JP2011052466A

JP2011052466A - サンプリング装置

Info

Publication number: JP2011052466A
Application number: JP2009202705A
Authority: JP
Inventors: Misao Itami; 操伊丹
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2009-09-02
Publication date: 2011-03-17
Anticipated expiration: 2029-09-02
Also published as: JP5308968B2

Abstract

【課題】費用をかけずに短時間で試料を採取できるサンプリング装置を提供すること。
【解決手段】試料回収筒３に開口部５が設けられ、開口部５の軸方向に所定の間隔をおいて、上側が開閉するフラップ式の試料かきとりかえし９が取り付けられる。各試料かきとりかえし９の下縁部には、端部２３が固定スプリング１７に保持された開閉用ワイヤロープ１３が取り付けられる。土壌３５から試料３３を採取するには、まず、試料かきとりかえし９を閉じた状態で、試料回収筒３を土壌３５に所定の深度まで挿入する。次に、開閉用ワイヤロープ１３を上方に引いて試料かきとりかえし９を開く。そして、試料回収筒３を土壌３５から引き上げて、開いた状態の試料かきとりかえし９で土壌３５を掻きとり、開口部５から試料回収筒３の内部３１に試料３３を回収する。
【選択図】図４

Description

本発明は、サンプリング装置に関するものである。

従来、地盤改良や遮水壁の施工を行う際には、施工終了後に施工機械を移動してボーリングマシンを設置し、所定の深さ毎に鋼管の挿入と引き上げを繰り返して所定深度までコアを採取した後、採取した試料土に対して施工性能確認試験を実施していた。

また、簡易な地盤調査として、原位置においてロッドを地盤に貫入して地盤の性状を判断するスウェーデン式サウンディング試験の際に形成された調査孔を利用した土質採取が行われてきた。調査孔から土質を採取するには、相対回転可能な外管および内管に採取口を設けた二重筒式の土質採取装置が用いられていた。この土質採取装置は、調査孔に挿入して外管および内管の採取口が重なるように外管を回転させた後、二重筒を回転させて内管に設けた採取刃で土質を採取口から採取室に採取し、外管を回転させて採取口を閉鎖して調査孔から引き上げるものであった（例えば、特許文献１参照）。

特許第３８８４７２３号公報

しかしながら、ボーリングマシンを用いたコアの採取では、例えば１ｍ毎に鋼管の挿入と引き上げを繰り返すため、深度が深くなると作業時間・費用が増大するという問題点があった。また、施工後にコアを採取して試験を行うため、施工時に地盤土質の変化に対応できなかった。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、費用をかけずに短時間で試料を採取できるサンプリング装置を提供することである。

前述した目的を達成するために本発明は、側面の一部に開口部が設けられた試料回収筒と、前記試料回収筒の下端部に設けられた錐形または楔形の先端ガイドと、前記開口部付近に設けられた土かき部と、を具備することを特徴とするサンプリング装置である。

サンプリング装置の土かき部は、例えば、試料回収筒の軸方向に所定の間隔をおいて開口部に配置された、上側が開閉するフラップ式の部材である。この場合、サンプリング装置は、土かき部を開閉させる開閉用ワイヤロープと、試料回収筒に設けられ、開閉用ワイヤロープの端部を保持する固定機構とをさらに具備し、土かき部を閉じた状態で試料回収筒を土壌に挿入した後、土かき部を開いて試料回収筒を土壌から引き上げることにより、土かき部で試料を掻き取って開口部から試料回収筒内に回収する。固定機構は、例えば、側面の上端付近に取り付けられた固定スプリングである。

サンプリング装置の土かき部は、開口部の試料回収筒の軸方向の縁に試料回収筒から突出するように設けられる場合もある。この場合、サンプリング装置は、試料回収筒の上端部に設けられ、試料回収筒を回転させる回転ハンドルをさらに具備し、試料回収筒を土壌に挿入して所定の回数だけ回転させることにより、土かき部で試料を掻き取って、開口部から試料回収筒内に回収する。

試料回収筒は、必要に応じて、複数の筒体を継ぎ足して形成される。

本発明のサンプリング装置を用いれば、施工中の作業員により各深度毎の試料を簡単に採取できるため、専門の作業員や大規模な機材が不要となる。また、試料採取後に施工性能確認試験を実施して即時に各深度毎の地盤性状を確認することにより、施工方法を土質変化に対応したものに変更できる。本発明のサンプリング装置は、軟弱地盤の土壌調査にも適用でき、簡易地盤調査が可能である。

