(57)【要約】【課題】地盤の強度や変形などの力学特性、あるいは地盤汚染状況を調べるために必要な不攪乱試料を容易に採取することができ、また、吸引式ボーリングのため、地盤に与える影響がほとんどなく、さらに、弱い土砂層（沖積層）、硬い土砂層（洪積層）を問わず採取が可能であり、さらにまた、サンプリング径が試験供試体と同径であるため、整形時間の短縮を可能とした吸収式ボーリングによるサンプリング装置を提供することを目的とする。【解決手段】外管と、試料を収容する内管と、外管と内管との間に土砂を吸引する吸引管とを備え、吸引管より土砂を吸引しながら外管と外管に固定した吸引管を回転させて掘進し、試料を内管内に収容するようにした吸引式ボーリングによるサンプリング装置とした。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外管と、試料を収容する内管と、外管と内管との間に配置して土砂を吸引する吸引管と、外管と外管に固定した吸引管を回転する手段と、吸引管より土砂を吸引し外管と外管に固定した吸引管を回転させて掘進する手段と内管内に収容した試料の下端を閉塞する手段とよりなる吸引式ボーリングによるサンプリング工法。
【請求項２】
外管と、試料を収容する内管と、外管と内管との間に土砂を吸引する吸引管とを備え、吸引管より土砂を吸引しながら外管と外管に固定した吸引管を回転させて掘進し、内管内に収容した試料の下端を閉塞するようにした吸引式ボーリングによるサンプリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸引式ボーリングによるサンプリング工法及びその装置に関し、特に、砂質地盤の強度や変形などの力学特性、あるいは地盤汚染状況を調べるために必要な不攪乱試料を採取するサンプリング工法及びその装置である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の土砂のサンプリングは、ロータリー式ボーリングや各種サンプリングで行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
通常のロータリー式ボーリングや各種サンプリングでも、試料を乱さないで採取することは非常に難しい。
【０００４】
各種サンプリングのうち凍結サンプリングは、細粒分の少ない土砂を対象に原位置で地盤全域を凍結させ、その状態でボーリングを行い、乱さない試料として採取する方法である。
【０００５】
この凍結サンプリングは、土砂の試料を採取するための設備が大掛かりで準備に時間がかかることや費用が高くつく問題がある。
【０００６】
一方、汚染調査の主な対象である揮発性有機塩素化合物は熱に触れると気化してしまう。
【０００７】
また、サンプリングのための循環流体である水を使用すると、汚染物が水とともに流れ出ることによって、汚染箇所を拡大する可能性がある。
【０００８】
ロータリー式ボーリングによる土砂のサンプリングでは、掘削時に三つの目的で送水する必要がある。一つはビットで掘削した土砂の掘り屑を孔の外に運び出す。二番目として、掘削により発生する摩擦熱を冷却する。最後に保孔剤を用いた孔壁の保護である。しかし、この送水により、採取した試料を循環流体により流出してしまう問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、上記の事情に鑑み、循環水を用いない吸引式のサンプリング工法とすべく、外管と、試料を収容する内管と、外管と内管との間に配置して土砂を吸引する吸引管と、外管と外管に固定した吸引管を回転する手段と、吸引管より土砂を吸引し外管と外管に固定した吸引管を回転させて掘進する手段と内管内に収容した試料の下端を閉塞する手段とよりなる吸引式ボーリングによるサンプリング工法とした。
【００１０】
また、本発明は、循環水を用いない吸引式のサンプリング装置とすべく、外管と、試料を収容する内管と、外管と内管との間に土砂を吸引する吸引管とを備え、吸引管より土砂を吸引しながら外管と外管に固定した吸引管を回転させて掘進し、内管内に収容した試料の下端を閉塞するようにした吸引式ボーリングによるサンプリング装置とした。
【００１１】
【発明の実施の態様】
本発明を添付する図面に示す具体的な一実施例に基づいて、以下詳細に説明する。
【００１２】
図１および図２に示すように、本吸引式ボーリングによる土砂のサンプリング装置は、外管１と、試料を収容する内管２と、外管１と内管２との間に配置して土砂を吸引する吸引管３と、外管１を回転させる回転用ハンドル４と、吸引管３より砂を吸引し、外管１と外管１に固定した吸引管３を回転させて掘進して内管２内に収容した試料を閉塞する冷媒注入管５を備える。
【００１３】
外管１の上部開口を蓋板６で塞ぎ、蓋板６の中央に外管用ロッド兼回転制御棒７を起立させ、この外管用ロッド兼回転制御棒７の上端に回転用ハンドル４を固着する。符号２２は通気孔である。
【００１４】
内管２の上部開口を蓋板８で塞ぎ、蓋板８の中央にロッド兼回転制御中心棒９を起立させ、内管２を前記外管１内に所定隙間を設けて嵌め、ロッド兼回転制御中心棒９を前記外管用ロッド兼回転制御棒７内に挿入する。ロッド兼回転制御中心棒９の上端面に吊り金具１０を螺着する。
【００１５】
外管１と共に回転し、吸引する吸引管３は、図３に示すように、下端を外管１および内管２の下端より上（５ｍｍ程度）に位置させて、外管１と内管２との間で円周を６等配した位置に配置し、外管１の内面に固定する。回転用ハンドル４の基盤３５に固着された吸引集中器１１の上部に６本の吸引管３を連通させる。この吸引集中器１１の下部と吸引力制御装置兼水・土砂溜装置１２とをホース１３で連通し、この吸引力制御装置兼水・土砂溜装置１２の上部は吸引装置と連通させる。
