JP4313598B2 - 地質調査装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤試料を採取する地質調査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
建築物を施工する場合に、一般的にボーリングによる地質調査が実施されるが、最近では戸建て住宅においても簡易な地質調査が実施される。戸建て住宅の場合、一般的に実施される調査方法は、スウェーデン式サウンディング試験方法(日本工業規格 A 1221)が最も普及している。これは、安価である程度の硬い地盤(N値20程度まで)まで調査可能である。しかしながらこの方法では、先端のスクリューを貫入して地盤の強さを判断するだけで、土質試料のサンプリングをすることはできない。
【0003】
最近の戸建て住宅においては、建築後の建物の安定性についてより詳細に設計する必要が生じてきている。これは、建築基準法の改正や建築紛争の増加により生じている。詳細な地盤の判定をする場合には、地盤の深さの判定だけでは充分と言えず、土質試料のサンプリングを実施して含水比が多いかどうか、その水分の水質がどうなっているか(例えば、アルカリ性か又は酸性か)等、土質を判断する必要が生じている。
【0004】
従来の土質試料のサンプリング装置としては、特許文献1に記載された土質試料サンプラーを例示する。この装置は、多数のサンプリングユニットを縦続連結して、その先端にコーンを装着し、基端に貫入ロッドを接続した構造をなしている。サンプリングユニット80は、地盤のコーン貫入試験により形成された孔の径にほぼ等しい外径を有している。そして、サンプリングユニット80には、図14に示すように、土質試料の収容空間81が設けられており、該収容空間81の開口部としての窓部82には、土質試料削り取り用の刃83が設けられている。刃83は窓部82の大部分をを覆い且つ刃先83aがわずかに外向きに突出するように設けられている。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−140858号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の土質サンプリング装置は、土質試料を収容する収容空間81が常時開口している窓部82を有しているので、地盤に形成された孔に挿入したり、孔から抜き出したりするときに、目的外の深さの土質試料が収容空間81に入り込むという問題がある。
【0007】
また、スウェーデン式サウンディング試験を行なってからサンプリングをしようとすれば、サンプリング位置において一度試験用ロッドを引抜いて、サンプリング装置を再度孔内に押入して作業を行なうため、作業は繁雑となりコストも大幅にアップするという課題がある。
【0008】
仮に、スウェーデン式サウンディング試験装置の貫入ロッドとしてサンプリングユニット80を採用し、サウンディング試験とサンプリングとを一工程で済ませるようにすることも考えられるが、サンプリングユニット80は、地盤の試験により形成された孔の径にほぼ等しい外径を有しているものなので、サウンディング試験中にサンプリングユニット80を回転させると、常時開口している窓部82から目的外の深さの土質試料が収容空間81に入り込むという問題がある。しかも、サンプリングユニット80は刃先83aが外向きに突出しているので、回転時の抵抗が増大し、サウンディング試験に悪影響を及ぼすという問題がある。
【0009】
本発明の目的は、上記課題を解決し、目的の深さの地盤試料を確実に採取することができる地質調査装置を提供することにある。
【0010】
また、本発明の目的は、上記課題を解決し、地下層における地盤の静的貫入抵抗を測定するとともに、目的の深さの地盤試料を確実に採取することができる地質調査装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の地質調査装置は、地盤試料をサンプリングするサンプリング部が設けられた貫入ロッドを備えた地質調査装置であって、地盤試料のサンプリング時に前記貫入ロッドの基端側に装着された頭部と該頭部を廻す頭部廻しとの間に介装され、該頭部廻しの回転軸に対して前記貫入ロッドの中心軸を偏心させる偏心アダプタを備え、前記サンプリング部は、前記地盤試料を収容する凹部と、該凹部の開口部を塞ぐ蓋体とを備え、前記貫入ロッドの軸を中心とする一回転方向である正回転方向への回転に対しては前記蓋体が前記開口部を塞いだ状態を維持し、逆回転方向への回転に対しては前記蓋体が前記孔の内周面との摩擦で前記開口部を開放するように構成されている。
【0012】
また、本発明の地質調査装置は、地盤試料をサンプリングするサンプリング部が設けられた貫入ロッドと、該貫入ロッドの先端に装着されたサウンディング試験用のスクリューポイントとを備えた地質調査装置であって、地盤試料のサンプリング時に前記貫入ロッドの基端側に装着された頭部と該頭部を廻す頭部廻しとの間に介装され、該頭部廻しの回転軸に対して前記貫入ロッドの中心軸を偏心させる偏心アダプタを備え、前記サンプリング部は、前記地盤試料を収容する凹部と、該凹部の開口部を塞ぐ蓋体とを備え、前記スクリューポイントを地盤に貫入させて孔を形成する正回転方向への回転に対しては前記蓋体が前記開口部を塞いだ状態を維持し、逆回転方向への回転に対しては前記蓋体が前記孔の内周面との摩擦で前記開口部を開放するように構成されている。
