(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転掘削によって杭孔を穿設する掘削ロッドの掘削先部材に代えて、該掘削ロッドの先端に連結して用いる掘削ロッド連結用貫入試験機であって、
縦筒状の外側ケーシング内に筒状のハンマーケーシングが昇降自在に装填され、該ハンマーケーシングの下端に同心状に下向き突設された貫入軸が外側ケーシングの下端側開口部より下方外部へ突出されると共に、この下端側開口部を外部に対して封止する封止手段を備え、外側ケーシングの上端に掘削ロッドの先端に対する連結部が形成され、
前記ハンマーケーシングは、下端にノッキングブロックが固着されると共に、該ノッキングブロックを自由落下によって打撃するドライブハンマーと、落下後のドライブハンマーを吊り上げて所定高さで下放する吊上げ機構とを内蔵し、
掘削ロッドに連結した状態で杭孔に先端を着底させた前記貫入軸が孔底地盤に所定深さまで貫入するのに要するドライブハンマーの打撃回数から孔底地盤の支持強度を測定するように構成されてなる掘削ロッド連結用貫入試験機。
【請求項２】
前記封止手段は、前記下端側開口部の周囲部と前記貫入軸の中間部との間に止着された伸縮可能なベローズ筒体からなる請求項１に記載の掘削ロッド連結用貫入試験機。
【請求項３】
前記封止手段は、前記下端側開口部の内周に介在するパッキン部材からなる請求項１又は２に記載の掘削ロッド連結用貫入試験機。
【請求項４】
外側ケーシングの下端部にハンマーケーシングの昇降空間から隔絶した高内圧の蓄圧室が設けられ、該蓄圧室の天井部及び底板部に貫設された前記下端側開口部を前記貫入軸が前記パッキン部材を介して気密に挿通してなる請求項３に記載の掘削ロッド連結用貫入試験機。
【請求項５】
外側ケーシングの内側上部とハンマーケーシングの上端部との間に、短縮限と伸長限によってハンマーケーシングの上下限位置を規定する二重管状のパイプストッパーが介在されてなる請求項１〜４のいずれかに記載の掘削ロッド連結用貫入試験機。
【請求項６】
前記吊上げ機構は、油圧シリンダーより下方突出するピストンロッドの先端に設けたクランプ部によってドライブハンマーを把持し、該ピストンロッドの短縮作動でドライブハンマーを持ち上げて上限位置で開放するものであり、
外部から該油圧シリンダーに至る作動油の給排路中、外側ケーシングの内側上部とハンマーケーシング上端部との間の給排路に二重管式の伸縮配管が介在してなる請求項１〜５のいずれかに記載の掘削ロッド連結用貫入試験機。
【請求項７】
外側ケーシング内の上部に、ハンマーケーシングの下降量を計測するエンコーダーを備えてなる請求項１〜６のいずれかに記載の掘削ロッド連結用貫入試験機。
【請求項８】
前記掘削ロッドがアースドリルのケリーバであり、前記連結部がケリーバ側の下端開口に嵌入してピン止めされる突軸部からなる請求項１〜７のいずれかに記載の掘削ロッド連結用貫入試験機。
【請求項９】
前記掘削ロッドがアースオーガのスクリューロッドであり、前記連結部がスクリューロッド側の嵌合穴に嵌入してピン止めされる突軸部からなる請求項１〜７のいずれかに記載の掘削ロッド連結用貫入試験機。
【請求項１０】
掘削ロッドの回転掘削によって地盤に所定深度の杭孔を形成後、該掘削ロッドの掘削先部材に代えて、請求項１〜９のいずれかに記載の掘削ロッド連結用貫入試験機を該掘削ロッドの先端に連結し、この貫入試験機を該杭孔内に挿入して着底させ、孔底に当接した前記貫入軸が所定深さまで孔底地盤に貫入するのに要するドライブハンマーの打撃回数から孔底地盤の支持強度を判定し、該支持強度が所定値以上である場合に該杭孔に杭を建て込むことを特徴とする杭施工管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アースドリル工法やプレボーリング工法等によって地盤に穿設した杭孔における孔底地盤の支持強度を調べるための貫入試験機と、この貫入試験機を用いた杭施工管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、場所打ち杭の施工にはケリーバ式アースドリル工法が汎用されている。この工法では、アースドリル機のケリーバに連結した軸掘バケットによって地盤を掘削・排土し、その掘削孔にスタントパイプを圧入し、孔内にベントナイト液等の安定液を注入しつつ、交換した径小の軸掘バケットにて掘削・排土し、想定される地下深部の支持層に達する深さの杭孔を形成し、この杭孔に鉄筋籠及びトレミー管を挿入し、エアー導入によるスライムの排出後、生コンを打設し、トレミー管及びスタントパイプを引抜く、という手順で場所打ち杭を建て込む。なお、拡底杭施工として、杭孔の形成後、その底部を拡底バケットで拡大した上で、場所打ち杭を建て込むことも多い。
【０００３】
一方、プレボーリング工法による既製杭の施工では、三点式杭打機等のリーダに沿って昇降するオーガーマシンに取り付けたスクリューロッドを回転駆動しつつ下降させることにより、地盤を掘削して想定される地下深部の支持層に達する深さの杭孔を形成したのち、スクリューロッドを引き上げつつ、ソイルセメント等の根固め液を注入し、続いて孔周固定液を杭孔の上部まで注入し、該スクリューロッドを抜出したのち、オーガーマシンＡに連結用ロッドを介してＰＨＣ杭やＲＣ杭の如き既製杭を連結し、この既製杭を杭孔に挿入して埋め込むのが一般的である。
【０００４】
これら工法による建て込み完了後の杭の支持強度が充分であるか否かは一般的に載荷試験によって判定できるが、それによって支持強度不足が判明した場合は杭施工のやり直しに多大な労力と時間及びコストを費やすことになるため、掘削形成した杭孔について杭先端の支持力が充分であるか否かを杭建て込み前に判定できれば理想的である。従来、このような観点から、掘削部材の回転駆動用モータの電流値から掘削負荷の変化を捉え、この掘削負荷の増大によって杭孔が地盤深部の硬い支持層に達したことを確認する方法が提案されている（特許文献１〜３）。
【０００５】
しかしながら、回転駆動用モータの電流値から掘削負荷の変化を捉える方法では、掘孔が深くなるに伴い、掘削部材と孔壁との摩擦抵抗が大きくなることで、支持層に達していなくとも掘削負荷が著しく増大したり、掘削部位で滑りが発生することで、逆に支持層に達していても掘削負荷が減少したり、更には作業者の掘削作業の巧拙によっても掘削負荷は大きく変動するから、支持層への到達を確認する指標として信頼性に乏しい。従って、一般的には、専ら施工予定地での試験ボーリングにて得られた地質試料のデータに基づき、所定の深度まで掘孔することで支持層に届いたものとみなすのが普通であるが、施工予定地全体の地下深部が一様な層序で均質であるとは限らず、地歴によっては局所的に支持層の深さが異なったり、支持層自体の硬さの違いが大きかったりすることも多々あるため、個々の杭孔の底部が実際に充分な杭先端の支持力を有するとは言えない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２８００３１号公報
