(57)【要約】【課題】採取装置が採取深さに至るまで、途中深さの杭穴充填物が上外筒の下面及び下外筒の上面の周辺に付着するおそれがなく、操作棒の引き上げ動作のみで操作できるので、求める深さ位置の試料を簡易かつ確実に採取できる。【解決手段】上外筒２０の下面２２と下外筒３０の上面３１とが略密着し、上外筒２０で内筒１の試料採取口１０を塞いだ状態で、採取装置４０を下降する（ａ）。試料採取位置で内筒１を保持して、地上から操作棒１５を上げて上外筒２０のみを上昇させて、試料採取口１０を開放して、杭穴充填物を内筒１内に取り入れる。次ぎに操作棒１５を上げて、下外筒３０を上昇させて、試料採取口１０を塞ぎ、採取装置４０を前記地上に引き上げる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密封できる内筒に試料採取口を形成し、前記内筒に、前記試料採取口を跨いで軸方向摺動自在に、高さＬ１の上外筒と高さＬ２の下外筒を取りつけてなり、以下のように構成したことを特徴とする杭穴充填物の採取装置。
(1) 前記上外筒の下端部の外面と、前記下外筒の下端部の外面とを、略面一に形成する。
(2) 前記内筒に沿って、操作棒を並列して、該操作棒の中間部を前記上筒の外面に固定する。
(3) 前記下外筒の外側面に、前記操作棒を挿通できる係止突起を固定し、前記操作棒の下端部に前記係止突起と係止して前記下外筒の下降を規制する被係止部を形成する。
(4) 前記操作棒を上外筒を上昇させ、かつ前記係止突起と被係止部とが係止した状態で、前記上外筒の下端と前記下外筒の上端との距離はＬ３となるように形成する。
(5) 前記試料採取口の前記内筒の軸方向の長さをＬ０とし、
Ｌ０＜Ｌ１、かつＬ０＜Ｌ２、かつＬ０≦Ｌ３
とした。
【請求項２】
以下のように構成したことを特徴とする請求項１記載の杭穴充填物の採取装置。
(1) 上外筒の下端と下外筒の上端を重ねた際に、上外筒が試料採取口を塞ぎ、この状態で前記下外筒の下降を規制するストッパーを、内筒に設けた。
(2) 係止突起と被係止部とを係止させて操作棒を上昇させた際に、前記下外筒が前記試料採取口を塞ぎ、この状態で、前記上外筒及び／又は下外筒の上昇を規制するストッパーを、前記内筒に設けた。
【請求項３】
密封できる内筒に試料採取口を形成し、前記内筒に、前記試料採取口を跨いで軸方向摺動自在に、上外筒と下外筒とを取りつけてなる採取装置を使用して、以下のようにして、杭穴から充填物を採取することを特徴とする杭穴充填物の試料採取方法。
(1) 前記上外筒の下端と前記下外筒の上端とを略密着して、かつ前記上外筒の下端部の外面と、前記下外筒の上端部の外面とを略面一とする。この状態で、前記上外筒で、前記試料採取口を塞ぎ、この状態の採取装置を地上から杭穴内を下降させる。
(2) 続いて、試料採取位置で前記内筒を保持して、前記上外筒を上昇させて、試料採取口を開放して、杭穴充填物を前記内筒内に取り入れる。
(3) 試料採取が完了したならば、前記下外筒を上昇させて前記試料採取口を塞ぎ、この状態を維持して、前記採取装置を前記地上に引き上げる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメントミルク、ソイルセメントなどの流動性を有する充填物で満たされた杭穴内に挿入して、任意の深さ及び任意位置から充填物の一部を試料として、地上に採取することを目的とする杭穴充填物の採取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上構造物を支える基礎杭は、例えば、地面に杭穴を掘削して、杭穴内に既製杭を埋設して構成していた。この場合、杭穴底を支持地盤に位置させ、杭穴底部の根固め部に、セメントミルクなどを充填して、根固め部と既製杭と一体で基礎杭を形成して、基礎杭で作用する鉛直支持力などを負担していた。この場合、最近では、１本の基礎杭が負担すべき支持力が増加し、根固め部の固化強度をより強い構成にする工夫が求められていた。
