JP2007297832A - 土サンプリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の深度の土を先行掘りをすることなくサンプリングすることができる土サンプリング装置を提供する。
【解決手段】上端に開口する有底の凹所４を有するサンプリング本体部品１，２と、下端部が前記凹所４内に差込み可能でかつ差込み状態において凹所４内の底部に当接可能なロッド３，３と、雌雄のネジ部５，６による抜けロック機構とが備えられ、抜けロック状態にすると、凹所４内の底部とロッド３の下端部との間にサンプリング土収容空間部７が形成され、該空間部７が凹所４の上端開口周縁部において開口する一方、ロッド３の下端部が凹所４内の底部に当接した状態にするとサンプリング土収容空間部７の開口が閉じられるようになされている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、地盤の土質調査に用いられる土サンプリング装置に関する。

サンプリングする深さまで先行掘りを行い、先端部にサンプラーを取り付けたロッドをその孔に差し込み、ロッドの上端を打撃することで、その深度の土をサンプリングすることは、従来より行われている。

また、複数の深度の土をサンプリングすることを目的とし、最下のサンプリング深度まで先行掘りを行い、先端部と中間部を含む長さ方向の複数箇所にサンプリング部を設けたロッドをその孔に差し込み、該ロッドを回転させることによって各深度の土を一度にサンプリングするものも提供されている。
特開平１１−１４０８５８号公報

しかしながら、いずれのサンプリング方法も、サンプリングに際して地盤に先行掘りを行うことを前提としたものであり、先行掘りとサンプリングの２つの工程が必要で、手間と時間を要するという問題がある。

本発明は、上記のような問題点に鑑み、所望の深度の土を先行掘りをすることなくサンプリングすることができる土サンプリング装置を提供することを課題とする。また、所望の異なる複数の深度の土を先行掘りを行うことなくサンプリングすることができる土サンプリング装置を提供することも課題とする。

上記の課題は、上端に開口する有底の凹所を有するサンプリング本体部品と、
下端部が前記凹所内に差込み可能でかつ差込み状態において凹所内の底部に当接可能なロッドと、
凹所内に差し込まれたロッドの下端部が凹所内の底部から抜け方向に所定の寸法変位したら抜け方向のそれ以上の変位動作を阻止する抜けロック状態と、阻止することなく抜けを許容するロック解除状態とを選択的に切換え可能にする抜けロック機構と
が備えられ、
前記ロッドの下端部が凹所内の底部から抜け方向に所定の寸法変位した抜けロック状態にすることで、凹所内の底部とロッドの下端部との間にサンプリング土収容空間部が形成されると共に、該サンプリング土収容空間部がサンプリング本体部品の凹所の上端開口周縁部ないしはその近傍位置において開口する一方、
ロッドの下端部が凹所内の底部に当接した状態にすることで前記サンプリング土収容空間部の開口が閉じられるようになされていることを特徴とする土サンプリング装置によって解決される（第１発明）。

この土サンプリング装置では、ロッドの下端部をサンプリング本体部品の凹所の底部に当接させた状態で、サンプリング土収容空間部の開口は閉じられているので、その当接状態で地盤に打ち込んでいけば、サンプリング本体部品を、周囲の土をサンプリング土収容空間部に侵入させることなく、地中の所望の深度に位置させることができる。

そして、その深度において、ロッドを上方に引いて抜けロック状態にすれば、サンプリング土収容空間部が形成されると共に、該サンプリング土収容空間部がサンプリング本体部品の凹所の上端開口周縁部ないしはその近傍位置において開口するので、ロッドを更に上方に変位させるなどしてサンプリング本体部品の凹所の上端開口周縁部でその深度の土を削り取るようにすれば、その土を開口を通じてサンプリング土収容空間部内に送り込んでいくことができる。

採取後は、抜けロック状態を維持したまま地上に引き上げれば、サンプリングは完了である。サンプリング土収容空間部内が目標深度で採取した土で充満されていれば、引き上げの過程においてサンプリング土収容空間部に他の深度の土が入り込んでしまうことはないし、引き上げの過程においてサンプリング土収容空間部に仮に他の深度の土が入り込んしまった場合であっても、サンプリング土収容空間部内の奥方に位置している土をサンプリング土として選別すれば問題はない。

このように上記の土サンプリング装置によれば、所望の深度の土を、先行掘りをすることなく、手間とコストをかけずにサンプリングすることができる。

しかも、サンプリング本体部品の上端に開口する有底の凹所にロッドの下端部が差し込まれる構造となっており、ロッドの下端部が凹所内の底部から抜け方向に所定の寸法変位した抜けロック状態にすることで、サンプリング土収容空間部がサンプリング本体部品の凹所の上端開口周縁部ないしはその近傍位置において開口するようになされているので、サンプリング本体部品の凹所の上端開口周縁部をその深度の土を削り採る削り取り部として機能させることができ、削り取りのための機械的な動きをする機構部や、削り取り部を進出後退させる機構部などを備えさせる必要がなく、土の削り取りを簡素な構造で確実に行うことができる。

