で用いる炭酸ガス量と第三の混合器１３
で用いる炭酸ガス量の和は、珪酸ソーダに対して
化学量論的量以下にすることが望ましく、これに
より地盤に注入したグラウトからの炭酸ガスの発
生を防止することができる。 叙上の本発明にしたがえば、既述の説明から明
らかなようにグラウトの製造および地盤注入を低
圧で行なうことができるので安全性の点で有利で
ある上に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長短任意なものに直ちに
（殆ど瞬間的に）変化させることができるので、
複雑な土質条件に対応したきめの細かい地盤安定
化の施工を行なうことができる。 更に本発明にしたがえば、それぞれゲルタイム
が異なつた複数のグラウトを同時に地盤に注入す
る工法、すなわち複合注入工法が可能である。 これを図により説明すると、第２図は本発明に
よる複合注入工法の一実施例を示すフローシート
である。 第２図において、２５，２８および２９はそれ
ぞれ土質条件が異なる地盤中に打設された第二の
混合器（兼グラウト注入管）である。 施工にあたり、各混合器の入口部に、第一の混
合器６、第三の混合器１３および水貯槽２１よ
り、地盤注入用グラウトよりもゲルタイムが長い
グラウト、炭酸水およびゲルタイム調節用水をそ
れぞれ同時に供給する。 この際、各混合器に供給するゲルタイム調節用
水の量を適宜変化させることにより、各混合器中
においてそれぞれの土質条件に適合したゲルタイ
ムを有するグラウトが製造されて地盤中に注入さ
れる。 この複合注入工法によれば、土質条件が種々異
なる複雑な地盤を一度の施工で容易に安定化させ
ることができる。 次に本発明を実施例により説明するが、本発明
がこれに限定されるものではないことは云うまで
もない。 実施例 その内部にかい型撹拌翼（長さ×幅＝130mm×
50mm）が設けられた密閉耐圧構造の第一の混合器
の上部よりJIS3号珪酸ソーダ水＝１：１（容量）
の割合の珪酸ソーダ水溶液を3.6／分の速度で
連続的に供給すると同時に炭酸ガスを0.050Kg／
分の速度で連続的に供給し、該混合器中で両者を
混合して予め地盤注入用グラウトよりもゲルタイ
ムの長いグラウトを製造した。この際、第一の混
合器内の圧力は５Kg／cm2で、得られたグラウトは
１時間以上ゲル化しなかつた。 次いで得られたグラウトを、（以下、Ａ液とい
う。）先端に保圧弁、内部に流体混合用エレメン
トが６ケ設けられた直径21mm、長さ150mmの第二
の混合器（静的管路混合器）の一方の入口部に
3.6／分の速度で連続的に供給すると同時に他
方の入口部に、第三の混合器（第一の混合器と同
じ構造、寸法のもの）中において製造した炭酸水
（以下、Ｂ液という。）を供給し、該第二の混合器
中において両者を混合して地盤注入用グラウトを
製造した。 このようにして得られたグラウトはそのまま標
準砂中に注入してゲル化させたが、グラフトを連
続的に砂中に注入しているうちに、第二の混合器
に水を供給して、グラウトのゲルタイムを種々変
化させた。 炭酸水および地盤注入用グラウトの製造条件、
該グラウトの試験結果等を第１表に示す。
硬化剤とする地盤安定用珪酸塩系グラウトの改良
された地盤注入法に関するものであつて、その目
的とするところは、従来の注入法にみられるよう
な高圧を必要としない安全かつ容易な地盤注入法
を提供することならびに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長短任
意なものに直ちに変化させることができる方法を
提供することにある。 珪酸ソーダと二酸化炭素を組み合せた地盤安定
化用グラウトを安全性および装置経済の点からみ
て有利な低圧を用いて製造する方法として、本出
願人は本件特許出願と同日付けで、以下を要旨と
する発明について特許出願をした。 「第一の混合器に珪酸ソーダ水溶液と二酸化炭
素を供給し、該混合器中において両者を混合し
て、予め地盤注入用グラウトよりもゲルタイムが
