JP5604671B2 - 土砂採取装置、土砂採取システム及び土砂採取方法 - Google Patents
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[地盤調査について]
地盤調査、例えばSWS試験(スウェーデン式サウンディング試験)或いはSDS試験(スクリュードライバーサウンディング試験)を実施する場合には、地盤調査機ESを調査地点まで運び、そこで地盤調査機ESの昇降駆動機構ESdに支持ロッドLを介して取付けた調査用ドリルD1を下降させつつ回転駆動して地中Eに任意の押し下げ荷重で調査孔H1を掘り下げるようにし(図6の(A)工程を参照)、その掘り下げ抵抗に基づき土砂の硬軟及び締まり具合を計測する。その掘り下げ抵抗は、地盤調査機ESに付属する制御解析ユニットUが、昇降モータ12及び回転モータ14の各電気負荷、並びに調査用ドリルD1に加わる昇降駆動機構ESd等の全重量に基づいて演算して判定する。
[サンプル土砂の採取について]
本実施形態によるサンプル土砂の採取作業は、次のような(B)〜(H)の工程(図6,7を参照)を順次実行することで行われる。
(B)工程
この工程では、調査用ドリルD1より大径の拡径用ドリルD2が使用される。そして、この拡径用ドリルD2を連結した支持ロッドLを、地盤調査機ESの昇降駆動装置ESdにクランプ手段13を介して装着した上で、昇降駆動装置ESd(即ち昇降モータ12及び回転モータ14の両方)を作動させて拡径用ドリルD2を下降させつつ回転駆動する。これにより、拡径用ドリルD2の穿孔作用で、地盤調査孔H1をその全域に亘り拡径した採取孔H2が形成される。
(C)工程
前記(B)工程の終了後は、支持ロッドLを引き上げて拡径用ドリルD2を支持ロッドLより取り外し、採取器Sと交換する。そして、昇降駆動装置ESd(即ち昇降モータ12のみ)を作動させて支持ロッドLと共に採取器Sを採取孔H2の底部まで挿入、下降させる。この間、採取器Sの栓体PはコアチューブC内の所定下限位置に保持される。
(D)〜(E)工程
栓体Pの下端が採取孔H2の底部に達すると、そこで採取器SのコアチューブC内で栓体Pを、支持ロッドLを介して所定上限位置近くまで引き上げてコアチューブCの下端を開放する(D工程)。そして、そこから更に支持ロッドLを介して栓体Pを逆転、即ち締込み方向と逆方向に回転させて、コアチューブCの上部内周(即ち蓋部材2の貫通孔2hの雌ねじ部2hs)に対し栓体P上部の雄ねじ部Psを上向きに螺進させ、こうして栓体Pの上部の段部が蓋部材2下端に係合する位置が、栓体Pの上限位置となる(E工程)。これにより、栓体Pより下方のコアチューブC内には、採取土砂を受け入れ可能な下端開放の土砂受容空間Kが形成され、その土砂受容空間Kの下端は拡径孔H2の底部に臨んでいる。
(F)〜(G)工程
前記(E)工程の終了後は、支持ロッドLを地盤調査機ES(昇降駆動機構ESdのクランプ手段13)から取り外し、その状態で支持ロッドLの上部が地上に露出、起立する。そこで次に、この支持ロッドLの上端に下向きの押込力を付与する。尚、この押込力は、図示例ではロッド上端をハンマー等で下向きに打撃することで支持ロッドLに付与するようにしているが、本発明では、何等かの静荷重付与手段を用いてロッド上端に下向きの押込力(静荷重)を作用させるようにしてもよい。この場合、静荷重付与手段としては、例えば地盤調査機ESの昇降駆動機構ESdを使用してもよい。
(H)工程
前記(G)工程の終了後は、支持ロッドLを介して採取器Sを昇降駆動装置ESdにより地上まで引き上げて、採取器SのコアチューブC内に採取された土砂を取り出す。そして、この取り出したサンプル土砂を分析することで、高精度の土質判定を行うことができ、液状化リスクを的確に判定可能となる。
