JPH11101083A - 土質調査試料サンプリング方法及びそれに用いるオーガーロッドの接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】無水掘削により乱さない試料を採取することが
でき、しかも試料の採取深度が深尺であってもサンプラ
ーの押し込み・回収を容易に行うことができるようにす
る。 【解決手段】先端に開閉可能なビット３が装着された中
空オーガー１により所定深度まで掘削した後、中空オー
ガー１の内部に、先端にサンプラーが装着されたサンプ
リングロッド３４を挿入し、ビット３を開放してサンプ
ラー３５を掘削孔底３３に押し込むことにより、サンプ
ラー３５に試料を採取し、サンプラー３５を引き上げ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、土質調査試料サ
ンプリング方法及びそれに用いるオーガーロッドの接続
構造に関し、さらに詳細には、軟弱地盤の土質試料のサ
ンプリングに好適な方法及びロッド接続構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】地震時に液状化現象を引き起こす緩い滞
水砂層や、ピート、モスなどの腐食土層は軟弱地盤に分
類され、その上に構造物が建設されると、地盤の変位に
よる多大な損害を与えることがある。実際に、住宅やビ
ルが傾いて、大きな社会問題となる例もある。

【０００３】このようなことから、構造物の築造前には
一般に土質調査が行われ、その手法の１つとして、サン
プラーによる土質試料のサンプリングが知られている。
サンプリングに際しては、試料の採取深度まで掘削が行
われるが、軟弱地盤の場合、水掘削を行うとサンプリン
グすべき地層が乱れてしまい、乱さない試料の採取がで
きない。このため、従来はサンプリングロッドとしてシ
ングルロッドを用いた押し込み式による無水掘削を行っ
ている。

【０００４】しかしながら、シングルロッドを用いた押
し込み方式は、試料の採取深度が浅尺であればサンプラ
ーの押し込み、回収も容易であるが、深尺になると回収
に時間がかかり、採取効率が大きく低下する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目
的を達成するものである。

【０００６】この発明の目的は、無水掘削により乱さな
い試料を採取することができ、しかも試料の採取深度が
深尺であってもサンプラーの押し込み・回収を容易に行
うことができるサンプリング方法及びそれに用いるオー
ガーロッドの接続構造を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を達
成するために、次のような手段を採用している。

【０００８】すなわちこの発明は、先端に開閉可能なビ
ットが装着された中空オーガーにより所定深度まで掘削
した後、前記中空オーガーの内部に、先端にサンプラー
が装着されたサンプリングロッドを挿入し、前記ビット
を開放して前記サンプラーを掘削孔底に押し込むことに
より、前記サンプラーに試料を採取し、次いで、前記サ
ンプラーを引き上げることを特徴とする土質調査試料サ
ンプリング方法にある。

【０００９】この発明方法によれば、中空オーガーを使
用して無水掘削するので、サンプリングすべき地層に乱
れが生じることがない。また、サンプリングロッドによ
るサンプラーの押し込み・回収は、中空オーガーの内部
を通して行われるので、試料の採取深度が深尺であって
も、これらの作業を効率よく行うことができる。

【００１０】前記ビットがばねにより常時閉鎖するよう
に付勢され、前記サンプラーの押し込み力により前記ば
ねの付勢力に抗して前記ビットを開放するようにすると
よい。

【００１１】また、この発明は、中空ロッドの外周にス
パイラル翼が設けられたオーガーロッドの接続構造であ
って、互いに接続される一方のオーガーロッドと他方の
オーガーロッドとは、それらのスパイラル翼がほぼ連続
するように接続されることを特徴とするオーガーロッド
の接続構造にある。このような接続構造によれば、スパ
イラル翼が接続部でほぼ連続しているので、オーガーが
スムーズに回転し、貫入及び引き上げも容易に行え、ま
た土砂の排除もスムーズに行える。

