JP2010071033A - ソイルセメントサンプル採取用具 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の採取位置で確実にソイルセメントのサンプルを採取することが可能なソイルセメントサンプル採取用具を提供する。
【解決手段】周壁部７に窓開口８を有し、掘削土壌とセメントミルクとを混合攪拌する掘削及び攪拌用ロッド６の先端部に取り付けられる外筒体２と、その外筒体２内に回転自在に嵌合され、周壁部１２に窓開口１３ａを有してなる内筒体３とで主に構成されるソイルセメントサンプル採取用具１であって、ロッド６を反時計方向に回転させながらサンプル採取位置まで掘進する際には内外筒体２、３の窓開口８，１３ａは閉じた状態にあり、サンプル採取位置でロッド６を時計方向に回転させることによって内外筒体２，３の窓開口８，１３ａが開口した状態となり、内筒体３内にサンプルを採取することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、軟弱地盤等を掘削し、その掘削土壌にセメントミルクを注入し、そのセメントミルクと掘削土壌とを混合攪拌して、地盤中にソイルセメント杭を造成するにあたり、掘削土壌とセメントミルクとが適正に混合攪拌されているかどうかを確認するために、ソイルセメントが固化する前にペースト状の状態でそのサンプルを採取するのに使用されるソイルセメントサンプル採取用具に関するものである。

従来のソイルセメントサンプル採取用具として、特許公報等の公知文献を具体的に挙げることはできないが、従来では、例えばサンプル採取缶をホルダーに収納保持し、このホルダーを、掘削土壌とセメントミルクとを混合攪拌するソイルセメント造成装置の掘削及び攪拌用ロッドの先端部に取付け固定しておいて、このロッドを回転させながら下降させて削孔内の掘削された土壌とセメントミルクとを混合攪拌し、掘孔下端部のサンプル採取位置まで下降させた後、ロッドを引き上げる際に、混合されたソイルセメントのサンプルをサンプル採取缶に採取して、ロッドの引き上げによってサンプル採取缶を取り出すようにしている。

上記のような従来のソイルセメントサンプル採取用具では、掘削及び攪拌用ロッドの先端部に取付け固定したサンプル採取缶が、掘孔下端部のサンプル採取位置に到達する迄の間に、未だ十分に混合されていないソイルセメントを受け入れたりするなど、サンプル採取缶が掘孔下端部の所定の採取位置で確実にソイルセメントのサンプルを採取することが難しいという問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑み、掘孔下端部の所定の採取位置で確実にソイルセメントのサンプルを採取することが可能なソイルセメントサンプル採取用具を提供することを目的としている。

上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明は、周壁部７に窓開口８を有すると共に、掘削土壌とセメントミルクとを混合攪拌する掘削及び攪拌用ロッド６の先端部に取り付けられる外筒体２と、その外筒体２内に回転自在に嵌合されると共に、周壁部１２に窓開口１３ａを有してなる内筒体３と、その内筒体３を前記外筒体２内で回転可能なように前記内筒体３に取り付けられてなる上下壁体４，５と、で構成されるソイルセメントサンプル採取用具１であって、前記上下壁体４，５に夫々内筒体回転操作片１６，１７を突設させ、この各操作片１６，１７を夫々同一方向に回動させることにより内筒体３を回転して内筒体３の窓開口１３ａを外筒体２の周壁部７で覆って閉じ、その閉じた位置で各操作片１６，１７を停止させるストッパー１１ａ，１１ａを前記外筒体２に夫々突設させてなり、各操作片１６，１７を夫々前記方向とは逆方向に回動させることによって内筒体３の窓開口１３ａと外筒体２の窓開口８を一致させて内筒体３の窓開口１３ａを開け、その開けた位置で各操作片１６，１７を停止させるストッパー１１ｂ，１１ｂを前記外筒体２にさらに夫々突設させてなるようにし、内筒体３の窓開口１３ａを閉じた状態で各内筒体回転操作片１６，１７が土壌抵抗を受けて内筒体３の窓開口１３ａが閉じる方向に掘削及び攪拌用ロッド６を回転させながら掘進し、採取位置まで掘進したら、前記ロッド６を逆転させて内筒体３の窓開口１３ａを開けてサンプルを採取し、採取後は前記ロッド６を内筒体３の窓開口１３ａが閉じる方向に回転させて引き上げるようにすることを特徴としている。