【0013】
本書において、地盤試料とは、土、泥、砂、砂利、石等の土質試料の他に、水を始めとする液体を含むものとする。
【0014】
前記貫入ロッドの外周面には、周囲よりも相対的に窪められてなる前記蓋体の被装着部が形成されており、該被装着部の正回転方向側は、前記蓋体の正回転方向側の側部をカバーするように急に窪められており、該被装着部の逆回転方向側は、前記蓋体の逆回転方向側の側部をカバーしないように緩やかに窪められている態様を例示する。
【0015】
前記蓋体が前記開口部を開放する態様としては、特に限定されないが、次の態様を例示する。
(1)前記貫入ロッドから全体が離れることにより該開口部を開放するように構成された態様。
(2)前記貫入ロッドから前記逆回転方向側が離れて開くことにより該開口部を開放するように構成された態様。この態様においては、前記蓋体は、裏返るまで開くように構成されるとともに、裏面に土質試料切削用の凸部が設けられた態様とすることを例示する。
【0016】
また、前記蓋体は、前記逆回転方向側が離れやすく構成された態様を例示する。この構成としては、特に限定されないが、次の態様を例示する。
(a)前記蓋体の前記正回転方向側を貫入ロッドに取り付け、前記逆回転方向側を取り付けないようにした態様。ここで、「取り付け」とは、特に限定されないが、嵌め込み構造により取り付けた態様や、粘着剤により貼り付けることによって取り付けた態様、粘着テープにより貼り付けた態様、一片が貫入ロッドに固定された蝶番により開閉可能に取り付けた態様等を例示する。
(b)前記蓋体の前記逆回転方向側を貫入ロッドの外周面から浮かせた態様。
(c)前記蓋体に前記逆回転方向側を向く凸部を設けた態様。
(d)前記(a)〜(c)の内の2以上を組み合わせた態様。
【0018】
前記サンプリング部の凹部には、地盤試料としての液体を含浸させて採取するための液体採取媒体が挿入された態様を例示する。
【0019】
前記液体採取媒体としては、特に限定されないが、不織布、フェルト、布、スポンジ等を例示する。
【0020】
前記サンプリング部の凹部には、前記液体採取媒体とともに、前記液体の液質を調査する試験媒体が挿入された態様を例示する。
【0021】
前記試験媒体としては、特に限定されないが、紙製のものとして、リトマス試験紙、pH測定のための各種のpH試験紙等を例示する。この試験媒体としては、紙以外の材質からなっていてもよい。
【0022】
前記貫入ロッドには、前記正回転方向への回転により地盤に形成された孔に螺入する向きに巻いた螺旋状の溝が形成された態様を例示する。この「前記正回転方向への回転により地盤に形成された孔に螺入する向き」は、前記スクリューポイントを備えているときは、該スクリューポイントの螺旋と同じ向きとなる。
【0023】
前記溝は、その貫入ロッド先端側端部が前記貫入ロッドの外周面に対して段状に窪むように形成された態様を例示する。この「貫入ロッド先端側」は、前記スクリューポイントを備えているときは、スクリューポイント側と同じ側となる。
【0024】
前記溝は、その貫入ロッド基端側端部が前記貫入ロッドの外周面に対して緩やかに窪むように形成された態様を例示する。この「貫入ロッド基端側」とは、前記スクリューポイントを備えているときは、反スクリューポイント側と同じ側となる。
【0025】
【発明の実施の形態】
図1〜図8は本発明を具体化した第一実施形態の地質調査装置1を示している。この装置1は、図1に示すように地盤試料をサンプリングするサンプリング部2が設けられた貫入ロッド3と、該貫入ロッド3の先端に装着されたサウンディング試験用のスクリューポイント4と、該貫入ロッド3の基端側に装着された頭部としてのジョイナー5と、該ジョイナー5に装着する偏心アダプタ6とを備えている。本例では、サウンディング試験として、スウェーデン式サウンディング試験用に具体化したものを説明する。なお、本例において、スクリューポイント4を地盤に貫入させて孔を形成する回転方向を「正回転方向」といい、その逆方向を「逆回転方向」という。
【0026】
貫入ロッド3は、図2及び図3に示す複数のロッド片10が縦続接続されてなっており、本例では、すべてのサンプリング部2が同一方向に設けられている。スウェーデン式サウンディング試験では逆回転方向に回転する必要がないので、その各ロッド片10は正回転方向への回転で締まるネジで接続されるのが通例であるが、本発明の地質調査装置1では貫入後に逆回転させることにより土質試料をサンプリングするので、互いに相対回転不可能に連結されている。この連結構造としては、特に限定されないが、図4に示すように、本例では各ロッド片10の長さ方向の一端面に略角柱状の凸部11を設けるとともに、他端面に該凸部11が嵌合する凹部12を設けている。そして、凸部11及び凹部12には、該両者を嵌合させた状態で該両者を貫通する穴13が形成されており、該穴13にピン14を挿入するとともに、該穴13の両側を塞ぐようにC字状に湾曲形成された弾性バンド15を装着することによりピン14の外れ止めとするようになっている。