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JP5531234B1 - Ground injection material and ground injection method - Google Patents

Ground injection material and ground injection method Download PDF

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JP5531234B1
JP5531234B1 JP2013047835A JP2013047835A JP5531234B1 JP 5531234 B1 JP5531234 B1 JP 5531234B1 JP 2013047835 A JP2013047835 A JP 2013047835A JP 2013047835 A JP2013047835 A JP 2013047835A JP 5531234 B1 JP5531234 B1 JP 5531234B1
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俊介 島田
隆光 佐々木
直晃 末政
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強化土株式会社
強化土エンジニヤリング株式会社
直晃 末政
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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

Abstract

【課題】本発明は、固結強度が大であり、特に浸透性、耐久性および環境保全性等に優れ、地盤強化や止水目的のみならず、液状化対策工にも適した地盤注入材および地盤注入工法を提供する。
【解決手段】 シリカ溶液と、反応剤と、ホワイトカーボンを有効成分として製造する。シリカ溶液は水ガラス又は/並びにシリカコロイドであって、該シリカ溶液と反応剤の混合液のPHが非アルカリ領域とする。地盤注入材1000ミリリットル当たりホワイトカーボンは10〜200g/1000ミリリットル、シリカ溶液0〜400リットル、注入液PH1〜10とする。
【選択図】 図1
The present invention provides a ground injection material having a high consolidation strength, particularly excellent in permeability, durability and environmental conservation, and suitable not only for ground reinforcement and water stoppage but also for liquefaction countermeasures. And provide ground injection method.
A silica solution, a reactant, and white carbon are produced as active ingredients. The silica solution is water glass and / or silica colloid, and the PH of the mixed solution of the silica solution and the reactant is in a non-alkali region. The white carbon is 10 to 200 g / 1000 ml, the silica solution is 0 to 400 liters, and the injection solution is PH1 to 10 per 1000 ml of the ground injection material.
[Selection] Figure 1

Description

本発明はホワイトカーボンを用いた地盤注入材であって、固結強度が大であり、特に浸透性が優れ、耐久性に優れ、かつ環境保全性に優れた地盤注入材並びに地盤注入工法に関し、地盤強化や止水目的のみならず、液状化対策工にも適した注入材並びに注入工法に関する。   The present invention is a ground injection material using white carbon, which has a high consolidation strength, particularly excellent permeability, durability, and environmental preservation, and a ground injection material and a ground injection method. The present invention relates to an injection material and an injection method suitable not only for ground reinforcement and water stoppage but also for liquefaction countermeasures.

本発明は、耐久性、環境保全性と経済性に優れた地盤注入材並びに地盤改良工法に関し、特に地下水の流動に対する抵抗力が強く、かつ液状化強度に優れ、地盤変位が生じにくく構造物の液状化による被害を未然に防止する技術にかかわる。   The present invention relates to a ground injection material excellent in durability, environmental conservation and economy, and a ground improvement method, and particularly has a strong resistance to the flow of groundwater and is excellent in liquefaction strength and is less likely to cause ground displacement. Involved in technology to prevent damage caused by liquefaction.

緩く堆積した飽和砂地盤が地震動による繰返しせん断力を受けると、砂粒子間の構造は乱され、粒子間同士のかみ合わせが次第に外れ、その結果、過剰間隙水圧が上昇し、有効応力が減少することにより砂地盤は液体状の性質を示し(液状化現象)、その結果、噴砂、構造物の不等沈下、側方流動、地震揺動、斜面の流動的破壊、支持力低下、護岸・擁壁の破壊、埋設管などの浮き上がり等の液状化に伴う被害が発生する。   When loosely deposited saturated sand is subjected to repeated shearing forces due to earthquake motion, the structure between sand particles is disturbed, and the intergranular meshing gradually disengages, resulting in an increase in excess pore water pressure and a decrease in effective stress. As a result, the sand ground exhibits liquid properties (liquefaction phenomenon). As a result, sand sand, uneven settlement of structures, lateral flow, earthquake oscillation, fluid failure of slopes, reduced bearing capacity, revetments and retaining walls Damage due to liquefaction such as destruction of the pipes and floating of buried pipes occurs.

このような液状化現象に備えて薬液注入による地盤改良工法が広く実施されているが、薬液注入は砂粒子の間隙にゲルを填充することによって間隙水圧の上昇を抑えて液状化を防ごうとするものである。   In preparation for such a liquefaction phenomenon, ground improvement by chemical injection is widely implemented, but chemical injection is intended to prevent liquefaction by filling the gaps between sand particles with gel to suppress the increase in pore water pressure. To do.

特公平6-72222号公報Japanese Patent Publication No. 6-72222

しかし、薬液注入による液状化防止の課題は、薬液注入による液状化防止の課題は、液状化しやすい地盤に対する浸透可能性の問題と液状化強度に対応した一軸圧縮強度を得るにはシリカ溶液のシリカ濃度を十分濃くしなくてはならず、高価になる等の問題点があった。   However, the problem of preventing liquefaction by injecting chemical solution is the problem of preventing liquefaction by injecting chemical solution. In order to obtain the uniaxial compressive strength corresponding to the liquefaction strength, There was a problem that the concentration had to be sufficiently high and the cost was high.

また、長いゲル化時間で耐久性を得るには酸性領域のシリカグラウトを用いなくてはならず、そのため多くの酸を必要とし、酸による地下埋設物等による悪影響や水生生物に対する水質の悪影響も問題になる。   In addition, in order to obtain durability with a long gelation time, silica grout in the acidic region must be used. Therefore, a large amount of acid is required, and there is an adverse effect due to underground buried objects due to the acid and the adverse effect of water quality on aquatic organisms. It becomes a problem.

また、長いゲル化時間で耐久性を得るには酸性領域のシリカグラウトを用いなくてはならず、そのため多くの酸を必要とし、酸による地下埋設物等による悪影響や水生生物に対する水質の悪影響も問題になる。   In addition, in order to obtain durability with a long gelation time, silica grout in the acidic region must be used. Therefore, a large amount of acid is required, and there is an adverse effect due to underground buried objects due to the acid and the adverse effect of water quality on aquatic organisms. It becomes a problem.

シリカグラウトのpHとゲル化時間の特性を図1に示す。又pHと可溶性シリカの関係を図2(a)にに、シリカ粒径の比表面積と可溶性シリカの関係を図2(b)に示す。   The characteristics of silica grout pH and gelation time are shown in FIG. FIG. 2 (a) shows the relationship between pH and soluble silica, and FIG. 2 (b) shows the relationship between the specific surface area of silica particle size and soluble silica.

図2(a)によりシリカ濃度が薄いほどpHが酸性な程ゲル化時間が長くシリカ濃度が濃いほどpHが中性に近づくほどゲル化時間が短くなることが判る。又図2(a),(b)よりアルカリ分が少なくpHが中性〜酸性でかつシリカの比表面積が小さくなると可溶性シリカが少なくなることが判る。即ちモル比が高くてシリカの粒径が大きいと可溶性シリカが少ない。水ガラスの場合、ゲル化時間を長くする場合は強酸性にしなくてはならずシリカ濃度を高くして強度を大きくするにはさらに強酸性にしなくてはならない。   FIG. 2 (a) shows that the thinner the silica concentration, the longer the gelation time the more acidic the pH, and the darker the silica concentration, the shorter the gelation time. 2 (a) and 2 (b), it can be seen that the soluble silica is reduced when the alkali content is small, the pH is neutral to acidic, and the specific surface area of the silica is reduced. That is, when the molar ratio is high and the silica particle size is large, the soluble silica is small. In the case of water glass, if the gelation time is lengthened, it must be made strongly acidic, and in order to increase the strength by increasing the silica concentration, it must be made more strongly acidic.

ホワイトカーボンは微細粒径であるが水ガラスよりもシリカの粒径が大きく、かつほとんど中性であることから薄いシリカ溶液にホワイトカーボンを加えるとシリカ溶液を酸性にしてシリカ分を少なくしても注入液のシリカ分の濃度を高くなり、かつ酸の量を少なくしても長いゲル化時間を得ることができる。即ち高モル比で酸性分が少なく、比表面積が少なく、ゲル化時間が長く、シリカの溶出量が少なくなるため、耐久性と水質保全性に優れ、強度の優れたシリカグラウトを得ることに想到して本発明を完成した。   White carbon has a fine particle size, but the particle size of silica is larger than water glass and is almost neutral. Adding white carbon to a thin silica solution makes the silica solution acidic and reduces the silica content. A long gelation time can be obtained even if the concentration of silica in the injection solution is increased and the amount of acid is reduced. In other words, it has a high molar ratio, low acid content, low specific surface area, long gelation time, and low silica elution, resulting in a silica grout with excellent durability and water quality and excellent strength. Thus, the present invention has been completed.

