(57)【要約】      （修正有）【課題】少なくとも珪酸ソーダ及び硫酸を含有する地盤注入用固結材を地盤に注入する地盤注入工法であって、地盤への硫酸イオンの溶出が抑制された地盤注入工法を提供する。【解決手段】少なくとも珪酸ソーダ及び硫酸を含有する地盤注入用固結材を地盤に注入する地盤注入工法であって、前記地盤注入用固結材の注入に先立ち、カルシウム含有水溶液を注入することを特徴とする地盤注入工法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも珪酸ソーダ及び硫酸を含有する地盤注入用固結材を地盤に注入する地盤注入工法であって、前記地盤注入用固結材の注入に先立ち、カルシウム含有水溶液を注入することを特徴とする地盤注入工法。
【請求項２】
前記地盤注入用固結材に対する前記カルシウム含有水溶液の割合は、前記地盤注入用固結材１Ｌに対する前記カルシウム含有水溶液中のカルシウム成分の量で規定した場合に、酸化カルシウム換算で０．３ｇ以上である、請求項１に記載の地盤注入工法。
【請求項３】
前記カルシウム含有水溶液は、水酸化カルシウム水溶液である、請求項１又は２に記載の地盤注入工法。
【請求項４】
前記地盤注入用固結材は、更にコロイダルシリカを含有する、請求項１〜３のいずれかに記載の地盤注入工法。
【請求項５】
前記珪酸ソーダは、ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏで表されるモル比が２．０〜５．２であり、且つ、ＳｉＯ２濃度が１７〜４０質量％である、請求項１〜４のいずれかに記載の地盤注入工法。
【請求項６】
前記コロイダルシリカは、ＳｉＯ２の平均粒子径が３〜３０ｎｍであり、且つ、ＳｉＯ２濃度が２０〜５０質量％である、請求項４又は５に記載の地盤注入工法。
【請求項７】
前記コロイダルシリカと前記珪酸ソーダの割合は、ＳｉＯ２の質量比に換算して１０：９０〜６０：４０である、請求項３〜６のいずれかに記載の地盤注入工法。
【請求項８】
コンクリートによって構築された構造物又はプレストレストコンクリート杭の近傍の地盤に施工する、請求項１〜７のいずれかに記載の地盤注入工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤注入用固結材を使用した地盤注入工法に関し、特に硬化剤である硫酸に起因した地盤への硫酸イオンの溶出が抑制された地盤注入工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、珪酸ソーダを必須成分として含有する地盤注入用固結材は知られている。例えば、特許文献１の請求項１には、「コロイダルシリカと、水ガラス（珪酸ソーダ）とを含み、地盤への注入前にはそれ自体でゲル化しないアルカリ性シリカ溶液からなる地盤注入用固結材。」が記載されている。
【０００３】
上記特許文献１には、コロイダルシリカと水ガラスの混合物（アルカリ性シリカ溶液）に反応剤（硬化剤）として硫酸、リン酸等を添加できることが記載されている。詳細には、特許文献１の［0029］段落には、「例えば、アルカリ性シリカ溶液に酸性反応剤を添加して該溶液を酸性〜中性領域に調整して所定のゲル化時間を有するグラウトとすることができる。」と記載されている。
【０００４】
そして、地盤注入用固結材は地盤やコンクリート構造物の空洞、間隙等を埋める用途、例えば、地盤改良、液状化防止、止水、補強等をはじめとして幅広く用いられている。
【０００５】
従来の地盤注入用固結材は、特に硬化剤として硫酸を用いる場合には、地盤注入後に硫酸イオン（いわゆる硫酸根）が地盤に溶出して地盤を汚染する問題や、溶出した硫酸イオンがコンクリート構造物などを侵食（劣化）する問題が指摘されている。
【０００６】
