JP2006291571A - 土壌サンプリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サンプラーの掘進作業と同時にケーシングが設置されるようにして孔壁の保護がなされるようにする。
【解決手段】コアチューブ２及びボーリングロッド４はケーシング１に挿通されており、ケーシング１の頭部でケーシング１とボーリングロッド４はチャックボルト１１で連結されて一体化されている。コアチューブ２は駆動装置４０によって回転・振動されて土壌中に掘進していく。コアチューブ２の内部に土壌試料が充填されると共に、孔壁はケーシングで保護される。
【選択図】図１

Description

本発明は、地質調査等における土壌試料を採取するための土壌サンプリング装置に関する。

従来、汚染土壌等の比較的浅い部分の土壌試料のサンプリングは、図４に示すように、移動可能のマストに昇降自在に取り付けた回転及び振動を発生する駆動装置に、先端にビットを有するコアチューブからなるサンプラーにボーリングロッドを連結し、回転と振動または打撃力を加えて土壌中に掘進させて土壌試料を採取していた。
深部の土壌を採取するには、図５に示すように、コアチューブを土壌中に掘進させ、サンプラーのコアチューブ、または、コアチューブ内に装填された収納チューブに地面付近の土壌試料（コア）２２を取り込んでサンプラーを地上に引き上げ、コアチューブ内の採取された土壌試料２２を回収し、コアチューブに付着した土を洗浄し、更に深部の地層の土壌のサンプリングをおこなうというように、コアチューブ内に土壌試料が充填される度にサンプラーを地上に回収するものである。

特開２０００−８７５６号公報 特開２００４−１６９４３６号公報

従来のサンプラーでは、土壌試料がコアチューブ内に充填された段階でサンプラーを土壌中から引き抜いて地上に取り出し、コアチューブから土壌試料を回収して洗浄をおこなっており、採取すべき土壌試料の深度が深くなると、その回数が増すと共に、深部における土壌試料の採取となると、孔壁が保護されていないため、出し入れに伴ってコアチューブが孔壁に衝突して孔壁が剥がれ落ちることがある。このため、ケーシングを孔に挿入して孔壁を保護することがおこなわれているが、コアチューブの掘進作業とケーシング挿入の２工程を必要とし、手間がかかり、土壌試料のサンプリングにも時間を要することとなり、効率が低下するという問題がある。
そこで、本発明は、サンプラーの掘進作業と同時にケーシングが設置されるようにすると共に、サンプリング作業を迅速におこなえるようにして効率よく土壌試料を採取できるようにするものである。

本発明は、ケーシング内にサンプラーのコアチューブを内挿してケーシング先端からサンプラーを突出させると共に、ケーシング頭部においてチャックボルトでケーシングとボーリングロッドを連結したものである。
ボーリングロッドの回転と共にケーシングも回転しながら所定の深度まで掘削していき、土壌試料を採取するものであり、掘進と同時にケーシングが孔内に設置されると共に孔壁の崩壊が防止されるのでサンプリングの作業時間を大幅に短縮するものである。

また、ケーシング内にサンプラーのコアチューブを内挿してケーシング先端からサンプラーを突出させると共に、ケーシング頭部に振動または打撃を加えるノッキングヘッドを有する連結ロッドによってサンプラーと駆動装置とを連結したものである。
ケーシング頭部には駆動装置からの打撃が付与されるが、ケーシングと連結ロッドは連結されていないのでケーシングは回転することなくサンプラーと共に土壌内に進み、孔壁を保護するものであり、ボーリングロッドは回転と打撃で土壌内に効率よく掘進され、掘進と同時にケーシングが孔内に設置される。ケーシングが回転することなく孔内に設置されるのでケーシング外周面に回転時に受ける摩擦がないので、駆動装置に大きなトルクを必要としない。孔壁の崩壊はケーシングによって防止され、サンプリング作業時間を大幅に短縮するものである。

