(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真直棒状又は真直筒状に形成されたボーリングロッドと、
前記ボーリングロッドの先端部に装着されて調査地盤に貫入されると共に当該調査地盤のサンプルを採取可能なサンプラーと、
前記ボーリングロッドの頭部に装着されたノッキングブロックと、
下端部が前記ノッキングブロックに連結されて当該ノッキングブロックの上方側に延びると共に真直棒状又は真直筒状に形成されたガイドロッドと、
前記ガイドロッドに案内されつつ自由落下して前記ノッキングブロックを打撃するハンマー部と、
前記調査地盤上に載置されると共に、作動することで駆動力を生じさせる駆動力発生部と、
前記ガイドロッドの上端部の上方側に配置された滑車部と、
一方側が前記ハンマー部に取り付けられ、当該ハンマー部の上方側に延びて前記滑車部を経由しつつ前記駆動力発生部に向かって延びると共に、他方側に前記駆動力発生部で発生した駆動力が伝達される駆動力伝達部と、
前記サンプラーが前記調査地盤に打ち込まれて得られたＮ値に対する当該サンプラーの外周面と当該調査地盤との摩擦の影響を補正する補正手段と、
上方側で前記滑車部が支持されると共に下方側が直接又は部材を介して前記調査地盤に支持され、当該滑車部にかかる前記ハンマー部の自重を前記駆動力発生部に作用させる反力伝達部を含んで構成された支持部と、
を有する軽量地盤調査機。
【請求項２】
前記サンプラーは、標準貫入試験が可能な標準貫入試験用サンプラーとされると共に、
前記補正手段は、前記標準貫入試験用サンプラーと交換可能でかつ当該標準貫入試験用サンプラーよりも外径が大きい拡径筒を含んで構成されている、
請求項１に記載の軽量地盤調査機。
【請求項３】
前記サンプラーは、標準貫入試験が可能な標準貫入試験用サンプラーを構成する標準シューを含んで構成されると共に、
前記サンプラーを構成するバレルの外径寸法は、前記標準貫入試験用サンプラーを構成する標準バレルの外径よりも小さくかつ前記ボーリングロッドの外径以上に設定されている、
請求項１に記載の軽量地盤調査機。
【請求項４】
前記補正手段は、所定の地盤における既知の第１Ｎ値と前記サンプラーが当該所定の地盤に貫入されたときの既知の第２Ｎ値との予め求められた関係が記憶された記憶部と、当該関係と前記サンプラーが前記調査地盤に打ち込まれて得られた前記Ｎ値とに基づき当該調査地盤のＮ値を算出可能な計算部とを含んで構成されている、
請求項１又は請求項３に記載の軽量地盤調査機。
【請求項５】
前記支持部は、３本の脚部と、当該脚部の上方側の部分で当該脚部同士を連結する連結部とを含んで構成され、
前記滑車部は、前記連結部に取り付けられると共に、
前記反力伝達部は、前記３本の脚部のうち何れか２本の脚部に架け渡された第１架設部材と、当該３本の脚部のうち当該２本の脚部と異なる組み合わせの何れか２本の脚部に架け渡された第２架設部材と、上方側が当該第１架設部材に取り付けられると共に下方側が前記駆動力発生部に取り付けられた第１伝達部材と、上方側が当該第２架設部材に取り付けられると共に下方側が当該駆動力発生部に取り付けられた第２伝達部材とを含んで構成されている、
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の軽量地盤調査機。
【請求項６】
前記反力伝達部は、上方側に前記滑車部が取り付けられると共に下方側が前記駆動力伝達部に取り付けられた真直棒状又は真直筒状の支柱部を含んで構成されている、
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の軽量地盤調査機。
【請求項７】
前記支柱部に当該支柱部に沿って移動可能に取り付けられると共に所定の位置で当該支柱部に対して保持可能とされ、前記ガイドロッドの上方側を保持する保持部をさらに有する、
請求項６に記載の軽量地盤調査機。
【請求項８】
駆動力発生部で発生した駆動力がハンマー部を案内するガイドロッドの上方側に配置された滑車部を経由して当該ハンマー部に伝達されることによって、上方側で当該滑車部を支持しかつ下方側で調査地盤に支持された支持部を構成する反力伝達部で当該滑車部にかかる当該ハンマー部の自重を当該駆動力発生部に作用させつつ当該ハンマー部を持ち上げ、
先端部に調査地盤のサンプルを採取可能なサンプラー及び先端コーンの何れか一方が装着されたボーリングロッドの頭部に装着されたノッキングブロックをその上方から前記ガイドロッドで案内された前記ハンマー部の自由落下で打撃し、
前記一方による前記調査地盤のＮ値を測定し、
前記Ｎ値に対する前記一方の外周面と当該調査地盤との摩擦の影響を補正手段で補正する、
地盤調査方法。
【請求項９】
標準貫入試験が可能な標準貫入試験用サンプラーよりも外径が大きい拡径筒を前記ボーリングロッドの先端部に装着すると共に前記調査地盤に試験深度まで貫入し、
前記拡径筒を前記標準貫入試験用サンプラーに交換して前記調査地盤のＮ値を測定する、
請求項８に記載の地盤調査方法。
【請求項１０】
記憶部に記憶された所定の地盤における既知の第１Ｎ値と前記一方が当該所定の地盤に貫入されたときの既知の第２Ｎ値との予め求められた関係と当該一方が前記調査地盤に打ち込まれて得られた前記Ｎ値とに基づき、計算部で当該調査地盤のＮ値を算出する、
請求項８に記載の地盤調査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量地盤調査機及びこれを用いた地盤調査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基礎構造物を建設するための地盤の性状を調査する方法として、一般的に標準貫入試験が用いられており、この標準貫入試験は、次のような工程を経て行われている。まず、ドリル等の回転掘削機構及び掘削水（泥水）を循環させるポンプ等の循環機構を備えたボーリングマシンで調査しようとする深度まで調査地盤が穿孔される。次に、ボーリングロッドが、その下端部に標準貫入試験用サンプラーを取り付けられた状態で孔底に降ろされ、ボーリングロッドの上端部にノッキングブロック及びガイド用ボーリングロッドが取り付けられる。そして、ドライブハンマーでノッキングブロックが打撃され、調査地盤のＮ値が測定される。
【０００３】
この標準貫入試験は、山岳地に基礎構造物を建設するための地盤調査、例えば山の急斜面に送電鉄塔を建設するための地盤調査にも用いることが可能である。しかし、ボーリング機材や作業足場用の資材等を何らかの運搬手段で調査場所まで搬入する必要がある。具体的には、車両で地盤調査に用いる資機材を運搬可能な位置まで運搬し、この地点から調査地点（原位置）まで仮設モノレールを敷設し、この仮設モノレールを用いてこれらの資機材を調査地点まで運搬するといった作業が必要となる。
【０００４】
ここで、上記資機材の総重量は約１〔ｔ〕にも及ぶため、山岳地の斜面への送電鉄塔の建設において、従来のように地盤調査を行うことは、非常に大掛かりな設備の設置と重量物の運搬を強いられることとなる。このため、作業日程の長期化、重労働化並びに高コスト化を招くという課題があった。
【０００５】
一方、下記特許文献１には、地盤調査装置に関する発明が開示されている。この地盤調査装置は、地盤調査に用いられるロッド等が車両に設けられて構成されており、自走可能とされている。また、この地盤調査装置では、先端部に掘削羽根を備えたロッドを地盤に回転圧入するときの回転負荷および先端深度を連続的に測定することで、調査地盤のＮ値を推定するため、上述したような泥水循環型のボーリングマシンによるボーリングを行うことなく調査地盤のＮ値を求めることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】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】
