JP5244555B2

JP5244555B2 - 土質サンプラー

Info

Publication number: JP5244555B2
Application number: JP2008297750A
Authority: JP
Inventors: 将憲菅; 芳彦柴田
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2008-11-21
Filing date: 2008-11-21
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2028-11-21
Also published as: JP2010121391A

Description

この発明は、操作ロッドの下端に設けられ、地盤に掘ったボウリング孔の中に挿入するか、または地盤に直接に打撃などにより貫入させて土の採取を行う土質サンプラーに関する。

従来、標準貫入試験などを実施する際に、サンプルとなる土の採取を行う場合は、先端が開放された土質サンプラーを深さ方向に連続的に貫入させ、所定の深さに達すると、地上へ引き上げるという方法が採られている。

最近では、スウェーデン式サウンディング試験等に採用する土質サンプラーとして、図６ないし図８に示す構成のものも開発されている。この土質サンプラー４１は、縦長の土採取口４４を有する外側管４２内に、周面の一部に縦長の土格納口４８を有する内側管４３を回転自在に挿入し、その内側管４３の前記土格納口４８における一方の縦方向口縁に沿って外側管４２の土採取口４４から外側に突出するストッパ４９を設けて構成される。この土質サンプラ−４１では、図７（Ａ）のように、前記ストッパ４９が外側管４２の土採取口４４の一方の縦方向口縁に当接する内側管４３の回転位置で、土格納口４８は外側管４２の管壁で閉じられる。また、図７（Ｂ）のように、前記ストッパ４９が外側管４２の土採取口４４の他方の縦方向口縁に当接する内側管４３の回転位置で、土格納口４８が外側管４２の土採取口４４に連通して開口する。

この土質サンプラー４１は、図６のように操作ロッド３２の下端に連結され、地盤に掘ったボウリング孔３４の中に挿入して、図８の操作により土の採取を行うことができる。先ず、図８（Ａ）のように、内側管４３の土格納口４８が外側管４２の管壁で閉じられた状態で、前記ボウリング孔３４の中に土質サンプラー４１を所定の深さまで挿入する。次に、図８（Ｂ），（Ｃ）のように、外側管４２を操作ロッド３２で右回りに回すと、土の摩擦でストッパ４９が位置規制されていて内側管４３は回らずに残るので、内側管４３の土格納口４８が外側管４２の土採取口４４に連通して開口する。さらに、外側管４２を図８（Ｄ），（Ｅ）のように右回りに回すと、外側管４２がストッパ４９を押すので、外側管４２と一体に内側管４３が回転し、このときストッパ４９でボーリング孔３４の孔壁から土が削り採られて土格納口４８に格納される。次に、図８（Ｆ）のように、外側管４２を操作ロッド３２で左廻りに回すと、土の摩擦でストッパ４９が位置規制されていて内側管４３は回らず、外側管４２だけが左回りして、内側管４２の土格納口４８を外側管４２の管壁が閉じる。この状態で、土質サンプラー４１をボーリング孔３４から地上に引き上げることでサンプリングとなる土を採取することができる。
特開２００６−２８３４２６号公報

しかし、標準貫入試験で採用されているサンプリング方法は、所定の深度に土質サンプラーを貫入させて引き抜くものであるため、調査深度が深くなれば何度も挿入・引き上げを繰り返す必要があり、多大な時間を要する。

また、図６ないし図８に示す構成の土質サンプラー４１の場合、外側管４２と内側管４３との間に土が詰まって内側管４３の土格納口４８が外側管４２の管壁で閉じられない場合には、引き上げ時に別の深度の土が混入し、精度の良い土の採取が行なえない。また、内側管４３に設けられた縦長のストッパ４９が、外側管４２の外側に突出している構造であるため、打撃荷重に弱く、土層に硬い中間層がある場合、土質サンプラー４１が変形してしまい土を採取できない。

