JP7548808B2 - 未固結試料採取装置 - Google Patents

Description

本発明は、既製杭の埋込み工法において、掘削孔に注入される未固結試料を採取する装置に関する。

既製杭の埋込み工法として、数多くのプレボーリング工法や中掘り工法が提案されている。そして、それらの工法において掘削孔を掘削する際、その先端部に築造する根固め部を拡大掘削する場合としない場合とがあるが、いずれの場合も掘削孔の先端部に根固め液を注入して掘削土砂と混合し、ソイルセメントを形成して固化させることで根固め部を築造する。また、プレボーリング工法では、杭周固定部に杭周固定液を注入して掘削土砂と混合し、ソイルセメントを形成して固化させることで、既製杭を地盤に定着させている。

近年、先端支持力係数の大きな既製杭の高支持力工法が普及し、先端支持力が増大することとなった結果、根固め部および杭周固定部の強度の確保といった施工品質確保への関心が高まってきている。そのため、原位置でソイルセメントが固化する前の未固結試料を採取することによる根固め部等の強度確認や、ソイルセメントが固化した固結試料をコアボーリングで採取することによる根固め部等の強度確認などが行われている。

しかし、コアボーリングによって根固め部等の固結試料を採取する場合は、採取する位置まで穿孔機を挿入して固化したソイルセメントを削孔する必要があるため、採取作業には多くの時間やコストを要していた。また、硬化後の根固め部が所定の品質を満たしていない場合は、既成杭を引き抜いて再度掘削孔を施工し直す必要があるためリスクが大きかった。

そこで、ソイルセメントが固化した固結試料を採取するよりも、ソイルセメントが固化する前の未固結試料を採取して強度確認を行う方が作業としては容易であり、所定材齢における強度発現を推定することにより品質管理上のリスクを低減できることから、特定の容器により未固結試料の採取を行う採取装置が多く提案されてきた。

特開２０１７－１７９８５５号公報 特開２０１２－２３７１９２号公報

しかし、上記特許文献１の未固結試料の採取装置の採取機構は、採取口の開閉を油圧によって行う複雑な構造であるため採取装置が高価であり、掘削用ロッドに設置した油圧配管の接続部が外れた場合には、作動油が流出して未固結試料の採取が行えなくなるだけでなく、環境汚染や作業環境の悪化を招くおそれがある。

また、上記特許文献２の未固結試料の採取装置の採取機構は、採取口の開閉を機械構造によって行う機械式であるため、操作ロッドの操作により採取タンクの取込口を開放したり塞いだりする場合は、操作ロッドの操作のための人員が必要であるとともに、その操作には微調整が必要であるため操作に熟練を要するという欠点を有する。

本発明は、構造が簡単かつ安価な装置であって、その操作を少ない人員で容易かつ安全に行えるとともに、掘削孔における任意の位置（深さ）において確実に未固結試料の採取を行える未固結試料採取装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、タンク部と、該タンク部の上端部に設けられ回転ロッドに連結可能なロッド連結部と、前記タンク部の下端部に設けられたアンカー部と、前記タンク部内に設けられた未固結試料を排出する試料排出ユニットを有し、前記タンク部は、有底略円筒状の収容部とその上端部に設けられたスライド式蓋部とを有し、該スライド式蓋部は、上蓋部と該上蓋部の下方に配置され前記上蓋部に対して相対的に回動可能に連結された下蓋部とを有し、前記上蓋部には、第１採取孔が形成されるとともに下方に突出する突出部が設けられ、前記下蓋部には、前記第１採取孔と対応する位置に第２採取孔が形成されるとともに、前記突出部が嵌合しつつスライド可能な溝部が設けられ、前記試料排出ユニットは、前記タンク部の内部と連通する流入孔及び前記タンク部の外部と連通する流出孔が形成され両端が密閉された略円筒状の本体部と、該本体部の内部を移動可能であって前記流入孔及び前記流出孔を閉塞可能な略円柱状のピストン部と、該ピストン部と連結され前記ピストン部の移動操作が可能なハンドル部を有することを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、前記上蓋部の前記第１採取孔及び前記下蓋部の前記第２採取孔が複数形成されていることを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、前記上蓋部と前記下蓋部の間に、それらの隙間を塞ぐ第１シール部材が設けられていることを特徴とし、請求項４に係る発明は、前記第１シール部材に潤滑剤を供給可能なグリス穴を有することを特徴とする。

また、請求項５に係る発明は、前記上蓋部と前記下蓋部の間に、それらの隙間を塞ぐとともに、前記上蓋部に形成された前記第１採取孔または前記下蓋部に形成された前記第２採取孔の周縁を囲う第２シール部材が設けられていることを特徴とする。

また、請求項６に係る発明は、前記第１シール部材と前記第２シール部材が摩擦を低減させる素材で形成されていることを特徴とする。

また、請求項７に係る発明は、前記収容部に、逆止弁を有することを特徴とする。

また、請求項８に係る発明は、前記収容部の側面において揺動可能に支持され、正回転時には縮径状態に、逆回転時には拡径状態に変位可能な拡大翼を、前記アンカー部に代えて、または前記アンカー部と共に有することを特徴とする。

また、請求項９に係る発明は、前記拡大翼は、前記収容部の前記側面に設けられた支持フレーム部によって揺動可能に支持されたアーム部と、該アーム部の先端部に設けられ未固結試料を前記収容部の前記側面と前記アーム部との間に誘導可能である先端係止部を有することを特徴とする。

上記より、請求項１に係る発明によれば、未固結試料採取装置の構造が簡単であって機構調整等の必要が無いため、未固結試料の採取及び排出作業を容易に、安全かつ確実に行うことができる。また、タンク部はその上部に上蓋部と下蓋部を有するスライド式蓋部を有し、その下端部にアンカー部が設けられた構造であるため、アンカー部の先端を掘削孔の底面に食い込ませて回転ロッドを正逆回転させることにより下蓋部の第２採取孔を開閉させることができる。そのため、掘削孔の底面付近において未固結試料を採取する際は、未固結試料採取装置を連結した回転ロッドの操作以外の操作は必要なく、回転ロッドの操作者のみ（最少人数）によって未固結試料を採取することができる。

また、請求項２に係る発明によれば、上蓋部の第１採取孔及び下蓋部の第２採取孔が複数形成されている構造であるため、複数個所の第２採取孔から効率的にタンク部の内の空気を排出しつつ未固結試料を収容可能であり、より短時間でかつ確実に未固結試料を採取することができる。

また、請求項３及び請求項５に係る発明によれば、上蓋部と下蓋部の間に、それらの隙間を塞ぐ第１シール部材や第２シール部材が設けられている構造であるため、上蓋部と下蓋部の間からの未固結試料の侵入を防止でき、タンク部の密閉性を確保することができるとともに、掘削孔における底面付近の未固結試料のみを確実に採取することができる。また、上蓋部が下蓋部に対して相対的に回動する際に、第１シール部材または第２シール部材と上蓋部または下蓋部の間に摩擦が生じる構造であるため、未固結試料採取装置を掘削孔内で回転させつつ降下させている途中で、上蓋部に対して下蓋部が相対的にひとりでに回動し、下蓋部の第２採取孔が上蓋部の第１採取孔と重なって開口してタンク部内に未固結試料が侵入するのを防止することができる。

また、請求項４に係る発明によれば、グリス穴から第１シール部材に潤滑剤を供給可能な構造であるため、請求項６に係る発明によれば、第１シール部材及び第２シール部材が摩擦を低減させる素材で形成されているため、上蓋部が下蓋部に対して相対的に回動する際の、第１シール部材または第２シール部材と上蓋部または下蓋部の間の摩擦が低減する。それに伴い、上記回動に必要な外力（荷重）も低減し、上蓋部を下蓋部に対して容易に相対的に回動させることができるようになるため、未固結試料を短時間でかつ確実に採取することができる。また、上記摩擦が低減することで、第１シール部材及び第２シール部の摩耗を軽減できるため、タンク部の密閉性を長期間維持することができる。

また、請求項７に係る発明によれば、収容部に逆止弁を有する構造であるため、逆止弁からタンク部内の空気を抜いて気圧を低下させることで、圧力の差を利用してタンク部内に未固結試料を収容でき、未固結試料を短時間でかつ確実に採取することができる。

また、請求項８に係る発明によれば、収容部の側面に揺動可能な拡大翼を有する構造であるため、回転ロッドを逆回転させて拡大翼を拡径状態にさせ、その先端部を掘削孔の側壁に食い込ませて回転ロッドを正逆回転させることにより下蓋部の第２採取孔を開閉させることができる。そのため、掘削孔の任意の深さにおいて未固結試料を確実に採取することができる。

