JP3056442B2 - 貫入試験装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤中に貫入試験
用ロッドを貫入し、この貫入時の貫入抵抗を測定するこ
とによって、地盤の硬軟または締まり具合、即ち地盤支
持強度を測定する、一般にスウェーデン式サウンディン
グ試験と呼ばれている貫入試験を行うための装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来のスウェーデン式サウンデ
ィング試験装置を示している。この図において、１はハ
ンドル、２は錘りで、１０kgのものが２個、２５kgのも
のが３個使用される。３は載荷用クランプで、５kgのも
のが使用される。４は底板、５はハンドル１と錘り２と
載荷用クランプ３とを取り付けるようにした長さ１ｍの
ロッド、６は２５cmごとに目盛Ｐを有する長さ０．８ｍ
のスクリューポイント用ロッドで、前記ロッド５につな
がれるようになっていて、その先端部に錐状のスクリュ
ーポイント７が連結されている。

【０００３】上記装置の使用によるスウェーデン式サウ
ンディング試験は、以下のような操作順序で行ってい
る。

【０００４】．先ず、錘２を取り付けない状態で、ス
クリューポイント７の位置から５０cmのところで５kgの
載荷用クランプ３を固定し、底板４を通して調査地点上
にロッド５及びこれにつながれるスクリューポイント用
ロッド６を鉛直に立てて支える。ここで、地表面近くに
測定のための基準面を設ける。

【０００５】．このままでロッド６が地中に貫入する
かどうかを確かめ、貫入する場合は、貫入が止まったと
きの基準面からロッド６の次の目盛線までの長さを測っ
て貫入量を求め、荷重５kgに対する貫入量を記録する。

【０００６】．次に、１０kgの錘り２を載荷用クラン
プ３に載せ、と同じ操作を行い、１５kgの貫入量を記
録する。

【０００７】．それから、次々と荷重を増加して、
の操作を繰り返す。荷重の段階は、５kg、１５kg、２５
kg、５０kg、７５kg、１００kgであるが、主に、５０k
g、７５kg及び１００kg時の貫入量が測定される。

【０００８】．載荷用クランプ３が底板４に達した
ら、錘り２を取り除き、ロッド６が足りなければ継ぎ足
し、載荷用クランプ３を５０cm引き上げて固定し、の
操作を行う。

【０００９】．１００kgでロッド６の貫入が止まった
場合は、その貫入量を測った後、そのままハンドル１を
取り付け、ハンドル１に鉛直方向の力が加わらないよう
に回転し、次の目盛線まで貫入させるのに要する半回転
数を記録する。尚、これ以後の測定は２５cm（目盛Ｐ）
ごとに行う。ハンドル１の回転方向は右回りとし、半回
転ごとに一時停止する方向をとり、これを１回と数え
る。

【００１０】．スクリューポイント７が大きな石など
に突き当たり、ハンドル１の回転反発力が著しく大きく
なった場合には測定を止める。測定が終わったら、錘り
２を降ろし、引抜き装置によって全ロッド５，６を引き
抜き、数を点検し、スクリューポイント７の異常の有無
を調べる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来装
置によるスウェーデン式サウンディング試験の使用にお
いては、過酷な肉体労働をともない、測定値の読み取
り、自沈判断に測定者の個人差が現れていた。即ち、従
来の試験装置では、１０kg及び２５kgの錘り２の上げ降
ろしを、５０cm貫入するごとに行わなければならない。
例えば、１０ｍ地中に貫入した場合、錘り２の上げ降ろ
しが２０回必要となる。従って、作業者は１回につき１
９kgを２個、２５kgを３個上げ降ろしするので、 １０×２×２０×２＋２５×３×２０×２＝３８００kg つまり、作業者は１ポイント１０ｍ貫入するのに２５kg
の錘り２に換算して１５２個分、合計３８００kg持ち上
げる仕事をしなければならなかった。しかも、測定にお
いてロッドの貫入、貫入速度、回転数などを目視により
観察し記録することから、測定データが作業者によって
ばらつく可能性があった。

【００１２】本発明は、スウェーデン式サウンディング
試験を行うにあたって、肉体的に非常に過酷な作業を必
要とするのを解消し、且つ個人差のできるだけ発生しな
い正確な測定を自動的に行うことが可能な貫入試験装置
を提供することを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る貫
入試験装置は、地盤中に貫入される貫入試験用ロッド１
２をクランプするチャック部１３及びこれにクランプさ
れたロッド１２を回転駆動する回転駆動部１４を備え
て、昇降可能に支持された所定重量の載荷部１５と、該
載荷部１５の載荷荷重をバランス変動させるために載荷
部１５に連動連結手段１８を介して連結される複数の重
錘１９と、貫入試験用ロッド１２の貫入中にロッド１２
にかかる負荷を検出する負荷検出部２０とからなり、前
記負荷検出部２０からの検出信号によって前記連動連結
手段１８による前記載荷部１５と複数の重錘１９との連
結状態を切離し・連結して両者の重量バランスを変動さ
せるようにしてなるものである。

