JP2011214297A

JP2011214297A - 杭穴充填物の採取装置

Info

Publication number: JP2011214297A
Application number: JP2010082925A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Kitani; 好伸木谷
Original assignee: Mitani Sekisan Co Ltd
Current assignee: Mitani Sekisan Co Ltd
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2011-10-27

Abstract

【課題】拡大根固め部の水平方向の任意な位置で充填物を採取して、拡大根固め部の性能をより正確に把握する。
【解決手段】上端に連結部１４を有する基部１１に支持片１６を突設して、腕杆２０の基端部２１を軸止し、腕杆２０の先端部２２に収容容器２５を取り付け、採取装置本体１０とする。採取装置本体１０の連結部１４を地上からのロッド３に連結して、採取装置１とする（ａ）。採取装置１は腕杆２０が下方に垂れた状態で、杭穴３１の軸部３２（径Ｄ_１）内を通過して（ａ）、拡大根固め部３３の採取位置で、腕杆２０を回動して水平状態とし、穴壁３４付近の充填物を採取できる（ｂ）。収容容器２５の開口部２６を開いて充填物を採取した後、開口部２６を塞ぎ、腕杆２０を下に垂れた状態に戻して、地上に引き上げできる（ａ）。腕杆２０を斜めにすれば、任意の位置の充填物を採取できる（ｃ）。
【選択図】図１

Description

この発明は、セメントミルクやソイルセメントなどが充填された杭穴から充填物を地上へ取り出すための杭穴充填物の採取装置に関する。

地盤を掘削して形成した杭穴内に既製杭を埋設して基礎杭構造を構成するに際して、支持地盤に形成される根固め部の強度が、基礎杭構造に影響を与えている。通常、根固め部は、地上からセメントミルクを注入し、杭穴残留物である掘削泥土と混練してソイルセメントを生成しており、より大きな強度を求める場合には、掘削泥土をセメントミルクに置換していた。

このような杭穴充填物の強度を確認する手段として、セメントミルクやソイルセメントなどの充填物の状況が地上から確認できないため、充填物が固化した後に、地上１０〜７０ｍの地中まで穴を空けてボーリングにより採取することがなされていた。このボーリングによる方法では、時間、費用などの面で負担が多いので、固化前の充填物を杭穴内から採取して、地上で固化させて、現実の杭穴根固め部の性能を推定することがなされている（特許文献１、特許文献２）。

第１の発明では、ロッドの下端に充填物を採取できるホッパーを取り付けて構成していた（特許文献１）。この発明は、杭穴底付近の根固め部から充填物を採取することを目的として構成された。また、第２の発明は、未固結充填物を採取する場合、杭穴の深さ方向での充填物の性能を確認するために、逆止弁を設けたパイプ基材を多数直列につなげて、様々な深さから未固結資料を採取することも提案されている（特許文献２）。

特開２００１−７３３６０特開２０１０ー５９６１９

前記従来の技術では、特許文献１では、根固め部で一番重要と考えれている杭穴の底部に着目して、杭穴の底から充填物を採取することを目的とした。また、その後、根固め部の底だけでなく深さ方向での充填物の性能のバラツキも確認できるように特許文献２が提案されている。

しかし、昨今、より大きな強度が基礎杭構造に求められており、そのために根固め部の周辺での充填物の性能を確認する手段が求められており、前記両発明では、杭穴根固め部の穴壁の周辺から充填物を採取することは難しかった。

そこでこの発明では、ロッドに連結する基部に回動する腕杆を設け、腕杆の先端に収容容器を設けたので、前記問題点を解決した。

即ちこの発明は、地上から杭穴根固め部に至る長さのロッドの下端部に、採取装置本体を設けて、以下のように構成することを特徴とする杭穴充填物の採取装置である。
(1) 前記採取装置本体は、基部に腕杆の基端部を回転自在に取り付け、該腕杆の先端部に、地上からの操作で開閉できる収容容器を設けて構成する。
(2) 前記採取装置本体は、第１状態で前記ロッドに沿って配置され、第２状態で前記腕杆が可動して、前記収容容器を前記ロッドから遠い位置に配置する。

また、前記において、以下のように構成した杭穴充填物の採取装置である。
(1) 杭穴を、軸部（径Ｄ_１）の下端に続き拡径した根固め部（径Ｄ_２）を形成して構成する。
(2) 採取装置本体は、第１状態で前記杭穴軸部の径Ｄ_１より小さな径に納まり、第２状態で腕杆が前記杭穴軸部の径Ｄ_１より大きくかつ根固め部の径Ｄ_２より小さくなるように形成する。