長い60分またはそれよりも長いゲルタイムを有す
るグラウトを製造し、次いで該グラウトを第二の
混合器の一方の入口部に供給すると同時に他方の
入口部に第三の混合器中において系内の圧力下で
CO2濃度が飽和に達していない状態に製造した炭
酸水を供給し、該第二の混合器中において珪酸ソ
ーダに対する二酸化炭素の添加量が化学量論的量
以下であるような比率で両者を混合してゲルタイ
ムが数秒〜十数分である地盤注入用グラウトを製
造することを特徴とする地盤安定化用珪酸塩系グ
ラウトの製造方法。」 本発明は上記方法によつて製造されたグラウト
を従来よりも有利に地盤に注入する方法に係わる
ものであつてその要旨とするところは 「第一の混合器に珪酸ソーダ水溶液と二酸化炭
素を供給し、該混合器中において両者を混合し
て、予め地盤注入用グラウトよりもゲルタイムが
長い60分またはそれよりも長いゲルタイムを有す
るグラウトを製造し、次いで該グラウトを第二の
混合器の一方の入口部に供給すると同時に他方の
入口部に第三の混合器中において系内の圧力下で
CO2濃度が飽和に達していない状態に製造した炭
酸水を供給し、該第二の混合器中において珪酸ソ
ーダに対する二酸化炭素の添加量が化学量論的量
以下であるような比率で両者を混合してゲルタイ
ムが数秒〜十数分である地盤注入用グラウトを製
造し、このようにして得られたグラウトを地盤に
注入する方法において、グラウトの地盤注入中に
第二の混合器に水を供給してグラウトのゲルタイ
ムを調節することを特徴とする地盤安定化用珪酸
塩系グラウトの地盤注入法。」にある。 第１図は本発明の一実施態様をあらわすフロー
シートである。本発明においてはグラウトの硬化
剤成分として二酸化炭素を使用し、二酸化炭素源
として炭酸ガスおよび液化炭酸ガスのいずれも使
用可能であるが、以下、二酸化炭素源として炭酸
ガスが用いられた場合の一実施態様について説明
すると、炭酸ガス貯槽１（通常、液化炭酸ガスボ
ンベが用いられる。）および珪酸ソーダ水溶液貯
槽８より炭酸ガスおよび珪酸ソーダ水溶液のそれ
ぞれを第一の混合器６の入口部に供給する。 炭酸ガス貯槽１は温水槽２のなかに浸漬して必
要に応じて適宜加温することにより、該貯槽１よ
り多量の炭酸ガスを流出させたときに認められる
槽内圧力の低下や炭酸ガス流出量の減少、槽内温
度の低下等を防止することができる。 流量（圧力）調節弁３を開いて炭酸ガス貯槽１
より流出させた炭酸ガスは蒸発器４中に通過させ
ることにより、同伴する液滴を気化させることが
できる。 ５は第一の混合器６に供給する炭酸ガスの流量
を一定にすることができる流量調節装置である。 なお、本発明においては既述のごとく二酸化炭
素源として液化炭酸ガスも用いられるが、これを
用いる場合は、通常、その内部にサイフホンが挿
入された液化炭酸ガスボンベを用い、ポンプで液
化炭酸ガスを取り出して第一の混合器６に供給す
ることが望ましい。 本発明に用いる第一の混合器６は、その適当な
部分に二酸化炭素供給口、珪酸ソーダ水溶液供給
口およびブラウト排出口が設けられ、かつその内
部に気体〜液体または液体〜液体の接触混合を良
好にさせるための任意の装置、たとえば撹拌機、
ジヤマ板等が設けられた密閉耐圧構造の縦型また
は横型の槽である。 第一の混合器６内には、図上、プロペラ型撹拌
翼付撹拌機が設けられているが、本発明において
は撹拌翼はこのような形状のものに限定されず、
タービン型、フアンタービン型、わん曲羽根フア
ンタービン型、フアウドラー型、ブルマージン型
その他任意の撹拌翼が付された撹拌機を用いるこ
とができる。 二酸化炭素の第一の混合器６への供給は、該混
合器の上部からのみではなく、下部より供給して
上部へ吹き上げてもよく、また該混合器中の珪酸
ソーダ水溶液相にノズルを挿入し、該ノズルから
二酸化炭素をバブリングさせてもよい。 一方、珪酸ソーダ水溶液の供給方法としては、
単なるノズルにより第一の混合器６の上部に供給
する方法よりも、第一の混合器６の上部よりスプ
