(57)【要約】      （修正有）【課題】懸濁液であるセメント系注入液が地盤内を濾過されることなく浸透出来る注入工法の提供。【解決手段】軟弱地盤にセメント系注入材料を注入して改良する注入工法において，セメント系注入材料としてポリカルボン酸系分散剤（ＰＣ系分散剤）を添加したセメント系注入材料を選択し，ポリカルボン酸系分散剤を添加したセメント系注入材料を注入する以前の段階で，ＰＣ系分散剤水溶液を注入する。本発明において，ＰＣ系分散剤水溶液の注入後，セメント系注入材料の注入前に，水を注入するのが好ましい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟弱地盤にセメント系注入材料を注入して改良する注入工法において，セメント系注入材料としてポリカルボン酸系分散剤を添加したセメント系注入材料を選択し，ポリカルボン酸系分散剤を添加したセメント系注入材料を注入する以前の段階で，ポリカルボン酸系分散剤水溶液を注入することを特徴とする注入工法。
【請求項２】
ポリカルボン酸系分散剤水溶液の注入後，ポリカルボン酸系分散剤を添加したセメント系注入材料の注入前に，水を注入する請求項１の注入工法。
【請求項３】
ポリカルボン酸系分散剤水溶液の注入量は，注入されるポリカルボン酸系分散剤水溶液に含有されるポリカルボン酸系分散剤の質量が施工領域における地盤構成粒子の０．０１質量％以上である請求項１，２の何れかの注入工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，例えば軟弱な砂質地盤にセメント系注入材料を注入して，改良する注入工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
係る注入工法において，例えば軟弱な砂質地盤に注入される注入液として，例えばセメント系注入液が用いられ，セメント粒子を水中に分散させた懸濁液であるセメントミルクが用いられる。
高強度の改良体を造成する必要があり且つ構造物近傍で注入による影響が懸念される地盤改良工事や，浸透性の低い地盤において高強度の改良体を必要とする地盤改良工事では，セメント粒子の粒径が非常に小さいセメント系固化材（例えば，粒径が数μｍ〜数１０μｍ程度であるセメント系固化材：例えば，日鉄セメント株式会社製の商品名「Ｈｙｐｅｒ  ＮＰ１５００」や，日鉄セメント株式会社製の商品名「日鐵スーパーファイン」）を用いることがある。
しかし，その様な懸濁液であるセメント系注入液は，懸濁液であるが故に，注入液中のセメント粒子が地盤構成粒子に付着することやそれに伴う目詰まり等の影響で注入液が濾過され，自身の浸透経路を閉塞することによって浸透性を十分に発揮できない場合が存在する。
【０００３】
その他の従来技術として，例えば，注入圧力に脈動成分を付加して動的に注入する際に脈動圧力の制御を容易且つ確実に行う技術が存在する（特許文献１参照）。また，簡単な構造で且つ設備コストが安価なグラウト材動的注入装置が存在する（特許文献２参照）。
しかし，係る従来技術（特許文献１，特許文献２）では，施工するのに特殊な機械を必要とするという問題を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１９７３０５号公報
【特許文献２】特開２００７−２１７９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり，懸濁液であるセメント系注入液が地盤内を濾過されることなく浸透することが出来て，汎用機械で施工できる注入工法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の注入工法は，軟弱地盤にセメント系注入材料（注入液）を注入して改良する注入工法において，セメント系注入材料としてポリカルボン酸系分散剤を添加したセメント系注入材料を選択し，ポリカルボン酸系分散剤を添加したセメント系注入材料を注入する以前の段階で，ポリカルボン酸系分散剤水溶液を注入することを特徴としている。
本明細書において，ポリカルボン酸を「ＰＣ」，ポリカルボン酸系分散剤を「ＰＣ系分散剤」，ポリカルボン酸系分散剤水溶液を「ＰＣ系分散剤水溶液」と記載する場合がある。
【０００７】
