JP2005330732A - 試料土の採取器 - Google Patents

Abstract

【課題】 地盤に造設した改良柱体から目的深度の試料土を採取することができ、地盤改良撹拌機の引上げ時に採取器１０の通過跡を空隙としてつくり難い、試料土の採取器１０を提供すること。
【解決手段】地盤内に改良柱体を造設する地盤改良撹拌機の撹拌翼に取り付けて、目的深度の試料土を採取する試料土の採取器１０であって、前記撹拌翼７０に着脱自在に構成する取付部２０と、前記撹拌翼７０の正回転方向に試料土を取り込む開口部３０を形成し、逆回転方向に閉塞斜面３１を形成した採取部４０と、前記採取部４０を構成する側面に設けた、外開きにのみ開閉自在である扉５０と、から構成したことを特徴とする、試料土の採取器１０である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、試料土の採取器に関するものである。

軟弱地盤などに住宅等を建築する場合、地盤中に図６に示すような改良柱体ｂを所要の本数だけ構築して、地盤の支持力を向上させる地盤改良工法が一般的に行われている。
この改良柱体ｂは地盤中に構築されるため、設計通りに施工されているかどうかを、直接目視により確認することができない。そこで、採取器ａを用いて改良柱体ｂから試料土を取り出し、目視による確認や必要に応じてその他の試験を行い、改良柱体ｂの品質管理を行っている。

従来において一般的に使用されている採取器ａは、図５に示すように全体的に略円筒状を呈しており、正回転方向（前方部）には試料土の取り込み口ｃ、尖鋭に形成する逆回転方向（後方部）には試料土が取り込み易いように空気孔ｄがそれぞれ設けてある。そして、この採取器ａを、改良柱体ｂの造設を行う地盤改良撹拌機ｆの撹拌翼ｅ下部に取り付けて、使用している（図６）。
採取方法は、採取器ａが改良柱体ｂの目的深度に到達した時点で、撹拌翼ｅを正回転させて試料土を取りこみ、その後撹拌翼ｅを逆回転させながら地表に引き上げて採取する方法によって行う。

前記した従来の試料土の採取器にあっては、次のような問題点がある。
＜１＞採取器ａを地表へ引き上げる際、空気孔ｄから他の深度の試料土が入り込むため、正確な深度における試料土の分析が行えない。
＜２＞改良柱体ｂの内部に、採取器ａの通過跡が空隙として残ってしまい、再撹拌が必要となる。
＜３＞試料土を取り込む際、空気孔ｄが小さいため、採取器ａ内の空気が空気孔ｄから抜けずに圧力抵抗として働き、試料土が取り込み難い。そのため、撹拌翼ｅを必要以上に回転しなければならず、施工上不経済である。
＜４＞従来の採取器ａには、取り込み口ｃと空気孔ｄとを対峙させて形成しているので、特に粘性の低い試料土は、採取器ａを少し傾斜させるだけで簡単にこぼれてしまう。
＜５＞試料土が観察しづらい。

上記のような課題を解決するために、本発明の試料土の採取器は、地盤内に改良柱体を造設する地盤改良撹拌機の撹拌翼に取り付けて、目的深度の試料土を採取する試料土の採取器であって、前記撹拌翼に着脱自在に構成する取付部と、前記撹拌翼の正回転方向に試料土を取り込む開口部を形成し、逆回転方向に閉塞斜面を形成した採取部と、前記採取部を構成する側面に設けた、外開きにのみ開閉自在である扉と、から構成したことを特徴とする。

また、本発明の試料土の採取器は、地盤内に改良柱体を造設する地盤改良撹拌機の撹拌翼に取り付けて、目的深度の試料土を採取する試料土の採取器であって、前記撹拌翼に着脱自在に構成する取付部と、前記撹拌翼の正回転方向に試料土を取り込む開口部を形成し、逆回転方向に閉塞斜面を形成した採取部と、前記採取部を構成する側面に設けた、外開きにのみ開閉自在である扉と、前記開口部に回動可能に軸支した、開口部を閉塞可能な閉塞板と該閉塞板から突設した土圧の受圧板とよりなる開閉蓋と、から構成しており、前記撹拌翼が正回転方向に移動した際、前記開閉蓋は回動して前記開口部を開放し、前記撹拌翼が逆回転方向に移動した際、前記開閉蓋は回動して前記開口部を閉塞することを特徴とする。