本発明は、液状化が地下水面下のルーズな砂地盤に生じやすいところから、
(1) 図9に示す粒径分布にある地盤に細粒子を注入して、その粒径分布を左側に移行させること、
(2) ルーズな地盤に細粒分を加えることで、相対密度をルーズから中〜密の地盤に変える事により経済的に液状化しにくい地盤にできること、
(3) ホワイトカーボンは後述するように、
The present invention is because liquefaction is likely to occur in loose sand ground under the groundwater surface,
(1) Injecting fine particles into the ground in the particle size distribution shown in FIG. 9 and shifting the particle size distribution to the left side,
(2) By adding fine particles to loose ground, changing the relative density from loose to medium to dense ground, it can be made economically difficult to liquefy,
(3) White carbon, as described later,

(a) 微細で多孔質のストラクチャーを持ち軽量であるため、シリカ溶液中で白濁して分散して沈殿しにくい。
(b) 溶解しにくいが全体に分散する。しかし、数時間内に沈殿する。
(c) しかし、シリカ溶液中では白濁して分散して長時間にわたって沈殿しにくい。
(d) このため、シリカ溶液中で一部溶解するが地盤中に注入した場合、シリカ溶液が地下水で希釈されて水に近くなるとホワイトカーボンが土粒子間に沈積して土粒子同士して橋かけを生じて固化する。
(e) シリカ溶液がアルカリ性の場合や加温しておいた場合はシリカの溶解度は増して溶解しているシリカ濃度は増大するが酸性剤を加えてPHを酸性側にしたり、或は温度が低下したりすればホワイトカーボンの溶解した分が析出してくる。このため地盤中に注入すれば注入初期の浸透性に優れ、浸透が広がって地下水に薄まって注入液のPHが中性に近いホワイトカーボンに起因するシリカ分はホワイトカーボンの微粒子が土粒子間に沈殿して充填する。或は加熱した注入液を注入すれば地盤中で温度が下がり、ホワイトカーボンのシリカ分が析出して土粒子間に沈積して地盤を固結という効果を生ずる。
(a) Since it has a fine and porous structure and is lightweight, it is cloudy and dispersed in a silica solution and is difficult to precipitate.
(b) Difficult to dissolve but disperse throughout. However, it precipitates within a few hours.
(c) However, in a silica solution, it becomes cloudy and disperses and does not easily precipitate for a long time.
(d) For this reason, when part of the silica solution dissolves in the silica solution but is injected into the ground, when the silica solution is diluted with groundwater and approaches water, white carbon deposits between the soil particles and bridges the soil particles. Causes solidification.
(e) When the silica solution is alkaline or warmed, the solubility of silica increases and the concentration of dissolved silica increases, but an acidic agent is added to bring PH to the acidic side or the temperature is increased. If it falls, the part which white carbon melt | dissolved will precipitate. For this reason, if injected into the ground, it has excellent permeability at the initial stage of injection, the penetration spreads and dilutes in the groundwater, and the silica content caused by white carbon whose pH of the injected liquid is close to neutral is that white carbon fine particles are between the soil particles. Precipitate and fill. Alternatively, when a heated injection solution is injected, the temperature is lowered in the ground, and the silica content of white carbon is deposited and deposited between the soil particles, thereby causing the effect of solidifying the ground.

(f) ホワイトカーボンは殆ど中性であって直接ゲルタイムに影響しないでホワイトカーボンによってシリカ濃度を高くしても、それを酸性側にしてゲル化時間を長くするに当たっては酸性水ガラス(酸性シリカゾル)のように酸の量を多くする必要はないので、水質保全上優れている。 (f) White carbon is almost neutral, and even if the silica concentration is increased by white carbon without directly affecting the gel time, acidic water glass (acidic silica sol) is used to increase the gelation time by making it acidic. Unlike the above, it is not necessary to increase the amount of acid, so it is excellent in water quality conservation.

(g) 地盤中でホワイトカーボンに起因するシリカ微粒子が土粒子間に固着するとシリカ濃度が薄くても土粒子間ホワイトカーボンの粒子が固着しているため強度が大きくなり、液状化強度も優れ、かつ地震動に対しても変位が少なく、かつゲル化物の収縮も少なく、地下水の流動に対する抵抗が大きくなることに着目して本発明を完成した。
(h) ホワイトカーボンの領域は、土粒子と同じくシリカであって環境上問題がない。
(g) When silica fine particles due to white carbon adhere between soil particles in the ground, even if the silica concentration is low, the strength of the white carbon particles between the soil particles is increased and the liquefaction strength is excellent. In addition, the present invention has been completed by paying attention to the fact that there is little displacement with respect to earthquake motion, and there is little shrinkage of the gelled product, and resistance to the flow of groundwater is increased.
(h) The white carbon region is silica as well as the soil particles and has no environmental problems.

注入地盤は表1のような土粒子から形成されているため懸濁液はどのように細粒子であれ、土粒子間に浸透しにくい。即ち、粒子が土粒子の間のフィルタレーションで詰まってしまい浸透性が阻害されるという問題がある。   Since the injection ground is formed from soil particles as shown in Table 1, it is difficult for the suspension to penetrate between the soil particles regardless of how fine the suspension is. That is, there is a problem that the particles are clogged by the filtration between the soil particles and the permeability is hindered.

本発明はホワイトカーボンを用いることにより、ホワイトカーボンの溶解と析出の特性を着目して上記問題を解決した。   In the present invention, by using white carbon, the above problems have been solved by paying attention to the characteristics of dissolution and precipitation of white carbon.

Figure 0005531234
Figure 0005531234

本発明におけるホワイトカーボンは、微粉末あるいは超微粒子の無水あるいは水和珪酸および珪酸塩である。   The white carbon in the present invention is fine powder or ultrafine anhydrous or hydrated silicate and silicate.

ホワイトカーボンは、一般にその組成によって次の4種類に分類されている。
1) 無水珪酸(SiO2
SiO2が約98%以上で付着水分や結合水はきわめて少ない。微量の水を含んではいるが、以下の2)の含水珪酸に対比して無水珪酸と称されている。
2) 含水珪酸(SiO2・nH2O)
SiO2が約80〜90%で付着水分、結合水が多い、水和珪酸とも言う。
3)含水珪酸カルシウム(xSiO2・CaO・nH2O)
SiO2が約55〜65%で、水和珪酸カルシウムとも言う。
4)含水珪酸アルミニウム(xSiO2・Al2O3・nH2O)
SiO2が約60〜70%で、水和珪酸アルミニウムとも言う。
微粉アルミノ珪酸塩もこの中に入る。
White carbon is generally classified into the following four types according to its composition.
1) Silicic anhydride (SiO 2 )
SiO2 is about 98% or more, and there is very little adhering moisture and bound water. Although it contains a small amount of water, it is called anhydrous silicic acid as compared with the hydrous silicic acid of 2) below.
2) Hydrous silicic acid (SiO 2 · nH 2 O)
It is also called hydrated silicic acid with about 80 to 90% SiO2 and a large amount of water adhering and bonding water.
3) hydrated calcium silicate (xSiO 2 · CaO · nH 2 O)
It is also called hydrated calcium silicate with SiO2 of about 55-65%.
4) Hydrous aluminum silicate (xSiO 2 · Al 2 O 3 · nH 2 O)
It is also called hydrated aluminum silicate with SiO 2 of about 60-70%.
Fine powdered aluminosilicate is also included in this.

また、ホワイトカーボンは以下のようにして製造される。
(a) 乾式法=
A.有機ケイ素化合物の分解
B.ハロゲン化ケイ素の分解
C.ケイフッ化水素酸の分解
D.ケイ砂およびコークス混合物のアークによる加熱
White carbon is produced as follows.
(a) Dry method =
A. Decomposition of organosilicon compounds
B. Decomposition of silicon halide
C. Decomposition of silicohydrofluoric acid
D. Arc heating of silica sand and coke mixture

(b) 湿式法=
A.ケイ酸ナトリウムの酸による分解
B.ケイ酸ナトリウムのアンモニウム塩による分解
C.ケイ酸ナトリウムのイオン交換樹脂による分解
D.ケイ酸ナトリウムから誘導したアルカリ土類の酸による分解
E.その他ケイ酸のオルガノゲルからオートクレーブでエアロゲルをつくるオルガノゲル法がある。
(b) Wet method =
A. Decomposition of sodium silicate with acid
B. Decomposition with sodium silicate ammonium salt
C. Decomposition of sodium silicate with ion exchange resin
D. Degradation of alkaline earth acid derived from sodium silicate by acid
E. There is an organogel method in which an airgel is made from an organogel of silicic acid by autoclaving.

ホワイトカーボンのPHは無水珪酸:3〜7、含水珪酸:5〜11、含水珪酸カルシウム:9.5〜10.5、含水珪酸アルミニウム:9.5〜10.5である。   The PH of white carbon is anhydrous silica: 3-7, hydrous silicate: 5-11, hydrous calcium silicate: 9.5-10.5, hydrous aluminum silicate: 9.5-10.5.

ホワイトカーボンの単粒子径は10〜100mμが普通であるが、これが軽く集合して1〜5μ程度の凝集粒になっている。また、平均粒径が1〜100μのものもある。   The single particle diameter of white carbon is usually 10 to 100 mμ, but these are gathered lightly to form aggregated particles of about 1 to 5 μm. Some have an average particle size of 1 to 100 μm.

本願発明者はホワイトカーボンを注入材として用いた場合、ホワイトカーボンの有する以下の特性が注入材としてきわめて有用である事に着目した。
(a) 粒子径が小さくかつ軽い。
(真比重:約2.0見掛比重:0.15〜0.35g/cc)
(b) 比表面積が大きく(BET表面積:50〜300m2/g)粒子表面の吸着活性が強い。
(c) 粒子同志がストラクチヤー(網目構造)を構成する。
ホワイトカーボンのストラクチヤーの測定は吸油量の測定によるが、吸油量はほぼ120〜280cc/100gの値を例としてあげる事が出来る。
The inventor of the present application paid attention to the fact that the following characteristics of white carbon are extremely useful as an injection material when white carbon is used as the injection material.
(a) The particle size is small and light.
(True specific gravity: about 2.0 apparent specific gravity: 0.15-0.35g / cc)
(b) Large specific surface area (BET surface area: 50-300 m2 / g), strong adsorption activity on the particle surface.
(c) The particles constitute a structure (network structure).
The measurement of the structure of white carbon is based on the measurement of oil absorption, but the oil absorption can be exemplified by values of approximately 120 to 280 cc / 100 g.

即ち、水ガラス−反応剤−ホワイトカーボン系と注入液はホワイトカーボンが沈澱する事なく、液中全体に分散してストラクチヤーを形成し、一部溶解し時間と共に水ガラス−反応剤の反応によって析出したシリカ分がストラクチヤーに吸着してゲル化が進行する。ストラクチヤーはゲルに引張応力を与え、かつ硬さの増大に寄与する。   That is, the water glass-reactant-white carbon system and the injection solution are dispersed throughout the liquid without precipitation of white carbon to form a structure, partially dissolved, and precipitated by the reaction of the water glass-reactant with time. The silica content adsorbed on the structure causes gelation to proceed. The structure imparts tensile stress to the gel and contributes to increased hardness.