しかしながら、上記特許文献１に記載の先行技術であっても、山岳地まで自走していくことは困難であると考えられる。また、この先行技術では、調査地盤のＮ値を求めることを主な目的としており、もとより調査地盤のサンプリングは行わない。しかも、ロッドの先端部の掘削羽根で調査地盤をかき回すため、調査地盤の乱さない試料のサンプリングは不可能である。一方、標準貫入試験にも、調査地盤がボーリングに伴う掘削水を含むことで、調査地盤の性状を正確に判定することが困難になるという課題が存在する。
【０００８】
本発明は上記事実を考慮し、山岳地等への運搬が容易な重量まで軽量化された軽量地盤調査機及びこれを用いて地盤の性状をより正確に判定することが可能な地盤調査方法を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の本発明に係る軽量地盤調査機は、真直棒状又は真直筒状に形成されたボーリングロッドと、前記ボーリングロッドの先端部に装着されて調査地盤に貫入されると共に当該調査地盤のサンプルを採取可能なサンプラーと、前記ボーリングロッドの頭部に装着されたノッキングブロックと、下端部が前記ノッキングブロックに連結されて当該ノッキングブロックの上方側に延びると共に真直棒状又は真直筒状に形成されたガイドロッドと、前記ガイドロッドに案内されつつ自由落下して前記ノッキングブロックを打撃するハンマー部と、前記調査地盤上に載置されると共に、作動することで駆動力を生じさせる駆動力発生部と、前記ガイドロッドの上端部の上方側に配置された滑車部と、一方側が前記ハンマー部に取り付けられ、当該ハンマー部の上方側に延びて前記滑車部を経由しつつ前記駆動力発生部に向かって延びると共に、他方側に前記駆動力発生部で発生した駆動力が伝達される駆動力伝達部と、前記サンプラーが前記調査地盤に打ち込まれて得られたＮ値に対する当該サンプラーの外周面と当該調査地盤との摩擦の影響を補正する補正手段と、上方側で前記滑車部が支持されると共に下方側が直接又は部材を介して前記調査地盤に支持され、当該滑車部にかかる前記ハンマー部の自重を前記駆動力発生部に作用させる反力伝達部を含んで構成された支持部と、を有している。
【００１０】
請求項１に記載の本発明によれば、真直棒状又は真直筒状に形成されたボーリングロッドの先端部には、調査地盤のサンプルを採取可能なサンプラーが装着されており、当該ボーリングロッドの頭部には、ノッキングブロックが装着されている。また、ノッキングブロックの上方には、真直棒状又は真直筒状に形成されたガイドロッドが配置されており、当該ガイドロッドは、その下端部が当該ノッキングブロックに連結されると共に、当該ノッキングブロックの上方側に延びている。一方、調査地盤上には、作動することで駆動力を生じさせる駆動力発生部が載置されており、ガイドロッドの上端部の上方側には、滑車部が配置されている。また、駆動力伝達部は、その一方側がハンマー部に取り付けられて当該ハンマー部の上方側に延び、滑車部を経由しつつ駆動力発生部に向かって延びると共に、他方側に駆動力発生部で発生した駆動力が伝達されるように配置されている。この状態で、駆動力発生部が作動すると当該駆動力発生部で生じた駆動力が駆動力伝達部を介してハンマー部に伝達され、当該ハンマー部はガイドロッドに沿ってノッキングブロックの上方側に持ち上げられる。そして、持ち上げられたハンマー部がガイドロッドに案内されつつ自由落下して、ノッキングブロックを打撃し、サンプラーが調査地盤に打ち込まれることで、当該調査地盤のＮ値を求めることができる。また、このときサンプラーで調査地盤のサンプルを採取することができる。しかも、本発明では、泥水循環型のボーリングマシンによるボーリングが行われないため、調査地盤のサンプルの堆積構造や地質構造がボーリングの掘削水によって乱されることがない。
【００１１】
なお、上述のように求められた調査地盤のＮ値は、サンプラーの外周面と当該調査地盤との摩擦の影響を受けることが考えられるため、本発明では、サンプラーの外周面と当該調査地盤との摩擦の影響が補正手段で補正される。
【００１２】
ところで、本発明では、上述したように、泥水循環型のボーリングマシンによるボーリングを行うことなく調査地盤のＮ値を求めることが可能であり、ドリル等の回転掘削機構やポンプ等の循環機構といった機材が不要となる。また、駆動力発生部もハンマー部を持ち上げるだけの駆動力を発生させることができればよいので、当該駆動力発生部を小型化し、ひいては当該駆動力発生部の重量を小さくすることが可能となる。しかしながら、駆動力発生部を軽量化すると、当該駆動力発生部により駆動力でハンマー部が持ち上げられるときに、ハンマー部を持ち上げる力の反力で駆動力発生部自身が浮き上がることが考えられる。ここで、本発明では、ハンマー部を持ち上げる力の反力を当該ハンマー部の自重を利用して抑えることで、駆動力発生部の浮き上がりを抑制している。
【００１３】
具体的には、ハンマー部の自重がかかる滑車部が支持部の上方側で支持されると共に、当該支持部の下方側が直接又は部材を介して調査地盤に支持されている。そして、ハンマー部が持ち上げられるときに、滑車部にかかるハンマー部の自重が、支持部を構成する反力伝達部を介して、駆動力発生部に作用する。このため、ハンマー部が持ち上げられるときには、ハンマー部を持ち上げる力の反力が当該ハンマー部の自重で相殺されることとなる。
【００１４】
請求項２に記載の本発明に係る軽量地盤調査機は、請求項１に記載の発明において、前記サンプラーは、標準貫入試験が可能な標準貫入試験用サンプラーとされると共に、前記補正手段は、前記標準貫入試験用サンプラーと交換可能でかつ当該標準貫入試験用サンプラーよりも外径が大きい拡径筒を含んで構成されている。
【００１５】
請求項２に記載の本発明によれば、拡径筒が調査地盤に貫入され、当該拡径筒と標準貫入試験用サンプラーとが交換される。そして、拡径筒で調査地盤に形成された孔の底部から当該調査地盤に標準貫入試験用サンプラーが貫入される。このため、標準貫入試験用サンプラーの外周面と調査地盤との摩擦を抑制することができる。
【００１６】
請求項３に記載の本発明に係る軽量地盤調査機は、請求項１に記載の発明において、前記サンプラーは、標準貫入試験が可能な標準貫入試験用サンプラーを構成する標準シューを含んで構成されると共に、前記サンプラーを構成するバレルの外径寸法は、前記標準貫入試験用サンプラーを構成する標準バレルの外径よりも小さくかつ前記ボーリングロッドの外径以上に設定されている。
【００１７】
請求項３に記載の本発明によれば、サンプラーを構成するバレルの外径が標準貫入試験用サンプラーを構成する標準バレルの外径よりも小さいため、当該バレルの外周面の表面積が標準バレルの外周面の表面積よりも小さくなる。また、サンプラーが調査地盤に貫入されるとき、当該サンプラーを構成する標準シューで形成された孔部を当該標準シューよりも外径が小さいバレルが通過していくこととなる。このため、サンプラーと調査地盤との摩擦を、標準貫入試験用サンプラーと当該調査地盤との摩擦よりも小さくすることができる。
【００１８】
請求項４に記載の本発明に係る軽量地盤調査機は、請求項１又は請求項３に記載の発明において、前記補正手段は、所定の地盤における既知の第１Ｎ値と前記サンプラーが当該所定の地盤に貫入されたときの既知の第２Ｎ値との予め求められた関係が記憶された記憶部と、当該関係と前記サンプラーが前記調査地盤に打ち込まれて得られた前記Ｎ値とに基づき当該調査地盤のＮ値を算出可能な計算部とを含んで構成されている。