第１発明の土サンプリング装置において、一つの先端用部品と少なくとも一つのジョイント用部品と、該ジョイント用部品で連結される少なくとも２本のロッドとが備えられ、先端用部品とジョイント用部品のうちの少なくとも２つが前記サンプリング本体部品からなっているとよい（第２発明）。

この場合は、サンプリング本体部品の上端に開口する有底の凹所にロッドの下端部が差し込まれる構造となっており、ロッドの下端部が凹所内の底部から抜け方向に所定の寸法変位した抜けロック状態にすることで、サンプリング土収容空間部がサンプリング本体部品の凹所の上端開口周縁部ないしはその近傍位置において開口するようになされていることとの組み合わせにおいて、所望の異なる複数の深度の土を、先行掘りを行うことなく、しかも、簡素な構造で確実に、サンプリングすることができる。

また、第１発明の土サンプリング装置において、ロッドとロッドをジョイントする少なくとも一つのジョイント用部品が備えられ、該ジョイント用部品の全部又は一部が前記サンプリング本体部品からなっているのもよい（第３発明）。

この場合も、サンプリング本体部品の上端に開口する有底の凹所にロッドの下端部が差し込まれる構造となっており、ロッドの下端部が凹所内の底部から抜け方向に所定の寸法変位した抜けロック状態にすることで、サンプリング土収容空間部がサンプリング本体部品の凹所の上端開口周縁部ないしはその近傍位置において開口するようになされていることとの組み合わせにおいて、サンプリングする深度が１つであるか、複数であるかにかかわらず、ロッドとロッドのジョイント部において、先行掘りによらずに、簡素な構造で確実に、土をサンプリングすることができる。

本発明は、以上のとおりのものであるから、所望の深度の土を先行掘りをすることなくサンプリングすることができる。また、第２発明では、所望の異なる複数の深度の土を先行掘りを行うことなくサンプリングすることができる。

次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図３に示す第１実施形態の土サンプリング装置において、１は先端用部品、２はジョイント用部品、３，３はロッドであり、先端用部品１とジョイント用部品２はいずれもサンプリング本体部品からなっている。

先端用部品１は、一つ備えられ、図２（イ）に示すように、下端部がコーン状をしていると共に、上端に開口する有底の円形凹所４が備えられ、該凹所４の開口側の内周部には雌ネジ部５が形成されている。

ロッド３は、複数本備えられており、各ロッド３は、図２（イ）（ロ）（ハ）に示すように、下端部の先端側外周部に上記の凹所４の雌ネジ部５と螺合可能な雄ネジ部６が形成され、該雄ネジ部６と雌ネジ部５とで抜けロック機構を構成し、図４（イ）に示すように、雌雄のネジ部５，６を螺合させ、螺進して雄ネジ部６に雌ネジ部５を越えさせ、落とし込んで凹所４内に差し込み、凹所４内の底部に当接させることができるようになされている。

そして、図４（ロ）に示すように、凹所４内に差し込まれたロッド３の下端部が凹所４内の底部から抜け方向に所定の寸法変位したら雄ネジ部６と雌ネジ部５とが当接して抜け方向のそれ以上の変位動作を阻止された抜けロック状態が形成され、その状態からロッド３と先端用部品１を相対回転させて雌雄のネジ部５，６を螺合させ、螺進して螺合を解除することにより、凹所４内からの抜けが許容されるロック解除状態に切り換えることができるようになされている。

また、図４（ハ）に示すように、ロッド３の下端部を凹所４内の底部から抜け方向に変位させ、雌雄のネジ部５，６を係合させた抜けロック状態にすることで、凹所４内の底部とロッド３の下端部との間にサンプリング土収容空間部７が形成されると共に、ロッド３の下端部の周側面部に形成された切欠き部８，８によってロッド３の切欠き部８，８と凹所４内の周壁との間に形成される通路９，９を通じて、前記サンプリング土収容空間部７が凹所４の上端開口周縁部において開口するようになされている一方、図４（イ）に示すように、ロッド３の下端部を凹所４内の底部に当接させた状態にすることで、切欠き部８の上端部が凹所４内に後退して、サンプリング土収容空間部の開口が閉じられるようになされている。