また、請求項９に係る発明によれば、拡大翼のアーム部の先端部に収容部の側面とアーム部との間に未固結試料を誘導可能な先端係止部を有する構造であるため、回転ロッドを逆回転させることで拡大翼を容易に拡径状態にさせることができ、未固結試料を短時間でかつ確実に採取することができる。

本発明の第１実施形態に係る未固結試料採取装置の分解図である。 図１に示すロッド連結部の（ａ）正面図（ｂ）平面図（ｃ）底面図（ｄ）Ｉ－Ｉ線における断面図である。 図１に示す上蓋部の（ａ）正面図（ｂ）平面図（ｃ）底面図（ｄ）II－II線における断面図である。 図１に示す下蓋部の（ａ）正面図（ｂ）平面図（ｃ）底面図（ｄ）III－III線における断面図である。 図１に示す収容部の（ａ）平面図（ｂ）底面図（ｃ）正面図（ｄ）IV－IV線における断面図である。 本発明の第１実施形態に係る未固結試料採取装置の正面図である。 図６に示す未固結試料採取装置の未固結試料採取前の状態の（ａ）平面図（ｂ）Ｖ－Ｖ線における断面図及び部分拡大断面図である。 図６に示す未固結試料採取装置の未固結試料採取時の状態の（ａ）平面図（ｂ）VI－VI線における断面図及び部分拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る未固結試料採取装置の平面図である。 本発明の第１実施形態に係る未固結試料採取装置を掘削孔内に降下させている状態の断面図である。 本発明の第１実施形態に係る未固結試料採取装置の未固結試料採取時の状態の断面図である。 本発明の第１実施形態に係る未固結試料採取装置の未固結試料排出時の状態の断面図である。 本発明の第３実施形態に係る未固結試料採取装置を掘削孔内に降下させている状態図である。 図１３に示す未固結試料採取装置のVII－VII線における断面図である。 図１３に示す未固結試料採取装置の未固結試料採取時の状態図である。 図１５に示す未固結試料採取装置のVIII－VIII線における断面図である。 掘削孔形成時の断面図である。 本発明の第１実施形態に係る未固結試料採取装置による未固結試料採取時の状態図である。 本発明の第１実施形態に係る未固結試料採取装置による未固結試料排出時の状態図である。 本発明の第３実施形態に係る未固結試料採取装置による未固結試料採取時の状態図である。 本発明の第３実施形態に係る未固結試料採取装置による未固結試料排出時の状態図である。

以下、本発明の実施形態について図１ないし図２１に従って説明する。尚、以下では実施形態について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、各図における同一の構成部材については同一の符号を付するとともに、その説明については省略する。まず、第１実施形態に係る未固結試料採取装置１について説明すると、未固結試料採取装置１は主に鋼製部材により形成され、図１等に示すように、上端部にロッド連結部３が設けられ下端部にアンカー部４２が設けられたタンク部２と、そのタンク部２内に設けられた試料排出ユニット４４を有する。

ロッド連結部３は、図１及び図２（ａ）～（ｄ）に示すように、略円形状の板状部材である連結板４を有し、その上面の略中央部には、掘削機１００等の回転ロッド１０１の先端部に連結可能な軸部７が設けられている。この軸部７は、その中心軸が連結板４に対し略垂直となるように設けられている。

また、連結板４には、その略中央部に設けられた軸部７の下端部から連結板４の周縁にかけて延びる、中心角が約３０°の略扇状に欠けた第１えぐり部５が形成されている。この第１えぐり部５の軸部７の下端部側には、連結板４の上面から下面にかけて、第１えぐり部の面積が広くなる方向に傾斜する傾斜面５ａが形成されている。

連結板４の下面の略中央部には、後述するシャフト３０の頭部３０ａを挿入し嵌合可能な略円柱状の凹部６が形成されている。また、連結板４の周縁付近には、円周方向に略等間隔で、ボルト１５を挿通してスライド式蓋部１０に固定するためのボルト孔８（本実施形態では７つ）が形成されている。

タンク部２は、スライド式蓋部１０と収容部３８を有する。スライド式蓋部１０は、図１等に示すように、上蓋部１１と下蓋部１８の二重構造となっている。上蓋部１１は、図３（ａ）～（ｄ）に示すように、高さの低い略円筒状の胴部１２と、その外径と略等しい外径を有し胴部１２の上端部を塞ぐ下部天板部１３とを有し、その下部天板部１３の上面には、胴部１２よりも外径が少し大きく且つ連結板４の外径と略等しい略円形状の板状部材である上部天板部１４が設けられている。

尚、胴部１２の外周面には、胴部１２の内周面に潤滑剤であるグリス等を注入可能なグリスニップル付きグリス穴１２ａが、胴部１２の高さ方向の略中央であって円周方向に略等間隔で４か所に設けられている。

上部天板部１４において、その略中央部には後述するシャフト３０の軸部３０ｃを挿通させるためのシャフト孔１４ａが形成されている。このシャフト孔１４ａの内径は、シャフト３０の軸部３０ｃの外径よりもやや大きい大きさに形成されている。そして、そのシャフト孔１４ａの周縁の少し外側の位置から上部天板部１４の周縁にかけて延びる、中心角が約３０°の略扇状に欠けるとともに、連結板４の下面側に形成された第１えぐり部５の大きさと略同じ大きさの第２えぐり部１４ｂが形成されている。

また、上部天板部１４の周縁付近には、円周方向に略等間隔で、ボルトを挿通して連結板４に固定するためのボルト孔１４ｃが、連結板４の第１えぐり部５と上部天板部１４の第２えぐり部１４ｂが揃うように重ね合わせた際に、連結板４に形成されたボルト孔８の位置と対応する位置（本実施形態では７つ）に形成されている。

下部天板部１３において、図３等に示すように、その略中央部には後述する第１ベアリング３２を嵌合可能な嵌合孔１３ａが形成されている。この嵌合孔１３ａの内径は、第１ベアリング３２の外径と略等しい大きさに形成されている。また、嵌合孔１３ａの周縁から少し外側の位置には下方に向けて突出する略円柱状の突出部１３ｂが設けられ、その突出部１３ｂの位置から嵌合孔１３ａを挟んで反対側の位置には、略楕円形状の第１採取孔１３ｃが形成されている。

尚、この第１採取孔１３ｃの位置は、上部天板部１４の第２えぐり部１４ｂと対応する位置に形成されており、上蓋部１１を上方からみたときに、図３（ｂ）に示すように、第１採取孔１３ｃの大部分が第２えぐり部１４ｂの隙間から見える状態となっている。

上記構造により、図７（ａ），（ｂ）等に示すように、第１えぐり部５と第２えぐり部１４ｂが揃うように上蓋部１１の上部天板部１４の上面にロッド連結部３の連結板４が重ねられ、後述するように上蓋部１１の上部天板部１４の上面から突出するシャフト３０の頭部３０ａが、連結板４の下面に形成された凹部６に嵌合して、シャフト３０が連結板４に固定された状態で、連結板４のボルト孔８及び上部天板部１４のボルト孔１４ｃに挿通されたボルト１５とナット１６が締結され、上蓋部１１が連結板４に固定されている。

このように、連結板４にはシャフト３０及び上蓋部１１が固定されているため、連結板４を回転させた場合、シャフト３０及び上蓋部１１は連結板４と同じ方向に同じ回転速度で回転する。

下蓋部１８は、図４（ａ）～（ｄ）に示すように、外径が上蓋部１１の胴部１２の内径と略等しいかやや小さく、その胴部１２内に挿入可能な略円筒状の第１胴部１９を有し、その下端部には第１胴部１９の外周面に対し外側に向けて略垂直に突出するフランジ部２０が設けられている。また、そのフランジ部２０の周縁付近には、円周方向に略等間隔で、ボルト１５を挿通して後述する収容部３８に固定するためのボルト孔２０ａ（本実施形態では８つ）が形成されている。

第１胴部１９の外周面には、円周方向に沿って連続して延びる防水用のシール部材である樹脂製の円環状のＯリング２５が、間隔を空けて２つ設けられている。

尚、Ｏリング２５は、後述するように、上蓋部１１の胴部１２内に下蓋部１８の第１胴部１９を挿入してスライド式蓋部１０を組み立てた際に、下蓋部１８の第１胴部１９の外周面と対峙する上蓋部１１の胴部１２の内周面に設けられていてもよいし、上記外周面及び内周面の両方にそれぞれ設けられていてもよい。また、上蓋部１１の下部天板部１３の底面と、その底面と対峙する下蓋部１８の第１胴部１９の上端面とのいずれか一方または両方に設けられていてもよい。