また、前記において、採取装置本体の基部に、該基部周辺の充填物を採取できる第２収容容器を設けた杭穴充填物の採取装置である。

この発明の採取装置では、基部に、先端に収容容器を設けた腕杆を回動させることができるので、基部から腕杆の長さに相当する分だけ遠い位置で杭穴充填物を採取できる。従って、拡大根固め部の穴壁付近の充填物を容易に採取することができる。

また、採取装置本体を、第１状態で杭穴軸部の径小さくして、第２状態で杭穴軸部の径より大きくかつ根固め部の径小さく形成すれば、杭穴の軸部の穴壁を傷つけることなく、容易に拡大根固め部の穴壁周辺の充填物を採取できる。さらに、採取装置本体の基部周辺にも収容容器を設ければ、拡大根固め部の中心付近と穴壁付近の水平方向で異なる位置から充填物を採取できる。

図１は、この発明の実施例で、（ａ）は第１状態、（ｂ）は第２状態、（ｃ）は第３状態を表す。図２は、使用状態で、（ａ）は第１状態、（ｂ）は第２状態を表す。図３（ａ）〜（ｃ）は、実施例の作動を表す。図４（ａ）（ｂ）は、他の実施例である。

（１）円筒状又は円柱状の基部１１の上端に連結部１４を形成する。基部１１の上端部１３に支持片１６を突設して、腕杆２０の基端部２１を軸止し、腕杆２０の先端部２２に収容容器を取り付ける。以上のようにして、採取装置本体１０を形成し、採取装置本体１０の連結部１４を地上からのロッド３に連結して、採取装置１を構成する（図１（ａ））。

（２）採取装置１は腕杆２０が下方に垂れた状態で、軸１１ａから収容容器２５迄の距離Ｌ_１とした場合、「Ｌ_１＜Ｄ_１」としてあり、採取装置１は杭穴壁を傷つけず、杭穴３１の軸部３２（径Ｄ_１）内を挿通できる（図１（ａ））。

（３）採取装置本体１が杭穴３１の根固め部３３内の採取位置に至ったならば、基部１１の中心１１ａを根固め部３３（杭穴３１）の中心に位置させ、ロッド３の下降を止めて腕杆２０を回動して開いて水平状態とする。この状態で軸１１ａから収容容器２５までの距離Ｌ_３は、「Ｄ_１÷２＜Ｌ_３＜Ｄ_２÷２」となっているので、杭穴３１の根固め部３３の穴壁３４付近の充填物を採取できる（図１（ｂ））。
収容容器２５の開口部２６を開いて充填物を採取したならば、収容容器２５の開口部２６を塞ぎ、腕杆２０を下に垂れた状態に戻せば、杭穴３１の軸部３２内を通って、採取装置１を地上に引き上げできる（図１（ａ））。
また、根固め部３２の中心部と穴壁３４の間の充填物を採取する場合には、腕杆２０を斜めまで開いて、軸１１ａから収容容器２５までの距離Ｌ_２として（Ｌ_１＜Ｌ_２＜Ｌ_３）、同様に収容容器２５の開口部２６を開いて充填物を採取する（図１（ｃ））。

（４）腕杆２０の回動、収容容器２５の開閉は、地上から腕杆２０、収容容器２５に接続されたワイヤーなどの操作手段（図示していない）により行われる。

（５）前記において、収容容器２０は１つ設けたが、支持片１６Ａ、収容容器２５Ａ付きの腕杆２０Ａを、腕杆２０等と直径対称に配置して、２つの収容容器２５、２５Ａを設けることもできる（図１（ａ）鎖線図示１６Ａ、２０Ａ、２５Ａ）。この場合、直径対称以外に、９０度位置、１２０度位置などで配置することもできる（図示していない）。また、収容容器２５付き腕杆２０を３つ以上設けることもできる。
また、前記において、基部１１の下端部に、連結部１４と嵌合できる下連結部１８を形成することもでき、この場合には、採取装置本体１０、１０を上下に複数個連結することができ、根固め部３３の異なる深さで充填物を採取できる（図１鎖線図示１８）。

