JP2017223012A - 試験体採取装置および試験体採取方法 - Google Patents

Abstract

【課題】地盤改良体の評価試験に用いる試験体の採取にあたり、精度良く試験体を採取可能な手段を提供すること。【解決手段】平面視して複数の分割体からなる中空状の試験体採取装置を用い、固化前の地盤改良体に分割体を順次挿入して、地盤改良体の内部で試験体採取装置を完成し、地盤改良体が固化した後に試験体採取装置を引き抜いて、試験体採取装置の内部に収容した試験体を取り出すことを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、地盤改良体の評価試験に用いる試験体を採取するための装置および方法に関する。

軟弱地盤を改良するために、現地の土砂と固化材とを地中で攪拌混合し、撹拌混合直後はスラリー状であるが、その後固化して柱状や杭状の地盤改良体を地盤内に構築する方法が知られている。
この地盤改良体の強度確認などのために行われる試験体の採取には、ボーリングマシンやコアカッターマシンを用いて、固化後の地盤改良体から試験体を切削して取り出す方法（特許文献１）や、固化前の地盤改良体にサンプリング管を差しこみ、地盤改良体が固化してからサンプリング管を取り出して、サンプリング管の内部にある試験体を採取する方法（図７）などがある。

特開２０１０−２４３４４号公報

この方法では、十分なサンプリングができず、以下に記載する問題が生ずる。
図７に示すように、固化前の地盤改良体ｂ１にサンプリング管ａを挿入する際に、サンプリング管ａの内面と、未固結状態のスラリーとの間で摩擦が生じ、内部のスラリーが奥に押し込まれてしまい（押し込まれたスラリーｂ１’）、管内部のスラリーが所定の深度に達しない場合がある。
管内部のスラリーが内部に押し込まれることにより、採取した試験体ｃの密度と、周囲にある実際の地盤改良体ｂ２の密度との間で差が生まれ、正確な強度測定ができない場合がある。

本発明は、地盤改良体の評価試験に用いる試験体の採取にあたり、精度良く試験体を採取可能な手段を開発することを目的とする。

上記課題を解決すべくなされた本願の第１発明は、地盤改良体の評価試験に用いる試験体を採取するための装置であって、平面視して複数に分割した複数の分割体からなり、該複数の分割体を一体化することで中空体を形成可能とし、前記中空体の内部が、地盤改良体の一部を試験体として収容する収容空間であることを特徴とする。
また、本願の第２発明は、前記第１発明において、前記分割体に、隣り合う別体の分割体を接続するためのガイド部を設けてあることを特徴とする。
また、本願の第３発明は、前記第１または第２発明において、前記分割体が、前記中空体の軸方向に分割した複数の分割片からなることを特徴とする。
また、本願の第４発明は、前記第１乃至第３発明のうち何れかにおいて、前記分割体に、前記中空体の内外を連通するように開口するスリットを形成してあることを特徴とする。
また、本願の第５発明は、地盤改良体の評価試験に用いる試験体を採取するための方法であって、平面視して複数の分割体からなる中空状の試験体採取装置を用い、固化前の地盤改良体に、前記分割体を順次挿入して、前記地盤改良体の内部で試験体採取装置を完成し、前記地盤改良体が固化した後に、前記試験体採取装置を引き抜いて、前記試験体採取装置の内部に収容した試験体を取り出すことを特徴とする。

本発明によれば、以下に記載する効果を奏する。
（１）地盤改良体の強度分布をより精度良く評価できる。
試験体採取装置を、平面視上において分割した複数の分割体で構成することで、各分割体を個別に地盤改良体に挿入していくことにより、中空状を呈する試験体採取装置を一度に挿入するよりも、内部の試験体の密度変化を抑制することができる。その結果、正確な試験体を取り出すことで原位置の地盤改良体の強度分布をより精度良く評価することができる。
（２）一体化作業が容易である。
分割体に、隣り合う別体の分割体を接続するためのガイド部を設けることで、既に挿入済みの分割体に対し、隣り合う別体の分割体を確実に一体化させながら挿入していくことができる。
（３）取扱性に悪影響が生じない。
分割体を中空体の軸方向に分割した複数の分割片で構成することで、試験体採取装置が長尺になっても取り扱いが困難になることが無い。
（４）養生条件に差が生じない。
分割体に中空体の内外を連通するように開口するスリットを設けることで、試験体となる内部スラリーの養生条件を周囲のスラリーの養生条件と揃えたままにしておくことができる。

本発明に係る試験体採取装置の第１実施例を示す概略図 本発明に係る試験体採取方法の一例を示す概略図 本発明に係る試験体採取装置の第２実施例を示す概略図 本発明に係る試験体採取装置の第３実施例を示す概略図 本発明に係る試験体採取装置の第４実施例を示す概略図 本発明に係る試験体採取装置の第５実施例を示す概略図 従来のサンプリング方法を示す説明図