また、ホワイトカーボンは前記シリカコロイド溶液のように反応剤との反応が急速に行われる事はなく、ゲル化時間には殆ど影響しない。
すなわち、ホワイトカーボンの分散したコロイド溶液に反応剤を加えてもゲル化しない。
In addition, white carbon does not react rapidly with the reactant like the silica colloidal solution, and hardly affects the gelation time.
That is, gelation does not occur even when a reactant is added to a colloidal solution in which white carbon is dispersed.

したがって、水ガラス−反応剤−ホワイトカーボン系においてホワイトカーボンの濃度が増減してもゲル化時間に殆ど影響をしないが強度が増大し、ホワイトカーボンの濃度が大きくなる程大きな強度を示す。又ストラクチヤーの作用によりゲルの収縮がきわめて少なくなりまたSiO2の溶脱も大幅に減少するため、止水性、固結性の低下がなく恒久性がきわめて向上する。 Therefore, even if the concentration of white carbon in the water glass-reactant-white carbon system increases or decreases, the gelling time is hardly affected, but the strength increases, and the strength increases as the concentration of white carbon increases. In addition, the shrinkage of the gel is extremely reduced by the action of the structure, and the leaching of SiO 2 is also greatly reduced, so that the permanentness is greatly improved without lowering the water stopping property and the caking property.

なお、ホワイトカーボンとしての含水珪酸カルシウムや含水珪酸アルミニウムと通常グラウト工法では用いられている珪酸カルシウムとは異なる。即ちグラウトに使用されている珪酸カルシウムは銑鉄等の製造の際に副生するスラグを粉末にしたもので、可溶性ケイ酸、石灰、苦土を含み、石灰との硬化性があるが、水溶液はすぐに沈澱してしまい、ホワイトカーボンのように水中に分散してストラクチヤーを形成しないし、比表面積も小さく、又吸着活性もない。   Note that hydrous calcium silicate or hydrous aluminum silicate as white carbon is different from calcium silicate usually used in the grout method. That is, calcium silicate used in grout is a powdered slag produced as a by-product in the production of pig iron, etc., and contains soluble silicic acid, lime, and bitter earth, and is curable with lime. It precipitates immediately and does not form a structure by dispersing in water like white carbon, and has a small specific surface area and no adsorption activity.

これはホワイトカーボンが含水珪酸(含水珪酸カルシウム、含水珪酸アルミニウム)粒子の内部および表面にOH基が多く存在し、水素結合により水を吸着するためである。
したがって、本発明においてはホワイトカーボンと通常の珪酸カルシウムや珪酸アルミニウムとは区別するものである。
This is because white carbon has many OH groups inside and on the surface of hydrous silicic acid (hydrous calcium silicate, hydrous aluminum silicate) particles and adsorbs water by hydrogen bonding.
Therefore, in the present invention, white carbon is distinguished from ordinary calcium silicate and aluminum silicate.

また、同じく、SiO2粒子としてフライアッシュ、珪藻土、シリカフユーム珪華等のポソランがあるがこれらは水と混合して放置するため沈澱する。 Similarly, there are posolans such as fly ash, diatomaceous earth, and silica fumed sinter as SiO 2 particles, but these precipitate as they are mixed with water and left to stand.

すなわち、表面活性、表面吸着、見掛比重等の特性がホワイトカーボンと異なり、ホワイトカーボンのように水中全体に分散してストラクチヤーを形成できない。したがって、本発明におけるホワイトカーボンとは区別するものとする。   That is, unlike white carbon, the characteristics such as surface activity, surface adsorption, and apparent specific gravity cannot be dispersed and formed in the entire water like white carbon. Therefore, it shall be distinguished from white carbon in the present invention.

又、ホワイトカーボンは地盤注入に通常用いられる水ガラスのアルカリをイオン交換法等によって除去してなるシリカモノマーを増粒して弱アルカリに安定したシリカコロイドとも異なるシリカコロイドは多孔質のストラクチャーを形成していない。   Also, white carbon has a porous structure that is different from silica colloid that is stable to weak alkali by increasing the silica monomer by removing alkali of water glass usually used for ground injection by ion exchange method etc. Not done.

表2にホワイトカーボンの一般的な例を示す。   Table 2 shows typical examples of white carbon.

Figure 0005531234
Figure 0005531234

以下に本発明を実験によって示す。
本実験においては表3に示すホワイトカーボンを用いた(シオノギ製薬(株)製、カープレックス)。
Hereinafter, the present invention will be shown by experiments.
In this experiment, white carbon shown in Table 3 was used (Shionogi Pharmaceutical Co., Ltd., Carplex).

Figure 0005531234
Figure 0005531234

本発明は、上記のような課題に対して地盤にホワイトカーボンのような細粒子を注入し、地盤を細粒土化または高密度化を増大させることにより、液状化を防止しようとするものである。また、地盤改良を経済的に行おうとするものである。   The present invention is intended to prevent liquefaction by injecting fine particles such as white carbon into the ground to increase the fine soil or density of the ground. is there. In addition, it is intended to improve the ground economically.

地盤を細粒土化または高密度化することにより土粒子間の粘弾性のある連結機能や拘束機能を付与し、地震動によるせん断力に対してセン断強度を増大し、間隙水圧の上昇を抑え経済的に液状化防止を可能にするものである。   By making the ground fine or dense, it provides viscoelastic connection and restraint function between soil particles, increases shear strength against shearing force due to earthquake motion, and suppresses increase in pore water pressure. This makes it possible to prevent liquefaction economically.

液状化の予測に当っては、図9に図示するような粒径分布の地盤は、液状化しやすいと考えられ、このような地盤の液状化対策として薬液注入がきわめて有効とされているが、経済的に問題がある。   In the prediction of liquefaction, the ground having a particle size distribution as shown in FIG. 9 is considered to be easily liquefied, and chemical injection is extremely effective as a countermeasure against such liquefaction, There is an economic problem.

そこで出願人は、ホワイトカーボンを含有するPHが酸性〜中性を呈するシリカ溶液を用いて液状化しやすいルーズな砂地盤の細粒分を増やしかつ高密度化する考えに到った。   Therefore, the applicant has come up with the idea of increasing the fine particle content of loose sandy ground and increasing its density, using a silica solution in which white carbon-containing PH is acidic to neutral.

特にホワイトカーボンは容器中で水に混入した場合は解けることなく沈殿するがシリカ溶液の中では微粒子が長時間分散しかつ一部が溶解し、残りの微粒子が液中に分散し、分散した微粒子はある時間が経つと溶液とシリカ粒子が分離して底部にシリカ粒子の沈殿物が生ずることが判った。シリカ溶液中でホワイトカーボンが長時間沈降することなく分散する理由はホワイトカーボンが多孔質で軽く、一方シリカ溶液は水よりも粘性があり密度も大きいためと思われる。   In particular, when white carbon is mixed in water in a container, it precipitates without being dissolved, but in the silica solution, the fine particles are dispersed for a long time and partly dissolved, and the remaining fine particles are dispersed in the liquid. It was found that after a certain period of time, the solution and the silica particles were separated and a precipitate of silica particles was formed at the bottom. The reason why white carbon disperses in silica solution without settling for a long time seems to be that white carbon is porous and light, while silica solution is more viscous and denser than water.

この現象は地盤に注入した場合、浸透するにつれシリカ溶液が希釈されて水に近くなり、そのため溶解していたホワイトカーボンが折出するものと思われる。ホワイトカーボンの溶解を大きくするにはシリカ溶液がアルカリ性ならば更にホワイトカーボンの溶解は大になる。   When this phenomenon is injected into the ground, it is thought that as it penetrates, the silica solution is diluted and becomes close to water, so that the dissolved white carbon breaks out. In order to increase the dissolution of white carbon, if the silica solution is alkaline, the dissolution of white carbon is further increased.

また、シリカ溶液が温度が高い場合或は加熱した場合、ホワイトカーボンは更に溶解する。従って、そのような状態においてPHを酸性〜中性を呈するシリカ溶液を地盤に注入すれば時間と共にホワイトカーボンの溶解しているシリカ分が折出されるという現象が生ずることが判った(図3)。   Further, when the silica solution has a high temperature or is heated, the white carbon is further dissolved. Therefore, it was found that when a silica solution exhibiting acidic to neutral pH in such a state is injected into the ground, a phenomenon occurs in which the silica content in which white carbon is dissolved is broken out with time (FIG. 3). .

上記溶液を地盤中に注入し、その溶液がある時間後にシリカの粒子を土粒子間に沈積すれば土の粒径分布も左側に移行し、かつ土の密度や増大することが判った(図 )を見出した。   It was found that if the above solution is poured into the ground and the silica particles are deposited between the soil particles after a certain time, the particle size distribution of the soil also shifts to the left side, and the density and increase of the soil (Fig. ) Was found.

これらのホワイトカーボンを含むシリカ溶液は、図9に図示するような粒径分布地盤の粒子よりも小さな細粒子(ホワイトカーボン)を含むため(表4参照)、図9に図示するような液状化の可能性のある粒径分布からなる地盤に対しては、粒径分布曲線の細粒子分を増やすことにより液状化の起きにくい細粒土地盤の方向に粒径分布を移動させることにより、または高密度化することによりきわめて経済的に液状化を防止できることに着目した。   Since these silica solutions containing white carbon contain fine particles (white carbon) smaller than the particles of the particle size distribution ground as shown in FIG. 9 (see Table 4), liquefaction as shown in FIG. For the ground consisting of a possible particle size distribution, by increasing the fine particle content of the particle size distribution curve by moving the particle size distribution in the direction of the fine ground where liquefaction does not occur easily, or We focused on the fact that liquefaction can be prevented very economically by increasing the density.