第１胴部１９の内部には、第１胴部１９よりも高さがやや低く、第１胴部１９の内径よりも小さい外径を有する略円筒状の第２胴部２２が、第１胴部１９と中心軸が共通する位置関係に設けられている。この第２胴部２２の上端部の位置は、第１胴部１９の上端部と同じ高さに位置している。また、第２胴部２２の内部には、その上端部からやや下寄りの位置を塞ぐ仕切り板２３が設けられており、後述する第１ベアリング３２を嵌合可能な収容部２４が形成されている。

仕切り板２３の略中央部には、後述するシャフト３０の軸部３０ｃを挿通させるためのシャフト孔２３ａが形成されている。このシャフト孔２３ａの内径は、シャフト３０の軸部３０ｃの外径よりもやや大きい大きさに形成されている。

第１胴部１９の内周面の上端部と、第２胴部の外周面の上端部は、略円環状の連結部２６により連結されている。この連結部２６には、上蓋部１１の下部天板部１３に形成された第１採取孔１３ｃと略同じ大きさの略楕円形状の第２採取孔２６ａが形成されている。

この第２採取孔２６ａは、後述するように、上蓋部１１の胴部１２内に下蓋部１８の第１胴部１９を挿入してスライド式蓋部１０を組み立てた際に、第２採取孔２６ａは第１採取孔１３ｃの位置と対応する位置に形成されているため、上蓋部１１が下蓋部１８に対し相対的に回動することで、第２採取孔２６ａが上蓋部１１の下部天板部１３によって塞がれた状態、または第１採取孔１３ｃと完全に重なって開口した状態にすることができる構造となっている（図７（ａ），（ｂ）及び図８（ａ），（ｂ）参照）。

また、連結部２６の上面上には、第２採取孔２６ａの周縁を囲むように、第２採取孔２６ａと略同一形状の防水用のシール材である樹脂製のＯリング２６ｂが設けられている。

尚、Ｏリング２６ｂは、後述するように、上蓋部１１の胴部１２内に下蓋部１８の第１胴部１９を挿入してスライド式蓋部１０を組み立てた際に、下蓋部１８の連結部２６の上面と対峙する上蓋部１１の下部天板部１３の下面上において第１採取孔１３ｃの周縁を囲むように設けられていてもよいし、連結部２６の上面上及び上記下面上の両方にそれぞれ設けられていてもよい。

上記のようにＯリング２５，２６ｂが設けられていることで、後述するように、上蓋部１１の胴部１２内に下蓋部１８の第１胴部１９を挿入してスライド式蓋部１０を組み立てた際に、上蓋部１１の胴部１２の内周面と下蓋部１８の第１胴部１９の外周面との隙間、及び上蓋部１１の下部天板部１３と下蓋部１８の連結部２６の間の隙間が完全に塞がれた状態となる。そのため、上蓋部１１と下蓋部１８の間からタンク部２への未固結試料３００の侵入を防止でき、タンク部２の密閉性を確保することができる。

また、上蓋部１１の胴部１２の内周面と下蓋部１８の第１胴部１９の外周面に設けられたＯリング２５とが接している状態、及び上蓋部１１の下部天板部１３と下蓋部１８の連結部２６に設けられたＯリング２６ｂとが接している状態である。そのため、後述するように、上蓋部１１が下蓋部１８に対して相対的に回動する際に、上蓋部１１の胴部１２の内周面と下蓋部１８の第１胴部１９のＯリング２５の間、及び上蓋部１１の下部天板部１３と下蓋部１８の連結部２６のＯリング２６ｂの間に摩擦が生じる。よって、上蓋部１１と下蓋部１８の位置関係を保ったままの状態で、回転ロッド１０１に連結した未固結試料採取装置１を掘削孔２００内で回転させつつ降下・上昇させることができる。

それにより、未固結試料採取装置１を掘削孔２００内で回転させつつ降下・上昇させている途中で、上蓋部１１が下蓋部１８に対して相対的にひとりでに回動して、後述する下蓋部１８の連結部２６に形成された第２採取孔２６ａが、上蓋部１１の下部天板部１３によって塞がれた状態から、その下部天板部１３に形成された第１採取孔１３ｃと重なって開口した状態（タンク部２の内部と外部が第１採取孔１３ｃ及び第２採取孔２６ａを介して連通した状態）となって、タンク部２内に未固結試料３００が侵入するのを防止することができる。そのため、掘削孔２００において未固結試料３００を採取する際に、任意の位置（深さ）における未固結試料３００のみを確実に採取することができる。

また、上蓋部１１の胴部１２に設けられたグリス穴１２ａから潤滑剤であるグリスを注入することで、下蓋部１８の第１胴部１９の外周面に設けられた２つのＯリング２５，２５の間の隙間にグリスを供給することができるため、上蓋部１１の胴部１２の内周面と下蓋部１８に設けられたＯリング２５との間に生じる摩擦を低減させることができる。

尚、Ｏリング２５，２６ｂは、摩擦係数の低い材質で形成されたものや、低摩擦となるように表面が加工処理されたものであってもよい。そのようなＯリング２６ｂを使用することで、上蓋部１１の下部天板部１３と下蓋部１８の連結部２６に設けられたＯリング２ｂとの間に生じる摩擦を低減させることができる。

上記のように摩擦を低減させることで、上蓋部１１を下蓋部１８に対して相対的に回動させる際に必要な外力（荷重）が低減するため、未固結試料採取装置１の操作性が向上し、上蓋部１１を下蓋部１８に対して容易に相対的に回動させることができるようになる。
そのため、未固結試料３００を短時間でかつ確実に採取することができる。また、摩擦を低減させることで、Ｏリング２５，２６ｂの摩耗を軽減できるため、タンク部２の密閉性を長期間に亘り維持することができる。

連結部２６には、第２胴部２２のすぐ外側において、第２胴部２２に沿って湾曲するとともに下方に凹む略横長楕円形状の溝部２８が設けられている。この溝部２８は、第２胴部２２を挟んで第２採取孔２６ａの位置とは反対側の位置から、第２胴部２２の周囲を右回りに約９０°囲うように延設されている。そのため、後述するように、上蓋部１１の胴部１２内に下蓋部１８の第１胴部１９を挿入してスライド式蓋部１０を組み立てた際に、上蓋部１１の下部天板部１３に設けられた突出部１３ｂを溝部２８の内部に嵌め込むことができるとともに、その状態で突出部１３ｂが溝部２８内を自由にスライド可能な状態となる。

上記構造により、図７（ａ），（ｂ）等に示すように、シャフト３０等によって上蓋部１１及び下蓋部１８が連結され、スライド式蓋部１０が組み立てられている。ここで使用されているシャフト３０は、図１等に示すように、略円柱状の頭部３０ａを有し、その側面に円周方向に沿って滑り止め用のＯリング３０ｂが設けられている。また、頭部３０ａよりも外径が小さく、下方にネジが切られた軸部３０ｃを有し、その下端部付近には割りピン３６を挿通可能な直径方向に貫通するピン孔３０ｄが形成されている。

シャフト３０の軸部３０ｃが、上から順に上蓋部１１のシャフト孔１４ａ、高さの低い略円筒状の第１ベアリング３２及び下蓋部１８のシャフト孔２３ａに挿通されている。このとき、上蓋部１１の胴部１２内に下蓋部１８の第１胴部１９が挿入され、上蓋部１１の下部天板部１３に設けられた突出部１３ｂが、下蓋部１８の連結部２６に設けられた溝部２８の内部に嵌め込まれた状態となる。また、第１ベアリング３２が上蓋部１１の下部天板部１３の嵌合孔１３ａに嵌合されるとともに、下蓋部１８の収容部２４にも嵌合された状態となる。

また、シャフト３０の軸部３０ｃが、上から順に高さの低い略円筒状の第２ベアリング３３及びスリーブ３４、ワッシャー３７に挿通され、第２ベアリング３３、スリーブ３４及びワッシャー３７は下蓋部１８の第２胴部２２内に挿入されている。そして、シャフト３０の軸部３０ｃの下端部にはナット３５が緩く締結され、ナット３５の上部が下蓋部１８の第２胴部２２内に挿入された状態で、第１ベアリング３２や下蓋部１８等がシャフト３０の軸部３０ｃから抜け落ちないようにピン孔３０ｄに割りピン３６が挿通され固定されている。このとき、シャフト３０の頭部３０ａは、上蓋部１１の上部天板部１４の上面から突出した状態となっている。