【００１４】請求項２は、請求項１に記載の貫入試験装
置において、前記載荷部１５を載置して所定高さまで持
ち上げたその所定一で前記載荷部１５から離脱して収縮
する持ち上げ用シリンダ１７を備えてなるものである。

【００１５】請求項３は、請求項２に記載の貫入試験装
置において、前記載荷部１５と該載荷部を載置する持ち
上げ用シリンダ１７との両者を切離し可能に連結する連
結部材３８を着脱可能に設けてなるものである。

【００１６】請求項４は、請求項１〜３のいずれかに記
載の貫入試験装置において、前記連動連結手段１８は、
装置本体１０の上部側に軸架した回転軸４０に載荷部用
上部スプロケット４１ａを固定すると共に複数の重錘用
上部スプロケット４２ａをそれぞれ電磁クラッチ４３を
介して係脱可能に同軸に並設し、載荷部用上部スプロケ
ット４１ａとその下方に設けた遊転用スプロケット４１
ｂとの間に載荷部用チェーン４１ｃを掛装すると共に、
各重錘用上部スプロケット４２ａとその下方に設けた遊
転用スプロケット４２ｂとの間に重錘用チェーン４２ｃ
を掛装して、載荷部用チェーン４１ｃには載荷部を取り
付け、各重錘用チェーン４２ｃには載荷部１５の荷重に
よって回転軸４０にかかるトルクに対向するように重錘
１９を連結してなるものである。

【００１７】請求項５は、請求項１〜４のいずれかに記
載の貫入試験装置において、前記負荷検出部２０は歪ゲ
ージ式重量センサー（ロードセル）からなるものであ
る。

【００１８】請求項６は、請求項１〜５のいずれかに記
載の貫入試験装置において、前記チャック部１３と回転
駆動部１４との間に、貫入中におけるロッド１２の自由
回転を許すクラッチ３２を設けてなるものである。

【００１９】請求項７は、請求項１〜６のいずれかに記
載の貫入試験装置において、チャック部１３による貫入
試験用ロッド１２のクランプを解除したとき当該ロッド
１２の地盤中への落下を防止する落下防止用チャック５
３設けてなるものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１の（Ａ）は本発明に係る貫入
試験装置の全体を示す概略平面図、（Ｂ）はその概略側
面図である。この図において、１０は装置本体で、無端
軌道帯輪からなる走行駆動手段１１によって自走可能と
なっている。装置本体１０には水平基台１２が設けら
れ、この水平基台１０ａには、当該基台１０ａ及び走行
駆動手段１１の幅方向中間部を挿通して地盤中に垂直に
貫入される貫入試験用ロッド１２をクランプするチャッ
ク部１３及びこれにクランプされた貫入試験用ロッド１
２を回転駆動する回転駆動部１４などから構成されて、
所定の重量を有する載荷部１５、この載荷部１５の後部
側で水平基台１０ａ上に垂直に立設された垂直フレーム
１６、この垂直フレーム１６の前面側に沿って配設され
ていて、前記載荷部１５を載置して所定高さまで持ち上
げその所定高さ位置で当該載荷部１５から離脱して収縮
する持ち上げ用シリンダ１７、前記載荷部１５の載荷荷
重をバランス変動させるために当該載荷部１５に連動連
結手段１８を介して連結される複数の重錘１９などが装
備されている。そして、載荷部１５内には、貫入試験用
ロッド１２が地盤中に貫入するとき貫入反力としての地
盤抵抗によって当該ロッド１２にかかる負荷を検出する
負荷検出部としての歪ゲージ式重量センサー（ロードセ
ル）２０が設けられている。

