(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アースオーガに設けられ、オーガスクリューと一体に回転するものとして、オーガスクリュー継手に嵌合する継手を上下方向に設け、かつ、下方向の継手は掘削ヘッドへの継手でもあることを特徴とした土中試料の採取装置。
【請求項２】
外管と該外管の内側に収納される内管とからなり、該内管の一方の端部外周面に土中試料を採取するための窓孔を形成し、また、該内管の他方の端部側底部には採取した土中試料が取り出せるよう蓋体を設け、この外管・内管による採取装置に、前記窓孔を出没させるように内管を外管から出入する油圧シリンダ機構を横並びで並列させて全体を扁平とした請求項１に記載の土中試料の採取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アースオーガに設けて、固定液を充填し終わった直後の未硬化状態の土中試料を、地盤中の原位置（採取したい位置）においてピンポイントで採取するための土中試料の採取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アースオーガで掘削し、アースオーガ先端からセメントミルク等の固定液を充填して杭を造成する場合に、原位置の一部土砂と固定液とが攪拌混合されて強度発現の要強度を満足しているか否かを明確にしなければならない。
【０００３】
下記特許文献は、計画深度におけるピンポイントの土壌試料を簡単かつ確実に、しかも土質の如何に拘わらず採取することができるものとして提案された土壌試料採取方法である。
【特許文献１】特開２００３−３２１８２９号公報
【０００４】
採取に用いる土壌試料採取装置は回転ロッド５１の下端に連結したオーガースクリュー５２と、そのオーガー軸の先端に連結した土壌採取具５３とから構成され、図７に示すように、オーガースクリュー５２の下端に掘削工具アタッチメント５８を取付け、このオーガースクリュー５２をクレーンブームに取付けた油圧モーターにより回転しながら土壌を採取する計画深度まで削孔した後、前記オーガースクリュー５２を引き上げて掘削工具アタッチメント５８に代えて、前記オーガースクリュー５２の螺旋羽根よりも小さい外径を有する螺旋羽根５４を周囲に設けた軸の上端に、この螺旋羽根５４の外径よりも若干大きく、かつオーガースクリュー５２の螺旋羽根とほぼ同等の外径を有する金属製円板５６を固定してなる土壌採取具５３を取付ける。
【０００５】
この土壌採取具５３をオーガースクリュー５２と共に回転しながら前記削孔中に下降させ、前記土壌採取具５３を削孔の底面下方の地盤中に前記円板５６が前記削孔の底面に接するまで貫入し、この状態でオーガースクリュー５２および土壌採取具５３を逆回転しながら地上に引き上げる。
【０００６】
また、下記特許文献は、アースオーガの下端に接続される拡大ヘッドに設けて、杭施工における拡大根固め球根に根固め液を充填し終わった直後の未硬化状態の土中試料を、地盤中の原位置（採取したい位置）においてピンポイントで採取するものとして提案されたものである。
【特許文献２】特開２００６−２４１８２８号公報
【特許文献３】特開２０１１−１０６１３７号公報
【０００７】
これら特許文献２、３のいずれも、オーガスクリューと一体に回転し、かつ、前記オーガスクリュー下端部に設けた開閉自在な拡大翼が開翼すると土砂採取口が開かれ、閉翼すると土砂採取口が閉じられるものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記特許文献１や特許文献２、３ではアースオーガの先端でしか土中試料の採取を採取することができない。すなわち、開閉自在な拡大翼を備えた拡大ヘッドからの拡大根固め球根に用いる根固め液の注入状態を把握するには適しているが、杭周固定液の採取はできないものであった。
【０００９】