なお、ロッド３の上端部には、上方に面する環状の段部１０を介してジョイント用の雄ネジ棒部１１が設けられている。

ジョイント用部品２は、１つあるいは複数備えられ、図３に示すように、下端部にはコーンに替えて、ロッド３の上端部の雄ネジ棒部１１を螺合させるジョイント用のネジ孔１２が備えられている点を除いて、先端用部品１と同じ構造をしており、先端用部品１と同様に、上端に開口する有底の円形凹所４が備えられ、該凹所４の開口側の内周部には雌ネジ部５が形成されたものからなっている。

土サンプリング装置１３は、先端用部品１の凹所４内にロッド３の下端部を雌雄のネジ部５，６を互いに越えさせて差し込んだ状態に連結し、該ロッド３の上端部の雄ネジ棒部１１とジョイント用部品２の下面側のネジ孔１２とを螺合して緊結し、該ジョイント用部品２の凹所４の次のロッド３の下端部を同じく雌雄のネジ部５，６を互いに越えさせて差し込んだ状態に連結するとしてようにして形成される。

サンプリングは、図５（イ）〜（ハ）に示すように、土サンプリング装置１３を地表１４から打ち込んでいき、先端用部品１と、ジョイント用部品２とをそれぞれの目標深度１５，１６付近に位置させる。この打込み中、ロッド３，３の下端部は、図４（イ）（ロ）に示すように、先端用部品１、ジョイント用部品２の各凹所４，４内の底部に当接し、切欠き部８による通路９は外に対して閉じられた状態となっているので、内部に土が侵入してしまうことはない。なお、打込みは、ジョイント用部品２とロッド３とを連結しながら行っていってもよいし、これらをジョイントした長尺の土サンプリング装置を用いて行っていってもよい。

しかる後、図５（ニ）に示すように、地上からロッドを引くことによって、先端用部品１とロッド３、及び、ジョイント用部品２とその直上のロッド３とを、雌雄のネジ部５，６を当接させた抜けロック状態にする。すると、図４（ハ）（ニ）に示すように、ロッド３の下端部と凹所４の底部との間にサンプリング土収容空間部７が形成され、切欠き部８，８の上端が凹所４の上方に進出して露出し、サンプリング土収容空間部７が通路９を通じて外に開口する。目標深度付近の土が砂質であれば、土はその開口部を通じてサンプリング土収容空間部７に送り込まれるし、目標深度付近の土が粘度質のものであれば、図５（ホ）に示すように、地上からロッドを上下させ、先端用部品１とジョイント用部品２の各凹所４，４の上端開口周縁部１７で周囲の土を削り取るようにすれば、土は、図４（ハ）（ニ）に示すように、通路部９を通じてサンプリング土収容空間部７内に送り込まれる。本実施形態では、削り取り性能を高くするため、凹所４の上端開口周縁部１７には傾斜がつけられている。

こうして土を採取した後、土サンプリング装置１３を地上に引き上げれば、サンプリングは完了であり、所望の異なる複数の深度１５，１６の土が、先行掘りをすることなくサンプリングされる。サンプリング土収容空間部７内が採取した土で充満されていれば、引き上げの過程でサンプリング土収容空間部７に他の深度の土が入り込んでしまうことはないし、引き上げの過程でサンプリング土収容空間部７に仮に他の深度の土が入り込んしまった場合であっても、サンプリング土収容空間部７内の奥方に位置している土をサンプリング土として選別すれば問題はない。

このように、上記の土サンプリング装置１３によれば、先行掘りを行うことなく地面に直接打ち込んで所望の深度の土をサンプリングすることができ、しかも、一度の打込みで、異なる複数深度の土をサンプリングすることができ、サンプリングに手間と時間がかからない。

特に、先端用部品１やジョイント用部品２の上端に開口する有底の凹所４にロッド３の下端部を差し込んだ構造とし、ロッド３の下端部が凹所４内の底部から抜け方向に所定の寸法変位した抜けロック状態にすることで、サンプリング土収容空間部７が凹所４の上端開口周縁部において開口するようになされているので、凹所４の上端開口周縁部をその深度の土を削り採る削り取り部として機能させることができ、削り取りのための機械的な動きをする機構部や、削り取り部を進出後退させる機構部などを備えさせる必要がなく、土の削り取りを簡素な構造で確実に行うことができる。

図６に示す第２実施形態の土サンプリング装置１３は、ロッド３の下端部に、周側面部と下面部とに開口する孔２１が設けられ、ロッド３の下面側と先端用部品１の凹所４の底部との間に形成されるサンプリング土収容空間部７が、該孔２１を通じて外に開口されるようになされたもので、第１実施形態の場合のような切欠き部８，８は省略されている。図示しないけれども、ジョイント用部品に対しても同様である。このように、サンプリング土収容空間部７は、サンプリング本体部品の凹所の上端開口周縁部ないしはその近傍位置において開口するものであればよく、開口させるための通路の形態や位置等に制限はない。

