(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカ溶液と反応剤とを含むシリカグラウトを注入して地盤を改良する地盤注入工法において、
前記シリカグラウトによる改良地盤中またはその近傍に吸水孔および注水孔を設けて、該シリカグラウトの注入により生じた反応生成物または過剰の前記反応剤が含まれる地中水を、該吸水孔を介して該改良地盤中から吸水するとともに、水、または、吸水後に該反応生成物の含有量を低減させた該地中水を、該注水孔を介して該改良地盤中に注水することによって、該改良地盤中の該反応生成物の含有量を低減することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項２】
シリカ溶液と反応剤とを含む非アルカリ性シリカ溶液を注入して地盤を改良する地盤改良工法であって、前記反応剤として硫酸化合物および／またはリン酸化合物を用いる地盤改良工法において、
前記非アルカリ性シリカ溶液による改良地盤中またはその近傍に吸水孔および注水孔を設けて、該非アルカリ性シリカ溶液の注入により生じた反応生成物または過剰の前記反応剤が含まれる地中水を、該吸水孔を介して該改良地盤中から吸水するとともに、水、または、吸水後に該反応生成物の含有量を低減させた該地中水を、該注水孔を介して該改良地盤中に注水することによって、該改良地盤中の該反応生成物の含有量を低減することを特徴とする地盤改良工法。
【請求項３】
前記吸水された地中水中の反応生成物または過剰反応剤を、排水処理施設において、硫酸カルシウムまたはリン酸カルシウムとして沈殿させる請求項２記載の地盤改良工法。
【請求項４】
前記地中水中の前記反応生成物または過剰反応剤の濃度を計測して、計測値が所定の数値に到達するまで、前記吸水および注水を継続する請求項１〜３のうちいずれか一項記載の地盤改良工法。
【請求項５】
前記改良地盤中から得られる前記反応生成物を再利用する請求項１〜４のうちいずれか一項記載の地盤改良工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地盤改良工法に関し、詳しくは、シリカ系グラウト、特に非アルカリ性シリカ溶液の注入に伴い生ずる反応生成物による、コンクリート構造物や土中埋設物への悪影響、および、水質等の環境への悪影響の発生を防止することのできる地盤改良工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地盤の基礎の強化や、掘削時の地盤安定や液状化対策工事のため、シリカ系グラウト、特に有機反応剤を用いたグラウトや、非アルカリ性シリカグラウトによる地盤改良が知られている。非アルカリ性シリカグラウトが地盤中に注入され、固結されたときに、この固結体は、地盤中に先行して存在するコンクリート構造物や土中埋設物（各種管路、地中線、マンホール等）と往々にして接触し、あるいは固結地盤を掘削して建造されるコンクリート構造物や土中埋設物に接触する。この場合、酸性シリカグラウト中の反応生成物が溶出して、これらコンクリート構造物や土中埋設物に接触したり、地下水に溶出してコンクリート構造物や土中埋設物に接触し、あるいは用水等の水質に影響を生ずることがある。なお、本発明において、コンクリート構造物とはコンクリートからできた構造物であり、トンネル等の地下構造物、斜面の擁壁、護岸構造物、住宅、道路、タンク等の構造物等を挙げることができる。また、金属製埋設物においても同様である。また、有機反応剤（グリオキザールやエチレンカーボネートや酢酸エステル等のエステル類）を用いた水ガラス系グラウトは高強度を期待できるが、酢酸化合物等の反応生成物を生成し、それがＢＯＤ（生物化学的酸素要求量，Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ）、ＣＯＤ（化学的酸素要求量，Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ）の問題を生ずる。
