(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に閉塞栓を着脱自在に取付けた採取管に複数の採取口を軸方向に点在して設け、前記採取管を軸方向に沿って複数に分割可能な構造とし、この採取管に対してサヤ管を軸方向に抜き差し自在となるよう外嵌した地盤改良体のサンプリング装置。
【請求項２】
上記採取管が鋼管を用いて形成され、上記サヤ管が金属管又は塩化ビニルパイプの何れかで形成されている請求項１に記載の地盤改良体のサンプリング装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のサンプリング装置を用い、先端に閉塞栓を取付けた採取管に対してサヤ管を外嵌した状態のサンプリング装置を、地盤改良体がその形成物に流動性がある状態でこの地盤改良体に対して所定の深度まで挿入し、所定の深度に到達したらサヤ管だけを引抜くことで採取管を残し、サヤ管の引上げにより下位の採取口から順に開放していき、開放された各採取口の部分で地盤改良体の形成物を採取管内に取り込み、その後、地盤改良体から採取管を引抜く地盤改良体のサンプリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軟弱地盤や建物等の構築に際して地中に設けられる柱状地盤改良体のサンプリング装置とこれを用いたサンプリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中に設けられる柱状地盤改良体の施工においては、形成された柱状地盤改良体の品質を確認すると共にこれを管理するため、柱状地盤改良体の形成物を試料として採取することが行われている。
【０００３】
従来のサンプリング装置は、先端に閉塞栓を設けた採取管に取り込み口を設け、この取り込み口を外開き可能となる蓋部材で開閉自在とした構造を有し、サンプリングを行うには、取り込み口を蓋部材で閉じた採取管を柱状地盤改良体に対して挿入し、所定深さの挿入状態で前記採取管に回転を与え、この回転により蓋部材を開位置に移動させて取り込み口を開き、この取り込み口から柱状地盤改良体の形成物を採取管内に取り込み、この後、採取管を引抜くようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、別のサンプリング装置としては、柱状地盤改良体に挿入する回転ロッドの外周に複数のサンプリング容器を放射状の配置で取付け、柱状地盤改良体内でサンプリング容器を回動させることにより、柱状地盤改良体の形成物をサンプリング容器内にその取り込み口から採取するものが提案されている（例えば、特許文献２又は３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１２８９３１号公報
【特許文献２】特開２００８−２８０８１７号公報
【特許文献３】特開２００１−３１７０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、各特許文献で示したサンプリング装置は、何れも、柱状地盤改良体内に挿入した状態で回転させて採取する構造であるため、その回転駆動に大型作業機械が必要になり、施工コストが高くつくことになる。
【０００７】
また、何れのサンプリング装置も、柱状地盤改良体の上下軸方向に対して採取位置が部分的となり、柱状地盤改良体の上下軸方向に沿った連続性のあるサンプリングを行うことができず、十分な品質管理ができないという問題がある。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、回転駆動を必要とすることなくサンプリングが行えると共に、柱状地盤改良体の上下軸方向に沿った連続性のあるサンプリングが可能な地盤改良体のサンプリング装置とこれを用いたサンプリング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記のような課題を解決するため、サンプリング装置の発明は、先端に閉塞栓を着脱自在に取付けた採取管に複数の採取口を軸方向に点在して設け、前記採取管を軸方向に沿って複数に分割可能な構造とし、この採取管に対してサヤ管を軸方向に抜き差し自在となるよう外嵌したものである。
【００１０】
上記採取管が鋼管を用いて形成され、上記サヤ管が金属管又は塩化ビニルパイプの何れかで形成されている構造とすることができる。
【００１１】
また、サンプリング方法の発明は、請求項１又は２に記載のサンプリング装置を用い、先端に閉塞栓を取付けた採取管に対してサヤ管を外嵌した状態のサンプリング装置を、地盤改良体がその形成物に流動性がある状態でこの地盤改良体に対して所定の深度まで挿入し、所定の深度に到達したらサヤ管だけを引抜くことで採取管を残し、サヤ管の引上げにより下位の採取口から順に開放していき、開放された各採取口の部分で地盤改良体の形成物を採取管内に取り込み、その後、地盤改良体から採取管を引抜くようにするものである。
【００１２】