前記したように、本実施形態によれば、土のサンプル採取に際しては先ず、採取器SのコアチューブC内で下限位置に在る栓体PがコアチューブCの開放下端を塞いだ状態で、採取器Sを、支持ロッドSを介して採取孔H2の底部まで挿入、下降させ、しかる後に支持ロッドLを介して栓体PをコアチューブC内の上限位置まで上昇させ、そのコアチューブLの上部内周の雌ねじ部2hsに栓体Pの雄ねじ部Psを螺合させる。この状態では、コアチューブCの開放下端が開かれ、栓体Pより下方のコアチューブC内に土砂受容空間Kが形成されるため、採取器Sに対し地上から支持ロッドLを介して下向きの押込力を付与すれば、コアチューブC内にその開放下端から採取孔H2の底部の土砂のみを押し込み、採取可能となる。
C・・・・・コアチューブ
D1・・・・調査用ドリル
D2・・・・拡径用ドリル
E・・・・・地中
ES・・・・地盤調査機
ESd・・・昇降駆動装置
ESr・・・回転駆動機構
H1・・・・孔としての調査孔
H2・・・・採取孔
K・・・・・土砂受容空間
L・・・・・支持ロッド
Ls・・・・支持ロッド外周の雄ねじ部
P・・・・・栓体
Ps・・・・栓体外周の雄ねじ部
S・・・・・採取器
1・・・・・チューブ本体
1t・・・・先細り筒部としてのテーパ部
2・・・・・蓋部材
2h・・・・蓋部材の貫通孔
2hs・・・雌ねじ部
3・・・・・弾性シール部材
5,5′・・支持ロッドを構成するロッド要素
Claims (8)
- 地中(E)に鉛直に掘られた孔(H1)を通して該孔(H1)の底部の土砂を採取するための土砂採取装置であって、
長さ調節可能に構成された支持ロッド(L)と、その支持ロッド(L)の下端に連結されて該支持ロッド(L)と共に地上より前記孔(H1)内に挿入可能な採取器(S)とを備え、
前記採取器(S)は、上下両端が開放された円筒状のコアチューブ(C)と、そのコアチューブ(C)内に上下摺動可能に嵌合されて下限位置では該コアチューブ(C)の開放下端を塞ぎ、また上限位置では該コアチューブ(C)の開放下端を開くと共に該コアチューブ(C)に地上からの操作で着脱可能に結合される栓体(P)とを備え、
前記栓体(P)は、前記コアチューブ(C)内にその開放上端を通して挿入された前記支持ロッド(L)の下端に連結されていて、その栓体(P)が前記上限位置に在るときには該栓体(P)より下方の前記コアチューブ(C)内に、採取土砂を受け入れ可能な下端開放の土砂受容空間(K)が形成され、
前記コアチューブ(C)の下端部が下方に向かって先細り筒部(1t)に形成されると共に、前記栓体(P)の先部(Pa)が先細り状に形成されていて、前記栓体(P)が前記下限位置に在るときに該栓体(P)の前記先部(Pa)の外周面が前記先細り筒部(1t)内周面に係合することで、前記コアチューブ(C)の開放下端が前記栓体(P)で塞がれることを特徴とする土砂採取装置。 - 地中(E)に鉛直に掘られた孔(H1)を通して該孔(H1)の底部の土砂を採取するための土砂採取装置であって、
長さ調節可能に構成された支持ロッド(L)と、その支持ロッド(L)の下端に連結されて該支持ロッド(L)と共に地上より前記孔(H1)内に挿入可能な採取器(S)とを備え、
前記採取器(S)は、上下両端が開放された円筒状のコアチューブ(C)と、そのコアチューブ(C)内に上下摺動及び相対回転可能に嵌合されて下限位置では該コアチューブ(C)の開放下端を塞ぎ、また上限位置では該コアチューブ(C)の開放下端を開くと共に該コアチューブ(C)の上部内周の雌ねじ部(2hs)に螺合される栓体(P)とを備え、