また、本発明の試料土の採取器は、前記した試料土の採取器において、前記開口部は、開口幅を撹拌翼に沿って長く延伸し、開口高さを低く設定したことを特徴とする。

また、本発明の試料土の採取器は、前記した試料土の採取器において、前記採取部を構成する底面を、前記撹拌翼によって構成したことを特徴とする。

本発明の試料土の採取器は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
＜１＞本発明の採取器は、撹拌翼の正回転方向に開口部を設け、逆回転方向に閉塞斜面を形成している。そして、採取器を改良柱体内で上下移動させるときは、撹拌翼を逆回転させながら移動し、所要の深度で試料土を採取する時だけ正回転させることによって採取している。
そのため、不要な改良土を取りこむことはなく、目的深度の試料土のみを採取することができる。
＜２＞採取器は、撹拌翼の逆回転方向に閉塞斜面を設け、またその断面は撹拌翼に沿って横長で高さの低い形状であるため、改良柱体の内部に採取器の通過跡を作り難い。これによって、再撹拌する手間が省けるため、経済的である。
＜３＞本発明の採取器は、採取部の側面に外開にのみ開閉自在な扉を設けており、大きさにとらわれることのない試料土の通過孔を兼ねた大きな空気孔とできる。このため、採取部内の空気は試料土の採取時に外に押し出すことができ、試料土を容易に取り込むことができる。この結果、撹拌翼を最小限回転させるだけで、確実に試料土を採取することができる。
＜４＞開口部に対して交差方向に設けた扉は、蓋としての機能も有する。
そのため、粘性の低い試料土でもこぼすことなく、採取した試料土を確実に保存することができる。
＜５＞採取部の底面を撹拌翼で構成することによって、採取器を撹拌翼から取り外して裏返すだけで、簡単に試料土を観察することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

＜１＞全体の構成
本発明に係る採取器１０は、改良柱体の所望の位置にある改良土をサンプリングするための採取器であって、図１に示すように、地盤改良撹拌機の撹拌翼７０に着脱自在に構成する取付部２０と、試料土を取りこむ開口部３０を備えた採取部４０と、採取部４０の側面に設けた外開きにのみ開閉自在な扉５０と、から構成するものである。
ここで、地盤改良撹拌機とは、固化材スラリーと現地土とを混合撹拌して改良柱体を造設するもので、先端に削孔ヘッドと固化材スラリーの吐出口とを有する回転軸７１を図外のベースマシンの支柱に昇降自在に設け、該回転軸７１の先端部に地盤の掘削または撹拌のいずれか一方もしくは両方を行う撹拌翼７０を、突設して設けたものである。
以下、本発明を構成する各部について詳述する。

＜２＞取付部
取付部２０は、採取部４０を、撹拌翼７０に着脱自在に構成する部位である（図１）。
この取付部２０は、たとえば撹拌翼７０を撹拌翼７０の厚み方向に自在に把持する構成とできる。かかる形態は、図３に示すように断面Ｌ字型を呈する二本の鋼材を、撹拌翼７０の断面形状に沿って幅方向に対峙させて配置し、一方は後述する採取部４０の下部に固定し（固定部２１）、他方は撹拌翼７０の厚み方向にスライド可能（可動部２２）に取り付ければ良い。これによって、固定部２１と可動部２２の間に撹拌翼７０を挿通した後、可動部２２を撹拌翼７０に向けてスライドさせれば把持することができる。この可動部２２にはスライド方向に延伸する長孔２４、２４を形成し、この長孔２４にボルト２５を通して採取部４０に形成したナット部２３に取り付ければ、ボルト２５の締め付けを調整することによって、可動部２２の固定およびスライドを自在に行うことができる。この可動部２２には、必要に応じて開口部３０の開口を設けても良い。
なお、この取付部２０の形態は、必ずしも上記した形態に限定されるものではなく、撹拌翼７０に着脱自在に構成するものであれば、いずれの形態を採用することもできる。

