(57)【要約】【課題】地盤改良工法の施工に際して発生したスライムを容易に処理することが出来るようなグラウト材用混和剤と、スライム処理方法の提供。【解決手段】グラウト材にアルカリ増粘性エマルションを混合して、地上側に排出されるスライムを適度に疎水性にして、離水性を向上して、脱水可能にせしめ、当該スライムを脱水処理することにより減容化する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
改良するべき地盤を切削、攪拌しつつグラウト材を注入し、切削、攪拌した領域の土壌をグラウト材で置換して、当該地盤中に構造物を形成する地盤改良工法で使用されるグラト材に混合され、アルカリ増粘性エマルションを含有することを特徴とするグラウト材用混和剤。
【請求項２】
前記グラウト材は、グラウト材１００ｋｇに対して０．０１ｋｇ〜１０ｋｇのアルカリ増粘性エマルションを含有している請求項１、２の何れかのグラウト材用混和剤。
【請求項３】
請求項１、請求項２の何れかに記載のグラウト材用混和剤をグラウト材に混合する工程を有することを特徴する地盤改良工法。
【請求項４】
発生したスライムを減容化処理する工程を有する請求項３の地盤改良工法。
【請求項５】
発生したスライムから回収した回収水を再利用する請求項３、４の何れかの地盤改良工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟弱地盤を改良する地盤改良工法において用いられるセメントミルク等のグラウト材に用いられる混和剤と、地盤改良工法の施工に際して発生したスライムを処理する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地盤を改良するに際して、改良するべき軟弱地盤を削孔し、セメントミルク等のグラウト材を地盤中に注入し、地盤中に構造物（地中固結体）を形成する地盤改良工法が広く利用されている。
係る地盤改良工法では、改良するべき地盤にボーリング孔を切削して、地盤を切削しつつグラウト材を注入する装置を有する注入管を目的深度まで挿入する工程と、注入管をゆっくりと回転させながら、水（必要に応じては水と空気）を高圧で噴射して、改良するべき地盤を切削、攪拌しつつグラウト材を注入し、当該切削、攪拌した領域の土壌をグラウト材で置換するグラウト材注入工程とを有しており、最終的に柱状等の地中固結体（グラウト硬化体）を造成している（いわゆる「ジェットグラウト工法」）。
【０００３】
ここで、上述したグラウト材注入工程では、余剰のセメントミルク等を含んだ大量のスライム（排泥土）が、地上側に排出されてしまう。そして、係るスライムは強アルカリ性で且つ自硬性を有するため、その処理が技術的な問題になっている。
また、当該スライムは産業廃棄物として処理しなければならないため、例えばバキューム車等で全量を排出処分するのが一般的である。しかし、産業廃棄物であるスライムの処理施設の用地不足等の問題により、当該スライムを減容化して、処分量を減少する必要がある。また、建設汚泥リサイクルのためには、その様なスライムを再利用することが望まれているが、有効なスライム再利用技術は、未だに提案されていない。
【０００４】
ここで、上述した地盤改良工法のグラウト材注入工程で発生したスライムにおいては、高圧の水（或いは、水と空気）により切削された土壌の土粒子と、地下水と、余剰なグラウト材（セメントミルク等）とが、様々な混合状態を形成している。そしてスライムは、泥水状或いは泥土状の汚泥として地上側に排出される。
そのため、地上側に排出されたスライムの減容化のためには、スライムを固液分離して水分を除去して回収し、回収した水を再利用することが考えられる。
しかし、スライムの比重は１．２〜２．０の高比重であり、凝集沈殿することができない。また、スライムはセメントを含有するため、そのｐＨが１２以上の強アルカリ性である。さらに、スライムに包含されるセメントの水和反応の進行によって自硬性を有するため、スライムが発生後の一定時間内に汚泥処理をしないと硬化してしまう。係る理由により、スライムを直接的に固液分離して再利用することは、実質的に困難である。
【０００５】
従来技術においては、スライムに対して大量に加水して希釈することにより、スライムの比重を低下させ、高分子凝集剤や無機凝集剤等の凝集剤等で凝集沈殿処理する場合がある。
しかし、係る処理を実行するためには、スライムに大量に加水して希釈するための希釈槽、スライムに高分子凝集剤や無機凝集剤等の凝集剤等を添加するための設備、希釈され且つ凝集剤を添加されたスライムが凝集沈殿を行なうための凝集沈殿槽等を有するシステムを設備しなければならず、その様なシステム設置には多大なコストが発生する。そのため、費用対効果の点から、係るシステムによる処理は困難である。