【００１９】
請求項４に記載の本発明によれば、記憶部に所定の地盤における既知の第１Ｎ値とサンプラーが当該所定の地盤に貫入されたときの既知の第２Ｎ値との予め求められた関係が記憶されている。そして、計算部で記憶部に記憶された当該関係とサンプラーが調査地盤に打ち込まれて得られたＮ値とに基づき当該調査地盤のＮ値が算出される。
【００２０】
請求項５に記載の本発明に係る軽量地盤調査機は、請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の発明において、前記支持部は、３本の脚部と、当該脚部の上方側の部分で当該脚部同士を連結する連結部とを含んで構成され、前記滑車部は、前記連結部に取り付けられると共に、前記反力伝達部は、前記３本の脚部のうち何れか２本の脚部に架け渡された第１架設部材と、当該３本の脚部のうち当該２本の脚部と異なる組み合わせの何れか２本の脚部に架け渡された第２架設部材と、上方側が当該第１架設部材に取り付けられると共に下方側が前記駆動力発生部に取り付けられた第１伝達部材と、上方側が当該第２架設部材に取り付けられると共に下方側が当該駆動力発生部に取り付けられた第２伝達部材とを含んで構成されている。
【００２１】
請求項５に記載の本発明によれば、支持部の３本の脚部の配置を調整することで、サンプラーの貫入位置に対して、滑車部ひいてはハンマー部の位置を容易に位置合わせすることができる。また、３本の脚部のうち何れか２本の脚部に架け渡された第１架設部材及び当該第１架設部材に取り付けられた第１伝達部材によって、当該２本の脚部からハンマー部の自重が駆動力発生部に伝達される。さらに、３本の脚部のうち当該２本の脚部と異なる組み合わせの何れか２本の脚部に架け渡された第２架設部材及び当該第２架設部材に取り付けられた第２伝達部材によって、当該２本の脚部からハンマー部の自重が駆動力発生部に伝達される。
【００２２】
請求項６に記載の本発明に係る軽量地盤調査機は、請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の発明において、前記反力伝達部は、上方側に前記滑車部が取り付けられると共に下方側が前記駆動力伝達部に取り付けられた真直棒状又は真直筒状の支柱部を含んで構成されている。
【００２３】
請求項６に記載の本発明によれば、支柱部でハンマー部の支持と当該ハンマー部の自重の駆動力発生部への伝達とを行うことができる。
【００２４】
請求項７に記載の本発明に係る軽量地盤調査機は、請求項６に記載の発明において、前記支柱部に当該支柱部に沿って移動可能に取り付けられると共に所定の位置で当該支柱部に対して保持可能とされ、前記ガイドロッドの上方側を保持する保持部をさらに有している。
【００２５】
請求項７に記載の本発明によれば、保持部でガイドロッドの上方側を支柱部に対して所定の位置に保持することができる。
【００２６】
請求項８に記載の本発明に係る地盤調査方法は、駆動力発生部で発生した駆動力がハンマー部を案内するガイドロッドの上方側に配置された滑車部を経由して当該ハンマー部に伝達されることによって、上方側で当該滑車部を支持しかつ下方側で調査地盤に支持された支持部を構成する反力伝達部で当該滑車部にかかる当該ハンマー部の自重を当該駆動力発生部に作用させつつ当該ハンマー部を持ち上げ、先端部に調査地盤のサンプルを採取可能なサンプラー及び先端コーンの何れか一方が装着されたボーリングロッドの頭部に装着されたノッキングブロックをその上方から前記ガイドロッドで案内された前記ハンマー部の自由落下で打撃し、前記一方による前記調査地盤のＮ値を測定し、前記Ｎ値に対する前記一方の外周面と当該調査地盤との摩擦の影響を補正手段で補正している。
【００２７】
請求項８に記載の本発明によれば、駆動力発生部で発生した駆動力がハンマー部を案内するガイドロッドの上方側に配置された滑車部を経由して当該ハンマー部に伝達され、当該ハンマー部は滑車部側に持ち上げられる。一方、ボーリングロッドの先端部には、調査地盤のサンプルを採取可能なサンプラー及び先端コーンの何れか一方が装着されると共に、当該ボーリングロッドの頭部には、ノッキングブロックが装着される。そして、ノッキングブロックをその上方からガイドロッドで案内されたハンマー部の自由落下で打撃し、当該一方による調査地盤のＮ値が測定される。なお、このＮ値は当該一方の外周面と調査地盤との摩擦の影響を受けることが考えられるため、当該一方の外周面と当該調査地盤との摩擦の影響が補正手段で補正される。
【００２８】
したがって、本発明では、泥水循環型のボーリングマシンによるボーリングを行うことなく調査地盤のＮ値を求めることが可能であり、ドリル等の回転掘削機構やポンプ等の循環機構といった機材が不要となる。また、駆動力発生部もハンマー部を持ち上げるだけの駆動力を発生させることができればよいので、当該駆動力発生部を小型化し、ひいては当該駆動力発生部の重量を小さくすることが可能となる。しかしながら、駆動力発生部を軽量化すると、当該駆動力発生部による駆動力でハンマー部が持ち上げられるときに、ハンマー部を持ち上げる力の反力で駆動力発生部自身が浮き上がることが考えられる。
【００２９】
ここで、本発明では、ハンマー部を支持する滑車部は、支持部の上方側で支持されており、当該支持部の下方側は調査地盤に支持されている。そして、支持部を構成する反力伝達部で滑車部にかかるハンマー部の自重を駆動力発生部に作用させつつハンマー部が持ち上げられる。このため、ハンマー部が持ち上げられるときには、駆動力発生部にかかるハンマー部を持ち上げる力の反力を当該ハンマー部の自重で相殺することができる。
【００３０】
請求項９に記載の本発明に係る地盤調査方法は、請求項８に記載の発明において、標準貫入試験が可能な標準貫入試験用サンプラーよりも外径が大きい拡径筒を前記ボーリングロッドの先端部に装着すると共に前記調査地盤に試験深度まで貫入し、前記拡径筒を前記標準貫入試験用サンプラーに交換して前記調査地盤のＮ値を測定している。
【００３１】
請求項９に記載の本発明によれば、標準貫入試験が可能な標準貫入試験用サンプラーよりも外径が大きい拡径筒をボーリングロッドの先端部に装着すると共に調査地盤に試験深度まで貫入する。そして、拡径筒を標準貫入試験用サンプラーに交換して、当該拡径筒で調査地盤に形成された孔の底部から当該調査地盤に標準貫入試験用サンプラーが貫入されて、当該調査地盤のＮ値を測定する。このため、標準貫入試験用サンプラーが貫入されて得られた調査地盤のＮ値に対する当該標準貫入試験用サンプラーの外周面と当該調査地盤との摩擦の影響を抑制することができる。
【００３２】
請求項１０に記載の本発明に係る地盤調査方法は、記憶部に記憶された所定の地盤における既知の第１Ｎ値と前記一方が当該所定の地盤に貫入されたときの既知の第２Ｎ値との予め求められた関係と当該一方が前記調査地盤に打ち込まれて得られた前記Ｎ値とに基づき、計算部で当該調査地盤のＮ値を算出している。
【００３３】
請求項１０に記載の本発明によれば、記憶部に所定の地盤における既知の第１Ｎ値とサンプラー及び先端コーンの何れか一方が当該所定の地盤に貫入されたときの既知の第２Ｎ値との予め求められた関係が記憶されている。そして、計算部で記憶部に記憶された当該関係と当該一方が調査地盤に打ち込まれて得られたＮ値とに基づき当該調査地盤のＮ値が算出される。
【発明の効果】
【００３４】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明に係る軽量地盤調査機は、山岳地等への運搬が容易な重量まで地盤調査機を軽量化することができると共に、地盤の性状をより正確に判定することができるという優れた効果を有する。