ホワイトカーボンは、硬化性がないため土粒子間に抵抗がなく浸透しやすい。また、ホワイトカーボンは、セメントや超微粒子セメントのように硬化性がないが、地盤の土の粒径分布を細粒土の方向に移行させる。勿論、ホワイトカーボンに硬化性粒子が混入されても良い。しかしホワイトカーボン単独の水溶液ではその粒径から液状化の可能性のある地盤のうち砂地盤への注入は可能であるが、更に細粒土地盤の場合は浸透不可能なこともある。   White carbon has no curability and is easy to penetrate with no resistance between soil particles. White carbon is not curable like cement and ultrafine particle cement, but shifts the particle size distribution of the soil in the direction of fine soil. Of course, curable particles may be mixed in white carbon. However, the aqueous solution of white carbon alone can be injected into the sand of the ground that may be liquefied due to its particle size, but in the case of fine-grained ground, it may not be able to penetrate.

この場合、ホワイトカーボンを含む低濃度シリカ溶液を用いればホワイトカーボンが浸透不可能な細粒土地盤でも低濃度シリカ溶液分がろ過されて浸透が可能であることが判った。   In this case, it was found that if a low-concentration silica solution containing white carbon is used, the low-concentration silica solution can be filtered and penetrated even in fine-grained ground where white carbon cannot permeate.

このようにすれば、ホワイトカーボンは液状化層の土粒子間に全て充填することができなくてもシリカ溶液中にホワイトカーボンを含ませることにより液状化しやすい地盤の土粒子間同士を鎖状にかつ粘弾性をもって連結する。そして経済的に液状化を防止することができる。   In this way, even if the white carbon cannot be completely filled between the soil particles of the liquefied layer, the white soil is included in the silica solution to form a chain between the soil particles of the ground that are liable to liquefy. And they are connected with viscoelasticity. And liquefaction can be prevented economically.

このように本発明注入液では低濃度のシリカ溶液を用いて地震動によって間隙水圧の上昇を防ぐことがでる。また、ホワイトカーボンを含むシリカ溶液はホワイトカーボンを含まないシリカ溶液に比べて低いシリカ濃度で安定した粘弾性のあるゲルを形成するので、ホワイトカーボンからなる充填物は自己修復性があるので地震動による土の完全な破壊を防ぐ。   As described above, the injection solution of the present invention can prevent the pore water pressure from being increased by the earthquake motion using the low concentration silica solution. The silica solution containing white carbon forms a stable viscoelastic gel at a lower silica concentration than the silica solution not containing white carbon. Prevent complete destruction of the soil.

以上の機能によってホワイトカーボンを用いたシリカグラウトによって液状化を経済的に防ぐことが判り、本発明を完成した。参考までに懸濁型グラウトの注入可能限界は土の間隙率と間隙径と土粒子のD10,D15と懸濁液のD85,D95から得られると考えられている。   With the above functions, it has been found that silica grouting using white carbon can economically prevent liquefaction, and the present invention has been completed. For reference, it is considered that the limit of suspension grout injection can be obtained from the porosity and diameter of soil, D10 and D15 of soil particles, and D85 and D95 of suspension.

直径Dの球の「間隙の大きさ」、すなわち間隙径αは、間隙率26%(もっとも締まった状態)で球の直径Dの15%の大きさであり、間隙率48%(もっとも緩い状態)で球の直径Dの41%の大きさであると考えられている。   The “gap size” of the sphere of diameter D, that is, the gap diameter α is a porosity of 26% (most tight) and 15% of the sphere diameter D, and a porosity of 48% (loose) ) Is considered to be 41% of the diameter D of the sphere.

砂れきの間隙率n と「間隙径」αは、多くの実験の結果では、実際の河床砂れきの間隙率は35〜38%程度を示すことがもっとも多いと知られている。また、室内実験では単粒度骨材の「間隙径」を実測した結果を統計的に調査してみると、α/D≒20%,すなわち
α=D×(1/5)の場合がもっとも「頻度」が大きいと考えられている。ここでd=間隙径、D土粒子間隙をスムーズに通りうる粒子径とする。
It is known that the porosity n of the gravel and the “gap diameter” α are most often shown to be 35 to 38% in the actual riverbed debris according to the results of many experiments. Further, in the laboratory experiment, when the result of actually measuring the “gap diameter” of the single-grain aggregate is statistically investigated, α / D≈20%, that is, α = D × (1/5) is the most “ "Frequency" is considered large. Here, d = gap diameter, and D particle diameter that can smoothly pass through the soil particle gap.

このような考えをもとに懸濁粒子が浸透しうる土粒子の粒径加積曲線の10%,15%径を求めることができると考えられている。該懸濁液の粒径加積曲線の10%径をD10とし、地盤の粒径加積曲線の95%径をD95とすると、D10,D95の関係の実験的統計結果より多くの実験結果をまとめてみると、
N=D10/D95≧8
の関係が満足されないとグラウト(懸濁液)はスムーズに浸透できないことが知られている。
Nを「注入比」(Groutability Ratio)という。
ホワイトカーボン95%径:5nm〜5μm、95%径の値として以下の例とすると、懸濁液の浸透可能な土粒子の粒度は以下のようになる。
Based on this idea, it is thought that the 10% and 15% diameters of the particle size accumulation curve of soil particles that can be infiltrated by suspended particles can be obtained. When the 10% diameter of the particle size accumulation curve of the suspension is D10 and the 95% diameter of the ground particle size accumulation curve is D95, more experimental results than the experimental statistical results of the relationship between D10 and D95 are obtained. In summary,
N = D10 / D95 ≧ 8
It is known that the grout (suspension) cannot smoothly penetrate unless the above relationship is satisfied.
N is referred to as “Groutability Ratio”.
Assuming the following example as the value of white carbon 95% diameter: 5 nm to 5 μm, 95% diameter, the particle size of the soil particles into which the suspension can permeate is as follows.

D10=D95×8=5nm×8=40nm
D10=D95×8=5μm×8=40μm
すなわち浸透可能限界は、D10=40nm〜40μm計算できる。
D10 = D95 × 8 = 5 nm × 8 = 40 nm
D10 = D95 × 8 = 5μm × 8 = 40μm
That is, the permeation limit can be calculated by D10 = 40 nm to 40 μm.

D95=0.03μmとするとD10=0.03μ×8=0.24μmとなる
図9に図示する液状化しやすい粒径分布の地盤にホワイトカーボンを注入してもその間隙の一部がホワイトカーボンに充填されるだけだから、地盤の粒径分布そのものが左側に移行する訳ではないが、全体の粒径分布を左側に移さなくても粒径分布曲線の通過100分率の20%以下の細粒分を増やすことにより左側に移行するだけでも液状化がしにくくなることが判った。
When D95 = 0.03 μm, D10 = 0.03 μ × 8 = 0.24 μm Even if white carbon is injected into the ground of a particle size distribution that is easy to liquefy as shown in FIG. 9, a part of the gap is filled with white carbon. Therefore, the particle size distribution of the ground itself does not move to the left side, but even if the whole particle size distribution is not moved to the left side, the fine particle content of 20% or less of the 100% passing rate of the particle size distribution curve is increased. As a result, it was found that liquefaction would be difficult even if only moving to the left side.

例えば、直径5cm×高さ10cmのモールド内に豊浦砂300g(約196ml、Dr60%)を詰めた模擬地盤の場合、液状化の可能性がある範囲に粒径加積曲線がくるが、該模擬地盤あたり表4に示すホワイトカーボンを図11に示す。   For example, in the case of a simulated ground in which 300 g of Toyoura sand (about 196 ml, Dr 60%) is packed in a mold with a diameter of 5 cm and a height of 10 cm, the particle size accumulation curve comes within the range where there is a possibility of liquefaction. The white carbon shown in Table 4 per ground is shown in FIG.

注入装置で図9の粒径曲線をもつ豊浦砂に表4の5μ以下のホワイトカーボンを注入すると粒径曲線が左に移行する。さらに注入を行い、地盤中にホワイトカーボンが40g注入された場合、液状化の可能性のある範囲から粒径加積曲線が左に移行する。   When white carbon of 5 μm or less shown in Table 4 is injected into Toyoura sand having the particle size curve of FIG. 9 with an injection device, the particle size curve shifts to the left. Further, when 40 g of white carbon is injected into the ground, the particle size accumulation curve shifts to the left from the range where liquefaction is possible.

ホワイトカーボンだけでは地盤の間隙充填が不十分な場合、或いは地震動が大きい場合、地震による繰返しセン断力が加わると間隙水圧が上昇して液状化を生ずる危険があるがホワイトカーボンを含むシリカ溶液を用いれば、それを防ぐことが出来る。 一般に水ガラスグラウトの最適の適用対象は、微細砂あるいは粗砂である。すなわち、比表面積が100〜1000cm-1の砂に適用される(表1)。   If white carbon alone is not enough to fill the gap in the ground, or if the ground motion is large, there is a risk that the pore water pressure will increase and liquefaction will occur if repeated shearing force is applied by the earthquake. If used, it can be prevented. In general, the optimum application object of water glass grout is fine sand or coarse sand. That is, it is applied to sand having a specific surface area of 100 to 1000 cm @ -1 (Table 1).

透水係数からいえば主に k=10-1〜10-3cm/secの砂に適用されるが(表1)、シリカ濃度の極めて低いシリカ溶液、特に非アルカリ性のPH領域のシリカ濃度はシリカ濃度が1〜3%でも浸透可能であり、シルト質砂の10-4オーダーの地盤でも可能である。シリカ濃度が2%以下の場合、シリカの固結や、特に地下水面下におけるシリカのゲル化能力は極めて少なく、液状化強度改善度は低い。ところが、ホワイトカーボンの存在下ではシリカ濃度が2%以下、0.5%でも十分な液状化強度が得られる。   Although it is mainly applied to sand with k = 10-1 to 10-3 cm / sec in terms of hydraulic conductivity (Table 1), silica solution with extremely low silica concentration, especially silica concentration in non-alkaline PH region, is the silica concentration. Can penetrate even 1 to 3%, and it is possible even on 10-4 order ground of silty sand. When the silica concentration is 2% or less, the solidification of silica, especially the gelation ability of silica under the groundwater surface is extremely small, and the improvement in liquefaction strength is low. However, in the presence of white carbon, sufficient liquefaction strength can be obtained even if the silica concentration is 2% or less and 0.5%.