【００２１】図２〜図４は、載荷部１５の詳細構造を示
すもので、図２は図１（Ａ）のＸ−Ｘ線拡大詳細断面
図、図３は図１（Ｂ）の一部拡大詳細側面図、また図４
は図１（Ａ）の一部拡大詳細平面図である。先ず、図２
に示すように、載荷部１５は昇降枠２１を有し、この昇
降枠２１の下方部に、載荷部１５の中心部を縦に貫通す
る貫入試験用ロッド１２をクランプするための油圧式の
チャック部１３が設けられている。チャック部１３の上
端部中央からは、貫入試験用ロッド１２のロッド挿通路
２２を形成する段付き円筒状の組合せ構造体２３が上方
へ同軸一体に延びている。この円筒状組合せ構造体２３
は、昇降枠２１に固定された段付き円筒状の支持体２４
内に上下複数の軸受２５を介して回転可能で且つ軸方向
に微小変移可能に支持され、また円筒状組合せ構造体２
３の下端部側には略円板状の固定台板２６が軸受２７を
介して嵌合支持されている。そして、固定台板２６の上
面と対向する前記円筒状支持体２４の下端フランジ２４
ａ下面にはその直径方向両端部に前記負荷検出部たる歪
ゲージ式重量センサー（ロードセル）２０，２０が取り
付けられ、常時は上記各センサー２０の検出子２０ａと
固定台板２６の上面との間に僅かな隙間が形成されてい
る。

【００２２】前記回転駆動部１４は、図２から分かるよ
うに、前記円筒状組合せ構造体２３の上端部側に大歯車
２８を設けると共に、この大歯車２８に噛合する小歯車
２９を昇降枠２１側に軸支した回転軸３０に取り付け、
この回転軸３０を昇降枠２１側に設置した油圧モーター
３１によって駆動するようにしてなるものである。この
回転駆動部１４は、チャック部１３にクランプした貫入
試験用ロッド１２を回転駆動するものであるが、ロッド
１２の貫入時にこのロッド１２が先端部のスクリューポ
イント７（図９参照）のネジに従って自由に回転するこ
とができるようにするため、チャック部１３と回転駆動
部１４との間にカム式のクラッチ３２が設けてある。即
ち、このクラッチ３２は、図２に示すように円筒状組合
せ構造体２３の上端部と大歯車２８との間に介装された
もので、このクラッチ３２を入の状態でチャック部１３
をクランプ作動させると、大歯車２８と円筒状組合せ構
造体２３とが連結されて、モーター３１の回転が円筒状
組合せ構造体２３に伝わり、ロッド１２はチャック部１
３にクランプされてチャック部１３と共に回転駆動され
ることになる。またクラッチ３２を切ると、円筒状組合
せ構造体２３に回転が伝わらず、ロッド１２はチャック
部１３にクランプされたままで自由に回転しながら地盤
中に貫入することができるようになる。

【００２３】尚、図２に示すように、円筒状組合せ構造
体２３の上端に前記歯車２８と同様な歯車３３が取り付
けてあるが、この歯車３３は、貫入試験用ロッド１２が
上記のように回転しながら地盤中に貫入されてゆくとき
に、その回転数を検出するために使用される歯車であ
る。また、図２及び図３に示すように、昇降枠２１の下
端部には、下降の際に水平基台１０ａ上に衝当したとき
の衝撃を緩和するショックアブソーバー５９が取り付け
てある。

【００２４】前記昇降枠２１は、図３及び図４に示すよ
うに、その前面側に設けた複数のガイド片３５を前記垂
直フレーム１６に取り付けたガイドレール３４に係合さ
せることによって昇降可能に支持させるようにしてい
る。また、図２〜図４に示すように、昇降枠２１の後部
上端には、下面に係合凹部３６ａを形成した持ち上げ板
３６が連結固定され、この持ち上げ板３６の下方に持ち
上げ用シリンダ１７が設置してあって、このシリンダ１
７のピストンロッド１７ａ上端に同軸に突設されたボル
ト３７の頭部３７ａが係脱自在に係合されるようになっ
ている。しかして、前記ボルト３７の頭部３７ａを前記
持ち上げ板３６の係合凹部３６ａに係合させて、持ち上
げ用シリンダ１７を所定ストローク伸長作動させること
により、昇降枠２１を介して載荷部１５を所定高さまで
持ち上げ、この所定高さ位置で前記チャック部１３によ
り貫入試験用ロッド１２をクランプした後、持ち上げ用
シリンダ１７の油圧を開放すると、ピストンロッド１７
ａの下動に従ってピストンロッド１７ａ上端のボルト頭
部３７ａが持ち上げ板３６の係合凹部３６ａから離脱す
るようになっている。

