JP2722194B2 - コアキャッチャ強制圧入装置内蔵型地盤試料採取装置 - Google Patents

コアキャッチャ強制圧入装置内蔵型地盤試料採取装置

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JP2722194B2
JP2722194B2 JP62318695A JP31869587A JP2722194B2 JP 2722194 B2 JP2722194 B2 JP 2722194B2 JP 62318695 A JP62318695 A JP 62318695A JP 31869587 A JP31869587 A JP 31869587A JP 2722194 B2 JP2722194 B2 JP 2722194B2
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ground
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運雄 酒井
正和 藍田
英也 鈴木
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    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05GMIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G3/00Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity
    • C05G3/80Soil conditioners

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、地盤試料採取方法に関し、地盤工学上必要
とされる試料を脱落させずに、特に地下水面下の砂や砂
礫などの未固結地盤については従来技術では試料採取が
確実でなかったものを、地中から確実に採取する装置に
関するものである。 〔従来の技術〕 近時、地中から乱さない状態の砂や砂礫地盤を採取
し、これを試験材料として各種試験を行い、強度定数や
変形定数を求めることが要望されている。乱さない試料
を採取する方法は、従来から数多く考案され実用化され
ているが、中〜硬質地盤では二重管ないし三重管からな
る試料採取装置が用いられている。これは外管を回転さ
せて地盤を切削すると同時に内側の管を回転させずに、
その先端を地中に圧入して試料を採取する方法である。
この方式の試料採取装置の代表的なものとしては、三重
管式のもので実用新案登録第1411322号などがある。 ところが未固結の砂や砂礫地盤では粘着力がないため
試料採取装置を地上に引き上げるときに試料が脱落し易
い。そのため、脱落防止方法について数多くの考案がな
されてきた。例えば、特公昭37−18545号公報、実公昭5
4−24711号公報、実公昭54−42960号公報、特公昭56−3
1536号公報、特公昭57−41687号公報、特公昭57−17524
2号公報、実公昭62−27866号公報および公知の事実とし
てバスケット式あるいはテーパーリング式コアキャッチ
ャなどがある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 このように未固結の砂や砂礫地盤の試料採取で最も問
題になるのは試料の脱落防止である。特に地下水面下の
試料は脱落し易く、従来の技術では確実な脱落防止法は
見当らないのが現状である。第1図に従来から良く用い
られているバスケット式コアキャッチャ(19)の一例を
示す。これは一般に円筒形板バネの一端側を鋸刃状(2
0)とし、該一端側を内側に曲げ略半球面に沿った形状
に形成したもので、これを採取装置の内管の下部に刃先
を上方に向けて取付けることにより板バネそれ自身のバ
ネの力で試料が脱落しようとすると板バネからなる刃が
試料に引っかかるものである。この方式では固結した地
盤あるいは粘着力のある地盤では役に立つが未固結地盤
では板バネの間から試料が脱落することになる。 またテーパーリンク式のコアキャッチャも良く用いら
れているが、これは岩盤などを対象とするもので砂や砂
礫地盤では役に立たない。一方軟弱地盤では試料下部を
ゴムチューブなどで加圧する方法やねじって絞り込む方
法、各種のシャッターなどが考案されているが、中〜硬