この発明の目的は、十分な強度を確保でき、精度の良い土採取を効率良く行うことができる土質サンプラーを提供することである。

この発明の土質サンプラーは、操作ロッドの下端に設けられサンプルとなる土の採取を行う土質サンプラーであって、円筒状の外側管と、この外側管内に回転自在かつ挿脱自在に挿入される円筒状の内側管とでなるサンプラー本体を有し、前記外側管は、外周面に縦長の土採取口を有し、この土採取口における縦方向に沿う一方の開口縁が、外側管の回転により前記ボーリング孔の孔壁を削り可能な削り取り刃に形成され、かつ他方の開口縁における上端にストッパ係合溝を有し、前記内側管は、前記外側管の土採取口に連通して開口する縦長の土格納口を外周面の下部に有し、かつこの土格納口の上端付近に、前記外側管の前記土採取口から外側管の外周に突出するストッパを有し、前記内側管は、前記外側管に対して、前記ストッパが前記ストッパ係合溝に係合する軸方向位置および回転位置にある状態で前記土格納口が外側管の管壁で閉じられ、かつ前記ストッパが外側管の土採取口の上端における前記削り取り刃側の開口縁に当接する軸方向位置および回転位置にある状態で前記土格納口が外側管の土採取口に連通して開口することを特徴とする。前記サンプラー本体は、地盤に打撃などにより貫入させるものであっても良く、また地盤に掘ったボウリング孔の中に挿入されるものであっても良い。
この構成によると、外側管の外周面に突出するストッパは従来例のように土削り取り刃を兼ねる縦長のものではなく、外側管の土採取口の縦方向に沿う一方の開口縁を削り取り刃に形成しているので、打撃荷重に強く十分な強度を確保でき、土層に硬い中間層がある場合でも土質サンプラーが変形してしまうことはない。
また、外側管の外周面より突出するストッパにより、内側管の土格納口を容易に開閉できるので、引き上げ途中に異なる深度の土が混入することがなく、精度の良い土採取を行うことができる。

この発明において、前記サンプラー本体は、隣合うサンプラー本体間に接続用コネクタを介して縦長に連結可能に複数本設けても良い。この構成の場合、一度に深度の異なる複数箇所の土を採取できるので、土採取を効率良く行うことができる。

この発明において、最下位置に配置されるサンプラー本体の外側管の下端に、先端を下向きとした先端コーンが連結されるものとしても良い。この構成の場合、ボーリング孔への土質サンプラーの挿入を円滑に行うことができる。

この発明の土質サンプラーは、操作ロッドの下端に設けられサンプルとなる土の採取を行う土質サンプラーであって、円筒状の外側管と、この外側管内に回転自在かつ挿脱自在に挿入される円筒状の内側管とでなるサンプラー本体を有し、前記外側管は、外周面に縦長の土採取口を有し、この土採取口における縦方向に沿う一方の開口縁が、外側管の回転により前記ボーリング孔の孔壁を削り可能な削り取り刃に形成され、かつ他方の開口縁における上端にストッパ係合溝を有し、前記内側管は、前記外側管の土採取口に連通して開口する縦長の土格納口を外周面の下部に有し、かつこの土格納口の上端付近に、前記外側管の前記土採取口から外側管の外周に突出するストッパを有し、前記内側管は、前記外側管に対して、前記ストッパが前記ストッパ係合溝に係合する軸方向位置および回転位置にある状態で前記土格納口が外側管の管壁で閉じられ、かつ前記ストッパが外側管の土採取口の上端における前記削り取り刃側の開口縁に当接する軸方向位置および回転位置にある状態で前記土格納口が外側管の土採取口に連通して開口するものとしたため、十分な強度を確保でき、精度の良い土採取を効率良く行うことができる。

この発明の一実施形態を図１ないし図５と共に説明する。この土質サンプラー１は、図３のように操作ロッド２の下端に設けられ、地盤３に打撃などにより貫入させるか、または地盤３に掘ったボーリング孔４の中に挿入してサンプルとなる土の採取を行うものである。

土質サンプラー１は、図２に分解図で示すように、円筒状の外側管１２と、この外側管１２内に回転自在かつ挿脱自在に挿入される円筒状の内側管１３とでなるサンプラー本体１１（図１）を備える。外側管１２は、外周面に縦長の土採取口１４を有する。この土採取口１４における縦方向に沿う一方の開口縁は、外側管１２の回転により前記ボーリング孔４の孔壁を削り可能な削り取り刃１４ａに形成されている。また、前記土採取口１４の縦方向に沿う他方の開口縁における上端には、周方向に延びるストッパ係合溝１５が形成されている。

図１のように、１本のサンプラー本体１１で土質サンプラー１を構成する場合には、外側管１２の上端に接続用コネクタ１６が連結され、外側管１２の下端に、先端を下向きとした先端コーン１７が連結される。接続用コネクタ１６は両端に雄ねじ部１６ａ，１６ｂを有し、その一方の雄ねじ部１６ａを外側管１２の上端の雌ねじ部１２ａに螺合させることで、外側管１２の上端に接続用コネクタ１６が連結される。接続用コネクタ１６の他方の雄ねじ部１６ｂは、サンプラー本体１１を前記操作ロッド２の下端に連結するのに利用される。先端コーン１７はその上端に雌ねじ部１７ａを有し、この雌ねじ部１７ｂに外側管１２の下端に設けられた雄ねじ部１２ｂを螺合させることで、外側管１２の下端に先端コーン１７が連結される。