【０００３】
一般に、地盤中に存在するコンクリート構造物は、酸性雨、空気中のＣＯ２を溶解した地下水、または、硫酸イオンを含んだ地下水などが浸入すると、コンクリート構造物中のアルカリが中和されて中性化したり、あるいはコンクリート中のＣａと硫酸イオンが反応して、劣化する傾向がある。
【０００４】
掘削のための地盤強化や耐震補強等の目的で、水ガラスをイオン交換処理することによってアルカリを除去したコロイダルシリカ系グラウト、コロイダルシリカに水ガラスや酸を加えた酸性コロイダルシリカグラウト、水ガラスと酸を混合してなる中性〜酸性シリカグラウト、さらには酸性シリカにｐＨ緩衡剤やアルカリ剤を加えて中性でゲル化時間を調整する非アルカリ性シリカグラウトが提案されている。かかるシリカグラウトは、ゲル化時間が長く、広範囲な浸透性に優れ、かつ水ガラスグラウトの劣化要因となるアルカリを酸で除去しているため、長いゲル化時間で長期耐久性に優れ、広範囲な耐久性の優れた固結領域をうる点で、他のアルカリ領域の水ガラスグラウトでは得られない特異な特性を持つものである。
【０００５】
上記中性〜酸性領域のシリカグラウトでは、酸性反応剤（以下、「硬化剤」とも称す）を用いてｐＨを１〜８付近で瞬結から長いゲル化時間をもつシリカ溶液を用いている（図１）。
【０００６】
酸性シリカ溶液の酸性反応剤としては、水ガラスのアルカリの中和を効率的に行うために硫酸、リン酸またはこれらの混合物が用いられ、あるいはこれらの酸性塩が用いられる。この場合、酸性シリカ溶液の反応生成物は、不溶性のシリカと、硫酸ソーダまたはリン酸ソーダ等の水溶性の無機塩、あるいは過剰の酸（硫酸やリン酸）である。これらの水溶性の反応生成物や過剰の酸は、地下水の水質や地中構造物に何らかの影響を及ぼすことが懸念される。特に、硫酸イオンが、コンクリートに対して悪影響を及ぼすことは知られている。これらは、酸性雨、温泉地帯や火山滞積物中のトンネル、石炭灰上の埋立地の建築物基礎等による硫酸イオンの影響、あるいは海水等の影響で、コンクリート構造物の中性化や劣化が生ずる現象と同じである。中・酸性系水ガラスは、地盤注入の固結効果から水ガラスのシリカ濃度は４〜１５質量％を使用するため、そのアルカリを中和するには多量の硫酸を必要とし、ｐＨが中性に近くても上記シリカ濃度の注入液を硫酸で中性を呈するまで中和するには、硫酸イオンは濃くなる。この場合、ゲル化時間は瞬結になるが浸透性を向上するために酸性領域にｐＨを下げるには硫酸は更に多く必要とする。すなわち、中・酸性系水ガラスグラウトのコンクリートに対する影響はｐＨによるのではなく、硫酸イオンの濃度によって決まる（図１）。
【０００７】
また、地盤注入におけるシリカグラウトは、無限に存在する地下水面下の地盤中のある範囲に注入され、かつゲル化を伴うため、また、ゲル中の水溶性反応生成物は、地盤条件、施工条件、地下水条件によって異なるが、ゲル化後地下水に希釈されて、濃度が低下する傾向がある。しかし、地下水が停滞したり、地盤条件が閉塞している条件下では地下水による硫酸イオンの希釈は不確定であるし、その希釈速度も不明である。
【０００８】
一方、近年、地震の多発に伴いコンクリート構造物や土中埋設物等の液状化対策工等の耐震補強が社会的問題になってきた。これを解決するには、大容量の土を経時的に土粒子間に浸透させて耐久性のある地盤を形成することが要求されている。そのために、数時間から十数時間の長いゲル化時間の耐久性グラウトを、注入孔間隔を広範囲（１．５ｍ〜４ｍ）に低吐出で土粒子間に浸透させながら固結しなくてはならない。このためには、水ガラスの劣化要因であるアルカリを酸で除去して数時間〜十数時間のゲル化時間をもちながら耐久性の優れた酸性領域のシリカ溶液であるシリカゾルや、水ガラスをイオン交換処理やイオン交換膜で脱アルカリし、更に増粒したシリカコロイドを用いている。シリカコロイドの場合と違って水ガラスの場合、長いゲル化時間を得るために低いｐＨの酸性値を設定しなくてはならないため、酸性領域のシリカ溶液のコンクリート構造物への影響を検討する必要があり、過剰の酸または水溶性反応生成物が地下水へ溶出することによる環境負荷や、コンクリート構造物または土中埋設物や魚類、藻類への影響が課題となる。