弾性バンド15が装着されるロッド片10の凹部側端部10aは、縮径されており、弾性バンド15を装着した状態でロッド片10の外周面と弾性バンド15の外周面とが段差なく略面一になるようになっている。弾性バンド15の内周面には、該弾性バンド15の回り止め用に穴13の開口に嵌合する一対の凸部15a(いずれか一方のみでもよい)が形成されている。また、弾性バンド15の外周面には、図5に示すように、該弾性バンド15を取り外すためのプライヤ16の係合爪16aを係合するための一対の被係合穴15bが設けられている。なお、本例では、スクリューポイント4又はジョイナー5とロッド片10との連結構造もロッド片10同士の連結構造と同様になっている。
【0027】
本例のロッド片10は、長さ0.5mに形成されるとともに、長さ方向の中央にサンプリング部2が設けられている。従って、ロッド片10を接続すると、貫入ロッド3には0.5mごとにサンプリング部2が配設された状態となる。このサンプリング部2の配設間隔としては、特に限定されないが、本例のように貫入ロッド3の長さ各1.0m程度の1ケ所以上に設けることを例示する。
【0028】
サンプリング部2は、地下層の地盤試料を収容する凹部としてのポケット20と、該ポケット20の開口部20aを塞ぐ蓋体21とを備えている。
【0029】
ポケット20は、ロッド片10の周面に凹設された縦長の凹穴からなっている。このポケット20は斜め下方向に向けて凹設されている。これにより、採取した土質試料がサンプリング後の引抜き時に脱落することを防止するとともに、地盤中の水が採取できるようにしている。
【0030】
蓋体21は、貫入試験中にポケット20に土質試料が入り込まないようにしておくものであり、本例では、プラスチック等の樹脂製としている。この蓋体21は貫入ロッド3の外周面に形成された被装着部22に装着される。被装着部22は、周囲よりも相対的に窪められてなっており、被装着部22に装着された状態では、蓋体21は断面視で貫入ロッド3の外周面よりも外側に突出しないようになっている。この被装着部22の正回転方向側は前記蓋体21の正回転方向側の側部をカバーするように急に窪められることによって段部22aが形成されており、貫入ロッド3が正回転方向に回転されているときに孔の内周面Wの抵抗により蓋体21が脱離ないようにしている。また、被装着部22の逆回転方向側は前記蓋体21の逆回転方向側の側部をカバーしないように緩やかに窪められており、貫入ロッド3が逆回転方向に回転されているときに孔の内周面Wの抵抗により蓋体21の逆回転方向側が離れるようにしている。これに加え、蓋体21の逆回転方向側縁部には、同方向を向く凸部としての刃23が設けられ、蓋体21が装着された状態で該刃23が被装着部22の表面から少し浮いた状態になるようになっている。これにより、貫入ロッド3が逆回転方向に回転されているときに孔の内周面Wの抵抗を受けやすくして蓋体21の逆回転方向側が離れやすくするとともに、該刃23により土質試料を削るようにしている。
【0031】
蓋体21の取付構造としては、特に限定されないが、本例では、被装着部22におけるポケット20の正回転方向側の上下に取付穴25を設けるととも、蓋体21に該取付穴25に嵌合する上下一対のピン26を設け、該ピン26を取付穴25に挿入して取り付けるようになっている。そして、蓋体21は、正回転方向への回転に対しては開口部20aを塞いだ状態を維持し(図8(a)参照)、逆回転方向への回転に対しては孔の内周面Wとの摩擦により前記開口部20aから一部が離れて開くことにより該開口部20aを開放する(図8(b)参照)ように構成されている。
【0032】
スクリューポイント4は、スウェーデン式サウンディング試験に使用される周知のものであり、耐摩耗性の大きい、特殊鋼製となっている。
【0033】
ジョイナー5は、図6に示すように、ロッド片10に連結する連結部30と、該連結部30の上端に取り付けられた貫入ロッド3の径方向に延びる被回転部材31とを備えている。被回転部材31の上面には、貫入ロッド3の中心軸と同心位置に位置決め穴31aが設けられている。このジョイナー5は、サウンディング試験時には頭部廻しとしてのジョイナー廻し32により直接回転され、サンプリング試験時には、偏心アダプタ6を介して回転されるようになっている。ジョイナー廻し32は、被回転部材31の位置決め穴31aに貫入する位置決めピン33と、被回転部材31の両側面に当接して回転力を伝達するための当接ピン34とを下面に備えている。
【0034】
偏心アダプタ6は、地盤試料のサンプリング時に、ジョイナー5と、ジョイナー廻し32との間に介装され、ジョイナー廻し32の回転軸に対して貫入ロッド3の中心軸を偏心させるものである。具体的には、偏心アダプタ6は、その下面側にジョイナー5の被回転部材31が貫入可能な凹部35を備えるとともに、上面側にジョイナー廻し32の位置決めピン33が嵌入する偏心位置決め穴36を備えており、偏心位置決め穴36は、図6及び図7に示すように、貫入ロッド3の中心軸からずらした位置に設けられている。このため、偏心アダプタ6を介してジョイナー廻し32によりジョイナー5を廻すと、貫入ロッド3がスクリューポイント4を頂点とする略円錐状に回転し、サンプリング部2を孔の内周面Wに確実に当接させ、蓋体21が開口部20aを確実に開放するとともに、ポケット20内に地盤試料を確実に採取するようにしている。