以下、図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する。

始めに、図１，２を参照しながら、本発明に係る試験体採取装置および試験体採取方法について説明する。
＜１＞全体構成
本発明に係る試験体採取装置Ａは、地盤改良体の評価試験に用いる試験体を採取するための装置である。
図１に、本発明に係る試験体採取装置を示す。
本発明に係る試験体採取装置Ａは、中空形状を呈する中空体を、平面視して複数に分割した複数の分割体１０から構成することができる。
中空体の平面形状は、円形や多角形などあらゆる形状とすることができるが、本実施例では、円形を選択している。
よって、各分割体１０は、一側に大きく開放してある開放空間を有する略半円形状を呈している。
複数の分割体１０は、それぞれ異なるタイミングで固化前の地盤改良体に挿入したのち、複数の分割体１０を互いに一体化することで、地盤改良体内に中空体を挿入した状態とすることができる。
この中空体の内部空間が、地盤改良体の一部を試験体として収容する収容空間Ａ１となる。

＜２＞使用方法
図２に、本発明に係る試験体採取方法において、図１に係る試験体採取装置を用いた場合の手順例を示す。
＜２．１＞先行分割体の挿入（図２（ａ）（ｂ））
まず、地盤改良を行う箇所に形成した固化前の地盤改良体Ｂ１に、試験体採取装置Ａの一部を構成する分割体１０を先行分割体１０ａとして挿入する。
このとき、先行分割体１０ａの内壁と固化前の地盤改良体Ｂ１のスラリーとの間の摩擦抵抗により、前記スラリーが下方に押し込まれて、密度に変化が生じそうになる。
しかし、先行分割体１０ａは一側に大きく開放してある開放空間を有する略半円形状を呈しているため、中のスラリーは前記開放空間を介して外部のスラリーと自由に流動自在であるため、密度変化が生じにくい状態を実現している。
よって、この分割体１０の挿入によっては、分割体１０に囲まれた空間のスラリーと、分割体１０の周囲のスラリーとの間で密度変化が生じることは無く、ほぼ同等の密度を維持した状態とすることができる。

＜２．２＞後行分割体の挿入〜試験体採取装置の完成（図２（ｃ）（ｄ））
次に、その他の分割体１０を、後行分割体１０ｂとして前記先行分割体１０ｂに沿うように挿入する。
このとき、前記先行分割体１０ａと同様、後行分割体１０ｂの内壁とスラリーとの間の摩擦抵抗により、スラリーは下方へ押し込まれそうになるが、試験体採取装置Ａを分割した分、挿入される後行分割体１０ｂの内壁の面積は、一度に挿入される中空体の内壁の面積よりも小さくなるため、摩抵抵抗も小さくなり、スラリーの密度変化の抑制化を実現することができる。

後行分割体１０ｂの挿入後は、先行分割体１０ａと後行分割体１０ｂとを一体化する。
この複数の分割体を一体化することで形成された中空体の内部が、地盤改良体の一部を試験体として収容する収容空間となる。
各分割体の一体化方法は、地上に露出してある部分同士を締結手段や固定ピンなどで連結する方法など、種々の方法を採用することができる。

＜２．３＞コア抜き・試験体の取出（図示せず）
所定の養生期間が経過した後は、固化した地盤改良体Ｂ２から、一体化した状態のままの試験体採取装置Ａを上方に引きあげてコア抜きを行う。
引き抜いた後の試験体採取装置Ａは、各分割体の連結機構を解除することによって、簡単に中の試験体を取り出すことができる。

＜２．４＞実験結果
本発明の試験体採取装置および試験体採取方法を採用した実験結果について説明する。
この挿入実験では、試験体採取装置の挿入長さＬ１と、採取した試験体の長さＬ２との比からなる採取割合を測定した。
この採取割合が大きければ大きいほど、試験体採取装置の挿入時に、該試験体採取装置内部のスラリーの乱れ・圧縮が小さいと考えられる。
従来の円筒形の試験体採取装置を用いた挿入実験では、地盤改良体への試験体採取装置の挿入長さＬ１が２．８ｍであるところ、採取した試験体の長さＬ２は１．７ｍであり、試験体の採取割合が６１％という結果となった。
一方、本発明に係る試験体採取装置を用いた挿入実験では、地盤改良体への試験体採取装置の挿入長さＬ１が２．８ｍに対し、採取した試験体の長さＬ２は２．３ｍとなり、試験体の採取割合が８２％まで改善する結果を得ることができた。

＜２．５＞作用・効果
このように、本発明に係る試験体採取方法によれば、各分割体を個別に地盤改良体に挿入した後に一体化することによって、中空状を呈する試験体採取装置を一度に挿入するよりも、内部の試験体の密度変化を抑制することができ、試験体を精度良く取り出すことができ、高い精度で原位置の地盤改良体の強度や剛性を評価することができる。