【特許文献２】特開２０００−２４５０５８号公報
【特許文献３】特開２００３−７４０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述の事情に鑑みて、各種工法によって地盤に杭孔を形成後、直ちに孔底地盤の支持力が充分であるか否かを確実に且つ容易に判定し、もって支持強度不足による杭建て込み施工のやり直しの手間を省くことを可能にする貫入試験機と、この貫入試験機を用いた杭施工管理方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項１の発明は、回転掘削によって杭孔Ｈを穿設する掘削ロッド（ケリーバＫ，スクリューロッドＲｓ）の掘削先部材（軸堀りバケットＢ１，拡底バケットＢ２，先端ロッド部材Ｒｈ）に代えて、該掘削ロッドの先端に連結して用いる掘削ロッド連結用貫入試験機Ｍ１，Ｍ２であって、縦筒状の外側ケーシング１内に筒状のハンマーケーシング２が昇降自在に装填され、該ハンマーケーシング２の下端に同心状に下向き突設された貫入軸３が外側ケーシング１の下端側開口部１２ａ，１２ｂより下方外部へ突出されると共に、この下端側開口部１２ａ，１２ｂを外部に対して封止する封止手段（ベローズ筒体４、パッキン部材５Ａ，５Ｂ）を備え、外側ケーシング１の上端に掘削ロッドの先端に対する連結部（突軸部９，９Ａ）が形成され、ハンマーケーシング２は、下端にノッキングブロック２１が固着されると共に、該ノッキングブロック２１を自由落下によって打撃するドライブハンマー２２と、落下後のドライブハンマー２２を吊り上げて所定高さで下放する吊上げ機構６とを内蔵し、掘削ロッドに連結した状態で杭孔Ｈに先端を着底させた貫入軸３が孔底地盤（支持層Ｇｈ）に所定深さまで貫入するのに要するドライブハンマー２２の打撃回数から孔底地盤の支持強度を測定するように構成されてなる。
【０００９】
請求項２の発明は、上記請求項１の掘削ロッド連結用貫入試験機Ｍ１，Ｍ２において、封止手段は、下端側開口部１２ａ，１２ｂの周囲部と貫入軸３の中間部との間に止着された伸縮可能なベローズ筒体４からなるものとしている。
【００１０】
請求項３の発明は、上記請求項１又は２に記載の掘削ロッド連結用貫入試験機Ｍ１，Ｍ２において、封止手段は、下端側開口部１２ａ，１２ｂの内周に介在するパッキン部材５Ａ，５Ｂからなるものとしている。
【００１１】
請求項４の発明は、上記請求項３の掘削ロッド連結用貫入試験機Ｍ１，Ｍ２において、外側ケーシング１の下端部にハンマーケーシング２の昇降空間１０から隔絶した高内圧の蓄圧室１４が設けられ、該蓄圧室１４の天井部１４ａ及び底板部１４ｂに貫設された下端側開口部１２ａ，１２ｂを貫入軸３がパッキン部材５Ａ，５Ｂを介して気密に挿通してなる構成としている。
【００１２】
請求項５の発明は、上記請求項１〜４のいずれかの掘削ロッド連結用貫入試験機Ｍ１，Ｍ２において、外側ケーシング１の内側上部とハンマーケーシング２の上端部との間に、短縮限と伸長限によってハンマーケーシング２の上下限位置を規定する二重管状のパイプストッパー７が介在されてなる構成としている。
【００１３】
請求項６の発明は、上記請求項１〜５のいずれかの掘削ロッド連結用貫入試験機Ｍ１，Ｍ２において、吊上げ機構６は、油圧シリンダー６１より下方突出するピストンロッド６１ａの先端に設けたクランプ部（クランプアーム）６３，６３によってドライブハンマー２２を把持し、該ピストンロッド６１ａの短縮作動でドライブハンマー２２を持ち上げて上限位置で開放するものであり、外部から該油圧シリンダー６１に至る作動油の給排路中、外側ケーシング１の内側上部とハンマーケーシング２上端部との間の給排路に二重管式の伸縮配管１５が介在してなる構成としている。
【００１４】
請求項７の発明は、上記請求項１〜６のいずれかの掘削ロッド連結用貫入試験機Ｍ１，Ｍ２において、外側ケーシング１内の上部に、ハンマーケーシング２の下降量を計測するエンコーダー８を備えてなる構成としている。
【００１５】
請求項８の発明は、上記請求項１〜７のいずれかの掘削ロッド連結用貫入試験機Ｍ１において、掘削ロッドがアースドリルＡＤのケリーバＫであり、連結部がケリーバＫ側の下端開口に嵌入してピン止めされる突軸部９からなるものとしている。
【００１６】
請求項９の発明は、上記請求項１〜７のいずれかの掘削ロッド連結用貫入試験機Ｍ２において、掘削ロッドがアースオーガＡＡのスクリューロッドＳｃであり、連結部がスクリューロッドＳｃ側の嵌合穴９Ｂに嵌入してピン止めされる突軸部９Ａからなるものとしている。
【００１７】
請求項１０の発明に係る杭施工管理方法は、掘削ロッド（ケリーバＫ，スクリューロッドＲｓ）の回転掘削によって地盤Ｇに所定深度の杭孔Ｈを形成後、該掘削ロッドの掘削先部材（軸堀りバケットＢ１，拡底バケットＢ２，先端ロッド部材Ｒｈ）に代えて、請求項１〜９のいずれかに記載の掘削ロッド連結用貫入試験機Ｍ１，Ｍ２を該掘削ロッドの先端に連結し、この貫入試験機Ｍ１，Ｍ２を該杭孔Ｈ内に挿入して着底させ、孔底Ｈｂに当接した貫入軸３が所定深さまで孔底地盤（支持層Ｇｈ）に貫入するのに要するドライブハンマー２２の打撃回数から孔底地盤の支持強度（Ｎ値）を判定し、該支持強度が所定値以上である場合に該杭孔Ｈに杭（場所打ち杭Ｐ１，既製杭Ｐ２）を建て込むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。まず、請求項１の発明に係る掘削ロッド連結用貫入試験機Ｍ１，Ｍ２によれば、掘削ロッド（ケリーバＫ，スクリューロッドＲｓ）の回転掘削によって地盤Ｇに所定深度の杭孔Ｈを形成後、該掘削ロッドの掘削先部材（軸堀りバケットＢ１，拡底バケットＢ２，先端ロッド部材Ｒｈ）に代えて該貫入試験機Ｍ１，Ｍ２を連結し、この連結状態で該貫入試験機Ｍ１，Ｍ２を杭孔Ｈ内に挿入して着底させ、貫入軸３の先端を孔底Ｈｂに接当させた状態で貫入試験機Ｍ１，Ｍ２を作動させることにより、貫入軸３が孔底地盤（支持層Ｇｈ）に所定深さまで貫入するのに要するドライブハンマー２２の打撃回数に基づいて、孔底地盤Ｇｈの支持強度を実測値（Ｎ値）として極めて簡易に且つ確実に測定できる。しかも、この貫入試験機Ｍ１，Ｍ２では、杭孔Ｈの穿孔に用いた掘削ロッドを利用し、穿孔後の杭孔Ｈに直ちに挿入して孔底地盤の支持強度を測定できるから、貫入試験を含む杭施工全体の作業性が向上すると共に、杭孔Ｈに対する当該貫入試験機の入出のための格別な設備を要さず、それだけ設備コストを低減できるという利点がある。