尚、第１ベアリング３２、第２ベアリング３３、スリーブ３４、ワッシャー３７及びナット３５の外径は、第２胴部２２の内径と略等しい大きさとなっている。また、第１ベアリング３２、第２ベアリング３３、スリーブ３４、ワッシャー３７の内径は、シャフト３０の軸部３０ｃの外径と略等しい大きさとなっている。

スリーブ３４の外周面には、円周方向に沿って連続して延びる防水用のシール部材である樹脂製の円環状のＯリング３４ａが設けられ、第２胴部２２の内周面とスリーブ３４の外周面の間の隙間が完全に塞がれた状態となっている。そのため、後述するように、タンク部２内に収容した未固結試料３００が、下蓋部１８の第２胴部２２とスリーブ３４の隙間から侵入して、第２ベアリング３３や第１ベアリング３２と接触するのを防止することができる。

また、シャフト３０の軸部３０ｃの下端部にナット３５を締結して、ナット３５の上部を下蓋部１８の第２胴部２２内に挿入させた状態とすることで、後述するように、上蓋部１１が下蓋部１８に対して相対的に回動する際に、シャフト３０を介してナット３５が上蓋部１１と同じ方向に回動するが、そのときにナット３５の上部の外周面と下蓋部１８の第２胴部２２の内周面との間に摩擦が生じるため、シャフト３０（上蓋部１１）が回動する速度を抑えることができる。

上記のように、上蓋部１１及び下蓋部１８はシャフト３０等により連結されており、上蓋部１１は連結板４に固定されている一方、後述するように、下蓋部１８は収容部３８に固定されている構造となっている。そのため、上蓋部１１が下蓋部１８に対して相対的に回動可能な状態となっている。

具体的には、図７（ａ）に示すように、上蓋部１１の下部天板部１３に設けられた突出部１３ｂが、下蓋部１８の連結部２６に設けられた溝部２８の右側端部（正回転方向の前方端部）に突き当たっている状態において、後述するように、掘削機１００の回転ロッド１０１とともに未固結試料採取装置１を正回転（右回転）させつつ掘削孔２００内を降下させ、アンカー部４２の下端部を掘削孔２００の底面２００ａに突き刺してアンカー部４２が回転する際に底面２００ａから抵抗を受ける状態にする。その後、回転ロッド１０１を逆回転（左回転）させることで、回転ロッド１０１と連結されているロッド連結部３の連結板４とともに同じ回転速度で上蓋部１１は逆回転する。

一方、下蓋部１８及び収容部３８は、連結板４や上蓋部１１には固定されておらず、アンカー部４２が回転する際に底面２００ａから抵抗を受ける状態であるため、連結板４及び上蓋部１１とともに同じ回転速度で逆回転することができず、連結板４等よりも遅い回転速度で逆回転するか、静止したままの状態が維持される。そのため、上蓋部１１が下蓋部１８に対して相対的に回転し、図８（ａ）に示すように、上蓋部１１の下部天板部１３に設けられた突出部１３ｂが、下蓋部１８の連結部２６に設けられた溝部２８に沿ってその左側端部（逆回転方向の前方端部）に突き当たるまでスライドする。

上記のような上蓋部１１及び下蓋部１８の動きにより、上蓋部１１の下部天板部１３に形成された第１採取孔１３ｃの位置は、下蓋部１８の連結部２６に形成された第２採取孔２６ａの位置と完全に重なり、第２採取孔２６ａが開口した状態となる。そのため、図８（ａ），（ｂ）に示すように、未固結試料採取装置１の外側に位置する未固結試料３００が、連結板４の第１えぐり部５、上蓋部１１の上部天板部１４の第２えぐり部１４ｂ、下部天板部１３の第１採取孔１３ｃ及び下蓋部１８の連結部２６の第２採取孔２６ａを通りタンク部２内に流入可能な状態となり、未固結試料３００をタンク部２内に収容することができる。

尚、上蓋部１１の突出部１３ｂが、下蓋部１８の溝部２８の左側端部に突き当たった後も回転ロッド１０１を逆回転させ続けた場合は、アンカー部４２が回転する際に底面２００ａから抵抗を受ける状態であっても、下蓋部１８及びそれが固定されている収容部３８は、連結板４及び上蓋部１１とともに同じ回転速度で逆回転する。

次に、図８（ａ）に示すように、上蓋部１１の下部天板部１３に設けられた突出部１３ｂが、下蓋部１８の連結部２６に設けられた溝部２８の左側端部に突き当たっている状態（上蓋部１１の下部天板部１３に形成された第１採取孔１３ｃの位置と、下蓋部１８の連結部２６に形成された第２採取孔２６ａの位置が完全に重なった状態）において、上記と同様にアンカー部４２が回転する際に底面２００ａから抵抗を受ける状態にしつつ、回転ロッド１０１を正回転させた場合、連結板４とともに同じ回転速度で上蓋部１１は正回転する。

一方、下蓋部１８及び収容部３８は、連結板４や上蓋部１１には固定されておらず、アンカー部４２が回転する際に底面２００ａから抵抗を受ける状態であるため、連結板４や上蓋部１１とともに同じ回転速度で正回転することができず、連結板４等よりも遅い回転速度で正回転するか、静止したままの状態が維持される。そのため、上蓋部１１が下蓋部１８に対して相対的に回転し、図７（ａ）に示すように、上蓋部１１の下部天板部１３に設けられた突出部１３ｂが、下蓋部１８の連結部２６に設けられた溝部２８に沿ってその右側端部に突き当たるまでスライドする。

上記のような上蓋部１１及び下蓋部１８の動きにより、上蓋部１１の下部天板部１３に形成された第１採取孔１３ｃの位置は、下蓋部１８の連結部２６に形成された第２採取孔２６ａの位置からシャフト３０の軸部３０ｃを中心にして時計回りに約９０°ずれた位置となって、第１採取孔１３ｃと第２採取孔２６ａは全く重なる部分がない状態となる。そのため、図７（ａ），（ｂ）に示すように、第２採取孔２６ａは、上蓋部１１の下部天板部１３によって塞がれた状態となるため、未固結試料採取装置１の外側に位置する未固結試料３００が第２採取孔２６ａからタンク部２内に流入することがない。

尚、上蓋部１１の突出部１３ｂが、下蓋部１８の溝部２８の右側端部に突き当たった後も回転ロッド１０１を正回転させ続けた場合は、アンカー部４２が回転する際に底面２００ａから抵抗を受ける状態であっても、下蓋部１８及びそれが固定されている収容部３８は、連結板４や上蓋部１１とともに同じ回転速度で正回転する。

上記第１実施形態に係る未固結試料採取装置１では、図７（ａ），（ｂ）等に示すように、上蓋部１１の下部天板部１３に形成された第１採取孔１３ｃ及び下蓋部１８の連結部２６に形成された第２採取孔２６ａが１つずつであるが、図９（ａ），（ｂ）に示す第２実施形態に係る未固結試料採取装置１Ａのように、スライド式蓋部１０Ａにおける上蓋部１１Ａの第１採取孔１３ｃと下蓋部１８Ａの第２採取孔２６ａが対応する位置に複数（本実施形態では２つずつ）形成されていてもよい。

上記構造により、上蓋部１１Ａが下蓋部１８Ａに対して相対的に回転し、図９（ａ）に示すように、上蓋部１１Ａの下部天板部１３に設けられた突出部１３ｂが、下蓋部１８Ａの連結部２６に設けられた溝部２８に沿ってその正回転方向の前方端部に突き当たるまでスライドすることで、上蓋部１１Ａの下部天板部１３に形成された２つの第１採取孔１３ｃの位置は、下蓋部１８Ａの連結部２６に形成された２つの第２採取孔２６ａの位置と完全に重なり、２つの第２採取孔２６ａが開口した状態となる。それにより、スライド式蓋部１０Ａ（下蓋部１８Ａ）に形成された２つの第２採取孔２６ａからタンク部２内の空気を効率的に排出しつつ、未固結試料３００をタンク部２内に収容可能となるため、より短時間でかつ確実に未固結試料３００を採取することができる。

尚、第２実施形態に係る未固結試料採取装置１Ａの構造は、上記スライド式蓋部１０Ａの構造以外は、第１実施形態に係る未固結試料採取装置１の構造と同様である。また、未固結試料採取装置１の構造と同様に、２つの第２採取孔２６ａの周縁または第１採取孔１３ｃの周縁を囲むように、Ｏリング２６ｂが設けられている。