図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。

１．採取装置１の構成

（１）この発明の採取装置１は、採取装置本体１０の上端部に、地上３０からのロッド３の下端部４を連結して構成する。

（２）下端部１２が丸まった円柱状の基部１１の上端に、ロッド３と連結するための連結部１４を連設する。基部１１の上端部１３に水平方向の支持片１６を突設して、支持片１６の先端部に、腕杆２０の基端部２１を軸１７で回転自在に取り付ける。従って、腕杆２０は、下方に垂れた状態から約１８０度回転して、上方に向けた状態まで回動できる。また、腕杆２０は、常時は下方に垂れた状態となるように、バネなどにより付勢されている（図２（ａ））。
また、腕杆２０の先端部２２に箱状の収容容器２５を固定する。収容容器２５は、腕杆２０が下に垂れた状態で外側に向けた方向（腕杆２０が水平の状態で上に向けた方向）に開口部２６を有し、開口部２６には、腕杆２０の長さ方向で、腕杆２０の基端部２１側に向けてスライドして開口する蓋２７を取り付けてある。蓋２７は、常時は閉じているように、バネなどにより付勢されている。
以上のようにして、採取装置本体１０を構成する（図２（ａ））。

（３）連結するロッド３の下端部４の外壁に係止突起５を突設して、腕杆２０の中間部に第１ワイヤー６の先端部６ａを固定して、第１ワイヤー６の中間部を係止突起５に通した後に、第１ワイヤー６の基端部６ｂを地上３０に位置させる。
また、蓋２７の基端側（腕杆２０の基端側）に第２ワイヤー７の先端部７ａを固定して、第２ワイヤー８の中間部を係止突起５に通した後に、第２ワイヤー７の基端部７ｂを地上３０に位置させる。

（４）以上のようにして、この発明の採取装置１を構成する（図２）。

２．採取装置１の使用

（１）通常の方法で、径Ｄ_１の軸部３２の先端に径Ｄ_２の拡大根固め部３３からなる杭穴３１を掘削し、拡大根固め部３３内にセメントミルクを注入して、掘削泥土と撹拌混合して根固め液（杭穴充填物）を形成する。なお、拡大根固め部３３内にセメントミルクを静かに注入して、拡大根固め部３３内の掘削泥土をセメントミルクに置換することもでき、根固め液の構成は任意である。

（２）続いて、採取装置１を、必要長さのロッド３を連結しながら、採取装置本体１０部分を杭穴３１（拡大根固め部３３）の軸（平面視で杭穴３１の中心位置）に合わせて挿入して、拡大根固め部３３の採取予定位置に至らせる（図２（ａ））。この際、腕杆２０は常に閉じた状態に付勢されているので埋設時に開くことがないので、採取装置１は杭穴の軸部（軸径のＤ_１）以内に納まり、軸部３２の穴壁を傷つけることはない。

（３）続いて、地上３０で第１ワイヤー６を引いて、腕杆２０を水平状態とすれば、収納容器２５は基部１１の軸１１ａから水平距離Ｌの位置にあり（Ｌ＜Ｄ_２÷２）、拡大根固め部３３の穴壁３４の周辺部に至る（図２（ｂ））。
この状態で、地上３０で第２ワイヤー７を引けば、蓋１７がスライドして収容容器２５が開口して、開口部２６から充填物が収容容器２５内に入る（図２（ｂ））。

（４）充填物の採取が完了したならば、第２ワイヤー７、第１ワイヤー６の順に緩めれば、蓋２７が収容容器２５の開口部２６を塞ぎ、収容容器２５を密封して、腕杆２０は下に垂れた状態に戻る（図２（ａ））。従って、この状態で、採取装置１は杭穴３１の軸部の軸径Ｄ_１より小さいので、ロッド３を引き上げれば、軸部３２の穴壁を傷つけることなく採取装置１を地上３０に回収できる。この際、腕杆２０や蓋２７が作動しないように、採取装置本体１０とワイヤー６、７の相対位置を動かさないように注意する。

（５）続いて、採取装置１の収容容器２５内から収容した充填物を取り出して、所定の供試体容器に入れて、固化させて、強度試験などを行う。

（６）また同時に、採取装置１を地上３０に引き上げたならば、速やかに、通常の方法により、杭穴３１内に既製杭を埋設して、根固め液が固化したならば基礎杭構造を構成する（図示していない）。