これ等の理由から、上述したスライムを処理するためには、産業廃棄物として全量処分するという簡易な手段を選択せざるを得ない。
【０００６】
その他の従来技術として、例えば、高圧で噴射されて土壌を切削する切削水やセメントミルクに高分子凝集剤を予め添加し、発生するスライムの粘性を低下させる方法が提案されている（特許文献１参照）。
係る従来技術（特許文献１）では、スライムが高分子凝集剤を包含するため、スライムをフロック（凝集体）化させるという点で、固液分離のために有効である。しかし、当該フロックは親水性であるために、高比重のスライムでは離水率が低く、脱水効果が殆ど得られないと言う問題を有している。
また、係る方法で回収した脱離水を回収水として利用する場合、当該回収水には凝集剤が残留してしまうので、セメントミルクの調合水として再利用することができない、と言う問題も有している。
【０００７】
また、回収水の凝集剤の量を調整する方法を開示した従来技術も存在する（特許文献２参照）。
しかし、係る従来技術（特許文献２）では、施工毎に地盤の土質やグラウト材の回収量が異なるため、スライムの性状も施工毎に変動し、その結果、凝集剤の吸着量や適正量も施工毎に異なってしまい、凝集剤残留量の管理が困難であるという問題が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２１４４３０号公報
【特許文献２】特開平９−１５８１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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、地盤改良工法の施工に際して発生したスライムを容易に処理することが出来るようなグラウト材用混和剤と、スライム処理方法の提供を目的としている。
また本発明は、スライムの固液分離性が向上して脱水が容易となる様なグラウト材用混和剤と、その様な混和剤を用いた場合におけるスライム処理方法の提供を目的としている。
さらに本発明は、グラウト材のブリージングを抑制することが出来るグラウト材用混和剤の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者等は、種々研究の結果、アルカリ増粘性エマルションをセメントミルク等のグラウト材に混合して使用すれば、発生するスライムが脱水可能な性状で、地上側に排出されることを見出した。
【００１１】
本発明は係る知見により創作されたものであり、本発明のグラウト材用混和剤は、改良するべき地盤を切削、攪拌しつつグラウト材を注入し、切削、攪拌した領域の土壌をグラウト材で置換して、当該地盤中に構造物（地中固結体）を形成する地盤改良工法で使用されるグラウト材に混合され、アルカリ増粘性エマルションを含有することを特徴としている。
本発明において、セメントミルク等のグラウト材には、セメント減水剤と呼ばれる分散剤が併用されるのが好ましい。
そして、ブリージング防止の増粘作用を果たすアルカリ増粘性エマルションの添加量は、セメントミルク等のグラウト材を、目的とする地盤位置に円滑に注入できるように、すなわち、グラウト材が地盤に適した流動性を保ち、地盤内でブリージングすることなく、且つ、適当な分離抵抗性がバランスするように、混合割合を調整するのが好ましい。
例えば、グラウト材１００ｋｇに対し、０．０１〜１０ｋｇ、より好ましくは、０．０５〜５ｋｇのアルカリ増粘性エマルションを含有するのが好ましい。
【００１２】
ここで、グラウト材としてはセメント類が好ましい。そして、セメント類としては、普通ポルトランドセメントのほかに、高炉セメント、フライアッシュセメント、早強セメントなどのセメント類を用いることが出来る。
それに加えて、セメントの他に、各種の混和剤、たとえばフライアッシュ、シリカフューム、高炉スラグ、膨張材などを含む硬化材も、上述したグラウト材と同様に、本発明の混和剤を使用することができる。
すなわち、本発明のグラウト材用混和剤を混入するグラウト材としては、セメント等の種類は特に限定されるものではない。
【００１３】
また、グラウト材としてはセメントミルク等も包含される。ここで、セメントミルク等とは、セメントミルクに分散剤や増粘剤及び消泡剤を含有したものを含んでいる。
分散剤とは、例えばメラミンスルホン酸ホルムアルデヒド高縮合物、ナフタリンスルホン酸ホルムアルデヒド高縮合物、ポリカルボン酸系重合体、リグニンスルホン酸塩などを含んでおり、減水剤あるいは流動化剤とも呼ばれる分散剤も包含している。分散剤の種類は特に限定されるものではない。
【００１４】