【００１２】前記スパイラル翼の先端及び後端がそれぞ
れ平坦部に形成され、一方のオーガーロッドにおける前
記スパイラル翼の後端平坦部と、他方のオーガーロッド
における前記スパイラル翼の先端平坦部とが重合されて
着脱自在な緊締部材により緊締される構造とするとよ
い。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面を参
照しながら以下に説明する。図１は、この発明方法に使
用するオーガーの軸線方向断面図である。オーガー１は
中空のものであり、複数のオーガーロッド２を接続して
構成されている。先端のオーガーロッド２には開閉自在
なビット３が設けられている。

【００１４】ビット３は、この実施の形態では、３つに
分割された分割ビット３ａ、３ａ、３ａ（図には分割ビ
ットが２つのみ示されている）からなり、図２に示すよ
うに、閉じた状態で略円錐体となる。すなわち分割ビッ
ト３ａ，３ａ、３ａは中空円錐体を軸線方向に３つ割り
にしたものである。ビットの分割数は３つに限らず、複
数であればよい。各分割ビット３ａは図３に拡大断面図
で示すように、環状のカップリング４を介して先端のオ
ーガーロッド２に装着されている。

【００１５】カップリング４には周面に開口する凹部４
０が設けられ、この凹部４０を鉛直方向に横切るガイド
孔４１にボルト４２が移動自在に挿通されている。ボル
ト４２の下端には支持リング５が設けられ、各分割ビッ
ト３ａは支持リング５に水平軸６を介して枢支され、鉛
直方向に回動自在となっている。

【００１６】ボルト４２には凹部４０において抜け止め
のためのナット４３が螺着され、このナット４３の上下
に皿ばね４４が配置され、各分割ビット３ａは皿ばね４
４により常時閉鎖するように付勢されている。カップリ
ング４はその上端が先端のオーガーロッド２に嵌合固定
され、これによりビット３がオーガーロッド２に装着さ
れる。各分割ビット３ａを付勢するばねとして、図４に
示すように、水平軸６に装着されるねじりコイルばね４
５を用いてもよい。

【００１７】図５はオーガーロッド２の平面図である。
オーガーロッド２は中空のロッド本体７と、その外周に
設けられた１条または２条のスパイラル翼８とからなっ
ている。スパイラル翼８の先端及び後端には平坦部９、
１０がそれぞれ形成されている。これらの平坦部９、１
０にはボルトの挿通孔（図示せず）が設けられ、後端平
坦部１０の下面にはナット１１が固着されている。ま
た、ロッド本体７の先端には、その内径と等しい外径を
もつ嵌合凸部１２が設けられている。

【００１８】図６はオーガーロッド２、２の接続状態を
示す平面図である。接続するにあたっては、先行する一
方のオーガーロッド２の後端に、後行する他方のオーガ
ーロッド２の嵌合凸部１２を嵌合させ、また一方のオー
ガーロッド２のスパイラル翼８の後端平坦部１０と、他
方のオーガーロッド２のスパイラル翼８の先端平坦部９
とを重合させる。そして、両平坦部９、１０のボルト挿
入孔にボルト１３を挿入し、ナット１１に螺着する。

【００１９】このように、平坦部９、１０は緊締部材で
あるボルト１３及びナット１１により緊締され、この状
態で一方のスパイラル翼８と他方のスパイラル翼８とが
連続する。なお、先端のオーガーロッド２には、当然の
ことながら、先端平坦部１０及び嵌合凸部１２は設けら
れていない。

【００２０】オーガーロッド２の接続構造は、上記以外
にも種々の態様を採ることができる。図７、図８及び図
９はその一例を示し、図７はオーガーロッド２の接続前
の平面図、図８は接続状態の平面図、図９は軸線に直角
方向の断面図である。この例は、ロッド本体７の先端及
び後端に１８０度の角度範囲に亘って互いに係合可能な
切欠段部１４ａ、１４ｂを設け、またロッド本体７の先
端にはボルト１５の挿入孔１６を後端にはねじ孔１７を
それぞれ設けたものである。