（７）また、前記において、採取装置本体１０部分を拡大根固め部３３の軸（平面視で中心位置）に合わせて挿入して使用したが、設置位置は任意であり、軸から偏心させて使用することもできる（図示していない）。

３．他の実施例

（１）前記実施例において、腕杆２０の回動を操作する第１ワイヤー６と、蓋２７の開閉を操作する第２ワイヤー７とを設けたが、腕杆２０の回動と蓋２７の開閉を第１ワイヤー６で操作することもできる（図３）。腕杆２０、蓋２７は前記実施例と同様の構造であり、腕杆２０は垂れた状態、蓋２７は閉じた状態に付勢され、第１ワイヤー６の先端部６ａを蓋２７の基端側に連結されている（図３（ｃ））。なお、蓋２７の付勢は腕杆２０の付勢よりもより強く作用するように形成されている。
この場合、採取装置本体１０が拡大根固め部３３の採取位置に達したならば、第１ワイヤー６をゆっくり引くと先ず腕杆２０が水平方向となるように回動して（図３（ａ））、更に第１ワイヤー６を引くと、次ぎに蓋２７がスライドして収容容器２５の開口部２６が開いて、充填物を収容容器２５内に収容できる（図３（ｂ））。収容が完了したならば、第１ワイヤー６の引きを解除すれば、蓋２７が戻り開口部２６を塞ぎ、腕杆２０は下に垂れた状態に戻る（図３（ｃ））。

（２）また、前記実施例において、採取装置本体１０の基部１１に、さらに収容容器２５Ｂを直接に取り付けることもできる。この場合には、前記同様の蓋２７の開閉機構を設け（図示していない）、拡大根固め部３３の中心側と杭穴壁３４側の二箇所から充填物を採取できる（図４（ａ））。

（３）また、前記実施例において、採取装置本体１０の基部１１を円柱状としたが、中間部に円筒状の収容容器２５Ｃを設けて、収容容器２５Ｃの開口２６を開閉できる円筒状の蓋２７Ｃを被せることもできる（図４（ｂ））。蓋２７は、基部１１に沿って配置する操作棒２８を地上から昇降操作して行うことができるので、この場合にも拡大根固め部３３の中心側と杭穴壁３４側の二箇所から充填物を採取できる（図４（ｂ））。

（４）また、前記実施例において、腕杆２０は支持片１６の軸１７周りに１８０度回動できる構造としたが、回動角度は他の角度とすることもできる（図示していない）。例えば、腕杆２０が下方に垂れた状態（または他の位置）から３０度、６０度、９０度などに規制するようにストッパーを設けることもできる。

１採取装置
３ロッド
４ロッドの下端部
５係止突起
６第１ワイヤー
７第２ワイヤー
１０採取装置本体
１１基部
１１ａ基部の軸
１２基部の下端部
１３基部の上端部
１４連結部
１６、１６Ａ支持片
１７支持片の軸
１８下連結部
２０、２０Ａ腕杆
２１腕杆の基端部
２２腕杆の先端部
２５、２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ収容容器
２６収容容器の開口部
２７収容容器の蓋
２８操作棒
３０地上
３１杭穴
３２杭穴の軸部
３３杭穴の拡大根固め部
３４拡大根固め部の穴壁

Claims

地上から杭穴根固め部に至る長さのロッドの下端部に、採取装置本体を設けて、以下のように構成することを特徴とする杭穴充填物の採取装置。
(1) 前記採取装置本体は、基部に腕杆の基端部を回転自在に取り付け、該腕杆の先端部に、地上からの操作で開閉できる収容容器を設けて構成する。
(2) 前記採取装置本体は、第１状態で前記ロッドに沿って配置され、第２状態で前記腕杆が可動して、前記収容容器を前記ロッドから遠い位置に配置する。
以下のように構成した請求項１記載の杭穴充填物の採取装置。
(1) 杭穴を、軸部（径Ｄ_１）の下端に続き拡径した根固め部（径Ｄ_２）を形成して構成する。
(2) 採取装置本体は、第１状態で前記杭穴軸部の径Ｄ_１より小さな径に納まり、第２状態で腕杆が前記杭穴軸部の径Ｄ_１より大きくかつ根固め部の径Ｄ_２より小さくなるように形成する。
採取装置本体の基部に、該基部周辺の充填物を採取できる第２収容容器を設けた請求項１記載の杭穴充填物の採取装置。