【０００３】
従来は、根固め部の確認をするために、根固め部が固化した後に、地上からコアボーリングにより根固め部を採取する方法などが行われていた。しかし、コアを採取すると強度の確認は行えるが、コアを採取することによりコアを採取した基礎杭自体の性能が低下すると考えられること、根固め部が固化するまではコアの採取は行えないこと、コアボーリングに多大な費用がかかることなどの問題があった。
【０００４】
そこで、根固め部を築造した後、セメントミルク等の充填物が固化する前に、試料を採取すれば上記問題点を解決でき、固化強度もより短時間に確認することが可能となった。
【０００５】
この場合、例えば、採取物を収容するホッパーの開口内窓を塞ぐ外筒を嵌装してなる採取装置が提案されている（特許文献１）。この採取装置では、杭穴底にホッパーを押し当てて、外筒をバネに抗して摺動させて、外筒の開口部とホッパーの開口内窓を一致させて充填物を採取していた。従って、固化強度に最も影響のある杭穴付近の試料を、確実に採取して、地上に回収できた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−７３３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前記従来の採取装置では、採取位置が杭穴底付近に限られる問題点があった。杭穴底付近に加えて、杭穴内の様々な位置からの充填物の採取が求められる場合もあった。
【０００８】
また、前記従来の採取装置では、２重筒の内筒と外筒の開口部を一致させて試料を装置内へ取り込む方法であり、外筒には開口部があるため、土質によっては、この開口部の縁に泥土塊が付着する可能性があった。そして、開口部に泥土塊が付着した場合には、土質によっては、試料採取の際に、試料（採取すべき充填物）と同時にこの付着した泥土塊の一部を取り込んでしまうおそれもあった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこでこの発明では、内筒に上下に密着できる上外筒と下外筒とを摺動させるので、前記問題点を解決して、さらに上外筒と下外筒とを引上げる単純な操作のみで、試料を採取して密封できるので、試料採取を容易かつ確実におこなうことができた。
【００１０】
即ち、この発明は、密封できる内筒に試料採取口を形成し、前記内筒に、前記試料採取口を跨いで軸方向摺動自在に、高さＬ１の上外筒と高さＬ２の下外筒を取りつけてなり、以下のように構成したことを特徴とする杭穴充填物の採取装置である。  
(1) 前記上外筒の下端部の外面と、前記下外筒の下端部の外面とを、略面一に形成する。  
(2) 前記内筒に沿って、操作棒を並列して、該操作棒の中間部を前記上筒の外面に固定する。  
(3) 前記下外筒の外側面に、前記操作棒を挿通できる係止突起を固定し、前記操作棒の下端部に前記係止突起と係止して前記下外筒の下降を規制する被係止部を形成する。  
(4) 前記操作棒を上外筒を上昇させ、かつ前記係止突起と被係止部とが係止した状態で、前記上外筒の下端と前記下外筒の上端との距離はＬ３となるように形成する。  
(5) 前記試料採取口の前記内筒の軸方向の長さをＬ０とし、
Ｌ０＜Ｌ１、かつＬ０＜Ｌ２、かつＬ０≦Ｌ３
とした。
【００１１】
また、前記において、以下のように構成したことを特徴とする杭穴充填物の採取装置である。  
(1)上外筒の下端と下外筒の上端を重ねた際に、上外筒が試料採取口を塞ぎ、この状態で前記下外筒の下降を規制するストッパーを、内筒に設けた。  