よって、周囲環境に配慮した地盤注入用固結材の開発が求められており、例えば、硬化剤として硫酸の代わりにリン酸や炭酸ガスを用いることにより硫酸イオンを発生させない手段が提案できるが、価格及び供給の容易性の観点では硫酸を用いることが望ましいため、硫酸を使用することを前提として上記問題を改善する工夫が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、少なくとも珪酸ソーダ及び硫酸を含有する地盤注入用固結材を地盤に注入する地盤注入工法であって、地盤への硫酸イオンの溶出が抑制された地盤注入工法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、硫酸を含有する地盤注入用固結材の地盤への注入に先立ち、カルシウム含有水溶液を注入する特定の地盤注入工法によれば上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち、本発明は、下記の地盤注入工法に関する。
１．少なくとも珪酸ソーダ及び硫酸を含有する地盤注入用固結材を地盤に注入する地盤注入工法であって、前記地盤注入用固結材の注入に先立ち、カルシウム含有水溶液を注入することを特徴とする地盤注入工法。
２．前記地盤注入用固結材に対する前記カルシウム含有水溶液の割合は、前記地盤注入用固結材１Ｌに対する前記カルシウム含有水溶液中のカルシウム成分の量で規定した場合に、酸化カルシウム換算で０．３ｇ以上である、上記項１に記載の地盤注入工法。
３．前記カルシウム含有水溶液は、水酸化カルシウム水溶液である、上記項１又は２に記載の地盤注入工法。
４．前記地盤注入用固結材は、更にコロイダルシリカを含有する、上記項１〜３のいずれかに記載の地盤注入工法。
５．前記珪酸ソーダは、ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏで表されるモル比が２．０〜５．２であり、且つ、ＳｉＯ２濃度が１７〜４０質量％である、上記項１〜４のいずれかに記載の地盤注入工法。
６．前記コロイダルシリカは、ＳｉＯ２の平均粒子径が３〜３０ｎｍであり、且つ、ＳｉＯ２濃度が２０〜５０質量％である、上記項４又は５に記載の地盤注入工法。
７．前記コロイダルシリカと前記珪酸ソーダの割合は、ＳｉＯ２の質量比に換算して１０：９０〜６０：４０である、上記項３〜６のいずれかに記載の地盤注入工法。
８．コンクリートによって構築された構造物又はプレストレストコンクリート杭の近傍の地盤に施工する、上記項１〜７のいずれかに記載の地盤注入工法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の地盤注入工法は、地盤注入用固結材が硬化剤として硫酸を用いるものの、地盤注入用固結材の注入に先立ち、カルシウム含有水溶液を注入する工程を有することにより、先に注入されたカルシウム含有水溶液と後に注入された地盤注入用固結材との接触部分で硫酸カルシウム・二水和物を主とする溶解性の低い石膏層又は石膏体を形成するため、地盤注入後に硫酸イオンの地盤への溶出が抑制され、周囲環境への影響が抑制されている。特に、硫酸イオンの地盤への溶出が抑制されているため、コンクリート構造物に対する侵食の問題を回避でき、コンクリートによって構築された構造物又はプレストレストコンクリート杭の近傍の地盤に施工する場合にも有効に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）従来の地盤注入工法における地盤中の固結体（地盤注入用固結材が硬化したもの）の模式図を示す図である。（ｂ）本発明の地盤注入工法における地盤中の固結体の模式図を示す図であり、同一の注入口から先に注入されたＣａ含有水溶液と後に注入された地盤注入用固結材との接触部分で石膏層が形成されている。
【図２】コンクリート構造物の近傍の地盤に対して施工した場合の、本発明の地盤注入工法における地盤中の固結体の模式図を示す図である。詳細には、コンクリート構造物と接触する地盤注入の際に図１（ｂ）の本発明の地盤注入工法を使用した模式図である。
【図３】コンクリート構造物の近傍の地盤に対して施工した場合の、本発明の地盤注入工法における地盤中の固結体の模式図を示す図である。詳細には、コンクリート構造物と接触する部分に先にＣａ含有水溶液を注入し、次に注入管の位置を調整し、先に注入したＣａ含有水溶液の一部又は全部がコンクリート構造物を被覆する石膏体となるように地盤注入用固結材を注入する本発明の地盤注入工法を使用した模式図である。