レーノズルにより微少液滴として該混合器内へ落
下させる方法のほうが珪酸ソーダ水溶液とCO2と
の接触効率を良くすることができるので好まし
い。 その他、第一の混合器６として、その内部に静
止型流体撹拌用エレメントが設けられた混合器、
いわゆるラインミキサー（管路混合器）も好適に
用いられるが、どのような形式の混合器が用いら
れるにせよ、供給された二酸化炭素と珪酸ソーダ
水溶液をなるべく短時間で混合することができる
混合器を用いることが望ましい。 本発明に用いる珪酸ソーダとしては、従来地盤
の安定化に用いられているJIS3号珪酸ソーダが通
常好適に用いられるが、SiO2／Na2Oのモル比が
JIS3号品よりも高い３以上のものから5.5程度の
ものも用いられる。 これら珪酸ソーダは施工に際し、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
が、本発明においては珪酸ソーダ水溶液貯槽８に
仕込む珪酸ソーダ水溶液中の原料珪酸ソーダの濃
度は通常20〜100容量％、特に25〜60容量％にす
るのが好ましい。 第一の混合器６に供給した炭酸ガスと珪酸ソー
ダ水溶液は、該混合器中において混合されてグラ
ウトが製造されるが、本発明においてはこの際炭
酸ガスの供給量を適宜調節して該混合器中におい
て予め地盤注入用グラウトよりもゲルタイムが長
いグラウトを製造する。 発明において、この工程でこのようなグラウト
を製造する意義は、地盤注入用グラウトの製造に
必要な二酸化炭素の一部を予めこの工程において
原料珪酸ソーダ水溶液に吸収させ、これにより後
続の工程で用いる炭酸水の低濃度化を図り、もつ
て炭酸水の製造に用いる圧力を低減させようとい
うことにある。 したがつて、この工程においては炭酸ガスの使
用量をなるべく多くすることが望ましいが、この
工程で余りにも炭酸ガスの使用量を多くすると、
ゲルタイムが短いグラウトが製造されて、後続の
工程で製造する地盤注入用グラウトのゲルタイム
が限定されるので、地盤注入用グラウトのゲルタ
イムを数秒〜十数分に設定する通常の土質安定化
の施工の場合は、通常この工程でゲルタイムが60
分またはそれよりも長いグラウトを製造するのが
望ましい。 なお、周知のごとく、珪酸ソーダと炭酸ガスを
混合すると、中和反応が進行して相当する塩が生
成する。 したがつて、この工程において第一の混合器６
中に多量の炭酸ガスを供給しても逐次反応により
消費されるので、該混合器内の圧力が供給炭酸ガ
スにより著しく高められるようなおそれはない。 このように第一の混合器６中において製造した
グラウトは、次いで第二の混合器２５の一方の入
口部に供給すると同時に他方の入口部に炭酸水を
供給し、該混合器中において両者を混合して地盤
注入用グラウトを製造する。 この際用いる炭酸水は、水貯槽１５および炭酸
ガス貯槽１′より水および炭酸ガスのそれぞれを
第三の混合器１３に供給し、該混合器中において
供給原料による加圧下に両者を混合して製造する
が、この炭酸水の濃度は、本発明における地盤注
入用グラウトの製造に必要とされる炭酸ガスの一
部が既に第一の混合器６中において原料珪酸ソー
ダ水溶液に吸収されているので、従来よりも低濃
度でよく、したがつて該炭酸水の製造に用いる圧
力を従来よりも低くすることができる。 第二の混合器２５は、グラウトの地盤注入にも
用いられるものであつて、この種グラウトの製造
ならびに地盤注入に常用されているその出口部に
混合室が設けられた中空二重管とか、その内部に
流体混合用エレメントが設けられた一般の静止型
管路混合器等が通常好適に用いられる。 第二の混合器２５の排出口には、通常該混合器
内の圧力を一定に保つ保圧弁２６が設置される。 この種のグラウトの保圧弁として従来スプリン
グ式、油圧式、電子式、空気式等、種々の構造の
ものがあるが、本発明においてはどのような形式
のものも用いられる。 本発明に用いる第三の混合器１３の形状、構造
等については第一の混合器６の場合と同様のこと