(2)係止突起と被係止部とを係止させて操作棒を上昇させた際に、前記下外筒が前記試料採取口を塞ぎ、この状態で、前記上外筒及び／又は下外筒の上昇を規制するストッパーを、前記内筒に設けた。
【００１２】
また、他の発明は、密封できる内筒に試料採取口を形成し、前記内筒に、前記試料採取口を跨いで軸方向摺動自在に、上外筒と下外筒とを取りつけてなる採取装置を使用して、以下のようにして、杭穴から充填物を採取することを特徴とする杭穴充填物の試料採取方法である。  
(1) 前記上外筒の下端と前記下外筒の上端とを略密着して、かつ前記上外筒の下端部の外面と、前記下外筒の上端部の外面とを略面一とする。この状態で、前記上外筒で、前記試料採取口を塞ぎ、この状態の採取装置を地上から杭穴内を下降させる。  
(2) 続いて、試料採取位置で前記内筒を保持して、前記上外筒を上昇させて、試料採取口を開放して、杭穴充填物を前記内筒内に取り入れる。  
(3) 試料採取が完了したならば、前記下外筒を上昇させて前記試料採取口を塞ぎ、この状態を維持して、前記採取装置を前記地上に引き上げる。
【００１３】
前記において、上外筒及び下外筒は、概略筒状の構造を有していることを意味している。即ち、上外筒及び下外筒は、上下が開放した筒形が望ましいが、内筒に嵌装して摺動でき、かつ試料採取口を塞ぐことができれば、全高さに亘って縦にスリットが形成された形状でも可能である。また、スリットは上縁から下縁まで全高さに亘らず、一部高さに形成する場合もある。
【発明の効果】
【００１４】
この発明は、採取装置の内筒に試料採取口を設け、上外筒と下外筒を嵌装するので、試料採取口を開放して試料（杭穴充填物）を採取して、上外筒又は下外筒で試料採取口を塞ぐことができる。また、上外筒又は下外筒により内筒の試料採取口を塞ぎ、この状態で、上外筒の下面と下外筒の上面とが略密着した状態で杭穴内を埋設できるので、採取装置が採取深さに至るまで、上外筒の下面及び下外筒の上面に、途中深さの杭穴充填物が付着するおそれがない。また、操作棒の引き上げ動作のみで、操作できるので、操作棒が弛むおそれなく、簡易かつ確実に操作できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１はこの発明の実施例の採取装置で（ａ）は杭穴内下降状態、（ｂ）は試料採取状態、（ｃ）は装置回収状態、を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（１）  密封できる内筒１に試料採取口１０を形成し、内筒１に、試料採取口１０を跨いで軸方向に摺動自在に、上外筒２０と下外筒３０とを嵌装して取りつけて採取装置４０を構成する。従って、上外筒２０は、試料採取口１０を塞いだ状態から、試料採取口１０の上方に移動して試料採取口１０を開放しできる。また、下外筒３０は、試料採取口１０の下方に位置して、上方に移動して試料採取口１０を塞ぐことができる。  
また、上外筒２０の下面（下端）２２と下外筒３０の上面（上端）３１とは略密着することができ、かつこの状態で、上外筒２０の下端部（下面２２及びその近傍）の外面２３と、下外筒３０の下端部（上面３１及びその近傍）の外面３３とを略面一とする。従って、密着した上外筒２０の下面２２と下外筒３０の上面３１の周囲に段差が生じない。
【００１７】
（２）  以下のようにして、杭穴から充填物を採取する。  
まず、上外筒２０と下外筒３０とが上下に位置して、上外筒２０の下面２２と下外筒３０の上面３１とが略密着した状態で、上外筒２０が、試料採取口１０を塞ぐ（図１（ａ））。この状態での採取装置４０を地上から杭穴内を下降させる。  