【００３５】
請求項２に記載の本発明に係る軽量地盤調査機は、標準貫入試験と同様の条件下で調査地盤の性状を判定することができるという優れた効果を有する。
【００３６】
請求項３に記載の本発明に係る軽量地盤調査機は、サンプラーが調査地盤に貫入されるときの抵抗を標準貫入試験用サンプラーが当該調査地盤に貫入されるときの抵抗よりも低減させることができるという優れた効果を有する。
【００３７】
請求項４に記載の本発明に係る軽量地盤調査機は、サンプラーが貫入される回数を最低限の回数としつつ標準貫入試験と同様の試験結果を得ることができるという優れた効果を有する。
【００３８】
請求項５に記載の本発明に係る軽量地盤調査機は、調査地盤が傾斜していてもハンマー部の自重を利用して、駆動力発生部の浮き上がりを抑制することができるという優れた効果を有する。
【００３９】
請求項６に記載の本発明に係る軽量地盤調査機は、ハンマー部の自重の駆動力発生部への伝達経路を単純化することができるという優れた効果を有する。
【００４０】
請求項７に記載の本発明に係る軽量地盤調査機は、作業者がガイドロッドの上方側を保持しなくても、当該ガイドロッドが安定した状態でハンマー部を当該ガイドロッドで案内することができ、作業の安全性及び効率性を向上させることができるという優れた効果を有する。
【００４１】
請求項８に記載の本発明に係る地盤調査方法は、山岳地等への運搬が容易な重量まで地盤調査機を軽量化することができると共に、地盤の性状をより正確に判定することができるという優れた効果を有する。
【００４２】
請求項９に記載の本発明に係る地盤調査方法は、標準貫入試験と同様の条件下で調査地盤の性状を判定することができるという優れた効果を有する。
【００４３】
請求項１０に記載の本発明に係る地盤調査方法は、サンプラー又は先端コーンが貫入される回数を最低限の回数としつつ標準貫入試験と同様の試験結果を得ることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１実施形態に係る軽量地盤調査機の全体構成を示す側面図（図３の１方向矢視図示）である。
【図２】第１実施形態に係る軽量地盤調査機の全体構成を示す平面図である。
【図３】第１実施形態に係る軽量地盤調査機で採取されたサンプルの例を示す写真である。
【図４】変成岩の風化地盤及びマサ化地盤の標準貫入試験によるＮ値と補正手段を用いない場合の第１実施形態に係る軽量地盤調査機によるＮ値（ＮＰ値）との関係を示したグラフである。
【図５】第１実施形態に係る軽量地盤調査機で用いるサンプラーの構成を示す縦断面図である。
【図６】第１実施形態に係る地盤調査方法の手順を示す図である。
【図７】第２実施形態に係る軽量地盤調査機に用いられるサンプラーの縦断面図である。
【図８】第３実施形態に係る軽量地盤調査機の全体構成を示す側面図（図９の１方向矢視図示）である。
【図９】第３実施形態に係る軽量地盤調査機の全体構成を示す平面図である。
【図１０】第３実施形態に係る軽量地盤調査機でボーリングロッドを引き抜くときの状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
＜第１実施形態＞
以下、図１〜図６を用いて、第１実施形態に係る軽量地盤調査機及びこれを用いた地盤調査方法について説明する。
【００４６】
図１に示されるように、本実施形態に係る「軽量地盤調査機」としての貫入試験機１０は、「ボーリングロッド１２」、「サンプラー」としての標準貫入試験用サンプラー１４、「ノッキングブロック（アンビル）１６」、「ガイドロッド１８」、「ハンマー部２０」、「駆動力発生部２２」、「支持部２４」、「滑車部」としての滑車２６、「駆動力伝達部」としてのロープ２８及び「補正手段」としての「拡径筒８６」を含んで構成されている。以下、概ねこの順に説明していくが、拡径筒８６の構成については、後述する地盤調査方法の説明の中で説明することとする。なお、ボーリングロッド１２、標準貫入試験用サンプラー１４、ノッキングブロック１６、ガイドロッド１８及びハンマー部２０の構成は、ＪＩＳ  Ａ１２２９に準ずるものとする。
【００４７】
ボーリングロッド１２は、真直棒状（円柱状）又は真直筒状（円筒状）に形成されている。このボーリングロッド１２の両端部には、図示しない雌ねじ部が設けられており、当該雌ねじ部には、同じく図示しないボーリングロッドカップリング（以下、カップリングと称する）の雄ねじ部が螺合されるようになっている。また、ボーリングロッド１２は、互いにカップリングで接続されると共に、複数本継ぎ足されて使用されるようになっている。そして、使用される状態において、ボーリングロッド１２の頭部には、ノッキングブロック１６が装着されると共に、当該ボーリングロッド１２の先端部には、標準貫入試験用サンプラー１４が装着されている。なお、ボーリングロッド１２の外径ＤＲは、４０．５〔ｍｍ〕に設定されている。
【００４８】
標準貫入試験用サンプラー１４は、所謂レイモンドサンプラーとされており、図５（Ｂ）及び図６に示されるように、「標準シュー３０」、「標準バレル」としての標準スプリットバレル３２及び標準コネクタヘッド３４を含んで構成されている。この標準貫入試験用サンプラー１４は、その外径Ｄ１が５１±１〔ｍｍ〕に設定されると共に、その内径ｄ１が３５±１〔ｍｍ〕に設定されている。なお、標準コネクタヘッド３４には、雌ねじ部が設けられている。そして、この雌ねじ部にカップリングの一方の雄ねじ部が螺合されると共に、当該カップリングの他方の雄ねじ部がボーリングロッド１２の雌ねじ部に螺合されることで、標準貫入試験用サンプラー１４とボーリングロッド１２とが接続されている。
【００４９】
ノッキングブロック１６は、円柱状の本体部１６Ａを含んで構成されており、当該本体部１６Ａの外径寸法は、ボーリングロッド１２の外径寸法以上の寸法に設定されている。また、本体部１６Ａの両端部には、図示しない雄ねじ部が設けられており、一方（下方側）の雄ねじ部には、ボーリングロッド１２が接続されると共に、他方（上方側）の雄ねじ部には、ガイドロッド１８が連結されている。
【００５０】
ガイドロッド１８は、真直棒状又は真直筒状に形成されると共に、その下端部に図示しない雌ねじ部が形成されている。そして、ガイドロッド１８の下端部に設けられた雌ねじ部が、ノッキングブロック１６の上方側の雄ねじ部に螺合されることで、当該ガイドロッド１８と当該ノッキングブロック１６とが接続されている。なお、ガイドロッド１８は、ノッキングブロック１６に接続された状態において、当該ノッキングブロック１６の上方側に延びた状態となっている。
【００５１】
ハンマー部２０は、ドライブハンマー３６（以下、モンケン３６と称する）とモンケンキャッチャー３８とを含んで構成されている。モンケン３６は、鋼製とされると共に円柱状に形成された本体部３６Ａと、当該本体部３６Ａの上面に当該本体部３６Ａと一体に設けられると共に下方側が開放されたＵ字状に形成された図示しない吊金具とを含んで構成されている。より詳しくは、本体部３６Ａには、平面視で、その中央部に当該本体部３６Ａを貫通する図示しない挿通部が形成されており、当該挿通部はガイドロッド１８を挿通可能な大きさとされている。また、本体部３６Ａの上方側には、円錐台状の図示しない挿入部が設けられている。なお、モンケン３６の重量は、６３．５±０．５〔ｋｇ〕とされている。
【００５２】
