• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1991003605A1
    申请号:PCT/JP1990/001100
    申请日:1990-08-30
    公开日:1991-03-21
    发明作者:Hiroshi Yoshida；Takanori Tsutaoka；Toshio Imai；Masahiro Yoshihara；Mitsuhiro Shibazaki；Hiroaki Kubo；Toshitsugu Jinbo；Hiroshi Miyazaki
    申请人:Kajima Corporation；Nec Corporation；Sumitomo Cement Company Ltd.；Chemical Grouting Company Ltd.；Shoei Yakuhin Co., Ltd.；
    IPC主号:C09K17-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 ·書
    [0002] 地盤改良工法におけるスラ リ 一の再利用方法
    [0003] 技術分野 - 本発明は、 地盤内に硬化材を注入する地盤改良工法において、 施 ェ時に排出される泥水、 即ちスラ リ ーを再生して、 再び注入材、 即 ち硬化材と して利用する地盤改良工法におけるスラ リ ーの再利用方 法に関する。
    [0004] 背景技術
    [0005] 上記した地盤改良工法において、 地盤内に注入された硬化材のう ち、 地盤に削孔された孔及び地盤中の空隙の容積に相当する量以上 の硬化材は、 スラ リ ーと して地上に排出される。 そして、 地上に排 出されたスラ リ ーは、 現在、 産業廃棄物と して処分されている。 な お、 スラ リ ーの排出量は地盤改良工法の種類によって異なり、 また, 排出されたスラ リ 一中の土砂の含有量も施工条件及び施工方法によ つて相違する。
    [0006] しかし、 スラ リ ーを産業廃棄物と して処理するこ とは、 処理コス トの増加を招く。 それに加えて、 産業廃棄物の処理施設の建造数が 減少している現状は、 処理コス トの增加を助長している。 このため， スラ リ ー （スラ リ ー中に含有される硬化材） の再利用が強く要望ざ れている。
    [0007] ここで、 スラ リ ーの再利用に際しては、 排出されたスラ リー中に 含有されている硬化材の量を計測する技術が必須となる。 そして、 この様な含有硬化材量計測技術と しては、 カルシウム分析法、 P H 測定法、 ホウ素ト レ一サ法が挙げられる。
    [0008] カルシウム分析法は、 固結試料中のカルシゥム量を測定した後に. 硬化村のカルシウム素成分を逆算して、 それから硬化材の含有量を 求める方法である。 しかし、 この方法は、 含有量を計測するのに非 常に労力を費やしてしま う という問題が存在する。
    [0009] P H測定法は、 硬化材が溶出するアルカ リ度 （ P H ) 及び排出さ れたスラ リ ーの物性 （比重等） から、 施工経過 （実績） から得た数 値に基づいて、 硬化材量の範囲を推定する ものである。 しかし、 こ の方法では実績から得た数値を利用しているので、 各地盤毎の最新 情報を求めることができない、 という問題を有している。
    [0010] ホウ素ト レ一サ法は、 ホウ素原子が中性子を吸収するという原理 を利用して、 ホゥ素原子濃度が一定になるように硬化材中に混入し、 ホウ素原子数を測定することにより硬化材の量を求める方法である。 この方法は、 硬化材の定量測定が可能であるという利点を有してい る。 しかし、 計測に際して放射性同位体 （R I ) を使用 しなければ ならないという問題がある。
    [0011] 本発明は上記した従来技術の問題点に鑑みて提案されたもので、 排出されたスラ リ ー中に含有されている硬化材の量を正確且つ好適 に計測する事ができて、 スラ リ ー （スラ リ ー中に含有される硬化材） の If利用という要請に応えるこ とができる地盤改良工法におけるス ラ リ ーの再利用方法を提供するこ とを目的と している。
    [0012] 発明の開示 '
    [0013] 本発明の地盤改良工法におけるスラ リ ーの再利用方法は、 地盤内 に硬化材を注入する地盤改良工法におけるスラ リ 一の再利用方法に おいて、 注入する硬化材中に透磁性を有する物質を添加する工程と、 該物質を添加された硬化材の透磁特性を示唆する物理量を測定する 工程と、 該物理量から硬化材の量を算出する工程とを含み、 更に、 地盤改良工法の施工時に排出される スラ リ ーを回収する工程と、 回 収されたスラ リ ーにおける前記物理量を測定して回収された硬化材 の量を算出する工程と、 地盤改良に必要な硬化材の注入量と回収さ れた硬化材の量との差を算出し且つその差に対応する量の硬化材を 注入する工程、 とを含んでいる。