本発明の目的は前記不都合を解消し、アースオーガの先端のみならず、掘削ロットの中間位置でも土中試料の採取を可能とした土中試料の採取装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の本発明は前記目的を達成するため、第１に、アースオーガに設けられ、オーガスクリューと一体に回転するものとして、オーガスクリュー継手に嵌合する継手を上下方向に設け、かつ、下方向の継手は掘削ヘッドへの継手でもあること、第２に、外管と該外管の内側に収納される内管とからなり、該内管の一方の端部外周面に土中試料を採取するための窓孔を形成し、また、該内管の他方の端部側底部には採取した土中試料が取り出せるよう蓋体を設け、この外管・内管による採取装置に、前記窓孔を出没させるように内管を外管から出入する油圧シリンダ機構を横並びで並列させて全体を扁平としたことを要旨とするものである。
【００１１】
請求項１記載の本発明によれば、オーガスクリュー継手に嵌合する継手を上下方向に設けたので、オーガスクリューを接続する継手、例えば、オーガスクリュー同士の接続のアースオーガ中間部分でも土中試料の採取装置をセット可能であり、アースオーガ先端のみならず、任意の位置での土中試料の採取が可能である。
【００１２】
請求項２記載の本発明によれば、外管・内管による採取装置の内管を油圧シリンダ機構の伸長に連動させて前記外管から出現させ、窓孔より前記土中試料を前記内管内に取り込み、その後、前記油圧シリンダ機構を縮小させて前記内管を前記外管内に収納することにより、取り込んだ土中試料を内管内に保持したまま地上に引き上げ、内管の端部側底部に設けられた蓋体をはずして前記内管内の土中試料を回収することができる。
【００１３】
特に、採取装置は、油圧シリンダ機構を横並びで並列させて全体を扁平としたものであり、オーガスクリュー同士の接続の箇所に介在させても上下に場所を取ることなく、オーガスクリューの回転の邪魔になることもない。
【発明の効果】
【００１４】
以上述べたように本発明の土中試料の採取装置は、アースオーガの先端のみならず、掘削ロットの中間位置でも土中試料の採取を可能としたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の土中試料の採取装置の１実施形態を示すもので、アースオーガの先端部に設けた状態の正面図、図２はアースオーガの中間部に設けた状態の正面図で、図中３５は駆動装置２とオーガスクリュー３３と掘削ヘッド３４とからなるアースオーガである。
【００１６】
アースオーガ３５は、図示は省略するが、ベースマシンの前端部にマストを垂直に支持し、該マストに全長にわたって配設したリーダーに、モータ、減速機を有する駆動装置３２を上下動自在に支持させると共にトップシーブから垂下されたワイヤにより昇降自在に吊支し、この駆動装置の出力軸に継手を介してオーガスクリュー３３を接続してある。
【００１７】
これら駆動装置３２とオーガスクリュー３３、オーガスクリュー３３同士、オーガスクリュー３３と掘削ヘッド３４とはそれぞれ継手により接続するが、特開２００６−２６２７０６号公報にもあるが角柱状プラグからなる雄継手と、上記プラグが嵌脱自在の角孔状ソケットからなる雌継手とを有し、該雄、雌両継手に横断方向に貫通するピン孔を設けた雄、雌継手からなる。従来、これに使用する軸継手として、六角軸の雄継手を六角孔の雌継手に嵌入し、ついで上記六角軸と六角孔の接合面にまたがって貫通された孔に抜け止めピンを挿入した構造のものが広く使用されている。
【００１８】
六角軸の雄継手を六角孔の雌継手に嵌入し、ついで六角軸と六角孔の接合面にまたがって貫通された孔に抜け止めピンを挿入する。
【００１９】
図７に示すように、雄継手４１は六角軸４２の前後両端に円形軸部４３、４４をそれぞれ連設し、又雌継手４５は、前記雄継手の六角軸４２と嵌合すべき前端開口の六角孔４６を有し、該六角孔４６の後端に、前記雄継手の前端の円形軸部４３と嵌合すべき円形孔部４７を連設し、六角孔４６の前端に、前記雄継手の後端の円形軸部４４と嵌合すべき円形孔部４８を連設してある。
【００２０】
図中４９は、雄雌継手４１、４５の嵌合時に、六角軸４２と六角孔４６の接合面にまたがって貫通された抜け止めピン孔の半円孔である。
【００２１】
図中１０は本発明の土中試料の採取装置で、採取部１０ａは外管１１の内側に窓孔１２ａのある採取パイプとしての内管１２（以下、単に内管という）が収納される二重管構造（円管に限らず角管でもよい）となっている。
【００２２】
窓孔１２ａは、弁付きのものではなく、図３に示すように、内管１２の周壁を内管１２の軸心に対して４分割したうち、上部の１つ約９０°の円弧で切り欠いて形成する上向きの開口である。このように窓孔１２ａを形成することで、拡大ヘッド１を回転させたときに採取装置１０の内管１２も回転し、土中試料が前記窓孔１２ａより内管１２内に取り込まれ、かつ、そのまま内部に保留される。