【００２５】また、前記持ち上げ板３６の下部側には、
ピストンロッド１７ａ上端のボルト頭部３７ａを当該持
ち上げ板３６の係合凹部３６ａに係合させた状態に保持
して持ち上げ用シリンダ１７と載荷部１５の昇降枠２１
とを連結する連結部材３８が着脱可能に取り付けられて
いる。この連結部材３８は、先端部が二股状に切欠され
ている。図２〜図４に示すように、持ち上げ板３６の下
面から一定間隔をおいた下方位置に、前記ピストンロッ
ド１７ａ上端のボルト頭部３７ａが挿通可能な開口部３
９ａを有する固定板３９が昇降枠２１側に取り付けてあ
って、この固定板３９と持ち上げ板３６との間に前記連
結部材３８の二股部３８ａ，３８ａを挿入して前記ボル
ト３７の頸部３７ｂを挟み込むようにすることによっ
て、図示のように持ち上げ用シリンダ１７と昇降枠２１
とを連結することができ、またこの連結部材３８を外方
へ引き抜くことによって両者を切り離すことができる。

【００２６】次に、前記連動連結手段１８について図５
〜図８により説明する。この連動連結手段１８は、図８
の概略図から分かるように、前記垂直フレーム１６の上
部側に軸架した回転軸４０に載荷部用上部スプロケット
４１ａを固定すると共に、この回転軸４０に例えば３つ
の重錘用上部スプロケット４２ａをそれぞれ電磁クラッ
チ４３を介して係脱可能に並設し、そして載荷部用上部
スプロケット４１ａとその下方に設けた遊転用スプロケ
ット４１ｂとの間に載荷部用チェーン４１ｃを掛装し、
また各重錘用上部スプロケット４２ａとその下方に設け
た遊転用スプロケット４２ｂとの間に重錘用チェーン４
２ｃを掛装し、しかして載荷部用チェーン４１ｃに載荷
部１５の昇降枠２１を取付部材４４により取り付け、各
重錘用チェーン４２ｃには載荷部１５の荷重によって回
転軸４０にかかるトルクに対向するように重錘１９を取
付部材４６により取り付けてなるものである。

【００２７】前記回転軸４０は、図７に示すように垂直
フレーム１６に設けられた軸受４７によって支承されて
いる。載荷部１５側の遊転用スプロケット４１ｂと重錘
２４側の各遊転用スプロケット４２ｂとは、それぞれ別
個の支軸４８，４９に取り付けてあって、図５に示すよ
うに、載荷部１５側の支軸４８は軸受５０により、重錘
１９側の支軸４９は軸受５１によってそれぞれ支承され
ている。各重錘１９は、水平基台１０ａに垂直に立設さ
れたガイド棒５２にスライド自在に挿通支持されてい
る。また各重錘１９の下端部には、対応する電磁クラッ
チ４３が切れて重錘１９が水平基台１０ａ上に落下する
ときにその衝撃を緩和するためのショックアブソーバー
４５が取り付けてある（図６参照）。

【００２８】この貫入試験装置では、載荷部１５の重量
が例えば１００kgであり、各重錘１９の重量が２５kgで
あって、３つの重錘１９の合計重量は７５kgとなる。従
って、上述した連動連結手段１８によって連結される載
荷部１５と重錘１９とのバランス変動については、回転
軸４０と各重錘用上部スプロケット４２ａとの間に介装
された電磁クラッチ４３が３つとも入りの状態、即ち連
結状態にあれば、載荷部１５には、１００kg−（２５kg
×３）＝２５kgの載荷荷重がかかり、また３つの電磁ク
ラッチ４３のうちの１つが切れて残りの２つが連結状態
にあれば、１００kg−（２５kg×２）＝５０kgの載荷荷
重がかかり、また１つの電磁クラッチ４３だけが連結状
態にあれば、１００kg−２５kg＝７５kgの載荷荷重がか
かり、更に電磁クラッチ４３が３つとも切れて非連結状
態（離脱状態）にあるときは、重錘１９による荷重は零
で、載荷部１５の載荷荷重は１００kgとなる。

【００２９】しかして、上記のような載荷部１５と重錘
１９との重量のバランス変動は、コンピュータ制御によ
って、前記歪ゲージ式重量センサー２０で逐次検出され
る検出信号による貫入負荷抵抗に応じて前記３つの電磁
クラッチ４３が適宜に連結・離脱することにより、自動
的に行われるようになっている。

【００３０】この貫入試験装置の装置本体１０には、図
示は省略するが、貫入試験用ロッド１２の下降量、即ち
昇降枠２１と一体に下降する貫入試験用ロッド１２の貫
入量を測定するための測定装置が装備されており、この
測定装置は、上記貫入量を自動的に測定して、その測定
値をコンピュータにより逐次表示部の画面にデジタル表
示すると共に、記録紙に記録するようになっている。