    [0014] 本発明を実施するに際して、 硬化材と してセ メ ン トを用い、 透磁 性を有する物質と してフェライ トを用いるのが好ま しい。
    [0015] こ こで、 セ メ ン ト粒子の粒径を d„ 、 フ ヱ ラ イ ト粒子の粒径を d 、 セ メ ン ト粒子の比重を（5 a 、 フヱラ イ ト粒子の比重を S h 、 セ 濁液の比重を 5 とすれば、
    [0016] なる式に適合するように、 セメ ン ト粒子及びフ ェライ ト粒子を選 択するのが好ま しい。 セメ ン ト とフ ヱライ ト とが混合物中で同一の 挙動を示し、 混台物中の分散比率が一定となり、 スラ リ ー中のセメ ン トの含有量を正確に算出できるようにするためである。
    [0017] 上記したような構成を有する本発明によれば、 排出されたスラ リ 一を回収し該スラ リ ーに含有される硬化材の透磁特性を示唆する物 理量を測定することにより、 回収されたスラ リ ーに含有される硬化 材の量、 すなわち回収された硬化材の量が算出される。 そ して、 予 め分かっている地盤改良に必要な硬化村の量と回収された硬化材の 量とを比較してその差を求めれば、 新たに注入すべき硬化材の量が 算出されるのである。
    [0018] この様に、 木発明によればスラ リ一回収と同時に回収硬化材量が 算出されるので、 新たに注入すべき硬化材の量を、 最新のデータ (数値） に基づいて、 リ アルタイム制御するこ とができる。 その結 果、 スラ リ ーの再利用が完全に自動化されたシステムにおいて実施 するこ とが可能となる。
    [0019] こ こで、 本発明では ト レーサーと して透磁性を有する物質を採用 しており、 該透磁性を有する物質は、 放射性物質等に比較して、 人 体には無害である。 そして、 硬化材が再利用されるため、 産業廃棄 物と して処理すべき量が減少する。 このため、 木発明の実施によれ ば、 公害の発生を抑制するこ とも可能である。
    [0020] また、 透磁性を有する添加物質を適宜選定する こ とによ り、 該添 加物質と硬化材の挙動を同一にせしめることが可能なので、 算出さ れた回収硬化材量も正確な数値となる。
    [0021] 図面の簡単な説明 第 1図は本発明の 1実施例の手順を示すブロ ッ ク図、 第 2図は本 発明における測定原理の説明図、 第 3図は本発明で用いられる測定 装置の説明図、 第 4図は第 3図の測定装置を用いて測定した透磁率 とセメ ン ト含有量との特性図、 第 5図は本発明の測定原理に従って 測定した測定結果の精度を表にして示す図、 第 6図は本発明に従つ て構築された柱状固結体の各部分の強度を表にして示す図である。
    [0022] 発明を実施するための最良の形態
    [0023] 以下、 添付図面を参照して本発明の実施例について説明する。
    [0024] 第 1図は、 所謂コラムジエ ツ ト グラウ ト工法において本発明を適 用した実施例の概要を示している。 水 1 及びセメ ン トから成る硬化 材 2 は、 それぞれ計量器 3、 4により計量された後、 ミキサ 5に投 人されて混合攪拌される。 そして、 水及び硬化材の攪拌物は第 1 の 貯留攪袢槽 6 に移されて、 適宜攪拌されつつ地盤改良作業に好適な 状態で貯留される。 なお、 硬化材 2 には磁性粒体が均一に配合され ている。
    [0025] 地盤改良作業に際して、 先ず、 圧送ポンプ 7 によって水及び硬化 材の攪袢物が第 2の貯留攪拌槽 8 に送出され、 次に、 注入ポンプ 9 により地盤改良作業現場 1 0へ送られる。 明確に図示はされていな いが、 地盤改良作業現場 1 0においては、 地盤に孔が掘削されてお り、 該孔中で水及び硬化材の攪拌物が噴出されて、 柱状固結体が構 成される。
    [0026] 柱状固結体構築に使用されなかった前記攪拌物は、 作業現場の泥 土と共に、 排出泥水或いはスラ リ ー 1 1 と して作業現場の掘削孔か ら排出される。 そして、 サン ドポンプ 1 2によって硬化材回収工程 に送られる （ライ ン L 1 2 ) 。 ライ ン L 1 2を介して送出されるス ラ リ ーは、 振動篩 1 3 によって、 そこに含有されている粗粒土砂が 分離されて排出され、 再利用が可能な状態となる （ステップ S 1 2 ) 粗粒土砂が分離されて再利用が可能となつたスラ リーは貯留槽 1 4 に送られ、 該貯留槽において密度計 1 5 によ り その密度が測定さ れ、 測定された密度は演算機 1 6 に入力される （ライ ン L 1 5 ) 。 一方、 再利用可能なスラ リ ーは貯留槽 1 4から圧送ポンプ 1 7によ り、 流量計 1 8を介して前記第 2の貯留攪拌槽 8 に送出される。 こ の際に、 流量計 1 8 により測定された再利用可能なスラ リ ーの流量 は演算機 1 6へ入力される （ライ ン L 1 8 ) 。 そして、 再利用可能 なスラ リ ーに含有されている硬化材の透磁特性を示す物理量である イ ンピーダンスが、 イ ン ピーダンスアナライザ 1 9 によ り計測され その計測結果は演算機 1 6へ入力される （ライ ン L 1 9 ) 。
