JP2013256839A - 削孔内充填物サンプル採取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】予定したサンプル採取位置のみの充填物が採取され、地上での取り出し時に他の土砂等の混入の可能性をなくし、必要な位置のサンプルを安定した状態で採取し、取り出すことができる削孔内充填物サンプル採取装置の提供。
【解決手段】装置本体部には、その下端に円形をした採取容器支持盤を備え、該採取容器支持盤には、上下に貫通開口させたサンプル導入口を開口させ、該サンプル導入口に前記サンプル採取口を連通させた状態で前記サンプル採取容器を取り外し可能に固定し、前記採取容器支持盤上には、円筒状のスライド筒の上下動によって開閉されるサンプル導入空間を備え、該スライド筒の外周を前記採取容器支持盤の外周と略同径に形成し、該スライド筒の下端が前記採取容器支持盤の上面に当接することによって前記サンプル導入空間が密閉されるようにする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、主としてプレボーリング工法や中堀工法によるプレキャストコンクリート杭の地中埋設に際し、プレキャストコンクリート杭建て込み用の削孔内に充填されたソイルセメント等の充填物のサンプルを採取するための削孔内充填物サンプル採取装置に関する。

一般に、プレキャストコンクリート杭の地中埋設方法としてプレボーリング工法がある。これは、地中にプレキャストコンクリート杭建て込み用の縦穴を削孔し、その中に、ソイルセメントからなる充填物を充填した状態でプレキャストコンクリート杭を挿入し、建て込むものである。

また、プレキャストコンクリート杭埋設方法として、中堀工法があり、これは、中空筒状のプレキャストコンクリート杭の先端側を、該プレキャストコンクリート杭内を通して先行させる掘削装置により削孔しつつプレキャストコンクリート杭地中に挿入するものである。

近年、これらの工法のいずれにおいても、プレキャストコンクリート杭の支持力を高めるために、プレキャストコンクリート杭下端に該プレキャストコンクリート杭より径の大きい拡大球根をソイルセメントにより形成し、その中にプレキャストコンクリート杭の下端を埋設する拡大根固め球根杭が開発されている。

上記の何れの工法においても、孔内に水を注入しつつ削孔し、その水と削孔内に残した土砂にセメントミルクを注入して撹拌したソイルセメントを充填し、その中にプレキャストコンクリート杭を挿入して地盤と一体化させるようにしている。

この時のソイルセメントの品質の程度によって、施工後の杭の支持力が大きく左右されるものであり、特にセメントミルクの注入による場所打ち根固め拡大球根を用いた杭においては、大荷重に耐え得るように施工するものであるため、ソイルセメントの品質を一定以上に保つことが重要であり、また、施工後の状況を記録しておくためにも、ソイルセメントのサンプルを採取し、品質の確認、記録が必要となっている。

この種の削孔内充填物のサンプルを採取する装置として、従来、スクリュー羽付の掘削ヘッドの周囲に、回転方向側に向けて内管と外管とからなる採取容器を取り付け、内管を油圧シリンダーで移動させることによって内管に設けた開口が開閉されるようにした装置（例えば特許文献１）や、有底筒状の容器と、その開口部を閉鎖するフランジを容器内外に位置させて固定した作動軸を備え、軸のソイルセメント内への押し込み操作又は引き抜き操作によって、開口部が前記フランジによって開閉されることによりサンプルを採取するようにした装置（例えば特許文献２）、更には、試料採取ロッドに上下に間隔を隔てた開口部を備え、試料採取ロッドを回転させつつスライド板を移動させて開口部を開くことにより試料を採取するようにした装置（例えば特許文献３）が知られている。

特開２０１１−１２５３４号公報 特開２０１０−２６１１７５号公報 特開平７−１８０１３１号公報

このような従来の削孔内充填物サンプル採取装置においては、例えば、中堀工法におけるプレキャストコンクリート杭の建て込みのように、下端下の根固め部分には高品質のソイルセメントが充填され、上部のプレキャストコンクリート杭の空洞内の充填物とは品質がことなるような場合において、サンプルを採取するための開口部、即ち採取容器のサンプル流入部外に、予定したサンプル採取位置以外の位置の土砂が付着していると、これが必要採取位置のサンプルに混入して採取されるという問題があった。

また、従来の装置は、採取したサンプルの取り出し時にも、周囲に付着しているサンプル以外の土砂が混入する虞があるとともに、採取したサンプルの採取容器からの取り出しに手数を要するとともに、周囲にサンプルが漏れ、作業環境を悪化させる場合が発生するという問題があった。