質の未固結砂や砂礫地盤では適用が困難である。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明はこれに鑑み種々検討の結果、砂礫地盤でも確
実に地盤試料を採取できるコアキャッチャ強制圧入装置
内蔵型地盤試料採取装置を開発したものである。 即ち本発明装置は回転力と圧入力を加えたボーリング
ロッドの下端に、先端に地盤を掘削するビットを設けた
円筒状の外管の上端を固定し、該外管内部に地盤をカッ
ティングして地盤試料を得る円筒状のカッティングシュ
ーを先端に設け、かつ円筒状の試料収納管を内接した内
管をボーリングロッドの回転力が伝達されないように取
付け、この外管を地盤に穿設したボーリング孔底に降下
し、孔底の地盤を切削して試料収納管内に地盤試料を採
取する装置において、円筒形の一端側を鋸刃状及び/又
は複数の短冊状に形成し、それぞれの端部の外側面を先
端に向って面取りしてテーパー面を形成したコアキャッ
チャを試料収納管とカッティングシューとの間に内管に
内接して設け、該コアキャッチャの内周側に土粒子不通
過で水透過性の聞き目を有するスクリーンを取付け、さ
らに上記テーパー面と密接するテーパー面を円環状に形
成して設けて試料収納管を内管の内側面に沿って下降さ
せ上記互いのテーパー面同志を摺動させることによりコ
アキャッチャの一端側を該コアキャッチャの縦方向の中
心軸に向って折り曲げるための試料収納管の加圧装置を
設けたことを特徴とするものであり、さらにコアキャッ
チャをその一端側を下方に向けて設け、かつ円筒形板バ
ネの一端側を鋸刃状及び/又は複数の短冊状とし該一端
側を内側に曲げ略半球面に沿った形状に形成したバスケ
ット式コアキャッチャをその一端側を上方に向けて上記
コアキャッチャの下方に設けるのは有効であり、コアキ
ャッチャをその一端側を上方に向けて設け、さらに該コ
アキャッチャのテーパー面と密接する円環状テーパー面
を試料収納管と該コアキャッチャとの間に設けたのも有
効である。 〔作 用〕 このように従来のバスケット式コアキャッチャと類似
し円筒形の一端側を鋸刃状及び/又は短冊状に形成し、
それぞれの端部の外側面を先端に向って面取りしてテー
パー面を形成した形状を有するコアキャッチャを用い、
スプリングなどのバネに頼るものではなく試料の全断面
に強制的にこれらの刃先を貫入させることのできる構成
としたのは、地下水面下の試料では装置を引き上げると
きに水が抜けることになるが、このとき土粒子も一緒に
落下することがないようにそれぞれの刃と刃の間に又は
短冊同志の間に隙間が形成されるのを防ぐためである。 またこのように動作を行なわせるためにコアキャッチ
ャの一端側の刃や短冊の端部の外側面を先端に向って面
取りしたテーパー面と密接するテーパー面は通常テーパ
ーリングを内管の内周に密接して設ければよいが、テー
パーリングを使用しなくともコアキャッチャの一端側の
先端を上方に向ける場合は試料収納管の下端面にテーパ
ー面を形成し、またコアキャッチャの先端を下方に向け
る場合はカッティングシューの上端面にテーパー面を形
成しても良い。 なお上記テーパーリングをカッティングシューとコア
キャッチャとの間に設置したときには該コアキャッチャ
の一端側は下方に向け、またテーパーリングを試料収納
管とコアキャッチャとの間に設置したときには該コアキ
ャッチャの一端側は上方に向ける。 さらに上記コアキャッチャの刃や短冊の隣り合いまた
は重なり合った隙間から排水は可能であるが土粒子は落
下しないものとするため上記スクリーンをキャッチャの
内側にセットする。なおこのスクリーンは試料収納管と
ほぼ同じ内径の円筒形とし、土粒子径より小さい開き目
の金網又は曲げ易い有孔管を用いることができる。 また試料の脱落防止を確実にするためにはキャッチャ
を二段に装着し、一方を強制的に圧入する方式の上記コ
アキャッチャとし、他方は従来のバネを用いたバスケッ
ト式コアキャッチャで構成することにより、一方の強制
的なコアキャッチャを作動させたときに他方のバスケッ
ト式コアキャッチャも自動的に元の略半球形状に戻るた
め、これにより試料断面を塞ぎ試料の脱落防止の信頼性
がより高まる。 〔実施例〕 次に本発明の一実施例を説明する。 第2図は本発明によるコアキャッチャ強制圧入装置内
蔵型地盤試料採取装置を示すもので、図示しない地上の
ボーリング機械にセットされたボーリングロッド(1)