    [0027] ^利用可能なスラ リ ^の密度、 流量、 イ ン ピーダンスが入力され た演算機 1 6 は、 それらの測定値から該スラ リ ーに含有されている 硬化材の量、 即ち回収された硬化材の量、 を算出する。 そして、 地 盤改良作業に必要な硬化材の量と回収された硬化材の量との差が演 算機 1 6 により算出され、 該差に対応する量の硬化材が第 1 の貯留 攪拌槽 6から供給されるように、 演算機 1 6から圧送ポンプ 7へ制 御信号が伝達される （ライ ン L 1 6 ) 。 その結果、 回収された硬化 讨の量がリ アルタイ ムにて求められ、 地盤改良作業に必要且つ十分 な量の硬化材が正確に供給されるのである。
    [0028] 次に、 第 2図を参照して、 イ ンピーダンスが硬化材の透磁特性を 示す原理を説明する。 第 2図は、 中空コイル 2 0中に磁性体 2 2を 揷入した状態を示している。
    [0029] 巾空コイ ル 2 0のイ ンピーダンス Z。 は、 イ ンダク タ ンスを L 内部抵抗を R ,, と して、 純虚数を j とすれば、
    [0030] Z = R + J ω L ,,
    [0031] なる式で与えられる。
    [0032] 磁性体 2 2の透磁率を / と し、 該磁性体 2 2を中空コイル 2 0内 に挿入する と、 コイルのイ ン ピーダンス Z '， は、
    [0033] Z , = R„ + ω L „ ( S T S„ )
    [0034] + { j ω L„ ( S o 一 S ， + β A S , ) S ,) } なる式で与えられ る。 こ こで、 β .、 は透磁率 /の実数部、 Β は透磁率 の虚数部で ある。 即ち、 透磁率 は
    [0035] μ = β A - j β
    [0036] なる式で表される。
    [0037] また、 磁性体 2 2を中空コイル 2 0内に挿入したときのコイルの イ ンピーダンス Z 3 は、
    [0038] Z 1 = R 1 + j ω L 1
    [0039] なる式で表される。 従って、
    [0040] R , = R „ + ω L „ ( S , / S „ ) μ Β
    [0041] L i = L ,ι S — S ] ' + β A ο S
    [0042] となる。 この 2つの式からそれぞれ A β n を導けば、
    [0043] β A
    [0044] = ( s S , ) { ( L , / L 0 ) 1 } + 1
    [0045] β B
    [0046] = ( s / S , ) { ( R R ) ω L ,] }
    [0047] となる。
    [0048] これによ り、 磁性体 2 2を挿入しない中空状態におけるコイルの イ ンピーダンス Z , および抵抗と、 磁性体 2 2を揷入した状態にお けるコイルのイ ンピーダンス Z π および抵抗とが分かれば、 磁性体 2 2の透磁率 が求まるのである。 こ こで、 磁性体 2 2 と して高周 波域まで磁気損失が無い材質から成る物を使用すれば測定周波数に おいては B = 0であり、 A のみとなるので、 コイルのイ ンダク タ ンス変化が分かれば、 磁性体 2 2の透磁率; t が求まるのである。 磁性体粒子を非磁性体中に混合し分散させた場合、 混合物の透磁 性は磁性体濃度によつて変化し、 混合物の透磁率が分かれば磁性体 の itが分かる。 本発明において磁性体は硬化材中へ一定の割合で均 —に配合されているので、 磁性体の量は硬化材の量に比例している 従って、 混合物の透磁率から磁性体の景が分かれば、 硬化材の量を 求める こ とができるのである。 第 3図は本発明において透磁率を測定する装置の 1例を示してい る。 第 3図において、 ガラス管 2 4 に被覆銅線 2 6を巻き付けてコ ィル 2 8を形成し、 このガラス管 2 4内に回収したスラ リ ー （第 3 • 図では図示せず） を流す。 そして、 コイル 2 8のイ ンダンタ ンスを イ ンピーダンスアナラ イ ザ 3 0で測定している。 そして、 前述した 原理に基づいて、 ガラス管 2 4内を流れるスラ リ 一の透磁率を求め ることが出来るのである。