【００３１】また、装置本体１０の水平基台１０ａ上に
は、図１の（Ｂ）に示すように、前記チャック部１３に
よる貫入試験用ロッド１２のクランプを解除したとき当
該ロッド１２の地盤中への落下を防止する落下防止用チ
ャック５３が設けられている。この落下防止用チャック
５３は、前記チャック部１３を小型にしたような油圧式
チャックで、前記チャック部１３の下方で貫入試験用ロ
ッド１２を必要時にクランプし、または開放するように
なっている。

【００３２】また、図１の（Ａ）及び（Ｂ）に示すよう
に、装置本体１０には、走行駆動手段１１である無端軌
道帯輪を駆動させるための空冷４サイクルエンジン５４
が搭載され、またこのエンジン５４の出力を利用して持
ち上げ用シリンダ１７、チャック部１３、回転駆動部１
４、落下防止手段５３などを駆動させるための油圧駆動
ユニット５５が搭載されている。図１の（Ａ）及び
（Ｂ）において、５６は走行駆動手段１１の操行レバ
ー、５７は、貫入試験用ロッド１２の回転数をカウント
するカウンターであり、そして５８は、この貫入試験装
置のコンピュータ制御を司る制御部である。

【００３３】上述したような構成を有する貫入試験装置
の使用においては、先ず装置本体１０を走行駆動手段１
１によって所要の調査地点まで移動し、そこで貫入試験
用ロッド１２を載荷部１５のロッド挿通路２２（図２参
照）に挿通して、その下端を地盤表面に当てた状態と
し、この状態で載荷部１５を持ち上げ用シリンダ１７に
より所定高さ位置まで持ち上げる。そして最初は、前記
連動連結手段１８における３つの電磁クラッチ４３を全
て入りの状態（連結状態）にして、３つの重錘用上部ス
プロケット４２ａを共に回転軸４０に連結させ、載荷部
１５に２５kgの載荷荷重がかかるように設定しておく。
またこのとき、載荷部１５と持ち上げ用シリンダ１７と
を連結する連結部材３８は取り外し、このシリンダ１７
上に載荷部１５を載置した状態、つまりピストンロッド
１７ａ上端のボルト頭部３７ａを、載荷部１５側に設け
てある持ち上げ板３６の係合凹部３６ａに係合させた状
態にしておく。

【００３４】しかして、上記のように載荷部１５を所定
高さまで持ち上げたその位置で、チャック部１３に貫入
試験用ロッド１２をクランプした後、持ち上げ用シリン
ダ１７の油圧を開放してピストンロッド１７ａを載荷部
１５側から離脱させ降下させると、チャック部１３にク
ランプされている貫入試験用ロッド１２は、載荷部１５
にかかる２５kgの載荷荷重によって地盤中に貫入する、
即ち自沈する。このとき、このチャック部１３と回転駆
動部１４との間に介装されたクラッチ３２は切りの状態
となっているから、ロッド１２はそのネジの向きに従っ
て自由に回転することができる。そして、このときの貫
入試験用ロッド１２の貫入量を図示しない測定装置によ
って測定し、その測定値を画面表示すると共に記録紙に
記録する。

【００３５】上記のように貫入試験用ロッド１２が地盤
中に貫入するとき、ロッド１２にかかる負荷が前記重量
センサー２０によって逐次検出される。しかして、その
検出信号に基づいて演算された負荷値が例えば３５kgで
あるときは、３５kg以上でこれに近い載荷荷重を載荷部
１５に載荷荷重をかけるように指令が出され、この指令
により連動連結手段１８における３つの電磁クラッチ４
３のうちの１つが切られて、その重錘用上部スプロケッ
ト４２ａと回転軸４０との連結が解除され、これにより
上記重錘用上部スプロケット４２ａとその下方の遊転用
スプロケット４１ｂとに掛装された重錘用チェーン４２
ｃがこれに取り付けられた重錘１９の荷重により走行し
て、その重錘１９が水平基台１０ａ上に落下し、しかし
て載荷部１５には、載荷部１５の重量１００kgから残り
２つの重錘１９の合計重量５０kgを差し引いた５０kgの
載荷荷重が瞬時にかけられることになる。従って、貫入
試験用ロッド１２は５０kgの載荷荷重によって地盤中に
貫入してゆく。このときの貫入量も前記同様に測定す
る。