また、シリカ濃度の薄いシリカ溶液では地下水の流れがあると長期的にゲルが細かく砕かれ耐久性が不十分になる。しかし、ホワイトカーボンによって空隙が充填され地下水の影響が遮断されていればシリカのゲルは安定化する。   In addition, in a silica solution having a low silica concentration, if there is a flow of groundwater, the gel is finely broken for a long time and the durability becomes insufficient. However, if the voids are filled with white carbon and the influence of groundwater is blocked, the silica gel is stabilized.

したがって、このようにホワイトカーボンと希薄シリカを地盤の粒度に対応して用いれば液状化の可能性のある地盤は密度も増大し大部分が液状化しにくい細粒土地盤へ移向させることができる。   Therefore, if white carbon and dilute silica are used corresponding to the grain size of the ground in this way, the ground that may be liquefied can be transferred to a fine-grained ground where the density increases and most of the ground is difficult to liquefy. .

したがって、ホワイトカーボン+低濃度シリカ溶液は注入可能限界内の地盤中に注入すれば注入液の注入量相当の量の粘性土分が増加した地盤になるとみなせるので液状化の起こらない粘性土地盤に類似した地盤にすることが出来る事が判る。   Therefore, if white carbon + low-concentration silica solution is injected into the ground within the injectable limit, it can be regarded as a ground where the amount of viscous soil equivalent to the amount of the injected liquid has increased, so that it becomes a viscous ground where liquefaction does not occur. It can be seen that the ground can be similar.

本発明は、液状化の可能性のある粒径分布からなる地盤にホワイトカーボン等の極微細粒子等の細粒子を注入して地盤を粘土化(細粒土化)、或いは相対密度を上げることにより、地盤改良をきわめて経済的に行うことができる。   The present invention is to inject fine particles such as white carbon into ultrafine particles such as white carbon into a ground having a particle size distribution that may be liquefied, or to increase the relative density of the ground. Therefore, ground improvement can be performed extremely economically.

また特に、固結強度が大で、かつ浸透性、耐久性におよび環境保全性等に優れているため、地盤強化や止水目的のみならず、液状化対策工に適している。   In particular, since it has a high consolidation strength and is excellent in permeability, durability, environmental conservation, etc., it is suitable not only for ground reinforcement and water stoppage but also for liquefaction countermeasures.

シリカグラウトのpHとゲル化時間の特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of pH and gelation time of a silica grout. (a)は可溶性シリカとPHとの関係を示すグラフ、(b)はシリカの溶解量と粒子の表面積との関係を示すグラフである。(a) is a graph showing the relationship between soluble silica and PH, and (b) is a graph showing the relationship between the amount of silica dissolved and the surface area of particles. ヒーターを装着した本発明グラウトを製造する装置による本シリカグラウトの製造方法の例を示す概要図である。図にてヒーターは装着しなくてもよいが、ここではヒーターを装着した例を示す。It is a schematic diagram which shows the example of the manufacturing method of this silica grout by the apparatus which manufactures this invention grout equipped with the heater. Although the heater does not have to be attached in the figure, an example in which the heater is attached is shown here. 本発明のイメージを示し、土粒子間の間隙水を溶液型シリカとホワイトカーボンに置換することにより地盤の密度を増加させた地盤の模型図である。It is a model diagram of the ground showing the image of the present invention and increasing the density of the ground by replacing the interstitial water between the soil particles with solution-type silica and white carbon. 供試体の整形概要を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the shaping outline of a test body. 圧密定圧一面せん断試験機の概要図である。It is a schematic diagram of a consolidation constant pressure single surface shear tester. せん断応力−せん断変位の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of a shear stress-shear displacement. 垂直変位−せん断変位の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of vertical displacement-shear displacement. (a),(b)は、特に液状化の可能性のある地盤の粒径分布を示すグラフである。(a), (b) is a graph which shows the particle size distribution of the ground which may be liquefied especially. 極細粒子としてホワイトカーボンの10%液を豊浦砂に注入した場合のホワイトカーボンの粒径分布と豊浦砂の粒径分布の変化を示す。Changes in the particle size distribution of white carbon and the particle size distribution of Toyoura sand when 10% white carbon liquid is injected into Toyoura sand as ultrafine particles are shown. 試験に使用した砂の粒径分布を示すグラフである。It is a graph which shows the particle size distribution of the sand used for the test. 浸透注入試験装置の概要図である。It is a schematic diagram of an osmotic injection test apparatus.

以下、本発明を具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described.

本発明に用いられるシリカ溶液はアルカリ性水ガラス溶液、水ガラスの酸で除去した非アルカリ性水ガラス(シリカゾル)、コロイダルシリカ、或いはこれらを有効成分とする混合物である。特に、本発明に使用されるシリカ溶液は水ガラス系グラウト好ましくは耐久性にすぐれたコロイダルシリカ系またはシリカゾル系等水ガラスを素材とするシリカ溶液からアルカリを除いた溶液型薬液を用いるのが望ましい。   The silica solution used in the present invention is an alkaline water glass solution, a non-alkaline water glass (silica sol) removed with an acid of water glass, colloidal silica, or a mixture containing these as active ingredients. In particular, the silica solution used in the present invention is preferably a solution type chemical solution obtained by removing alkali from a silica solution made of water glass, such as a water glass grout, preferably a colloidal silica type or silica sol type water glass having excellent durability. .

アルカリ性水ガラスとしては、モル比が1〜5の水ガラスを用いることができるが、低モル比水ガラスは、酸性にするには多くの酸を必要とするモル比が3〜5付近が望ましい。   As the alkaline water glass, a water glass having a molar ratio of 1 to 5 can be used, but a low molar ratio water glass preferably has a molar ratio of 3 to 5 which requires a lot of acids to be acidic. .

上記におけるアルカリ性水ガラス溶液、水ガラスの酸で除去した非アルカリ性水ガラス(シリカゾル)、は水ガラスを希釈したものにゲル化時間の調整の為の反応剤を混合したものである。   In the above, the alkaline water glass solution, the non-alkaline water glass (silica sol) removed with the acid of the water glass is a mixture of a diluted water glass and a reactant for adjusting the gelation time.

上述の反応剤としては、酸性調整材として、硫酸、リン酸、重硫酸ソーダ、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の酸性塩、アルミニウム塩、炭酸塩、重炭酸塩、炭酸ガス、炭酸水、塩化物、アルミン酸塩、グリオキザール、エチレンカーボネートのような炭酸エステル、多価酢酸エステル等が挙げられ、さらにこの他、セメント、石灰、スラグ等も反応剤として単独で、または上記反応剤に併用して用いることができる。   As the above-mentioned reactants, as acid regulators, sulfuric acid, phosphoric acid, sodium bisulfate, aluminum chloride, aluminum sulfate, and other acidic salts, aluminum salts, carbonates, bicarbonates, carbon dioxide, carbonated water, chlorides, Examples include aluminate, glyoxal, carbonates such as ethylene carbonate, polyvalent acetates, etc. In addition, cement, lime, slag, etc. may be used alone or in combination with the above reactants. Can do.

上記におけるシリカコロイドは、粒径が5〜100nmの粒径の弱アルカリ性に安定させてなるコロイドである。また、水ガラス、あるいは水ガラスと酸を混合してなる酸性水ガラスをイオン交換樹脂やイオン交換膜で処理して得られる活性シリカでもよい。この活性シリカコロイドに水ガラス、酸あるいは塩を加えてなるシリカコロイド等である。また、シリカコロイドとしては、金属シリカを素材としたものでもよい。   The silica colloid in the above is a colloid which is stabilized in weak alkalinity with a particle size of 5 to 100 nm. Moreover, the active silica obtained by processing water glass or acidic water glass formed by mixing water glass and acid with an ion exchange resin or an ion exchange membrane may be used. A silica colloid obtained by adding water glass, an acid, or a salt to the active silica colloid. In addition, the silica colloid may be made of metal silica.

本発明におけるシリカコロイドは、液状のアルカリ金属シリカ塩水溶液(水ガラス)からアルカリ金属イオンのほとんどを除去して得られるものであって、例えば、ゼオライト系陽イオン交換体、アンモニウム系イオン交換体のイオン交換樹脂に水ガラスを通過させ、生成したシリカコロイドを80℃〜90℃の温度でさらに水ガラスに加え、再び上記イオン交換樹脂に通過してイオン交換を行って得られるものであり、比較的純粋な(希薄な)シリカコロイド(活性シリカコロイド)が得られる。   The silica colloid in the present invention is obtained by removing most of the alkali metal ions from a liquid alkali metal silica salt aqueous solution (water glass). For example, a zeolite colloid exchanger, an ammonium ion exchanger It is obtained by passing water glass through an ion exchange resin, adding the generated silica colloid to the water glass at a temperature of 80 ° C. to 90 ° C., and passing the ion exchange resin again to perform ion exchange. Pure silica (active silica colloid) is obtained.

さらに、純粋なシリカコロイドを得るには、前述の希薄なシリカコロイドを微アルカリ性に調製し、これにさらに前述のシリカコロイドを加えながら蒸発し、安定化と濃縮を同時に行う方法、あるいはイオン交換後の活性シリカコロイドを適当なアルカリの下に加熱し、これにさらに活性シリカコロイドを加えて安定化する方法が用いられる。また、金属シリカからなるシリカ溶液でも良い。   Furthermore, in order to obtain a pure silica colloid, the above-mentioned dilute silica colloid is prepared to be slightly alkaline, and the silica colloid is further added to the above-mentioned silica colloid to evaporate to stabilize and concentrate simultaneously, or after ion exchange. A method is used in which the active silica colloid is heated under an appropriate alkali, and the active silica colloid is further added thereto for stabilization. Moreover, the silica solution which consists of metal silica may be sufficient.

