JP4317600B2 - ロータリー式サンプリング法による試料採取方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造物の設計・施工のために行う地盤調査において、地盤材料を地中より取り出すロータリー式サンプリング法による試料採取方法に関する。更に詳述すると、本発明は乱さない試料を採取するためのロータリー式サンプリング法による試料採取方法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
地盤の各種特性(力学・透水・物理・化学特性など)を把握するため、自然の状態での地盤より採取した試料を用いて各種試験・計測が行われる。ロータリー式サンプリング法はこの試料採取を行う手段の一つであり、図2に示すように、円筒形状のサンプラー103を回転させて地盤105を削孔し、これにより土質または岩質試料を採取する。
【0003】
このようにして原位置の地盤105から土質または岩質試料を採取する場合、地表面だけでなく地中のものも採取するため、原位置にボーリング孔104を設け、その孔底104aの試料を採取している。この場合、ボーリング機械などの削孔装置101を地上に設置し、サンプラー103をロッド102などを介して削孔装置101に連結させ、このサンプラー103を回転させてボーリング孔底104aを削孔している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようなロータリー式サンプリング法では、ボーリング孔104の深度が増すにつれてロッド102も長くする必要があるため、ロッド102やサンプラー103が回転しながら揺動運動をしてしまうことがあるという問題を有している。このような場合はサンプラー103が軸線に対して左右にぶれてしまう。このため、地質・地盤調査を行うに際し、軟弱土のような剛性の低い地盤105における場合はサンプラー103を回転せずに直接に押し込むことによって乱さない試料の採取が可能であっても、剛性の高い地盤105でしかも深い場所で行われるような場合にあっては、このような乱さない試料の採取が困難であった。
【0005】
そこで本発明は、地盤の性状あるいは採取される試料位置の深度などにかかわらず、乱さない試料を採取することができるロータリー式サンプリング法による試料採取方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項1記載の発明は、削孔装置を用いてロッドを回転させ、該ロッドの先端に設けられたサンプラーによってボーリング孔の孔底から土質または岩質試料を採取するロータリー式サンプリング法による試料採取方法において、削孔装置をボーリング孔底に設置すると共にその周囲のボーリング孔壁に反力をとってサンプラーの揺動あるいは振動を抑えて固定し、土質または岩質試料の採取を行うようにしている。
【0007】
したがってボーリング孔の深さにかかわらず削孔装置を常に孔底に設置することができ、削孔装置とサンプラーとを接続するロッドの長さを従来より短くすることができる。これにより、回転時にロッドやサンプラーに発生する揺動量を少なくすることができる。
【0008】
請求項2記載の発明のロータリー式サンプリング法による試料採取方法は、削孔装置を昇降装置で吊り下げながらボーリング孔の孔底まで降下させ、孔壁に反力をとって固定し設置するようにしている。したがって削孔装置は吊り下げられながらボーリング孔に沿って鉛直に移動し、孔底に設置される。また試料採取後は昇降装置によって地上まで吊り上げられ、サンプラーごと採取された試料を運搬する。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【0010】
図1に本発明のロータリー式サンプリング法による試料採取方法の一実施形態を示す。このロータリー式サンプリング法による試料採取方法は、削孔装置1によりロッド2を回転させ、該ロッド2の先端に設けられたサンプラー3を用いてボーリング孔4の孔底4aから土質または岩質試料5を採取するものである。そこで、本発明による試料採取を行うための構成についてはじめに説明する。
【0011】
削孔装置1はロッド2及びサンプラー3をその下方に保持しながら回転させるものである。これには土質または岩質試料5の採取に従来から用いられている装置を使用して構わないが、図示するように、ボーリング孔4の内部を移動することができるようにそのボーリング孔4の大きさに応じて形成されていることが必要である。本実施形態での削孔装置1は昇降装置6により吊り下げられながらボーリング孔4の孔底4aに設置されるように設けられている。この削孔装置1は、回転時の揺動を抑えるためには重いものであることが好ましいが、その重量は昇降装置6による吊り下げが可能な範囲内にあることはいうまでもない。また削孔装置1はロッド2を回転させる例えばモータなどの駆動源を備えているが、この駆動源は特にこのモータなどに限定されるものではない。
【0012】
また削孔装置1には、ボーリング孔4の内部で削孔装置1自体を固定させるための手段(図示省略)が設けられている。この固定手段は、ボーリング孔4の孔壁4bに反力をとり削孔装置1を固定し得る全ての手段を含み、例えば外側に向かって突出するように等間隔に設けられる複数好ましくは3つ以上の係合部材や、ジャッキで外側に押し出されるように設けられる粗い接触面を有した孔壁とほぼ同じ曲率の曲面板などによって構成可能である。この場合、周囲のボーリング孔壁4bに係合部材が突き刺さったり局面板が当接することによって、削孔装置1を軸方向にも周方向にも固定させ得る。勿論、この固定手段に特に限定されるものではない。
【0013】
更に削孔装置1には、ボーリング孔内を移動する削孔装置1と孔底4aとの距離を測るための手段(図示省略)が必要に応じて設けられる。ここでは、例えば孔底4aの撮影が可能な小型CCDとライトの組み合わせや、孔底4aとの距離測定が可能な赤外線探知機などを用いるようにすれば良いが、この手段は特にこれらに限定されるものではない。削孔装置1を孔底4aに設置するとき、これらの手段を用いることにより、サンプラー3が孔底4aに到達する際の衝撃を和らげるように配慮することができる。