増粘剤とは、例えばカルボキシアルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロースなどの水溶性セルロース誘導体、グアガム、アルギン酸ナトリウム、カラギーナンなどの水溶性天然ゴムおよびその誘導体、α化デンプン、カルボキシメチル化デンプンなどの水溶性デンプンおよびその誘導体、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコールなどの水溶性合成高分子などを含んでいる。そして、セメントミルクの配合や地盤条件によって、各種の水溶性増粘剤を選択して使用することができ、特に限定されるものではない。
消泡剤とは、グラウト材の高圧噴射時に巻き込み気泡によって発生する多量の気泡がグラウト性を阻害する場合に、当該気泡の発生を抑制するものであり、例えばシリコーン系消泡剤や、鉱物系消泡剤、界面活性剤系消泡剤等を選択して使用することができる。消泡剤についても、特に限定されるものではない。
【００１５】
本発明のグラウト材用混和剤に含有されるアルカリ増粘性エマルションとしては、水媒体中にアルカリ増粘性ポリマーが分散されているエマルション、すなわち、水性エマルションを用いることが出来る。
ここでアルカリ増粘性ポリマーは、分子内にアルカリ性物質により親水性が高まる基を有するポリマーである。アルカリ性物質により親水性が高まる基としては、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、フェノール性水酸基、リン酸基等の酸性基やカルボン酸エステル基、リン酸エステル基、硫酸エステル基等を分子内に含有するポリマーが該当する。また、アルカリ性物質により容易に加水分解してカルボキシル基を生成するポリマーが該当する。
本発明においては、カルボシキル基を含有するアクリル系エマルション、またはアクリル酸メチルを含みグラウト材中でカルボキシル基を生成するアクリル系エマルションが好ましい。
【００１６】
本発明の実施に際して、前記グラウト材は分散剤を含有しているのが好ましい。
この場合、前記分散剤は、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド高縮合物、ナフタリンスルホン酸ホルムアルデヒド高縮合物、ポリカルボン酸系重合体、芳香族アミノスルホン酸系重合体及びニグリンスルホン酸塩の何れかより選択される（一種又は二種以上よりなる）のが好ましい。
【００１７】
ここで、本発明のグラウト材用混和剤は、グラウト性を向上させるための他の混和剤、例えば遅延剤、硬化促進剤等と併用することが可能である。
本発明の地盤改良工法は、上述したグラウト材用混和剤（請求項１、請求項２の何れかに記載のグラウト材用混和剤）をグラウト材に混合する工程を有することを特徴としている。
【００１８】
ここで、本発明の地盤改良工法は、発生したスライムを減容化処理する工程を有しているのが好ましい。
或いは、本発明の地盤改良工法は、発生したスライムから回収した回収水を再利用するのが好ましい。
【００１９】
上述した地盤改良工法（請求項４の地盤改良工法）において、発生したスライムは、自然重力脱水と機械的脱水によって脱水することが出来る。ここで、スライムは高比重であるため、フィルタープレス、ベルトプレス、遠心脱水等の機械的脱水設備で固液分離を強制的に行って、脱離水を回収することが好ましい。
ここで、スライム中のセメント粒子が（スライム中の）水と水和反応して、スライム発生後の数時間内に硬化反応を進行するため、スライムの処理に長時間が費やされてしまうと、配管設備が閉塞し、汚泥ピット内のスライムが固化して強度発現してしまう恐れがある。従って、発生したスライムの処理については、全ての処理作業を短時間で完了することが望ましい。
【００２０】
上述した地盤改良工法（請求項３、４の地盤改良工法）において、発生したスライムから分離して回収した回収水において、回収水中の固形物（通称ＳＳ成分：地盤条件等によって含有量が異なる）が多い時には、ろ布や布製袋等を使用してろ過することが好ましい。
また、回収水をグラウト材の調合水以外の現場用水や、機械設備等の洗浄水として利用する場合には、回収水をｐＨ調整して、アルカリ性を中和することが好ましい。
さらに、水質調整のため、凝集剤等を使用して２次的に後処理を行い、回収水をより清澄にせしめることが可能である。
【発明の効果】
【００２１】
上述した構成を具備する本発明のグラウト材（例えばセメントミルク等）用混和剤は、アルカリ増粘性エマルションを含有している。グラウト材中におけるアルカリ増粘性エマルションのポリマー粒子の作用に関するメカニズムは明らかではないが、グラウト時のポリマー粒子はグラウト材のセメントミルク等から生成するカルシウム等のアルカリ成分の存在下で親水性が高まり、一部又は全部が溶解するか、ポリマー粒子が膨潤して広がって、セメント粒子に作用し、それにより、グラウト材が適度に増粘して、ブリージング抑制の効果を発現すると推定される。
そしてグラウト材の粘性が増加することにより、地盤に注入されて原位置土と混合、攪拌された際に、グラウト材として収束性（噴流或いはジェットとして噴射された際に拡散しない性質）が向上する。