【図４】実施例（実施例−１〜１３）及び比較例（比較例−１〜１５）における、地盤注入用薬液の注入量とｐＨとの関係を示す図である。
【図５】実施例−８、実施例−１２、比較例−１１及び比較例−１５における注入後の排出液に含まれる固形分のＸＲＤプロファイル、並びに、注入剤（地盤注入用固結材）の乾燥物のＸＲＤプロファイルを示す図である。
【図６】試験例１〜３及び比較試験例１において、各石膏体の破砕物を養生水（工業用水）に浸漬した際における、時間（横軸）と溶出した硫酸イオン濃度（縦軸）との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の地盤注入工法について詳細に説明する。
【００１４】
本発明の地盤注入工法は、少なくとも珪酸ソーダ及び硫酸を含有する地盤注入用固結材を地盤に注入する地盤注入工法であって、前記地盤注入用固結材の注入に先立ち、カルシウム含有水溶液を注入することを特徴とする。
【００１５】
上記特徴を有する本発明の地盤注入工法は、地盤注入用固結材が硬化剤として硫酸を用いるものの、地盤注入用固結材の注入に先立ち、カルシウム含有水溶液を注入する工程を有することにより、先に注入されたカルシウム含有水溶液と後に注入された地盤注入用固結材との接触部分で硫酸カルシウム・二水和物を主とする溶解性の低い石膏層又は石膏体を形成するため、地盤注入後に硫酸イオンの地盤への溶出が抑制され、周囲環境への影響が抑制されている。特に、硫酸イオンの地盤への溶出が抑制されているため、コンクリート構造物に対する侵食の問題を回避でき、コンクリートによって構築された構造物又はプレストレストコンクリート杭の近傍の地盤に施工する場合にも有効に利用できる。
【００１６】
地盤注入用固結材
本発明で使用する地盤注入用固結材は、少なくとも珪酸ソーダ及び硫酸を含有する。
【００１７】
上記珪酸ソーダとしては、市販品やそれに水を加えて希釈した希釈溶液を使用できる。
【００１８】
珪酸ソーダのモル比（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ）は限定されないが、２．０〜５．２程度が好ましく、汎用の珪酸ソーダが使えるため３．１〜３．８程度がより好ましい。
【００１９】
珪酸ソーダに含まれるＳｉＯ２濃度としては、１７〜４０質量％程度が好ましい。
【００２０】
地盤注入用固結材に含まれる酸（硬化剤）としては硫酸を用いる。硫酸としてはＨ２ＳＯ４濃度が５０〜８０質量％の市販又は公知の濃硫酸若しくは希硫酸又はそれらを任意に水希釈したものを使用できる。硫酸の量は地盤注入用固結材の所望のゲルタイム（即ちｐＨ）に応じて設定する。なお、本発明では、必要に応じて硫酸に加えてリン酸、塩酸等の無機酸を併用してもよい。
【００２１】
地盤注入用固結材はコロイダルシリカを含有してもよい。コロイダルシリカはコロイド状の性状を示し、それ単独では半永久的にゲル化しない安定な物質である。コロイダルシリカとしては、市販品やそれに水を加えて希釈した希釈溶液を使用できる。
【００２２】
コロイダルシリカに含まれるシリカ（ＳｉＯ２）の平均粒子径としては、３〜３０ｎｍ程度が好ましく、４〜１５ｎｍ程度がより好ましい。なお、本明細書に記載の平均粒子径は窒素吸着によるＢＥＴ法（但しＢＥＴ法で測定困難な微粒子については動的光散乱法）により測定した値である。
【００２３】
コロイダルシリカに含まれるＳｉＯ２濃度としては、２０〜５０質量％程度が好ましい。
【００２４】
このようなコロイダルシリカは調製することもできる。例えば、珪酸ソーダの水希釈液をイオン交換により脱アルカリ処理し、次いで得られた活性珪酸にアルカリ剤を添加してｐＨを調整するとともに加熱により造粒することにより調製する。
【００２５】