一方、モンケンキャッチャー３８は、キャッチャー本体４０と吊部４２とを含んで構成されると共に、モンケン３６を保持可能とされている。キャッチャー本体４０は、ガイドロッド１８を挿通可能な図示しない挿通部が設けられると共に、モンケン３６を保持するための図示しない一対のフックを備えている。また、キャッチャー本体４０は、その下方側からモンケン３６の本体部３６Ａに設けられた挿入部を挿入可能な構成とされており、キャッチャー本体４０に当該挿入部が挿入されると当該挿入部の底部が一対のフックで保持されるようになっている。なお、吊部４２は、シャックル４４、チェーン４６及び吊り輪４８を含んで構成されており、モンケンキャッチャー３８は、モンケン３６と一体となった状態で、当該吊部４２を介して後述するようにロープ２８で吊るされている。
【００５３】
上記のように構成された構成されたハンマー部２０は、ガイドロッド１８に沿って上方側に所定高さ、具体的には７６０±１０〔ｍｍ〕持ち上げられると、当該ガイドロッド１８に設けられた図示しない突起部に一対のフックが押圧されるようになっている。そして、一対のフックが突起部に押圧されると、当該フックがモンケン３６の挿入部から外れ、モンケンキャッチャー３８によるモンケン３６の保持状態が解除されて、当該モンケン３６がノッキングブロック１６に向かって自由落下するようになっている。
【００５４】
駆動力発生部２２は、図２にも示されるように、小型エンジン５０、減速機５２、図示しない油圧ポンプ、プーリー式ウインチ５４（以下、プーリー５４と称する）、油圧制御装置及びこれらを支持する台座部５６を含んで構成されている。なお、駆動力発生部２２は、上述した構成要素毎に分解可能な構成とされると共に、これらの構成要素はそれぞれ人手で持ち運びが可能な形状及び重量となるように構成されている。つまり、駆動力発生部２２は、現地での組立が可能な構成とされている。詳しくは、小型エンジン５０は、駆動力発生部２２の動力源とされており、図示しない駆動部と、ガソリン等の燃料が貯留される燃料タンクとを含んで構成されている。そして、駆動部に設けられた出力軸が減速機５２に連結されている。
【００５５】
減速機５２には、油圧ポンプ及びプーリー５４が連結されており、小型エンジン５０からの入力が当該減速機５２によって所定のトルクに変換されて、当該油圧ポンプ及びプーリー５４に出力されるようになっている。なお、油圧ポンプは、図示しない油圧ホースによって油圧制御装置５８に接続されており、当該油圧制御装置５８は、後述するようにロッド引抜機６０の作動に用いられる。そして、これらの機材は、鋼製とされると共に平面視で矩形の板状に形成された台座部５６の上に載置された状態で、当該台座部５６に図示しないボルト等の取付手段によって取り付けられている。なお、台座部５６は、調査地盤６２上に載置された状態となっている。また、駆動力発生部２２は、小型エンジン５０をハンマー部２０側とされると共に、平面視で台座部５６におけるハンマー部２０側の端部と当該ハンマー部２０との間に所定の間隔があけられた状態で配置されている。
【００５６】
支持部２４は、３本の「脚部６４、６６、６８」、「連結部」としてのハンガー７０及び「反力伝達部７２」を含んで構成されている。脚部６４、６６、６８は、それぞれ鋼製とされた円筒状の部材（丸パイプ）で構成されると共に、その上端部がハンガー７０で連結されている。また、ハンガー７０は、脚部６４、６６、６８を当該ハンガー７０を中心として回動可能に保持しており、当該脚部６４、６６、６８は、調査地盤６２に対する角度及び脚部６４、６６、６８同士の成す角度を調整可能とされている。さらに、脚部６４の下端部には、固定自在ベース７４が取り付けられると共に、脚部６６、６８の下端部には、自在ジャッキベース７５が取り付けられており、固定自在ベース７４及び自在ジャッキベース７５によって支持部２４が支持されている。なお、脚部６４、６６、６８のうち、脚部６４は、その下端部が固定自在ベース７４を介して台座部５６におけるハンマー部２０と反対側の端部の上に載置された状態で配置されている。また、脚部６６、６８は、その下端部がハンマー部２０を挟んで駆動力発生部２２の反対側に位置されると共に自在ジャッキベース７５を介して調査地盤６２の上に載置された状態で配置されている。
【００５７】
反力伝達部７２は、「第１架設部材」としての連結梁７６、「第２架設部材」としての連結梁７８、「第１伝達部材」としての支持柱８０及び「第２伝達部材」としての支持柱８２を含んで構成されている。連結梁７６、７８は、それぞれ鋼製とされた円筒状の部材（丸パイプ）で構成されており、連結梁７６は、脚部６４と脚部６６とに水平方向に架け渡されると共に、連結梁７８は、脚部６４と脚部６８とに水平方向に架け渡されている。
【００５８】
また、支持柱８０、８２は、それぞれ鋼製とされた円筒状の部材（丸パイプ）で構成されている。支持柱８０は、その上端部が連結梁７６に取り付けられると共に、その下端部が台座部５６におけるハンマー部２０側の部分に当接されている。一方、支持柱８２は、その上端部が連結梁７８に取り付けられると共に、その下端部が台座部５６におけるハンマー部２０側の部分に当接されている。なお、脚部６４、６６、６８、連結梁７６、７８及び支持柱８０、８２の連結には、図示しないパイプクランプ（パイプジョイント）が用いられている。
【００５９】
上記のように構成された支持部２４におけるハンガー７０の下方側には、滑車２６が取り付けられている。また、ロープ２８は、その一方側の端部が、ハンマー部２０における吊部４２の吊り輪４８に当該端部に取り付けられたフック等の取付部材を介して取り付けられ、当該ハンマー部２０の上方側に延びて滑車２６に巻き掛けられている。そして、滑車２６を経由したロープ２８は、駆動力発生部２２に向かって延びると共に、プーリー５４に巻き掛けられている。つまり、ロープ２８は、その他方側に駆動力発生部２２で発生した駆動力が伝達されるようになっている。なお、ロープ２８の代わりにワイヤ等を用いることも可能である。
【００６０】
なお、詳しくは後述するが、本実施形態では、地盤調査を始めるにあたって調査地盤６２中に、標準貫入試験用サンプラー１４及びボーリングロッド１２が挿入されるスタンドパイプ８４をセットする。このスタンドパイプ８４は、真直パイプ状（丸パイプ状）に形成されており、その長さがボーリングロッド１２よりも短く設定されると共に、その内径ｄｓが標準貫入試験用サンプラー１４の外径Ｄ１よりも大きく設定されている。
【００６１】
（本実施形態の作用及び効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。まず、本実施形態に係る貫入試験機１０を用いた地盤調査の作業手順の概要を説明し、その説明を通して本実施形態に係る貫入試験機１０の作用及び効果について説明する。その後、本実施形態に係る地盤調査方法の作用及び効果を改めて説明することとする。
【００６２】
まず、上述した貫入試験機１０を構成する資機材一式を小型クローラに搭載し、巡視路を通って当該資機材一式を山岳地等の調査地点まで人肩にて運び込む。次いで、測定地点にスタンドパイプ８４を地表面６２Ａに対して垂直に貫入させる。これと並行して、ボーリングロッド１２、標準貫入試験用サンプラー１４、ノッキングブロック１６及びガイドロッド１８の接続、並びに測定地点に対する所定の位置への駆動力発生部２２及び支持部２４の設置が行われる。そして、ロープ２８がプーリー５４及び滑車２６に巻き掛けられると共に、ハンマー部２０にガイドロッド１８が挿通された状態で、当該ハンマー部２０がロープ２８で吊るされる。
【００６３】