【００２１】一方のオーガーロッド２の後端切欠段部１
４ｂと他方のオーガーロッド２の先端切欠段部１４ａと
を図８に示すように係合させ、挿入孔１６にボルト１５
を挿入してねじ孔１７に螺着し、このようにしてオーガ
ーロッド２、２が接続される。この場合、接続されるオ
ーガーロッド２、２の各スパイラル翼８は直接連結され
ることはないが、これらのスパイラル翼８はオーガーロ
ッドどうしが接続された状態で、図８に示すように、ほ
ぼ連続するように各ロッド本体７に設けられる。切欠段
部１４ａ、１４ｂに代えて、図１０に示すように、ロッ
ド本体７の先端及び後端に互いに係合可能な切欠凹部１
８及び凸部１９をそれぞれ対称位置に一対ずつ設けても
よい。

【００２２】図１１は掘削機の一例を示す側面図であ
る。この掘削機は可動式のもので、作業者がサンプリン
グ位置まで容易に移動させることができる。定着具２０
により地盤上に定置されるベース２１には角筒形のケー
シング２２が立設され、このケーシング２２内に電動シ
リンダ２３等の駆動シリンダが収容されている。ケーシ
ング２２の外周には角筒形の昇降パイプ２４が嵌合さ
れ、この昇降パイプ２４は電動シリンダ２３の作動によ
り昇降する。

【００２３】昇降パイプ２４にはブラケット２５を介し
てドリルヘッド２６が固定され、このドリルヘッド２６
は昇降パイプ２４に伴って昇降する。ドリルヘッド２６
にはスピンドル２７が設けられ、スピンドル２７はドリ
ルヘッド２６に搭載された電動モ−タ２８等の駆動モー
タの作動により正逆回転する。

【００２４】次に、試料のサンプリング方法について説
明する。サンプリングに際しては、まず、図１に示した
オーガー１により地盤を掘削する。図１２に示すよう
に、オーガーロッド２はカップリング２９を介してスピ
ンドル２７に取付けられる。カップリングリング２９の
一端はオーガーロッド２に嵌合され、それらに設けられ
た挿入孔３０、３１に挿入されるピン３２及びストッパ
３３により固定される。カップリング２７の他端はスピ
ンドル２７にチャックされる。

【００２５】スピンドル２７の回転によりオーガー１を
回転させ、地盤に貫入する。このとき、先端のビット３
は閉じられており、オーガー内部に土砂は侵入しない。
また、オーガー１はスパイラル翼８のねじ作用により、
回転力を与えると給進力も得られるため、給進に必要な
電動シリンダ２３の動力は小さくてよい。掘削の進行に
伴い、オーガーロッド２を順次接続する。各オーガーロ
ッド２のスパイラル翼８は接続部でほぼ連続しているの
で、スムーズに回転し、貫入及び後述する引き上げも容
易に行え、また土砂の排除もスムーズに行える。

【００２６】掘削深度が所定深度に達したら、図１に示
すように、オーガー１を逆転させることにより、掘削孔
底３３から適宜寸度だけ引上げる。そして、オーガー１
の内部にサンプリングロッド３４を挿入する。このサン
プリングロッド３４の先端にはサンプラー３５が装着さ
れている。図１３に示すように、サンプリングロッド３
４はオーガーロッド２の場合と同様に、カップリング２
９、挿入孔３６に挿入されるピン３２及びストッパ３３
を介してスピンドル２７に取付けられる。

【００２７】図１に示すように、オーガー１の内部に挿
入されたサンプリングロッド３４には、電動シリンダ２
３から昇降パイプ２４及びドリルヘッド２６を経て押し
込み力が伝達され、この押し込み力によりサンプラー３
５が分割ビット３ａ，３ａ，３ａのばね力に抗して該ビ
ット３を開放する。そして、サンプラー３５を掘削孔底
３３に押し込むことにより、サンプラー３５内に試料を
採取する。