請求項２は、請求項１に記載のソイルセメントサンプル採取用具において、外筒体２の周壁部７には、窓開口８と対向する位置に空気抜き孔９を設けてなることを特徴とする。

請求項３は、請求項１又は２に記載のソイルセメントサンプル採取用具において、内筒体３の周壁部１２には、内筒体３の中心軸に対して線対称となる位置に夫々窓開口１３ａ，１３ｂを設けてなることを特徴とする。

請求項４は、請求項１〜３の何れかに記載のソイルセメントサンプル採取用具において、上下壁体４，５を内筒体３に対し着脱自在に構成してなることを特徴とする。

上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明によると、使用にあたって、外筒体２を、掘削及び攪拌用ロッド６の先端部に取り付け、内筒体３の窓開口１３ａを閉じた状態で各内筒体回転操作片１６，１７が土壌抵抗を受けて内筒体３の窓開口１３ａが閉じる方向にロッド６を回転させながら、掘削土壌とセメントミルクとが攪拌混合されたソイルセメント内をサンプル採集位置まで下降させてゆけば、その下降中は内筒体３の窓開口１３ａが閉じたままとなり、ロッド６が所定深さまで下降した採取位置でロッド６を逆転させることにより内筒体３の窓開口１３ａを開けてサンプルを採取することができる。しかして、サンプル採取後、ロッド６を内筒体３の窓開口１３ａが閉じる方向に回転させて内筒体３の窓開口１３ａを閉じた状態でロッド６を引き上げれば、所定の採取位置でのみソイルセメントのサンプルを採取できるから、掘削土壌とセメントミルクとの混合状態を正確に把握することができる。

また、請求項２に係る発明のように、外筒体２の周壁部７に空気抜き孔９を設ければ、内筒体３内の空気を外部に排出することができ、ソイルセメントのサンプルを内筒体３内に取り入れやすくなる。

また、請求項３に係る発明のように、内筒体３の周壁部１２には、内筒体３の中心軸に対して線対称となる位置に窓開口１３ａ，１３ｂを夫々設けてなるから、サンプル採取後、内筒体３内からソイルセメントのサンプルを取り出す際に、サンプルが取り出しやすくなる。

また、請求項４に係る発明のように、上下壁体４，５を内筒体３に対し着脱自在に構成することにより、外筒体２に対する内筒体３の組み付け及び取り外しが容易となる。

以下に本発明の好適な一実施形態を図面に基づいて説明すると、図１は本発明に係るソイルセメントサンプル採取用具１の使用状態を示す正面図で、内筒体３の窓開口１３ａが閉じている状態を示し、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図１のＸ−Ｘ線断面図である。図３は内筒体３の窓開口１３ａ，１３ｂが開いている状態の正面図、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図３のＹ−Ｙ線断面図である。このソイルセメントサンプル採取用具１は、周壁部７に窓開口８を有する外筒体２と、周壁部１２に窓開口１３ａ，１３ｂを有すると共に、外筒体２内に回転自在に嵌合された内筒体３と、この内筒体３を外筒体２から上下に離脱するのを規制する一方、外筒体２内で回転可能なように内筒体３にボルト止めによって着脱可能に取り付けられてなる上下壁体４，５で構成され、使用にあたって、掘削土壌とセメントミルクとを混合攪拌する掘削及び攪拌用ロッド６の先端部に取付金具２０，２０により着脱可能に取り付けられてなるものである。