【0035】
次に、本発明の地質調査装置1の使用方法を説明する。まず、ジョイナー廻し32により貫入ロッド3を正回転方向へ回転させてスウェーデン式サウンディング試験を実施する。そして、貫入ロッド3を試験完了深さまで貫入させる。次いで、ジョイナー5とジョイナー廻し32との間に偏心アダプタ6を介装し、貫入ロッド3を逆回転方向に回転させる。すると、蓋体21が開き、深さ0.5mごとに設けられたポケット20に地盤試料が採取される。サンプリングが完了したら貫入ロッド3をそのまま上方に引き抜くことにより試験が完了する。なお、偏心アダプタ6を介装しない場合は、貫入ロッド3の中心を孔の内周面Wに寄せた状態で貫入ロッド3を回転させるとよい。
【0036】
以上のように構成された本発明の地質調査装置1によれば、貫入ロッド3に地盤試料をサンプリングするサンプリング部2が設けられているので、サウンディング試験完了後に貫入ロッド3を引き抜くことなく、地盤試料を簡易に採取することができる。従って、サウンディング試験及びサンプリングを別々に実施する場合と比べ、作業効率を大幅に向上することができる。
【0037】
また、サンプリング部2は、地盤試料を収容するポケット20と、該ポケット20の開口部20aを塞ぐ蓋体21とを備え、スクリューポイント4を地盤に貫入させる正回転方向への回転に対しては蓋体21が開口部20aを塞いだ状態を維持し、逆回転方向への回転に対しては蓋体21が孔の内周面Wとの摩擦で開口部20aを開放するように構成されているので、サウンディング試験中に目的外の深さの土質試料がポケット20に入り込むことを防止するとともに、目的の深さの土質試料を確実に採取することができる。
【0038】
また、蓋体21は、逆回転方向側縁部に同方向を向く刃23が設けられるとともに、蓋体21が装着された状態で該刃23が被装着部22の表面から少し浮いた状態になるようになっているので、貫入ロッド3が逆回転方向に回転されているときに蓋体21の逆回転方向側が孔の内周面Wの抵抗を受けて離れやすくすることができる。しかも、蓋体21の逆回転方向側が離れた状態では、刃23が土質試料を削るので、ポケット20に効率的に地盤試料を採取することができる。
【0039】
また、ジョイナー廻し32の回転軸に対して貫入ロッド3の中心軸を偏心させる偏心アダプタ6を備えているので、地盤試料のサンプリング時に、サンプリング部2(特にその逆回転方向側)を孔の内周面Wに確実に当接させ、蓋体21が開口部20aを確実に開放するとともに、ポケット20内に地盤試料を確実に採取することができるようにしている。
【0040】
次に、図9は、本発明を具体化した第二実施形態の地質調査装置を示している。本実施形態の地質調査装置は、蓋体41の構成が第一実施形態と相違しており、その他については、第一実施形態と共通している。従って、第一実施形態と共通する部分については、同一符号を付することにより重複説明を省く(以下、他の実施形態についても同様)。
【0041】
本実施形態の蓋体41は、ほとんどの土質試料を通過させない程度に網目が細かく、弾性がある金属メッシュからなる本体42と、取付穴25に嵌合する上下一対のピン43とを備えている。本例では、ピン43は樹脂製であり、本体42には溶着固定されている。また、蓋体41の逆回転方向側は、蓋体41が装着された状態で被装着部22の表面から少し浮いた状態になるようになっており、貫入ロッド3が逆回転方向に回転されているときに孔の内周面Wの抵抗を受けやすくして蓋体41の逆回転方向側が離れやすくなるようにしている。そして、蓋体41は、正回転方向への回転に対しては開口部20aを塞いだ状態を維持し(図9(a)参照)、逆回転方向への回転時に孔の内周面Wの抵抗を受けると裏返るまで開くとともに、その縁部や裏面で土質試料を削るようになっており(図9(b)参照)、これにより、ポケット20に効率的に地盤試料を採取することができる。
【0042】
本実施形態によっても、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0043】
次に、図10及び図11は、本発明を具体化した第三実施形態の地質調査装置を示している。本実施形態の地質調査装置は、蓋体51の構成が第一実施形態と相違しており、その他については、第一実施形態と共通している。
【0044】
本実施形態の蓋体51は、図10に示すように、プラスチック等の樹脂からなる薄板又はシート等の基材52の裏面に粘着剤53が塗布されたものである。蓋体51の裏面の逆回転方向側には、粘着剤53が設けられておらず、貫入ロッド3が逆回転方向に回転されているときに孔の内周面Wの抵抗を受けて剥離しやすくしている。この蓋体51と同様の構成は、例えば、硬質のテープの逆回転方向側を裏側に折り返すことによっても実現することができる。また、蓋体51の裏面には、土質試料切削用の凸部54が設けられている。そして、蓋体51は、正回転方向への回転に対しては開口部20aを塞いだ状態を維持し(図10(a)参照)、逆回転方向への回転時に孔の内周面Wの抵抗を受けると、裏返るまで開くとともに、その裏面に設けられた凸部54で土質試料を削るようになっており(図10(b)参照)、これにより、ポケット20に効率的に地盤試料を採取することができる。