本発明によれば、費用をかけずに短時間で試料を採取できるサンプリング装置を提供できる。

開閉式のサンプリング装置１の概要図試料かきとりかえし９付近の拡大断面図サンプリング装置１の水平断面図試料採取中のサンプリング装置１を示す図回転式のサンプリング装置４１の概要図試料採取中のサンプリング装置４１を示す図

以下図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。図１は、開閉式のサンプリング装置１の概要図である。図１の（ａ）図は、試料かきとりかえし９を閉じた状態でのサンプリング装置１の立面図である。図１の（ａ）図は、図１の（ｂ）図に示す矢印Ｃの方向から見た立面図である。図１の（ｂ）図は、試料かきとりかえし９を閉じた状態でのサンプリング装置１の垂直断面図である。図１の（ｂ）図は、図１の（ａ）図に示す矢印Ａ−Ａによる断面図である。図１の（ｃ）図は、試料かきとりかえし９を閉じた状態でのサンプリング装置１の水平断面図である。図１の（ｃ）図は、図１の（ａ）図に示す矢印Ｂ−Ｂによる断面図である。図１の（ｄ）図は、試料かきとりかえし９を開いた状態でのサンプリング装置１の垂直断面図である。

図１に示すように、サンプリング装置１は、試料回収筒３、先端ガイド７、土かき部である試料かきとりかえし９、固定機構である固定スプリング１７、開閉用ワイヤロープ１３等からなる。試料回収筒３は、断面が矩形の筒体であり、側面２１の一部に開口部５が設けられる。試料回収筒３は、必要に応じて、複数の筒体を継ぎ足して形成される。先端ガイド７は、四角錐形の部材であり、試料回収筒３の下端部に固定される。

土かき部である試料かきとりかえし９は、試料回収筒３の開口部５の軸方向に所定の間隔をおいて配置される。試料かきとりかえし９は、下側が固定され、上側が開閉するフラップ式の部材である。固定機構である固定スプリング１７は、側面２１の上方部分２１ａに固定された取付治具１５に取り付けられる。開閉用ワイヤロープ１３は、各試料かきとりかえし９の下縁部に設けられた止め具２６に取り付けられる。開閉用ワイヤロープ１３は、試料回収筒３の上端付近で、側面２１の上方部分２１ａの上端に取り付けられた滑車１９に引っ掛けられ、端部２３が固定スプリング１７に保持される。

図２は、試料かきとりかえし９付近の拡大断面図である。図２の（ａ）図は、図１の（ｂ）図に示す範囲Ｄの拡大図、図２の（ｂ）図は、図１の（ｄ）図に示す範囲Ｅの拡大図である。図３は、サンプリング装置１の水平断面図である。図３は、図２の（ｂ）図に示す矢印Ｋ−Ｋによる断面図である。

図２および図３に示すように、試料かきとりかえし９の内側面１０の下部には、筒体２５が固定される。筒体２５内にはボルト２７が挿入される。試料かきとりかえし９は、試料回収筒３の開口部５の両側方の側面２２に設けられたボルト穴（図示せず）にボルト２７を通してナット１１を締め付けることにより、試料回収筒３に取り付けられる。試料回収筒３の側面２２の内側面３０には、試料かきとりかえし９の傾斜角度を決定するためのストッパ２９が固定される。試料かきとりかえし９の傾斜角度は、土の回収効率と引き上げ抵抗のバランスによって決定される。

試料かきとりかえし９を開くには、開閉用ワイヤロープ１３を図２の（ａ）図に示す矢印Ｊの方向に引く。そして、試料かきとりかえし９を、図２の（ｂ）図に示すように内側面１０がストッパ２９に接触するまで傾斜させる。

次に、サンプリング装置１を用いて試料を採取する方法について説明する。図４は、試料採取中のサンプリング装置１を示す図である。

図４の（ａ）図は、土壌３５にサンプリング装置１を挿入する工程を示す。サンプリング装置１を用いて土壌３５から試料を採取するには、まず、図４の（ａ）図に示すように、土かき部である試料かきとりかえし９を閉じた状態で、試料回収筒３を土壌３５に所定の深度まで挿入する。挿入には、例えばバイブロハンマを用いる。このとき、先端ガイド７の先端が尖っていることにより、挿入が容易になる。なお、土壌３５の深い位置まで試料を採取する場合には、所定の長さ毎に試料回収筒３に筒体を継ぎ足しつつ、土壌３５に試料回収筒３を挿入する。