本発明において，ＰＣ系分散剤を添加したセメント系注入材料におけるセメント系固化材としては，例えば高炉スラグをベースにした市販品（例えば，日鉄セメント株式会社製の商品名「Ｈｙｐｅｒ  ＮＰ１５００」）を用いている。ただし，セメント粒子の粒径が非常に小さいセメント系固化材は高炉スラグをベースにしたものに限定される訳ではなく，高炉スラグ以外をベースにするセメント系固化材も適用可能である。
本発明では例えば軟弱な砂質地盤が例示されているが，本発明が適用するのは砂質地盤に限定される訳ではなく，地盤粒子がシルト，（少量の）粘土であっても本発明を施工することが出来る。
【０００８】
本発明において，ＰＣ系分散剤水溶液の注入後，ＰＣ系分散剤を添加したセメント系注入材料の注入前に，水を注入するのが好ましい。
また本発明において，ＰＣ系分散剤水溶液の注入量は，注入されるＰＣ系分散剤水溶液に含有されるＰＣ系分散剤の質量が，施工領域（理想的には球状の領域）における地盤構成粒子の質量の０．０１％（質量％）以上であるのが好ましい。
ただし，先行注入されるＰＣ系分散剤水溶液に含有されるＰＣ系分散剤の質量が施工領域における地盤構成粒子の０．５質量％を超えても，浸透性は向上せず，経済性が悪い。そのため，ＰＣ系分散剤水溶液の注入量は，注入されるＰＣ系分散剤水溶液に含有されるＰＣ系分散剤の質量が，施工領域における地盤構成粒子の質量の０．５％（質量％）以下であるのが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
上述の構成を具備する本発明によれば，セメント系注入材料としてポリカルボン酸系分散剤（ＰＣ系分散剤）を添加したセメント系注入材料が選択され，懸濁液であるセメント系注入液が地盤に注入されるのに先立って，ＰＣ系分散剤水溶液が注入される。
ポリカルボン酸（ＰＣ）系分散剤は化学構造中に親水性の側鎖を持つ高分子グラフト共重合体であり，セメント粒子表面に吸着すると側鎖部分が親水的に展開して，粒子表面にＰＣ系分散剤の層を形成し，当該ＰＣ系分散剤の層が重なり合うと立体反発力を生じ，セメント粒子が分散する。
従って，ＰＣ系分散剤水溶液を注入工法の施工対象地盤に先行注入することにより地盤構成粒子表面にＰＣ系分散剤が付着し，その後に注入されたセメント系注入材料に添加されているＰＣ系分散剤がセメント粒子に付着しているので，当該セメント粒子は既に分散し易い状態になっている。それに加えて，当該セメント粒子に付着したＰＣ系分散剤と，地盤構成粒子に付着したＰＣ系分散剤の層との間に立体反発力が作用する。その結果，セメント粒子の付着及び付着に起因する目詰まりが解消して，注入液の浸透性が向上すると推定される。
なお，ＰＣ系分散剤の原液は粘度が高く浸透性が低いため，本発明の実施に際しては，水で希釈してＰＣ系分散剤水溶液を注入する。
【００１０】
ここで，セメント粒子の粒径が非常に小さいセメント系固化材を含有する注入液を用いた場合には，地盤構成粒子に付着せずに浮遊した状態にあるＰＣ系分散剤により，ＰＣ系分散剤水溶液との接触部近傍において当該セメント系注入材中のＰＣ系分散剤濃度が上昇して，材料分離を引き起こす恐れがある。
それに対して，本発明においてＰＣ系分散剤水溶液の先行注入後に，水を注入する（水送りする）ことにより，当該水により地盤構成粒子に付着せずに浮遊した状態にあるＰＣ系分散剤が除去され，注入工法施工領域よりも遠方に移送される。そのためセメント粒子の粒径が非常に小さいセメント系固化材を含有するセメント系注入液中のＰＣ系分散剤濃度は上昇せず，材料分離を引き起こすことが無くなり，浸透性が向上したと推定される。
発明者による実験では，セメント粒子の粒径が非常に小さいセメント系固化材を含有するセメント系注入液を用いた場合，ＰＣ系分散剤水溶液の先行注入後に水を注入する（水送りする）ことにより，水を注入しない場合に比較して，浸透性を表現するパラメータである注入速度が１０％程度向上することが確認された。
【００１１】
ここで本発明においては，ＰＣ系分散剤水溶液の注入量は，注入されるＰＣ系分散剤水溶液に含有されるＰＣ系分散剤の質量が，地盤の施工領域における地盤構成粒子の０．０１質量％未満であると効果が十分に発揮できない。そのため本発明において，セメントグラウトに先行して注入するＰＣ系分散剤水溶液の注入量として，注入されるＰＣ系分散剤水溶液に含有されるＰＣ系分散剤の質量を地盤の施工領域における地盤構成粒子の０．０１質量％以上とすれば，浸透性向上の効果が良好に発揮される。