【0045】
図11は、本実施形態の蓋体51の変更例を示している。
(1)図11(a)に示す蓋体55は、開口部20aを塞ぐ金属又は硬質樹脂からなる蓋片56と、該蓋片56を被装着部22に貼り付ける硬質のテープ57とからなっている。テープ57の逆回転方向側は、粘着剤57aが被装着部22に接触しないように裏側に折り返されている(折り返し部57b)。これにより、同図に二点鎖線で示すようにテープ57の逆回転方向側を被装着部22から離れやすくしている。そして、貫入ロッド3の逆回転方向への回転時に孔の内周面Wの抵抗を受けると蓋体55が開くとともに、蓋片56の縁部で土質試料を削るようになっている。
【0046】
(2)図11(b)に示す蓋体58は、開口部20aの正回転方向側に一片59aが溶接又はネジ等により固定されるとともに、他片59bが回動自在となっている蝶番59と、該蝶番59の上から開口部20aを塞ぐように貼り付けられた硬質のテープ57とを備えている。蝶番59の他片59bは、同図に二点鎖線で示す位置まで回動可能になっており、この状態では、貫入ロッド3の直径の約5〜15%程度、貫入ロッド3の外周面から突出するようになっている。また、テープ57の逆回転方向側には上記変更例(1)と同様の折り返し部57bが形成されている。そして、貫入ロッド3の逆回転方向への回転時に孔の内周面Wの抵抗を受けると蓋体58が開くとともに、蝶番59の他片59bの縁部で土質試料を削るようになっている。
【0047】
なお、上記変更例(1)(2)においては、硬質のテープ57に代えて、紙、布(織物)、又は不織布に粘着剤を塗布したものを使用することもできる。また、上記変更例(1)(2)においては、蓋体55,58の逆回転方向側は、被装着部22に貼り付けられていないが、折り返し部57bの横の粘着剤57aで貼り付けるようにしてもよい。
【0048】
本実施形態によっても、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0049】
次に、図12は、本発明を具体化した第四実施形態の地質調査装置60を示している。本実施形態の地質調査装置60は、サンプリング部2のポケット20に液体採取媒体61及び試験紙62が挿入されている点が第一実施形態と相違しており、その他については、第一実施形態と共通している。
【0050】
液体採取媒体61は、地盤試料としての地下水や地盤中の水分を含浸させて採取するためのものであり、本例では不織布製としている。液体採取媒体61の形状としては、特に限定されないが、本例では、図12に示すように、ポケット20の空間と略同形状に形成している。また、液体採取媒体61の形状としては、特に限定されないが、本例では地質調査中にポケット20から脱落しないように、ポケット20の開口部より少し大きめに形成されており、ポケット20内に押し込んで使用するようになっている。
【0051】
試験紙62は、水の液質を調査(本例では、pH測定)するものであり、液体採取媒体61とともにポケット20内に設けられる。試験紙62の設け方としては、特に限定されないが、図12(a)に示すようにポケット20内面と液体採取媒体外面との間に挟み込んだり、同図(b)に示すように分割形成された液体採取媒体61の分割片61a,61aの間に挟み込んだりすることを例示する。
【0052】
次に、本実施形態の地質調査装置60の使用方法について説明すると、例えば貫入ロッド3の一つおき(適宜変更でき、二つ以上おいてもよい)のサンプリング部2に(つまり、1.0m間隔に)、液体採取媒体61及び試験紙62を挿入し、蓋体を装着する。液体採取媒体61及び試験紙62を挿入しないサンプリング部2については、第一実施形態と同様である。そして、第一実施形態と同様に地質調査を行う。すると、深さ1.0mごとの地盤試料を第一実施形態と同様に採取することができるとともに、深さ1.0mごとの地下水や地盤中の水分を液体採取媒体61及び試験紙62に含浸させることができる。そして、ポケット20から液体採取媒体61及び試験紙62を取り出し、試験紙62の反応状態により即座に水質を判定することができる。また、液体採取媒体61に含浸させた水は別途詳細に調査することもできる。
【0053】
本発明によれば、第一実施形態の効果に加え、ポケット20に液体採取媒体61が挿入されているので、地下水や地盤中の水分を含浸させて確実に採取することができる。
【0054】
また、ポケット20には、液体採取媒体61とともに試験紙62が挿入されているので、サンプリング試験完了後、すぐに水質を判定することができる。
【0055】
次に、図13は、本発明を具体化した第五実施形態の地質調査装置70を示している。本実施形態の地質調査装置70は、貫入ロッド3に螺旋状の溝71が形成されている点が第一実施形態と相違しており、その他については、第一実施形態と共通している。
【0056】