上記ソイルセメントサンプル採取用具１の構造及び、ソイルセメントサンプル採取用具１の使用にあたって着脱可能に取り付けられる取付金具２０，２０について更に詳しく説明すれば、図５（ａ）は外筒体２の正面図、（ｂ）は平面図であり、図６（ａ）は内筒体３の正面図、（ｂ）は平面図、図７（ａ）は上壁体４の正面図、（ｂ）は平面図、図８（ａ）は一対の掴持アーム２１，２２からなる取付金具２０の一部である掴持アーム２１の正面図、（ｂ）は平面図である。また、図９はソイルセメントサンプル採取用具１及び取付金具２０，２０の分解斜視図である。

これらの図を参照すると、外筒体２は、図５及び図９から分かるように、短円筒状の周壁部７の正面側に縦長矩形状の窓開口８が設けられ、窓開口８の右側端部よりもやや右側寄りの周壁部７の軸方向に３つのフランジ１０，１０，１０が等間隔に設けられている。そして、窓開口８の左側端部及び角部に沿うように上下方向に短四角柱からなるストッパー１１ａ，１１ａが溶接Ｗによって周壁部７に固着され、さらに周壁部７の中心軸に対して短四角柱からなるストッパー１１ａ，１１ａと対称となる位置に短四角柱からなるストッパー１１ｂ，１１ｂが上下方向に溶接Ｗによって周壁部７に固着されている。そしてまた、周壁部７には、窓開口８と対向する位置に、ソイルセメントのサンプルを内筒体３内に取り入れやすくするための円形状の空気抜き孔９が設けられている。なお、フランジ１０には、ボルト１０ｂ，１０ｂを挿通するためのボルト挿通孔１０ａ，１０ａが設けられている。

内筒体３は、図６及び図９から分かるように、外筒体２内に回転自在に嵌合される短円筒状の周壁部１２からなり、その周壁部１２の上下面には、周壁部１２の円周よりも幅狭な円形状の厚板で形成されてなる上下面突設部１４，１５が形成されている。さらに、周壁部１２には、正面側に縦長矩形状の窓開口１３ａが設けられ、その窓開口１３ａと内筒体３の中心軸に対して線対称となる位置にもう一つの窓開口１３ｂが設けられている。また、上面突設部１４は、中心に孔１４ｂが設けられ、周方向にボルト４ｂ，４ｂ，４ｂに対応するねじ溝１４ａ，１４ａ，１４ａが等間隔に設けられている。なお、下面突設部１５は上面突設部１４と同様の構成で形成されているため説明は省略する。

上壁体４は、図７及び図９から分かるように、円形状の厚板からなり、周方向等間隔にボルト４ｂ，４ｂ，４ｂを挿通するボルト挿通孔４ａ，４ａ，４ａが設けられている。そして、上壁体４の上面に位置するボルト挿通孔４ａ，４ａ間の略中央位置に矩形状の厚板片からなる内筒体回転操作片１６が溶接等によって一体に突設されている。なお、下壁体５は上壁体４と同様の構成であり、下壁体５の下面に矩形状の厚板片からなる内筒体回転操作片１７が前記回転操作片１６と上下同一面域上に一体に突設されている。

取付金具２０は、図８及び図９から分かるように、一対の円弧状掴持アーム２１，２２からなるもので、一対の円弧状掴持アーム２１，２２夫々の一端部にボルト１０ｂ，１０ｂを挿通させるための円筒形状のボルト挿通孔２１ａ，２２ａが固着され、さらに夫々の他端部にはロッド６に取付金具２０を係止させるためのボルト挿入孔２１ｂ，２２ｂが設けられている。

上述のような構成部材からなるソイルセメントサンプル採取用具１を組み立てるには、内筒体３を外筒体２の周壁部７内に嵌め込み、内筒体３の周壁部１２の上面に設けられた上面突設部１４に上壁体４を、上壁体４に設けられたボルト挿通孔４ａ，４ａ，４ａ及び上面突設部１４に設けられたねじ溝１４ａ，１４ａ，１４ａを利用してボルト４ｂ，４ｂ，４ｂで締結するようにする。そしてさらに、内筒体３の周壁部１２の下面に設けられた下面突設部１５に下壁体５をボルト５ｂ，５ｂ，５ｂで締結することにより、組立を終える。