次ぎに、試料採取位置で内筒１を保持して、上外筒２０のみを上昇させて、かつ下外筒３０試料採取口１０の下方に位置させる（最初の位置に保持する）。この状態で、試料採取口１０を開放するので、杭穴充填物を内筒１内に取り入れる。  
続いて、試料採取が完了したならば、下外筒３０を上昇させて、試料採取口１０を塞ぎ、この状態を維持して、採取装置４０を前記地上に引き上げる。この状態で、上外筒２０は下外筒３０と連動して上昇させるが、試料採取口１０の上方（下外筒３０の上方）に位置していれば良い。  
地上に引き上げた採取装置４０の内筒１から試料（杭穴充填物）を取り出して、従来の各種測定、試験等を行う。  
また、前記のような上外筒２０及び下外筒３０の上昇操作は、例えば、内筒１の外面側に並列して配置したロッド類（操作棒１５）を地上から操作して行う。
【実施例】
【００１８】
１．採取装置４０の構成
【００１９】
（１）  外面が円形で密封された内筒１の本体部２の上端に、地上からの掘削ロッド４２の下端部を連結する連結軸部３を形成する。内筒１の本体部２の下端部に、本体部２より大径にした半球形の下端部４を連設する。下端部４は球面５を下方に向け、下端部４の上面の円形部分で、本体部２の外周面よりリング状（円周状）に突出した段差部分を、下ストッパー７とする。  
また、内筒２の上端部の外周面に、上ストッパー８を突設する。また、内筒１の中間部に試料採取口１０を形成し、試料採取口１０の上方に、中間ストッパー９を取り付ける。中間ストッパー９は押されると没して、先端が内筒１の外周面程度に位置し、押圧を解除すると、内筒１の外周面からスプリングなどにより突出する。  
また、内筒１の軸に平行に内筒１の外周面から若干離して、ＰＣ鋼棒からなる操作棒１５を配置し、内筒１の上端部に操作棒１５を挿通できる案内リング１２を突設する。
【００２０】
（２）  内筒１の本体部２に、上外筒２０と下外筒３０とが摺動自在に嵌装されている。  
上外筒２０の下面２２と下外筒３０の上面３１とは互いに当接して、泥土が入り込まない程度に密着できる構造となっている。この状態で、上外筒２０の外面周２３と下外筒３０の外周面３３とは面一に形成される（図１（ａ））。また、上外筒２０の下面２２と下外筒３０の上面３１とを当接させずに、上外筒２０の下面２２と下外筒３０の上面３１と間に、Ｏ−リングなどの止水材を介装して、密着性をより強化することもできる（図示していない）。  
上外筒２０の外周面２３に、固定リング２５を突設して、固定リング２５と操作棒１５とを固定し、操作棒１５の上下動に連動して、上外筒２０が上下動するように形成する。  
また、下外筒３０の外周面３３に係止リング３５を突設して、係止リング３５の透孔内に操作棒１５を挿通する。通常は、操作棒４５の上下動によっても下外筒３０は移動しないようになっているが、操作棒１５の下端部に設けた被係止部１６が、係止リング３５の下面に当接した場合には、被係止部１６と操作リング３５の下面とが係止して、操作棒１５の上昇に連動して、下外筒３０もいっしょに上昇するように作動する。
【００２１】
（３）  試料採取口１０の軸方向の長さ（高さ）Ｌ０、とした場合、
・上外筒の軸方向の長さ（高さ）Ｌ１＞Ｌ０
・下外筒の軸方向の長さ（高さ）Ｌ２＞Ｌ０
また、操作棒１５を上昇させて、連結した上外筒も上昇して、操作棒１５の被係止部１６が下外筒３０係止リング３５の下面に係止して、操作棒１５の上昇と下外筒３０が連動をはじめた状態で、上外筒２０の下面２２と下外筒３０の上面３２との距離をＬ３とした場合（図１（ｂ））、
・上外筒２０の下面２２と下外筒３０の上面３２との距離をＬ３＞Ｌ０
としてある。
【００２２】