溝71は、スクリューポイントの螺旋と同じ向き(正回転方向への回転により地盤に形成された孔に螺入する向き)に巻いた螺旋状に延設されており、本例ではロッド片の両端側にそれぞれ設けられている。溝71のスクリューポイント側(貫入ロッド先端側)端部71aは、貫入ロッド3の外周面に対して段状に窪むように形成されている。また、溝71の反スクリューポイント側(貫入ロッド基端側)端部71bは、貫入ロッド3の外周面に対して緩やかに窪むように形成されている。
【0057】
本実施形態の地質調査装置70の使用方法は第一実施形態とほぼ同様であるが、溝71が次のように作用するようになっている。まず、サウンディング試験時に土質試料が溝内に入り込んだとしても、溝71はスクリューポイントの螺旋と同じ向きに巻いているので、正回転方向への回転に伴って地盤中に貫入する貫入ロッド3に対して、土質試料は相対的に反スクリューポイント側に送られる。そして、溝71の反スクリューポイント側端部71bが貫入ロッド3の外周面に対して緩やかに窪むように形成されているので、該端部71bからスムーズに排出されるようになっている。一方、サンプリング時に、貫入ロッド3が孔の内周面Wに押し付けられた状態で逆回転方向に回転されると、土質試料が溝71により削り取られて溝内に入り込むようになっている。しかも、貫入ロッド3の逆回転方向への回転により土質試料は、相対的にスクリューポイント側に送られるが、溝71のスクリューポイント側端部71aが貫入ロッド3の外周面に対して段状に窪むように形成されているので、該端部71aに土質試料が確実に採取されるようになっている。
【0058】
本発明によれば、第一実施形態の効果に加え、スクリューポイント4の螺旋と同じ向きに巻いた螺旋状の溝71により、上記の効果が得られる。
【0059】
次に、図15〜図18は、本発明を具体化した第六実施形態の地質調査装置100を示している。本実施形態の地質調査装置100は、予め地盤に形成された孔101に挿入し地盤試料をサンプリングするもので、以下の点が第一実施形態と相違しており、その他については第一実施形態と共通している。なお、本例では、貫入ロッド103の軸を中心とする一回転方向である「正回転方向」を図17(a)の矢印方向に設定し、その逆方向である「逆回転方向」を同図(b)の矢印方向に設定している。
【0060】
この装置100は、図15に示すように地盤試料をサンプリングするサンプリング部2が設けられた貫入ロッド103と、該貫入ロッド103の先端に装着された略円錐形状のコーン104と、貫入ロッド103の基端側に装着されたハンドル105と、地盤に形成された孔101の開口部に設置されるガイド部材106とを備えている。なお、貫入ロッド103の先端側には、コーン104に代えて、適宜別の突起物を装着したり、サウンディング試験用のスクリューポイントを装着したりすることができ、また、何も装着しないようにすることもできる。
【0061】
本例の貫入ロッド103は、図16に示す複数のロッド片110が縦続接続されてなっている。各ロッド片110は逆回転方向への回転で締まる雄ネジ111及び雌ネジ112で接続されている。これにより、貫入ロッド103を孔内で逆回転させて地盤試料をサンプリングするときに、各ロッド片110が外れないようにしている。
【0062】
ロッド片110は、その中心軸に対して背中合わせの位置に形成された一対の平面部位からなる被係合部115と、該ロッド片110を識別する識別番号116と、ロッド片110をガイド部材106に係止するためのピン117を挿入するピン孔118と、サンプリング部2とを備えている。被係合部115は、ロッド片110を回転させてネジ111,112を締めたり外したりするためのスパナ等の工具を係合させるためのものである。本例のロッド片110は、雄ネジ111を除く長さが1mであり、ロッド片110を接続すると、貫入ロッド103には1mごとにサンプリング部2が配設された状態となる。
【0063】
サンプリング部2のポケット20内には、貫入ロッド103の外周面に連通する水抜き孔119が形成されており、地盤試料が多量の液体(水等)を含んでいる場合に余分な液体を排出するようになっている。
【0064】
サンプリング部2の開口部20aを塞ぐ蓋体121は、本例では、貫入ロッド103の被装着部22に嵌合するように形成された金属板からなっている。蓋体121の正回転方向側縁部は、粘着テープ122で貫入ロッド103の外周面に連結されており、これにより蓋体121の逆回転方向側が開閉可能となっている。これにより、図17(a)に示すように正回転方向への回転に対しては蓋体121が開口部20aを塞いだ状態を維持し、同図(b)に示すように逆回転方向への回転に対しては蓋体121が孔の内周面Wとの摩擦で開口部20aを開放するように構成されている。粘着テープ122としては、特に限定されないが、その基材がしっかりした粘りや弾力性を有するものを採用すると、蓋体121が締まりなく開閉することを防止できる。本例では蓋体121を粘着テープ122により貫入ロッド103に取り付けているので、仮に孔101の内周面Wに岩石等の硬い部分があり、蓋体121が引っ掛かった場合でも、粘着テープ122が破れて蓋体121が貫入ロッド103から外れるようになっている。このため、貫入ロッド103が傷むことを防止するとともに、貫入ロッド103が孔101から引き抜けなくなることを防止することができる。