一方，先行注入されるＰＣ系分散剤水溶液の注入量として，注入されるＰＣ系分散剤水溶液に含有されるＰＣ系分散剤の質量が，地盤の施工領域における地盤構成粒子の０．５質量％を超えても，浸透性はさほど向上しない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態を示すフローチャートである。
【図２】本発明の第２実施形態を示すフローチャートである。
【図３】実験例１で用いられる実験装置を示す説明図である。
【図４】実験例１の結果を示す特性図である。
【図５】図４と同様に実験例１の結果を示す図であって，各サンプルの結果をプロットで表現した図である。
【図６】実験例２の結果を示す特性図である。
【図７】図６と同様に実験例２の結果を示す図であって，各サンプルの結果をプロットで表現した図である。
【図８】実験例３の結果を示す特性図である。
【図９】実験例４の結果を示す特性図である。
【図１０】実験例５で用いられる実験装置を示す説明図である
【図１１】実験例５の結果を示す特性図である。
【図１２】実験例６の結果を示す特性図である。
【図１３】図１２と同様に実験例６の結果を示す特性図であって，各サンプルの結果をプロットで表現した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下，添付図面を参照して，本発明の実施形態について説明する。
図示の実施形態に係る注入工法は，例えば軟弱な砂質地盤の地盤改良工事に適用されることが好ましい。ただし，実施形態に係る注入工法を適用する地盤は砂質地盤に限定される訳ではなく，地盤粒子が砂，シルト，（少量の）粘土であっても本発明を施工することが出来る。
図示の実施形態及び実験例ではセメント粒子の粒径が非常に小さいセメント系固化材としては，例えば高炉スラグをベースにした市販品（例えば，日鉄セメント株式会社製の商品名「Ｈｙｐｅｒ  ＮＰ１５００」）を用いている。ただし，セメント粒子の粒径が非常に小さいセメント系固化材は高炉スラグをベースにしたものに限定される訳ではなく，高炉スラグ以外をベースにするセメント系固化材も選択することが出来る。
【００１４】
最初に図１を参照して，第１実施形態について説明する。
作業手順を示す図１において，ステップＳ１では，ＰＣ系分散剤水溶液が地盤に注入される。ここで，ＰＣ系分散剤の原液は粘度が高く浸透性が低いため，当該原液を水で希釈したＰＣ系分散剤水溶液を注入する。
次のステップＳ２では，懸濁液であるセメント系注入液，例えばセメント粒子の粒径が非常に小さいセメント系固化材を包含する注入液（グラウト）が地盤に注入される。
図示はされていないがステップＳ２の段階では，セメント系注入材料としては，ＰＣ系分散剤を添加（添加量は，例えばセメント系固化材の１．５質量％）したセメント系注入材料が選択される。
上述した様に，ポリカルボン酸（ＰＣ）系分散剤は化学構造中に親水性の側鎖を持つ高分子グラフト共重合体であり，セメント粒子表面に吸着すると側鎖部分が親水的に展開して，粒子表面にＰＣ系分散剤の層を形成し，重なり合う層同士に立体反発力を生じ，セメント粒子が分散する。そのため，ＰＣ系分散剤を添加したセメント系注入材料が選択されると，添加されたＰＣ系分散剤に含有されているＰＣ系分散剤がセメント粒子に付着して，セメント粒子が分散する。それに加えてステップＳ１でＰＣ系分散剤水溶液が注入されて地盤構成粒子表面にＰＣ系分散剤が付着するので，ステップＳ２でＰＣ系分散剤を添加したセメント系注入液が注入されると，セメント粒子に付着したＰＣ系分散剤の層と地盤構成粒子に付着したＰＣ系分散剤の層との間に立体反発力が作用する。その結果，セメント粒子の地盤構成粒子への付着や付着に起因する目詰まり等による流路の閉塞を防止し，懸濁液であるセメント系注入液の浸透性が向上したものと推定する。
【００１５】
次に図２を参照して第２実施形態について説明する。
作業手順を示す図２において，最初のステップＳ１１では第１実施形態と同様に，ＰＣ系分散剤水溶液を地盤に先行注入するが，図２の第２実施形態では，ＰＣ系分散剤水溶液を先行注入した後のステップＳ１２で水を地盤に注入する（水送り）。
ステップＳ１２で水送りをした後，ステップＳ１３で注入液を地盤に注入する。ステップＳ１３は図１のステップＳ２と同様な工程である。