【００２２】
次いで、地盤中では切削土とグラウト材が置換されるが、切削土と共に余剰のグラウト材もスライムとして排出される。
したがって、係るスライム中では、グラウト材に地盤土粒子や様々な侠雑物質が加わって混在するので、アルカリ性物質の相対量が減少して、アルカリ増粘性エマルションのアルカリ可溶作用に寄与した親水性が失われ、ポリマー粒子は増粘作用や吸着作用等を奏しなくなる。そして、ポリマー粒子が親水性を失うことによって、スライムも疎水性となり、スライム中の水分が分離され易くなって、スライムを直接的に固液分離することや脱水することが容易になると考えられる。
【００２３】
本発明において、グラウト材（例えばセメントミルク）１００ｋｇに対して、アルカリ増粘性エマルションを０．０１〜１０ｋｇ、より好ましくは０．０５〜５ｋｇ添加すれば、アルカリ増粘性エマルションを添加しない場合に比較して、排出されるスライムが適度に疎水性となり、離水性が良好となり、脱水可能となる。
【００２４】
本発明において、セメントミルク等のグラウト材にアルカリ増粘性エマルションを添加した際に、改良するべき地盤を切削、攪拌しつつグラウト材を注入し、切削、攪拌した領域の地盤をグラウト材で置換して、当該地盤中に構造物（地中固結体）を形成する地盤改良工法における基準である「Ｐロート落下時間が１２秒以下」という基準を超えてしまったとしても（Ｐロート落下時間が１２秒を超えたとしても）、分散剤（セメント減水剤、流動化剤）を併用すれば、「Ｐロート落下時間が１２秒以下」という基準を充足することが可能である。
当該分散剤は、アルカリ増粘性エマルションと相反する作用効果を奏するからである。
【００２５】
また、本発明の地盤改良工法によれば、当該アルカリ増粘性エマルションが混和されたグラウト材を地盤に注入するため、上述したのと同様に、スライムに含まれる水分に離水性が向上する。
そのため、公知の手段によってスライムを脱水処理することにより、固形分の減容化が可能となり、産業廃棄物の発生が抑制される。
【００２６】
さらに、本発明の地盤改良工法では、凝集剤を使用していないため、発生したスライムを脱水処理することによって得られた回収水を、そのままグラウト材（セメントミルク）の調合水として再利用できる。
そして、本発明において、発生したスライムから回収水をｐＨ調整して、アルカリ性を中和すれば、ｐＨ調整した上澄み水をグラウト材の調合水以外の用途、例えば、現場用水や機械設備等の洗浄水として利用することが可能である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
発明者等は、発生スライムの脱水可能性について種々検討を重ねた結果、セメントミルク等へのアルカリ増粘性エマルションの混合割合を、セメントミルク１００ｋｇに対して、０．０１〜１０ｋｇ、より好ましくは０．０５〜５ｋｇにすると、アルカリ増粘性エマルションを添加していない場合に比べて、排出したスライムが適度に疎水性となり離水性が良く、脱水可能であることを見出した。
【００２８】
［実験例１］
発明者等はセメントミルク１００ｋｇに対して、アルカリ増粘性エマルションを１０ｋｇ添加した試料と、１１ｋｇ添加した試料を作成して、各々の試料について、複数回に亘ってグラウト材を高圧噴射する実験を行なった。
セメントミルク１００ｋｇに対して、アルカリ増粘性エマルションを１０ｋｇ添加した試料については、高圧噴射をする際に特に問題を生じなかった。
これに対して、セメントミルク１００ｋｇに対して、アルカリ増粘性エマルションを１１ｋｇ添加した試料については、セメントミルクの粘度が高くなり過ぎて、噴射できないケースが存在した。
実験例１により、アルカリ増粘性エマルションの添加量は、グラウト材であるセメントミルク１００ｋｇに対して、１０ｋｇが上限となることが分かった。
【００２９】
［実験例２］
発明者等はセメントミルク１００ｋｇに対して、アルカリ増粘性エマルションを０．０１ｋｇ添加した試料と、０．００５ｋｇ添加した試料を作成して、各々の試料について、３０分間でブリージングを生じるか否かの実験を行なった。
セメントミルク１００ｋｇに対して、アルカリ増粘性エマルションを０．００５ｋｇ添加した試料では、微小なフロックを生成し難い傾向が確認された。そして、セメントミルク単体であれば固液分離が可能であっても、土壌粒子等と混合したスライムの状態では、アルカリ増粘性エマルションの絶対量が不足し、良好な微小フロックが得られないことが確認された。
これに対して、セメントミルク１００ｋｇに対して、アルカリ増粘性エマルションを０．０１ｋｇ添加した試料については、スライムの状態でも微小フロックが生成され、固液分離が可能となった。
