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JP3451101B2 - グラウト材及び地盤注入工法 - Google Patents

グラウト材及び地盤注入工法

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Publication number
JP3451101B2
JP3451101B2 JP22393492A JP22393492A JP3451101B2 JP 3451101 B2 JP3451101 B2 JP 3451101B2 JP 22393492 A JP22393492 A JP 22393492A JP 22393492 A JP22393492 A JP 22393492A JP 3451101 B2 JP3451101 B2 JP 3451101B2
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JP
Japan
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grout material
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ground
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JP22393492A
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JPH0672752A (ja
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健吉 平野
敏夫 川内
一行 水島
栄一 有水
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Denka Co Ltd
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo KK
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/06—Aluminous cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/0068—Ingredients with a function or property not provided for elsewhere in C04B2103/00
    • C04B2103/0082—Segregation-preventing agents; Sedimentation-preventing agents

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一次グラウト材、特
に、地盤注入工法に使用する一次グラウト材に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来、軟弱地盤のようなとこ
ろに、地盤補強する目的でセメントペースト等を注入す
る地盤注入工法が実施されている。この地盤注入工法
は、グラウト材を土の粒子間に浸透させ、間隙水を排除
又は混合して地盤を固結させる、浸透注入を基本とする
ものである。
【０００３】一般に、地盤注入工法としては、挿入する
注入管の形状によって、単管ロッド法、二重管単相法、
及び二重管ダブルパッカー法等の方法があり、通常、作
業性の面で、単管ロッド法が実施されている。
【０００４】しかしながら、この方法では、深さ20ｍ以
上の深層に注入する場合、挿入した注入管のロッドが地
山の圧力によって、回転できず(ジャーミング)、施工す
ることができないなどの課題があった。
【０００５】このジャーミングを解消し、深層注入を可
能とする方法として、二重管ダブルパッカー法が提案さ
れた(特開平3-271419号公報)。
【０００６】二重管ダブルパッカー法とは、ケーシング
を用いて削孔した後、その内側に注入管であるマンシェ
ットチューブを挿入し、ケーシングと、ダブルパッカー
を装着したマンシェットチューブとの間に一次グラウト
材を注入し、その後、適当な時期に、ダブルパッカー間
に二次グラウト材を注入する方法である。
【０００７】しかしながら、使用されている一次グラウ
ト材は、通常、セメントとベントナイトからなるセメン
ト・ベントナイトペーストであるため、二次グラウト材
が注入可能となる、一次グラウト材の圧縮強度が１〜５
kgf/cm2以内である期間が、一次グラウト材の注入を行
なった後の３〜７日間しかとれないという課題があっ
た。
【０００８】そして、一次グラウト材の注入を行なった
後、３日以内に二次グラウト材を注入すると、一次グラ
ウト材の強度発現性が不良で、二次グラウト材を注入す
るさい、その一次グラウト材が破壊され、目的とする位
置とは異なる場所に二次グラウト材を注入することにな
るという課題があった。
【０００９】また、一次グラウト材の注入を行なった
後、７日を越えて二次グラウト材を注入しようとする
と、一次グラウト材の強度発現が大きすぎ、二次グラウ
ト材が注入できないという課題があった。
【００１０】このように、地盤改良を目的とした二次グ