収容部３８は、図５（ａ）～（ｄ）に示すように、底板部３８ａを有する略円筒状の部材であって、その内部には未固結試料３００を収容することが可能となっている。また、収容部３８の上端部は開口するとともに、その側面に対し略垂直に外側に向けて突出するフランジ部４０が設けられており、その周縁付近には略等間隔でボルト１５を挿通して下蓋部１８を固定するためのボルト孔４０ａが形成されている。このボルト孔４０ａは、下蓋部１８のフランジ部２０と収容部３８のフランジ部４０が揃うように重ね合わせた際に、下蓋部１８のボルト孔２０ａと対応する位置（本実施形態では８つ）に形成されている。

また、フランジ部４０のボルト孔４０ａよりも内側の位置において、円周方向に沿って連続して延び、収容部３８の密閉性を高めるための防水用のシール部材である樹脂製の円環状のＯリング３９が設けられている。

そのため、図７（ａ），（ｂ）等に示すように、ボルト孔２０ａ，４０ａが揃うように下蓋部１８のフランジ部２０と収容部３８のフランジ部４０が重ねられ、それぞれのボルト孔２０ａ，４０ａに挿通されたボルト１５とナット１６が締結され、下蓋部１８が収容部３８に固定されており、収容部３８の上端部が密閉されている。

収容部３８の底板部３８ａには、タンク部２の収容部３８内に収容された未固結試料３００を収容部３８外に排出するための略円筒状の排出口４１が設けられている。具体的には、略円筒状の排出口４１が、収容部３８の底板部３８ａを貫通し、その底板部３８ａの上面及び下面から突出した状態で設けられている。

また、底板部３８ａには、アンカー部４２が設けられている。このアンカー部４２は、図５（ｂ）～（ｄ）に示すように、略長方形状の２枚の板状部材よりなり、底板部３８ａの略中央部でそれら２枚の板状部材が交差して十字状に形成されており、底板部３８ａの下面に対してアンカー部４２が略垂直で下方に延びるように設けられている。

収容部３８内の底板部３８ａの上面上において、底板部３８ａの略中央部を通り直径方向に延びる試料排出ユニット４４が設けられている。この試料排出ユニット４４は、底部４５ｂを備える略円筒状の本体部４５を有し、その両端部が収容部３８から突出した状態で設置されている。本体部４５は、その一端部は底部４５ｂにより密閉され、他端部は開口するとともに側面４５ａに対し略垂直に外側に向けて突出するフランジ部４５ｃが設けられ、そのフランジ部４５ｃに、その外径と略等しい外径を有する端板部４６が固定されることで密閉されている。

また、本体部４５の側面４５ａにおいて、収容部３８内の上下方向の一番高い位置に略円形状の流入孔４５ｄが、一番低い位置に流出孔４５ｅが形成されている。尚、これらの流入孔４５ｄと流出孔４５ｅの内径は略等しく形成されている。

また、試料排出ユニット４４の上方には、下方に向けて窄まるテーパ部４８ａを有する漏斗部材４８が設けられている。具体的には、漏斗部材４８のテーパ部４８ａの上端部の全周縁部が、収容部３８の内周面と隙間なく密着した状態で固定され、テーパ部４８ａの下端部には下方に向けて延びる略円筒状の開口部４８ｂが設けられ、その下端部が試料排出ユニット４４の本体部４５の側面４５ａに形成されている流入孔４５ｄと隙間なく連結されている。

また、本体部４５の側面４５ａの流出孔４５ｅが、収容部３８の底板部３８ａに設けられた排出口４１の上端部と隙間なく連結されている。

尚、未固結試料採取装置１，１Aにおいては、収容部３８内に収容された未固結試料３００を収容部３８外に排出しやすいように、漏斗部材４８の開口部４８ｂと、試料排出ユニット４４の流入孔４５ｄ及び流出孔４５ｅと、収容部３８の排出口４１は、すべて収容部３８の上下方向において対応する位置（一直線上）に設けられているが、必ずしも対応する位置に設けられていなくてもよい。

本体部４５の内部には、本体部４５の内径と略等しい外径を有する略円柱状のピストン部４９が収容されており、そのピストン部４９が本体部４５内においてその長手方向に移動可能となっている。ピストン部４９の側面の両端部付近には、円周方向に沿って連続して延びる防水用のシール部材である樹脂製の円環状のＯリング５０が設けられ、そのＯリング５０が本体部４５の側面４５ａの内周面と接している。それにより、側面４５ａの内周面とピストン部４９のＯリング５０の間に摩擦が生じるため、本体部４５内においてピストン部４９を所望の位置にとどまらせておくことができる。尚、ピストン部４９の長さは、本体部４５の側面４５ａに形成された流入孔４５ｄ及び流出孔４５ｅの内径よりも長く形成されている。

ピストン部４９には、その両端面（両底面）を貫通した状態で固定されているとともに、本体部４５の長手方向に延びるロッド部５１が設けられている。このロッド部５１は、試料排出ユニット４４の端板部４６の略中心に形成された挿通孔４６ａに挿通されるとともに端板部４６から突出しており、ロッド部５１の先端部にはピストン部４９を移動させるためのハンドル部５２が設けられている。

上記構造により、ハンドル部５２を操作することによって、ピストン部４９を本体部４５内においてその長手方向に移動させることが可能となっている。具体的には、ハンドル部５２を本体部４５に向けて一番奥まで押し込むことで、図５（ｄ）に示すように、ロッド部５１を介してピストン部４９を本体部４５内の左端（一番奥）の位置に移動させることができる。

それにより、試料排出ユニット４４の本体部４５の流入孔４５ｄ及び流出孔４５ｅがピストン部４９によって塞がれた状態となるため、タンク部２の収容部３８内に収容された未固結試料３００が、流入孔４５ｄ等から収容部３８の外に排出されるのを防止することができる。

反対に、ハンドル部５２を手前に引っ張ることで、図１２に示すように、ロッド部５１を介してピストン部４９を本体部４５内において右端（手前）の位置に向けて移動させることができる。

それにより、ピストン部４９により塞がれていた本体部４５の流入孔４５ｄ及び流出孔４５ｅが開口した状態（タンク部２の内部と外部が流入孔４５ｄ及び流出孔４５ｅを介して連通した状態）となるため、タンク部２の収容部３８内に収容された未固結試料３００を、漏斗部材４８の開口部４８ｂ、本体部４５の流入孔４５ｄ及び流出孔４５ｅ、排出口４１を通してタンク部２外へ排出することができる。

尚、収容部３８の側面に、タンク部２内の空気を抜くことが可能な逆止弁が設けられていてもよい（図示せず）。未固結試料採取装置１，１Ａの下蓋部１８，１８Ａの第２採取孔２６ａが上蓋部１１，１１Ａの下部天板部１３によって塞がれた状態とするとともに、試料排出ユニット４４の本体部４５の流入孔４５ｄ及び流出孔４５ｅがピストン部４９によって塞がれた状態とし、真空ポンプ等を使用して逆止弁よりタンク部２内の空気を抜くことで、タンク部２内の気圧を低下させることができる。こうすることで、タンク部２内外の圧力の差を利用して未固結試料３００をタンク部２内に収容することができるため、未固結試料３００をより短時間でかつ確実に採取することができる。

次に、未固結試料採取装置１，１Ａを使用した未固結試料３００の採取方法について具体的に説明する。まず、図１７に示すように、掘削機１００の回転ロッド１０１の先端に掘削装置１０２を連結し、回転させながら地面２０１に所定の深さの掘削孔２００を掘削する。掘削後、掘削孔２００の先端部に根固め液を注入しながら掘削装置１０２を回転させつつ上下反復し、根固め液と掘削土砂と混合し撹拌する。こうして、未固結試料３００である固化する前のソイルセメント３００ａを形成しながら根固め部を築造する。

その後、杭周固定液を注入しながら掘削装置１０２を回転させつつ上下反復し、杭周固定液と掘削土砂と混合し撹拌する。こうして、未固結試料３００である固化する前のソイルセメント３００ｂを形成しながら杭周固定部を築造する。

そして、掘削孔２００から回転ロッド１０１及び掘削装置１０２を引き上げ、回転ロッド１０１の先端に連結されている掘削装置１０２を外し、代わりにロッド連結部３を介して未固結試料採取装置１，１Ａを連結する。

このとき、スライド式蓋部１０，１０Ａは、図７（ａ），（ｂ）、図９（ａ）に示すように、上蓋部１１，１１Ａの下部天板部１３に設けられた突出部１３ｂが、下蓋部１８，１８Ａの連結部２６に設けられた溝部２８の右側端部（正回転方向の前方端部）に突き当たっている状態であり、下蓋部１８，１８Ａの第２採取孔２６ａは、下部天板部１３によって塞がれた状態となっている。また、試料排出ユニット４４における本体部４５の流入孔４５ｄ及び流出孔４５ｅは、図７（ｂ）に示すように、ピストン部４９により塞がれた状態となっている。