    [0049] 第 4図は、 スラ リ ーに代えて、 平均粒径 2 . 5 mの フ ユ ライ ト 粒子を 5 w t %セ メ ン ト （平均粒径 1 5 β m ) 中に混合したフ ェ ラ ィ トセメ ン ト と水との混合物をガラス管 2 4内に流し、 フェライ ト セメ ン 卜の濃度を種々変化させた場合において、 フェライ トセメ ン ト の濃度を検出した測定結果を示している。 第 4図から明らかなよ う に、 透磁率はフ ヱ ラ イ ト セメ ン トの濃度に比例して変化しており 透磁率が分かればフ ライ トセ メ ン ト の濃度即ち含有量が求まる。
    [0050] こ こで、 透磁率から硬化材 （フ ラ イ ト セ メ ン ト） の含有量を求 めるためには、 ト レーサーである磁性粒体が非磁性体である硬化材 中で均一に配合され、 硬化材が水等によ り希釈された際に磁性粒体 と硬化材とが同一の挙動を示す必要がある。 換言すると、 磁性粒体 が硬化材中で沈殿したり或いは磁性粒体が硬化材と分離した場合に は、 透磁率と硬化材含有量との比例関係が成立せず、 本発明の実施 が不可能になってしま う。 以下に、 磁性粒体と硬化材とが同一の挙 動を示すための条件について説明する。 ここで、 硬化材と してはセ メ ン ト、 磁性粒体と してはフ ェ ラ イ トを用いる ものとする。
    [0051] 懸濁液中で、 多数の粒子が相互に影響を与えつつ落下する干渉落 下においては、 ス トークスの法則が成り立つ範面では、 粒子の落下 速度 は、
    [0052] V s = { ( 5 ） d 2 } Z ( 1 8 s )
    [0053] なる式で与えられる。 こ こで、 δ は粒子の比重、 0 s は懸濁液の比 重、 dは粒子の直径、 η 5 は懸濁液の粘度を示している。 例えば、 セメ ン ト とフヱライ トのように比重の異なる粒子におい て、 等しい落下速度を有する粒子は等速落下粒と呼ばれ、 等速落下 粒の大きさの比を等速落下比と言う。 そ して、 等速落下比は
    [0054] なる式で与えられる。 こ こで d .， 、 d b は 2種類の粒子の直径、 （5 „ 、 0 „ は 2種類の粒子の比重である。
    [0055] この式で与えられる条件を満たすセメ ン ト及びフェライ トを選択 すれば、 両者は懸濁液即ち混合液中で同一の挙動を示すのである。 但し、 実際の粒子には粒径にバラつきがあるので、 上式の条件を満 たすためには、 比重の大きいほうの粒子の粒径を上式から求まる数 値より もさ らに小さ く するのが好適である。
    [0056] 次に、 磁性粒体が配合された硬化材と して 5 w t % 7 ヱライ トセ メ ン トを使用し、 第 1図で示す実施例により排出されたスライムの 透磁率を求めて回収したセメ ン ト量を測定した場合の測定結果と、 化学分析により C a 0 *を求めて且つその C a 0量から回収したセ メ ン ト量を測定した場合の測定結果とを比較して説明する。 こ こで、 試験条件は、 フ ェライ ト濃度が 5 w t %、 フ ライ トの平均粒径が 2 . 4 m、 地盤改良作業により形成される柱状固結体の長さ （コ ラム長さ） が 4 m、 注入材濃度 （W Z C ) が 1 0 0 %、 地盤改良作 業におけるノ ズル引上速度が 5 c m / i n . である。
    [0057] 第 5図から明らかなように、 第 1図で示す実施例によるセメ ン ト 歜の測定結果は化学分析による測定結果と比較して 1 0 %程度の誤 差しかない。 従って、 本発明を実施するに際して、 回収されたセメ ン ト量が正確に算出されているこ とが理解される。
    [0058] 第 6図は、 本発明により再利用されるスラ リ一 （そこに含有され ている硬化材） を用いて構築された柱状固結体の強度試験の結果を 示すものである。 該強度試験の結果から明らかなように、 本発明を 実施する こ とによって構築された柱状固結体は、 均一の強度を有し ており、 非常に良好な強度特性を有しているこ とが理解される。 発明の効果
    [0059] 以上説明したように、 本発明によれば、 排出されたスラ リ 一に含 有されている硬化材量がリ アルタイムに且つ正確に算出されて、 地 盤改良作業に必要な硬化材の量と回収された硬化材の量との差が直 ちに求められる。 そのため、 硬化材が有効利用されて、 その廃棄量 が激減する。 同時に、 スラ リ ーの再利 ffl或いはスラ リ ーに含有され ているセ メ ン ト の再利用を、 完全に自動化されたシ ステムにて実施 するこ とができる。
    [0060] また、 ト レーサーと して磁性粒体を使用したので、 人体に悪影響 を与えたり、 公害の原因となるこ と もない。