コロイダルシリカを含有する場合のコロイダルシリカと珪酸ソーダの割合（混合割合）は限定されないが、ＳｉＯ２の質量比に換算して１０：９０〜６０：４０程度が好ましい。かかる範囲の中でも、地盤注入用固結材中のＳｉＯ２（換算値）において、コロイダルシリカに由来するＳｉＯ２量が１５〜５５質量％となるように割合を調整することが好ましい。コロイダルシリカに由来するＳｉＯ２量が５５質量％を超えると固結強度が低下するおそれがある。
【００２６】
地盤注入用固結材は上記成分以外に各成分の希釈用の水を含むことができる。そして、本発明の地盤注入用固結材のＳｉＯ２濃度は４〜１０質量％程度が好ましい。水としては、純水又は工業用水が使用できる。
【００２７】
地盤注入用固結材の製造方法は、上記成分を含有する固結材が調製できる限り特に限定されないが、コロイダルシリカを含有する態様では、硫酸に珪酸ソーダを混合した後、コロイダルシリカを混合する順序で地盤注入用固結材を調製する場合には、部分ゲルの発生を抑制できるためより好ましい。
【００２８】
地盤注入工法
上記地盤注入用固結材を用いた本発明の地盤注入工法は、前記地盤注入用固結材の注入に先立ち、カルシウム含有水溶液を注入する工程を有する。
【００２９】
カルシウム含有水溶液は、カルシウムイオンを含有する水溶液であればよく、例えば、水酸化カルシウム水溶液、塩化カルシウム水溶液、乳酸カルシウム水溶液、クエン酸カルシウム水溶液、亜硝酸カルシウム水溶液等が挙げられる。これらの水溶液の溶質濃度としては、５ｍｍｏｌ／Ｌ〜１．２ｍｏｌ／Ｌが好ましい。これらのカルシウム含有水溶液の中でも、本発明では、価格及び供給の容易性の観点から水酸化カルシウム、塩化カルシウム水溶液等の少なくとも一種を用いることが好ましい。
【００３０】
カルシウム含有水溶液の地盤への注入に際しては、通常の薬液注入で使用している施工設備を用いることができる。例えば、カルシウム含有水溶液をポンプでホースを介して圧送し、地中に配置したロッドを介して注入する方法が挙げられる。その際に使用するロッドは特に限定されるものではないが、単管ロッド、単管ストレーナロッド、二重管ロッド、二重管のダブルパッカー方式ロッドなどが使用できる。注入されたカルシウム含有水溶液はロッドの所定位置に設けられた注入口から地盤中に注入されて略放射状に拡散する。
【００３１】
カルシウム含有水溶液の注入に続いて、地盤注入用固結材を地盤に注入する。
【００３２】
地盤注入用固結材の地盤への注入に際しては、通常の薬液注入で使用している施工設備を用いることができる。例えば、ミキサーで調製した地盤注入用固結材をポンプでホースを介して圧送し、地中に配置したロッドを介して注入材を注入する方法が挙げられる。その際に使用するロッドは特に限定されるものではないが、単管ロッド、単管ストレーナロッド、二重管ロッド、二重管のダブルパッカー方式ロッドなどが使用できる。
【００３３】
本発明では、地盤注入用固結材は先に注入したカルシウム含有水溶液の拡散を追うように注入することが好ましく、図１（ｂ）に示すようにカルシウム含有水溶液を注入したロッドの同じ注入口から注ぎ足す形で地盤注入用固結材を注入する態様が挙げられる。
【００３４】
図１（ｂ）によれば、先に注入したカルシウム含有水溶液が略放射状に拡散するのを追うように地盤注入用固結材が注入されて地盤に拡散し、地盤注入用固結材とカルシウム含有水溶液との接触部分で硫酸カルシウム・二水和物を主とする溶解性の低い石膏層が形成されて、地盤注入後に硫酸イオンの地盤への溶出を抑制することができる。これに対して、カルシウム含有水溶液を先に注入しない従来の地盤注入工法では、図１（ａ）に示すように固結体と周辺地盤とが直接接触することで硫酸イオンの地盤への溶出が危惧される。
【００３５】
本発明の地盤注入工法は、特にコンクリート構造物及びプレストレストコンクリート杭の近傍の地盤に施工する用途に適しており、図２に示すように、コンクリート構造物の近傍の地盤に２０ポイントに分けて地盤注入用固結材を注入するに際し、コンクリート構造物と直接接する固結体（コンクリート構造物と直接接する４ポイント）の形成に際して本発明の地盤注入工法（図１（ｂ）の地盤注入工法）を適用することにより、硫酸イオンの地盤への溶出が抑制し、コンクリート構造物などに対する侵食の問題を回避できる。