【0065】
ガイド部材106は、貫入ロッド103をガイドするガイド穴125を有しており、該ガイド穴125の周縁部には環状凸部126が設けられている。環状凸部126にはガイド穴125の中心軸に対する対称位置に切欠126aが形成されており、ここにロッド片110を係止するピン117が係止されるようになっている。
【0066】
次に、本発明の地質調査装置100の使用方法を説明する。本例ではサウンディング試験等による孔101が予め地盤に形成されているものとする。また、本例では貫入ロッド103は5本のロッド片110からなっているものとする。
(1)孔101とガイド穴125の中心とが一致するように地面にガイド部材106を配設する。
(2)第一のロッド片110の先端側にコーン104を取り付けて、ガイド部材106のガイド穴125を経由してロッド片110を孔101内に挿入する。このとき、図17(a)に示すように正回転方向側に少しずつ回転させながら挿入すると、挿入中に蓋体121が開くことがなく、挿入途中で目的外の深さの地盤試料がサンプリング部2に入り込むことを確実に防止することができる。
(3)第一のロッド片110のピン孔118にピン117を挿入し、図18に示すように第一のロッド片110をガイド部材106に係止しておく。この状態で第一のロッド片110の上端側に第二のロッド片110を接続する。第一のロッド片110のピン孔118からピン117を抜き、第二のロッド片110を孔101内に挿入する。
(4)第三〜第五のロッド片110について、上記(3)を繰り返す。
(5)第五のロッド片110の上端にハンドル105を装着し、貫入ロッド103の周面を孔101の内周面Wに当接させた状態で貫入ロッド103を逆回転方向側に回転させる。すると、図17(b)に示すように蓋体121が開いて開口部20aが開放されるとともに、該蓋体121の逆回転側縁部により地盤試料が削られポケット20に採取される。次いで、貫入ロッド103を少し正回転方向側に回転させることにより、蓋体121を閉じさせる。次いで、貫入ロッド103からハンドル105を取り外す。
(6)上記(3)及び(4)の手順を逆に行い、上側のロッド片110を1本ずつ取外しながら、孔101から貫入ロッド103を引き抜く。このとき、貫入ロッド103を正回転方向側に少しずつ回転させながら引き抜くと、引き抜き中に蓋体121が開くことがなく、引き抜き途中で目的外の深さの地盤試料がサンプリング部に入り込むことを確実に防止することができる。以上で作業が完了する。
【0067】
以上のように構成された本発明の地質調査装置100によれば、第一実施形態と同様に正回転方向への回転に対しては蓋体121が開口部20aを塞いだ状態を維持し、逆回転方向への回転に対しては蓋体121が孔101の内周面Wとの摩擦で開口部20aを開放するように構成されているので、地盤試料を採取するときだけ逆回転させることにより、貫入ロッド103を孔101に挿入している途中や孔101から引き抜いている途中で目的外の深さの地盤試料がサンプリング部2に入り込むことを防止することができ、目的の深さの地盤試料を確実に採取することができる。
【0068】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
(1)蓋体21,41,51,121の取付構造を適宜変更すること。例えば、蓋体21,41の裏側にポケット20の開口部20aの範囲よりやや小さい範囲の突起を取り付けることにより、開口部20aに取り付ける構造とすることが挙げられる。
(2)サンプリング部2の配設間隔を適宜増減すること。
(3)ポケット20や蓋体の形状を適宜変更すること。
(4)蓋体21,41,51を、開口部20aから全体が離れることにより該開口部20aを開放するように構成すること。
(6)第一〜四、六実施形態において、貫入ロッド3に設けられたサンプリング部2に代えて、第五実施形態の溝71を設けること。
(7)第一実施形態の地質調査装置1に対する第二〜五実施形態の変更点を、第六実施形態の地質調査装置100に適用すること。
【0069】
【発明の効果】
本発明の請求項1に係る地質調査装置によれば、目的の深さの地盤試料を確実に採取することができるという優れた効果を奏する。
【0070】
また、本発明の請求項2に係る地質調査装置によれば、地下層における地盤の静的貫入抵抗を測定するとともに、目的の深さの地盤試料を確実に採取することができるという優れた効果を奏する。
【0071】
また、本発明の請求項3〜14に係る地質調査装置によっても、上記効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第一実施形態に係る地質調査装置の全体構成図である。
【図2】 同地質調査装置の貫入ロッドを構成するロッド片の正面図である。
【図3】 同ロッド片の側面図である。
【図4】 同ロッド片の接続方法を示す図である。
【図5】 図1のV−V線断面図である。
【図6】 同地質調査装置の偏心アダプタの使用方法を示す斜視図である。