本発明におけるシリカコロイド溶液は、Naイオンがほとんど分離除去されているため、通常pHが10以下の弱アルカリ性を示しており、Na2Oは0.2質量%〜4.0質量%の範囲にある。Na2Oは4質量%以上になるとシリカコロイドは溶けてしまい、ケイ酸塩の水溶液となってしまう。 Since the silica colloid solution in the present invention is almost separated and removed by Na ions, it usually shows weak alkalinity with a pH of 10 or less, and Na 2 O is in the range of 0.2 mass% to 4.0 mass%. When Na 2 O is 4% by mass or more, the silica colloid dissolves and becomes an aqueous solution of silicate.

一方、Na2Oが0.2質量%より少なくなるとシリカコロイドは安定して存在し得ず、凝集してしまう。すなわち、Na2Oが0.2質量%〜4.0質量%の範囲で、Naイオンがシリカコロイドの表面に分布して安定したコロイド状に保ち得る。 On the other hand, when Na 2 O is less than 0.2% by mass, the silica colloid cannot be present stably and aggregates. That is, when Na 2 O is in the range of 0.2% by mass to 4.0% by mass, Na ions can be distributed on the surface of the silica colloid and kept in a stable colloidal state.

このようにして調製されたシリカコロイドは、ほとんど中性に近く、かつ、半永久的に安定しており、これを注入液として用いる場合、工場から現場への搬入ならびに注入操作の際にゲル化する心配がない。このシリカのコロイド溶液をそのまま地盤中に注入してもそれ自体実用時間内にゲル化することはないので実用上の固結効果は得られない。   The silica colloid prepared in this way is almost neutral and semi-permanently stable, and when it is used as an infusion solution, it is gelled during delivery from the factory to the site and during the infusion operation. There is no worry. Even if this colloidal solution of silica is poured into the ground as it is, it does not gel within a practical time itself, so a practical consolidation effect cannot be obtained.

また、本発明における地盤注入材は、例えば、図3に図示するような装置により容易に製造することができる。図2において、薬液液反応材槽1にアルカリ性シリカ溶液とホワイトカーボンを一定比率で注入して混合し、その混合液を薬液反応槽1から外部に送液する際にヒーター2を通して一定温度で加熱することにより容易に製造することができる。   Moreover, the ground injection material in this invention can be easily manufactured with an apparatus as shown in FIG. 3, for example. In FIG. 2, an alkaline silica solution and white carbon are injected into a chemical solution reaction material tank 1 at a fixed ratio and mixed, and the mixed solution is heated at a constant temperature through a heater 2 when being sent from the chemical reaction tank 1 to the outside. By doing so, it can be easily manufactured.

なお、シリカ溶液とホワイトカーボンを投入してホワイトカーボンの一部を溶かしてかつ酸性剤を投入して本グラウトを製造して注入してもよい。或いはシリカ溶液と酸性剤を混合して酸性シリカ溶液をつくってからホワイトカーボンを投入してもよい。或いはこれらを同時に行ってもよい。またヒーターの位置は注入液の送液管の箇所でもよいし、或いは反応剤槽内でもよいし、材料投入管の部分でもよいし、ホワイトカーボンとシリカ溶液の混合管にヒーターを取り付け、反応剤槽に送入してもよい。   In addition, a silica solution and white carbon may be added to dissolve a part of white carbon, and an acid agent may be added to produce the present grout and inject it. Alternatively, white carbon may be added after the silica solution and the acidic agent are mixed to form an acidic silica solution. Or you may perform these simultaneously. Also, the heater may be positioned at the infusion solution feeding tube, in the reaction agent tank, or in the material input tube, or the heater is attached to the white carbon / silica solution mixing tube. You may send it to the tank.

図3において、左右の符号3は、薬液反応槽液1にアルカリ性シリカ溶液とホワイトカーボンをそれぞれ送液するポンプ、4はこれらの量を調整する調整バルブ、そして、符号5はヒーター2、ポンプ3および調整バルブ4を調整するためのコントローラーである。   In FIG. 3, the reference numeral 3 on the left and right is a pump for feeding the alkaline silica solution and white carbon to the chemical reaction tank liquid 1, 4 is an adjustment valve for adjusting these amounts, and 5 is a heater 2 and a pump 3. And a controller for adjusting the adjusting valve 4.

また、本発明の地盤注入材は、さらにこれらの注入材を併用することもできる。水ガラスはシラノール基を多く含み、反応性が早いため、初期の強度発現が早い。しかし、シリカコロイドに比べNaを多く含み、ゲル化後、ゲル化物の収縮が起こる。   Moreover, the ground injection material of this invention can also use these injection materials together. Water glass contains many silanol groups and has high reactivity, so that the initial strength development is fast. However, it contains more Na than silica colloid, and the gelled product shrinks after gelation.

前述したように、ホワイトカーボンは合成された微粉の無水ケイ酸、含水ケイ酸塩、含水ケイ酸カルシウム、含水ケイ酸アルミニウムなどの総称で、ゴムに配合すると、カーボンブラックに次ぐ優れた補強効果を示すことから、ホワイトカーボンとよばれる。製品中のシリカ(二酸化ケイ素)SiO2含有量も98%以上のものから50〜70%のものまで各種ある。製法により粒子径が異なるが、5nm〜5μmである。 As mentioned above, white carbon is a general term for synthesized fine powders of anhydrous silicic acid, hydrous silicate, hydrous calcium silicate, hydrous aluminum silicate, etc., and when added to rubber, white carbon has an excellent reinforcing effect after carbon black. Because it shows, it is called white carbon. There are various types of silica (silicon dioxide) SiO 2 in products ranging from 98% or more to 50 to 70%. Although the particle diameter varies depending on the production method, it is 5 nm to 5 μm.

粒子径(粒の大きさ)、ストラクチャー(粒子のつながり)、表面性状(官能基)をさまざまに変えることにより特性が大きく変わり、これらは製造法によりある程度コントロールできる。   By changing the particle diameter (particle size), structure (particle connection), and surface properties (functional group) in various ways, the characteristics change greatly, and these can be controlled to some extent by the production method.

これら一種または複数を中・酸性シリカ溶液中に混合して注入することで改良効果を上げることができる。或いは、あらかじめ水ガラスとホワイトカーボンを配合したシリカ溶液をつくり、これに酸を加えてホワイトカーボン混入非アルカリ性シリカ溶液をつくることができる。   One or more of these can be mixed and injected into a medium / acidic silica solution to improve the improvement effect. Alternatively, a silica solution in which water glass and white carbon are mixed in advance can be prepared, and an acid can be added thereto to produce a white carbon-mixed non-alkaline silica solution.

Figure 0005531234
Figure 0005531234

試験1〜4にシリカ化合物と表4のホワイトカーボンを混合し、図11珪砂7号に注入した時の28日後の液状化強度を表5に示す。PHが酸性の場合1年後には、珪砂のみの場合に比べて、液状化強度が高い値が得られた。しかし、PHがアルカリ性の場合は1年後には強度が低下した。   Table 5 shows the liquefaction strength after 28 days when the silica compound and white carbon of Table 4 were mixed in Tests 1 to 4 and injected into FIG. When PH was acidic, a value higher in liquefaction strength was obtained after one year than in the case of silica sand alone. However, when PH was alkaline, the strength decreased after one year.

Figure 0005531234
Figure 0005531234

細粒子としてホワイトカーボンを用いた時の改良効果、ホワイトカーボンとシリカとの混合液で固化した硅砂の改良効果を確認した。これにより、酸性領域では液状化強度が増大することが判った。   The improvement effect when using white carbon as fine particles and the improvement effect of dredged sand solidified with a mixture of white carbon and silica were confirmed. Thereby, it was found that the liquefaction strength increased in the acidic region.

ホワイトカーボン懸濁液、あるいはホワイトカーボン懸濁液+シリカを作製し(表6)、図12に図示する装置により現場砂に注入し、現場砂の改良効果を確認した(表6)。表6、No,6,7より、pHが酸性領域でモル比が高い場合で、液状化強度が経時的に増大することが判った。   White carbon suspension or white carbon suspension + silica was prepared (Table 6) and injected into the in-situ sand using the apparatus shown in FIG. 12, and the improvement effect of in-situ sand was confirmed (Table 6). From Table 6, Nos. 6, 7, it was found that the liquefaction strength increased with time when the pH was acidic and the molar ratio was high.

Figure 0005531234
Figure 0005531234

図12に図示した装置による供試体の作製手順は先ず砂を密度60%になるようにモールドに詰め、載荷板を供試体に取り付け、空圧により載荷板を押し下げ拘束圧を付加する。この状態で試料を脱気水により飽和したのち、表6の薬液の浸透注入を行った。   In the preparation procedure of the specimen using the apparatus shown in FIG. 12, first, sand is packed in a mold so as to have a density of 60%, the loading plate is attached to the specimen, and the loading plate is pushed down by air pressure to apply restraining pressure. In this state, the sample was saturated with degassed water, and then the chemical solution shown in Table 6 was injected.

また、注入された供試体は所定期間拘束圧下で養生し、4週間後並びに1年後の液状化強度比Rを求めた。結果を表3に示す。   Further, the injected specimen was cured under a restraining pressure for a predetermined period, and the liquefaction strength ratio R after 4 weeks and 1 year was obtained. The results are shown in Table 3.

砂は、細かい砂質地盤を想定した7号珪砂と、粗い砂地盤を想定した5号珪砂を用いてモールドを作成した。なお、使用した砂の粒径曲線は図11に示す。また、粒子の細かい砂のほうが液状化強度が高くなることも判った。   The sand was molded using No. 7 silica sand that assumed fine sandy ground and No. 5 silica sand that assumed rough sand ground. The particle size curve of the sand used is shown in FIG. It was also found that finer sand has higher liquefaction strength.

Figure 0005531234
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砂質地盤での検証
注入材を表7の珪砂にホワイトカーボン30g/注入液400リットル(水+ホワイトカーボン)を注入した供試体は改良前に対し液状化強度が大幅に上昇した(表7)。
Verification in sandy ground Specimens injecting 30 g of white carbon / 400 liters of injection solution (water + white carbon) into the silica sand shown in Table 7 showed a significant increase in liquefaction strength compared to before improvement (Table 7). .