上記準備が整ったら、小型エンジン５０を駆動させる。小型エンジン５０を駆動させると、その駆動力が減速機５２を介してプーリー５４に入力されて、当該プーリー５４が回転する。プーリー５４が回転すると、当該プーリー５４の駆動力がロープ２８でハンマー部２０に伝達され、当該ハンマー部２０はガイドロッド１８に沿って上方側に引き上げられる。そして、ハンマー部２０が所定高さ持ち上げられるとモンケンキャッチャー３８によるモンケン３６の保持状態が解除されて、当該モンケン３６がノッキングブロック１６に向かって自由落下する。
【００６４】
また、本実施形態では、ボーリングロッド１２の先端部には、調査地盤６２のサンプルを採取可能な標準貫入試験用サンプラー１４が装着されており、当該ボーリングロッド１２の頭部には、ノッキングブロック１６が装着されている。さらに、ノッキングブロック１６の上方には、ガイドロッド１８が配置されており、当該ガイドロッド１８は、その下端部が当該ノッキングブロック１６に連結されると共に、当該ノッキングブロックの上方側に延びている。そして、上記のようにガイドロッド１８に案内されつつ自由落下したモンケン３６が、ノッキングブロックを打撃し、標準貫入試験用サンプラー１４が調査地盤６２に打ち込まれることで、当該調査地盤６２のＮ値（以下、貫入試験機１０で求められたＮ値をＮＰ値と称する）を求めることができる。また、このとき標準貫入試験用サンプラー１４の内部に調査地盤６２のサンプルが採取される。つまり、本実施形態では、貫入試験を標準貫入試験に準じて行うことができる。
【００６５】
なお、本実施形態に係る貫入試験は、標準貫入試験が１〔ｍ〕で１データを得るのに対し、後述するように、１〔ｍ〕で２データを得るようになっている。つまり、本実施形態に係る貫入試験では、５０〔ｃｍ〕貫入した時点で一旦停止されると共に、標準貫入試験用サンプラー１４が取り外される。その後、新しい標準貫入試験用サンプラー１４がボーリングロッド１２に装着され、次の５０〔ｃｍ〕分の貫入試験が開始される。
【００６６】
そして、上述したように本実施形態では、泥水循環型のボーリングマシンによるボーリングを行うことなく貫入試験が行われるため、調査地盤６２のサンプルに掘削水が含まれることがない。その結果、本実施形態では、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるように、地質の詳細な構造、すなわち地滑り面や小断層を容易に把握することが可能な調査地盤６２のサンプルを得ることが可能となった。
【００６７】
ところで、本実施形態では、上述したように泥水循環型のボーリングマシンによるボーリングを行うことなく調査地盤６２のＮＰ値を求めることが可能であり、ドリル等の回転掘削機構やポンプ等の循環機構といった機材が不要となる。また、駆動力発生部２２もハンマー部２０を持ち上げるだけの駆動力を発生させることができればよいので、当該駆動力発生部２２の動力源として小型エンジン５０用いることが可能となり、その結果、駆動力発生部２２の重量を小さくすることが可能となる。
【００６８】
しかしながら、駆動力発生部２２を軽量化すると、当該駆動力発生部２２による駆動力でハンマー部２０が持ち上げられるときに、ハンマー部２０を持ち上げる力の反力で駆動力発生部２２自身が浮き上がることが考えられる。ここで、本実施形態では、ハンマー部２０を持ち上げる力の反力を当該ハンマー部２０の自重を利用して抑えることで、駆動力発生部２２の浮き上がりを抑制している。
【００６９】
具体的には、ハンマー部２０の自重がかかる滑車２６が、支持部２４の上方側に配置されたハンガー７０で支持されると共に、当該支持部２４を構成する脚部６４、６６、６８の下方側が直接又は台座部５６を介して調査地盤６２に支持されている。そして、ハンマー部２０が持ち上げられるときに、滑車２６にかかるハンマー部２０の自重が、支持部２４を構成する反力伝達部７２を介して、駆動力発生部２２に作用する。このため、ハンマー部２０が持ち上げられるときには、ハンマー部２０を持ち上げる力の反力が当該ハンマー部２０の自重で相殺されることとなる。その結果、本実施形態では、アンカー等の部材による駆動力発生部２２の調査地盤６２への固定が不要となる。
【００７０】
因みに、表１には、従来の地盤調査機と本実施形態に係る貫入試験機１０との貫入方法や機械重量、性能等が比較して示されている。この表を使って従来の地盤調査機を用いた場合と本実施形態に係る貫入試験機１０を用いた場合とを比較してみると、以下の点を読み取ることができる。
【００７１】
【表１】
0006619235.tif 000002
【００７２】
まず、標準貫入試験装置以外のものでは、調査地盤６２のサンプリングを行うことができない。なお、標準貫入試験においても調査地盤のサンプリングは、１〔ｍ〕の試験区間のうち３０〔ｃｍ〕の区間でしか行われないため、試験区間の残りの７０〔ｃｍ〕の区間の調査地盤の状態を把握することができない。つまり、連続した地質資料を得るためには、別孔でオールコアサンプリングを行う必要がある。これに対し、本実施形態では、図３に示されるような連続した地質資料を得ることが可能である。
【００７３】
また、標準貫入試験によって地盤調査を行う場合には、調査地盤のＮ値が５０程度であっても対応可能であり、最大深度もドリル等の回転掘削機構やポンプ等の循環機構を備えたボーリングマシンで穿孔することによって送電鉄塔等の基礎の支持地盤に到達可能な深度とすることができるため、要求性能を満たすことが可能である。一方で、標準貫入試験による地盤調査に用いられる機材の総重量は１〔ｔ〕にも及ぶ。このため、既に説明したように、標準貫入試験装置及びその付帯設備等を運搬するには、車両で運搬可能な位置から調査地点まで仮設モノレール等を敷設することが必要になる等、非常に大掛かりな設備の設置と重量物の運搬を強いられ、作業日程の長期化、重労働化、高コスト化といった課題を招く。
【００７４】
以上の説明から分かるように、本実施形態に係る貫入試験機１０は、山岳地等への運搬が容易な重量まで当該貫入試験機１０を軽量化することができる。
【００７５】
また、本実施形態では、支持部２４の３本の脚部６４、６６、６８の配置を調整することで、標準貫入試験用サンプラー１４の貫入位置に対して、滑車２６ひいてはハンマー部２０の位置を容易に位置合わせすることができる。さらに、脚部６４と脚部６６とに架け渡された連結梁７６及び当該連結梁７６に取り付けられた支持柱８０によって、脚部６４、６６からハンマー部２０の自重が駆動力発生部２２に伝達される。加えて、脚部６４と脚部６８とに架け渡された連結梁７８及び当該連結梁７８に取り付けられた支持柱８２によって、脚部６４、６８からハンマー部２０の自重が駆動力発生部２２に伝達される。このため、本実施形態では、調査地盤６２が傾斜していてもハンマー部２０の自重を利用して、駆動力発生部２２の浮き上がりを抑制することができる。
【００７６】
一方、図４には、標準貫入試験で得られたＮ値を縦軸とし、貫入試験機１０で得られたＮＰ値を横軸として複数プロットし、最小二乗法等の手法を用いて得られたグラフが示されている。なお、直線Ｌ１は、変成岩の風化地盤におけるＮ値とＮＰ値との関係を示しており、直線Ｌ２は、マサ化地盤におけるＮ値とＮＰ値との関係を示している。この図に示されるように、変成岩の風化地盤では、Ｎ値とＮＰ値とがほぼ一致しており、貫入試験機１０で得られたＮＰ値を標準貫入試験で得られたＮ値と同等に扱ってもよいことがわかる。
【００７７】
しかしながら、マサ化地盤では、Ｎ値とＮＰ値との間に開きがある。これは、上述のように求められた調査地盤６２のＮＰ値は、標準貫入試験用サンプラー１４の外周面と当該調査地盤６２との摩擦の影響を受けるためと考えられる。したがって、標準貫入試験用サンプラー１４の外周面と調査地盤６２との摩擦が及ぼすＮＰ値への影響を補正する手段が必要となる。そして、本実施形態では、以下に示される地盤調査方法によって、貫入試験機１０の軽量化と地盤の性状の正確な判定の両立を実現している。