【００１９】
また、この貫入試験機Ｍ１，Ｍ２にあっては、貫入軸３を挿通させる外側ケーシング１の下端側開口部１２ａ，１２ｂを封止手段（ベローズ筒体４、パッキン部材５Ａ，５Ｂ）によって外部に対して封止できるから、杭孔Ｈ内の泥砂、砂礫、泥水、孔内に注入した安定液、根固め液等が外側ケーシング１内に入り込んでハンマーケーシング２の昇降動作を阻害するのを確実に防止でき、もって測定値の信頼性を確保できると共に、貫入試験装置の耐久性低下を防止できる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、外側ケーシング１の下端側開口部１２ａ，１２ｂの封止手段が伸縮可能なベローズ筒体４からなるため、貫入軸３の上下動に殆ど抵抗を与えることなく、該下端側開口部１２ａ，１２ｂから外側ケーシング１内への泥砂、砂礫、泥水、安定液等の進入を確実に阻止できる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、外側ケーシング１の下端側開口部１２ａ，１２ｂの封止手段が下端側開口部１２ａ，１２ｂの内周に介在するパッキン部材５Ａ，５Ｂからなるため、該下端側開口部１２ａ，１２ｂから外側ケーシング１内への泥砂、砂礫、泥水、安定液等の進入を確実に阻止できる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、外側ケーシング１の下端部に高内圧の蓄圧室１４を設けているから、貫入軸３が挿通する下端側開口部１２ａ，１２ｂからの外側ケーシング１内への泥砂、泥水、安定液、根固め液等の浸入が蓄圧室１４内の高い圧力によって阻止される。
【００２３】
請求項５の発明によれば、外側ケーシング１の内側上部とハンマーケーシング２の上端部との間に二重管状のパイプストッパー７が介在し、その短縮限と伸長限によって外側ケーシング１内でのハンマーケーシング２の上下限位置が自動的に定まるから、該ハンマーケーシング２を測定開始位置と待機位置とに変換するための格別な駆動機構が不要となり、それだけ装置構成が簡素化して作動の信頼性も高まると共に、製作コストも低減するという利点がある。
【００２４】
請求項６の発明によれば、吊上げ機構６の油圧シリンダー６１に対する作動油の給排路中、外側ケーシング１の内側上部とハンマーケーシング２上端部との間の給排路に二重管式の伸縮配管１５，１５が介在し、外側ケーシング１内でのハンマーケーシング２の昇降変位に追従して該伸縮配管１５，１５が伸縮するから、常に油圧シリンダー６１に対する作動油の円滑な給排を確保できると共に、ハンマーケーシング２の昇降に伴う給排路の可動部分を弛ませた油圧ホースで構成する場合に比較して、当該可動部分の耐久性が大幅に向上するという利点がある。
【００２５】
請求項７の発明によれば、外側ケーシング１内の上部にハンマーケーシング２の下降量を計測するエンコーダー８を備えるから、ノッキングブロック２１の打撃による貫入軸３の孔底Ｈｂへの貫入量を正確に捉えることができる。
【００２６】
請求項８の発明によれば、ケリーバ式アースドリル工法による場所打ち杭の施工において、杭孔の穿孔に用いたアースドリル機ＡＤのケリーバＫを利用し、その下端に連結していた軸堀りバケットＢ１や拡底バケットＢ２に代えて貫入試験機Ｍ１を連結することで、該貫入試験機Ｍ１を杭孔Ｈ内に迅速に挿入し、着底させて孔底地盤Ｇｈの支持強度を容易に測定できる。
【００２７】
請求項９の発明によれば、プレボーリング工法による既製杭の施工において、穿孔に用いたアースオーガＡＡのスクリューロッドＳｃを利用し、その下端の先端ロッド部材Ｒｈに代えて貫入試験機Ｍ２を連結することで、該貫入試験機Ｍ２を杭孔Ｈ内に迅速に挿入し、着底させて孔底地盤Ｇｈの支持強度を容易に測定できる。
【００２８】
請求項１０の発明に係る杭施工管理方法によれば、掘削ロッド（ケリーバＫ，スクリューロッドＲｓ）の回転掘削によって地盤Ｇに所定深度の杭孔Ｈを形成後、該杭孔Ｈから抜出した掘削ロッドの掘削先部材（軸堀りバケットＢ１，拡底バケットＢ２，先端ロッド部材Ｒｈ）に代えて、請求項１〜９のいずれかに記載の貫入試験機Ｍ１，Ｍ２を該掘削ロッドの先端に連結し、この貫入試験機Ｍ１，Ｍ２を該杭孔Ｈ内に挿入して着底させ、孔底Ｈｂに当接した貫入軸３が所定深さまで孔底地盤（支持層Ｇｈ）に貫入するのに要するドライブハンマー２２の打撃回数から孔底地盤の支持強度（Ｎ値）を判定し、該支持強度が所定値以上である場合に杭（場所打ち杭Ｐ１，既製杭Ｐ２）を建て込み可能と判定し、該杭孔Ｈに杭を建て込んで杭施工を効率よく完了させることができる。一方、該支持強度が所定値未満の場合には、建て込み不可となるから、更に深く掘削するか、もしくは当該杭孔Ｈを埋め戻して異なる位置で新たに掘孔して、同様に支持強度の判定を行うようにすればよい。従って、従来において杭施工完了後の載荷試験にて支持強度不足が判明した場合のように、杭建て込み施工をやり直すために多大な労力と時間及びコストを費やす事態を回避できる。また、国際標準のＮ値での管理を行えるので測定値の高い信頼評価が得られるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第一実施形態に係る掘削ロッド連結用貫入試験機を適用するケリーバ式アースドリル機を例示し、（ａ）は該貫入試験機を連結する前のアースドリル機全体の側面図、（ｂ）はケリーバに該貫入試験機を連結した状態の要部の側面図である。
【図２】同貫入試験機における外側ケーシングの内部を示し、（ａ）は縦断正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線の矢視断面図である。
【図３】同貫入試験機のパイプストッパーの動作を示し、（ａ）は伸長限における要部破断正面図、（ｂ）は短縮限における要部破断正面図である。
【図４】同貫入試験機における外側ケーシングの下部の拡大縦断面図である。
【図５】同貫入試験機におけるハンマーケーシングの内部を示し、（ａ）は落下位置にあるドライブハンマーを吊上げ機構のクランプ部でドライブハンマーを把持した状態、（ｂ）は吊上げ機構によって上限位置へ持ち上げたドライブハンマーを開放した状態、のそれぞれ縦断正面図である。