内側管１３はその内部空間を土格納空間とするものであって、前記外側管１２の土採取口１４に連通して開口する縦長の土格納口１８を外周面の下部に有し、かつこの土格納口１８の上端付近に、外側管１２の土採取口１４から外側管１２の外周面に突出するストッパ１９を有する。内側管１３の下端はキャップ２０で蓋閉めされる。ストッパ１９はその下端に雄ねじ部１９ａを有し、この雄ねじ部１９ａを内側管１３の外周面に設けたねじ孔２１に螺合させることで取付けられる。キャップ２０はその基端に雌ねじ部２０ａを有し、この雌ねじ部２０ａに内側管１３の下端に設けられた雄ねじ部１３ａを螺合させることで、内側管１３の下端にキャップ２０が連結される。

内側管１３は、図１に示すように、外側管１２に対して、前記ストッパ１９が前記ストッパ係合溝１５に係合する軸方向位置および回転位置にある状態で、前記土格納口１８が外側管１２の管壁で閉じられる。また、前記ストッパ１９が外側管１２の土採取口１４の上端における削り取り刃１４ａ側の開口縁に当接する軸方向位置および回転位置にある状態（図５（Ａ））で、土格納口１８が外側管１２の土採取口１４に連通して開口する。

複数本のサンプラー本体１１で土質サンプラー１を構成する場合には、前記接続用コネクタ１６のほか、第２の接続用コネクタ２６（図２）を用いて、図４のように複数本のサンプラー本体１１が縦長に連結される。この場合、隣合うサンプラー本体１１，１１間において、下側となるサンプラー本体１１の外側管１２の上端に連結された接続用コネクタ１６に、さらに第２の接続用コネクタ２６が継ぎ足たされ、このコネクタ２６の上端に上側となるサンプラー本体１１の外側管１２の下端が連結される。具体的には、第２のコネクタ２６の下端に有する雌ねじ部２６ａに、第１のコネクタ１６の雄ねじ部１６ｂが螺合し、第２のコネクタ２６の上端に有する雌ねじ部２６ｂに、上側のサンプラー本体１１の外側管１２の下端の雄ねじ部１２ｂが螺合することで、２つのコネクタ１６，２６を介して、上下のサンプラー本体１１，１１が縦長に連結される。この場合、先端コーン１７は、最下位置のサンプラー本体１１の外側管１２の下端に連結される。

前記外側管１２、先端コーン１７、接続用コネクタ１６，２６の外周面には、これらを螺合して連結するときレンチ等の治具による把持を容易にするために、部分的な平坦面部１２ｃ，１７ｃ，１６ｃ，２６ｃが形成されている。

次に、上記構成の土質サンプラー１による土の採取手順を説明する。図３のように、掘削装置５の図示しないスクリュウで地盤３にボーリング孔４を掘った後、前記スクリュウを操作ロッド２に置き換えて、その操作ロッド２の下端に上記した土質サンプラー１を設け、ボーリング孔４の中に操作ロッド２と共に土質サンプラー１を所定深さまで挿入する。なお、ボーリング孔４を設けることなく、打撃等を加えて土質サンプラー１を地盤に直接に、圧入させてもよい。このとき、図１のように、内側管１３のストッパ１９は、外側管１２のストッパ係合溝１５に係合して、土格納口１８が外側管１２の管壁で閉じられた状態としておく。

次に、操作ロッド２を右回りに半周程度まで回転させる。このとき、外側管１２は操作ロッド２と共に回転するが、ストッパ１９はボーリング孔４の孔壁に押し当てられ土の摩擦抵抗を受けているので、内側管１３は回転しない。このため、図５（Ａ）のように、ストッパ１９が外側管１２の土採取口１４の上端における削り取り刃１４ａ側の開口縁に当接するまで外側管１２が回転すると、内側管１３の土格納口１８が外側管１２の土採取口１４に連通して開口する。

土格納口１８が開口した状態から操作ロッド２をさらに右回りに回転させると、ストッパ１９が受ける土の摩擦抵抗に抗して、土格納口１８が開口したまま外側管１２および内側管１３が共に回転する。このとき、外側管１２の土採取口１４の削り取り刃１４ａにより、ボーリング孔４の孔壁からサンプルとなる土が削り採られて、内側管１３の土格納口１８から管内に取り込まれる。