【００２３】
土中試料の採取装置１０は、前記外管１１と内管１２からなる採取部１０ａとシリンダ２７ａおよびロッド２７ｂからなる油圧シリンダ機構２７とを取り付け板８により横並びで並列させて全体を扁平とした。
【００２４】
内管１２の先端部は、連結アーム１３を介して油圧シリンダ機構２７のロッド２７ｂの先端部と繋がっている。この連結アーム１３は一端を油圧シリンダ機構２７のロッド２７ｂとは剛結し、他端は内管１２の先端部にピン３６により軸着し、油圧シリンダ機構２７のロッド２７ｂの動きを連結アーム１３は片持ち式で内管１２に伝えるようにしている。
【００２５】
採取装置１０の内管１２の反対側の端部は採取した土中試料の取出口となっており、ここに蓋体１４がある。
【００２６】
図３〜図５示すように、アースオーガ３５に設けられ、オーガスクリュー３３と一体に回転するものとして、土中試料の採取装置１０は、オーガスクリュー継手である雄継手４１と雌継手４５に嵌合する継手を上下方向に設けた。
【００２７】
該継手は、オーガスクリュー継手である雄継手４１と雌継手４５と同じく雌継手４５と雄継手４１であり、図示の例は雌継手４５を土中試料の採取装置１０の下面から下方に向けて突設し、雄継手４１を土中試料の採取装置１０の上面から下方に向けて突設する。
【００２８】
雄継手４１は六角軸４２の前後両端に円形軸部４３、４４をそれぞれ連設し、又雌継手４５は、前記雄継手の六角軸４２と嵌合すべき前端開口の六角孔４６を有し、該六角孔４６の後端に、前記雄継手の前端の円形軸部４３と嵌合すべき円形孔部４７を連設し、六角孔４６の前端に、前記雄継手の後端の円形軸部４４と嵌合すべき円形孔部４８を連設してある。
【００２９】
図中４９は、雄雌継手４１、４５の嵌合時に、六角軸４２と六角孔４６の接合面にまたがって貫通された抜け止めピン孔の半円孔である。また、５０は油圧カップラーである。
【００３０】
雌継手４５は、掘削ヘッド３４や拡大ヘッド１への継手でもあり、後述の雄継手７に嵌合する。
【００３１】
掘削ヘッド３４は通常のものであるが、拡大ヘッド１は、図１に示すようにアースオーガ３５の先端に取り付けられ、図７に示すように、伸縮する拡径翼２２を有する。
【００３２】
拡大ヘッド１は下端には先端ビット４ａを複数備えた掘削刃４を有し、その上方に掘削土砂を上方に押し上げるスパイラル翼５が設けられ、更にその上方に軸部２を挟んで互いに逆方向に伸縮可能な一対の攪拌用の拡径翼２２が設けられている。
【００３３】
拡大ヘッド１の上端には雄継手７が形成されアースオーガ３５のオーガスクリュー３３に接続できるようになっている。また、軸部２にはオーガスクリュー３３の配管と接続される配管３０が設けられており、下端部の吐出口３１から掘削液や根固め液を吐出できるようになっている。
【００３４】
拡径翼２２は、軸部２を外筒２０と、外筒２０をシリンダーとしてその内部を摺動するピストン２１に形成し、外筒２０に誘導自在に設ける。拡径翼２２は、拡大アーム２２ａにビット２２ｂを設けたもので、根本にカム部２２ｃを形成する。
【００３５】
このカム部２２ｃを外筒２０の取付ブラケット２３に軸支し、一方、ピストン２１の外周にはカム部２２ｃの係合突起が嵌る係合凹部２４を形成した。
【００３６】
このようにして、ピストン２１の上下動に応じて、カム部２２ｃが回動し、拡径翼２２が開閉する。
【００３７】
図中２５ａは拡大アーム２２ａの縮小油圧ポートライン、２５ｂは拡大アーム２２ａの拡大油圧ポートラインである。
【００３８】
次に使用法および動作について説明する。拡大ヘッド１を使用するときは、図１に示すように、拡大ヘッド１の雄継手７と土中試料の採取装置１０の雌継手４５を接合し、採取装置１０の雄継手４１にオーガスクリュー３３の雌継手４５を接合して本発明の土中試料の採取装置１０を拡大ヘッド１の直上にセットする。
【００３９】
拡径翼２２を閉じた状態で所定長を掘削し、油圧によりピストン２１の動きで拡径翼２２を拡径させ、この状態で、掘削孔内に根固め液を注出してロッドを正転させて、拡大根固め球根の拡大掘削を行う。
【００４０】