【００１６】
符号１４は負圧計、符号１５は吸引力制御バルブ（開度計付き）である。
【００１７】
内管２内に収容した試料の下端部を閉塞する。
【００１８】
冷媒注入管５は、金属製で、内管２の下端より上（２〜４ｃｍ程度）に位置させて外管１と内管２との間で円周を６等配した位置に配置し、外管１と内管２の間に仮固定する。なお、冷媒注入管５はその下端部外周の周囲土砂を断熱するためアクリル等の断熱管３４を外管１下端まで設置し、また冷媒注入管５と固定している。これを内管２に収容した試料の下端から２〜４ｃｍ程度圧入させることにより、冷媒注入管５は内管２の下端に、また断熱管３４は内管２の下端から約２〜４ｃｍ程度貫入し、このことにより周辺地盤とを断熱させる。冷媒注入管５の上端は、脱着式冷却注入器１６に連通させる。
【００１９】
支脚１７に支持された支持板１８上に回動自在に設けた滑車１９にはワイヤー２０が掛けられ、ワイヤー２０の一端は、ロッド兼回転制御中心棒９の上端面の吊り金具１０に連結し、ワイヤー２０の他端はカウンターウェイト２１に連結する。
【００２０】
図３に示すように、比較的固い地盤（Ｎ値３０程度）を吸引式ボーリングするときは、吸引高さを一定化するため吸引管３先端に地盤をほぐすための針等のほぐし器２２を設ける。
【００２１】
試料の採取は、外管１上部の回転用ハンドル４を回転させ、吸引管３により土砂を吸引し、先端地盤の強度を一定に保ちながら内管２を地盤に挿入する。ほぐした土砂は外管１と内管２との間に装着した吸引管３より真空または水で吸引して外部に排出する。土砂を吸引してほぐした土砂を排出することにより掘進して試料を採取するので、切削ビットは不要である。
【００２２】
試料先端の閉塞は次のようにして行う。
【００２３】
浅い場合は、周辺を掘削し先端に蓋をする。
【００２４】
深くて含水比の少ない土砂の場合、図４・図５に示すように、冷媒注入システムによる試料下端部を凍土２３により閉塞する。凍土２３の深さは、土砂の状態や気温に大きく左右される。
【００２５】
深くて含水比が高い砂の場合、図６・図７に示すように水噴射引抜き管式やワイヤー引き抜き式により閉塞する。
【００２６】
内管２の外管１側に閉塞シート３２を収納する収納庫３１を設けて、収納庫３１内に閉塞シート３２を下端に向けて取出し可能なるようにして収納する。一方、閉塞シート３２に対向する外管１と内管２との間には引抜き管３３を設けて引抜き管３３の先端を前記閉塞シート３２の下端に連結させる。引抜き管３３の先端から水噴射させる方法やワイヤー引き抜き式により内管２の下端部の土砂をほぐし、その後、図７、図８、図９に示すように、引抜き管３３を上方へ引き上げると、閉塞シート３２で試料先端を閉塞する。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、上述のように、外管と、試料を収容する内管と、外管と内管との間に配置して土砂を吸引する吸引管と、外管と外管に固定した吸引管を回転する手段と、吸引管より土砂を吸引し外管と外管に固定した吸引管を回転させて掘進する手段と内管内に収容した試料の下端を閉塞する手段とよりなる吸引式ボーリングによるサンプリング工法であるので、地盤の強度や変形などの力学特性、あるいは地盤汚染状況を調べるために必要な不攪乱試料を容易に採取することができ、また、吸引式ボーリングのため、地盤に与える影響がほとんどない。さらに、弱い土砂層（沖積層）、硬い土砂層（洪積層）を問わず採取が可能である。さらにまた、サンプリング径が試験供試体と同径であるため、整形時間の短縮が可能である。
【００２８】
また、本発明は、外管と、試料を収容する内管と、外管と内管との間に土砂を吸引する吸引管とを備え、吸引管より土砂を吸引しながら外管と外管に固定した吸引管を回転させて掘進し、内管内に収容した試料の下端を閉塞するようにした吸引式ボーリングによるサンプリング装置であるので、地盤の強度や変形などの力学特性、あるいは地盤汚染状況を調べるために必要な不攪乱試料を容易に採取することができ、また、吸引式ボーリングのため、地盤に与える影響がほとんどない。さらに、弱い土砂層（沖積層）、硬い土砂層（洪積層）を問わず採取が可能である。さらにまた、サンプリング径が試験供試体と同径であるため、整形時間の短縮が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全体の概要を示す図である。
【図２】本発明に係る外管上部平面図である。
【図３】本発明の吸引式ボーリングによるサンプリング装置の下端要部の詳細図である。
【図４】本発明の含水比の少ない砂の場合の先端閉塞のしくみの全体概要を示す斜視図である。
【図５】図４の要部の詳細図である。
【図６】本発明の飽和時と含水比が高い砂の場合の先端閉塞のしくみの全体概要を示す斜視図である。
【図７】図６の要部の斜視図と底面図との二面図である。
【図８】試料先端を閉塞する過程を示す要部の斜視図と底面図との二面図である。
【図９】試料先端を閉塞した状態を示す要部の斜視図と底面図との二面図である。
【符号の説明】
１…外管
２…内管
３…吸引管
【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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