（４）  以上のようにして、採取装置４０を構成する（図１）。また、操作棒１５の上端部（様々な長さであっても、最終的に地上に位置している状態のときに）、内筒１、即ち使用する掘削ロッド４２との相対位置が分かるように、目印（水平方向のラインなど）を付しておくこともできる（図示していない）。
【００２３】
２．採取方法
【００２４】
（１）  任意の方法で、杭穴を掘削し、杭穴内にセメントミルクなどの充填物を充填する（図示していない）。
【００２５】
（２）  地上で、採取装置４０の連結軸部３を掘削ロッド４２の下端に連結する。この状態で、下外筒３０の下面３２が下ストッパー７に当接して下降を規制され、上外筒２０の下面２２が下外筒３０の上面３２に当接して略密着した状態となっている（図１（ａ））。  
また、この状態で、操作棒１５は最も下がった位置にあり、係止リング３５の下方に距離Ｌ３だけ被係止部１６が下がった位置にある。  
また、この状態で、上外筒２０の内面が試料採取口１０を塞ぎ、かつ上外筒２０の内面が、中間ストッパー９を押圧している。また、下外筒３０の上面３２は試料採取口１０の下方に位置しておる。
【００２６】
（３）  （２）の相対位置を保ったまま、掘削ロッド４２及び操作棒１５を下降して、採取装置４０を、杭穴内を下降する（図１（ａ））。杭穴の底付近の充填物を採取する場合、杭穴深さが５０ｍ程度に至る場合もあり、この場合には、通常の方法により掘削ロッド４２を繋ぎながら下降するが、同時に操作棒１５も繋いでいく（図示していない）。  
また、採取装置４０の内筒１の下端部４を球面５としてあるので、杭穴内の充填物を乱すことなく下降できる。また、上外筒２０の下面２２が下外筒３０の上面３２に当接して略密着した状態となっているので、杭穴の上層等に泥土が残っている場合であっても、上外筒２０の下面２２が下外筒３０の上面３２の間に、上層の充填物が付着するおそれがない（図１（ａ））。
【００２７】
（４）  杭穴内の試料採取位置に至ったならば、掘削ロッド４２の下降を中止し、杭穴の中心、杭穴壁付近など採取位置に採取装置４０の試料採取口１０を位置させる。  
この状態で、掘削ロッド４２を保持して、操作棒１５をＬ３だけ矢示４４のように上昇させる（図１（ｂ））。操作棒１５の上昇に応じて、上外筒２０もＬ３だけ矢示４５のように上昇し、下外筒３０は上昇しない。  
この状態で、試料採取口１０が露出するので、試料採取口１０から充填物が内筒１内に取り込まれる（図１（ｂ））。また、この状態で、上外筒２０の下面２２が中間ストッパー９に当たり、上外筒２０が下降することが規制されるので、試料採取口１０は確実に露出した状態を維持できる。試料採取口１０は確実に露出していることは、地上で操作棒１５を押し下げて、押し下げが不可ならば、上外筒２０の下面２２が中間ストッパー９に当たっていることが確認できる。また、前記のような目印を地上で確認することもできる。
【００２８】
（５）  試料の採取が完了したならば、さらに操作棒１５を矢示４４のように上昇させると、連動して上外筒２０も矢示４５のように上昇する。また、被係止部１６が係止リング３５の下面に係止した以降は、操作棒１５の上昇にともなって、下外筒３０も矢示４６のように上昇して、下外筒３０が試料採取口１０を塞ぐ（図１（ｃ））。  
この状態で、上外筒２０の上面２２は上ストッパー７に当接して上昇を規制され、下外筒３０の上面３２も中間ストッパー９（上外筒２０の通過に伴い、上外筒２０の内面による押圧を解除され突出している）に当接して、下外筒３０も上昇が規制される（図１（ｃ））。従って、この状態を保持するか、操作棒１５を上昇するように加圧しておけば、試料採取口１０が開放されることはない。  
また、これらの一連の操作は、操作棒１５を引く操作のみで完結しているので、操作棒１５を押し下げる動作が不要であり確実な操作ができる（ＰＣ鋼棒の場合には、長さが５０ｍにもなると弛むおそれもある）。