本発明はこのような従来の問題に鑑み、予定したサンプル採取位置のみの充填物が採取されるとともに、地上での取り出し時に他の土砂等の混入の可能性をなくし、更に、採取したサンプルを地上において必要量だけ、周囲を汚すことなく容易取り出すことができ、必要な位置のサンプルを安定した状態で採取し、取り出すことができる削孔内充填物サンプル採取装置の提供を目的としてなされたものである。

上述の如き従来の問題を解決するための請求項１に記載の発明の特徴は、上端に作業用ロッドが着脱自在なジョイントを有する装置本体部と、該装置本体部に対して固定され、上面にサンプル採取口が開口されたサンプル採取容器と、該サンプル採取容器の前記サンプル採取口を開閉する採取口蓋と、前記装置本体部に支持され、前記採取口蓋を開閉動作させるアクチュエータとを備えてなる削孔内充填物サンプル採取装置において、前記装置本体部には、その下端に円形をした採取容器支持盤を備え、該採取容器支持盤には、上下に貫通開口させたサンプル導入口を開口させ、該サンプル導入口に前記サンプル採取口を連通させた状態で前記サンプル採取容器を取り外し可能に固定し、該サンプル採取口は、前記採取口蓋によって前記サンプル導入口を開閉することによって開閉されるようにし、
前記採取容器支持盤上には、円筒状のスライド筒の上下動によって開閉されるサンプル導入空間を備え、該スライド筒の外周を前記採取容器支持盤の外周と略同径に形成し、該スライド筒の下端が前記採取容器支持盤の上面に当接することによって前記サンプル導入空間が密閉されるようにし、該サンプル導入空間内にて前記採取口蓋が上下に開閉動作されるようにするとともに、前記スライド筒を前記アクチュエータにより採取口蓋とともに上下動作させるようにしたことにある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記サンプル導入空間は、前記採取容器支持盤と、該採取容器支持盤の上方に間隔を隔て備えた円形の上部閉鎖盤と、該上部閉鎖盤に対して前記採取容器支持盤を間隔を隔てて固定する連結材と、前記スライド筒とをもって構成され、該スライド筒の内周面と前記上部閉鎖盤との間を、液密性を維持させてスライド可能とし、且つ該スライド筒の下端は、前記採取容器支持盤上面との間に止水パッキンを介して液密状を維持した状態で当接されるようにしたことにある。

請求項３に記載の発明の特徴は、請求項２の構成に加え、前記連結材は、前記スライド筒の内径より小さい外径の円筒状をなし、その周囲に窓孔を１又は複数形成していることにある。

本発明に係る削孔内充填物サンプル採取装置においては、請求項１に記載のように、装置本体部には、その下端に円形をした採取容器支持盤を備え、該採取容器支持盤には、上下に貫通開口させたサンプル導入口を開口させ、該サンプル導入口に前記サンプル採取口を連通させた状態で前記サンプル採取容器を取り外し可能に固定し、該サンプル採取口は、前記採取口蓋によって前記サンプル導入口を開閉することによって開閉されるようにし、前記採取容器支持盤上には、円筒状のスライド筒の上下動によって開閉されるサンプル導入空間を備え、該スライド筒の外周を前記採取容器支持盤の外周と略同径に形成し、該スライド筒の下端が前記採取容器支持盤の上面に当接することによって前記サンプル導入空間が密閉されるようにし、該サンプル導入空間内にて前記採取口蓋が上下に開閉動作されるようにするとともに、前記スライド筒を前記アクチュエータにより採取口蓋とともに上下動作させるようにしたことにより、サンプル採取容器及びサンプル導入空間内は密閉状態で杭用の削孔内に挿入でき、その挿入途中で充填物が内部に入り込むことがなく、しかも、サンプル導入空間の外側には、段差のない円筒状であるため、挿入途中での土砂の付着がなく、サンプル採取位置以外における充填物の混入が防止できる。

また、装置引き上げ後のサンプルの取り出しは、上向きのサンプル採取口から取り出すことができるため、必要量だけを綺麗に取り出すことができ、周囲を汚さず、しかも地上での取り出し時に他の土砂等の混入の可能性をなくすことができる。