このようにして組み立てられたソイルセメントサンプル採取用具１は、図４に示すように、内筒体回転操作片１６，１７が一方のストッパー１１ａ，１１ａ側に位置しているときには、外筒体２の窓開口８と内筒体３の窓開口１３ａが一致して、窓開口１３ａが開いた状態となり、窓開口１３ｂと空気抜き孔９が一致する状態となる。なお、このように、窓開口１３ｂと空気抜き孔９が一致すれば、円筒体３内の空気を空気抜き孔９より外部へ排出しやすくなり、ソイルセメントのサンプルを内筒体３内に取り入れやすくなる。

そして、次に、内筒体回転操作片１６，１７を掴んで図２に示すように、他方のストッパー１１ｂ，１１ｂ側に回動させると、それに伴い内筒体３が回転して、内筒体３の窓開口１３ａ，１３ｂが外筒体２の周壁部により覆われて閉じるような構造となっている。

このように内筒体３の窓開口１３ａ，１３ｂを開放したり閉じたりすることが可能な構造であるソイルセメントサンプル採取用具１を取付金具２０，２０によって掘削及び攪拌用ロッド６に係止し、ロッド６を予め掘削された掘孔内の掘削土壌中で回転させる時のソイルセメントサンプル採取用具１の動きは後述のとおりである。なお、ソイルセメントサンプル採取用具１を取付金具２０，２０によって掘削及び攪拌用ロッド６に係止するには、ソイルセメントサンプル採取用具１に取付金具２０，２０を取り付けた後、ロッド６に取付金具２０，２０を係止させればよい。具体的には、取付金具２０，２０夫々のボルト挿通孔２１ａ，２２ａをソイルセメントサンプル採取用具１のフランジ１０，１０間に夫々挿通し、ボルト１０ｂ，１０ｂ及びナット１０ｃ，１０ｃを使用して締結すれば、取付金具２０，２０をソイルセメントサンプル採取用具１に取り付けることができる。そして、その取付後、図２に示すように、ロッド６の所要箇所に両掴持アーム２１，２２を開放姿勢から閉じて両掴持アーム２１，２２の他端部のボルト挿入孔２１ｂ，２２ｂどうしをボルト・ナット（図示省略）で締結すればロッド６に取付金具２０，２０を係止させることができる。

掘削土壌中でのソイルセメントサンプル採取用具１の動きは、図１及び図２に示すように内筒体３の窓開口１３ａ，１３ｂが閉じている状態から、ロッド６を掘削土壌中において矢印Ａ方向、即ち反時計方向に回転すると、ソイルセメントサンプル採取用具１の外筒体２はロッド６を中心に矢印Ａ方向に旋回移動する。しかし、内筒体３は、内筒体回転操作片１６，１７が掘削土壌の抵抗を受けるため、外筒体２に対し相対的に回転して、内筒体３の窓開口１３ａ，１３ｂが閉じた状態を維持してサンプル採集位置まで掘進することができる。そして、図１及び図２に示す内筒体３の窓開口１３ａ，１３ｂの閉じた状態から、ロッド６を矢印Ｂに示すように時計方向に回転すると、内筒体回転操作片１６，１７はストッパー１１ａ，１１ａ側で停止させられるから、窓開口１３ａ，１３ｂは開くことになる。

上述のような動きをするソイルセメントサンプル採取用具１によるソイルセメントの採取方法について、図１０及び図１１を参照して説明する。尚、図１０及び図１１において、符号３０はオーガ装置で、これの下端部に掘削及び攪拌用ロッド６を垂下連結している。符号３１はロッド６の先端に設けられた掘削刃、符号３２は掘削刃３１の上方に設けられた攪拌翼で、ソイルセメントサンプル採取用具１は、図示のように掘削刃３１と攪拌翼３２の間の掘削刃３１寄りの位置に取り付けられる。