【００３６】そして、上記５０kgの載荷荷重により貫入
試験用ロッド１２が地盤中に沈下しなくなり、このとき
ロッド１２にかかる負荷が前記重量センサー２０による
検出信号から例えば８０kgになっているとすれば、この
８０kg以上の載荷荷重を載荷部１５にかけるように指令
が出され、この指令により連動連結手段１８における３
つの電磁クラッチ４３の全てが切られて、３つの重錘用
上部スプロケット４２ａが共に回転軸４０と非連結状態
となり、これにより３つの重錘１９が水平基台１０ａ上
に落下して、載荷部１５に１００kgの載荷荷重が瞬時に
かけられる。従って、貫入試験用ロッド１２は１００kg
の載荷荷重によって地盤中に貫入してゆく。このときの
貫入量も前記同様に測定する。

【００３７】上記１００kgの載荷荷重による貫入試験用
ロッド１２の貫入量を測定した後、ロッド１２がそれ以
上貫入しなくなったときは、回転駆動部１４及びチャッ
ク部１３を作動させると共に、前記クラッチ３２を入り
の状態にしてこの回転駆動部１４とチャック部１３とを
連動連結させ、しかしてチャック部１３にクランプされ
た貫入試験用ロッド１２を回転させながら、このロッド
１２を地盤中に貫入させ、図９に示すような２５cm（目
盛りＰ）ごとの貫入量を前記測定装置により測定すると
共に、そのときのロッド１２の回転数をロッド回転数カ
ウンター５７で読み取り、これらをコンピューターに記
録する。

【００３８】尚、例えば上記１００kgの載荷荷重による
ロッド１２の貫入中に、地盤が弱くなってロッド１２に
かかる負荷が重量センサー２０による検出信号から例え
ば７０kgになっているときは、このロッド１２にそのま
ま１００kgの載荷荷重をかける必要がなく、７０kgを若
干上回る荷重であればよいから、７０kg以上でこれに近
い載荷荷重を載荷部１５にかけるように指令が出され、
しかしてこの指令により、それまで３つの電磁クラッチ
４３が全て切りの状態となっていたのが、３つの電磁ク
ラッチ４３のうち１つが入りの状態に切り換わって、こ
れに対応する重錘用上部スプロケット４２ａが回転軸４
０に連結され、それにより対応する重錘１９が載荷部１
５の下降に伴い引き上げられて、載荷部１５には、載荷
部１５の重量１００kgから１つの重錘１９の重量２５kg
を差し引いた７５kgの載荷荷重がかけられ、従って貫入
試験用ロッド１２は７５kgの載荷荷重で地盤中に貫入す
ることができる。

【００３９】また、貫入試験用ロッド１２の貫入途中
で、ロッド１２のスクリューポイント７が石などに突き
当たって、載荷部１５の載荷荷重によるロッド１２の貫
入が困難となったときは、連結部材３８を、図２に示す
ように持ち上げ板３６と固定板３９との間に挿入して、
載荷部１５と持ち上げ用シリンダ１７とを連結し、しか
して持ち上げ用シリンダ１７の伸長作動により載荷部１
５を所定高さまで持ち上げた後、載荷部１５を、その載
荷荷重と共に、このシリンダ１７の収縮作動により下向
きに加圧しながら下降させるようにすることによって、
ロッド１２の貫入を容易に行うことができる。

【００４０】以上のようにして、測定が終わったなら
ば、貫入試験用ロッド１２を載荷部１５より引き抜き、
ロッド１２の繋ぎ数を点検し、その先端のスクリューポ
イント７の異常の有無を調べる。そして、一つの調査ポ
イントの調査が終われば、装置本体１０を走行駆動手段
１１によって次の所要の調査ポイントまで移動し、上記
同様に貫入試験を行うことができる。

【００４１】上記ロッド１２の引き抜きは、持ち上げ用
シリンダ１７による載荷部１５の持ち上げ操作を利用し
て行う。即ち、ロッド１２の所要部をチャック部１３に
クランプした状態で持ち上げ用シリンダ１７を伸長作動
させて所要長さ持ち上げた後、チャック部１３によるロ
ッド１２のクランプを開放する前に、このロッド１２を
落下防止用チャック５３で保持し、その後チャック部１
３のクランプを開放して載荷部１５を下降し、チャック
部１３にロッド１２をクランプした後、落下防止用チャ
ック５３による保持を開放し、以降は上記の操作を繰り
返すことにより、ロッド１２を地盤中から引き上げるこ
とができる。この際、上記のようにチャック部１３によ
るロッド１２のクランプを開放する前に、落下防止用チ
ャック５３で保持することによって、ロッド１２が地盤
中に落下するのを防止できる。