図１の第１実施形態において，ＰＣ系分散剤を添加したセメント系注入材料として，セメント粒子の粒径が非常に小さいセメント系固化材を含有するセメント系注入材料が用いられた場合，先行注入されたＰＣ系分散剤水溶液に含有されるＰＣ系分散剤であって，地盤構成粒子に付着せずに浮遊した状態にあるＰＣ系分散剤がセメント粒子の粒径が非常に小さいセメント系固化材を含有するセメント系注入材中に包含されるため，ＰＣ系分散剤水溶液との接触部近傍において当該セメント系注入におけるＰＣ系分散剤濃度が上昇して，材料分離を引き起こしてしまう恐れがある。
それに対して，ＰＣ系分散剤水溶液の先行注入後に水を注入すれば（水送りすれば）（図２のステップＳ１２），地盤構成粒子に付着せずに浮遊した状態にあるＰＣ系分散剤は注入された水により除去され，注入工法の施工領域から離隔した領域に移送される。そのため注入工法の施工領域においては，セメント粒子の粒径が非常に小さいセメント系固化材を含有するセメント系注入材中のＰＣ系分散剤濃度は上昇せず，材料分離を引き起こすことも無く，浸透性が向上したものと推定する。
【００１６】
［実験例１］
実験例１では，図３で示す浸透試験装置を用いて，グラウトの浸透性を計測している。
図３を参照して「珪砂を用いた浸透試験」について説明すると，浸透試験装置１０は，浸透試験筒１，支持装置２，ビーカー３，電子秤４を有している。浸透試験筒１は，例えばφ５５ｍｍ，長さ３００ｍｍのアクリル製であり，内部空間に珪砂Ｋが充填される。浸透試験筒１は支持装置２により所定位置に支持され，浸透試験筒１の下方には，試験筒１に充填された珪砂Ｋを通過して滴下するＰＣ系分散剤水溶液，水，セメントミルク（注入材）を受けるビーカー３が配置される。実験例１のセメントミルクはＷ／Ｃ＝８００％である。
ビーカー３は電子秤４の上に配置され，滴下した水，セメントミルクを含めたビーカー３の重量を電子秤で計測し，ＰＣ系分散剤水溶液，水，セメントミルクの様な計測対象の排出量，排出速度等を演算する。図３において，電子秤４はパソコン５を接続しており，電子秤４による各種計測結果はパソコン５により演算処理される。
【００１７】
図３における浸透試験装置を用いて行われる実験例１の手順を以下に説明する。
まず，浸透試験筒１に所定量（浸透試験筒１の途中まで）の珪砂Ｋを所定の密度で充填する。その際，珪砂Ｋは乾燥した状態である。
次に，浸透試験筒１の上端近傍まで（珪砂充填領域よりも上方の領域に）ゆっくり水を供給する（矢印Ａ）。供給された水は徐々に珪砂Ｋ内に浸透して，水位が低下するが，常に水を補給して水位を浸透試験筒１の上端近傍で維持する。そして，浸透試験筒１の下部より浸透水が排出し始め（矢印Ｂ），当該排出量が一定になってから所定時間（例えば５分間）注水した後，注水を終了する。
その後，水位が浸透試験筒１内の珪砂充填領域の上端まで低下したならば，矢印Ａで示す様に，ＰＣ系分散剤水溶液を所定量供給する。
次に，ＰＣ系分散剤水溶液の水位が浸透試験筒１内の珪砂充填領域の上端まで低下したならば，水を所定量供給する（「水送り」に相当：矢印Ａ）。
【００１８】
その後，水送りの水の水位が浸透試験筒１内の珪砂充填領域の上端まで低下したならば，矢印Ａで示す様に，セメントミルク（注入材）を浸透試験筒１の上端まで供給する。浸透試験筒１の下部よりセメントミルク（注入材）の排出（矢印Ｂ）が確認された後，所定時間（例えば１０分間）だけセメントミルクの液位を浸透試験筒１の上端に維持し，所定時間終了後，セメントミルクの供給を終了する。
上述した浸透試験の際に，注水終了直前の，例えば３分間における水の排出量（滴下量）の測定結果から，水の排出速度（１分当たりの水の排出量）を求める。また，セメントミルクの供給終了直前の，例えば３分間におけるセメントミルク（注入材）の排出量（滴下量）の測定結果から，セメントミルクの排出速度（１分当たりのセメントミルクの排出量）を算定する。当該排出量の計測，算定は，電子秤４及びパソコン５により実行される。
【００１９】
実験例１の浸透試験では，上述した作業手順によりＰＣ系分散剤水溶液，水（水送りの際に供給される水），セメントミルク（注入材）の順に浸透試験筒１に充填された珪砂Ｋに供給する場合（第２実施形態に相当），当該作業手順のうち，水（水送り）の供給を省略する場合（第１実施形態に相当），ＰＣ系分散剤水溶液の供給を省略した場合について行った。