【０００９】
これに対し、本発明者らは、特許文献１において、コンクリート構造物または土中埋設物の地盤に、非アルカリ性シリカ溶液を注入して地盤を改良するにあたり、非アルカリ性シリカ溶液の硫酸イオン濃度を所定範囲に規定することで、硫酸イオンおよび／または海水からの影響を防護する地盤改良工法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１２−１４９３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、近年、環境保全性の点から地下水の水質保全が大きな社会的テーマになってきている。また、近年の耐震補強に地盤注入が大規模に適用されるに当たって、その下水、上水、ガス等のインフラへの耐震補強の適用が増すにつれ、注入領域全体におけるシリカグラウトの反応生成物の影響をより低減して、コンクリート構造物または土中埋設物、および、水生生物等、環境に対して悪影響を及ぼさない地盤改良工法の確立が望まれている。また、近年の水質基準に適合した地盤注入工法の適用が求められている。本発明は、地盤改良分野において水質基準や排水基準に適合し得る地盤改良工法を提供するものである。
【００１２】
そこで本発明の目的は、シリカ溶液の注入に伴い生ずる反応生成物による、コンクリート構造物や土中埋設物への悪影響、および、水生生物等や環境への悪影響の発生を防止することのできる地盤改良工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは鋭意検討した結果、シリカ溶液、特に中・酸性系水ガラスグラウト（非アルカリ性シリカグラウト）を注入した後の改良地盤中に吸水孔および排水孔を設けて、非アルカリ性シリカ溶液の注入により生じた反応生成物が含まれる地中水を吸水するとともに、改良地盤中に水や反応生成物を除去、または低減した水を注水することで、改良地盤中に含まれる地中水を希釈して地盤中に含まれる硫酸やリン酸やその他の環境規制の対象となる塩類の濃度を低減することにより、かつ、吸水による地盤沈下を防ぎながら上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。
また、アルカリ性を呈する水ガラス系グラウトにおいても、反応生成物である水溶性塩や水ガラスに起因するアルカリや有機反応剤（グリオキザールや酢酸エステルやエチレンカーボネート等）による反応生成物である、グリコール酸ソーダや酢酸ソーダ等が生ずる。吸水した地中水に含まれるこれらの有機系反応生成物を、Ｃａ（ＯＨ）２を加えて沈殿させたり、または微生物代謝により分解させることによって、改良地盤におけるＢＯＤ、ＣＯＤの問題を解決できる。
【００１４】
すなわち、本発明の地盤改良工法は、シリカ溶液と反応剤とを含むシリカグラウト、特には、シリカ溶液と反応剤とを含み、前記反応剤として硫酸化合物および／またはリン酸化合物を用いる非アルカリ性シリカ溶液を注入して地盤を改良する地盤改良工法であって、
改良地盤中またはその近傍に吸水孔および注水孔を設けて、水ガラスグラウトや非アルカリ性シリカ溶液の注入により生じた反応生成物または過剰の反応剤が含まれる地中水を、吸水孔を介して改良地盤中から吸水するとともに、水、または、吸水後に反応生成物を除去するなどにより反応生成物の含有量を低減させた地中水を、注水孔を介して改良地盤中に注水することによって、地盤沈下を防ぎながら改良地盤中の反応生成物の含有量を低減し、または、さらに反応生成物を回収し、あるいは、さらにこれらを再利用できる技術を提供することを特徴とするものである（図２、図３）。
【００１５】