尚、未固結試料採取装置１，１Ａの収容部３８の側面に、タンク部２内の空気を抜くことが可能な逆止弁が設けられている場合は、真空ポンプ等を使用して逆止弁よりタンク部２内の空気を抜いて、タンク部２内の気圧を低下させておく。

そして、掘削孔２００の根固め部におけるソイルセメント３００ａを採取するため、図１０に示すように、掘削機１００の回転ロッド１０１とともに未固結試料採取装置１，１Ａを正回転（右回転）させた状態で掘削孔２００の底面２００ａまで降下させる。このとき、下蓋部１８，１８Ａ及び収容部３８は、連結板４及び上蓋部１１とともに回転ロッド１０１と同じ回転速度で正回転する。

そして、図１１及び図１８に示すように、アンカー部４２の下端部を掘削孔２００の底面２００ａに突き刺して、アンカー部４２が回転する際に底面２００ａから抵抗を受ける状態とする。

アンカー部４２が抵抗を受ける状態とした後、今度は回転ロッド１０１を逆回転（左回転）させる。これにより、上記のように連結板４及び上蓋部１１は回転ロッド１０１とともに同じ回転速度で逆回転するが、下蓋部１８，１８Ａ及び収容部３８は連結板４及び上蓋部１１，１１Ａよりも遅い回転速度で逆回転するか、静止したままの状態が維持される。そのため、上蓋部１１，１１Ａが下蓋部１８，１８Ａに対して相対的に回転し、上蓋部１１，１１Ａの下部天板部１３に設けられた突出部１３ｂが、下蓋部１８，１８Ａの連結部２６に設けられた溝部２８に沿ってその左側端部（逆回転方向の前方端部）に突き当たるまでスライドする。

そして、図８（ａ），（ｂ）、図９（ｂ）及び図１１に示すように、上蓋部１１，１１
Ａの下部天板部１３に形成された第１採取孔１３ｃの位置が、下蓋部１８，１８Ａの連結部２６に形成された第２採取孔２６ａの位置と完全に重なり、第２採取孔２６ａが開口した状態となるため、掘削孔２００の根固め部において未固結試料採取装置１，１Ａの第１採取口１３ｃ付近に存在するソイルセメント３００ａを、第１採取孔１３ｃ及び第２採取孔２６ａを介してタンク部２内に収容することができる。

尚、上蓋部１１の突出部１３ｂが、下蓋部１８，１８Ａの溝部２８内の左側端部に突き当たった後は、下蓋部１８，１８Ａ及び収容部３８は連結板４及び上蓋部１１，１１Ａとともに回転ロッド１０１と同じ回転速度で逆回転する。

タンク部２内に十分な量のソイルセメント３００ａを収容した後、今度は回転ロッド１０１を正回転（右回転）させる。これにより、上記のように連結板４及び上蓋部１１は回転ロッド１０１とともに同じ回転速度で正回転するが、下蓋部１８，１８Ａ及び収容部３８は連結板４及び上蓋部１１，１１Ａよりも遅い回転速度で正回転するか、静止したままの状態が維持される。そのため、上蓋部１１，１１Ａが下蓋部１８，１８Ａに対して相対的に回転し、上蓋部１１，１１Ａの下部天板部１３に設けられた突出部１３ｂが、下蓋部１８，１８Ａの連結部２６に設けられた溝部２８に沿ってその右側端部（正回転方向の前方端部）に突き当たるまでスライドする。

それにより、図７（ａ），（ｂ）及び図９（ａ）に示すように、上蓋部１１，１１Ａの下部天板部１３に形成された第１採取孔１３ｃの位置が、下蓋部１８，１８Ａの連結部２６に形成された第２採取孔２６ａの位置とずれて、第２採取孔２６ａが上蓋部１１，１１Ａの下部天板部１３によって塞がれた状態となるため、第２採取孔２６ａからのタンク部２内へのソイルセメント３００ａの流入を遮断することができる。

尚、上蓋部１１，１１Ａの突出部１３ｂが、下蓋部１８，１８Ａの溝部２８内の右側端部に突き当たった後は、下蓋部１８，１８Ａ及び収容部３８は連結板４及び上蓋部１１，１１Ａとともに回転ロッド１０１と同じ回転速度で正回転する。

上記のように、操作者４００による掘削機１００の回転ロッド１０１の操作のみによって、回転ロッド１０１の先端に連結した未固結試料採取装置１，１Ａを操作することができ、掘削孔２００の根固め部において確実にソイルセメント３００ａを採取することができる。

次に、図１２及び図１９に示すように、掘削機１００により掘削孔２００から回転ロッド１０１及び未固結試料採取装置１，１Ａを正回転させながら引き上げ、タンク部２内に収容したソイルセメント３００ａを回収するため、未固結試料回収箱１０３の真上に未固結試料採取装置１，１Ａの排出孔４１が位置するように、未固結試料採取装置１，１Ａを移動させる。

移動後は、操作者４００がハンドル部５２を手前に引っ張ることで、ピストン部４９により塞がれていた試料排出ユニット４４の本体部４５の流入孔４５ｄ及び流出孔４５ｅが開口した状態とし、タンク部２内に収容されたソイルセメント３００ａをタンク部３外へ排出させることで、未固結試料回収箱１０３内にソイルセメント３００ａを回収する。

タンク部２内のソイルセメント３００ａをすべて排出した後は、ハンドル部５２を本体部４５に向けて一番奥まで押し込むことで、図８等に示すように、試料排出ユニット４４の本体部４５の流入孔４５ｄ及び流出孔４５ｅがピストン部４９によって塞がれた状態とし、次の作業に備える。

上記のように、未固結試料採取装置１，１Ａは、その構造が簡単であって機構調整等の必要がないため、ソイルセメント３００ａの採取及び排出作業を容易に、安全かつ確実に行うことができる。

次に第３実施形態に係る未固結試料採取装置１Ｂについて説明すると、上記第１実施形態に係る未固結試料採取装置１と同様に、上端部にロッド連結部３が設けられ下端部にアンカー部４２が設けられたタンク部２と、そのタンク部２内に設けられた試料排出ユニット４４を有するとともに、タンク部２の収容部３８の側面の長手方向の略中央部付近に支持フレーム部５４を介して拡大翼５５が設けられている。

具体的には、図１３ないし図１６に示すように、タンク部２の収容部３８の側面において、その側面に対して外側へ向けて突出する２つの支持フレーム部５４，５４が、収容部３８の中心軸を挟んで互いに反対側の位置に点対称に設けられている。この支持フレーム部５４は、板状部材を折り曲げて形成された断面略コの字状のフレームであって、上部フレーム部５４ａ、下部フレーム部５４ｂ及び側部フレーム部５４ｃを有している。

上部フレーム部５４ａ及び下部フレーム部５４ｂは、互いに平行であって、収容部３８の側面に対してそれぞれ略垂直で且つ水平方向に延びるように設けられている。また、上部フレーム部５４ａ及び下部フレーム部５４ｂの間に渡すように、棒状の軸部５４ｄが設けられている。側部フレーム部５４ｃは、収容部３８の側面に対して略垂直で且つ鉛直方向に延び、上部フレーム部５４ａ及び下部フレーム部５４ｂの端部の間に渡すように設けられている。

拡大翼５５は、アーム部５６及び先端係止部５８を有する。アーム部５６は、湾曲する横長略長方形状の板状部材であって、収容部３８の側面の曲率と略同様な曲率で収容部３８側に湾曲しており、その一端には軸孔５６ｃが形成されている。そして、上部フレーム部５４ａ及び下部フレーム部５４ｂの間において、支持フレーム部５４の軸部５４ｄがアーム部５６の軸孔５６ｃに挿通されている。そのため、アーム部５６は、軸部５４ｄにより収容部３８の側面に対して垂直な状態で支持されているとともに、軸部５４ｄ回りで水平方向に揺動可能に支持されている。

また、先端係止部５８は縦長略長方形状の板状部材であって、アーム部５６の他端（先端）において、アーム部５６に対して略垂直で且つ鉛直方向に延びるとともに、収容部３８の側面に対しても略垂直となるように設けられている。