前記栓体(P)は、前記コアチューブ(C)内にその開放上端を通して挿入された前記支持ロッド(L)の下端に連結されていて、その栓体(P)が前記上限位置に在るときには該栓体(P)より下方の前記コアチューブ(C)内に、採取土砂を受け入れ可能な下端開放の土砂受容空間(K)が形成され、
前記コアチューブ(C)の下端部が下方に向かって先細り筒部(1t)に形成されると共に、前記栓体(P)の先部(Pa)が先細り状に形成されていて、前記栓体(P)が前記下限位置に在るときに該栓体(P)の前記先部(Pa)の外周面が前記先細り筒部(1t)内周面に係合することで、前記コアチューブ(C)の開放下端が前記栓体(P)で塞がれることを特徴とする土砂採取装置。 - 地中(E)に鉛直に掘られた孔(H1)を通して該孔(H1)の底部の土砂を採取するための土砂採取装置であって、
長さ調節可能に構成された支持ロッド(L)と、その支持ロッド(L)の下端に連結されて該支持ロッド(L)と共に地上より前記孔(H1)内に挿入可能な採取器(S)とを備え、
前記採取器(S)は、上下両端が開放された円筒状のコアチューブ(C)と、そのコアチューブ(C)内に上下摺動可能に嵌合されて下限位置では該コアチューブ(C)の開放下端を塞ぎ、また上限位置では該コアチューブ(C)の開放下端を開くと共に該コアチューブ(C)に地上からの操作で着脱可能に結合される栓体(P)とを備え、
前記栓体(P)は、前記コアチューブ(C)内にその開放上端を通して挿入された前記支持ロッド(L)の下端に連結されていて、その栓体(P)が前記上限位置に在るときには該栓体(P)より下方の前記コアチューブ(C)内に、採取土砂を受け入れ可能な下端開放の土砂受容空間(K)が形成され、
前記支持ロッド(L)の外周面には、前記栓体(P)が前記下限位置に在るときに前記コアチューブ(C)の上部内周に設けた雌ねじ部(2hs)に螺合される雄ねじ部(Ls)が設けられ、
前記コアチューブ(C)は、前記栓体(P)を内部に上下摺動及び相対回転可能に嵌合させるチューブ本体(1)と、前記支持ロッド(L)を摺動可能に挿通させ且つ前記雌ねじ部(2hs)が少なくとも一部に形成された貫通孔(2h)を中心部に有して前記チューブ本体(1)の開放上端に着脱可能に被着される蓋部材(2)とで構成され、
前記栓体(P)は、前記蓋部材(2)の前記チューブ本体(1)への装着状態ではそのチューブ本体(1)より離脱不能であり、また同蓋部材(2)をチューブ本体(1)より取り外した状態では、前記支持ロッド(L)と共に該チューブ本体(1)内にその開放上端より挿入可能であることを特徴とする土砂採取装置。 - 地中(E)に鉛直に掘られた孔(H1)を通して該孔(H1)の底部の土砂を採取するための土砂採取装置であって、
長さ調節可能に構成された支持ロッド(L)と、その支持ロッド(L)の下端に連結されて該支持ロッド(L)と共に地上より前記孔(H1)内に挿入可能な採取器(S)とを備え、
前記採取器(S)は、上下両端が開放された円筒状のコアチューブ(C)と、そのコアチューブ(C)内に上下摺動及び相対回転可能に嵌合されて下限位置では該コアチューブ(C)の開放下端を塞ぎ、また上限位置では該コアチューブ(C)の開放下端を開くと共に該コアチューブ(C)の上部内周の雌ねじ部(2hs)に螺合される栓体(P)とを備え、
前記栓体(P)は、前記コアチューブ(C)内にその開放上端を通して挿入された前記支持ロッド(L)の下端に連結されていて、その栓体(P)が前記上限位置に在るときには該栓体(P)より下方の前記コアチューブ(C)内に、採取土砂を受け入れ可能な下端開放の土砂受容空間(K)が形成され、