このようにして土の採取を終え、操作ロッド２をボーリング孔４から引き上げると、図５（Ｂ）のように、ストッパ１９がボーリング孔４の孔壁に押し当てられ土の摩擦抵抗を受けているので、初めは外側管１２だけが操作ロッド２と共に引き上げられる。これにより、内側管１３の土格納口１８が外側管１２の管壁で閉じられる。このとき、ストッパ１９は土採取口１４の下端縁に当接しているので、以後は、ストッパ１９が受ける土の摩擦抵抗に抗して、土格納口１８が開じたまま土質サンプラー１全体がボーリング孔４から引き上げられる。これにより、引き上げ途中で、別の深度の土が内側管１３内に入ることがなく、精度の良い土採取が可能となる。

引き上げられて回収された土質サンプラー１に対して、外側管１２の上端から接続用コネクタ１６を取り外し、内側管１３からストッパ１９を取り外すことにより、外側管１２から内側管１３を引き出すことができ、これにより内側管１３内に格納された土をサンプルとして採取することができる。

複数本のサンプラー本体１１を縦長に連結して土質サンプラー１を構成した場合にも、同様にしてサンプルとなる土を採取することができる。この場合には、各サンプラー本体１１の挿入深さが異なるので、一度に複数の深度の土を採取することができる。

このように、この土質サンプラー１の場合、外側管１２の外周面に突出するストッパ１９は図６〜図８に示した従来例のように土削り取り刃を兼ねる縦長のものではなく、外側管１２の土採取口１４の縦方向に沿う一方の開口縁を削り取り刃１４ａに形成しているので、打撃荷重に強く十分な強度を確保でき、土層に硬い中間層がある場合でも土質サンプラー１が変形してしまうことはない。
また、外側管１２の外周面より突出するストッパ１９により、内側管１３の土格納口１８を容易に開閉できるので、引き上げ途中に異なる深度の土が混入することがなく、精度の良い土採取を行うことができる。
また、サンプラー本体１１の複数本を縦長に連結して土質サンプラー１を構成した場合には、一度に深度の異なる複数箇所の土を採取できるので、土採取を効率良く行うことができる。
また、最下位置のサンプラー本体１１の外側管１２の下端には、先端を下向きとした先端コーン１７が連結されるので、ボーリング孔４への土質サンプラー１の挿入を円滑に行うことができる。

この発明の一実施形態にかかる土質サンプラーの斜視図である。同土質サンプラーの分解斜視図である。（Ａ）は同土質サンプラーを用いた土採取作業の説明図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ部の拡大図である。複数本のサンプラー本体を縦長に連結する場合の分解斜視図である。同土質サンプラーによる土採取時の動作説明図である。従来例の土質サンプラーを用いた土採取作業の説明図である。同土質サンプラーにおける土格納口の開閉動作の説明図である。同土質サンプラーによる土採取時の動作説明図である。

符号の説明

１…土質サンプラー
２…操作ロッド
３…地盤
４…ボーリング孔
１１…サンプラー本体
１２…外側管
１３…内側管
１４…土採取口
１４ａ…削り取り刃
１５…ストッパ係合溝
１６，２６…接続用コネクタ
１７…先端コーン
１８…土格納口
１９…ストッパ

Claims

操作ロッドの下端に設けられサンプルとなる土の採取を行う土質サンプラーであって、円筒状の外側管と、この外側管内に回転自在かつ挿脱自在に挿入される円筒状の内側管とでなるサンプラー本体を有し、
前記外側管は、外周面に縦長の土採取口を有し、この土採取口における縦方向に沿う一方の開口縁が、外側管の回転により前記ボーリング孔の孔壁を削り可能な削り取り刃に形成され、かつ他方の開口縁における上端にストッパ係合溝を有し、
前記内側管は、前記外側管の土採取口に連通して開口する縦長の土格納口を外周面の下部に有し、かつこの土格納口の上端付近に、前記外側管の前記土採取口から外側管の外周に突出するストッパを有し、
前記内径管は、前記外側管に対して、前記ストッパが前記ストッパ係合溝に係合する軸方向位置および回転位置にある状態で前記土格納口が外側管の管壁で閉じられ、かつ前記ストッパが外側管の土採取口の上端における前記削り取り刃側の開口縁に当接する軸方向位置および回転位置にある状態で前記土格納口が外側管の土採取口に連通して開口する、ことを特徴とする土質サンプラー。
請求項１において、前記サンプラー本体は、隣合うサンプラー本体間に接続用コネクタを介して縦長に連結可能に複数本設けた土質サンプラー。
請求項１または請求項２において、最下位置に配置されるサンプラー本体の外側管の下端に、先端を下向きとした先端コーンが連結される土質サンプラー。
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記サンプラー本体は、地盤に掘ったボウリング孔の中に挿入されるものである土質サンプラー。