先ず、図１０（ａ）に示すように、オーガ装置３０に垂下連結した掘削及び攪拌用ロッド６により地盤の所定箇所を予め所定深さまで掘削して、ロッド６を引き上げた後、このロッド６の先端部にソイルセメントサンプル採取用具１を取り付ける。そして、内筒体３の窓開口１３ａ，１３ｂを閉じた状態で、内筒体回転操作片１６，１７が掘削土壌の抵抗を受けて内筒体３の窓開口１３ａ，１３ｂを閉じる方向（図２（ａ）の矢印Ａ方向、図１０（ｂ）の矢印ａ方向、即ち反時計方向）に掘削及び攪拌用ロッド６を回転させながら、図１０（ｂ）に示すように、掘削土壌とセメントミルクとが攪拌混合されたソイルセメント内、つまり、堀孔３３内をサンプル採集位置まで掘進降下することになる。

掘削及び攪拌用ロッド６が図１０（ｃ）に示すように所定深さのサンプル採取位置まで下降したならば、掘削及び攪拌用ロッド６を図１１（ａ）に示すように一時的に逆転（図４（ａ）の矢印Ｂ方向、図１１（ａ）の矢印ｂ方向、即ち時計方向に回転）させることにより、内筒体３の窓開口１３ａ，１３ｂを開放して、掘削土壌とセメントミルクとが攪拌混合されたソイルセメントのサンプルを採取する。すなわち、そのサンプルを内筒体３の窓開口１３ａから内筒体３内に取り入れる。

こうしてサンプルを採取した後、再び掘削及び攪拌用ロッド６を、図１１（ｂ）に示すように、内筒体回転操作片１６，１７が掘削土壌の抵抗を受けて内筒体３の窓開口１３ａを閉じる方向（図２（ａ）の矢印Ａ方向、図１１（ｂ）の矢印ａ方向、即ち反時計方向）に回転させながら引き上げてゆき、同図（ｃ）に示すようにロッド６が地上に引き上げられたならば、ロッド６の回転を停止させる。そして、内筒体３内に取り入れたソイルセメントは、固化しないうちに、内筒体３の窓開口１３ａからスコップ等の器具を用いて取り出すようになっている。また、ボルト４ｂ，４ｂ，４ｂ及びボルト５ｂ，５ｂ，５ｂを取り外し、外筒体２内から内筒体３を取り出した後、ソイルセメントを内筒体３の窓開口１３ａ，１３ｂからスコップ等の器具を用いて取り出すこともできる。なお、窓開口１３ａ，１３ｂは１つだけでもよいが、２つ設けておいた方が内筒体３内のソイルセメントを取り出しやすくなり、さらには、円筒体３内の空気を空気抜き孔９から外部に排出しやすくなる。

以上説明した本発明の一実施形態によれば、このソイルセメントサンプル採取用具１によれば、使用にあたって、外筒体２を、掘削及び攪拌用ロッド６の先端部の掘削刃３０より手前側所要位置に取付金具２０，２０を用いて取り付け、内筒体３の窓開口１３ａを閉じた状態で各内筒体回転操作片１６，１７が土壌抵抗を受けて内筒体３の窓開口１３ａが閉じる方向にロッド６を回転させながら、掘削土壌とセメントミルクとが攪拌混合されたソイルセメント内、つまり、堀孔３３内に下降させてゆけば、その下降中は内筒体３の窓開口１３ａが閉じたままであるから、下降途中にソイルセメントが内筒体３の内部に入り込むことはない。しかして、ロッド６が所定深さまで下降した採取位置でロッド６を逆転させることにより内筒体３の窓開口１３ａを開けてサンプルを採取することができ、その後、ロッド６を内筒体３の窓開口１３ａが閉じる方向に回転させて内筒体３の窓開口１３ａを閉じた状態でロッド６を引き上げれば、所定の採取位置でのみソイルセメントのサンプルを採取できる。従って、掘削土壌とセメントミルクとの混合状態を正確に把握することができる。