前記コアチューブ(C)は、前記栓体(P)を内部に上下摺動及び相対回転可能に嵌合させるチューブ本体(1)と、前記支持ロッド(L)を摺動可能に挿通させ且つ前記雌ねじ部(2hs)が少なくとも一部に形成された貫通孔(2h)を中心部に有して前記チューブ本体(1)の開放上端に着脱可能に被着される蓋部材(2)とで構成され、
前記栓体(P)は、前記蓋部材(2)の前記チューブ本体(1)への装着状態ではそのチューブ本体(1)より離脱不能であり、また同蓋部材(2)をチューブ本体(1)より取り外した状態では、前記支持ロッド(L)と共に該チューブ本体(1)内にその開放上端より挿入可能であることを特徴とする土砂採取装置。 - 前記支持ロッド(L)の外周面には、前記栓体(P)が前記下限位置に在るときに前記コアチューブ(C)の上部内周に設けた雌ねじ部(2hs)に螺合される雄ねじ部(Ls)が設けられることを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載の土砂採取装置。
- 前記栓体(P)の外周面には、該栓体(P)が前記下限位置に在るときに前記コアチューブ(C)の先部内周に密着して該先部内周と前記栓体(P)の先部外周面との間をシールする環状の弾性シール部材(3)が装着されることを特徴とする、請求項1〜5の何れか1項に記載の土砂採取装置。
- 地中(E)の土砂の硬軟や締まり具合を調べる地盤調査の際に地中(E)に鉛直に掘られた孔(H1)を利用して所望深度の地層の土砂を採取するための土砂採取システムであって、
前記請求項1〜6の何れか1項に記載の土砂採取装置(A)と、前記支持ロッド(L)を介して前記採取器(S)を前記孔(H1)内及び地上間で昇降駆動可能な昇降駆動装置(ESd)とを備え、
前記昇降駆動装置として、前記地盤調査の際に地中(E)に任意の押し下げ荷重で孔(H1)を掘り下げ且つその掘り下げ抵抗に基づき土砂の硬軟及び締まり具合を計測する地盤調査機(ES)に装備された昇降駆動装置(ESd)が利用され、
その地盤調査機(ES)の昇降駆動装置(ESd)は、前記支持ロッド(L)を回転駆動し得る回転駆動機構(ESr)を備えていて、前記地盤調査の際には、該支持ロッド(L)の下端に着脱可能に結合した調査用ドリル(D1)を下降させつつ回転させて前記孔(H1)を掘り下げ可能であることを特徴とする、土砂採取システム。 - 前記請求項7に記載の土砂採取システムを用いた土砂採取方法であって、
前記昇降駆動装置(ESd)に前記支持ロッド(L)を介して装着した拡径用ドリル(D2)を、該昇降駆動装置(ESd)により回転駆動することにより、前記地盤調査の際に掘られた前記孔(H1)を拡径して採取孔(H2)とする工程と、
前記拡径用ドリル(D2)を前記支持ロッド(L)より取り外した後、前記昇降駆動装置(ESd)に前記支持ロッド(L)を介して装着した前記採取器(S)を、前記栓体(P)を前記下限位置に保持した状態で該昇降駆動装置(ESd)により前記採取孔(H2)の底部まで挿入、下降させる工程と、
前記採取孔(H2)の底部において前記採取器(S)の前記コアチューブ(C)内で前記栓体(P)を、前記支持ロッド(L)を介して前記上限位置まで引き上げて該コアチューブ(C)の上部に結合する工程と、
前記採取器(S)に対し地上から前記支持ロッド(L)を介して下向きの押込力を付与して前記コアチューブ(C)内にその開放下端から前記採取孔(H2)底部の土砂を押し込む工程と、
前記支持ロッド(L)を介して前記採取器(S)を前記昇降駆動装置(ESd)により地上まで引き上げて、該採取器(S)の前記コアチューブ(C)内の土砂を取り出す工程とを順次に実行することを特徴とする、土砂採取方法。
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