    [0061] さ らに、 本発明を実施するこ とによって構築された柱状固結体は その強度が全体的に均一であり、 良好な強度特性を有している。
    权利要求:
    Claims

    請求の範囲
    地盤内に硬化材を注入する地盤改良工法におけるスラ リ 一の再利 ffl方法において、 注入する硬化材中に透磁性を有する物質を添加す る工程と、 該物質を添加された硬化材の透磁特性を示唆する物理量 を測定する工程と、 該物理量から硬化材の量を算出する工程とを含 み、 更に、 地盤改良工法の施工時に排出されるスラ リ ーを回収する 工程と、 回収されたス ラ リ 一における前記物理量を測定して回収さ れた硬化材の量を算出する工程と、 地盤改良に必要な硬化材の注入 量と回収された硬化材の量との差を算出し且つその差に対応する量 の硬化材を注入する工程、 とを含む事を特徵とする地盤改良工法に おけるスラ リ 一の再利用方法。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    Horwitz et al.1991|Separation and preconcentration of strontium from biological, environmental, and nuclear waste samples by extraction chromatography using a crown ether
    Roberts et al.1998|Effects of particle size and bulk density on erosion of quartz particles
    Bencala1983|Simulation of solute transport in a mountain pool‐and‐riffle stream with a kinetic mass transfer model for sorption
    Edgington et al.1976|Records of lead deposition in Lake Michigan sediments since 1800
    Boggs et al.1992|Field study of dispersion in a heterogeneous aquifer: 4. Investigation of adsorption and sampling bias
    US5182051A|1993-01-26|Raioactive tracing with particles
    Lenhard et al.1990|Estimation of free hydrocarbon volume from fluid levels in monitoring wells
    Mualem1976|A new model for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated porous media
    Anderson et al.1979|Using models to simulate the movement of contaminants through groundwater flow systems
    Berner1990|A thermodynamic description of the evolution of pore water chemistry and uranium speciation during the degradation of cement
    Prickett et al.1981|A" random-walk" solute transport model for selected groundwater quality evaluations
    Sudicky et al.1983|Migration of contaminants in groundwater at a landfill: A case study: 4. A natural-gradient dispersion test
    Katz et al.1996|The combined use of 87Sr/86Sr and carbon and water isotopes to study the hydrochemical interaction between groundwater and lakewater in mantled karst
    Alem et al.2013|Filtration of kaolinite particles in a saturated porous medium: hydrodynamic effects