実験例２より、アルカリ増粘性エマルションの添加量は、グラウト材であるセメントミルク１００ｋｇに対して、０．１ｋｇが下限となることが分かった。
【００３０】
［実験例３］
セメントミルク１００ｋｇに対して、アルカリ増粘性エマルションの添加量を変更して、グラウト材濃度が薄い場合（Ｗ／Ｃ＝１５０％）、濃い場合（Ｗ／Ｃ＝８０％）、施工地盤が砂質地盤の場合、粘性地盤の場合について、実験例１〜実験例３と類似する実験を行なった。
その結果、セメントミルク１００ｋｇに対して、アルカリ増粘性エマルションを０．０５ｋｇ以上加えると、グラウト材濃度が薄い場合（Ｗ／Ｃ＝１５０％）、濃い場合（Ｗ／Ｃ＝８０％）、施工地盤が砂質地盤の場合、粘性地盤の場合の全ての場合について、粘度が不足してしまうことは無いことが確認できた。
また、セメントミルク１００ｋｇに対して、アルカリ増粘性エマルションの添加量が５．０ｋｇ以下であれば、グラウト材濃度が薄い場合（Ｗ／Ｃ＝１５０％）、濃い場合（Ｗ／Ｃ＝８０％）、施工地盤が砂質地盤の場合、粘性地盤の場合の全ての場合について、粘度が過多になってしまうことがない旨が確認できた。
【００３１】
さらに、セメントミルク１００ｋｇに対して、アルカリ増粘性エマルションの添加量が０．５〜５．０ｋｇの範囲内であれば、粘性地盤に施工した場合のスライムに脱水処理を施した際に脱水不足となってしまうことがなく、グラウト材の固化作用が良好に発揮されることが確認出来た。
同様に、スライムの比重が１．５以上の高い数値であっても、脱水処理を施した際に脱水不足となってしまうことがなく、粘性が過多にはならないことが確認できた。
換言すれば、実験例３により、アルカリ増粘性エマルションの添加量は、グラウト材であるセメントミルク１００ｋｇに対して、０．５ｋｇ〜５．０ｋｇが好ましいことが分かった。
【００３２】
［実験例４］
実験例４は、セメントミルク注入時のＰロート流下時間とブリージング率を求める実験である。
実験例４では、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が１００％となるように、普通ポルトランドセメント１００重量部に対して、水および混和剤の合計を１００重量部として配合した試験用グラウト材を、サンプル１〜４として調整して、実験に供している。ここで、サンプル１〜４は、グラウト材用混和剤として添加したアルカリ増粘性エマルションが異なっている。混和剤の添加量は、試験用グラウト材に対する混和剤量の重量比率で、１．０重量％である。
そして、アルカリ増粘性エマルション以外の混和剤（無添加の場合を含む）をセメントミルクに添加したグラウト材を、比較例１〜６として、実験例４に供している。
【００３３】
サンプル１は、アクリル系のアルカリ増粘性エマルション「アロンＢ−３００Ｋ」（商品名：東亞合成社株式会社製：固形分４４％：表１では「記号１」と表記）を、混和剤として用いている。
サンプル２は、アクリル系のアルカリ増粘性エマルション「アロンＡ−７０５５」（商品名：東亞合成社株式会社製：固形分３５％：表１では「記号２」と表記）を、混和剤として用いている。
サンプル３は、アクリル系のアルカリ増粘性エマルション「ボンコートＨＶ−Ｅ」（商品名：ＤＩＣ株式会社製：固形分３０％：表１では「記号３」と表記）を、混和剤として用いている。
サンプル４は、アクリル系のアルカリ増粘性エマルション「ボンコートＴＡ−９６」（商品名：ＤＩＣ株式会社製：固形分３０％：表１では「記号４」と表記）を、混和剤として用いている。
【００３４】
比較例１は、混和剤を含まないグラウト材であり、表１では「ブランク」と示されている。
比較例２は、アルカリ増粘性を示さない非アルカリ増粘性エマルション類（アクリル系）である「モビニール７７００」（商品名：日本合成化学工業株式会社製：固形分４５％：表１では「記号５」と表記）を、混和剤として用いている。
比較例３は、ＥＶＡ系の非アルカリ増粘性エマルション類である「モビニール１０６Ｅ」（商品名：日本合成化学工業株式会社製：固形分４５％：表１では「記号６」と表記）を、混和剤として用いている。
比較例４は、カチオン性アクリル系の非アルカリ増粘性エマルション類「ボンドＣＡＴ１８」（商品名：コニシ株式会社製：固形分３６％：表１では「記号７」と表記）を、混和剤として用いている。
なお、非アルカリ増粘性エマルション類（表１：記号５〜７）は、ポリマーセメントモルタル用の混和剤として用いられている。
【００３５】
比較例５では、無機凝集剤であるポリ塩化アルミ（例えば、多木化学株式会社製の商品名「ＰＡＣ２５０Ａ」）が、グラウト材に添加されている。
比較例６では、高分子凝集剤（例えば、三洋化学工業株式会社の商品名「サンフロックＡＨ−２００Ｐ」）が、グラウト材に添加されている。
【００３６】
実験例４の結果として、サンプル１〜４、比較例１〜６の各々について、セメントミルク注入時のＰロート流下時間とブリージング率が、下表１に示されている。