珪砂(表7)に少量のシリカ化合物を混合し、全体がゲル化する注入材(表6、試験5,6)を注入したところ、高い液状化強度が得られたが、非アルカリ領域のシリカグラウトの場合は、1年後も液状化強度が増大しが、アルカリ領域の場合は低下した。   When a small amount of silica compound was mixed with silica sand (Table 7) and an injection material (Table 6, Tests 5 and 6) that gelled as a whole was injected, high liquefaction strength was obtained. In the case of grout, the liquefaction strength increased even after one year, but decreased in the alkaline region.

本発明は、図3に示すように土粒子間の間隙水を溶液型シリカとホワイトカーボンに置換することにより地盤の密度を増加させ、液状化を抑制する地盤改良である。地盤の間隙内に溶液型シリカとホワイトカーボンが注入されると間隙比が減少し、相対密度が増加する。   As shown in FIG. 3, the present invention is an improvement of the ground that suppresses liquefaction by increasing the density of the ground by replacing the interstitial water between the soil particles with solution-type silica and white carbon. When solution-type silica and white carbon are injected into the gap in the ground, the gap ratio decreases and the relative density increases.

また、溶液型シリカを併用することによる地盤の固化と、ホワイトカーボンの注入による密度の密度増大の効果を併せ持つ液状化対策工といえる。   Moreover, it can be said that it is a liquefaction countermeasure work that has the effect of solidifying the ground by using solution-type silica together and the effect of increasing the density of density by injecting white carbon.

圧密定圧一面せん断試験を行うための供試体を混合法にて作製した。試料は豊浦砂を用い、直径6.0cm、高さ9.5cm、の供試体を作製した。供試体に用いた溶液型シリカおよびホワイトカーボン(以下、「SW」)の配合を表8に示す。   A specimen for conducting a consolidation and constant pressure single surface shear test was prepared by a mixing method. The sample used was Toyoura sand, and a specimen having a diameter of 6.0 cm and a height of 9.5 cm was prepared. Table 8 shows the composition of the solution-type silica and white carbon (hereinafter “SW”) used for the specimen.

注入後の相対密度は、供試体作製に用いた注入材のWC添加量と改良前の間隙比より算出した。その結果、WCを30g/400mリットル使用した場合は、初期の相対密度から約10%、WCを100g/500mリットル使用した場合では、約20%程度相対密度が増加した。   The relative density after the injection was calculated from the amount of WC added to the injection material used for specimen preparation and the gap ratio before improvement. As a result, the relative density increased by about 10% from the initial relative density when WC was used at 30 g / 400 ml, and by about 20% when WC was used at 100 g / 500 ml.

また、図4の供試体整形概要のように試験のために直径6.0cm、高さ2.0cmに整形し、整形した供試体の上部から(1),(2),(3)とした。なお、飽和砂の一面せん断試験では、せん断箱内で試料を水中落下法によりD=70%となるように供試体を作製した。   In addition, as shown in the outline of test specimen shaping in FIG. 4, the test specimens were shaped into a diameter of 6.0 cm and a height of 2.0 cm for testing, and (1), (2), and (3) were formed from the top of the shaped specimen. In the single-sided shear test of saturated sand, a specimen was prepared so that D = 70% in the shear box by the underwater dropping method.

本試験は、混合法で作製した供試体において、ダイレイタンシー特性を比較することを目的として試験を行った。試験条件を表9に示す。試験は圧密定圧一面せん断試験機概要を図4に示す。試験は圧密圧力を50KPaとし、10分程度圧密させた後、せん断速度0.2mm/minで最終せん断変位10mm程度までせん断させた。供試体は直径6.0cm、高さ2.0cmに整形し、供試体下部分を用いた。   This test was conducted for the purpose of comparing the dilatancy characteristics of specimens prepared by the mixing method. Table 9 shows the test conditions. The outline of the test is shown in FIG. In the test, the compaction pressure was set to 50 KPa, the compaction was performed for about 10 minutes, and then sheared to a final shear displacement of about 10 mm at a shear rate of 0.2 mm / min. The specimen was shaped to a diameter of 6.0 cm and a height of 2.0 cm, and the lower part of the specimen was used.

Figure 0005531234
Figure 0005531234

水ガラス:5号水ガラス、比重1.32、SiO2=26%、Na2O=7.16%
PH調整剤:リン酸
非アルカリシリカゾル:コロイダルシリカ、比重1.21、SiO2=30%、Na2O=0.3%
WC:ホワイトカーボン、SiO2=100%とみなした。
Water glass: No. 5 water glass, specific gravity 1.32, SiO2 = 26%, Na2O = 7.16%
PH adjuster: Phosphoric acid non-alkali silica sol: Colloidal silica, specific gravity 1.21, SiO2 = 30%, Na2O = 0.3%
WC: White carbon, SiO2 = 100%.

Figure 0005531234
より表8の配合のモル比は以下の通りになる。
Figure 0005531234
Further, the molar ratios of the formulations in Table 8 are as follows.

Figure 0005531234
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Figure 0005531234
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Figure 0005531234
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Figure 0005531234
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具体例
コロイダルシリカ、比重1.21、SiO2=30%、Na2O=0.3%
WC:ホワイトカーボン、SiO2=100%とみなした。
2号水ガラス、SiO2=35%、Na2O=14.5%
Example Colloidal silica, specific gravity 1.21, SiO2 = 30%, Na2O = 0.3%
WC: White carbon, SiO 2 = 100%.
No. 2 water glass, SiO 2 = 35%, Na 2 O = 14.5%

Figure 0005531234
Figure 0005531234

Figure 0005531234
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好ましくは3〜5000が好ましい。
試験結果および考察セン断力−セン断変位の関係を図7に示す。最大セン断応力τはcaselではτ=11.9kPa、case2ではτ=18.6kPa、case3ではτ=23.6kPa、case4ではτ=32.4kPaとなり、case2〜case4においてセン断応力τが増加しており、溶液型シリカおよびSWによるセン断応力の増加が確認できた。また、case2〜4を比較するとSWのセン断応力は溶液型シリカと比較し強くなる傾向を示し、WCの添加量が多い配合ほどセン断応力は強くなる傾向を示した。垂直変位−セン断変位の関係を図8に示す。
Preferably 3 to 5000 is preferable.
FIG. 7 shows the relationship between the test results and the consideration shear force-severance displacement. The maximum shear stress τ is τ = 11.9kPa for casel, τ = 18.6kPa for case2, τ = 23.6kPa for case3, and τ = 32.4kPa for case4, and the shear stress τ increases from case2 to case4. Increase in shear stress due to type silica and SW was confirmed. Further, when comparing Cases 2 to 4, the shear stress of SW tended to be stronger than that of solution-type silica, and the shear stress tended to increase as the amount of WC added increased. The relationship between the vertical displacement and the shear displacement is shown in FIG.

飽和砂はセン断を開始すると供試体が沈下し体積が減少している。しかし、case2〜case4においては、セン断初期は供試体が沈下するが、その後、正のダイレイタンシーが働き、体積が上昇していることが分かる。また、case2、case3においては、一定の値で体積膨張が収束するが、case4においてはセン断変位8mmの時点でも体積膨張を続けており、これは微粒子による密度増大効果によるものと考えられる。しかし、WCを用いた場合、添加量が多すぎると豊浦砂とうまく混合することが出来ず、SW(2)供試体においてはWCが供試体内で偏りが出来てしまった。   When saturated sand starts cutting, the specimen sinks and the volume decreases. However, in case 2 to case 4, it can be seen that the specimen sinks in the early stage of cutting, but then the positive dilatancy works and the volume increases. In case 2 and case 3, the volume expansion converges at a constant value. In case 4, the volume expansion continues even when the shear displacement is 8 mm, which is considered to be due to the effect of increasing the density by the fine particles. However, when WC was used, if too much was added, it could not be mixed well with Toyoura sand, and in the SW (2) specimen, WC was biased in the specimen.

Figure 0005531234
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(1)細かい砂質地盤(7号珪砂)での検証
試験No.1、2の注入材を注入した供試体は改良前に対し液状化強度が0.26に上昇した。
(1) Verification on fine sandy ground (No. 7 silica sand) The specimens injected with the injection materials of Test No. 1 and 2 increased in liquefaction strength to 0.26 compared to before improvement.

さらに、少量のシリカ化合物を混合し、全体がゲル化する注入材試験No,3,4,5においては、気泡無しでも高い液状化強度が得られることがわかった。
(2)粗い砂地盤(5号珪砂)での検証
粗い砂地盤(5号珪砂)に注入したものは細かい珪砂を使用したものに比べて液状化強度が高くなった。
Furthermore, it was found that in the injection material test Nos. 3, 4, and 5 in which a small amount of a silica compound was mixed and the whole gelled, high liquefaction strength was obtained even without bubbles.
(2) Verification on coarse sand ground (No. 5 silica sand) The liquefaction strength of the material injected into the rough sand ground (No. 5 silica sand) was higher than that using fine silica sand.

これより、粗い砂地盤ではホワイトカーボンが間隙に浸透しやすく、より高い効果が得られることがわかった。   From this, it was found that in rough sand ground, white carbon easily penetrates into the gap, and a higher effect can be obtained.

液状化対策の方法として豊浦砂にホワイトカーボンを入れた場合の粒径分布の変化や相対密度の変化の実験を行った。結果を表10に示す。これにより相対密度が拡大し、細粒分が増えることが判った。   Experiments were carried out on changes in particle size distribution and relative density when white carbon was added to Toyoura sand as a countermeasure for liquefaction. The results are shown in Table 10. It was found that this increased the relative density and increased the fine grain content.

Figure 0005531234
Figure 0005531234

φ5cm×10cm、相対密度Drが40%及び60%の豊浦砂の供試体を作製した後、シリカ濃度6%の注入液を作製し、注入液にホワイトカーボンを100g溶解した。   After preparing specimens of Toyoura sand having a diameter of 5 cm × 10 cm and a relative density Dr of 40% and 60%, an injection solution having a silica concentration of 6% was prepared, and 100 g of white carbon was dissolved in the injection solution.