また、外筒体２の周壁部７に空気抜き孔９を設ければ、内筒体３内の空気を外部に排出することができ、ソイルセメントのサンプルを内筒体３内に取り入れやすくなる。

また、内筒体３の周壁部１２には、内筒体３の中心軸に対して線対称となる位置に窓開口１３ａ，１３ｂを夫々設けてなるから、サンプル採取後、内筒体３内からソイルセメントのサンプルを取り出す際に、サンプルが取り出しやすくなる。

また、上下壁体４，５を内筒体３に対し着脱自在に構成することにより、外筒体２に対する内筒体３の組み付け及び取り外しが容易となる。

本発明に係るソイルセメントサンプル採取用具の使用状態を示す正面図で、内筒体の窓開口が閉じている状態を示す図である。 （ａ）は図１の平面図、（ｂ）は図１のＸ−Ｘ線断面図である。 内筒体の窓開口が開いた状態の正面図である。 （ａ）は図３の平面図、（ｂ）は図３のＹ−Ｙ線断面図である。 （ａ）は外筒体の正面図、（ｂ）は平面図である。 （ａ）は内筒体の正面図、（ｂ）は平面図である。 （ａ）は上壁体の正面図、（ｂ）は平面図である。 （ａ）は取付金具の一部である掴持アームの正面図、（ｂ）は平面図である。 ソイルセメントサンプル採取用具及び取付金具の分解斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）はソイルセメントサンプル採取用具によるソイルセメントの採取方法の前半を説明する説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は同上のソイルセメントの採取方法の後半を説明する説明図である。

符号の説明

１ ソイルセメントサンプル採取用具
２ 外筒体
３ 内筒体
４ 上壁体
５ 下壁体
６ 掘削及び攪拌用ロッド
７ 外筒体の周壁部
８ 外筒体の窓開口
９ 空気抜き孔
１１ａ，１１ｂ ストッパー
１２ 内筒体の周壁部
１３ａ，１３ｂ 内筒体の窓開口
１６，１７ 内筒体回転操作片

Claims (4)

1. 周壁部に窓開口を有すると共に、掘削土壌とセメントミルクとを混合攪拌する掘削及び攪拌用ロッドの先端部に取り付けられる外筒体と、
   その外筒体内に回転自在に嵌合されると共に、周壁部に窓開口を有してなる内筒体と、
   その内筒体を前記外筒体内で回転可能なように前記内筒体に取り付けられてなる上下壁体と、で構成されるソイルセメントサンプル採取用具であって、
   前記上下壁体に夫々内筒体回転操作片を突設させ、この各操作片を夫々同一方向に回動させることにより内筒体を回転して内筒体の窓開口を外筒体の周壁部で覆って閉じ、その閉じた位置で各操作片を停止させるストッパーを前記外筒体に夫々突設させてなり、各操作片を夫々前記方向とは逆方向に回動させることによって内筒体の窓開口と外筒体の窓開口を一致させて内筒体の窓開口を開け、その開けた位置で各操作片を停止させるストッパーを前記外筒体にさらに夫々突設させてなるようにし、内筒体の窓開口を閉じた状態で各内筒体回転操作片が土壌抵抗を受けて内筒体の窓開口が閉じる方向に掘削及び攪拌用ロッドを回転させながら掘進し、採取位置まで掘進したら、前記ロッドを逆転させて内筒体の窓開口を開けてサンプルを採取し、採取後は前記ロッドを内筒体の窓開口が閉じる方向に回転させて引き上げるようにするソイルセメントサンプル採取用具。
2. 外筒体の周壁部には、窓開口と対向する位置に空気抜き孔を設けてなる請求項１に記載のソイルセメントサンプル採取用具。
3. 内筒体の周壁部には、内筒体の中心軸に対して線対称となる位置に夫々窓開口を設けてなる請求項１又は２に記載のソイルセメントサンプル採取用具。
4. 上下壁体を内筒体に対し着脱自在に構成してなる請求項１〜３の何れかに記載のソイルセメントサンプル採取用具。

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