表１
2011190627.tif 000002
【００３７】
実験例４において、流動性は、Ｐロートを用いて、混練直後の流下時間を測定した。
ブリージング率は、土木協会基準のグラウト袋にサンプル１〜４、比較例１〜６の各々を充填して、３時間後のブリージング水の量（％）を測定した。
【００３８】
表１で示す実験例４の実験結果によれば、アルカリ増粘性エマルション類（記号１〜記号４）は、何れもセメントミルクに対して増粘作用を発現し、Ｐロート流下時間が、セメントミルクを噴射して地盤改良を行なう工法の施工基準に適合する範囲になる。すなわち、増粘はするが、使用可能な範囲になっている。
ブリージング率については、比較例のブランク（混和剤無添加）の５２％に対して、サンプル１は３５％と低下しており、良好なグラウト性状に改善できた。
実験例４の結果から、アルカリ増粘性エマルション類は、何れもグラウト性に悪影響を及ぼさない範囲で使用できることが判明した。
【００３９】
実験例４において、非アルカリ増粘性エマルション類を添加した比較例２、３では、ブリージング率が５３％、５０％と大きく、グラウト材の安定性に改善が見られなかった。
非アルカリ増粘性エマルション類（記号７）を添加した比較例４、無機凝集剤を添加した比較例５は、Ｐロートの流下時間が１３．０秒、１５秒であり、ジェットグラウト協会基準の１２秒以下という要件を充足しておらず、グラウト材の流動性に関する基準を満足していない。
比較例４、比較例５、高分子凝集剤を添加した比較例６のブリージング率は、それぞれ６０％、６２％、４９％であり、ブリージング性が悪いことが判明した。
これにより、本発明の混和剤を添加したグラウト材は、グラウト材として必要な性状を具備していることが判明した。
【００４０】
［実験例５］
実験例５では、スライム処理における脱水量に関して、実験を行なった。
実験例５において、水１００ｇに混和剤として、各種エマルション類１ｇを予め混合して、次いで、普通ポルトランドセメント１００ｇと混合して試験用グラウト材とした。
実験例４におけるサンプル１と同じアルカリ増粘性エマルション（表１、２における記号１）を混合した試験用グラウト材を、サンプル５とした。
実験例４におけるサンプル２と同じアルカリ増粘性エマルション（表１、２における記号２）を混合した試験用グラウト材を、サンプル６とした。
実験例４におけるサンプル３と同じアルカリ増粘性エマルション（表１、２における記号３）を混合した試験用グラウト材を、サンプル７とした。
実験例４におけるサンプル４と同じアルカリ増粘性エマルション（表１、２における記号４）を混合した試験用グラウト材を、サンプル８とした。
【００４１】
また、混和剤を添加しない（表１、２において「ブランク」と表記）試験用グラウト材を、比較例７とした。
実験例４における比較例２と同じ非アルカリ増粘性エマルション（表１、２における記号５）を混合した試験用グラウト材を、比較例８とした。
実験例４における比較例３と同じ非アルカリ増粘性エマルション（表１、２における記号６）を混合した試験用グラウト材を、比較例９とした。
実験例４における比較例４と同じ非アルカリ増粘性エマルション（表１、２における記号７）を混合した試験用グラウト材を、比較例１０とした。
【００４２】
実験例５では、グラウト材が地盤の切削土と混合されて、スライムとして排出される場合を想定して、サンプル５〜８、比較例７〜１０の試験用グラウト材に粘土（栃木産粘土、トチクレー）４０ｇを混練して模擬的なスライムを作成した。
この模擬的なスライムを、フィルタープレス機用の濾布により、濾過することにより、固液分離処理を行なった。
実験例５では、容器を重量秤の上に静置し、上述の模擬スライムの全量をフィルタープレス機用の濾布に包み込んで、容器内で手絞りを行なった。そして、手絞りした濾液を採取して重量を計測した。その際に、手絞りで濾液が出なくなるまで、絞り切った。
【００４３】
実験例５の結果を表２で示す。
表２
2011190627.tif 000003
【００４４】
［実験例６］
次に実験例６について説明する。
実験例６では、試験に際しては、水３７０ｇに混和剤として前述したサンプル１、サンプル５と同一のアルカリ増粘性エマルションを混合し、次いで普通ポルトランドセメント３８０ｇと混合して実験例５における試験用グラウト材とした。アルカリ増粘性エマルションの添加量は、試験用グラウト材に対する重量比率で２．０重量％である。
そして、グラウト材が地盤の土砂と混合されて、スライムとして排出される場合を想定して、この試験用グラウト材に粘土（栃木産粘土、トチクレー［Ｍ３０］：サンプル番号９）１５２ｇを混練して模擬的なスライムを作成した。
【００４５】
そして、実験例６における試験用グラウト材と栃木産粘土とを混練したスライムが、サンプル９である。
豊洲付近から産出した粘土と混練したスライムが、サンプル１０である。