【００３６】
また、別の態様として、図３に示すように、コンクリート構造物の近傍の地盤に２０ポイントに分けて地盤注入用固結材を注入するに際し、コンクリート構造物と直接接する固結体（コンクリート構造物と直接接する４ポイント）の形成に際して先ずカルシウム含有水溶液を注入し、次に注入管の位置を調整し、先に注入したＣａ含有水溶液の一部又は全部がコンクリート構造物を被覆する石膏体となるように地盤注入用固結材を注入する本発明の地盤注入工法を適用することにより、前記同様に硫酸イオンの地盤への溶出を抑制することができる。なお、図３にはＣａ含有水溶液の全部がコンクリート構造物を被覆する石膏体となった場合の模式図を示している。
【００３７】
本発明では、地盤注入用固結材に対するカルシウム含有水溶液の割合は、地盤注入用固結材１Ｌに対するカルシウム含有水溶液中のカルシウム成分の量で規定した場合に、酸化カルシウム換算で０．３ｇ以上が好ましい。かかる割合であれば、先に注入されたカルシウム含有水溶液と後に注入された地盤注入用固結材との接触部分で硫酸カルシウム・二水和物を主とする溶解性の低い石膏層又は石膏体が効率的に形成されて、地盤注入後に硫酸イオンの地盤への溶出を抑制することができる。
【００３８】
本発明の地盤注入工法は、硫酸イオンの地盤への溶出が抑制されているため、周囲環境への影響が抑制されている。特にコンクリート構造物及びプレストレストコンクリート杭に対する侵食の問題が回避されているため、コンクリートによって構築された構造物又はプレストレストコンクリート杭の近傍の地盤に施工する場合に有効に利用することができる。また、本発明の地盤注入工法は、地盤に注入する用途のみならず、コンクリート構造物自体の空洞、間隙等を埋める用途にも用いることができる。
【００３９】
上記において、コンクリートによって構築された構造物の近傍の地盤としては、例えば、コンクリートケーソンにより構築された護岸又は岸壁の近傍の地盤が挙げられる。また、プレストレストコンクリート杭の近傍の地盤としては、矢板式護岸又は岸壁の控え杭近傍の地盤が挙げられる。つまり、本発明の地盤注入用固結材は、既存の岸壁又は護岸の補強；岸壁増深時の岸壁前面の地盤改良；岸壁背面の地盤の土圧低減及び吸出防止；既存の構造物の下部地盤の支持力増加などの用途に優れた効果を発揮する。その他、空港等の構造物、地盤の悪い都市部や山間部等の各種構造物が立地している地盤に適用できる。
【実施例】
【００４０】
以下に実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明する。但し、本発明は実施例に限定されない。
【００４１】
実施例及び比較例で用いた地盤注入用固結材の配合及びｐＨを下記表１に示す。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
※１：ＳｉＯ２濃度４０質量％、日産化学工業（株）製
※２：ＳｉＯ２濃度２５．７質量％、Ｎａ２Ｏ濃度７．０質量％、富士化学（株）製
※３：工業用硫酸
【００４４】
比較例
直径５ｃｍ、高さ１２０ｃｍのモールド（カラム）にケイ砂７号を相対密度５０％、高さ１００ｃｍとなるように空中落下で投入し、間隙を二酸化炭素で置換後、モールド底部からイオン交換水を通水した。
【００４５】
次いで、モールド底部から地盤注入用固結材（注入剤ともいう）１．５Ｌを注入圧力１．５ｋＮ／ｍ２以下でゆっくりと注入した。これにより、高さ１２０ｃｍのモールド中で高さ１００ｃｍの改良体を作製した。
【００４６】
モールド上部から排出される排出液を１００ｍｌ毎に分取し、ｐＨを測定した。排出液を真空凍結乾燥し、ＸＲＤ（ＳｍａｒｔＬａｂ、（株）リガク製）により乾燥物中に含有している塩の同定を行った。便宜のため、地盤注入用固結材を注入し始めた時に排出された排出液を比較例−１とし、以降１００ｍｌ注入ごとに分取された排出液をそれぞれ比較例−２、−３…と称する。
【００４７】