【図7】 同貫入ロッドのジョイナーに偏心アダプタを取り付けた状態を示す平面図である。
【図8】 使用状態における図1のVIII−VIII線断面図である。
【図9】 本発明の第二実施形態に係る地質調査装置を示す図8と同様の断面図である。
【図10】 本発明の第三実施形態に係る地質調査装置を示す図8と同様の断面図である。
【図11】 同地質調査装置の変更例を示す図である。
【図12】 本発明の第四実施形態に係る地質調査装置のサンプリング部を示す斜視図である。
【図13】 本発明の第五実施形態に係る地質調査装置のロッド片の正面図である。
【図14】 従来の地盤試料のサンプリング装置における地盤試料の収容空間を示す断面図である。
【図15】 本発明の第六実施形態に係る地質調査装置の全体構成図である。
【図16】 同地質調査装置の貫入ロッドを構成するロッド片の正面図である。
【図17】 使用状態における図15のXVII−XVII線断面図である。
【図18】 同装置の使用方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 地質調査装置
2 サンプリング部
3 貫入ロッド
4 スクリューポイント
5 ジョイナー
6 偏心アダプタ
20 ポケット
20a 開口部
21 蓋体
22 被装着部
22a 段部
23 刃
32 ジョイナー廻し
41 蓋体
51 蓋体
54 凸部
55 蓋体
58 蓋体
60 地質調査装置
61 液体採取媒体
62 試験紙
70 地質調査装置
71 溝
71a スクリューポイント側端部
71b 反スクリューポイント側端部
100 地質調査装置
101 孔
103 貫入ロッド
104 コーン
105 ハンドル
106 ガイド部材
110 ロッド片
121 蓋体
122 粘着テープ
W 孔の内周面
Claims (12)
- 地盤試料をサンプリングするサンプリング部が設けられた貫入ロッドを備えた地質調査装置であって、
地盤試料のサンプリング時に前記貫入ロッドの基端側に装着された頭部と該頭部を廻す頭部廻しとの間に介装され、該頭部廻しの回転軸に対して前記貫入ロッドの中心軸を偏心させる偏心アダプタを備え、
前記サンプリング部は、前記地盤試料を収容する凹部と、該凹部の開口部を塞ぐ蓋体とを備え、
前記貫入ロッドの軸を中心とする一回転方向である正回転方向への回転に対しては前記蓋体が前記開口部を塞いだ状態を維持し、逆回転方向への回転に対しては前記蓋体が前記孔の内周面との摩擦で前記開口部を開放するように構成された地質調査装置。 - 地盤試料をサンプリングするサンプリング部が設けられた貫入ロッドと、該貫入ロッドの先端に装着されたサウンディング試験用のスクリューポイントとを備えた地質調査装置であって、
地盤試料のサンプリング時に前記貫入ロッドの基端側に装着された頭部と該頭部を廻す頭部廻しとの間に介装され、該頭部廻しの回転軸に対して前記貫入ロッドの中心軸を偏心させる偏心アダプタを備え、
前記サンプリング部は、前記地盤試料を収容する凹部と、該凹部の開口部を塞ぐ蓋体とを備え、前記スクリューポイントを地盤に貫入させて孔を形成する正回転方向への回転に対しては前記蓋体が前記開口部を塞いだ状態を維持し、逆回転方向への回転に対しては前記蓋体が前記孔の内周面との摩擦で前記開口部を開放するように構成された地質調査装置。 - 前記貫入ロッドの外周面には、周囲よりも相対的に窪められてなる前記蓋体の被装着部が形成されており、
該被装着部の正回転方向側は、前記蓋体の正回転方向側の側部をカバーするように急に窪められており、
該被装着部の逆回転方向側は、前記蓋体の逆回転方向側の側部をカバーしないように緩やかに窪められている請求項1又は2記載の地質調査装置。 - 前記蓋体は、前記貫入ロッドから全体が離れることにより該開口部を開放するように構成された請求項1〜3のいずれか一項に記載の地質調査装置。
- 前記蓋体は、前記貫入ロッドから前記逆回転方向側が離れて開くことにより該開口部を開放するように構成された請求項1〜3のいずれか一項に記載の地質調査装置。
- 前記蓋体は、裏返るまで開くように構成されるとともに、裏面に土質試料切削用の凸部が設けられた請求項5記載の地質調査装置。
- 前記蓋体は、前記逆回転方向側が離れやすく構成された請求項4〜6のいずれか一項に記載の地質調査装置。
- 前記サンプリング部の凹部には、地盤試料としての液体を含浸させて採取するための液体採取媒体が挿入された請求項1〜7のいずれか一項に記載の地質調査装置。
- 前記サンプリング部の凹部には、前記液体採取媒体とともに、前記液体の液質を調査する試験媒体が挿入された請求項8記載の地質調査装置。
- 前記貫入ロッドには、前記正回転方向への回転により地盤に形成された孔に螺入する向きに巻いた螺旋状の溝が形成された請求項1〜9のいずれか一項に記載の地質調査装置。
- 前記溝は、その貫入ロッド先端側端部が前記貫入ロッドの外周面に対して段状に窪むように形成された請求項10記載の地質調査装置。
- 前記溝は、その貫入ロッド基端側端部が前記貫入ロッドの外周面に対して緩やかに窪むように形成された請求項10又は11記載の地質調査装置。
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