【００２８】試料の採取後、サンプリングロッド３４を
引き上げることにより、サンプラー３５を回収し、採取
された試料を適宜保管する。サンプリングロッド３４の
引上げにより、ビット３が閉じられ、再びオーガー１に
より所定深度まで掘削し、前記のようにしてサンプリン
グを行い、このような作業を繰り返す。サンプリング作
業終了後、オーガー１は逆転させることにより引き上げ
られるが、各オーガーロッド２は図６あるいは図８、図
１０のように接続されているので、正転のみならず逆転
トルクも各ロッド間で伝達され、例えばロッド本体７に
ねじを切って接続する場合のように、各オーガーロッド
２が緩んだり、外れることがない。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、この発明方法によれば、
中空オーガーを使用して無水掘削し、サンプリングする
ので、サンプリングすべき地層に乱れが生じることがな
く、乱さない試料を採取することができる。また、サン
プリングロッドによるサンプラーの押し込み・回収は、
中空オーガーの内部を通して行われるので、試料の採取
深度が深尺であっても、これらの作業を効率よく行うこ
とができる。

【００３０】さらに、この発明によるオーガーロッドの
接続構造によれば、スパイラル翼が接続部でほぼ連続し
ているので、オーガーがスムーズに回転し、貫入及び引
き上げも容易に行え、また土砂の排除もスムーズに行え
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明方法に使用するオーガーの軸
線方向断面図である。

【図２】図２は閉じた状態のビットの正面図である。

【図３】図３は分割ビットの装着部を拡大して示す断面
図である。

【図４】図４は分割ビットを付勢するばねの別の例を示
す断面図である。

【図５】図５はオーガーロッドの正面図である。

【図６】図６はオーガーロッドの接続状態の正面図であ
る。

【図７】図７はオーガーロッドの接続の他の例を示し、
接続前の正面図である。

【図８】図８は同上のものの接続状態の正面図である。

【図９】図９は同上のものの接続状態の断面図である。

【図１０】図１０はオーガーロッドの接続の他の例を示
し、接続状態の正面図である。

【図１１】図１１は掘削機の一例を示す側面図である。

【図１２】図１２はオーガーロッドとスピンドルの接続
関係を示す図である。

【図１３】図１３はサンプリングロッドとスピンドルの
接続関係を示す図である。

【符号の説明】

１…中空オーガー ２…オーガーロッド ３…ビット ３ａ…半割りビット ７…ロッド本体 ８…スパイラル翼 ９…平坦部 １０…平坦部 １３…ボルト ２３…電動シリンダ ２４…昇降パイプ ２６…ドリルヘッド ２７…スピンドル ２８…電動モータ ３３…掘削孔底 ３４…サンプリングロッド ３５…サンプラー ４４…皿ばね ４５…ねじりコイルばね

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端に開閉可能なビットが装着された中空
   オーガーにより所定深度まで掘削した後、 前記中空オーガーの内部に、先端にサンプラーが装着さ
   れたサンプリングロッドを挿入し、 前記ビットを開放して前記サンプラーを掘削孔底に押し
   込むことにより、前記サンプラーに試料を採取し、 次いで、前記サンプラーを引き上げることを特徴とする
   土質調査試料サンプリング方法。
2. 【請求項２】前記ビットがばねにより常時閉鎖するよう
   に付勢され、前記サンプラーの押し込み力により前記ば
   ねの付勢力に抗して前記ビットを開放することを特徴と
   する請求項１記載の土質調査試料サンプリング方法。
3. 【請求項３】中空ロッドの外周にスパイラル翼が設けら
   れたオーガーロッドの接続構造であって、 互いに接続される一方のオーガーロッドと他方のオーガ
   ーロッドとは、それらのスパイラル翼がほぼ連続するよ
   うに接続されることを特徴とするオーガーロッドの接続
   構造。
4. 【請求項４】前記スパイラル翼の先端及び後端がそれぞ
   れ平坦部に形成され、一方のオーガーロッドにおける前
   記スパイラル翼の後端平坦部と、他方のオーガーロッド
   における前記スパイラル翼の先端平坦部とが重合されて
   着脱自在な緊締部材により緊締されることを特徴とする
   請求項３記載のオーガーロッドの接続構造。