本発明の地盤改良工法は、水ガラスグラウトや非アルカリ性シリカ溶液のコンクリート構造物または土中埋設物への悪影響を防止することができ、用水や湖沼、海辺近くの地下水への水質保全に適した技術である。また、本発明の地盤改良工法においては、前記吸水された地中水中の反応生成物または過剰反応剤を、排水処理施設において、硫酸カルシウムまたはリン酸カルシウムとして沈殿させることができる。さらに、本発明の地盤改良工法においては、前記地中水中の前記反応生成物または過剰反応剤の濃度やｐＨを計測して、計測値が所定の数値に到達するまで、前記吸水および注水と、反応生成物の回収を継続する循環システムを用いることができる（図３）。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、上記構成としたことにより、水ガラスグラウトや非アルカリ性シリカ溶液の注入に伴い生ずる反応生成物による、コンクリート構造物や土中埋設物への悪影響、および、水生生物や水質等、環境への悪影響の発生を防止することのできる地盤改良工法を実現することが可能となった。
また、上記排水処理に際して生成される反応生成物である硫酸カルシウムやリン酸カルシウムは、肥料等に再利用できる。または、反応生成物から硫酸やリン酸を再生して再利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】シリカグラウトにおけるｐＨとゲル化時間を示すグラフである。
【図２】本発明の地盤改良工法における吸水孔および注水孔の配置状態の一例を示す説明図である。
【図３】本発明の地盤改良工法における吸水および注水の具体的方法の一例を示す説明図である。
【図４】硫酸またはリン酸を用いた非アルカリ性シリカ溶液で固結した供試体を供試体の体積の約３倍の養生水で養生した場合の養生水中に浸出した硫酸イオン、またはリン酸イオンの濃度の経時的変化と養生水の半量を毎日水交換した場合の養生水中の硫酸イオン、またはリン酸イオンの濃度の経時的変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明は水ガラスグラウト、特にシリカ溶液と酸性反応剤とを含む非アルカリ性シリカ溶液を注入して地盤を改良する地盤改良工法に改良に係るものである。本発明は特に、コンクリート構造物または土中埋設物の近傍の地盤を改良する際に、または、河川、海産物の多い海に近い地盤改良に有用である。
【００１９】
前述したように、かかる非アルカリ性シリカ溶液中の酸性反応剤として硫酸化合物および／またはリン酸化合物を用いた場合、改良地盤中には、反応生成物としての硫酸やリン酸が過剰に含まれる。地盤中に硫酸が含まれると、コンクリート構造物や土中埋設物に悪影響を及ぼすおそれがあり、また、水質や魚貝類、藻類等、環境に対して悪影響を生ずるおそれがある。そこで、本発明においては、改良地盤中に含まれる地中水を希釈して、反応生成物の濃度を低減させることで、かかる悪影響の発生を防止するものである。
【００２０】
具体的には、本発明においては、改良地盤中に吸水孔および注水孔を設けて、非アルカリ性シリカ溶液の注入により生じた反応生成物が含まれる地中水を、吸水孔を介して改良地盤中から吸水するとともに、水または反応生成物の含有量が低い水を、注水孔を介して改良地盤中に注水する。これにより、地盤沈下を防ぎながら改良地盤中の反応生成物の含有量を低減することができ、反応生成物による悪影響の発生を防止することが可能となる。
【００２１】
図２に、本発明の地盤改良工法における吸水孔および注水孔の配置状態の一例を示す説明図を示す。図示するように、本発明においては、改良地盤Ｇ中に、吸水孔１１と、注水孔１２とを、適宜間隔にて設けて、地中水の吸水および水の注水を行うことができる。通常は、所定の位置に吸水孔１１および注水孔１２を設置して、地盤内で、端部から中央に向かい水が流れるようにする。図中の符号１３は、コンクリート構造物または土中埋設物である。
【００２２】