＜３＞採取部（図１、図３）
採取部４０は、試料土を採取して、一時的に保管する部位であって、撹拌翼７０の正回転方向に開口部３０を形成し、逆回転方向には閉塞斜面３１を設けている。

採取部４０の奥行きは、撹拌翼７０の幅と略同じ長さに設定し、採取部４０の幅は、撹拌翼７０の長さより短い間隔で側面を配置する。そして、この側面に後述する扉５０を設ける。
採取部４０の上面は、閉塞斜面３１に連続する一枚の板材で形成し、底面は開放状態とする。この底面は、撹拌翼７０で閉塞して構成する。
閉塞斜面３１は、撹拌翼７０が逆回転方向に移動する際、採取器１０本体に作用する土圧ができるだけ小さくなるように形成する。たとえば、閉塞斜面３１を撹拌翼７０が描く回転軌跡に対して、並行に設ける。これによって、採取器１０におよぶ土圧抵抗を小さくすることができる。

開口部３０は、開口幅を撹拌翼７０に沿って横長に形成し、開口高さを低く設定した形状とする。
開口幅は、開口高さに比べて相対的に長く設定する。開口幅と高さの比は、試料土の粘性を考慮に入れ、また採取器１０が改良柱体内に通過路をつくらないように高さを低く設定するのが好ましい。

この採取部４０は、一般的に使用される鋼材を溶接で組み立てて形成し、その表面には所要の防錆加工を施すのが好ましい。

＜４＞扉（図１）
扉５０は、外開きのみが可能な開閉自在に構成するものである。
この扉５０は、採取部４０の内側から試料土が押圧を加えることで、外側に開き、反対に外側から押圧が加わった場合には閉じた状態となる。

扉５０には、ゴムなどの弾性部材で形成する板片を開閉自在に取り付けたものや、或いは蝶番で採取部４０の側面に取り付けた板材など、所謂逆支弁構造のものが使用できる。
扉５０を設けることによって、試料土は採取部４０の奥まで取りこみ易くなり、また試料土が採取部４０内を通過することにより、圧接されない改良柱体から切り出したままの試料土を採取することができる。そのため、扉５０は採取部４０の開口部３０から離隔した出来るだけ奥の深い位置に設けるのが好ましい。

＜１＞採取器の取り付け
地盤改良撹拌器を用いて改良柱体を造設する。
改良柱体は、地盤内に削孔ヘッドと撹拌翼７０とで所定の深度まで空掘りを行った後、吐出口から固化材スラリーを吐出しながら、掘削土と撹拌混合して造設する。

つぎに、本発明の採取器１０を、引き上げた地盤改良撹拌器の撹拌器７０に取り付ける。
採取器１０は、開口部３０が撹拌翼７０の正回転方向に向くようにして配置する。取付部２０は、あらかじめボルト２５、２５を緩めておき、可動部２２をスライド可能にし、撹拌翼７０の側方から挿し入れる。
採取器１０を撹拌翼７０の所定の位置まで挿入した後、可動部２２を移動して撹拌翼７０をしっかりと挟み込み、ボルト２５、２５を締め付けて固定する。

＜２＞試料土の採取
採取器１０を撹拌翼７０へ装着した後、地盤改良撹拌機を逆回転させながら、改良柱体の内部に挿入する（図２）。
撹拌翼７０が逆方向に回転すると、採取器１０は閉塞斜面３１側から土圧作用を受ける。しかし、閉塞斜面３１は受圧方向に略並行に面を形成しているので、ほとんど土圧を受けることはない。そのため、改良柱体の内部に通過跡が造られる可能性は極めて低くなる。
また、採取機１０の開口部３０は、移動方向に対して後側に開放した状態となるため、改良土が採取部４０内に侵入することはない。