【図６】同ハンマーケーシング内の吊上げ機構を示し、（ａ）は一部切欠側面図、（ｂ）は下部側のクランプ部の正面図、（ｃ）はクランプアームの底面図である。
【図７】同吊上げ機構の動作を示し、（ａ）はドライブハンマー吊り上げ時の一部断面側面図、（ｂ）はドライブハンマー下放時の一部断面側面図である。
【図８】同貫入試験機による貫入試験操作を示し、（ａ）は杭孔内に挿入した該貫入試験機の貫入軸の先端が孔底に当接した状態、（ｂ）は外側ケーシングの下降によってハンマーケーシングが上限位置になった試験開始前の状態、（ｃ）は貫入軸を孔底地盤に貫入させた状態、のそれぞれ縦断正面図である。
【図９】同貫入試験機を用いたケリーバー式アースドリル工法による杭基礎形成を（ａ）〜（ｋ）の工程順に示す概略縦断面図である。
【図１０】本発明の第二実施形態に係る掘削ロッド連結用貫入試験機を適用するアースオーガの三点式杭打機を例示し、（ａ）は該貫入試験機を連結する前の三点式杭打機全体の側面図、（ｂ）はスクリューロッドに該貫入試験機を連結した状態の要部の側面図である。
【図１１】同貫入試験機における外側ケーシングの内部を示す縦断正面図である。
【図１２】同貫入試験機の上部を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は要部破断側面図である。
【図１３】同貫入試験機とスクリューロッドとの連結状態を示し、（ａ）は連結前の一部破断正面図、（ｂ）は連結後の正面図、（ｃ）は（ｂ）のＹ−Ｙ線の断面図である。
【図１４】同貫入試験機を用いたプレボーリング工法による杭基礎形成を（ａ）〜（ｈ）の工程順に示す概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に、本発明に係る掘削ロッド連結用貫入試験機及び杭施工管理方法の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。図１〜図８は第一実施形態の貫入試験機Ｍ１、図１０〜図１３は第二実施形態の貫入試験機Ｍ２を示す。なお、第一及び第二実施形態において共通する構成部分には同一符号を附している。
【００３１】
第一実施形態の掘削ロッド連結用貫入試験機Ｍ１は、図１（ａ）の如くアースドリル機ＡＤのケリーバＫの下端に連結していた実線で示す軸堀りバケットＢ１や仮想線で示す拡底バケットＢ２に代えて、図１（ｂ）の如く該ケリーバＫの下端に連結して用いるようになっている。しかして、アースドリル機ＡＤは、ブームＢｏ及びフロントフレームＦを備えた走行式クレーンよりなり、斜め前方へ張出するフロントフレームＦの先端にケリードライブ装置ＫＤが保持され、ブームＢｏによって巻上げロープＷを介して吊持されたケリーバＫが該ケリードライブ装置ＫＤに上下動可能に挿通しており、ケリードライブ装置ＫＤの下位には、一対のホースリールＨｒを設置したロータリーテーブルＲＴが取り付けられ、このロータリーテーブルＲＴには油圧用及び電気配線用のロータリーカップリング（図示省略）が設けてある。
【００３２】
貫入試験機Ｍ１は、図２（ａ）に示すように、縦筒状の外側ケーシング１内に筒状のハンマーケーシング２が昇降自在に装填されており、外側ケーシング１の裁頭円錐状の上端テーパープレート１１の頂端に平面視正方形の突軸部９が突設されると共に、ハンマーケーシング２の下端中央から垂下する貫入軸３が外側ケーシング１の下端を貫通して下方外部へ突出している。この貫入軸３は、鋼製であって先端が開口した筒軸状をなすが、地質試料を採取できるように、先端側がシューと二つ割り可能なスプリットバーレル（図示省略）より構成されるサンプラー３ａになっている。また、突軸部９にはケリーバＫの下端にピン止め連結するためのピン孔９０が水平に貫設されている。
【００３３】
そして、図２（ｂ）でも示すように、外側ケーシング１の内周には、上下方向に沿う平行２条の凸条より構成されるガイドレール１６が周方向複数箇所（図では４カ所）に等配形成され、ハンマーケーシング２の外周の上下部に突設した嵌合キー２３が各ガイドレール１６に摺動自在に嵌合すると共に、外側ケーシング１の内側上端部に固設した取付板１３とハンマーケーシング２の上端部との間に、二重管状のパイプストッパー７が介装されている。
【００３４】
このパイプストッパー７は、上端を取付板１３の下面中央に固着した外筒７１内に、下端をハンマーケーシング２の上端中央に固着した内筒７２が上下摺動自在に嵌合している。そして、図３（ａ）で示すように、内筒７２が外筒７１から最も突出した伸長限において、外筒７１の下端内周に設けた内向きフランジ部７１ａに、内筒７２の上端外周に設けた外向きフランジ部７２ａが係合することにより、該内筒７２が外筒７１から抜出不能となり、もってハンマーケーシング２は外側ケーシング１内での下限位置になる。一方、図３（ｂ）で示すように、内筒７２が外筒７１に最も退入した短縮限において、内筒７２の上端が取付板１３の下面に当接するため、ハンマーケーシング２は外側ケーシング１内での上限位置になる。
【００３５】
更に、外側ケーシング１の取付板１３とハンマーケーシング２の上端との間には、ハンマーケーシング２内の後述する油圧シリンダー６１（図５参照）に対する作動油の給排路を構成する二重管式の２本の伸縮配管１５が介装されている。そして、各伸縮配管１５は、上部側を外側ケーシング１に固定した外管１５ａと、下端をハンマーケーシング２に固定した内管１５ｂとからなるが、外管１５ａから上方に延出した曲管部１５ｃが上端テーパープレート１１のテーパー部を貫通して上方外部へ突出し、アースドリル機ＡＤのロータリーテーブルＲＴから垂下する油圧ホースｈ１，ｈ２をアダプタａを介して接続する油圧ジョイントＪ１，Ｊ２を構成している。また、取付板１３の下面側には、外側ケーシング１に対するハンマーケーシング２の下降量を計測するエンコーダー８が取り付けられ、該エンコーダー８から延出する計測コード８ａがハンマーケーシング２の上端に止着されている。なお、エンコーダー８用の電気配線は二重構造とした一方の油圧ホースｈ１内に挿通させている。
【００３６】
外側ケーシング１の下部側には、ハンマーケーシング２の昇降空間１０から隔絶した蓄圧室１４が設けられ、該蓄圧室１４内は圧縮空気の封入によって高圧になっている。この蓄圧室１４は独立の下端部材１ｂとして外側ケーシング本体１ａに着脱可能にボルト止めされている。そして、該蓄圧室１４の天井部１４ａ及び底板部１４ｂに開設した下端側開口部１２ａ，１２ｂに、貫入軸３がパッキン部材５Ａ，５Ｂを介して気密に挿通すると共に、該貫入軸３の中間部と下側のパッキン部材５Ｂの外周部との間に、略円筒状のベローズ筒体４が上下端部を締結バンドの如き留め具４１，４２で液密に締着して嵌装されている。