実施例
直径５ｃｍ、高さ１２０ｃｍのモールド（カラム）にケイ砂７号を相対密度５０％、高さ１００ｃｍとなるように空中落下で投入し、間隙を二酸化炭素で置換後、モールド底部からイオン交換水を通水した。
【００４８】
次いで、モールド底部から２０℃飽和水酸化カルシウム水溶液を３Ｌ通液した後、２００ｍｌの水を通水し、更に地盤注入用固結材（注入剤ともいう）１．５Ｌを注入圧力１．５ｋＮ／ｍ２以下でゆっくりと注入した。飽和水酸化カルシウム水溶液は、水酸化カルシウム（和光純薬工業（株）製）をイオン交換水に溶解して用いた。これにより、高さ１２０ｃｍのモールド中で高さ１００ｃｍの改良体を作製した。
【００４９】
モールド上部から排出される排出液を１００ｍｌ毎に分取し、ｐＨを測定した。排出液を真空凍結乾燥し、ＸＲＤ（ＳｍａｒｔＬａｂ、（株）リガク製）により乾燥物中に含有している塩の同定を行った。便宜のため、地盤注入用固結材を注入し始めた時に分取された排出液を実施例−１とし、以降１００ｍｌ注入ごとに分取された排出液をそれぞれ実施例−２、−３…と称する。
【００５０】
図４に地盤注入用固結材の注入量（横軸）とその時点での排出液ｐＨ（縦軸）との関係を示す。比較例では先ず中性付近の液が排出し、１０００ｍｌ以降では酸性の液が排出したことが分かる。つまり、中性の水が排出した後、酸性の注入剤が排出したことが確認された。同様に実施例では先ずアルカリ性の水酸化カルシウム水溶液が排出し、８００ｍｌ以降で酸性の注入剤の排出が確認された。
【００５１】
図５に注入剤の乾燥物及び排出液（実施例−８、−１２、比較例−１１、−１５）の乾燥物のＸＲＤプロファイルを示す。注入剤の乾燥物の回折パターンは硫酸ナトリウムに帰属することができた。比較例−１１及び−１５の排出液の乾燥物からは硫酸ナトリウムが検出された。他方、実施例では水酸化カルシウム水溶液と注入剤とが接触する界面（実施例−８）の排出液の乾燥物からは硫酸カルシウム・二水和物（石膏）の存在が検出され、実施例−１２の排出液の乾燥物からは硫酸ナトリウムが検出された。
【００５２】
以上より、本発明の地盤注入工法では、先に注入されたカルシウム含有水溶液と後に注入された地盤注入用固結材との接触部分で硫酸カルシウム・二水和物を主とする溶解性の低い石膏層又は石膏体を形成することにより、地盤注入後に硫酸イオンの地盤への溶出が抑制され、周囲環境への影響が抑制できることが分かる。
【００５３】
実施例及び比較例で作製した各改良体の一軸圧縮強さ
実施例及び比較例で作製した各改良体（直径５ｃｍ×高さ１００ｃｍ）を高さ方向に均等に８等分して供試体１〜８（供試体１がモールド上部側、供試体８がモールド底部側に対応する）とし、各供試体の一軸圧縮強さ（２８日）及びそれらの平均値を測定及び算出した。その結果を下記表２に示す。
【００５４】
【表２】
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【００５５】
表２の結果から明らかな通り、実施例で得られた改良体は、比較例で得られた改良体と比較すると一軸圧縮強さは相対的には小さくなるものの、平均値で２００ｋＮ／ｍ２を超えている点で地盤やコンクリート構造物の空洞、間隙等を埋める用途、例えば、地盤改良、液状化防止、止水、補強等をはじめとして幅広く用いることができる。例えば、既存の岸壁又は護岸の補強；岸壁増深時の岸壁前面の地盤改良；岸壁背面の地盤の土圧低減及び吸出防止；既存の構造物の下部地盤の支持力増加などの用途に用いることができる。また、空港等の構造物、地盤の悪い都市部や山間部等の各種構造物が立地している地盤に適用することができる。
【００５６】
なお、実施例ではＣａ２＋源として水酸化カルシウムを用いたが、水酸化カルシウムに代えて塩化カルシウムを用いた場合でも、以下に説明する通り、同様の一軸圧縮強さが得られると推察される。
【００５７】
珪酸は下記式（１）の重合反応によりゲル化する。よって、ケイ砂と注入剤とを混合するとケイ砂の粒子間にシリカゲルが生成して固化体となる。