ラウト材であるセメントペーストの注入時、注入管であ
るマンシェットチューブ周囲から、二次グラウト材が漏
出することを防止でき、目的とする位置に二次グラウト
材を確実に注入できる一次グラウト材が要望されてい
た。
【００１１】本発明者は、一次グラウト材のもつ課題を
解決すべく種々検討した結果、特定の成分を使用するこ
とにより、前記課題が解決でき、短時間に所定の強度を
発現せしめた後、その強度をある程度の時間、維持する
ことが可能となる知見を得て本発明を完成するに至っ
た。
【００１２】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、カルシ
ウムアルミネート、セッコウ、及び材料分離低減材を含
有してなるセメント質組成物100重量部と水200〜800重
量部を含有してなり、削孔した後、その内側に挿入した
注入管より二次グラウトを注入するさいに、注入管の外
側に使用する一次グラウト材であり、該グラウト材を使
用してなる地盤注入工法である。
【００１３】以下、詳しく本発明を説明する。
【００１４】本発明に係るカルシウムアルミネートは、
CaO原料とAl2O3原料を電気炉等によって溶融・焼成して
得られるもので、CaOをC、Al2O3をAとすると、C12A7等
と示されるものである。カルシウムアルミネート中のCa
O含有量は20〜70重量％が好ましく、35〜65重量％がよ
り好ましい。20重量％未満では短時間強度が不足し、70
重量％を超えると凝結時間のコントロールが困難とな
り、硬化後の強度発現が不良となる傾向がある。カルシ
ウムアルミネート中には、Na2OやK2Oなどのアルカリ
や、SiO2、MgO、及びCaF2等の成分を含有していてもよ
く、冶金スラグの使用も可能である。カルシウムアルミ
ネートとしては、結晶質、非晶質のいずれも使用可能で
あるが、非晶質の使用が好ましい。カルシウムアルミネ
ートの粉末度は初期の強度発現性を考慮して、ブレーン
値2,000cm2/g以上が好ましく、4,000〜8,000cm2/gがよ
り好ましいが、さらに微粉でも使用可能である。
【００１５】本発明に係るセッコウは、特に制限される
ものではなく、二水セッコウ、半水セッコウ、及び無水
セッコウのいずれのセッコウも使用可能であるが、これ
らの中で、II型無水セッコウの使用が好ましい。
【００１６】セッコウの使用量は、カルシウムアルミネ
ートとセッコウの合計100重量部に対して、10〜80重量
部が好ましく、30〜70重量部がより好ましい。この範囲
以外では、本発明の一次グラウト材の施工後の、例え
ば、３時間から28日の短・長期強度の発現性が悪くなる
傾向がある。
【００１７】本発明に係る材料分離低減材とは、一次グ
ラウト材の材料分離抵抗性に大きく寄与するものであ
る。具体的には、ベントナイト、シリカヒューム、活性
白土、及びシリカ質粘土等が使用可能であり、そのう
ち、ベントナイトの使用が好ましい。
【００１８】材料分離低減材の使用量は、カルシウムア
ルミネートとセッコウの合計100重量部に対して、10〜5
00重量部が好ましく、20〜200重量部がより好ましい。1
0重量部未満では、分離抵抗性が低下し、沈降やブリー
ジングの原因となりやすく、200重量部を越えると強度
発現性不良の原因となりやすい。
【００１９】本発明の一次グラウト材は、そのままでも
使用可能であり、セメントと併用することも可能であ
る。
【００２０】本発明では、前記セメント質組成物と、水
とを混合して、スラリーとして使用する。
【００２１】本発明における水の使用量は、前記のセメ
ント質組成物100重量部に対して、200〜800重量部であ
り、400〜700重量部が好ましい。200重量部未満では強
度発現が大きく、800重量部を越えると強度が低下する
傾向がある。
【００２２】次に、本発明のセメント質組成物の使用方
法について、地盤注入工法を例として説明する。
【００２３】地盤注入を必要とする場所に、外管である
ケーシングを取り付けた削孔機を用いてφ100mm前後の
径の削孔を所定の深度まで削孔する。
【００２４】ケーシングの内側に、一次グラウト材であ
る前記セメント質組成物のスラリーを注入し、さらに、
内管である注入管を挿入して、ケーシングを引き抜く。
また、ケーシングを引き抜いた後、注入管を挿入して前
記スラリーを注入してもよく、その順序は地山の状態に
より適宜決定することが可能である。
【００２５】前記スラリーの硬化後、ダブルパッカーを
装着したマンシェットチューブを所定の位置にセット
し、二次グラウト材の注入を行なう。
【００２６】以上の操作を順次、位置を変えて繰り返
し、一次グラウト材や二次グラウト材を注入する。
【００２７】ここで、二次グラウト材は、地山の状態や
注入後の状況により大きく異なり、一義的に決定するこ
とはできないが、通常、セメントペースト100リットル
中にセメントが30〜150kg配合されたものが使用され
る。
【００２８】また、流水等がある場所や早期強度を必要
とする場所には、セメント急硬材又は水ガラスなどをセ
メントペーストと別々に圧送し、注入管先端で混合する
方法等が実施可能である。
【００２９】本発明において、硬化時間が著しく早い場
合は、例えば、リンゴ酸、酒石酸、グルコン酸、及びク
エン酸等のオキシカルボン酸又はその塩、さらには、こ
れとアルカリ炭酸塩と組合せた凝結遅延剤を適当量添加