更に、ケーシング内にサンプラーのコアチューブを内挿してケーシング先端からサンプラーを突出させると共に、連結ロッドによってサンプラーと駆動装置とを連結すると共に、複数の連結穴の一つを選択してケーシング連結ロッドを着脱自在に結合したものである。
連結ロッドとケーシングが結合されている場合は、ケーシングとサンプラーは同時に回転掘進されるが、結合が解除されている場合は、サンプラーにのみに回転と打撃が加えられ、ケーシングには回転が伝達されず、振動または打撃が加えられる。ボーリングロッドは回転と打撃で土壌内に効率よく掘進されると同時にケーシングが孔内に設置される。ケーシングが回転することなく孔内に設置されるのでケーシング外周面に回転時に受ける摩擦がないので、掘進作業が容易となると共に、孔壁の崩壊が防止されるのでサンプリング作業時間を大幅に短縮するものである。
打撃のみではケーシングの掘進が思わしくない場合には、連結ロッドとケーシングをピンなどの接合具で連結してケーシングの掘進を容易にする。

実施例１
図１に示すように、コアチューブ２の先端にはビット３が接続されており、また、頭部にはカップリングヘッド５がネジ接続されており、このカップリングヘッド５を介してボーリングロッド４が接続される。このボーリングロッド４は、駆動装置４０に接続されており、回転と振動または打撃力が駆動装置４０からボーリングロッド４に伝達される。
コアチューブ２の内部には土壌試料を保持する収納チューブが組み込まれており、先端側には取り込んだ土壌試料の落下を防止するバスケットが組み込まれている。

コアチューブ２及びボーリングロッド４はケーシング１に挿通されており、ケーシング１の頭部において、ケーシング１とボーリングロッド４はチャックボルト１１で連結されており、ボーリングロッド４とケーシング１は一体化されている。チャックボルト１１は３〜４個を使用して固定する。ボーリングロッド４に対するケーシング１の固定位置を調整することによってコアチューブ２の先端がケーシング１の先端から突出するようにする。コアチューブ２の突出長さは、１００〜２００ｍｍ程度であり、土質や駆動装置の能力に応じて調整する。

コアチューブ２の先端のビット３は駆動装置４によって回転・振動して土壌中に掘進していく。ケーシング１とボーリングロッド４とがチャックボルト１１で一体化されており、両者は一体となって駆動装置からの回転・振動力を受けながら土壌中に掘進されていくので、掘進と同時にケーシング１が土壌中に設置されるので掘進によって形成された孔が保護される。コアチューブ２内に取り込まれた土壌試料によって収納チューブが充填されたら掘進を一旦停止し、ボーリングロッド４とケーシング１を連結しているチャックボルト１１を緩めて連結固定を解除し、地上にコアチューブ２を引き上げて内部の土壌試料を採取する。コアチューブ２を洗浄し、ケーシング１とボーリングロッド４を継ぎ足してケーシング内に挿入して掘進を進め、更に深い位置の土壌試料を採取する。
ボーリングロッド４とケーシング１が一体となって回転するので、ボーリングロッド４及びコアチューブ２のネジ接続を右ネジとした場合、ケーシング１のネジ接続も右ネジである。

深度が深くなると土壌が緻密となり、崩落や削り取られる恐れが少ないと判断される場合は、ケーシングの継ぎ足しを省略することもある。
この一連の作業を繰り返すことにより、所定の深度までの土壌試料を採取する。

実施例２
図２に示すように、コアチューブ２がケーシング１に挿通されてケーシング先端より突出させてあり、コアチューブ２に連結されているボーリングロッド４が駆動装置４０に接続され、回転と振動または打撃力が駆動装置４０からボーリングロッド４に伝達されるのは実施例１と同様である。
ボーリングロッド４の上部には、ノッキングヘッド４１が設けてあり、ノッキングヘッド４１をケーシング１の頭部に当たるように位置させると共に、コアチューブ２の先端がケーシング１の先端より突出するようにボーリングロッド４の長さを設定する。コアチューブ２の突出長さを種々に変更できるようにするため、種々の長さのノッキングヘッド付きボーリングロッド４を準備しておく。