と試料採取装置ヘッド(2)を接続してボーリング孔底
に降ろす。ロッド(1)には圧入力と回転力を作用さ
せ、これを円筒状外管(3)を介して外管先端のビット
(4)に伝達させ地盤を切削する。切削クズは地上から
ボーリングロッド(1)の内部を通して循環流体を圧入
しビット(4)先端から噴出させて外管の外側を通って
地上に排出する。内管ヘッド(5)は試料採取装置ヘッ
ド(2)の内側に取付けられたベアリングハウジング
(6)に固定されており、内管ヘッド(5)は回転力が
伝達されないようになっている。これにより内管ヘッド
(5)に接続する円筒状内管(7)を介してロッドから
の圧入力が伝達され、内管(7)の先端に装着された円
筒状カッティングシュー(8)で地盤を押し切りながら
試料を内管(7)に内接して設けた試料収納管内に取り
込む構造である。 さらに取り込んだ試料の脱落を防止するためにカッテ
ィングシュー(8)の上端面と試料収納管(9)の下端
面との間には円筒形の一端側を鋸刃状に形成したコアキ
ャッチャ(10)が装着されている。図示のものはコアキ
ャッチャ(10)の刃先を下向きにセットした場合のもの
で、刃先のテーパー面と密接するテーパー面を得るため
に刃先とカッティングシュー(8)上端面の間にはテー
パーリング(11)を挟持させておく。 さらにコアキャッチャ(10)を試料内に圧入するた
め、試料収納管(9)の上端にピストン(12)の下面を
固定し、かつピストン(12)の中央部に貫通孔を設けて
一方向バルブ(13)が取り付けられている。 さらに本発明装置では、第5図に示すように土粒子が
通過しない網目の金網からなり、試料収納管(9)と同
一内径のスクリーン(17)をコアキャッチャ(10)の内
側面に取付けた。これはキャッチャ自体に穴をあけるこ
とで試料内の水が局部的に集中して脱水することにより
土粒子の流出を防ぐことも可能であるが、より確実にす
るためにスクリーンを装着したものである。 このような試料採取装置を用いて地盤試料を採取する
ときには試料収納管(9)の内周とコアキャッチャ(1
0)の内周はほぼ同径で、試料が管内に入ると、管内の
水は一方向バルブ(13)を通り通水孔(14)から排水さ
れる。通水孔(14)は試料採取装置ヘッド(2)を貫通
し図示されていないホースに連結され地上に導かれる。
所定の長さの試料が試料収納管に入った時点で、図示さ
れていない水圧ポンプとホースを接続し逆に通水孔(1
4)を通して送水すると一方向バルブ(13)のボールが
下がり止水され、第3図に示すようにピストン(12)が
下降する。ピストン(12)の押圧は試料収納管(9)を
介してコアキャッチャ(10)を押し、テーパーリング
(11)のテーパー面上を、コアキャッチャ(10)の刃先
部の外側面を刃先に向って面取りしたテーパー面を摺動
させることにより、コアキャッチャ(10)の鋸刃状の一
端側は内側に曲げられながら試料(15)の中に貫入する
ことになる。なおこの圧入装置は水圧ピストンに限定さ
れるものではなく、ボーリングロッドの回転を利用した
スクリュージャッキなどでもよい。 また第3図の中心線に対して左側の図はコアキャッチ
ャ(10)の圧入前であり、右側の図は圧入後の状態を示
す。なおコアキャッチャ(10)の内側面にはコアキャッ
チャを圧入するときにその刃部が曲がり易いように周方
向に数本の溝(16)を設けてある。 また採取試料の土粒子がせり合ってアーチアクション
が効果的に働き易い場合には第4図に示すようにコアキ
ャッチャ(10)の刃先を上向きにセットし、刃先と試料
収納管(9)との間にテーパーリングを設けて上記と同
様にピストン(12)を押圧しコアキャッチャ(10)を試
料(15)内に圧入して地盤試料の採取を行なう。 さらに第6図は非常に落下し易い試料の場合、より確
実に試料の脱落を防止するため、二段式キャッチャが作
動するような構造としたもので、上段のコアキャッチャ
(10)は第3図と同じであるが、下段のキャッチャはカ
ッティングシュー(8)の先端付近に取付けてあり、従
来の円筒形板バネの一端側を複数の短冊状(18)とした
バスケット式コアキャッチャ(19)である。図の左側は
試料採取前の状態を示す。図の右側はキャッチャを圧入
した状態で試料(15)が所定の長さだけ入った状態で上
段のコアキャッチャ(10)を上記と同様に作動させるこ
とにより、下段のバスケット式コアキャッチャ(19)が
自身のバネ力で曲がろうとする力以外に上段のキャッチ