【００４２】なお貫入試験用ロッドの貫入中にロッドに
かかる負荷を検出する負荷検出部として、前記実施形態
にあっては歪ゲージ式重量センサーからなるものである
が、本発明においてこの実施形態に限定されることはな
い。

【００４３】前記負荷検出部は、貫入試験用ロッドの貫
入量を経時的に計測して所定の待機時間内にロッド貫入
量に変化がない場合に検出信号を出力するタイマーセン
サーからなるものでもよい。

【００４４】即ち、ある荷重（２５kg、５０kg、７５k
g、１００kg）がロッドに掛かっている時例えば、３秒
待機してロッド貫入量が変化しない場合は、タイマーセ
ンサーからの検出信号を受けて次の荷重に変化するよう
にしてもよい。（２５kg→５０kg、５０kg→７５kg、７
５kg→１００kg、１００kg→１００kg＋回転というよう
に）

【００４５】前記負荷検出部は、貫入試験用ロッドの貫
入速さを計測し所定の貫入速さに比較してそのロッド貫
入速さが変化した場合に検出信号を出力するスピードセ
ンサーからなるようにしてもよい。

【００４６】即ち、ある荷重（２５kg、５０kg、７５k
g、１００kg、１００kg＋回転）がロッドに掛かってい
る時、ロッド貫入速さが１cm／秒以下になれば、スピー
ドセンサーからの検出信号を受けて次の荷重に変化さ
せ、反対にロッド貫入速さが１cm／秒より速くなれば同
じくスピードセンサーからの検出信号を受けて順次荷重
を減らしていくようにしてもよい。

【００４７】勿論、前記負荷検出部は、前記タイマーセ
ンサーとスピードセンサーとを組み合わせてなるように
してもよい。

【００４８】

【発明の効果】請求項１に係る発明の貫入試験装置は、
貫入試験用ロッドをクランプするチャック部及びこれに
クランプされたロッドを回転する回転駆動部を有し、昇
降可能に支持された所定重量の載荷部と、この載荷部の
載荷荷重をバランス変動させるために載荷部に連動連結
手段を介して連結される複数の重錘と、貫入中にロッド
にかかる負荷を検出する負荷検出部とからなるもので、
負荷検出部からの検出信号によって連動連結手段による
載荷部と複数の重錘との連結状態を切離し・連結して両
者の重量バランスを変動させるように構成しているか
ら、貫入中のロッドにかかる負荷に応じた載荷荷重を自
動的に与えることが可能となって、従来装置のように貫
入試験用ロッドにその貫入途上で手作業により一々直接
に錘を負荷させるための過酷な肉体労働が不要となる。
また、測定値の読み取り、自沈判断の自動化が可能とな
り、それらをきわめて正確に行うことができる。

【００４９】請求項２によれば、載荷部を載置して所定
高さまで持ち上げたその所定高さ位置で載荷部から離脱
して収縮する持ち上げ用シリンダを備えているから、シ
リンダを伸長作動させて載荷部を所定高さで持ち上げた
後は、シリンダを収縮作動させることなく、載荷部をそ
の載荷荷重のみで下降させて貫入試験用ロッドの貫入を
行わせることができる。

【００５０】請求項３によれば、載荷部とこれを載置す
る持ち上げ用シリンダとの両者を切離し可能に連結する
連結部材を着脱可能に設けているから、通常のロッド貫
入作業時には連結部材を取り外しておいて、載荷部をそ
の載荷荷重のみによってロッドを貫入させることができ
るし、貫入中にロッドが石などに突き当たって貫入が困
難であるときには、連結部材を装着して載荷部と持ち上
げ用シリンダとを連結し、このシリンダの収縮作動によ
る押下力を適用することによって、ロッドの貫入を容易
に行うことができる。

【００５１】請求項４に記載されるような連動連結手段
を採用すれば、貫入中のロッドにかかる負荷に対応して
載荷部に与えられる載荷荷重の増減変動の切替え操作を
電磁クラッチにより瞬時に行うことができて、ロッドの
貫入作業をきわめて効率良く行うことができる。

【００５２】請求項５のように、負荷検出部として歪ゲ
ージ式重量センサー（ロードセル）を採用すれば、検出
性能が良い上に、負荷検出部の構造が小型且つコンパク
トとなり、載荷部への取り付けが容易となる。

【００５３】請求項６によれば、チャック部と回転駆動
部との間にクラッチを設けているから、貫入試験用ロッ
ドの貫入中は、そのクラッチを切っておくことによって
ロッドを先端部のネジの向きに従って自由に回転させる
ことができ、ロッドの貫入を容易に行わせることができ
る。