図４の（ｂ）図は、試料かきとりかえし９を開く工程を示す。試料回収筒３を土壌３５に挿入した後、開閉用ワイヤロープ１３を上方に引いて、図４の（ｂ）図に示すように試料かきとりかえし９を開く。試料かきとりかえし９は、開閉用ワイヤロープ１３の端部２３を固定スプリング１７に固定することにより、開状態に維持される。

図４の（ｃ）図は、試料３３を試料回収筒３の内部３１に回収する工程を示す。試料かきとりかえし９を開いた後、図４の（ｃ）図に示すように試料回収筒３を土壌３５から引き上げ、引き上げ方向に開いた状態の試料かきとりかえし９で土壌３５を掻きとって、開口部５から試料回収筒３の内部３１に試料３３を回収する。

サンプリング装置１は、地盤改良時や、遮水壁の施工時などの地盤調査に適している。地盤改良時の調査では、サンプリング装置１を用いて施工完了箇所で随時各深度毎の改良土壌の試料３３を採取し、施工性能確認試験を行う。これにより、各深度毎の改良土壌の性状が即時に確認できる。また、即時試験結果をフィードバックすることにより、後工程に土質変化に対応した施工方法を用いることができる。

このように、サンプリング装置１は、構成が簡単であるため、製作費用が安価である。また、通常の作業員が挿入および引き上げを一回行うだけで各深度毎の試料を簡単に採取できるため、ボーリング専門の作業員や機材が不要となり、費用をかけずに短時間で試料を採取できる。サンプリング装置１では、筒体を試料回収筒３に継ぎ足しつつ試料回収筒３を土壌３５に挿入した後、試料回収筒３を一度に引き上げることにより、従来のように挿入と引き上げを繰り返すことなく、土壌３５の深い部分の試料３３を採取できる。

さらに、試料採取後に施工性能確認試験を実施して即時に各深度毎の地盤性状を確認することにより、施工方法を土質変化に対応したものに変更できる。サンプリング装置１は、軟弱地盤の土壌調査にも適用でき、簡易地盤調査が可能である。

なお、第１の実施の形態では、２本の開閉用ワイヤロープ１３を５箇所の試料かきとりかえし９に取り付けたが、開閉用ワイヤロープ１３および試料かきとりかえし９の設置数は、上述したものに限らない。また、先端ガイドは錐形でなく楔形でもよい。さらに、試料かきとりかえし９と試料回収筒３との連結方法は、上述したものに限らない。

次に、第２の実施の形態について説明する。図５は、回転式のサンプリング装置４１の概要図である。図５の（ａ）図は、サンプリング装置４１の立面図を示す。図５の（ｂ）図は、サンプリング装置４１の垂直断面図を示す。図５の（ｂ）図は、図５の（ａ）図に示す矢印Ｆ−Ｆによる断面図である。図５の（ｃ）図は、サンプリング装置４１の水平断面図を示す。図５の（ｃ）図は、図５の（ａ）図に示す矢印Ｇ−Ｇによる断面図である。

図５に示すように、サンプリング装置４１は、試料回収筒４５、先端ガイド５１、土かき部である試料回収フィン４７、回転ハンドル４３等からなる。試料回収筒４５は、断面が円形の筒体であり、側面の一部に開口部５３が設けられる。試料回収筒４５は、必要に応じて、複数の筒体を継ぎ足して形成される。先端ガイド５１は、円錐形の部材であり、試料回収筒４５の下端部に固定される。

土かき部である試料回収フィン４７は、開口部５３の試料回収筒４５の軸方向の縁５２に試料回収筒４５から突出するように固定される。開口部５３には、所定の間隔をおいて補強材４９が設けられる。回転ハンドル４３は、試料回収筒４５の上端の蓋部５５に固定される。

次に、サンプリング装置４１を用いて試料を採取する方法について説明する。図６は、試料採取中のサンプリング装置４１を示す図である。

図６の（ａ）図は、土壌５５にサンプリング装置４１を挿入する工程を示す。サンプリング装置４１を用いて土壌５５から試料を採取するには、まず、図６の（ａ）図に示すように、試料回収筒４５を土壌５５に所定の深度まで挿入する。挿入は、手動等で行う。このとき、先端ガイド５１の先端が尖っていることにより、挿入が容易になる。挿入可能な深度は、挿入抵抗・回転抵抗により変化する。なお、土壌５５の深い位置まで試料を採取する場合には、所定の長さ毎に試料回収筒４５に筒体を継ぎ足しつつ、土壌５５に試料回収筒４５を挿入する。