【００７８】
＜地盤調査方法＞
以下、図５及び図６を用いて、本実施形態に係る地盤調査方法を示す。まず、図５（Ａ）を主に用いて、本地盤調査方法に用いられる拡径筒８６の構成について説明する。
【００７９】
拡径筒８６は、図６にも一部示されるように、大径シュー８８、大径バレル９０及び大径コネクタヘッド９２を含んで構成されている。この拡径筒８６は、その外径Ｄ２が５４〔ｍｍ〕に設定されると共に、その内径ｄ２が４２〔ｍｍ〕に設定されている。なお、拡径筒８６は、標準貫入試験用サンプラー１４と同様にカップリングを介してボーリングロッド１２に接続されている。つまり、拡径筒８６は、標準貫入試験用サンプラー１４と交換可能な構成とされている。
【００８０】
次に、図６を用いて本地盤調査方法の作業手順の一例を示すこととする。なお、この作業手順に限らず、貫入試験機１０を用いて他の手順により行われてもよい。
【００８１】
まず、上述したように測定地点に貫入試験機１０を設置し、ボーリングロッド１２の先端部に拡径筒８６を取り付ける。そして、図６（Ａ）に示されるように、拡径筒８６を調査地盤６２にＮＰ値の測定深度まで貫入する。
【００８２】
次に、図６（Ｂ）に示されるように、拡径筒８６を引き抜く。これにより、調査地盤６２が標準貫入試験用サンプラー１４の外径Ｄ１よりも大きい径で穿孔されることとなる。
【００８３】
次に、図６（Ｃ）に示されるように、拡径筒８６を標準貫入試験用サンプラー１４と交換し、当該標準貫入試験用サンプラー１４を拡径筒８６で形成された調査地盤６２の孔部の孔底に静かに下ろす。そして、標準貫入試験に準じて、標準貫入試験用サンプラー１４を３０〔ｃｍ〕調査地盤６２に貫入し、ＮＰ値を測定する。
【００８４】
次に、図６（Ｄ）に示されるように、標準貫入試験用サンプラー１４を引き抜き、当該標準貫入試験用サンプラー１４で採取された調査地盤６２のサンプルを回収する。なお、詳しくは、第３実施形態で説明するが、拡径筒８６及び標準貫入試験用サンプラー１４の引き抜きには、ロッド引抜機６０が用いられる。
【００８５】
次に、図６（Ｅ）に示されるように、標準貫入試験用サンプラー１４と拡径筒８６とを交換する。そして、拡径筒８６を３０〔ｃｍ〕打ち込んで調査地盤６２に上記の過程で形成された孔部を拡径すると共に、当該拡径筒８６を当該孔部の孔底から２０〔ｃｍ〕貫入する。本実施形態では、上記手順を繰り返すことで、調査地盤６２の５０〔ｃｍ〕毎のＮＰ値の測定及び当該調査地盤６２のサンプルの採取が行われる。
【００８６】
このように、本実施形態では、標準貫入試験用サンプラー１４の外周面と調査地盤６２との摩擦を抑制し、標準貫入試験と同様の条件下で調査地盤６２の性状を判定することができる。しかも、上述したように、本実施形態では、泥水循環型のボーリングマシンによるボーリングを行うことなく貫入試験が行われるため、調査地盤６２に掘削水が含まれることがない。このため、本実施形態では、一般的な標準貫入試験と比し、地盤の性状をより正確に判定することができる。
【００８７】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る貫入試験機１００について説明する。なお、上述した第１実施形態と同一構成部分については、同一の番号を付してその説明を省略する。
【００８８】
本実施形態では、一種類のサンプラーすなわち、「小径サンプラー１０２」のみを用いて貫入試験が行われる点に第１の特徴がある。また、本実施形態に係る貫入試験機１００は、「記憶部」としてのハードディスク及び「計算部」としてのＣＰＵを備えた図示しないパソコンを含んで構成されている点に第２の特徴がある。つまり、本実施形態に係る貫入試験機１００は、地盤調査システムとして捉えることもできる。
【００８９】
まず、図７を用いて、小径サンプラー１０２の構成について説明する。この小径サンプラー１０２は、標準シュー３０、「小径スプリットバレル１０４」及び図７に図示はしていないが、標準コネクタヘッド３４を含んで構成されている。また、小径スプリットバレル１０４の外径寸法Ｄ３は、標準スプリットバレル３２の外径Ｄ１よりも小さくかつボーリングロッド１２の外径ＤＲ以上に設定されている。具体的には、小径スプリットバレル１０４の外径寸法Ｄ３は、４９〔ｍｍ〕に設定されている。
【００９０】
ハードディスクには、砂質土や真砂土等の所定の地盤で標準貫入試験を行って得られたＮ値（以下、「既知の第１Ｎ値」と称する）と、当該地盤で貫入試験機１００による貫入試験を行って得られたＮＰ値（以下、「既知の第２Ｎ値」と称する）との関係（例えば、図４に示されるグラフ）が記憶されている。
【００９１】
そして、ＣＰＵでは、調査地盤６２で貫入試験機１００による貫入試験を行って得られたＮＰ値並びにハードディスクに記憶された既知の第１Ｎ値と既知の第２Ｎ値との関係から、調査地盤６２のＮ値を算出することが可能となっている。
【００９２】
（本実施形態の作用及び効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。
【００９３】
本実施形態では、小径サンプラー１０２を構成する小径スプリットバレル１０４の外径Ｄ３が標準スプリットバレル３２の外径Ｄ１よりも小さいため、当該小径スプリットバレル１０４の外周面の表面積が標準スプリットバレル３２の外周面の表面積よりも小さくなる。また、小径サンプラー１０２が調査地盤６２に貫入されるとき、当該小径サンプラー１０２を構成する標準シュー３０で調査地盤６２に形成された孔部を当該標準シュー３０よりも外径が小さい小径スプリットバレル１０４が通過していくこととなる。このため、小径サンプラー１０２と調査地盤６２との摩擦を、標準貫入試験用サンプラー１４と当該調査地盤６２との摩擦よりも小さくすることができる。したがって、本実施形態では、小径サンプラー１０２が調査地盤６２に貫入されるときの抵抗を標準貫入試験用サンプラー１４が当該調査地盤６２に貫入されるときの抵抗よりも低減させることができる。
【００９４】
また、本実施形態では、パソコンのハードディスクに所定の地盤における既知の第１Ｎ値と小径サンプラー１０２が当該所定の地盤に貫入されたときの既知の第２Ｎ値との予め求められた関係が記憶されている。そして、ＣＰＵでハードディスクに記憶された当該関係と小径サンプラー１０２が調査地盤６２に打ち込まれて得られたＮＰ値とに基づき当該調査地盤６２のＮ値が算出される。このため、本実施形態では、小径サンプラー１０２が貫入される回数を最低限の回数としつつ標準貫入試験と同様の試験結果を得ることができる。なお、本実施形態では、小径サンプラー１０２を用いたが、標準貫入試験用サンプラー１４や先端コーンを用いることも可能である。具体的には、ハードディスクに所定の地盤で標準貫入試験を行って得られたＮ値と当該地盤で標準貫入試験用サンプラー１４や先端コーンを含んで構成された貫入試験機１００による貫入試験を行って得られたＮＰ値との関係を記憶しておけばよい。
【００９５】
＜第３実施形態＞
次に、図８〜図１０を用いて、本発明の第３実施形態に係る貫入試験機１１０について説明する。なお、上述した第１実施形態と同一構成部分については、同一の番号を付してその説明を省略する。
【００９６】
本実施形態では、「支持部１１２」が「支柱部１１４」及び滑車梁１１６を含んで構成されている点に特徴がある。具体的には、支持部１１２は、支柱部１１４、滑車梁１１６、二つの滑車２６、「保持部１１８」、４本の「脚部１２０」及びハンガー１２２を含んで構成されている。
【００９７】