そして実験例１では，ＰＣ系分散剤水溶液として，市販品のＰＣ系分散剤（日鉄セメント株式会社製の商品名「ＭＬ−３０００」）の水溶液を使用した。また，最初に供給するＰＣ系分散剤水溶液におけるＰＣ系分散剤の質量は，試験で使用された珪砂Ｋの質量に対して，０．０１質量％，０．０９質量％，０．４７質量％，０．９４質量％に設定した。
ここで，珪砂Ｋの質量は，実際の注入工法の施工における施工領域（理想的には球状の領域）の地盤構成粒子の質量に相当する。
【００２０】
実験例１ではセメントミルク（セメント系注入材料）におけるセメント系固化材としては粒径３μｍ未満のセメント系固化材であって高炉スラグをベースにした市販品（例えば，日鉄セメント株式会社が製造している商品名「Ｈｙｐｅｒ  ＮＰ１５００」）に，市販品のＰＣ系分散剤（日鉄セメント株式会社製の商品名「ＭＬ−３０００」）を添加して用いた。そして実験例１では，ＰＣ系分散剤の添加量をセメント系固化材の１．５質量％とした。
実験例１の結果を示す図４において，横軸は「注入率（排出体積／間隙体積）（％）」であり，縦軸は「排出速度比（セメント系注入材／水）（％）」である。
「注入率（排出体積／間隙体積）（％）」は，セメント粒子の粒径が非常に小さいセメント系固化材を含有するセメント系注入材の排出体積の，珪砂の間隙の体積（すなわち，改良するべき地盤の間隙体積）に対する割合であり，グラウト排出の時間経過に応じて数値が大きくなる。
一方，「排出速度比（セメント系注入材／水）（％）」は，セメント粒子の粒径が非常に小さいセメント系固化材のグラウト（セメントミルク）の排出速度を水の排出速度で除した値であり，セメント粒子の粒径が非常に小さいセメント系固化材を含有するセメント系注入材の浸透性を評価する指標となる数値である。「排出速度比」が大きい程，浸透性が良好である。
【００２１】
図４と同様に実験例１の結果を示す図５において，横軸は「試験地盤重量に対する先行注入ＰＣの割合」（単位は質量％）を示し，縦軸は「排出速度比（セメント系注入材／水）（％）」である。排出速度比は，セメント系固化材を含有するセメント系注入材の浸透速度を水の浸透速度で除した値であり，図４における「排出速度比」と同様にセメント粒子の粒径が非常に小さいセメント系固化材を含有するセメント系注入材の浸透性を評価する指標となるパラメータである。
図５では，図４で注入率２００％近傍における各サンプルの「試験地盤重量に対する先行注入ＰＣの割合（％）」と「排出速度比（セメント系注入材／水）（％）」の関係をプロットして表示している。ここで，「先行注入ＰＣの割合」なる文言は，先行注入されるＰＣ系分散剤水溶液におけるＰＣ系分散剤の質量の試験地盤重量に対する比率を意味している。
【００２２】
ＰＣ系分散剤水溶液を先行注入した場合が，図４では０．０１％，０．０９％，０．４７％，０．９４％の特性曲線で示されており，図５では先行注入ＰＣ系分散剤がゼロ（縦軸上のプロット）以外のプロットで示されている。そしてＰＣ系分散剤水溶液を先行注入しない場合は，図４では「先行注入なし」の特性曲線で示され，図５では先行注入ＰＣ系分散剤水溶液におけるＰＣ系分散剤の質量の試験地盤重量に対する比率がゼロのプロット（縦軸上のプロット）で示されている。図４，図５から明らかな様に，ＰＣ系分散剤水溶液を先行注入しない場合に比較して，ＰＣ系分散剤水溶液を先行注入した場合は，排出速度比及び浸透性が有意に向上している。
しかし，特に図５でよく示されている様に，先行注入するＰＣ系分散剤水溶液におけるＰＣ系分散剤の質量が試験地盤重量に対して０．０１質量％未満であると，０．１質量％以上の場合に比較して，浸透性を向上させる効果が低い。一方，先行注入するＰＣ系分散剤水溶液におけるＰＣ系分散剤の質量が試験地盤重量に対して０．５質量％を超えても，浸透性を向上させる効果はそれ以上向上せず，経済性が悪いことが分かる。
すなわち，先行注入するＰＣ系分散剤水溶液におけるＰＣ系分散剤の質量を施工領域における地盤構成粒子の０．０１質量％以上とすれば，浸透性が向上する。一方，先行注入するＰＣ系分散剤水溶液におけるＰＣ系分散剤の質量が地盤構成粒子の０．５重量％を超えても，浸透性はさほど向上せず，経済性が悪い。
【００２３】
図４において，ＰＣ系分散剤水溶液の先行注入後に水送りをした場合（図４における「水送りなし」以外の特性曲線），注入率が概略１００％以降で排出速度比（浸透速度比）は一定の数値に落ち着き，特性曲線が横軸と概略平行になった。