    Neretnieks et al.1982|Tracer movement in a single fissure in granitic rock: Some experimental results and their interpretation
    Yeung et al.1996|EDTA-enhanced electrokinetic extraction of lead
    Pickens et al.1981|Measurement of distribution coefficients using a radial injection dual‐tracer test
    Hoehn et al.1989|Radon in groundwater: A tool to assess infiltration from surface waters to aquifers
    Kissel et al.1973|Chloride movement in undisturbed swelling clay soil
    Butters et al.1989|Field scale transport of bromide in an unsaturated soil: 1. Experimental methodology and results
    US9194972B2|2015-11-24|Method of adjusting properties of drilling fluids and apparatus for use in such methods
    US5243190A|1993-09-07|Radioactive tracing with particles
    Klotz et al.1980|Dispersivity and velocity relationship from laboratory and field experiments
    Shackelford1994|Critical concepts for column testing
    Ahuja1982|Release of a soluble chemical from soil to runoff
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE69009038D1|1994-06-23|
    DE69009038T2|1994-09-22|
    US5123783A|1992-06-23|
    EP0440825A4|1992-01-15|
    EP0440825A1|1991-08-14|
    JPH0387411A|1991-04-12|
    EP0440825B1|1994-05-18|
    JPH0663221B2|1994-08-22|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1991-03-21| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1991-03-21| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB IT LU NL SE |
    1991-04-22| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1990912963 Country of ref document: EP |
    1991-08-14| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1990912963 Country of ref document: EP |
    1994-05-18| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1990912963 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP1/221676||1989-08-30||
    JP1221676A|JPH0663221B2|1989-08-30|1989-08-30|地盤改良工法におけるスラリーの再利用方法|EP19900912963| EP0440825B1|1989-08-30|1990-08-30|Method of re-using slurry in ground improving construction work|
    DE1990609038| DE69009038T2|1989-08-30|1990-08-30|Verfahren zur wiederverwendung des schlamms bei der bodenstabilisierung.|
    [返回顶部]