採取器１０が所定の深度に到達したら、今度は地盤改良装置を正転方向に回転させる。
正転方向に回転すると、採取器１０の開口部３０が回転方向に向けて開放した状態となり、開口部３０から試料土が取りこまれる。
試料土が採取部４０に取り込まれ、採取部４０の奥まで侵入すると、試料土は扉５０を押圧し、扉５０は外側に開いた状態となる。こうして、採取部４０内には、試料土が充填される。
万が一、採取器１０が所定の深度に到達する前に、内部に改良土が入りこんだ場合には、回転軸７１を所要の回転角度より多めに回転させることで、先に入りこんだ不要な改良土を排出して、所定深度の試料土のみを採取すれば良い。

＜３＞採取器の引上げ
試料土を採取するのに必要な分だけ正回転させた後、今度は逆回転させながら、採取器１０を地盤上に引き上げる。
逆回転すると、採取器１０の扉５０は土圧の作用を受け、扉５０は閉まった状態となる。
撹拌翼７０が逆回転すると、撹拌翼７０は改良土を下方へ押し下げながら地表に向けて移動する（図２）。これによって、万一改良柱体の内部に空隙が生じたり、或いは生じていた場合でも、採取器１０が撹拌翼７０の上部に装着されているため、撹拌翼７０の下面を有効に機能させて、かかる作用により空隙のない強い改良柱体を造設することができる。

＜４＞試料土の確認
採取器１０を地盤上に引き上げた後、撹拌翼７０から取り外す。
ボルト２５、２５を取り外して可動部２２を分解し、採取部４０を撹拌翼７０から取り外し、裏返しにして試料土を確認する。
こうして採取した試料土からは、目視により混合割合の確認や混合状態を知ることができ、また必要に応じて供試体を作製して圧縮試験等から強度を確認することができる。

＜発明の実施の形態２＞
以下に他の実施の形態を説明するが、以降の説明に際し既述した実施の形態と同一の部位は、同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
本実施の形態は、図４に示すように、開口部３０に回動自在の開閉蓋６０を設けたものであり、撹拌翼７０が回転する際、改良土の土圧作用を受けることによって、開口部３０を開閉できるものである。

この開閉蓋６０は、開口部３０を閉塞する閉塞板６１と、撹拌翼７０の回転により土圧を受ける受圧板６２とからなる部材であり、閉塞板６１と受圧板６２とを交差させて一体に形成する。
開閉蓋６０は、たとえば閉塞板６１と受圧板６２とが交差する両端にピン状の枢軸を設け、これを採取部４０の上面をコ字型に切り欠いた切り欠き部４１に枢設させる。そして、受圧板６２を採取部４０から突設するように配置すれば、撹拌翼７０の回転により受圧板６２は土圧の影響を受けることができる。閉塞板６１と受圧板６２との交差角度は、開口部３０の開口高さに応じて、任意に設定すれば良い。

以下、本形態にかかる採取器の使用方法について説明する。
まず、撹拌翼７０に採取器１０を装着する。
次に、回転軸７１を逆回転しながら、採取器１０を目的深度に到達させる。撹拌翼７０を逆回転させると、閉塞斜面３１を通過した改良土は、受圧板６２にＡ方向の作用を及ぼす。
これを受けた開閉蓋６０は回動し、開口部３０は閉塞板６１で閉塞された状態となる。そして、採取器１０の内部は外部から遮断された状態となる（図４の実線）。

採取器１０が目的深度に到達した後、今度は回転軸７１を正回転させる。
回転軸７１を正回転させると、受圧板６２には回転軸７１を逆回転させた場合と反対方向（Ｂ方向）の土圧が作用する。
受圧板６２が受圧することにより、開閉蓋６０は回動し、開口部３０は開放した状態となる（図４の二点鎖線）。そして、回転軸７１に所要の回転を付与して、目的深度の試料土を取りこむ。