名古屋港南区砂質土と混練したスライムが、サンプル１１である。
ベントナイトと混練したが、サンプル１２である。
【００４６】
実験例６において、水３７０ｇと普通ポルトランドセメント３８０ｇを混合して、栃木産粘土とを混練したスライムが、比較例１１である。
実験例４における比較例２及び実験例５における比較例８と同じ非アルカリ増粘性エマルション（表１、２、３における記号５）と水３７０ｇを混合し、普通ポルトランドセメント３８０ｇを混合して、栃木産粘土とを混練したスライムが、比較例１２である。
【００４７】
実験例６においても、実験例５と同様に、手絞りして濾液重量を計測した。
実験例６の結果は、下表３で示されている。
表３
2011190627.tif 000004
【００４８】
表３から明らかなように、本発明によれば、栃木産粘土と混合したスライムのみならず、豊洲付近から産出した粘土、名古屋港南区砂質土、ベントナイトと混合したスライムであっても、相当量の濾液を絞ることが出来て、固液分離（或いは、水の回収）が行なわれ、分離された（回収された）水の分だけ減容化が達成できた。
換言すれば、実験例６から、本発明におけるスライムの減容化という作用は、多種類のスライムについて発揮されることが予想される。
それに対して、比較例１１、１２では、濾過そのものが困難であり、固液分離（或いは、水の回収）が行なわれず、減容化は困難である。すなわち、アルカリ増粘性エマルションを添加しなければ、本発明におけるような減容化は不可能であることが分った。
【００４９】
［実施例１］
水セメント比（Ｗ／Ｃ）１００％のセメントミルクに、分散剤（例えば、花王株式会社製の商品名「マイティー１５０」）を添加して、グラウト材とした。このグラウト材１００ｋｇ当りに、実験例３のサンプル１、実験例４のサンプル５と同一のアルカリ増粘性エマルション（記号１）を１ｋｇ（１重量％）添加して、アジテータで配合して地盤改良に供した。
【００５０】
細砂層の軟弱地盤の上述の地盤改良工法（いわゆる「ジェットグラウト工法」）で地盤改良施工を行った結果、地上に排出されたスライムは、比重１．６０、乾燥固形分６１．５％、水分３８．５％であった。
このスライムを、フィルタープレス型脱水機により脱水したところ、スライム１ｍ３当り３７５ｋｇの水（回収水）と、排土１２２５ｋｇ（含水率１９．７％）に分離した。
脱水処理で回収された水は無色透明で、浮遊固形分（ＳＳ）は数ｐｐｍ以下であった。そして、この回収水のｐＨは約１０であり、アルカリ性を示したため、セメントミルクの調合水として再利用した。
【００５１】
［実施例２］
セメントミルクに実施例１で用いられたのと同一のアルカリ増粘性エマルション（実験例３のサンプル１、実験例４のサンプル５と同一のアルカリ増粘性エマルション：記号１）を混和剤として、セメントミルク１ｍ３当り１０ｋｇ（１重量％）をアジテータで混合して、細砂層の軟弱地盤について、上述の地盤改良工法（いわゆる「ジェットグラウト工法」）に施工した。
施工に伴って排出されたスライムは、比重１．３５、乾燥固形分４２．５％、水分５７．５％であった。
このスライムを、スクリュープレス型遠心脱水機に連続的に注入して脱水した。脱水処理水（回収水）の浮遊固形分（ＳＳ）は５０ｐｐｍであった。
脱水処理水を中間タンクに集め、炭酸ガスでｐＨを約８以下に中和調整して、上澄み水を場内の洗浄用水に再利用した。
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月28日(2011.6.28)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、軟弱地盤を改良する地盤改良工法において用いられるセメントミルク等のグラウト材と、地盤改良工法の施工に際して発生したスライムを処理する技術に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
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、地盤改良工法の施工に際して発生したスライムを容易に処理することが出来るようなグラウト材と、スライム処理方法の提供を目的としている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明によれば、軟弱地盤を改良するために地盤を切削、撹拌してグラウト材を注入し、その切削した地盤の領域の土壌をそのグラウト材で置換してその地盤中に構造物を形成する地盤改良工法で使用される地盤改良用グラウト材において、そのグラウト材はグラウト材用混合和剤としてアルカリ増粘性エマルションが混合され、その混合される割合いはグラウト材１００ｋｇに対してアルカリ増粘性エマルションが０．０１ｋｇ〜１０ｋｇ混合されている。