以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、抜けロック機構として、雌雄のネジ部５，６を使用した場合を示しているが、これに限られるものではなく、その他の抜けロック機構であってもよく、要は、凹所内に差し込まれたロッドの下端部が凹所内の底部から抜け方向に所定の寸法変位したら抜け方向のそれ以上の変位動作を阻止するロック状態と、阻止することなく抜けを許容するロック解除状態とを選択的に切換え可能にするものが採用されていればよい。また、土サンプリング装置１３の打込みは打撃によるものであってもよいし、圧入あるいは回転圧入などによるものであってもよい。

また、上記の実施形態では、凹所４の上端開口周縁部１７に傾斜をつけて土の削り取り性能を高めるようにしているが、それとの組み合わせにおいて、あるいは、それとの組み合わせによらずに、凹所４の上端開口周縁部１７を側方に張り出させた構造にすることによって削り取り性能を高めるようにしてもよいし、凹所の上端開口周縁部を水平面にして、この水平周縁部を削り取り部としてもよい。

また、上記の実施形態では、先端用部品１とジョイント用部品２とが備えられ、それら部品のすべてがサンプリング本体部品からなる場合を示したが、特定の一つの深度の土のサンプリングを行う場合には、先端用部品１とジョイント用部品２のうちの一つのみが本発明におけるサンプリング本体部品からなっていればよい。また、異なる複数の深度の土のサンプリングを行う場合は、先端用部品とジョイント用部品のうちの少なくとも１つが本発明におけるサンプリング本体部品からなり、残りは、他のサンプリング本体部品だけ、あるいは、他のサンプリング本体部品と非サンプリング本体部品からなっていてもよい。

第１実施形態の土サンプリング装置を示すもので、図（イ）は打込み時の断面正面図、図（ロ）はサンプリング時の断面正面図である。 図（イ）は先端用部品とロッドとを分離状態にして示す断面側面図、図（ロ）はロッドの下端部正面図、図（ハ）はロッドの下端部の斜視図である。 ロッドとジョイント用部品とを分離状態にして示す断面側面図である。 図（イ）は先端用部品の打込み時の断面正面図、図（ロ）はジョイント用部品の打込み時の断面正面図、図（ハ）は先端用部品のサンプリング時の断面正面図、図（ニ）はジョイント用部品のサンプリング時の断面正面図である。 図（イ）〜図（ホ）はサンプリングの過程を順次に示す断面正面図である。 第２実施形態の土サンプリング装置を示すもので、図（イ）は先端用部品とロッドとを分離状態にして示す断面正面図、図（ロ）は打込み時の断面正面図、図（ハ）はサンプリング時の断面正面図である。

符号の説明

１…先端用部品（サンプリング本体部品）
２…ジョイント用部品（サンプリング本体部品）
３…ロッド
４…凹所
５…雌ネジ部（抜けロック機構）
６…雄ネジ部（抜けロック機構）
７…サンプリング土収容空間部
１３…土サンプリング装置
１７…開口周縁部（削り取り部）

Claims (3)

1. 上端に開口する有底の凹所を有するサンプリング本体部品と、
   下端部が前記凹所内に差込み可能でかつ差込み状態において凹所内の底部に当接可能なロッドと、
   凹所内に差し込まれたロッドの下端部が凹所内の底部から抜け方向に所定の寸法変位したら抜け方向のそれ以上の変位動作を阻止する抜けロック状態と、阻止することなく抜けを許容するロック解除状態とを選択的に切換え可能にする抜けロック機構と
   が備えられ、
   前記ロッドの下端部が凹所内の底部から抜け方向に所定の寸法変位した抜けロック状態にすることで、凹所内の底部とロッドの下端部との間にサンプリング土収容空間部が形成されると共に、該サンプリング土収容空間部がサンプリング本体部品の凹所の上端開口周縁部ないしはその近傍位置において開口する一方、
   ロッドの下端部が凹所内の底部に当接した状態にすることで前記サンプリング土収容空間部の開口が閉じられるようになされていることを特徴とする土サンプリング装置。
2. 一つの先端用部品と少なくとも一つのジョイント用部品と、該ジョイント用部品で連結される少なくとも２本のロッドとが備えられ、先端用部品とジョイント用部品のうちの少なくとも２つが前記サンプリング本体部品からなる請求項１に記載の土サンプリング装置。
3. ロッドとロッドをジョイントする少なくとも一つのジョイント用部品が備えられ、該ジョイント用部品の全部又は一部が前記サンプリング本体部品からなる請求項１に記載の土サンプリング装置。

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