吸水孔１１より吸水された地中水は、排水処理施設（処理槽）に送液して処理することができる。具体的には例えば、地中水に消石灰等のカルシウム分を加えることにより、硫酸イオンは硫酸カルシウムに、リン酸イオンはリン酸カルシウムにして沈殿させることができ、地中水中の反応生成物の含有量を低減させることができる。一方、注水孔１２より地盤内に注水する水としては、改良地盤の周辺地盤より汲み上げた地下水を用いてもよく、また、吸水された地中水の反応生成物を沈殿させた後の上澄み液またはろ過液を再度注水孔１２より注水して、地中水を循環させてもよい。
【００２３】
ここで、本発明においては、改良地盤Ｇの適宜箇所に計測センサ１４を配置するなどして、地中水中の反応生成物の濃度を随時計測し、この濃度の計測値が所定の数値に達するまで、上記吸水および注水を継続することが好ましい。これにより、環境に配慮しつつ地盤改良を行うことが可能となる。計測センサ１４は、例えば、改良地盤中の図示しないコンクリート構造物または土中構造物や、吸水孔１１および排水処理施設のうちのいずれか１箇所または複数箇所に配置することができる。計測センサ１４としては、地中水中の反応生成物の濃度が計測できるものであれば、ｐＨメーター、または電気伝導度等、いかなるものであってもよい。水の溶存物の濃度の計測は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２（工場排水試験方法）に準じて行うことができる。また、吸水および注水を終了する濃度の基準値は、コンクリートに影響を及ぼす硫酸イオンの濃度は地盤条件、地下水条件によっても異なるが、本出願人による先願特許文献１に記載のように地盤条件、地下水条件に応じて定めたり、または、排水基準や水質基準等に応じて、適宜設定することが可能である。
【００２４】
図３に、本発明の地盤改良工法における吸水および注水の具体的方法の一例を示す説明図を示す。図示するように、本発明においては、コンクリート構造物や土中埋設物１３の近傍の改良地盤Ｇ内に、注入後に吸水孔１１および複数箇所の注水孔１２を配置するとともに、各吸水孔１１の近傍、または、処理槽中に計測センサを配置して、吸水および注水を行うことができる。ポンプ１５により吸水孔１１から吸水された地中水は、送液管１６を介して排水処理施設（処理槽）１４に送液され、排水処理施設１４において処理されて、反応生成物の含有量を低減される。反応生成物の含有量が低減した処理後の地中水（処理液）は、適宜水と混合されて、ポンプ１８により再度、送液管１９を介して送液され、注水孔１２から改良地盤Ｇ中に注水される。この場合、各送液管には、圧力計や流量計を配置して、吸水および注水の流量を管理することもできる。また、前述したように、注水する水としては、処理後の地中水には限られず、改良地盤の周辺地盤より汲み上げた地下水を用いてもよい。なお、図中の符号２１は分岐バルブを示し、符号２２は河川を示す。また、分岐バルブの開閉によって所定の位置の吸水または注水をコントロールしたり、その地点における反応生成物の濃度やｐＨを把握することもできる。
【００２５】
本発明においては、図示するように、適宜箇所に設置した計測センサにより各吸水孔１１の近傍における地中水中の反応生成物の含有量を計測し、その濃度に応じコントローラ２０によりポンプ１５，１８を制御して、吸水および注水を行うことができる。例えば、反応生成物のうち、硫酸イオンについては、濃度が３０００ｐｐｍ以下であればコンクリートに悪影響を及ぼさないことが分かっており、環境に悪影響を及ぼさない。よって、本発明においては、反応生成物としての計測値が各数値条件を満足するまで、吸水および注水を継続することが好ましい。これらの濃度は、低いほど好ましい。
【００２６】
本発明における改良地盤内への吸水孔および注水孔の配置条件については、図示する例には限られるものではなく、改良地盤の面積や土質等の施工条件に応じて、適宜設定することが可能である。また、排水処理施設における地中水の処理方法についても、地中水中の反応生成物の含有量を低減することができるものであれば、前述した方法に限られず、いかなる方法を用いてもよい。