ここで、上記採取管は、サンプリングに必要な長さを有する鋼管を軸方向に沿って一対の半割り管に二つ割にしたものであり、両半割り管は、円筒状に組合わせ状態で先端側を閉塞栓に螺合し、上端側を結束部材で縛ることで円筒状が保持され、前記両半割り管には、上下軸方向に所定の間隔で複数の採取口が、前記両半割り管で上下に交互の配置となるように設けられている。
【００１３】
上記閉塞栓は、内周に採取管をねじ込むための雌ねじを設けた円筒体と、この円筒体の下部に着脱自在となるよう螺合した先端部材とで形成され、この閉塞栓は、サンプリング装置を地盤改良体内に挿入するときのウエイトになり、地盤改良体の性状や挿入深さに合わせた重さの先端部材を選択使用できるようになっている。
【００１４】
上記サヤ管を形成する金属管又は塩化ビニルパイプは、採取管と同程度の長さを有し、内径が採取管に対して丁度適合し、外径が閉塞栓の最大外径に略一致するかそれよりも小径になるように設定され、採取管に対して上下動させることにより採取口を開閉することになる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によると、先端に閉塞栓を着脱自在に取付けた採取管に複数の採取口を軸方向に点在して設け、この採取管に対してサヤ管を軸方向に抜き差し自在となるよう外嵌したので、地盤改良体に挿入した状態でサヤ管だけを引抜けば、採取管の内部に地盤改良体の形成物を取り込むことができ、構造が簡単で上下軸方向に抜き差しするだけでよいので作業の施工性がよくなり、また、回転駆動を必要とすることなくサンプリングが可能になり、施工に大型作業機械を用いることなくサンプリングが行えることになる。
【００１６】
また、採取管に上下複数の採取口を設け、サヤ管の引上げにより下位の採取口から順に開放して地盤改良体の形成物を採取管内に取り込むので、地盤改良体の上下間における途中の各位置でその位置の形成物を確実に取り込むことができ、しかも、地盤改良体に対して上下に連続性のあるサンプリングができ、地盤改良体に対して精度の高い品質管理が実現できることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明に係るサンプリング装置の分解斜視図
【図２】（ａ）はこの発明に係るサンプリング装置の組立て状態を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の矢印ｂ−ｂでの拡大した横断平面図、（ｃ）はサンプリング装置の組立て状態を示す先端部分の拡大した縦断面図
【図３】この発明に係るサンプリング装置を用いたサンプリング方法の工程を示し、（ａ）はサンプリング装置を地盤改良体内に所定深度まで挿入した状態の縦断面図、（ｂ）はサンプリング装置のサヤ管を引抜く途中の状態を示す縦断面図、（ｃ）は地盤改良体内に採取管を残した状態を示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１と図２に示すように、この発明のサンプリング装置１は、所定の長さを有する採取管２と、この採取管２の下部先端に着脱自在となるよう取付けた閉塞栓３と、前記採取管２に対して上下軸方向に移動自在となるよう外嵌するサヤ管４とで構成されている。
【００２０】
上記採取管２は、サンプリングに必要な長さを有し、例えば、外径約７５ｍｍ程度の鋼管を軸方向に沿って一対の半割り管２ａ、２ａに二つ割にしたものであり、両半割り管２ａ、２ａは、円筒状に組合わせ状態で先端外周面に設けた雄ねじを２ｂを閉塞栓３に螺合し、上端側をベルト等の結束部材２ｃで縛ることで円筒状が保持され、前記両半割り管２ａ、２ａには、上下軸方向に所定の間隔で複数の採取口５が設けられている。
【００２１】
この採取口５は、例えば、幅２５ｍｍ、上下長さ５０ｍｍ程度の矩形状に形成され、上下長さの２倍以上の間隔で上下に設けられ、前記両半割り管２ａ、２ａにおいて採取口５は上下に交互の配置となるように設けられている。
【００２２】
上記閉塞栓３は、内周に採取管２の雄ねじ２ｂをねじ込むための雌ねじ３ｃを設けた金属製の円筒体３ａと、この円筒体３ａの下部に前記雌ねじ３ｃを利用して着脱自在となるよう螺合した先鋭状の金属製先端部材３ｂとで形成され、この閉塞栓３は、サンプリング装置１を地盤改良体内に挿入するときの誘導とウエイトになり、ウエイトは、内部中空となるサンプリング装置１を地盤改良体内に挿入するときに生じる浮力を減少させ、挿入作業を容易にするためのものであり、地盤改良体Ａの性状や挿入深さに合わせた重さの先端部材３ｂを複数種類用意しておくことで選択使用できるようになっている。
【００２３】
ちなみに上記閉塞栓３は、図示のような、上部にサヤ管４を採取管２と同軸心状の配置に保持する嵌合筒部を備えた短い先端錐形に限定されるものではなく、上下軸方向に長い軸状の形状や、円筒体３ａの外周にサヤ管４の先端当接面を複数突設したようなものであってもよい。
【００２４】