【００５４】請求項７によれば、前記チャック部による
貫入試験用ロッドのクランプを開放したときロッドの地
盤中への落下を防止するチャックを設けているから、測
定終了後に貫入試験用ロッドを載荷部の昇降動作を利用
して引き上げる際に、ロッドを前記チャック部にクラン
プして所要長さ引き上げた後、そのクランプを開放する
前に当該チャックで保持することによって、ロッドの落
下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （Ａ）は本発明に係る貫入試験装置の全体を
示す概略平面図であり、（Ｂ）はその概略側面図であ
る。

【図２】 図１（Ａ）のＸ−Ｘ線拡大詳細断面図であ
る。

【図３】 図１（Ｂ）の一部拡大詳細側面図である。

【図４】 図１（Ａ）の一部拡大詳細平面図である。

【図５】 連動連結手段を載荷部側から見た拡大正面図
である。

【図６】 図５に示す連動連結手段の側面図である。

【図７】 図５に示す連動連結手段の平面図である。

【図８】 連動連結手段を示す概略斜視図である。

【図９】 従来の貫入試験装置を示す側面図である。

【符号の説明】

１０ 装置本体 １１ 走行駆動手段 １２ 貫入試験用ロッド １３ チャック部 １４ 回転駆動部 １５ 載荷部 １６ 垂直フレーム １７ 持ち上げ用シリンダ １８ 連動連結手段 １９ 重錘 ２０ 歪ゲージ式重量センサー（負荷検出手
段） ２１ 昇降枠 ３２ クラッチ ３８ 連結部材 ４０ 回転軸 ４１ａ 載荷部用上部スプロケット ４１ｂ 遊転用スプロケット ４１ｃ 載荷部用チェーン ４２ａ 重錘用上部スプロケット ４２ｂ 遊転用スプロケット４２ｂ ４２ｃ 重錘用チェーン ４３ 電磁クラッチ ５３ 落下防止用チャック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−38781（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−230419（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−272235（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−178042（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−7431（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−159544（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 1/00 - 1/08

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤中に貫入される貫入試験用ロッドを
   クランプするチャック部及びこれにクランプされたロッ
   ドを回転駆動する回転駆動部を備えて、昇降可能に支持
   された所定重量の載荷部と、該載荷部の載荷荷重をバラ
   ンス変動させるために載荷部に連動連結手段を介して連
   結される複数の重錘と、貫入試験用ロッドの貫入中にロ
   ッドにかかる負荷を検出する負荷検出部とからなり、前
   記負荷検出部からの検出信号によって前記連動連結手段
   による前記載荷部と複数の重錘との連結状態を切離し・
   連結して両者の重量バランスを変動させるようにしてな
   る貫入試験装置。
2. 【請求項２】 前記載荷部を載置して所定高さまで持ち
   上げたその所定位置で前記載荷部から離脱して収縮する
   持ち上げ用シリンダを備えてなる請求項１に記載の貫入
   試験装置。
3. 【請求項３】 前記載荷部と該載荷部を載置する前記持
   ち上げ用シリンダとの両者を切離し可能に連結する連結
   部材を着脱可能に設けてなる請求項２に記載の貫入試験
   装置。
4. 【請求項４】 前記連動連結手段は、装置本体の上部側
   に軸架した回転軸に載荷部用上部スプロケットを固定す
   ると共に複数の重錘用上部スプロケットをそれぞれ電磁
   クラッチを介して係脱可能に同軸に並設し、載荷部用上
   部スプロケットとその下方に設けた遊転用スプロケット
   との間に載荷部用チェーンを掛装すると共に、各重錘用
   上部スプロケットとその下方に設けた遊転用スプロケッ
   トとの間に重錘用チェーンを掛装して、載荷部用チェー
   ンには載荷部を取り付け、各重錘用チェーンには載荷部
   の荷重によって回転軸にかかるトルクに対向するように
   重錘を連結してなる請求項１〜３のいずれかに記載の貫
   入試験装置。
5. 【請求項５】 前記負荷検出部は、歪ゲージ式重量セン
   サー（ロードセル）からなる請求項１〜４のいずれかに
   記載の貫入試験装置。
6. 【請求項６】 前記チャック部と回転駆動部との間に、
   貫入中におけるロッドの自由回転を許すクラッチを設け
   てなる請求項１〜５のいずれかに記載の貫入試験装置。
7. 【請求項７】 前記チャック部による貫入試験用ロッド
   のクランプを解除したとき当該ロッドの地盤中への落下
   を防止する落下防止用チャックを設けてなる請求項１〜
   ６のいずれかに記載の貫入試験装置。