が云える。 第二の混合器２５中で製造したグラウトはその
まま地盤中に注入するが、本発明においてはグラ
ウトの地盤注入中に第二の混合器２５に水を供給
してグラウトのゲルタイムの調節を行なう。 すなわち、本発明においては、グラウトの地盤
注入中に第二の混合器２５に水を供給して第二の
混合器２５中における炭酸水の濃度を種々変化さ
せ、これによりグラウトのゲルタイムを調節す
る。 したがつて、本発明においてグラウトのゲルタ
イムを上記供給水により殆ど瞬結に近い短い時間
から数時間に亘つて任意に調節させるような場合
は、第三の混合器１３中で製造する炭酸水（すな
わち第二の混合器２５に供給する炭酸水）のCO2
濃度は、〔仮に第二の混合器２５に水が供給され
ない場合は、〕該混合器２５中において第一の混
合器６中で製造したグラウトを瞬結させるような
高濃度にすることが必要である。 一方、グラウトのゲルタイムをたとえば数分か
ら〜数十分に亘つて調節するような場合は、第三
の混合器１３中で製造する炭酸水の濃度は上記よ
りも低くてよく、第二の混合器２５に水が供給さ
れない場合は、該混合器２５中において第一の混
合器６中で製造したグラウトを数分以内でゲル化
させるような濃度でよい。 ゲルタイム調節用の水は、直接第二の混合器２
５の入口部に供給してもよいが、予め第一の混合
器６より排出されるグラウト又は第三の混合器１
３より排出される炭酸水に合流させて混合器２５
に供給することもできる。 本発明においては、第二の混合器２５に供給し
た水は該混合器中において通常殆ど瞬間的に他成
分と混合されて地盤に注入される。 したがつて本発明にしたがえば、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
た長短任意なものに直ちに（殆ど瞬間的に）変化
させることができる。 これに対し、従来においては、グラウトのゲル
タイムの調節は第三の混合器１３中において炭酸
水の濃度を種々変化させることにより行なつてい
るが、かかる方法では第三の混合器１３が通常大
容量であるため該混合器に二酸化炭素を供給して
からグラウトが地盤に注入されるまで多かれ少な
かれ時間を要するので、グラウトのゲルタイムを
本発明におけるがごとく殆ど瞬間的に変化させる
ことができない。 本発明の実施にあたり、グラウトの地盤注入中
にたとえば、そのゲルタイムを大巾に変化させる
ような場合、第二の混合器２５に供給する炭酸水
および第一の混合器６で製造されたグラウトとの
供給量を一定にしつつ、水の供給量のみを増減さ
せる方法を採ると、グラウト中の珪酸ソーダ濃度
が大巾に変化することがある。 このような珪酸ソーダの濃度変化が好ましくな
い場合は、水の供給量に反比例して炭酸水の供給
量を変化させ、グラウトのゲルタイムをどのよう
に変化させた場合にも、水の供給量と炭酸水の供
給量の合計量が常に一定になるようにすることが
望ましい。 なお、本発明においては、第三の混合器１３中
において製造する炭酸水は飽和濃度状態、すなわ
ちCO2濃度が飽和に達している状態であつてもよ
いが、炭酸水のCO2がこのような濃度状態だと後
続の工程において該炭酸水の圧力が低下した場合
に炭酸水中より炭酸ガスが発生してトラブルの原
因となることもあるので、第三の混合器１３中に
おいて製造する炭酸水中のCO2濃度は不飽和濃度
状態、すなわちそのときの圧力においてCO2濃度
が未だ飽和に達していないようにすることが好ま
しい。 また、本発明においては、地盤注入用グラウト
の製造に用いる炭酸ガスの量、すなわち、第一の
混合器６で用いる炭酸ガス量と第三の混合器１３
で用いる炭酸ガス量の和は、珪酸ソーダに対して
化学量論的量以下にすることが望ましく、これに
より地盤に注入したグラウトからの炭酸ガスの発
生を防止することができる。 叙上の本発明にしたがえば、既述の説明から明
らかなようにグラウトの製造および地盤注入を低
圧で行なうことができるので安全性の点で有利で