一方，ＰＣ系分散剤水溶液の先行注入後に水送りをしない場合には（図４における「水送りなし」の特性曲線），注入率の増加に伴い排出速度比は低下する一方であり（右下がりの特性），水送りをした場合の様に排出速度比は一定の数値に落ち着くことは無かった。
セメント粒子の粒径が非常に小さいセメント系固化材の注入液を用いた場合，ＰＣ系分散剤水溶液の先行注入後に水を注入した場合（水送りを行った場合）には，水を注入しない場合に比較して，浸透性を表現するパラメータである排出速度比が向上することが，図４，図５から明らかである。
なお，水送りの効果に関しては，図１２，図１３を参照して実験例６でも説明する。
【００２４】
［実験例２］
実験例２では，実験例１で用いた浸透試験装置１０を用いて，実験例１で使用したＰＣ系分散剤と別種のＰＣ系分散剤（市販品：緑興産株式会社販売の商品名「ポリティＸＹ−３００Ｍ」）を用いて，浸透性の試験を行った。
実験例２の結果を示す図７では，実験例１で使用したＰＣ系分散剤（市販品：日鉄セメント株式会社製の商品名「ＭＬ−３０００」）の水溶液を注入した場合については「○」のプロット，前記別種のＰＣ系分散剤（市販品：緑興産株式会社販売の商品名「ポリティＸＹ−３００Ｍ」）の水溶液を注入した場合は「△」のプロット，ＰＣ系分散剤水溶液を先行注入しない場合には「□」のプロットで表示している。
セメント系注入液におけるＷ／Ｃは８００％であり，その他の試験条件は，実験例１と同様である。
実験例２の結果を示す図６は，図４に相当するグラフであり，横軸，縦軸についても図４と同様である。図７も図５と同様である。
図７は，図６で注入率２４０％近傍における各特性曲線の「試験地盤重量に対する先行注入ＰＣの割合（％）」と「排出速度比（セメント系注入材／水）（％）」の関係をプロットしている。そして，固化材として粒径３μｍ未満のセメント系固化材を用いている。
【００２５】
ＰＣ系分散剤水溶液を先行注入した場合の特性曲線（図６における０．０１％，０．０９％，０．４７％の特性曲線），図７における先行注入ＰＣ系分散剤がゼロ以外のプロット（図７の縦軸以外のプロット）は，ＰＣ系分散剤水溶液を先行注入しない特性曲線（図６における「先行注入なし」の特性曲線），図７における先行注入ＰＣがゼロのプロット（図７の縦軸のプロット）に比較すると，排出速度比及び浸透性は有意に向上している。
また，図７で示す様に，先行注入するＰＣ系分散剤水溶液におけるＰＣ系分散剤の濃度（質量）が０．０１質量％未満（図７における縦軸及び縦軸直近右側におけるプロット）の浸透性は，０．０１質量％以上（図７における横軸の数値が０．１０以上の領域におけるプロット）の浸透性に比較すると劣っている。一方，先行注入するＰＣ濃度（質量）が０．５質量％を超えても，浸透性を向上せず，ＰＣを余計に混入する分だけ経済性が悪い。
この様に，図６，図７に示す実験例２においても，図４，図５の実験例１と同様に，先行注入する分散材としてＰＣ系分散剤の水溶液を先行注入すれば，ＰＣ系分散剤の水溶液を先行して供給しない場合に比較して有意に排出速度比が向上しており，浸透性が向上することが確認された。
【００２６】
［実験例３］
実験例１，実験例２では比較的目の細かい珪砂（７号珪砂）を使用した。
それに対して実験例３では，実験例１，実験例２で用いられた珪砂（７号珪砂）よりもさらに目の細かい「特７号珪砂」を使用した。また，実験例３では実験例１と同じＰＣ系分散剤を使用し，その他の試験条件（試験装置を含めて）も，実験例１（図４，図５）と同様である。実験例３でも，固化材として粒径３μｍ未満のセメント系固化材を用いている。
実験例３の結果を示す図８は図４に相当する特性図であり，横軸，縦軸も図４と同様である。
図８から明らかな様に，実験例３では，注入率が増加しても（グラウト排出の時間が経過しても），排出速度比すなわち浸透性は低下し続け，一定の数値に落ち着くことはなかった（横軸と平行な状態にならなかった）。浸透性が一定値に落ち着かなかったのは，注入材の流路がセメント粒子の粒径よりも小さい部分が多く存在し，目詰まりが発生してしまったためだと推定される。
【００２７】
しかし，図８から明らかな様に，ＰＣ系分散剤水溶液を先行注入した場合，ＰＣ系分散剤水溶液を先行注入しない場合に比較して，排出速度比は増加しており，浸透性は有意に向上している。すなわち，ＰＣ系分散剤水溶液を先行注入すれば，細粒土粒子から成る地盤であってもセメント系注入液の浸透性が向上することが分かった。