して、凝結開始を遅延させることが好ましい。また、必
要に応じ、セメント減水剤を使用することも可能であ
る。
【００３０】
【実施例】次に実施例を挙げてさらに詳しく説明する。
【００３１】実施例１ 表１に示す配合割合からなる一次グラウト材を各々混練
りし、それらの注入可能時間を圧縮強度で測定した。結
果を表１に示す。
【００３２】 ＜試験方法＞ ブリージング率：直径10cm、高さ１ｍの塩ビパイプに一次グラウト材を入れ、硬 化後の高さを測定しブリージング率を測定 ブリージング率(％)＝100−(硬化後の高さ／100)×100 圧縮強度 ：４×４×16cmの供試体を用い、各材令で測定 注入可能期間：圧縮強度１〜５kgf/cm2を発現する期間
【００３３】＜使用材料＞ カルシウムアルミネート：C12A7、ブレーン値5,800cm2/
g、電気化学工業社製 セッコウ ：II型無水セッコウ、ブレーン値6,000cm2/
g、森田化学社製 ベントナイト：豊順洋行社製、商品名「赤城」
【００３４】
【表１】
【００３５】実施例２ 直径10cm、高さ１ｍの塩ビパイプの中央に位置するよう
に、直径５cmで長さ１ｍの管をゴムカバーで繋いだ注入
管をセットし、塩ビパイプと注入管との間に前記表１の
実験No.1- 4の一次グラウト材を入れ、硬化後塩ビパイ
プを取りはずし、各材令時にゴムカバーで繋いだ上下の
注入管にダブルパッカーを装着し、このダブルパッカー
間に二次グラウト材の代わりに水の注入を行ない、ダブ
ルパッカー間の孔より圧流出した水が一次グラウト材に
与える影響を観察した。結果を表２に示す。比較のた
め、セメント150kg/m3とベントナイト50kg/m3の混合物
を一次グラウト材として使用した。
【００３６】
【表２】
【００３７】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の一次グ
ラウト材を用いることにより、一次グラウトの、例え
ば、３時間の短時間から28日の長期にわたる短・長期の
強度が一定のため、いつでも注入が可能である、一次グ
ラウト材の沈降がなく、注入後の上部と下部の強度のバ
ラツキがない、及びブリージングがない等の効果を奏す
ることが可能となった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 22:08 Ｃ０４Ｂ 22:14 Ｂ 22:14 14:10 Ｚ 14:10） (72)発明者 有水 栄一 新潟県西頸城郡青海町大字青海2209番地 電気化学工業株式会社 青海工場内 (56)参考文献 特開 平３−247542（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−46047（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−40860（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−88754（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−198053（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−115147（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 カルシウムアルミネート、セッコウ、及
    び材料分離低減材を含有してなるセメント質組成物100
    重量部と水200〜800重量部を含有してなり、削孔した
    後、その内側に挿入した注入管より二次グラウトを注入
    するさいに、注入管の外側に使用する一次グラウト材。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の一次グラウト材を使用し
    てなる地盤注入工法。
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FR2717465B1 (fr) * 1994-03-21 1996-04-26 Rhone Poulenc Chimie Coulis d'injection pour enrober une armature, notamment une armature de précontrainte.
JP4519985B2 (ja) * 2000-04-06 2010-08-04 電気化学工業株式会社 超速硬性無収縮グラウト材
FR2839066B1 (fr) * 2002-04-24 2005-02-04 Lafarge Aluminates Liant ettringitique pour mortier dense, comprenant des sulfates de calcium et un compose mineral d'aluminates de calcium
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CN104310914B (zh) * 2014-10-09 2017-01-18 苏州市姑苏新型建材有限公司 一种精准膨胀型灌浆料的配比方法
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