上記構造により、図１３及び図１４に示すように、２つの拡大翼５５，５５のアーム部５６が収容部３８の側面に巻きついた状態（閉じた状態）で、掘削孔２００の所定の深さの杭周固定部において、未固結試料採取装置１Ｂを掘削機１００の回転ロッド１０１とともに正回転（右回転）させた場合、掘削孔２００内の未固結試料３００であるソイルセメント３００ｂによって拡大翼５５を軸部５４ｄ回りに右回転（拡径）させる力が作用しないため、２つの拡大翼５５，５５のアーム部５６は、収容部３８の側面に巻きついたままの状態（閉じたままの状態）を維持する。

一方、未固結試料採取装置１Ｂが回転ロッド１０１とともに逆回転（左回転）することで、ソイルセメント３００ｂは先端係止部５８の正面５８ａに当たり、先端係止部５８の正面５８ａの上下左右方向へ逃げて流れるため、収容部３８の側面と、先端係止部５８の内側の端面５８ｂ及びアーム部５６の内側の端面５６ａとの間にソイルセメント３００ｂが流れ込み、それらの間に隙間が生じる。

そして、未固結試料採取装置１Ｂが逆回転し続けることで、ソイルセメント３００ｂがその隙間に流れ込んでアーム部５６の内側の端面５６ａに当たり続けるとともに、先端係止部５８の内側の端面５８ｂにも当たり続ける。それにより、図１５及び図１６に示すように、ソイルセメント３００ｂによって拡大翼５５を軸部５４ｄ回りに右回転（拡径）させる力が作用し、２つの拡大翼５５，５５のアーム部５６は、その外側の端面５６ｂが支持フレーム５４の側部フレーム部５４ｃに当たるまで、軸部５４ｄ回りに右回転（拡径）し続ける状態となる。

また、２つの拡大翼５５，５５のアーム部５６が拡径した状態で、未固結試料採取装置１Ｂが回転ロッド１０１とともに正回転（右回転）することで、ソイルセメント３００ｂがアーム部５６の外側の端面５６ｂに当たり続ける。それにより、ソイルセメント３００ｂによって拡大翼５５を軸部５４ｄ回りに左回転（縮径）させる力が作用し、２つの拡大翼５５，５５のアーム部５６は、その内側の端面５６ａが収容部３８の側面に当たるまで、軸部５４ｄ回りに左回転（縮径）し続ける状態となる。

尚、アーム部５６の先端に設けられた先端係止部５８は、未固結試料採取装置１Ｂが逆回転（左回転）する際に、容易に拡大翼５５のアーム部５６が軸部５４ｄ回りに右回転（拡径）してソイルセメント３００ｂを短時間でかつ確実に採取することができるように、収容部３８の側面と、先端係止部５８の内側の端面５８ｂ及びアーム部５６の内側の端面５６ａとの間への十分なソイルセメント３００ｂの流量を確保しうる程度の大きさ（面積）を有することが望ましい。

また、未固結試料採取装置１Ｂが逆回転（左回転）する際に、拡大翼５５の先端係止部５８の正面５８ａに当たったソイルセメント３００ｂを、収容部３８の側面と、先端係止部５８の内側の端面５８ｂ及びアーム部５６の内側の端面５６ａとの間にスムーズに誘導して、より容易に拡大翼５５が軸部５４ｄ回りに右回転（拡径）するように、拡大翼５５が収容部３８の側面に巻きついた状態（閉じた状態）において、収容部３８の側面に対する先端係止部５８の角度αが９０度以下であることが望ましい（図１４参照）。

次に、未固結試料採取装置１Ｂを使用した未固結試料３００の採取方法について具体的に説明する。まず、図１７に示すように、上記実施形態と同様に、掘削機１００の回転ロッド１０１の先端に掘削装置１０２を連結して、地面２０１に所定の深さの掘削孔２００を掘削し、根固め液及び杭周固定液を注入し混合攪拌することで未固結試料３００である固化する前のソイルセメント３００ａ，３００ｂを形成しながら根固め部及び杭周固定部を築造する。

そして、掘削孔２００から回転ロッド１０１を引き上げ、その先端に連結されている掘削装置１０２を外し、代わりにロッド連結部３を介して未固結試料採取装置１Ｂを連結する。

このとき、スライド式蓋部１０は、図７（ａ），（ｂ）に示す場合と同様に、上蓋部１１の下部天板部１３に設けられた突出部１３ｂが、下蓋部１８の連結部２６に設けられた溝部２８の右側端部（正回転方向の前方端部）に突き当たった状態であるため、下蓋部１８の第２採取孔２６ａは、下部天板部１３によって塞がれた状態となっている。また、試料排出ユニット４４における本体部４５の流入孔４５ｄ及び流出孔４５ｅは、図７（ｂ）に示す場合と同様に、ピストン部４９により塞がれた状態となっている。また、２つの拡大翼５５，５５のアーム部５６は、収容部３８の側面に巻きついた状態（閉じた状態）となっている。

尚、未固結試料採取装置１Ｂの収容部３８の側面に、タンク部２内の空気を抜くことが可能な逆止弁が設けられている場合は、真空ポンプ等を使用して逆止弁よりタンク部２内の空気を抜いて、タンク部２内の気圧を低下させておく。

そして、掘削孔２００の所定の深さの杭周固定部におけるソイルセメント３００ｂを採取するため、掘削機１００の回転ロッド１０１とともに未固結試料採取装置１Ｂを正回転（右回転）させた状態で掘削孔２００の所定の深さまで降下させる。このとき、下蓋部１８及び収容部３８は、連結板４及び上蓋部１１とともに回転ロッド１０１と同じ回転速度で正回転し、２つの拡大翼５５，５５のアーム部５６は、図１３及び図１４に示すように、収容部３８の側面に巻きついたままの状態（閉じたままの状態）を維持する。

未固結試料採取装置１Ｂが所定の深さまで降下した後、今度は回転ロッド１０１を逆回転（左回転）させる。これにより、連結板４及び上蓋部１１は回転ロッド１０１とともに同じ回転速度で逆回転するとともに、下蓋部１８及び収容部３８も同じ回転速度で逆回転する。このとき、上記のように拡大翼５５の先端係止部５８の正面５８ａに当たったソイルセメント３００ｂの流れにより、収容部３８の側面と、先端係止部５８の内側の端面５８ｂ及びアーム部５６の内側の端面５６ａとの間に隙間が生じ、２つの拡大翼５５，５５のアーム部５６は、軸部５４ｄ回りに右回転（拡径）し続ける状態となる。

そして、拡大翼５５が軸部５４ｄ回りに右回転（拡径）し続けることで、図１５，図１６及び図２０に示すように、拡大翼５５の先端係止部５８が、掘削孔２００の側壁２００ｂに当たって突き刺さり、深く食い込んだ状態とする。それにより、拡大翼５５が側壁２００ｂから抵抗を受ける状態となり、拡大翼５５が設けられている収容部３８及びその収容部３８に固定されている下蓋部１８は、回転ロッド１０１とともに同じ回転速度で逆回転することができず、回転ロッド１０１よりも遅い回転速度で逆回転するか、静止したままの状態が維持される。

一方、連結板４及び上蓋部１１は回転ロッド１０１とともに同じ回転速度で逆回転を続ける。そのため、上蓋部１１が下蓋部１８に対して相対的に回転し、上蓋部１１の下部天板部１３に設けられた突出部１３ｂが、下蓋部１８の連結部２６に設けられた溝部２８に沿ってその左側端部（逆回転方向の前方端部）に突き当たるまでスライドする。

上記のような上蓋部１１及び下蓋部１８の動きにより、図８（ａ），（ｂ）及び図１１に示す場合と同様に、上蓋部１１の下部天板部１３に形成された第１採取孔１３ｃの位置が、下蓋部１８の連結部２６に形成された第２採取孔２６ａの位置と完全重なり、第２採取孔２６ａが開口した状態となるため、掘削孔２００の杭周固定部において未固結試料採取装置１Ｂの第１採取孔１３ｃ付近に存在するするソイルセメント３００ｂを、第１採取孔１３ｃ及び第２採取孔２６ａを介してタンク部２内に収容することができる。

尚、上蓋部１１の突出部１３ｂが、下蓋部１８の溝部２８内の左側端部に突き当たった後は、拡大翼５５が側壁２００ｂから抵抗を受ける状態であっても、下蓋部１８及び収容部３８は連結板４及び上蓋部１１とともに回転ロッド１０１と同じ回転速度で逆回転する。

タンク部２内に十分な量のソイルセメント３００ｂを収容した後、今度は回転ロッド１０１を正回転（右回転）させる。これにより、上記のように連結板４及び上蓋部１１は回転ロッド１０１とともに同じ回転速度で正回転する。