ある上に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長短任意なものに直ちに
（殆ど瞬間的に）変化させることができるので、
複雑な土質条件に対応したきめの細かい地盤安定
化の施工を行なうことができる。 更に本発明にしたがえば、それぞれゲルタイム
が異なつた複数のグラウトを同時に地盤に注入す
る工法、すなわち複合注入工法が可能である。 これを図により説明すると、第２図は本発明に
よる複合注入工法の一実施例を示すフローシート
である。 第２図において、２５，２８および２９はそれ
ぞれ土質条件が異なる地盤中に打設された第二の
混合器（兼グラウト注入管）である。 施工にあたり、各混合器の入口部に、第一の混
合器６、第三の混合器１３および水貯槽２１よ
り、地盤注入用グラウトよりもゲルタイムが長い
グラウト、炭酸水およびゲルタイム調節用水をそ
れぞれ同時に供給する。 この際、各混合器に供給するゲルタイム調節用
水の量を適宜変化させることにより、各混合器中
においてそれぞれの土質条件に適合したゲルタイ
ムを有するグラウトが製造されて地盤中に注入さ
れる。 この複合注入工法によれば、土質条件が種々異
なる複雑な地盤を一度の施工で容易に安定化させ
ることができる。 次に本発明を実施例により説明するが、本発明
がこれに限定されるものではないことは云うまで
もない。 実施例 その内部にかい型撹拌翼（長さ×幅＝130mm×
50mm）が設けられた密閉耐圧構造の第一の混合器
の上部よりJIS3号珪酸ソーダ水＝１：１（容量）
の割合の珪酸ソーダ水溶液を3.6／分の速度で
連続的に供給すると同時に炭酸ガスを0.050Kg／
分の速度で連続的に供給し、該混合器中で両者を
混合して予め地盤注入用グラウトよりもゲルタイ
ムの長いグラウトを製造した。この際、第一の混
合器内の圧力は５Kg／cm2で、得られたグラウトは
１時間以上ゲル化しなかつた。 次いで得られたグラウトを、（以下、Ａ液とい
う。）先端に保圧弁、内部に流体混合用エレメン
トが６ケ設けられた直径21mm、長さ150mmの第二
の混合器（静的管路混合器）の一方の入口部に
3.6／分の速度で連続的に供給すると同時に他
方の入口部に、第三の混合器（第一の混合器と同
じ構造、寸法のもの）中において製造した炭酸水
（以下、Ｂ液という。）を供給し、該第二の混合器
中において両者を混合して地盤注入用グラウトを
製造した。 このようにして得られたグラウトはそのまま標
準砂中に注入してゲル化させたが、グラフトを連
続的に砂中に注入しているうちに、第二の混合器
に水を供給して、グラウトのゲルタイムを種々変
化させた。 炭酸水および地盤注入用グラウトの製造条件、
該グラウトの試験結果等を第１表に示す。
【表】
【表】
第一表から明らかなように、グラウトを連続的
に砂中に注入しているうちに、第二の混合器に水
を供給してその量を種々変化させることにより、
瞬間的にグラウトのゲルタイムを変化させること
ができる。
に砂中に注入しているうちに、第二の混合器に水
を供給してその量を種々変化させることにより、
瞬間的にグラウトのゲルタイムを変化させること
ができる。
第１図および第２図は本発明の一実施態様をあ
らわすフローシートである。 １，１′…炭酸ガス貯槽、２，２′…温水槽、
３，３′…流量（圧力）調節弁、４，４′…蒸発
器、５，５′…流量調節装置、６…第一の混合
器、７…撹拌機駆動用電動機、８…珪酸ソーダ水
溶液貯槽、９…流量調節弁、１０…ポンプ、１１
…圧力（流量）調節弁、１２…ポンプ、１３…第
三の混合器、１４…撹拌機駆動用電動機、１５…
水貯槽、１６…流量調節弁、１７…ポンプ、１８
…圧力（流量）調節弁、１９…ポンプ、２０…流
量調節弁、２１…水貯槽、２２…流量調節弁、２
３…ポンプ、２４…流量調節弁、２５…第二の混
合器、２６…保圧弁、２７…地盤、２８…第二の
混合器、２９…第二の混合器、３０…流量調節
弁、３１…流量調節弁、３２…流量調節弁、３３
…流量調節弁。
らわすフローシートである。 １，１′…炭酸ガス貯槽、２，２′…温水槽、