【００３７】
図４で拡大して示すように、上側のパッキン部材５Ａは、中央側が厚肉の円形環状板からなり、内周に複数本のシールリング５０が嵌装されており、蓄圧室１４の天井部１４ａの上側に、下端側開口部１２ａと同心に配置して下側の取付リング５１と一体にボルト止めしている。一方、下側のパッキン部材５Ｂは、下部側内周に複数本のシールリング５０を嵌装した筒状部５ａの外周に、フランジ部５ｂが一体形成されており、筒状部５ａを下端側開口部１２ｂに挿嵌した状態で、該底板部１５ｂに対してクッションリング５２を介してフランジ部５ｂをボルト止めしている。また、ベローズ筒体４は、ゴムや半硬質合成樹脂等の可撓性材料によって全体的に同径の蛇腹状に形成されており、外側ケーシング１内でのハンマーケーシング２の昇降に伴う貫入軸３の突出し長さの変化に応じて収縮するが、水圧で押し潰されるのを防ぐために、内側には各襞（谷部）ごとに保形用の金属リング４０が嵌装されている。
【００３８】
ハンマーケーシング２は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、下端にノッキングブロック２１が固着され、内部に該ノッキングブロック２１を自由落下によって打撃するドライブハンマー２２と、落下後のドライブハンマー２２を吊り上げて所定高さで下放する吊上げ機構６とを内蔵している。
【００３９】
吊上げ機構６は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、油圧シリンダー６１の伸縮ロッド６１ａの先端部に固着した下向き二股状の枢支枠６２に、一対のクランプアーム６３，６３が各々ボルトからなる枢支ピン６２ａを介して垂直面内で揺動自在に枢着されると共に、該油圧シリンダー６１の下端外周部に、下向きに開口して内周下部を下方へ拡大する環状テーパー面６４ａとする短円筒状の把持解除筒６４が固着されている。また、各クランプアーム６３は、各下端に内向き凹の水平円弧状をなす係止部６３ａが一体形成されており、各係止部６３ａの内周下部が下向きに拡大するテーパ面６３ｂになり、内周上部側が湾曲爪部６３ｃを形成し、更に上端部の外面側が上方斜めの傾斜面６３ｄになっている。そして、両クランプアーム６３，６３は、相互の対向する上端部間に介在するコイルスプリング６５により、互いの係止部６３ａ，６３ａが接近する閉方向に付勢されている。なお、油圧シリンダー６１から導出する２本の油圧ホースｈ，ｈは、各々上側の伸縮配管１５に接続している。一方、図５及び図７で示すように、ドライブハンマー２２の上面中央には、頂部を径大の裁頭円錐部２２ｂとする係止軸２２ａが植設されている。
【００４０】
この吊上げ機構６では、ハンマーケーシング２内でドライブハンマー２２が落下位置にあるとき、油圧シリンダー６１のピストンロッド６１ａを伸長させることにより、図５（ａ）及び図７（ａ）で示すように、両クランプアーム６３，６３の係止部６３ａ，６３ａのテーパ面６３ｂ，６３ｂがドライブハンマー２２の係止軸２２ａの裁頭円錐部２２ｂに接触し、傾斜誘導作用によって両クランプアーム６３，６３がコイルスプリング６５の付勢に抗して開くことで、両湾曲爪部６３ｃ，６３ｃが裁頭円錐部２２ｂの下側に係合する。そして、この係合状態でピストンロッド６１ａを収縮作動させることで、ドライブハンマー２を把持して吊り上げるが、ピストンロッド６１ａが上限位置まで来た際に、図７（ｂ）に示すように、両クランプアーム６３，６３の上端部の傾斜面６３ｄ，６３ｄが把持解除筒６４のテーパ面６４ｂに接触し、傾斜誘導作用によって両クランプアーム６３，６３がコイルスプリング６５の付勢に抗して強制的に開くため、把持解除されたドライブハンマー２２が自由落下してハンマーケーシング２の底端のノッキングブロック２１を打撃する。
【００４１】
上記構成の貫入試験機Ｍ１にて孔底地盤の支持強度を測定するには、まず図８（ａ）に示すように、アースドリル機ＡＤ〔図１（ａ）参照〕に保持されたケリーバＫの下端開口部（図示省略）に、突軸部９を嵌入してピン止めすることにより、当該貫入試験機Ｍ１を該ケリーバＫの下端に連結する。この連結状態の貫入試験機Ｍ１では、外側ケーシング１側でケリーバＫに支持されているため、内部のハンマーケーシング２は自重によって外側ケーシング１内での下限位置つまりパイプストッパー７が伸長限となった位置に配置し、これに伴って外側ケーシング１の下端からの貫入軸３の突出長さが最大で、ベローズ筒体４も最も伸長した状態になっている。
【００４２】
かくしてケリーバＫの下端に連結した貫入試験機Ｍ１は、該ケリーバＫを非回転で下動させることにより、先に形成している杭孔Ｈ内に挿入し、孔壁に接触しないように下降させて孔底Ｈｂに着底させる。しかして、この着底においては、図８（ａ）の如く貫入軸３の先端が孔底Ｈｂに当接することでハンマーケーシング２の下降は停止しても、外側ケーシング１はハンマーケーシングに対して相対的に昇降自在であるから、図８（ｂ）に示すように、貫入軸３の退入とベローズ筒体４の短縮を伴って外側ケーシング１がケリーバＫと一体に下降し、ハンマーケーシング２が外側ケーシング１内での上限位置つまりパイプストッパー７が短縮限となる位置で停止する。そして、この外側ケーシング１の下降停止位置でケリーバＫを昇降不能に固定し、該貫入試験機Ｍ１を駆動して測定試験を行う。
【００４３】
測定試験では、既述のように、ハンマーケーシング２内の吊上げ機構６の駆動により、図５（ａ）の如くドライブハンマー２２を両クランプアーム６３，６３で把持して吊り上げ、図３（ｂ）の如く上限位置で把持解除筒６４によって両クランプアーム６３，６３を開いて該ドライブハンマー１４を下放し、自由落下する該ドライブハンマー１４にて下端のノッキングブロック１２を打撃する。その打撃力により、図８（ｃ）に示すように、ハンマーケーシング２の下動を伴って貫入軸３が杭底Ｈｂの地盤Ｇに貫入するから、以降同様に打撃操作を繰り返すことにより、貫入軸３が孔底Ｈｂから所定深さまで貫入するのに要する打撃回数を計測し、その打撃回数に基づいて杭底Ｈｂの地盤の支持強度が所定値以上であるか否かを判定する。なお、図８（ｃ）で示すように、地盤Ｇに対する貫入軸３の貫入が深まるに伴い、ベローズ筒体４が伸長してゆくことになる。
【００４４】