一方、拡大翼５５の先端係止部５８が掘削孔２００の側壁２００ｂに深く食い込んで、拡大翼５５が側壁２００ｂから抵抗を受けている状態であるため、下蓋部１８及び収容部３８は回転ロッド１０１よりも遅い回転速度で正回転するか、静止したままの状態が維持される。そのため、上蓋部１１が下蓋部１８に対して相対的に回転し、上蓋部１１の下部天板部１３に設けられた突出部１３ｂが、下蓋部１８の連結部２６に設けられた溝部２８に沿ってその右側端部（正回転方向の前方端部）に突き当たるまでスライドする。

それにより、図７（ａ），（ｂ）に示す場合と同様に、上蓋部１１の下部天板部１３に形成された第１採取孔１３ｃの位置が、下蓋部１８の連結部２６に形成された第２採取孔２６ａの位置とずれて、第２採取孔２６ａが上蓋部１１の下部天板部１３によって塞がれた状態となるため、第２採取孔２６ａからのタンク部２内へのソイルセメント３００ｂの流入を遮断することができる。

尚、上蓋部１１の突出部１３ｂが、下蓋部１８の溝部２８内の右側端部に突き当たった後は、下蓋部１８及び収容部３８は連結板４及び上蓋部１１とともに回転ロッド１０１と同じ回転速度で正回転する。それにより、掘削孔２００の側壁２００ｂに深く食い込んだ状態の拡大翼５５の先端係止部５８は側壁２００ｂから外れ、ソイルセメント３００ｂがアーム部５６の外側の端面５６ｂに当たり続ける。それにより、２つの拡大翼５５，５５のアーム部５６は、その内側の端面５６ａが収容部３８の側面に当たるまで軸部５４ｄ回りに左回転（縮径）し続ける状態となり、図１３及び図１４に示すように、収容部３８の側面に巻きついた状態（閉じた状態）に戻る。

上記のように、操作者４００による掘削機１００の回転ロッド１０１の操作のみによって、回転ロッド１０１の先端に連結した未固結試料採取装置１Ｂを操作することができ、掘削孔２００の杭周固定部の任意の深さにおいて確実にソイルセメント３００ｂを採取することができる。

また、第３実施形態に係る未固結試料採取装置１Ｂにおいては、上記のように拡大翼５５を使用することにより掘削孔２００の杭周固定部のソイルセメント３００ｂを採取可能であるが、上記第１実施形態と同様にしてアンカー部４２を使用することで、根固め部のソイルセメント３００ａも採取可能である。

尚、上記第２実施形態に係る未固結試料採取装置１Ａと同様の構造を有するとともに、タンク部２の収容部３８の側面の長手方向の略中央部付近に支持フレーム部５４を介して拡大翼５５が設けられている未固結試料採取装置についても、操作者４００による掘削機１００の回転ロッド１０１についての上記未固結試料採取装置１Ｂの操作と同様の操作を行うことによって、未固結試料採取装置を操作することができ、掘削孔２００の根固め部及び杭周固定部において確実にソイルセメント３００ａ，３００ｂを採取することができる。

次に、図２１に示すように、掘削機１００により掘削孔２００から回転ロッド１０１及び未固結試料採取装置１Ｂを正回転させながら引き上げ、タンク部２内に収容したソイルセメント３００ｂを回収するため、未固結試料回収箱１０３の真上に未固結試料採取装置１Ｂの排出孔４１が位置するように、未固結試料採取装置１Ｂを移動させる。

移動後は、図１２に示す場合と同様に、操作者４００がハンドル部５２を手前に引っ張ることで、ピストン部４９により塞がれていた試料排出ユニット４４の本体部４５の流入孔４５ｄ及び流出孔４５ｅが開口した状態とし、タンク部２内に収容されたソイルセメント３００ｂをタンク部３外へ排出させることで、未固結試料回収箱１０３内にソイルセメント３００ｂを回収する。

タンク部２内のソイルセメント３００ｂをすべて排出した後は、ハンドル部５２を本体部４５に向けて一番奥まで押し込むことで、図８等に示す場合と同様に、試料排出ユニット４４の本体部４５の流入孔４５ｄ及び流出孔４５ｅがピストン部４９によって塞がれた状態とし、次の作業に備える。

尚、掘削孔２００の杭周固定部における任意の位置（深さ）のソイルセメント３００ｂの採取のみが目的である場合には、第３実施形態に係る未固結試料採取装置１Ｂは、アンカー部４２が設けられていなくてもよい。

１，１Ａ，１Ｂ 未固結試料採取装置 ３６ 割りピン
２ タンク部 ３７ ワッシャー
３ ロッド連結部 ３８ 収容部
４ 連結板 ３９ Ｏリング
５ 第１えぐり部 ４０ フランジ部
６ 凹部 ４１ 排出口
７ 軸部 ４２ アンカー部
８ ボルト孔 ４４ 試料排出ユニット
１０，１０Ａ スライド式蓋部 ４５ 本体部
１１，１１Ａ 上蓋部 ４６ 端板部
１２ 胴部 ４８ 漏斗部材
１３ 下部天板部 ４９ ピストン部
１４ 上部天板部 ５０ Ｏリング
１５ ボルト ５１ ロッド部
１６ ナット ５２ ハンドル部
１８，１８Ａ 下蓋部 ５４ 支持フレーム部
１９ 第１胴部 ５５ 拡大翼
２０ フランジ部 ５６ アーム部
２２ 第２胴部 ５８ 先端係止部
２３ 仕切り板 １００ 掘削機
２４ 収納部 １０１ 回転ロッド
２５ Ｏリング １０２ 掘削装置
２６ 連結部 １０３ 未固結試料回収箱
２８ 溝部 ２００ 掘削孔
３０ シャフト ２０１ 地面
３２ 第１ベアリング ３００ 未固結試料
３３ 第２ベアリング ４００ 操作者
３４ スリーブ
３５ ナット

Claims (9)

1. タンク部と、該タンク部の上端部に設けられ回転ロッドに連結可能なロッド連結部と、前記タンク部の下端部に設けられたアンカー部と、前記タンク部内に設けられた未固結試料を排出する試料排出ユニットを有し、前記タンク部は、有底略円筒状の収容部とその上端部に設けられたスライド式蓋部とを有し、該スライド式蓋部は、上蓋部と該上蓋部の下方に配置され前記上蓋部に対して相対的に回動可能に連結された下蓋部とを有し、前記上蓋部には、第１採取孔が形成されるとともに下方に突出する突出部が設けられ、前記下蓋部には、前記第１採取孔と対応する位置に第２採取孔が形成されるとともに、前記突出部が嵌合しつつスライド可能な溝部が設けられ、前記試料排出ユニットは、前記タンク部の内部と連通する流入孔及び前記タンク部の外部と連通する流出孔が形成され両端が密閉された略円筒状の本体部と、該本体部の内部を移動可能であって前記流入孔及び前記流出孔を閉塞可能な略円柱状のピストン部と、該ピストン部と連結され前記ピストン部の移動操作が可能なハンドル部を有することを特徴とする未固結試料採取装置。
2. 前記上蓋部の前記第１採取孔及び前記下蓋部の前記第２採取孔が複数形成されていることを特徴とする請求項１に記載の未固結試料採取装置。
3. 前記上蓋部と前記下蓋部の間に、それらの隙間を塞ぐ第１シール部材が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の未固結試料採取装置。
4. 前記第１シール部材に潤滑剤を供給可能なグリス穴を有することを特徴とする請求項３に記載の未固結試料採取装置。
5. 前記上蓋部と前記下蓋部の間に、それらの隙間を塞ぐとともに、前記上蓋部に形成された前記第１採取孔または前記下蓋部に形成された前記第２採取孔の周縁を囲う第２シール部材が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の未固結試料採取装置。
6. 前記第１シール部材と前記第２シール部材が摩擦を低減させる素材で形成されていることを特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載の未固結試料採取装置。
7. 前記収容部に、逆止弁を有することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の未固結試料採取装置。
8. 前記収容部の側面において揺動可能に支持され、正回転時には縮径状態に、逆回転時には拡径状態に変位可能な拡大翼を、前記アンカー部に代えて、または前記アンカー部と共に有することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の未固結試料採取装置。
9. 前記拡大翼は、前記収容部の前記側面に設けられた支持フレーム部によって揺動可能に支持されたアーム部と、該アーム部の先端部に設けられ未固結試料を前記収容部の前記側面と前記アーム部との間に誘導可能である先端係止部を有することを特徴とする請求項８に記載の未固結試料採取装置。

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