【００２７】
本発明において使用する非アルカリ性シリカ溶液は、主剤であるシリカ溶液と酸性反応剤とを混合して、ｐＨ値を中性〜酸性領域にすることによりゲル化する性質を利用した薬液である。かかるシリカ溶液は、水ガラス、活性シリカ、コロイダルシリカ、あるいはこれらの混合物であり、水ガラスは通常工業用として使用されるモル比ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ＝２〜６のものである。
【００２８】
また、上記非アルカリ性シリカ溶液は、水ガラスのアルカリを除去した酸性シリカ溶液、あるいは酸性シリカ溶液にアルカリを加えたものである。かかる非アルカリ性シリカ溶液は、水ガラス中のアルカリを酸で除去したシリカ溶液、水ガラスをイオン交換樹脂またはイオン交換膜で脱アルカリした酸性活性シリカ、酸性活性シリカに水ガラスを加えたアルカリ性シリカ、アルカリ性シリカを加熱増粒したコロイダルシリカ、水ガラスと酸を混合した酸性シリカの酸の一部またはすべてを、陰イオン交換樹脂または陰イオン交換膜で脱した活性シリカ、これらに水ガラスと酸を混合した酸性シリカ溶液、あるいはこれらのコロイド状のシリカ溶液に水ガラスと酸からなる酸性シリカゾル溶液を加えた酸性シリカ溶液をいう。具体的には、シリカ溶液をイオン交換樹脂またはイオン交換膜に通過させ、得られる活性珪酸水溶液を加熱等によって数万あるいはそれ以上の分子量に縮合し、アルカリまたは水ガラスを加えて弱アルカリ性に安定化し、２０〜３０％のＳｉＯ２濃度に濃縮したコロイダルシリカと酸を混合した酸性シリカ溶液、上記コロイダルシリカと水ガラスと酸の混合物からなる酸性シリカ溶液、あるいは酸性活性シリカと水ガラスと酸からなる酸性シリカを用いることができる。
【００２９】
かかるコロイダルシリカは、通常、ｐＨが中性ないし１０付近の弱アルカリ性を呈するが、酸や酸性塩を添加することにより酸性を呈するようにすることもできる。さらに、活性珪酸（活性シリカ）とコロイダルシリカとを混合し、ｐＨが８〜１１を呈するシリカ溶液とし、それに酸を加えて酸性シリカ溶液としてもよいし、コロイダルシリカや活性珪酸に水ガラスと酸を混合した酸性水ガラスを加えた酸性シリカ溶液でもよい。酸性シリカはｐＨが１〜８付近のものである。また、コロイダルシリカの粒径は１ｎｍ〜８０ｎｍのもの、あるいはこれらを混在したものを用いることができ、またＡｌ変性コロイダルシリカを用いることができる。または、金属シリカを主成分とするシリカグラウトを用いてもよい。
【００３０】
また、本発明に用いられる活性珪酸は、シリカ溶液を脱アルカリ処理して得られる。かかる脱アルカリ処理としては、シリカ溶液をイオン交換樹脂またはイオン交換膜によってシリカ溶液中のアルカリの全部または一部を除去する処理、シリカ溶液を酸と混合してシリカ溶液中のアルカリを中和し、得られる酸性シリカ溶液をイオン交換樹脂またはイオン交換膜によって酸性水ガラス中の酸または塩の全部または一部を除去する処理等が挙げられる。このようなアルカリ処理によって得られる活性珪酸は、酸性ないしアルカリ性のｐＨ領域に調整され、安定化され、酸を加えて酸性シリカ溶液としてゲル化させることができる。
【００３１】
本発明に用いられるリン酸化合物としては、例えば、リン酸、各種の酸性リン酸塩、中性リン酸塩、塩基性リン酸塩が挙げられ、テトラポリリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩、トリポリリン酸塩、ピロリン酸塩、酸性ヘキサメタリン酸塩、酸性ピロリン酸塩等の縮合リン酸塩類等を挙げることができ、縮合リン酸塩類がナトリウム塩であることが好ましい。
【００３２】
