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工法の概要 | 浸透固化処理工法

特長

既設構造物直下の液状化対策が可能!
浸透性の高い恒久薬液を浸透注入するため、施設や地盤に影響を与えません。また、既存設備を供用しながらの施工が可能です。
場所を選ばない施工性!
小型のボーリングマシンを使用するため、小さな作業面積で施工できます。また、曲り削孔を使用することで、限られた場所から任意の位置を削孔できます。
地盤の強度が増加!
粒子間で固結した薬液は地盤に粘着力を付加します。このため、地盤のせん断強度が増し、構造物に作用する地震時の土圧を低減します。
経済的な施工!
通常の薬液注入工法に比べて大型の改良体ができるため、削孔本数を大幅に減らすことができます。また、安価な注入材を使用するため、経済的な施工が可能です。

原理

原理: 浸透注入を行うことにより、土粒子の骨格を壊さずに間隙水を薬液に置き換える。

浸透注入のイメージ

 

固定後のゼリー状の薬液(ホモゲル)

注入材を浸透注入することで、砂地盤の間隙水を恒久薬液に置き換えます。その後注入された薬液がゲル化し、粘着力が付加され地盤のせん断強度も増加します。

従来の液状化対策の考えにない、砂の間隙の特性を改良し、液状化を防止する新しい工法です。

施工システム

浸透注入のイメージ

注入する薬液は,特殊シリカ濃縮液をミキシングプラントで濃度調整したものに反応材を添加して作製します。

薬液は薬液注入ポンプを用いて地中に注入し,注入時には流量・注入速度・注入圧力等を集中管理装置にて制御・管理を行います。

機械構成

削孔

名称 規格
ボーリングマシン スキッド型 55kW
クローラ型 81kW
トラッククレーン 20~22t吊

スリープパッカー注入

名称 規格
薬液注入ポンプ 0~20ℓ/min
グラウトミキサ 200ℓ×2
電磁流量計 0~60ℓ/min

浸透固化注入

名称 規格
ミキシングプラント 5m3/h
貯蔵槽・タンク 10~20m3
薬液注入ポンプ 0~20ℓ/min
グラウト流量圧力測定装置 0~60ℓ/min
集中管理装置 5.0kW

施工手順

使用薬液

強度特性

強度特性のグラフ

浸透固化処理工法では、砂の間隙が水からゼリー状の物質に置換されます。このため、地震時に発生する間隙水圧の上昇が抑制され、液状化が発生しません。

右の図は、液状化強度比(RL20)と一軸圧縮強さの関係を示しています。地盤が液状化しない液状化強度(RL20)は、通常0.3〜0.6の範囲といわれていますが、本工法を採用した場合、改良後の一軸圧縮強さは、50〜100kN/m2で液状化防止に十分な強度を発現できます。

恒久薬液

恒久薬液のグラフ

従来の水ガラス系の薬液は長期耐久性がなく、主に仮設工法として用いられていました。浸透固化処理工法では、特殊な脱塩処理を行うことにより、劣化の原因となる薬液中のナトリウムイオンを除去しました。このため、本設材料としての耐久性を確保することができます。

なお、薬液の耐久性については、各種室内試験および11年前に施工した改良体から試料を採取し劣化がなかったことが確認されています。

環境への影響

環境への影響のグラフ

本工法で使用する薬液は、【薬液注入工事による建設工事の施工に関する暫定指針】で認められている水ガラス系の薬液です。本薬液には重金属や劇物などの有害な物質を含んでいません。また、マウスやあさりを使用した毒性試験でも本薬液の安全性が確認されています。

右の図は、室内試験で養生水のpHを測定した結果です。原位置においても同様に固結領域から酸性成分の溶脱はなく、周辺地下水のpHはほとんど変化がなく、ほぼ中性です。

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