本発明は、請求項２に記載のように、前記サンプル導入空間は、前記採取容器支持盤と、該採取容器支持盤の上方に間隔を隔て備えた円形の上部閉鎖盤と、該上部閉鎖盤に対して前記採取容器支持盤を間隔を隔てて固定する連結材と、前記スライド筒とをもって構成され、該スライド筒の内周面と前記上部閉鎖盤との間を、液密性を維持させてスライド可能とし、且つ該スライド筒の下端は、前記採取容器支持盤上面との間に止水パッキンを介して液密状を維持した状態で当接されるようにしたことにより、サンプル導入空間の密閉性の確保が容易となる。

本発明は、請求項３に記載のように、前記スライド筒の内径より小さい外径の円筒状をなし、その周囲に窓孔を１又は複数形成していることにより、サンプル導入空間の形成が容易となる。

本発明装置の実施例の一例を示す閉鎖状態を示す正面図である。 同側面図である。 図１に示す装置のサンプル採取時の状態を示す縦断正面図である。 図１に示す装置の使用状態を示す説明図である。 サンプル採取後の地上におけるサンプル採取容器を分離した状態の縦断面図である。

次に本発明の実施の形態を図に示した実施例に基づいて説明する。

図においてＡは本発明の実施の一例の削孔内充填物サンプル採取装置を示している。この装置は、上端に図４に示す作業用ロッド４０が着脱自在なジョイント２を有する装置本体部１を有している。この装置本体部１の下端にサンプル採取容器５が取り外し可能に固定されている。

前記装置本体部１には、その下端に円形をした採取容器支持盤６が備えられ、該採取容器支持盤６には、上下に貫通開口させたサンプル導入口７を開口させ、該サンプル導入口７に前記サンプル採取容器５の上端に開口されたサンプル採取口５ａを連通させた状態で該サンプル採取容器５が取り外し可能に固定されている。

サンプル採取容器５の着脱は、採取容器支持盤６と、サンプル採取容器５の上部外周縁部に貫通させたボルト８の着脱によってなされるようになっている。

採取容器支持盤６の上側には、サンプル導入空間１０が形成されている。この空間１０は、採取容器支持盤６と、その上方にこれと平行な配置の上部閉鎖盤１１と、両盤６，１１間を連結する円筒状の連結材１２、及び連結材１２及び上部閉鎖盤１１の外周を覆うように嵌合されたスライド筒１３とをもって構成されている。上部閉鎖盤１１及び連結材１２は、装置本体部１と一体となっている。

スライド筒１３と上部閉鎖盤１１との間にはＯリングからなる止水パッキン９が介在されており、スライド筒１３の下端面は、採取容器支持盤６の上面の止水パッキン１４上に当接されることによってサンプル導入空間１０が液密状を維持した状態で閉鎖されるようになっている。

スライド筒１３と採取容器支持盤６とは、外径がほぼ同じとなるように形成されており両者が接合された状態の時に、その接合部の外周に、後述するプレキャストコンクリート杭建て込み用の削孔時における掘削泥土が溜まる大きさの段差ができないように形成されている。

連結材１２には、その下端側の左右対称な位置に、一対の窓孔１５が形成されている。

サンプル導入空間１０内には、前述した採取容器支持盤６のサンプル導入口７を開閉する採取口蓋２０が備えられている。この採取口蓋２０は、上部閉鎖盤１１に固定した油圧シリンダーからなるアクチュエータ２１によって動作されるようになっているものであり、アクチュエータ２１の操作ロッド２２には、操作用ブロック２３が連結され、この操作用ブロック２３の下面に採取口蓋２０が固定されている。

操作用ブロック２３の両側面には一対のアーム２４が突設され、その先端が連結材１２の窓孔１５を通してスライド筒１３に固定されており、アクチュエータ２１によって、採取口蓋２０とスライド筒１３とが同時に動作されるようになっている。

サンプル採取容器５の下部には、排出口２５が形成され、開閉蓋２６によって開閉されるようになっている。この排出口２５は、余分なサンプルの排出及び内部の洗浄の際の排水口として使用するものである。

次にこのように構成される削孔内充填物サンプル採取装置Ａの使用について説明する。例えば中堀工法における根固め拡大球根の造成に際して使用する場合には、図４に示すように、地盤中に円筒状のプレキャストコンクリート杭３０が建て込まれ、その下端下に、拡大掘削刃を使用した掘削機によって、プレキャストコンクリート杭３０の外径より大きい拡径部３１が形成されている。この拡径部３１内には、セメントミルクを注入して撹拌した一定以上の品質のソイルセメントが充填物Ｂとして充填されている。