３，３′…流量（圧力）調節弁、４，４′…蒸発
器、５，５′…流量調節装置、６…第一の混合
器、７…撹拌機駆動用電動機、８…珪酸ソーダ水
溶液貯槽、９…流量調節弁、１０…ポンプ、１１
…圧力（流量）調節弁、１２…ポンプ、１３…第
三の混合器、１４…撹拌機駆動用電動機、１５…
水貯槽、１６…流量調節弁、１７…ポンプ、１８
…圧力（流量）調節弁、１９…ポンプ、２０…流
量調節弁、２１…水貯槽、２２…流量調節弁、２
３…ポンプ、２４…流量調節弁、２５…第二の混
合器、２６…保圧弁、２７…地盤、２８…第二の
混合器、２９…第二の混合器、３０…流量調節
弁、３１…流量調節弁、３２…流量調節弁、３３
…流量調節弁。
Claims (1)
- １ 第一の混合器に珪酸ソーダ水溶液と二酸化炭
素を供給し、該混合器中において両者を混合し
て、予め地盤注入用グラウトよりもゲルタイムが
長い60分またはそれよりも長いゲルタイムを有す
るグラウトを製造し、次いで該グラウトを第二の
混合器の一方の入口部に供給すると同時に他方の
入口部に第三の混合器中において系内の圧力下で
CO2濃度が飽和に達していない状態に製造した炭
酸水を供給し、該第二の混合器中において珪酸ソ
ーダに対する二酸化炭素の添加量が化学量論的量
以下であるような比率で両者を混合してゲルタイ
ムが数秒〜十数分である地盤注入用グラウトを製
造し、このようにして得られたグラウトを地盤に
注入する方法において、グラウトの地盤注入中に
第二の混合器に水を供給してグラウトのゲルタイ
ムを調節することを特徴とする地盤安定化用珪酸
塩系グラウトの地盤注入法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9996482A JPS58217586A (ja) | 1982-06-12 | 1982-06-12 | 地盤安定化用珪酸塩系グラウトの地盤注入法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9996482A JPS58217586A (ja) | 1982-06-12 | 1982-06-12 | 地盤安定化用珪酸塩系グラウトの地盤注入法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58217586A JPS58217586A (ja) | 1983-12-17 |
| JPS6249911B2 true JPS6249911B2 (ja) | 1987-10-21 |
Family
ID=14261355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9996482A Granted JPS58217586A (ja) | 1982-06-12 | 1982-06-12 | 地盤安定化用珪酸塩系グラウトの地盤注入法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58217586A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100564368B1 (ko) | 2003-12-15 | 2006-03-27 | 설강준 | 차수벽 시공을 위한 컨시스턴시 컴펙션 그라우팅 시스템 |
| JP5861852B1 (ja) * | 2015-06-09 | 2016-02-16 | 強化土株式会社 | シリカゾルグラウトの製造装置および製造方法 |
-
1982
- 1982-06-12 JP JP9996482A patent/JPS58217586A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58217586A (ja) | 1983-12-17 |
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