ドライブハンマー２２の打撃回数（Ｎ値）は吊上げ機構６の油圧シリンダー６１の作動を司る地上側の油圧駆動制御装置（図示省略）によってカウントされ、孔底地盤への貫入軸３の貫入量はハンマーケーシング２の下降量としてエンコーダー８で計測される。そして、エンコーダー８による計測信号は、電気配線を通して地上の自動計測装置（図示省略）に送られ、１打撃当たりの沈下量つまり貫入軸３の地盤Ｇに対する貫入量及び累計貫入量が打撃回数（Ｎ値）と共に記録・表示される。なお、ＪＩＳ Ａ １２１９で規定される標準貫入試験では、質量６３．５±０．５ｋｇのドライブハンマー２２を７６±１ｃｍ自由落下させてノッキングブロック２１を打撃し、外径５１±１ｍｍ，内径３５±１ｍｍの貫入軸３が地盤に３０ｃｍ貫入するのに要する打撃回数をＮ値として表すから、この貫入試験機Ｍ１でも、上記標準貫入試験に準拠して支持強度をＮ値として掌握すればよい。
【００４５】
かくして、測定した孔底地盤の支持強度が所定値以上であれば、杭の建て込みが可能と判定し、ケリーバＫの上動によって該貫入試験機Ｍ１を杭孔Ｈから抜出し、以降はアースドリル工法による定まった工程手順で場所打ち杭の杭施工を行う。一方、該支持強度が所定値未満の場合には、建て込み不可となるから、更に深く掘削するか、もしくは当該杭孔Ｈを埋め戻して異なる位置で新たに掘孔して、同様に支持強度の判定を行うようにすればよい。
【００４６】
本発明を適用したケリーバ式アースドリル工法による場所打ち杭の施工では、図９に示すように、（ａ）アースドリル機のケリーバＫに連結した前堀り用の軸掘バケットＢｐによって地盤上位の軟弱層Ｇｓを掘削・排土し、（ｂ）その掘削孔ＨｐにスタントパイプＰｓを圧入し、（ｃ）孔内にベントナイト液等の安定液Ｌｓを注入しつつ、交換した本堀り用の径小の軸掘バケットＢ１にて掘削・排土し、（ｄ）想定される地下深部の硬質支持層Ｇｈに達する深さの杭孔Ｈを形成する。そして、（ｅ）軸掘バケットＢ１を抜出後の杭孔Ｈ内に、該軸掘バケットＢ１に代えてケリーバＫに連結した貫入試験機Ｍ１を挿入し、（ｆ）該貫入試験機Ｍ１を孔底Ｈｂに着底させ、既述のように孔底地盤の支持強度を測定し、該支持強度が所定値以上であれば、（ｇ）該貫入試験機Ｍ１の抜出後の杭孔Ｈ内に鉄筋籠Ｆｃを建て込み、（ｈ）鉄筋籠Ｆｃの内側にトレミー管Ｔｐを挿入し、（ｉ）エアーＡｉｒの導入によってスライムＳを排出し、（ｊ）生コンＣを打設しつつ、その打ち上げに伴ってトレミー管Ｔｐを引き抜いてゆき、（ｋ）最後にスタントパイプＰｓを引抜く、という手順で場所打ち杭Ｐ１の建て込みを完了する。
【００４７】
なお、図示を省略するが、拡底杭施工として、杭孔Ｈの形成後、その底部を拡底バケットＢ２〔図１（ａ）の仮想線参照〕で拡大した上で場所打ち杭Ｐ１を建て込む場合、前記工程（ｆ）の貫入試験機Ｍ１による孔底地盤の支持強度の測定後に拡底バケットＢ２で杭底部を拡大するか、もしくは前記工程（ｄ）の杭孔Ｈの形成に引き続いて拡底バケットＢ２による杭底部の拡大を行ったのち、貫入試験機Ｍ１による測定を行えばよい。
【００４８】
第二実施形態の掘削ロッド連結用貫入試験機Ｍ２は、図１０（ａ）の如くプレボーリング工法に用いるアースオーガＡＡのスクリューロッドＲｓの下端に連結していた先端ロッド部材Ｒｈに代えて、図１０（ｂ）の如く該スクリューロッドＲｓの下端に連結して用いるようになっている。しかして、例示したアースオーガＡＡは、三点支持式杭打ち機の垂直に保持されたリーダＬにオーガーマシンＡＭが昇降可能に装着され、該オーガーマシンＡＭにスクリューロッドＲｓが上端部で保持されている。このスクリューロッドＲｓは、直線状の中空ロッドＲの周囲に略全長にわたって螺旋羽根Ｓｃが形成されたもので、先端側が下端に掘削刃Ｅを備える独立の短い先端ロッド部材Ｒｈより構成されている。
【００４９】
この貫入試験機Ｍ２では、図１１に示すように、外側ケーシング１の上端に連結用凸型ブロック１７Ａが径小の下半部で嵌合固着され、その上端中央に平面視六角形の突軸部９Ａが一体に突設されると共に、該凸型ブロック１７Ａの底面とハンマーケーシング２の上端部との間に、第一実施形態と同様のパイプストッパー７及び伸縮配管１５、１５が介装されている。しかして、他の各部については、既述した第一実施形態の貫入試験機Ｍ１と全く同様の構成であるため、第一実施形態と同一符号を附して説明を省略する。
【００５０】
図１２（ａ）（ｂ）に示すように、突軸部９Ａは、径方向に対向する２つの側面部９ａ，９ａに、それぞれ横方向に沿う断面半円形の係止溝９１が形成されている。また、凸型ブロック１７Ａの上面には、油圧ジョイントのプラグＪｐの２個が突軸部９Ａを挟む径方向の両側位置に植設されると共に、両プラグＪｐ，Ｊｐと９０度の位相差の位置に設けた凹所１７ａに、エンコーダー８から該凸型ブロック１７Ａに設けた配線孔１７ｂを通した電線８ｂのコネクタ付きの先端が導出し、且つ凹所１７ａを外す形で周辺に沿ってＯリングＯ１が嵌装されている。また、凹所１７ａは周面側にも開放しており、その開放側に該凹所１７ａよりも左右幅及び上下長さの大きいカバー取付用凹面部１７ｃが形成されている。更に、凸型ブロック１７Ａには、図１３（ａ）に示すように、その下面から上面に至る２本の通油孔１７ｄが穿設されており、各通油孔１７ｄの上端側には油圧ジョイントのプラグＪｐが螺挿固着され、同下端側には伸縮配管１５が接続されている。
【００５１】
一方、図１３（ａ）に示すように、スクリューロッドＲｓの下端には連結用凹型ブロック１７Ｂが嵌合固着されている。この連結用凹型ブロック１７Ｂは、中央に貫入試験機Ｍ２側の突軸部９Ａに対応する六角形の嵌合穴９Ｂを備え、周面部に平行に貫設された２本のピン挿入孔９３，９３が各々嵌合穴９Ｂの対向する内側面で断面半円形の係止溝９２を形成しており、該嵌合穴９Ｂに貫入試験機Ｍ２の突軸部９Ａを挿嵌した状態で、該係止溝９２と突軸部９Ａ側の係止溝９１とが合わさってピン挿入孔９３に連続する断面円形の孔を構成する。従って、図１３（ｂ）（ｃ）に示すように、貫入試験機Ｍ２の連結用凸型ブロック１７ＡとスクリューロッドＲｓの連結用凹型ブロック１７Ｂとを嵌合し、両ピン挿入孔９３，９３に各々係止ピン１９を挿入することにより、スクリューロッドＲｓの下端に貫入試験機Ｍ２が堅固に連結される。なお、各ピン挿入孔９３は、一端側が係止ピン１９の頭部１９ａを納めるために径大になっている。
【００５２】
また、図１３（ａ）に示すように、スクリューロッドＲｓの連結用凹型ブロック１７Ｂには、貫入試験機Ｍ２側の連結用凸型ブロック１７Ａと同様の凹所１７ａ、配線孔１７ｂ、カバー取付用凹面部１７ｃ、通油路１７ｄが設けてあり、凹所１７ａより電気配線８ｃのコネクタ付きの先端が導出している。また、各通油路１７ｄは、下端側が嵌合穴９Ｂの側面から凹入して下方に開放する凹部１７ｆに連通しており、該下端側に油圧ジョイントのソケットＪｓが螺着されると共に、上端側には中空ロッドＲ内に通した油圧ホースｈがアダプタａを介して接続されている。更に、スクリューロッドＲｓは、連結用凹型ブロック１７Ｂの嵌合穴９Ｂの奥端中央に軸方向に沿って貫設されたグラウト導入路１７ｇを有し、該グラウト導入路１７ｇの上端には中空ロッドＲ内に配設されたグラウト供給用の配管Ｐｇが接続されている。