なお図８において，先行注入するＰＣ系分散剤水溶液におけるＰＣ系分散剤の質量が試験地盤重量に対して０．４７質量％の場合（先行注入あり０．４７％の特性曲線）と，ＰＣ系分散剤水溶液におけるＰＣ系分散剤の質量が試験地盤重量に対して０．９４％の場合（先行注入あり０．９４％の特性曲線）とでは，浸透性向上の効果については有意な差はなかった。
【００２８】
［実験例４］
実験例１〜３では，地盤に相当する珪砂は７号珪砂を用い，セメント系固化材としては高炉スラグをベースにした粒径は３μｍ未満の市販品（日鉄セメント株式会社が製造している商品名「Ｈｙｐｅｒ  ＮＰ１５００」）を用いている。
それに対して実験例４では，セメント系注入材として，実験例１〜３で用いたセメント系固化材よりも粒径の粗い粒径１０μｍ未満の市販品（日鉄セメント株式会社が製造している商品名「日鐵スーパーファイン」）を含有するセメント系注入材を用いた。セメント粒子の粒径が大きくなったことに伴い，実験例４では実験例１〜３で用いた珪砂よりも粒径が粗い５号珪砂を用いた。
また，実験例４で使用したＰＣ系分散剤は実験例１で用いられたポリカルボン酸系分散剤と同一である。
実験例４において，試験地盤重量に対する先行注入ＰＣ系分散剤の割合は０．３１％である。また，分散剤添加率は０．５％であり，セメント系注入液におけるＷ／Ｃは８００％である。
実験例４では試験地盤長さは２３ｃｍであり，その点で実験例１〜３で用いられた試験装置とは相違する。
【００２９】
実験例４の結果を示す図９では，ＰＣ系分散剤水溶液を先行注入しない場合（「先行注入なし」の特性曲線）と比較して，ＰＣ系分散剤水溶液を先行注入した場合（「先行注入あり  水送りあり」の特性曲線）における排出速度比が有意に上昇しており，セメント粒子の粒径が大きくなっても，ＰＣ系分散剤水溶液を先行注入すること，その後に水送りをすることは浸透性向上に有効であることが確認された。換言すれば，セメント粒子の粒径が大きくなっても本発明が有効であることが確認された。
【００３０】
［実験例５］
実験例１〜実験例４では，セメント系注入液，ＰＣ系分散剤水溶液，水は自然滴下される。
それに対して，実験例５ではセメント系注入液，ＰＣ系分散剤水溶液，水は，加圧注入される。
実験例５で用いられる試験装置について，図１０を参照して説明する。
図１０において，浸透試験装置２０は，浸透試験筒１１，支持装置１２，ビーカー１３，電子秤１４，ミキサ１６，コンプレッサ１７を有している。浸透試験筒１１は，例えばφ５０ｍｍ，長さ１０００ｍｍのアクリル製であり，浸透試験筒１１内の全域に珪砂Ｋが充填される。浸透試験筒１１は，支持装置１２により所定位置に支持される。
【００３１】
ミキサ１６はコンプレッサ１７と接続される。ミキサ１６から浸透試験筒１１下面の流入口１１Ａまでは配管１８が配策され，ミキサ１６と浸透試験筒１１が接続されている。
浸透試験筒１１の上端面には排出口１１Ｂが設けられ，排出口１１Ｂからビーカー１３の上方位置まで配管１９が配策され，浸透試験筒１１の排出口１１Ｂは配管１９を介してビーカー１３に連通している。
ビーカー１３は電子秤１４の上に配置され，滴下した液体（水，セメントミルク等）を含めたビーカー１３の重量を電子秤１４で計測する。
電子秤１４にはパソコン１５が接続され，電子秤１４による計測結果がパソコン１５により演算処理されて，計測対象なる各種液体（ＰＣ系分散剤水溶液，水，注入液）の排出量，排出速度等が決定される。
【００３２】
図１０における浸透試験では，先行注入されるＰＣ系分散剤水溶液，水，注入液の順に投入される。ＰＣ系分散剤水溶液，水，注入液は，コンプレッサ１７及びミキサ１６により０．１ＭＰａに加圧され，配管１８，流入口１１Ａを介して浸透試験筒１１（アクリルパイプ）に注入され（矢印Ｃ），浸透試験筒１１の下方から上方に向かって液体（水，ＰＣ水溶液，セメントミルク）を浸透させる（流す）。浸透試験筒１１内には珪砂Ｋが充填され，浸透試験筒１１下方からＰＣ系分散剤水溶液，水，注入液が供給される。
浸透試験筒１１内に供給され，珪砂Ｋを通過したＰＣ系分散剤水溶液，水，注入液は，浸透試験筒１１の上方から，排出口１１Ｂ，配管１９を介してビーカー１３の上方に送られ，ビーカー１３内に滴下する（矢印Ｄ）。
【００３３】
ＰＣ系分散剤水溶液，水，注入液の排出量，排出速度の測定，算定については，図３の実験例１と同様である。