【００２９】
（６）  （５）の状態を維持して、掘削ロッド４２及び操作棒１５を地上に引き上げ、採取装置４０も地上に引き上げる（図示していない）。  
その後、採取装置４０から採取した試料（杭穴の充填物であるセメントミルク類）を取り出して、色の目視、比重や温度の測定、固化させて圧縮強度の測定など、必要な作業をして、必要ならば、杭穴内に必要な材料を補充的に充填する。  
また、その後、杭穴内に既製杭を埋設して、基礎杭を構築する（図示していない）。
【００３０】
３．他の実施例
【００３１】
（１）  前記実施例において、内筒１、上外筒２０、下外筒３０は夫々円形断面としたが、三角、四角、六角など形状は任意である。また、内筒１の外周面上に、両外筒２０、３０の内周面が摺れた状態で軸方向に移動でできれば、各筒１、２０、３０の内周面と外周面の形状は異なる形状とすることもできる（図示していない）。
【００３２】
（２）  また、前記実施例において、上外筒２０の外面周２３と下外筒３０の外周面３３とを面一に形成したが、少なくとも上外筒２０の下面２２と下外筒３０の上面３１との密着した部分の周辺が面一で段差が生じていない形状とすれば、上外筒２０の外周面２３で上面２１に近い側、下外筒３０の外周面３３で下面３２に近い側の形状は任意である（図示していない）。
【００３３】
（３）  また、前記実施例において、下外筒３０が中間ストッパー９に当接した際、即ち、下外筒３０が試料採取口１０を塞いだ状態で、下外筒３０の下面３２に当接する第２中間ストッパー９ａを設けることもできる（図１（ｃ）鎖線図示９ａ）。従って、中間ストッパー９、第２中間ストッパー９ａにより下外筒３０は挟まれて上下動が規制され、下外筒３０が試料採取口１０を塞いだ状態を保持できる。  
第２中間ストッパー９ａは、中間ストッパー９と同様の構造で、押圧された状態で、先端が内筒１の外周面付近に位置し、押圧が解除されると先端が内筒１の外周面から突出する。従って、図１（ａ）、図１（ｂ）の状態では、下外筒３０の内面に押圧され、下外筒３０が上昇して第２中間ストッパー９ａを通過した状態で、下外筒３０の下面３２側に突出する。
【００３４】
（４）  また、前記実施例において、中間ストッパー９及び第２中間ストッパー９ａは、押圧の有無で出没する構造としたが、常時突出した構造とすることもできる（図示していない）。この場合には、例えば、上外筒２０に、上昇させた際に中間ストッパー９が通過できるスリット等を形成し、また下外筒３０に、上昇させて際に第２中間ストッパー９ａが通過できるスリット等を形成する（図示していない）。
【００３５】
（５）  また、前記実施例において、操作棒１５を、掘削ロッド４２の外側に沿わせて地上まで伸ばしたが、試料の収容庫としての内筒１の上方で操作棒１５を屈曲して、操作棒１５を掘削ロッド４２の中空部内を通過して、地上に至らせることもできる（図示していない）。
【符号の説明】
【００３６】
１  内筒
２  内筒の本体部
３  内筒の連結軸部
４  内筒の下端部
５  下端部の球面
７  下ストッパー
８  上ストッパー
９  中間ストッパー
９ａ  中間ストッパー
１０  試料採取口
１２  案内リング
１５  操作棒
１６  操作棒の被係止部
２０  上外筒
２１  上外筒の上面  
２２  上外筒の下面
２１  上外筒の外周面
２５  固定リング
３０  下外筒
３１  下外筒の上面
３２  下外筒の下面
３３  下外筒の外周面
３４  係止リング（係止突起）
４０  採取装置
４２  掘削ロッド
４４、４５、４６  矢示
【図１】
2011236554.tif 000003