【００５３】
しかして、該連結用凹型ブロック１７Ｂに貫入試験機Ｍ２の連結用凸型ブロック１７Ａを嵌合した際、両ブロック１７Ａ，１７Ｂの油圧ジョイントのプラグＪｐとソケットＪｓとが自動的に連結して油路接続されると共に、両ブロック１７Ａ，１７Ｂの凹所１７ａ，１７ａ同士が対向するように設定されており、両凹所１７ａ，１７ａから導出する電気配線８ｂ，８ｃをコネクタで繋いでエンコーダー８用の電気回路を形成できる。また、電気配線８ｂ，８ｃの端部同士を接続後、図１３（ｂ）に示すように、側方に開放した両凹所１７ａ，１７ａは、両ブロック１７Ａ，１７Ｂのカバー取付用凹面部１７ｃ，１７ｃにわたって適嵌する形状及びサイズの蓋板１８によって塞がれる。この蓋板１８は、図１２（ａ）（ｂ）に示すように、内面側にゴム層１８ａを備えており、ＯリングＯ２を介して外側から貫通させた上下２本のボルトｂを各カバー取付用凹面部１７ｃのねじ孔ｎに螺挿することにより、両凹所１７ａ，１７ａを外部に対して気密・液密に封止する。
【００５４】
上記構成の貫入試験機Ｍ２にて孔底地盤の支持強度を測定するには、まずアースオーガＡＡのスクリューロッドＲｓの下端に、当該貫入試験機Ｍ２を上述のようにして連結する。この連結状態の貫入試験機Ｍ２では、外側ケーシング１側でスクリューロッドＲｓに支持されているため、既述の第一実施形態の貫入試験機Ｍ１と同様に、内部のハンマーケーシング２が自重によって外側ケーシング１内での下限位置に配置し、外側ケーシング１の下端からの貫入軸３の突出長さが最大でベローズ筒体４も最も伸長している。
【００５５】
このようにスクリューロッドＲｓの下端に連結した貫入試験機Ｍ２は、アースオーガＡＡのオーガマシンＡＭをリーダＬに沿って下動させることにより、先に形成している杭孔Ｈ内に非回転のスクリューロッドＲｓを介して挿入し、孔壁に接触しないように下降させて孔底Ｈｂに着底させる。この着底では、第一実施形態の貫入試験機Ｍ１と同様に、先端が孔底Ｈｂに当接した貫入軸３の退入とベローズ筒体４の短縮を伴って外側ケーシング１が停止するまで、つまりパイプストッパー７が短縮限になるまでスクリューロッドＲｓを下降させ、この外側ケーシング１の下降停止位置でオーガマシンＡＭを固定し、該貫入試験機Ｍ２を駆動して測定試験を行う。
【００５６】
測定試験は、第一実施形態の貫入試験機Ｍ１の場合と全く同様であり、図５（ａ）（ｂ）で示すように、ハンマーケーシング２内の吊上げ機構６の駆動により、ドライブハンマー２２でノッキングブロック１２を打撃する操作を繰り返し、ハンマーケーシング２の下動を伴って貫入軸３が孔底Ｈｂから所定深さまで貫入するのに要する打撃回数（Ｎ値）を計測し、その打撃回数に基づいて杭底Ｈｂの地盤の支持強度が所定値以上であるか否かを判定する。そして、測定した孔底地盤の支持強度が所定値以上であれば、杭の建て込みが可能であるから、スクリューロッドＲｓの上動によって該貫入試験機Ｍ２を杭孔Ｈから抜出し、以降はプレボーリング工法による定まった工程手順で既製杭の杭施工を行う。一方、該支持強度が所定値未満の場合には、建て込み不可となるから、更に深く掘削するか、もしくは当該杭孔Ｈを埋め戻して異なる位置で新たに掘孔して、同様に支持強度の判定を行うようにすればよい。
【００５７】
本発明をアースオーガを用いたプレボーリング工法による既製杭の施工に適用する場合、図１４に示すように、（ａ）三点式杭打機等のリーダ（図示省略）に沿って昇降するオーガーマシンＡＭに取り付けたスクリューロッドＲｓを回転駆動しつつ下降させることにより、その下端に連結している先端ロッド部材Ｒｈの掘削刃Ｅによって地盤Ｇ（軟弱層Ｇｓ）を掘削し、（ｂ）想定される地下深部の支持層Ｇｈに達する深さの杭孔Ｈを形成したのち、（ｃ）スクリューロッドＲｓを引き上げつつ、ソイルセメント等の根固め液Ｌｓを注入し、（ｄ）続いて孔周固定液Ｌｆを杭孔Ｈの上部まで注入し、該スクリューロッドＲｓを抜出する。そして、（ｅ）スクリューロッドＲｓの先端ロッド部材Ｒｈに代えて貫入試験機Ｍ２を該スクリューロッドＲｓに連結し、オーガーマシンＡＭの下動によって該貫入試験機Ｍ２を杭孔ｈに挿入し、（ｆ）該貫入試験機Ｍ２を孔底Ｈｂに着底させ、既述のように孔底地盤の支持強度を測定し、該支持強度が所定値以上であれば、（ｇ）オーガーマシンＡＭに連結用ロッドＲｊを介してＰＨＣ杭やＲＣ杭の如き既製杭Ｐ２を連結し、この既製杭Ｐ２を杭孔Ｈに挿入し、（ｈ）該既製杭Ｐ１を杭孔Ｈ内に埋入して杭施工を完了する。
【００５８】
上述の第一及び第二実施形態の貫入試験機Ｍ１，Ｍ２を用いた杭施工例から明らかなように、本発明の杭施工管理方法によれば、掘削ロッド（ケリーバＫ，スクリューロッドＲｓ）の回転掘削によって地盤に所定深度の杭孔を形成後、該掘削ロッドの掘削先部材（軸堀りバケットＢ１，拡底バケットＢ２，先端ロッド部材Ｒｈ）に代えて該貫入試験機を連結し、この連結状態で該貫入試験機を杭孔内に挿入して着底させて作動することにより、孔底地盤の支持強度を実測値（Ｎ値）として極めて簡易に且つ確実に測定できる。そして、該支持強度が所定値以上であれば、杭孔に杭を建て込んで杭施工を効率よく完了させることができる一方、該支持強度が所定値未満の場合には更に深く掘削するか、もしくは当該杭孔を埋め戻して異なる位置で新たに掘孔して、同様に支持強度の判定を行うようにすればよい。従って、従来において杭施工完了後の載荷試験にて支持強度不足が判明した場合のように、杭建て込み施工をやり直すために多大な労力と時間及びコストを費やす事態を回避できる。また、国際標準のＮ値での管理を行えるので測定値の高い信頼評価が得られるという利点もある。しかも、本発明の貫入試験機では、杭孔の穿孔に用いた掘削ロッドを利用し、穿孔後の杭孔に直ちに挿入して孔底地盤の支持強度を測定できるから、貫入試験を含む杭施工全体の作業性が向上すると共に、杭孔に対する当該貫入試験機の入出のための格別な設備を要さず、それだけ設備コストを低減できるという利点がある。
【００５９】