次に、本発明に係る試験体採取装置の構造の別実施例について説明する。
本発明に係る試験体採取装置を構成する分割体には、隣り合う別体の分割体を接続するためのガイド部を設けておくことができる。
ガイド部の一例を図３に示す。
図２に示す各分割体１０では、隣り合う分割体１０と面接触する鍔部１１を設けている。そして、この鍔部１１を収容するように、断面コ字状のガイドレール２０が設けてある。
ガイドレール２０は、あらかじめ先行分割体１０ａの鍔部に結合しておいても良いし、各分割体１０とは別部材としておき、先行分割体１０ａの埋設後に別途地盤改良体内に挿入するようにしてもよい。
このガイドレール２０の余空間に、後行分割体１０ｂの鍔部１１を差し込んで挿入することで、後行分割体１０ｂを既に地盤改良体に埋設してある先行分割体１０ａに沿うように挿入していくことができる。

その他、ガイドレール２０および各分割体１０には、地上に露出してある部分に孔を設けておき、この孔にピン３０を差しこむことで、各部材同士を一体化するように構成してもよい。

次に、本発明に係る分割体同士の連結機構の一例について説明する。
本発明に係る試験体採取装置では、各分割体の端部に嵌合部を設けることによって、隣り合う分割体と嵌合構造で連結することもできる。
嵌合部の構造は特段限定せず、公知の嵌合形状を採用すればよい。
図４に、分割体の嵌合構造の一例を示す。
図４では、各分割体１０の端部において、分割体の厚み方向に凹部１２１および凸部１２２をそれぞれ設けた形状としている。
本実施例によれば、各分割体１０の端部に設けた嵌合部が、実施例２に記載するガイド部の機能を兼用することにもなるため、別途ガイドレールなどの部材を要しない点で有益である。

次に、本発明に係る分割体の構造の一例について説明する。
本発明に係る試験体採取装置は、分割体において、該分割体をさらに中空体の軸方向（長手方向）に分割した複数の分割片で構成することができる。
図５に、分割体の連結構造の一例を示す。
図５では、分割体１０は、中空体の軸方向（長手方向）に対して分割してなる分割片１０１，１０２で構成している。各分割片１０１，１０２は互いに連結自在な構成とする。
この分割片１０１，１０２同士の連結機構はインロー嵌合を採用することが好ましい。図４では、下方の分割片１０１の上端をインロー凸部１３１とし、上方の分割片１０２の下端をインロー凹部として、互いにインロー嵌合可能としている。
当該嵌合構造によれば、下方の分割片１０１に対して上から新たな分割片１０２を差し込むだけで良く、連結作業が簡便となる。

次に、本発明に係る分割体の側方形状の一例について説明する。
本発明に係る試験体採取装置は、各分割体に、中空体の内外を連通するように開口するスリットを形成しておいてもよい。スリットの配列や形状は、特段限定しない。
図６に、分割体の側方形状の一例を示す。
図６に示すように、スリット１４は、縦長の矩形（図６（ａ））や、円または楕円形（図６（ｂ））、横長の矩形（図６（ｃ））などで構成され、これらのスリット１４を千鳥状に配置している。
このスリット１４により、分割体の内壁部１０の面積を小さくすることでスラリーとの間で生じる摩擦の低減を図ったり、中空体の内外で通水を可能とすることにより、内部スラリーの養生条件を周囲のスラリーの養生条件と揃えたままとしたりすることができる。

Ａ 試験体採取装置
Ａ１ 収容空間
Ｂ１ 固化前の地盤改良体
Ｂ２ 固化後の地盤改良体
１０ 分割体
１０１ 分割片
１０２ 分割片
１０ａ 先行分割体
１０ｂ 後行分割体
１１ 鍔部
１２１ 凹部
１２２ 凸部
１３１ インロー凸部
１３２ インロー凹部
２０ ガイドレール
３０ ピン

Claims (5)

1. 地盤改良体の評価試験に用いる試験体を採取するための装置であって、
   平面視して複数に分割した複数の分割体からなり、該複数の分割体を一体化することで中空体を形成可能とし、
   前記中空体の内部が、地盤改良体の一部を試験体として収容する収容空間であることを特徴とする、
   試験体採取装置。
2. 前記分割体に、隣り合う別体の分割体を接続するためのガイド部を設けてあることを特徴とする、
   請求項１に記載の試験体採取装置。
3. 前記分割体が、前記中空体の軸方向に分割した複数の分割片からなることを特徴とする、
   請求項１または２に記載の試験体採取装置。
4. 前記分割体に、前記中空体の内外を連通するように開口するスリットを形成してあることを特徴とする、
   請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の試験体採取装置。
5. 地盤改良体の評価試験に用いる試験体を採取するための方法であって、
   平面視して複数の分割体からなる中空状の試験体採取装置を用い、
   固化前の地盤改良体に、前記分割体を順次挿入して、前記地盤改良体の内部で試験体採取装置を完成し、
   前記地盤改良体が固化した後に、前記試験体採取装置を引き抜いて、前記試験体採取装置の内部に収容した試験体を取り出すことを特徴とする、
   試験体採取方法。

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