ャの刃が内側に強制的に曲げられるとき一緒に試料内に
貫入することになるので上段のキャッチャのみの場合よ
り試料(15)が脱落する可能性はさらになくなる。 なお第3図、第4図及び第6図ではコアキャッチャに
取付けたスクリーンは図示しなかった。 〔発明の効果〕 このように本発明によればコアキャッチャの一端側が
強制的に取り込んだ試料中に貫入するため地盤試料が脱
落することなく確実に試料採取が実施できる等顕著な効
果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】 第1図は従来のバスケット式コアキャッチャを示す斜視
図、第2図は本発明の一実施例を示す断面図、第3図は
コアキャッチャを下向きに取付けた場合の動作を示す説
明図、第4図はコアキャッチャを上向きに取付けた場合
の動作を示す説明図、第5図はスクリーンをコアキャッ
チャに取付けた状態を示す断面図、第6図は二段式キャ
ッチャの動作を示す説明図である。 1……ボーリングロッド 2……試料採取装置ヘッド 3……円筒状外管 4……ビット 5……内管ヘッド 6……ベアリングハウジング 7……円筒状内管 8……円筒状カッティングシュー 9……試料収納管 10……コアキャッチャ 11……テーパーリング 12……ピストン 13……一方向バルブ 14……通水孔 15……試料 16……溝 17……スクリーン 18……短冊状 19……バスケット式コアキャッチャ 20……鋸刃状
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藍田 正和 愛知県名古屋市昭和区八雲町140 八雲 アパートA棟202号 (72)発明者 鈴木 英也 愛知県名古屋市港区一州町5 中電名港 アパートH棟306号 (72)発明者 渋谷 旬 愛知県春日井市中央台4―1―2 211 棟406号 (56)参考文献 特開 昭59−114394(JP,A) 実公 昭56−12589(JP,Y2) 実公 昭62−27866(JP,Y2)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.回転力と圧入力を加えたボーリングロッドの下端
    に、先端に地盤を掘削するビットを設けた円筒状の外管
    の上端を固定し、該外管内部に地盤をカッティングして
    地盤試料を得る円筒状のカッティングシューを先端に設
    け、かつ円筒状の試料収納管を内接した内管をボーリン
    グロッドの回転力が伝達されないように取付け、この外
    管を地盤に穿設したボーリング孔底に降下し、孔底地盤
    を切削して試料収納管内に地盤試料を採取する装置にお
    いて、円筒形の一端側を鋸刀状及び/又は複数の短冊状
    に形成し、それぞれの端部の外側面を先端に向って面取
    りしてテーパー面を形成したコアキャッチャを試料収納
    管とカッティングシューとの間に内管に内接して設け、
    該コアキャッチャの内周側に土粒子不通過で水透過性の
    聞き目を有するスクリーンを取付け、さらに上記テーパ
    ー面と密接するテーパー面を円環状に形成して設けて試
    料収納管を内管の内側面に沿って下降させ上記互いのテ
    ーパー面同志を摺動させることによりコアキャッチャの
    一端側を該コアキャッチャの縦方向の中心軸に向って折
    り曲げるための試料収納管の加圧装置を設けたことを特
    徴とするコアキャッチャ強制圧入装置内蔵型地盤試料採
    取装置。 2.コアキャッチャをその一端側を下方に向けて設け、
    かつ円筒形板バネの一端側を鋸刀状及び/又は複数の短
    冊状とし該一端側を内側に曲げ略半球面に沿った形状に
    形成したバスケット式コアキャッチャをその一端側を上
    方に向けて上記コアキャッチャの下方に設けた特許請求
    の範囲第1項記載のコアキャッチャ強制圧入装置内蔵型
    地盤試料採取装置。 3.コアキャッチャをその一端側を上方に向けて設け、
    さらに該コアキャッチャのテーパー面と密接する円環状
    テーパー面を試料収納管と該コアキャッチャとの間に設
    けた特許請求の範囲第1項記載のコアキャッチャ強制圧
    入装置内蔵型地盤試料採取装置。
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