図６の（ｂ）図および図６の（ｃ）図は、試料５９を試料回収筒４５の内部５７に回収する工程を示す。図６の（ｂ）図は、試料５９回収中のサンプリング装置４１の立面図である。図６の（ｃ）図は、図６の（ｂ）図に示す矢印Ｉ−Ｉによる断面図である。サンプリング装置４１は、試料回収筒４５を土壌５５に挿入した後、回転ハンドル４３を用いて図６の（ｂ）図に示す矢印Ｈの方向に試料回収筒４５を手動で１から２回転させて、土かき部である試料回収フィン４７で土壌５５を掻きとり、開口部５３から試料回収筒４５の内部５７に試料５９を回収する。

サンプリング装置４１は、地盤改良時や、遮水壁の施工時などの地盤調査に適している。地盤改良時の調査では、サンプリング装置４１を用いて施工完了箇所で随時各深度毎の改良土壌の試料５９を採取し、施工性能確認試験を行う。これにより、各深度毎の改良土壌の性状が即時に確認できる。また、即時試験結果をフィードバックすることにより、後工程に土質変化に対応した施工方法を用いることができる。

このように、サンプリング装置４１は、構成が簡単であるため、製作費用が安価である。また、通常の作業員が挿入および引き上げを一回行うだけで各深度毎の試料を簡単に採取できるため、ボーリング専門の作業員や機材が不要となり、費用をかけずに短時間で試料を採取できる。サンプリング装置４１では、筒体を試料回収筒４５に継ぎ足しつつ試料回収筒４５を土壌５５に挿入した後、試料回収筒４５を一度に引き上げることにより、従来のように挿入と引き上げを繰り返すことなく、土壌５５の深い部分の試料５９を採取できる。

さらに、試料採取後に施工性能確認試験を実施して即時に各深度毎の地盤性状を確認することにより、施工方法を土質変化に対応したものに変更できる。サンプリング装置４１は、軟弱地盤の土壌調査にも適用でき、簡易地盤調査が可能である。

なお、第２の実施の形態では、補強材４９を２箇所に設けたが、補強材４９の設置数はこれに限らない。また、試料回収フィン４７を１枚の板状材としたが、複数の板状材を直列に配置して試料回収フィンを構成してもよい。また、先端ガイドは錐形でなく楔形でもよい。

１、４１………サンプリング装置
３、４５………試料回収筒
５、５３………開口部
７、５１………先端ガイド
９………試料かきとりかえし
１３………開閉用ワイヤロープ
１７………固定スプリング
２１………側面
３３、５９………試料
４３………回転ハンドル
４７………試料回収フィン

Claims

側面の一部に開口部が設けられた試料回収筒と、
前記試料回収筒の下端部に設けられた錐形または楔形の先端ガイドと、
前記開口部付近に設けられた土かき部と、
を具備することを特徴とするサンプリング装置。
前記試料回収筒の軸方向に所定の間隔をおいて前記開口部に配置された、上側が開閉するフラップ式の前記土かき部を開閉させる開閉用ワイヤロープと、
前記試料回収筒に設けられ、前記開閉用ワイヤロープの端部を保持する固定機構と、
をさらに具備し、
前記土かき部を閉じた状態で前記試料回収筒を土壌に挿入した後、前記土かき部を開いて前記試料回収筒を前記土壌から引き上げることにより、前記土かき部で試料を掻き取って前記開口部から前記試料回収筒内に回収することを特徴とする請求項１記載のサンプリング装置。
前記固定機構が、前記側面の上端付近に取り付けられた固定スプリングであることを特徴とする請求項２記載のサンプリング装置。
前記試料回収筒の上端部に設けられ、前記試料回収筒を回転させる回転ハンドルをさらに具備し、
前記試料回収筒を土壌に挿入して所定の回数だけ回転させることにより、前記開口部の前記試料回収筒の軸方向の縁に前記試料回収筒から突出するように設けられた前記土かき部で試料を掻き取って、前記開口部から前記試料回収筒内に回収することを特徴とする請求項１記載のサンプリング装置。
前記試料回収筒が、複数の筒体を継ぎ足して形成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のサンプリング装置。