掘削孔内に根固め液を充填し終わった直後に充填物を採取するには、油圧シリンダ機構２７を作動させ、シリンダ２７ａからロッド２７ｂを突出させれば、採取装置１０の内管１２はロッド２７ｂに連動して外管１１から突出し、窓孔１２ａが露出する。
【００４１】
そのまま拡大ヘッド１を孔内で正転（拡大掘削時と同一の回転）させることで、孔内にある充填物の土中試料が窓孔１２ａから内管１２内に取り込まれ、油圧シリンダ機構２７を縮小させ、シリンダ２７ａにロッド２７ｂを収納させれば、ロッド２７ｂの縮径に連動して内管１２が外管１１内に収納される。
【００４２】
この状態で拡大ヘッド１を地上に引き上げることにより採取した土中試料を内管１２内に密閉保持したまま他場所の充填物、不純物等と混ざることなく回収することができる。採取した土中試料は蓋体１４を開けることにより容易に取り出せる。
【００４３】
図２は土中試料の採取装置１０をアースオーガ３５の中間部にセットする場合で、オーガスクリュー３３同士の接続の間に配設する。下段のオーガスクリュー３３の雄継手は採取装置１０の雌継手４５に、上段の雌継手４５は採取装置１０の雄継手に嵌合する。
【００４４】
土中試料の採取装置１０での土砂の採取方法は前記と同様であり、杭周囲の固定液の採取が可能である。この場合は、通常の掘削ヘッド３４を使用する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の土中試料の採取装置の１実施形態を示すアースオーガの先端部に設けた状態の正面図である。
【図２】本発明の土中試料の採取装置の１実施形態を示すアースオーガの中間部に設けた状態の正面図である。
【図３】本発明の土中試料の採取装置の１実施形態を示す正面図である。
【図４】本発明の土中試料の採取装置の１実施形態を示す側面図である。
【図５】本発明の土中試料の採取装置の１実施形態を示す平面図である。
【図６】本発明の土中試料の採取装置の１実施形態を示す横断平面図である。
【図７】拡大ヘッドの縦断正面図である。
【図８】オーガスクリュー継手の説明図である。
【図９】従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…拡大ヘッド              ２…軸部
３…拡径翼                  ４…掘削刃
４ａ…先端ビット            ５…スパイラル翼
７…雄継手                  ８…取り付け板
１０…採取装置              １０ａ…採取部
１１…外管
１２…内管                  １２ａ…窓孔
１３…連結アーム            １４…蓋体
２０…外筒                  ２１…ピストン
２２…拡径翼                ２２ａ…拡大アーム
２２ｂ…ビット              ２２ｃ…カム部
２３…取付ブラケット        ２４…係合凹部
２５ａ…縮小油圧ポートライン
２５ｂ…拡大油圧ポートライン
２７…油圧シリンダ機構
２７ａ…シリンダ            ２７ｂ…ロッド
３０…配管                  ３１…吐出口
３２…駆動装置              ３３…オーガスクリュー
３４…掘削ヘッド            ３５…アースオーガ
３６…ピン
４１…雄継手                ４２…六角軸
４３、４４…円形軸部        ４５…雌継手
４６…六角孔                ４７、４８…円形孔部
４９…半円孔                ５０…油圧カップラー
５１…回転ロッド            ５２…オーガースクリュー
５３…土壌採取具            ５４…螺旋羽根
５６…金属製円板            ５８…掘削工具アタッチメント
【図１】
0005487265.tif 000002
【図２】
0005487265.tif 000003
【図３】
0005487265.tif 000004
【図４】
0005487265.tif 000005
【図５】
0005487265.tif 000006
【図６】
0005487265.tif 000007
【図７】
0005487265.tif 000008
【図８】
0005487265.tif 000009
【図９】
0005487265.tif 000010