【0014】
また削孔装置1には、図示していないが、サンプラー3を軸方向に移動させる機構が設けられている。この機構としては、例えば一定の給圧によりサンプラー3を軸方向に押し出して地盤に押し込むもの例えば油圧ジャッキや電動モータなどが使用可能である。
【0015】
ロッド2は、削孔装置1がボーリング孔底4aに設置されるため、その長さが従来のものに比べて遙かに短く設定されている。即ち、本発明の削孔装置1はボーリング孔4の深さが変化しても常に孔底4aに設置されるため、ロッド2は掘削を行うのに十分な長さを備えるものであれば足りる。
【0016】
このロッド2の先端にはサンプラー3が同軸回転するように設けられ、ボーリング孔4の軸方向を向くように設置される。このサンプラー3は削孔装置1の駆動源に駆動されて回転運動を行い孔底4aを削孔する。したがって削孔装置1の駆動源、ロッド2、サンプラー3はそれぞれの回転軸が一直線上に並ぶように配置され、同一回転軸上で回転している。またサンプラー3は削孔装置1に対し軸方向に移動可能に設けられ、削孔装置1が孔底4aに固定された後に単独で掘り進むことができるようにされている。尚、このような場合においては、サンプラー3のみが軸方向に移動可能とされたものに限られず、例えばロッド2を軸方向へ摺動可能に設け、削孔時にサンプラー3が削孔装置1から独立して掘り進むことができるようにしたものを用いても良い。
【0017】
また昇降装置6は削孔装置1を吊り下げたままボーリング孔4の孔内を上下動させ、任意の位置に停止させることができるように設けられている。本実施形態での昇降装置6は図1に示すように地上に載置され、その先端からケーブル7を垂下させて削孔装置1などを釣り支えている。
【0018】
上述のように設けられた各装置を用い原位置でロータリー式サンプリング法による試料採取方法を行う場合について以下に説明する。これには、まずボーリング孔4を掘削する。ボーリング孔4の開口部脇には昇降装置6を設け、装置先端をボーリング孔4の上部に位置させる。そしてこの先端からケーブル7を垂下させ、更にこのケーブル7の先端に削孔装置1を吊り下げる。削孔装置1の下側にはロッド2が取り付けられ、更にその先端にはサンプラー3が設けられている。
【0019】
次にケーブル7を送り、これら削孔装置1などをボーリング孔4の中へ降下させる。削孔装置1を孔底4aまで降下させたらその位置で止め、ボーリング孔4の孔壁4bに係合させて孔底4aに固定させる。そしてサンプラー3を回転させて孔底4aを掘削し、土質または岩質試料5を採取する。
【0020】
以上のようにして行われるロータリー式サンプリング法による試料採取方法によれば、ボーリング孔4の深度に応じて削孔装置1を孔底4aまで移動させるので、この削孔装置1とサンプラー3を連結するロッド2の長さを長くする必要がない。したがって回転するときのロッド揺動量が少なくなり、サンプラー3の揺動量を抑えることができるようになる。このため、対象とする地盤が例えば軟弱土以外の剛性の高いものであっても、深度にかかわらず乱さない試料の採取ができるようになり、従来よりも正確な測定結果を得ることが可能となる。
【0021】
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、本実施形態では削孔装置1を吊り下げるようにしているが、場合によってはラックやスクリューフィーダなどで昇降可能としても良い。
【0022】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、請求項1記載の発明のロータリー式サンプリング法による試料採取方法では、削孔装置をボーリング孔底に設置すると共にその周囲のボーリング孔壁に反力をとってサンプラーの揺動あるいは振動を抑えて固定しつつ土質または岩質試料の採取を行うようにしているので、ボーリング孔底が深い場合にあっても、その深度に関係なく削孔装置とサンプラーとの間を短いロッドで連結することができるようになる。これにより回転時におけるロッドあるいはサンプラーの揺動あるいは振動を抑え、地盤の土質や性状あるいは深度などに関係なく乱さない試料の採取を行うことを可能としている。
【0023】
また請求項2記載の発明のロータリー式サンプリング法による試料採取方法では、削孔装置を昇降装置で吊り下げながらボーリング孔の孔底まで降下させ、孔壁に反力をとって固定し設置するようにしているので、削孔装置を地上の装置で支持してボーリング孔壁に大きな荷重をかけずに固定できることからボーリング孔の乱れを最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のロータリー式サンプリング法による試料採取方法を示す概略縦断面図である。
【図2】従来のロータリー式サンプリング法による試料採取方法を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
1 削孔装置
2 ロッド
3 サンプラー
4 ボーリング孔
4a 孔底
4b 孔壁
5 土質または岩質試料
6 昇降装置
Claims (2)
- 削孔装置を用いてロッドを回転させ、該ロッドの先端に設けられたサンプラーによってボーリング孔の孔底から土質または岩質試料を採取するロータリー式サンプリング法による試料採取方法において、前記削孔装置を前記ボーリング孔底に設置すると共にその周囲のボーリング孔壁に反力をとって前記サンプラーの揺動あるいは振動を抑えて固定し、前記土質または岩質試料の採取を行うことを特徴とするロータリー式サンプリング法による試料採取方法。
- 前記削孔装置を昇降装置で吊り下げながら前記ボーリング孔の孔底まで降下させ、孔壁に反力をとって固定し設置することを特徴とする請求項1記載のロータリー式サンプリング法による試料採取方法。
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