また、本発明に使用するシリカ溶液には、他の硬化剤を配合することもでき、かかる硬化剤としては、硫酸以外の硫化物、塩酸等の塩化物、酸性塩、炭酸塩、重炭酸塩、炭酸ガス、炭酸水、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、スラグ等についても、単独で、または適宜組合せて用いることができる。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
なお、下記実施例で使用した材料は、以下の通りである。
５号水ガラス：比重１．３２、シリカ濃度２５．５％、Ｎａ2Ｏ７．０３％、モル比３．７５
リン酸：７５質量％
硫酸：７５質量％
【００３４】
以下に従い、本発明の効果を、室内試験により確認した。注入材としては、下記表１に示すシリカ溶液と酸性反応剤とからなる非アルカリ性シリカ溶液を用いた。豊浦砂２９６ｇ、および、下記表１に示す配合物８４ｍｌを用いて、φ５ｃｍ×１０ｃｍの供試体（体積１９６ｍｌ）を２本作製し、各供試体を６００ｍｌの水に浸漬して、２８日間養生した。供試体のうち一方については浸漬した状態のままにし、もう一方については浸漬した水の半量の３００ｍｌを毎日新しい水に交換することで、模擬的に吸水および注水を行った。
【００３５】
【表１】
0005407096.tif 000002
【００３６】
供試体を浸漬した水に含まれる硫酸イオンおよびリン酸イオンの濃度を、パックテストで計測した。その結果を、図４のグラフに示す。浸漬したままの状態では、硫酸イオンおよびリン酸イオンはともに２８日養生中も、その後も平行線をたどっているが、養生水の半量を水交換を行った場合には、硫酸イオンおよびリン酸イオンの濃度が徐々に減少することが確認された。これにより、水を交換することによって、硫酸イオンおよびリン酸イオンの濃度が希釈され、減少方向に向かうことが分かった。
【００３７】
例えば、図４に示す例では、硫酸イオンについては濃度が３０００ｐｐｍ以内であればコンクリートに悪影響を及ぼさないことが分かっているため、３０００ｐｐｍ以下に低下するまで、１０日間程度、吸水および注水を繰り返すことで、環境に悪影響を及ぼさない地盤改良体を形成することが可能である。リン酸イオンについても同様である。
実際の現場においては地盤条件、注入材の種類、組成、濃度および注入量によっても低減日数は異なるが、図４より、本発明による反応生成物の低減効果は明らかである。
以上より、注入地盤の地下水を吸水し、反応生成物を処理して水を注入することによって、反応生成物が急速に低減して環境保全性に優れた改良地盤が形成されることが判る。
【符号の説明】
【００３８】
Ｇ  改良地盤
１０  注入孔
１１  吸水孔
１２  注水孔
１３  コンクリート構造物
１４  計測センサ
１５  吸水ポンプ
１６  吸水送液管
１７  排水処理施設
１８  注水ポンプ
１９  注水送液管
２０  コントローラ
２１  分岐バルブ
２２  水域
【要約】
【課題】非アルカリ性シリカ溶液の注入に伴い生ずる反応生成物によるコンクリート構造物や土中埋設物への悪影響、および、環境への悪影響の発生を防止することのできる地盤改良工法を提供する。
【解決手段】シリカ溶液と反応剤とを含むシリカグラウトを注入して地盤を改良する地盤改良工法である。シリカグラウトによる改良地盤中またはその近傍に吸水孔および注水孔を設けて、シリカグラウトの注入により生じた反応生成物または過剰の反応剤が含まれる地中水を、吸水孔を介して改良地盤中から吸水するとともに、水、または、吸水後に反応生成物の含有量を低減させた地中水を、注水孔を介して改良地盤中に注水することによって、改良地盤中の反応生成物の含有量を低減する。
【選択図】図１【図１】
0005407096.tif 000003
【図２】
0005407096.tif 000004
【図３】
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【図４】
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