供試体を水で飽和させ、ホワイトカーボンを溶解した溶解液を供試体に浸透させた後、浸透後の供試体を乾燥させ、乾燥重量を計測した。相対密度40%では38g、相対密度60%では35.2gの重量増加が確認できた。この分は供試体内に含まれるホワイトカーボンにあてはまる。   The sample was saturated with water, and a solution in which white carbon was dissolved was infiltrated into the sample, and then the infiltrated sample was dried and the dry weight was measured. A weight increase of 38 g at a relative density of 40% and 35.2 g at a relative density of 60% was confirmed. This amount applies to the white carbon contained in the specimen.

そこで、豊浦砂とホワイトカーボンを混合させた試料の最大、最小密度試験を行った。混合比率は相対密度40%では豊浦砂:ホワイトカーボン=283.1:38.0、相対密度60%では豊浦砂:ホワイトカーボン=295.3:35.2である。その結果、相対密度40%では最大乾燥密度1.742、最小乾燥密度が1.388、相対密度60%では最大乾燥密度1.737、最小乾燥密度が1.381となった。ホワイトカーボンが含まれる供試体の相対密度を計算した結果、それぞれ74%と87%を示し、高密な地盤を形成できることが分かった。   Therefore, the maximum and minimum density tests were performed on the sample mixed with Toyoura sand and white carbon. When the relative density is 40%, Toyoura sand: white carbon = 283.1: 38.0, and when the relative density is 60%, Toyoura sand: white carbon = 295.3: 35.2. As a result, when the relative density was 40%, the maximum dry density was 1.742 and the minimum dry density was 1.388, and when the relative density was 60%, the maximum dry density was 1.737 and the minimum dry density was 1.381. As a result of calculating the relative density of the specimen containing white carbon, it showed 74% and 87%, respectively, and it was found that a dense ground can be formed.

相対密度40%の豊浦砂にホワイトカーボンが含まれた場合における粒度分布を示す(図10参照)。「液状化の可能性あり」のグラフから外れ、液状化しにくくなることが分かる。また、へーゼンの実験式より地盤の透水係数kは10%粒径D10と以下の関係が示されている。   The particle size distribution when white carbon is contained in Toyoura sand with a relative density of 40% is shown (see Fig. 10). It is clear from the graph “Possibility of liquefaction” and it becomes difficult to liquefy. Also, according to Hazen's empirical formula, the permeability coefficient k of the ground has the following relationship with the 10% particle size D10.

K=CD102
Cは100程度であるが、D10は有効径といわれており、10%粒径が透水係数に大きく影響を及ぼすことが分かっている。
K = CD102
Although C is about 100, D10 is said to be an effective diameter, and it has been found that a 10% particle diameter has a great influence on the hydraulic conductivity.

ホワイトカーボンを水ガラスに溶解させることによって、溶解度が大きく、10%粒径が小さくなることで、透水係数が低下し、液状化に対して安定する。   By dissolving white carbon in water glass, the solubility is large and the 10% particle size is small, so that the water permeability is lowered and stable against liquefaction.

以上より豊浦砂の細粒分含有率が10%程度増え、かつ相対密度が20〜35%程度増大することがわかった。   From the above, it was found that the fine grain content of Toyoura sand increased by about 10% and the relative density increased by about 20 to 35%.

また混合液のpHによってホワイトカーボンの溶解性が異なり、水では殆ど溶解せずシリカ溶液では一部が溶解し、他は長時間後に沈殿する。pHによって異なり、アルカリでは溶解性に大きく酸性では少ない。残りはホワイトカーボンが土粒子間に沈積して粒径分布の細粒分を増やす。   Also, the solubility of white carbon differs depending on the pH of the mixed solution, and it hardly dissolves in water, but partly dissolves in silica solution, and others precipitate after a long time. Depending on the pH, alkalis are more soluble and less acidic. In the rest, white carbon is deposited between the soil particles, increasing the fine particle size distribution.

したがって、ホワイトカーボンをアルカリ性の水ガラスに予め溶解した上で地盤に注入に際して酸を加えて酸性シリカグラウトとするのは好ましい。また、添加量の他、pHによって粒径分布の変化や相対密度の変化をコントロールできることが分かる。またシリカ溶液に反応剤が入っていれば、上ずみ液のシリカがゲル化するために液状化強度が大きくなることがわかる。   Therefore, it is preferable to dissolve the white carbon in alkaline water glass in advance and add an acid when injecting it into the ground to form an acidic silica grout. Moreover, it turns out that the change of a particle size distribution and a relative density can be controlled with pH other than addition amount. In addition, it can be seen that when the reactant is contained in the silica solution, the silica in the supernatant liquid is gelled, so that the liquefaction strength is increased.

本発明は、固結強度が大で、特に浸透性、耐久性および環境保全性等に優れ、地盤強化や止水目的のみならず、液状化対策工にも適用することができる。   The present invention has a high consolidation strength, is particularly excellent in permeability, durability, environmental conservation, and the like, and can be applied not only to ground reinforcement and water stopping purposes but also to liquefaction countermeasures.

1 薬液反応槽
2 ヒーター
3 ポンプ
4 調整バルブ
5 コントローラー
1 Chemical reaction tank 2 Heater 3 Pump 4 Adjustment valve 5 Controller

Claims (7)

地震時に液状化が予想される地盤に注入される地盤注入材であって、該地盤注入材は、シリカ溶液と酸性反応剤と地盤注入材1000ミリリットル当たり10〜200gのホワイトカーボンを有効成分として含むことにより地盤の粒径分布曲線の通過100分率の20%以下の微粒子分を増やすことにより地盤の粒径分布を細粒土地盤の方向に移動させて、地盤密度を増大させることによって液状化し難い地盤を形成するようにした非アルカリ性微粒子シリカ懸濁液であることを特徴とする地盤注入材。 A ground injection material to be injected into a ground that is expected to be liquefied at the time of an earthquake, and the ground injection material contains 10 to 200 g of white carbon as an active ingredient per 1000 ml of a silica solution, an acidic reactant, and a ground injection material. the ground particle size distribution by increasing or Succoth particulate content of less than 20% passing 100 parts per particle size distribution curve of the ground is moved in the direction of the fine land board by, by causing increased soil density A ground injection material, which is a non-alkaline fine particle silica suspension that forms a ground that is difficult to liquefy. 請求項1記載の地盤注入材において、シリカ溶液は水ガラス又は/並びにシリカコロイドであって、該シリカ溶液と反応剤の混合液のPHが非アルカリ領域であることを特徴とする地盤注入材。   2. The ground injection material according to claim 1, wherein the silica solution is water glass and / or silica colloid, and the pH of the mixed solution of the silica solution and the reactant is in a non-alkali region. 請求項1または2に記載の地盤注入材において、地盤注入材1000ミリリットル当たりのホワイトカーボンは10〜200g、シリカ溶液のSiO2は0.5〜30%、地盤注入材のPHは1〜10であることを特徴とする地盤注入材。 In ground injection material according to claim 1 or 2, white carbon per ground grout 1000 ml is 10 to 200 g, SiO 2 0.5 to 30% silica solution, it is PH of the ground grout from 1 to 10 A ground injection material characterized by 請求項1〜3のいずれかひとつに記載の地盤注入材において、地盤注入材1000ミリリットル当たりシリカ溶液のシリカ分が水ガラスのみの場合、シリカ含有量は15g〜800g、シリカ溶液のシリカ分がコロイダルシリカの場合、シリカ含有量は15g〜1030g、シリカ溶液のシリカ分が水ガラスとコロイダルシリカからなる場合、シリカ含有量は15g〜1030gであることを特徴とする地盤注入材。   The ground injection material according to any one of claims 1 to 3, wherein when the silica content of the silica solution per 1000 ml of the ground injection material is only water glass, the silica content is 15g to 800g, and the silica content of the silica solution is colloidal. In the case of silica, the ground content is 15g to 1030g, and when the silica content of the silica solution is composed of water glass and colloidal silica, the silica content is 15g to 1030g. 請求項1〜4のいずれかひとつに記載の地盤注入材において、非アルカリ性シリカ溶液のモル比をホワイトカーボンによって増大させ、かつ加熱されてなることを特徴とする地盤注入材。 The ground injection material according to any one of claims 1 to 4, wherein the molar ratio of the non-alkaline silica solution is increased by white carbon and heated . 請求項1〜5のいずれかひとつに記載の地盤注入材において、地盤注入材のシリカ溶液中のSiO2/Na2Oのモル比が3〜5000である非アルカリ性微粒子シリカ懸濁液であることを特徴とする地盤注入材。 In ground grout according to any one of claims 1 to 5, the molar ratio of S i O 2 / Na 2 O of the silica solution of the ground injection material in a non-alkaline fine silica suspension is 3-5000 ground injection material, characterized in that. 地震時に液状化が予想される地盤にシリカ溶液と酸性反応剤と地盤注入材1000ミリリットル当たり10〜200gのホワイトカーボンを有効成分とするS i O 2 /Na 2 Oのモル比が3〜5000である非アルカリ性微粒子シリカ懸濁液を地盤に注入して地盤の粒径分布曲線の通過100分率の20%以下の微粒子分を増やすことにより地盤の粒径分布を細粒土地盤の方向に移動させて、地盤密度を増大させることによって、液状化し難い地盤を形成することを特徴とする地盤注入工法。 In a molar ratio of S i O 2 / Na 2 O to ground the silica solution and an acidic reactant and ground grout 1000 ml per 10~200g active ingredient white carbon which is expected to liquefy during earthquakes 3-5000 direction of a non-alkaline fine silica suspension is injected into the ground soil particle size distribution curve passing 100 min of 20% or less of particulate matter to increase and fine land Release the particle size distribution of the ground by Succoth of ground grouting method which is moved, by causing increased soil density, characterized by forming a liquefied hard ground to.
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