この充填物Ｂのサンプルを採取するに際し、掘削作業用ロッド４０の先端にジョイント２を介して削孔内充填物サンプル採取装置Ａを連結する。この掘削作業用ロッド４０には撹拌翼４１が多数突設されたものを使用しているが、スクリューオーガ付のロッドであってもよく、外周には何もない単なるロッドであってもよい。

この状態で、図１、図２に示すようにスライド筒１３及び採取口蓋２０を降下させ、サンプル導入空間１０及びサンプル導入口７を閉鎖した状態で、図４に示すように、プレキャストコンクリート杭３０内の水又は泥土Ｃ部分を通過させて根固め拡大球根部分の充填物Ｂ内まで挿入し、図３に示すようにスライド筒１３及び採取口蓋２０を上昇させる。これによってサンプル採取容器５内の空気が排出されるとともにサンプル導入空間１０内の充填物Ｂが流入し、サンプル採取容器５内に、充填物Ｂのサンプルが収容される。

地上では、サンプル採取容器５内から排出された空気の上昇によってサンプル採取を確認し、スライド筒１３及び採取口蓋２０を降下させ、サンプル導入空間１０及びサンプル導入口７を閉鎖する。この状態で削孔内充填物サンプル採取装置Ａを地上に引き上げ、サンプル採取容器５部分を倒れ防止用のスタンド４２上に載せ、ボルト８を外してサンプル採取容器５から装置本体部１を取り外す（図５に示す）。

然る後、サンプル汲み取り器を使用してサンプル採取容器５の採取口５ａから必要量のサンプルを取り出し、テストピースの作成やその他各種の検査を行う。

Ａ 削孔内充填物サンプル採取装置
Ｂ 充填物
Ｃ 水又は泥土
１ 装置本体部
２ ジョイント
５ サンプル採取容器
５ａ サンプル採取口
６ 採取容器支持盤
７ サンプル導入口
８ ボルト
９ 止水パッキン
１０ サンプル導入空間
１１ 上部閉鎖盤
１２ 連結材
１３ スライド筒
１４ 止水パッキン
１５ 窓孔
２０ 採取口蓋
２１ アクチュエータ
２２ 操作ロッド
２３ 操作用ブロック
２４ アーム
２５ 排出口
２６ 開閉蓋
３０ プレキャストコンクリート杭
３１ 拡径部
４０ 掘削作業用ロッド
４１ 撹拌翼
４２ スタンド

Claims (3)

1. 上端に作業用ロッドが着脱自在なジョイントを有する装置本体部と、該装置本体部に対して固定され、上面にサンプル採取口が開口されたサンプル採取容器と、該サンプル採取容器の前記サンプル採取口を開閉する採取口蓋と、前記装置本体部に支持され、前記採取口蓋を開閉動作させるアクチュエータとを備えてなる削孔内充填物サンプル採取装置において、
   前記装置本体部には、その下端に円形をした採取容器支持盤を備え、
   該採取容器支持盤には、上下に貫通開口させたサンプル導入口を開口させ、該サンプル導入口に前記サンプル採取口を連通させた状態で前記サンプル採取容器を取り外し可能に固定し、該サンプル採取口は、前記採取口蓋によって前記サンプル導入口を開閉することによって開閉されるようにし、
   前記採取容器支持盤上には、円筒状のスライド筒の上下動によって開閉されるサンプル導入空間を備え、
   該スライド筒の外周を前記採取容器支持盤の外周と略同径に形成し、該スライド筒の下端が前記採取容器支持盤の上面に当接することによって前記サンプル導入空間が密閉されるようにし、
   該サンプル導入空間内にて前記採取口蓋が上下に開閉動作されるようにするとともに、前記スライド筒を前記アクチュエータにより採取口蓋とともに上下動作させるようにしたことを特徴としてなる削孔内充填物サンプル採取装置。
2. 前記サンプル導入空間は、前記採取容器支持盤と、該採取容器支持盤の上方に間隔を隔て備えた円形の上部閉鎖盤と、該上部閉鎖盤に対して前記採取容器支持盤を間隔を隔てて固定する連結材と、前記スライド筒とをもって構成され、該スライド筒の内周面と前記上部閉鎖盤との間を、液密性を維持させてスライド可能とし、且つ該スライド筒の下端は、前記採取容器支持盤上面との間に止水パッキンを介して液密状を維持した状態で当接されるようにしてなる請求項１に記載の削孔内充填物サンプル採取装置。
3. 前記連結材は、前記スライド筒の内径より小さい外径の円筒状をなし、その周囲に窓孔を１又は複数形成しているものである請求項２に記載の削孔内充填物サンプル採取装置。

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