上記サヤ管４は、例えば、内径が８３ｍｍ、外径が８９ｍｍの採取管と同程度の長さを有する、鋼管やステンレス管等の金属管又は塩化ビニルパイプを用い、内径が採取管２に対して適宜隙間を介して外嵌し、外径が閉塞栓３における円筒体３ａの最大外径に略一致するかそれよりも小径になっており、採取管２に対して外嵌することで採取口５の外側を閉鎖し、上方に抜き取って移動させることにより下位の採取口５から順に開放することになる。
【００２５】
上記したサヤ管４において、これに用いる塩化ビニルパイプは、軸方向の強度に優れ、軽量でコスト的に安価であり、しかも、地盤改良体Ａの形成物であるスラリー状のセメント系固化材に対する剥離性がよく、地盤改良体Ａに対する挿入や引抜が円滑に行えるという利点がある。
【００２６】
また、上記したサヤ管４において、これに用いる鋼管やステンレス管等の金属管は、軸方向の強度に優れているだけでなく、重量があるのでサンプリング装置１におけるウエイトの役目を果たし、スラリー状のセメント系固化材に対するサンプリング装置１の挿入時に、内部中空状態のサヤ管４及び採取管２によって生じる浮力を重量によって減少させ、挿入時の浮力による抵抗を少なくして作業を容易にすると共に、ウエイトを兼ねる閉塞栓３の短尺化や小形化が可能になる。
【００２７】
この発明のサンプリング装置１は、上記のような構成であり、次に、このサンプリング装置１を用いたサンプリング方法を説明する。
【００２８】
サンプリング装置１は、採取管２の両半割り管２ａ、２ａを円筒状に組合わせ状態で、先端外周面に設けた雄ねじ２ｂに閉塞栓３を螺合し、上端側をベルト等の結束部材２ｃで縛ることで円筒状を保持し、図２に示すように、この採取管２にサヤ管４を外嵌挿入して組立てておく。
【００２９】
地中に掘削した縦孔にスラリー状のセメント系固化材を注入することにより、円軸状の地盤改良体（コラム）Ａを構築し、図３(ａ）のように、前記スラリー状のセメント系固化材が流動性のある打設直後に、上記サンプリング装置１を閉塞栓３が下になる垂直の姿勢で地盤改良体Ａ内に所定の深度まで挿入する。
【００３０】
このとき、採取管２に外嵌したサヤ管４は、採取管２の外側を覆うことで採取口５を外側から閉じ、サヤ管４の下部先端が閉塞栓３に当接することにより閉鎖されるので、挿入時に、サヤ管４及び採取管２内へのセメント系固化材の流入発生はなく、また、閉塞栓３の重量及びサヤ管４に金属管を用いた場合の重量がウエイトになり、挿入時にサヤ管４及び採取管２の内部中空によって浮力が発生するが、この浮力は前記したウエイトで減少させることができ、従って、サンプリング装置１を地盤改良体Ａ内の深い位置にまで円滑に挿入することができる。
【００３１】
上記のように、サンプリング装置１を地盤改良体Ａ内に挿入した状態で、地盤改良体Ａの形成物であるスラリー状のセメント系固化材が流動性のあるうちに、採取管２を残したままサヤ管４だけを上方に引抜いて行くと、図３（ｂ）のように、サヤ管４の下端が上昇していくことで、下位の採取口５から順に開放され、開放した採取口５から採取管２の内部に地盤改良体Ａであるスラリー状のセメント系固化材が流入し、採取口５が位置する深さ部分にある付近のスラリー状のセメント系固化材を採取管２内に取り込み、採取管２内を埋めることになる。
【００３２】
このように、サヤ管４を引上げていくと、下位の採取口５から順にその採取口５が位置する深さ部分にある付近のスラリー状のセメント系固化材を採取管２内に取り込むことができ、図３（ｃ）のように、サヤ管４を完全に引抜けば、地盤改良体Ａの上下全長における各深さ位置での採取が可能になり、連続性のある採取が行える。
【００３３】
上記のように、サヤ管４を抜き取った後、適宜時間の経過によって地盤改良体Ａであるスラリー状のセメント系固化材がある程度固結すると、地盤改良体Ａから採取管２を引抜いて地上に取出し、その後、スラリー状のセメント系固化材が固結する時間を待って採取管２を分解する。
【００３４】
採取管２の分解は、半割り管２ａ、２ａの先端から閉塞栓３を取外し、半割り管２ａ、２ａを開くようにすればよく、固結したスラリー状のセメント系固化材により、連続性のある試料コアを採取することがき、取出したこの試料コアを用いて一軸圧縮等の予め決められた各種試験を行うことにより、地盤改良体の性状を確認することができる。
【００３５】
上記したこの発明のサンプリング装置１によると、試料コアを地盤改良体Ａの各深度部分で正確に採取することができ、連続性の確認が行えると共に、サンプリング装置１は、地盤改良体Ａに対して上下軸方向に抜き差しするだけでよいので、小型の作業機械を用いて試料コアを採取できるという経済的な利点がある。
【符号の説明】
【００３６】
１          サンプリング装置
２          採取管
３          閉塞栓
４          サヤ管
５          採取口
Ａ          地盤改良体
【図１】
0005303767.tif 000002
【図２】
0005303767.tif 000003
【図３】
0005303767.tif 000004