また、この貫入試験機にあっては、貫入軸を挿通させる外側ケーシングの下端側開口部を封止手段によって外部に対して封止できるから、杭孔Ｈ内の泥砂、砂礫、泥水、孔内に注入した安定液、根固め液等が外側ケーシング内に入り込んでハンマーケーシングの昇降動作を阻害するのを確実に防止でき、もって測定値の信頼性を確保できると共に、貫入試験機の耐久性低下を防止できる。なお、この封止手段としては、種々の機構を採用できるが、実施形態のように伸縮可能なベローズ筒体４を用いれば、貫入軸３の上下動に殆ど抵抗を与えることなく上記封止を行え、また下端側開口部１２ａ，１２ｂの内周に実施形態のようなパッキン部材５Ａ，５Ｂを介在させることでも簡易に封止を行える。
【００６０】
更に、実施形態のように外側ケーシング１の下端部に高内圧の蓄圧室１４を設ければ、その高内圧によって下端側開口部１２ａ，１２ｂからの泥砂、泥水、安定液、根固め液等の浸入をより効果的に阻止できるという利点がある。なお、このような蓄圧室１４を設ける構成では、該蓄圧室１４を貫通する下端側開口部１２ａ，１２ｂにパッキン部材５Ａ，５Ｂを介在させて気密を維持する必要があるが、実施形態のように更にベローズ筒体４を用いるようにすれば、該ベローズ筒体４によってパッキンへの固形粒子の咬み込みによる封止破壊を確実に防止できるという利点がある。
【００６１】
一方、実施形態のように、外側ケーシング１の内側上部とハンマーケーシング２の上端部との間に二重管状のパイプストッパー７を介在させれば、その短縮限と伸長限によって外側ケーシング１内でのハンマーケーシング２の上下限位置が自動的に定まるから、該ハンマーケーシング２を測定開始位置と待機位置とに変換するための格別な駆動機構が不要となり、それだけ装置構成が簡素化して作動の信頼性も高まると共に、製作コストも低減するという利点がある。また、実施形態のように、吊上げ機構６の油圧シリンダー６１に対する作動油の給排路中、外側ケーシング１の内側上部とハンマーケーシング２上端部との間の給排路に二重管式の伸縮配管１５，１５を介在させれば、外側ケーシング１内でのハンマーケーシング２の昇降変位に追従して該伸縮配管１５，１５が伸縮するから、常に油圧シリンダー６１に対する作動油の円滑な給排を確保できると共に、ハンマーケーシング２の昇降に伴う給排路の可動部分を弛ませた油圧ホースで構成する場合に比較して、当該可動部分の耐久性が大幅に向上するという利点がある。
【００６２】
本発明の掘削ロッド連結用貫入試験機は、第一実施形態のようなアースドリル機ＡＤのケリーバＫや、第二実施形態のようなアースオーガＡＡのスクリューロッドＳｃに対する連結用として好適であるが、回転掘削によって地盤に杭孔を形成するのに用いる他の種々の掘削ロッドも連結対象となり、その対象とする掘削ロッドの下端構造に応じて外側ケーシングの上端の連結部の構造を適宜設定すればよい。また、ハンマーケーシング２の昇降ガイド機構としては、該ハンマーケーシング２から導出する油圧給排路や電気回線の捩れを防ぐために、外側ケーシング１内でのハンマーケーシング２の回転を阻止する機能を有すればよく、例示のような外側ケーシング１側のガイドレール１６とハンマーケーシング２側の嵌合キー２３とからなる構造に限らず、外側ケーシング１内の上下複数箇所に環状ガイド板を設け、該環状ガイド板の内周の凹部にハンマーケーシング２の外周に設けた上下に連続する凸条部が嵌合する構造、一方のガイドレールに対して他方のガイドローラーが転接する構造等、他の種々のガイド構造を採用可能である。その他、本発明の杭孔用貫入試験機の細部構成については実施形態以外に種々設計変更可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１              外側ケーシング
１０            ハンマーケーシングの昇降空間
１２ａ，１２ｂ  下端開口部
１４            蓄圧室
１４ａ          天井部
１４ｂ          底板部
１５            伸縮配管
２              ハンマーケーシング
２１            ノッキングブロック
２２            ドライブハンマー
３              貫入軸
４              ベローズ筒体（封止手段）
５Ａ，５Ｂ      パッキン部材（封止手段）
６              吊上げ機構
６１            油圧シリンダー
６１ａ          ピストンロッド
６３            クランプアーム（クランプ部）
７              パイプストッパー
８              エンコーダー
９，９Ａ        突軸部（連結部）
９Ｂ            嵌合穴
ＡＡ            アースオーガ
ＡＤ            アースドリル
Ｂ１            軸堀りバケット（掘削先部材）
Ｂ２            拡底バケット（掘削先部材）
Ｇ              地盤
Ｇｈ            支持層（孔底地盤）
Ｈ              杭孔
Ｈｂ            孔底
Ｋ              ケリーバ（掘削ロッド）
Ｍ１，Ｍ２      掘削ロッド連結用貫入試験機
Ｐ１            場所打ち杭
Ｐ２            既製杭
Ｒｈ            先端ロッド部材（掘削先部材）
Ｒｓ            スクリューロッド（掘削ロッド）
【要約】
【課題】地盤に杭孔を形成後、直ちに孔底地盤の支持力を判定し、支持強度不足による杭建て込み施工のやり直しの手間を省くことを可能にする手段を提供する。
【解決手段】掘削ロッドＫ，Ｒｓの掘削先部材Ｂ１，Ｂ２，Ｒｈに代えて連結する貫入試験機Ｍ１，Ｍ２であって、外側ケーシング１内にハンマーケーシング２が昇降自在に装填され、ハンマーケーシング２の下端に突設された貫入軸３が外側ケーシング１の下端側開口部１２ａ，１２ｂより下方外部へ突出され、下端側開口部１２ａ，１２ｂを外部に対して封止する封止手段４、５Ａ，５Ｂを備え、外側ケーシング１の上端に連結部９，９Ａを備える。ハンマーケーシング２は、下端のノッキングブロック２１を自由落下によって打撃するドライブハンマー２２と、落下後のドライブハンマー２２を吊り上げてから下放する吊上げ機構６とを内蔵し、掘削ロッドに連結した状態で杭孔Ｈに先端を着底させた貫入軸３が孔底地盤Ｇｈに所定深さまで貫入するのに要するドライブハンマー２２の打撃回数から孔底地盤の支持強度を測定するように構成されてなる。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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