支柱部１１４は、真直パイプ状（丸パイプ状）に形成されており、その上端部に水平方向に延在する滑車梁１１６が図示しない取付部材で取り付けられると共に、その下端部が台座部５６に同じく図示しない取付部材で取り付けられている。つまり、本実施形態では、支柱部１１４が反力伝達部として機能している。また、支持部１１２における支柱部１１４と滑車梁１１６とで構成された部分は、側面視でＴ字状に構成されている。なお、支柱部１１４の下端部は、台座部５６におけるハンマー部２０側の端部の近傍に配置されている。
【００９８】
滑車梁１１６の長手方向の両端部には、それぞれ滑車２６が取り付けられており、ロープ２８は、ハンマー部２０からこれらの滑車２６を経由して、プーリー５４に巻き付けられている。つまり、本実施形態では、滑車梁１１６及び二つの滑車２６を含んで構成された部分が滑車部として機能している。また、本実施形態では、駆動力発生部２２が油圧制御装置５８をハンマー部２０側とされて配置されている。そして、滑車梁１１６の一方側の端部は、プーリー５４の直上に位置しており、滑車梁１１６の他方側の端部は、スタンドパイプ８４の直上に位置している。
【００９９】
一方、支柱部１１４の長手方向中央部には、ハンガー１２２が取り付けられており、当該ハンガー１２２には、脚部６４等と同様の構成とされた脚部１２０の一方側の端部が当該ハンガー１２２を中心として回動可能に取り付けられている。また、脚部１２０の他方側の端部は、アンカー１２４によって調査地盤６２に固定されている。なお、本実施形態では、台座部５６もアンカー１２４で調査地盤６２に固定されている。
【０１００】
保持部１１８は、支柱部１１４を挿通可能に構成されたパイプ状のスライド部１２６と、ガイドロッド１８を挿通可能に構成されたパイプ状の取付部１２８と、スライド部１２６と取付部１２８とを連結すると共に水平方向に延びる角柱状の連結部１３０とを含んで構成されている。また、スライド部１２６及び取付部１２８には、それぞれ径方向に貫通する図示しない雌ねじ部が設けられている。
【０１０１】
そして、スライド部１２６に支柱部１１４が挿通された状態で、当該スライド部１２６の径方向外側から図示しない締結部材が螺合されると共に、当該締結部材が支柱部１１４に当接されることで、保持部１１８が支柱部１１４に対して保持されている。つまり、保持部１１８は、支柱部１１４に対して所定の位置で保持可能な構成とされている。また、取付部１２８にガイドロッド１８の上方側の端部が挿通された状態で、当該取付部１２８の径方向外側から図示しない締結部材が螺合されると共に、当該締結部材が当該端部に当接されることで、当該ガイドロッド１８が当該取付部１２８に保持されている。
【０１０２】
なお、上述した第１実施形態及び第２実施形態でも同様であるが、図１０に示されるように、ボーリングロッド１２の引き抜きには、ロッド引抜機６０が用いられる。詳しくは、油圧制御装置５８とロッド引抜機６０とを油圧ホース１３２、１３４によって接続する。これと並行して、ボーリングロッド１２とガイドロッド１８との接続状態を解除すると共に、ハンマー部２０の調査地盤６２上に降ろす。そして、ロッド引抜機６０の把持部１３６でボーリングロッド１２が把持された状態で、油圧制御装置５８により当該ロッド引抜機６０を作動させると、把持部１３６がジャッキ部１３８で押し上げられて、ボーリングロッド１２が引抜かれる。そして、ボーリングロッド１２が完全に調査地盤６２から引き抜かれるまでこの作業が繰り返される。なお、第１実施形態及び第２実施形態に係る貫入試験機で、ロッド引抜機６０を用いる場合には、駆動力発生部２２を油圧制御装置５８がハンマー部２０側となるように配置し直す必要がある。
【０１０３】
（本実施形態の作用及び効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。
【０１０４】
本実施形態では、支柱部１１４でハンマー部２０の支持と当該ハンマー部２０の自重の駆動力発生部２２への伝達とを行うことができるため、ハンマー部２０の自重の駆動力発生部２２への伝達経路を単純化することができる。
【０１０５】
また、本実施形態では、保持部１１８でガイドロッド１８の上方側を支柱部１１４に対して所定の位置に保持することができるため、作業者がガイドロッド１８の上方側を保持しなくても、当該ガイドロッド１８が安定した状態でハンマー部２０を当該ガイドロッド１８で案内することができる。
【０１０６】
さらに、本実施形態では、駆動力発生部２２が油圧制御装置５８をハンマー部２０側とされて配置されている。また、支持部１１２が側面視でＴ字状に構成されると共に、滑車梁１１６の一方側の端部は、プーリー５４の直上に位置しており、滑車梁１１６の他方側の端部は、スタンドパイプ８４の直上に位置している。このため、駆動力発生部２２を配置し直すことなく、油圧制御装置５８とロッド引抜機６０とを油圧ホース１３２、１３４によって接続し、ボーリングロッド１２の引抜作業に速やかに移ることができる。
【０１０７】
〔上記実施形態の補足説明〕
上述した第２実施形態では、パソコンを用いて、調査地盤６２で貫入試験機１００によるＮＰ値並びにハードディスクに記憶された既知の第１Ｎ値と既知の第２Ｎ値との関係から、調査地盤６２のＮ値を算出していたが、これに限らない。例えば、既知の第１Ｎ値と既知の第２Ｎ値とをデータロガー等のディスプレイに表示して、作業者が貫入試験機１００によるＮＰ値から調査地盤６２のＮ値を判定してもよい。
【０１０８】
また、上述した第１実施形態では、支持部２４が３本の脚部６４、６６、６８を含んで構成とされていたが、これに限らず、４本の脚部を有する構成等種々の構成を取り得る。さらに、上述した第３実施形態における支持部１１２の構成も、４本の脚部を有する構成に限らず、３本の脚部を有する構成等に変更してもよいし、脚部を設けない構成としてもよい。
【０１０９】
加えて、第３実施形態における支持部１１２等の構成は、第１実施形態及び第２実施形態にも適用可能である。また、支持部１１２の支柱部１１４も丸パイプ状に限らず、角パイプ状やＨ型鋼状に構成してもよい。なお、支柱部１１４をこのような構成にする場合には、保持部１１８の構成も支柱部１１４の構成に対応したものとなる。
【符号の説明】
【０１１０】
１０      貫入試験機（軽量地盤調査機）
１２      ボーリングロッド
１４      標準貫入試験用サンプラー
１６      ノッキングブロック
１８      ガイドロッド
２０      ハンマー部
２２      駆動力発生部
２４      支持部
２６      滑車（滑車部）
２８      ロープ（駆動力伝達部）
３０      標準シュー
３２      標準スプリットバレル（標準バレル）
６２      調査地盤
６４      脚部
６６      脚部
６８      脚部
７０      ハンガー（連結部）
７２      反力伝達部
７６      連結梁（第１架設部材）
７８      連結梁（第２架設部材）
８０      支持柱（第１伝達部材）
８２      支持柱（第２伝達部材）
８６      拡径筒
１００    貫入試験機（軽量地盤調査機）
１０２    小径サンプラー（サンプラー）
１０４    小径スプリットバレル（バレル）
１１０    貫入試験機（軽量地盤調査機）
１１２    支持部
１１４    支柱部（反力伝達部）
１１８    保持部
【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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