試料土を採取した後、再び回転軸７１を逆方向へ回転させる。これによって、受圧板６２にはＡ方向の土圧が作用し、開閉蓋６０は回動して開口部３０を閉じた状態とする。
そのまま逆回転させながら、採取器１０を地表まで引き上げることで、目的深度の試料土を取り出すことができる。
このように、かかる形態の採取器１０では、採取器１０が目的深度に到達するまでは、採取部４０は閉塞された状態となるので、他の改良土が入ることはなく、目的深度の試料土だけを確実に採取することができる。

なお、本形態では、開口部３０に回転式の開閉蓋６０を設けたが、ゴムなどの弾性部材を開口部３０の一端に取り付け、開口部３０を閉塞する形態としても良い。この形態でも、採取器１０が正回転方向に移動することによって、土圧によりゴムが内部に折れ曲がり、試料土を採取することができる。

＜発明の実施の形態３＞
以上の採取器１０は、採取部４０の底面を撹拌翼７０で構成したが、必ずしもかかる形態に限定されるものではない。
たとえば、採取部４０の底面に、この開放を塞ぐ板材（以下、底板と呼ぶ）を新たに追加して設けることができる（図示せず）。これによって、試料土は、採取器１０を撹拌翼７０から取り外した際、取りこんだ状態のまま確認することができる。
かかる形態は、試料土の粘性が低い場合に、特に有用である。
なお、この底板は開口部３０側にスライド可能に取り付けても良い。

本発明の採取器の概略斜視図。 採取器を撹拌機に取り付けた状態の説明図。 採取器の分解図。 採取器の実施の形態２を示した図。 従来の採取機を示す図。 従来の採取器を撹拌機に取り付けた図。

符号の説明

１０・・・採取器
２０・・・取付部
３０・・・開口部
３１・・・閉塞斜面
４０・・・採取部
５０・・・扉
６０・・・開閉蓋
６１・・・閉塞板
６２・・・受圧板
７０・・・撹拌翼
ａ・・・・採取器
ｂ・・・・改良柱体
ｃ・・・・取り込み口
ｄ・・・・空気孔
ｅ・・・・撹拌翼

Claims (4)

1. 地盤内に改良柱体を造設する地盤改良撹拌機の撹拌翼に取り付けて、目的深度の試料土を採取する試料土の採取器であって、
   前記撹拌翼に着脱自在に構成する取付部と、
   前記撹拌翼の正回転方向に試料土を取り込む開口部を形成し、逆回転方向に閉塞斜面を形成した採取部と、
   前記採取部を構成する側面に設けた、外開きにのみ開閉自在である扉と、から構成したことを特徴とする、
   試料土の採取器。
   
2. 地盤内に改良柱体を造設する地盤改良撹拌機の撹拌翼に取り付けて、目的深度の試料土を採取する試料土の採取器であって、
   前記撹拌翼に着脱自在に構成する取付部と、
   前記撹拌翼の正回転方向に試料土を取り込む開口部を形成し、逆回転方向に閉塞斜面を形成した採取部と、
   前記採取部を構成する側面に設けた、外開きにのみ開閉自在である扉と、
   前記開口部に回動可能に軸支した、開口部を閉塞可能な閉塞板と、該閉塞板から突設した土圧の受圧板とよりなる開閉蓋と、から構成しており、
   前記撹拌翼が正回転方向に移動した際、前記開閉蓋は回動して前記開口部を開放し、
   前記撹拌翼が逆回転方向に移動した際、前記開閉蓋は回動して前記開口部を閉塞することを特徴とする、
   試料土の採取器。
   
3. 請求項１または請求項２に記載した試料土の採取器において、
   前記開口部は、開口幅を撹拌翼に沿って長く延伸し、開口高さを低く設定したことを特徴とする、
   試料土の採取器。
   
4. 請求項１乃至請求項３の何れかに記載した試料土の採取器において、
   前記採取部を構成する底面を、前記撹拌翼によって構成したことを特徴とする、
   試料土の採取器。

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