２≡Ｓｉ−ＯＨ  →  ≡Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ≡  ＋  Ｈ２Ｏ    （１）
【００５８】
他方、水酸化カルシウム、塩化カルシウムはそれぞれ注入剤中の硫酸、アルカリ分と式（２），（３）のように反応する。
Ca(OH)2＋2H2SO4＋2Na(OH) → CaSO4＋Na2SO4＋4H2O       （２）
CaCl2 ＋ H2SO4 ＋ 2Na(OH) → CaSO4 ＋ 2NaCl ＋ 2H2O   （３）
【００５９】
このとき生成するＮａ２ＳＯ４やＮａＣｌのような塩は、シリカ中のシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）と結合することが知られている（例えば、R. K. Iler, Chemistry of silica, Wiley Interscience, New York, 1979, p.659.）。
【００６０】
よって、同じｐＨ条件下において水酸化カルシウムと塩化カルシウムとは類似した反応経路となり生成するゲルも類似した構造であると考えられるため、固化体の強度も同程度であると推察される。
【００６１】
試験例１〜３及び比較試験例１
≪試験の目的≫
本発明の効果を多面的に検証するために、カルシウム含有水溶液と地盤注入用固結材との接触により形成される硫酸カルシウム・二水和物を主とする溶解性の低い石膏体を作製し、当該石膏体の破砕物を養生水（工業用水）に浸漬した際に破砕物から硫酸イオン（ＳＯ４２−）の溶出が抑制できることを確認する。
【００６２】
≪試験の手順≫
（１）７５０ｍＬのポリプロピレン容器内で、カルシウムを実質的に含まない豊浦砂１４５．２ｇ（５５ｍＬ）とＣａＣｌ２水溶液１３．５ｍＬを混合し、そこに前述の実施例で用いた地盤注入用固結材を３１．５ｍＬ（３４．２４ｇ）加えて混合した。前記ＣａＣｌ２水溶液のＣａＯ濃度（試験例により異なる）を下記表３に示す。
（２）前記混合物を２４時間養生して改良体を得た後、当該改良体を破砕した。
（３）改良体の破砕物に養生水１００ｍＬを投入し、２５℃の恒温に保持しながら振とう撹拌した。養生時には水が蒸発しないように密閉した。
（４）一定時間毎に１〜２ｍＬ採水し、希釈後イオンクロマトグラフィーにより硫酸イオン濃度を定量した。この定量結果を図６に示す。
【００６３】
【表３】
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【００６４】
≪試験結果（図６）の考察≫
養生水を１００ｍＬ投入したときに破砕物から溶出されるＳＯ４２−濃度は最大で６７７８ｐｐｍ（ＳＯ４２−溶出上限値）である。養生４日後において、比較試験例１では破砕物に含まれる殆ど全てのＳＯ４２−が溶出していることが分かった。それに対して、試験例１ではＳＯ４２−溶出上限値に対して約５０％のＳＯ４２−が保持されていた。また、試験例２では約７８％、試験例３では約８６％のＳＯ４２−が保持されていた。
【００６５】
試験例２及び試験例３ではＣａＳＯ４の水中での飽和濃度（２１００ｐｐｍ）を超えるＳＯ４２−濃度は検出されなかった。このことからＣａ２＋を含む改良体において、Ｃａ２＋＋ＳＯ４２−＋２Ｈ２Ｏ→ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏの反応が十分に行われていることが分かった。一方、試験例１ではＣａＳＯ４の飽和濃度を超えるＳＯ４２−濃度が検出された。これは、Ｃａ２＋により固定化できなかったＳＯ４２−が養生水に溶出しているためと推察される。
【００６６】
よって、図６の結果からＣａＣｌ２添加とＳＯ４２−の溶出低減との関係が明らかになり、改良体からのＳＯ４２−溶出量を低減させるためには、Ｃａ２＋源を多く添加すればよいことが分かる。
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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