コアチューブ２及びボーリングロッド４はケーシング１に挿通されており、ボーリングロッド４はケーシング１とは無関係に駆動され、コアチューブ２の先端のビット３は駆動装置によって回転・振動して土壌中に掘進していく。ケーシング１は、ボーリングロッド４とは無関係であって回転することがなく、ノッキングヘッド４１からケーシング頭部に伝達される振動、または打撃によって土壌中に掘進されていき、孔を保護する。したがって、ボーリングロッド４の接続を右ネジとした場合は、ケーシングの接続ネジを逆の左ネジとする。
コアチューブ内に取り込まれた土壌試料の地上への取り出しは実施例１と同様である。

ボーリングロッド４のノッキングヘッド４１は、回転しながらケーシング頭部に振動を与えるものであるので摩擦力が発生する。そこで、摩擦力を軽減するため、ケーシング頭部にベアリングを設置したり、接触面を低摩擦物質とするなどして摩耗が生じないようにしてノッキングヘッド４１からケーシング１に振動または打撃が伝達されるようにする。

実施例３
図３に示すように、コアチューブ２がケーシング１に挿通されてケーシング先端より突出させてあり、コアチューブ２に連結されているボーリングロッド４が駆動装置４０に接続され、回転と振動または打撃力が駆動装置からボーリングロッド４に伝達されるのは実施例１、２と同様である。
ボーリングロッド４の上部には、長手方向に複数の連結穴４３が形成されており、ケーシング１の頭部にも同じく連結穴１２が形成してあり、両者の連結穴を合わせて連結ピン１５を挿通し、ボーリングロッド４とケーシング１を一体化できるようにしてある。

連結ピン１５の差込によるボーリングロッド４とケーシング１の一体化は、必要に応じておこなうものであり、ケーシング１に対する掘進駆動力が振動または打撃のみで不十分な場合には、連結ピンを挿通してボーリングロッド４とケーシング１を一体化してケーシング１にも回転駆動力を伝達して土壌内に掘進されやすいようにする。
このため、ケーシング１及びボーリングロッド４の接続ネジは両者共に右ネジとする。

連結ピン１５を外した状態では、ボーリングロッド４はケーシング１内をケーシングとは無関係に回転駆動される。連結ピン１５で一体化して同時に回転され、コアチューブ２の先端のビット３は駆動装置によって回転・振動して土壌中に掘進していく。
コアチューブ内に取り込まれた土壌試料の地上への取り出しは実施例１及び２と同様である。

サンプラーの掘進作業と同時にケーシングが設置され、孔壁が保護されると共に、ケーシングやボーリングロッドの継ぎ足し作業が簡単におこなえるため、サンプリング作業を迅速におこなえ、効率よく土壌試料を採取できる。

本発明のサンプリング装置の実施例１の断面図。 本発明のサンプリング装置の実施例２の断面図。 本発明のサンプリング装置の実施例３の断面図。 土壌サンプリング装置の全体を示す正面図。 土壌試料の取り出しの説明図。

符号の説明

１ ケーシング
２ コアチューブ
３ ビット
４ ボーリングロッド
５ カップリングヘッド
２２ 土壌試料

Claims (3)

1. 回転と振動または打撃力を発生する駆動装置と、駆動装置に連結されたボーリングロッド及びコアチューブからなる土壌サンプリング装置であって、ケーシング内にサンプラーのコアチューブが内挿してあってケーシング先端からサンプラーが突出しており、ケーシング頭部においてケーシングとボーリングロッドが連結結合してある土壌サンプリング装置。
2. ケーシング内にサンプラーのコアチューブを内挿してケーシング先端からサンプラーを突出させると共に、ケーシング頭部に振動または打撃を加えるノッキングヘッドを有する連結ロッドによってサンプラーと駆動装置とを連結した土壌サンプリング装置。
3. ケーシング内にサンプラーのコアチューブを内挿してケーシング先端からサンプラーを突出させると共に、連結ロッドによってサンプラーと駆動装置とを連結すると共に、複数の連結穴の一つを選択してケーシング連結ロッドを着脱自在に結合した土壌サンプリング装置。

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