所定量のＰＣ系分散剤水溶液が排出されたならば水を加圧注入し，所定量の水が排出されたならば注入液を加圧注入する。
【００３４】
実験例５では，試験地盤として実験例１，実験例２と同様に７号珪砂を用い，セメント粒子の粒径が非常に小さいセメント系固化材を含む注入材料を用いている。上述した様に，注入圧力は，０．１ＭＰａであり，セメント系注入液におけるＷ／Ｃは８００％である。実験例５で用いられるＰＣ系分散剤の固化材への添加量，先行注入される質量は，実験例１と同一である。
実験例５の結果を示す図１１から明らかな様に，ＰＣ系分散剤水溶液，水，注入液を加圧注入した場合においても，ＰＣ系分散剤水溶液を先行注入した場合には，ＰＣ系分散剤水溶液を先行注入しない場合に比較して，排出速度比が有意に向上しており，浸透性が有意に向上することが確認された。
【００３５】
［実験例６］
実験例６は，ＰＣ系分散剤水溶液を先行注入した後の「水送り」における水の供給量と，透水性（浸透性）との関係を確認する実験である。試験地盤は実験例１，２と同様に７号珪砂を用い，セメント粒子の粒径が非常に小さいセメント系固化材を含んだ注入材料を用いている。セメント系固化材と添加するＰＣ系分散剤及びその添加量と，先行注入するＰＣ系分散剤の種類及び先行注入される水溶液中のＰＣ系分散剤の質量は，実験例１と同様である。試験装置は，実験例１〜４と同様に自然滴下を利用した装置（図３）を使用している。
また，ＰＣ系分散剤水溶液を先行注入した後の「水送り」における水の供給量は，送水率（施工領域における（改良対象地盤の）間隙体積に対する「水送り」における水の供給量の割合）を０％（送水しない），１０％，３０％，５０％，１００％としている。
【００３６】
実験例６の結果を示す図１２において，横軸，縦軸は図４（実験例１）と同様である。
図１３も図５と同様な図面であるが，図１３では，横軸は「送水率（送水量／間隙体積）」（％）を示し，縦軸は「排出速度比（セメント系注入材／水）（％）」である。「送水率（送水量／間隙体積）」（％）は，送水量（水の供給量）の珪砂の間隙の体積に対する割合である。
また，図１３は，図１２で所定の注入率における各サンプルの「送水率（送水量／間隙体積）」（％）と「排出速度比（セメント系注入材／水）（％）」の関係をプロットしたものである。
【００３７】
図１２，図１３から明らかな様に，送水率０％に比較して，送水率１０％，３０％，５０％，１００％の方が，排出速度比（透水性に関するパラメータ）は良好である。すなわち，ＰＣ系分散剤が添加され且つセメント粒子の粒径が非常に小さいセメント系固化材を含有する注入液を用いた場合，ＰＣ水溶液の先行注入後に水を注入する（水送りする：送水率１０％，３０％，５０％，１００％）ことにより，水を注入しない場合（送水率が０％）に比較して，透水性が有意に向上する。
さらに，送水率（１０％，３０％，５０％，１００％）により浸透性が変化し，図１３では送水率３０％が最も排出速度比が高く，浸透性が良好である。
【００３８】
図１２において，ＰＣ系分散剤水溶液の先行注入後に水送りをすれば，透水性を示す排出速度比は一定の数値に落ち着く（横軸と平行な状態になる）のに対して，ＰＣ系分散剤水溶液の先行注入後に水送りをしない場合（「送水率０％」の特性曲線）には，浸透速度比は低下する一方である（右下がりの特性）。
さらに図１２，図１３においても，実験例１，２，３，５と同様に，ＰＣ系分散剤水溶液を先行注入した場合，ＰＣ系分散剤水溶液を先行注入しない場合に比較して，浸透性は有意に向上していることが確認できた。
【００３９】
図示の実施形態はあくまでも例示であり，本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
【符号の説明】
【００４０】
１，１１・・・浸透試験筒
２，１２・・・支持装置
３，１３・・・ビーカー
４，１４・・・電子秤
５，１５・・・パソコン
１６・・・ミキサ
１７・・・コンプレッサ
１０，２０・・・浸透試験装置
Ｋ・・・珪砂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020193451.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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