本発明において、セメントミルク等のグラウト材には、セメント減水剤と呼ばれる分散剤が併用されるのが好ましい。
そして、ブリージング防止の増粘作用を果たすアルカリ増粘性エマルションの添加量は、セメントミルク等のグラウト材を、目的とする地盤位置に円滑に注入できるように、すなわち、グラウト材が地盤に適した流動性を保ち、地盤内でブリージングすることなく、且つ、適当な分離抵抗性がバランスするように、混合割合を調整するのが好ましい。
例えば、グラウト材１００ｋｇに対し、０．０１〜１０ｋｇ、より好ましくは、０．０５〜５ｋｇのアルカリ増粘性エマルションを含有するのが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明のグラウト材用混和剤は、グラウト性を向上させるための他の混和剤、例えば遅延剤、硬化促進剤等と併用することが可能である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また本発明によれば、  軟弱地盤を改良するために地盤を切削、撹拌してグラウト材を注入し、その切削した地盤の領域の土壌をそのグラウト材で置換してその地盤中に構造物を形成する際に排出されるスライムのスライム処理方法において、前記グラウト材１００ｋｇに対してアルカリ増粘性エマルション０．０１ｋｇ〜１０ｋｇを混合する工程と、その地盤の土壌をその混合したグラウト材で置換して排出した前記スライムを減容化処理する工程とを有している。
そして、本発明によれば、発生したスライムから回収水を回収する工程と、その回収した回収水を再利用する工程とを含んでいる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
上述した地盤改良工法のスライム処理方法において、発生したスライムは、自然重力脱水と機械的脱水によって脱水することが出来る。ここで、スライムは高比重であるため、フィルタープレス、ベルトプレス、遠心脱水等の機械的脱水設備で固液分離を強制的に行って、脱離水を回収することが好ましい。
ここで、スライム中のセメント粒子が（スライム中の）水と水和反応して、スライム発生後の数時間内に硬化反応を進行するため、スライムの処理に長時間が費やされてしまうと、配管設備が閉塞し、汚泥ピット内のスライムが固化して強度発現してしまう恐れがある。従って、発生したスライムの処理については、全ての処理作業を短時間で完了することが望ましい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
上述した地盤改良工法のスライム処理方法において、発生したスライムから分離して回収した回収水において、回収水中の固形物（通称ＳＳ成分：地盤条件等によって含有量が異なる）が多い時には、ろ布や布製袋等を使用してろ過することが好ましい。
また、回収水をグラウト材の調合水以外の現場用水や、機械設備等の洗浄水として利用する場合には、回収水をｐＨ調整して、アルカリ性を中和することが好ましい。
さらに、水質調整のため、凝集剤等を使用して２次的に後処理を行い、回収水をより清澄にせしめることが可能である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟弱地盤を改良するために地盤を切削、撹拌してグラウト材を注入し、その切削した地盤の領域の土壌をそのグラウト材で置換してその地盤中に構造物を形成する地盤改良工法で使用される地盤改良用グラウト材において、そのグラウト材はグラウト材用混合和剤としてアルカリ増粘性エマルションが混合され、その混合される割合いはグラウト材１００ｋｇに対してアルカリ増粘性エマルションが０．０１ｋｇ〜１０ｋｇ混合されていることを特徴とする地盤改良用グラウト材。
【請求項２】
前記アルカリ増粘性エマルションは、カルボキシル基、スルホン酸基、フェノール性水酸基、リン酸基等の酸性基やカルボン酸エステル基、リン酸エステル基、硫酸エステル基等を分子内に含有するポリマー、あるいは、カルボキシル基を含有するアクリル系エマルション、またはアクリル酸メチルを含みグラウト材中でカルボキシル基を生成するアクリル系エマルションである請求項１記載の地盤改良用グラウト材。
【請求項３】
軟弱地盤を改良するために地盤を切削、撹拌してグラウト材を注入し、その切削した地盤の領域の土壌をそのグラウト材で置換してその地盤中に構造物を形成する際に排出されるスライムのスライム処理方法において、前記グラウト材１００ｋｇに対してアルカリ増粘性エマルション０．０１ｋｇ〜１０ｋｇを混合する工程と、その地盤の土壌をその混合したグラウト材で置換して排出した前記スライムを減容化処理する工程とを有することを特徴とするスライム処理方法。
【請求項４】
発生したスライムから回収水を回収する工程と、その回収した回収水を再利用する工程とを含む請求項３記載のスライム処理方法。