(57)【要約】【課題】孔内において効率的に貫入試験を実施するための貫入試験装置及び貫入試験方法を提供する。【解決手段】貫入試験装置Ｄ１は、試験器Ｄ１１と打撃支援装置Ｄ１２とを含んで構成される。試験器Ｄ１１は、ロッドを介してアンビルに固定されたサンプラー４０を下方先端に備え、場所打ち杭の孔底に設置する外筒１０と、外筒１０内で滑動可能に設けられたハンマー２０とを備える。貫入試験時には、試験器Ｄ１１を、孔底に設置し、外筒１０内でハンマー２０を揚重して落下させて、孔底におけるサンプラー４０の貫入量を評価する。【選択図】図１
2017166230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッドを介してアンビルに固定されたサンプラーに接続され、場所打ち杭の孔底に設置する外筒と、
前記外筒内で滑動可能に設けられ、前記アンビルを打撃するハンマーと、
前記ハンマーを揚重する揚重機構とを備えたことを特徴とする貫入試験装置。
【請求項２】
前記揚重機構には、前記外筒内の前記ハンマーの上方空間と下方空間との気圧差を用いることを特徴とする請求項１に記載の貫入試験装置。
【請求項３】
前記ハンマーには、前記上方空間と前記下方空間との連通機構を設けたことを特徴とする請求項２に記載の貫入試験装置。
【請求項４】
前記揚重機構には、前記ハンマーを揚重する張力装置を用いることを特徴とする請求項１に記載の貫入試験装置。
【請求項５】
前記外筒を滑動可能に保持して立設させる保持部を更に備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の貫入試験装置。
【請求項６】
前記外筒の底部をアンビルとして用い、前記底部にロッドを介してサンプラーが固定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の貫入試験装置。
【請求項７】
ロッドを介してアンビルに固定されたサンプラーに接続される外筒と、
前記外筒内で滑動可能に設けられたハンマーとを備えた貫入試験装置を、場所打ち杭の孔底に設置し、
前記外筒内でハンマーを揚重して落下させて、孔底におけるサンプラーの貫入量を評価することを特徴とする貫入試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤調査等に用いられる貫入試験装置及び貫入試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物など、地盤の強度に対して重量のある構造物を支えるために、基礎工事で杭打が活用されている。例えば、現場で組んだ円筒状の鉄筋を掘削した地盤の中に落とし込み、後からコンクリートを穴の中に流し込み、固めて杭を形成する場所打ち杭が利用されている。このような杭の支持力は、地層構成や質、深さなどに影響されるため、支持地盤調査を行なう必要がある。
この支持地盤調査においては、地盤の工学的性質（Ｎ値）及び試料を求めるために、標準貫入試験が行なわれることがある（例えば、非特許文献１を参照）。この標準貫入試験においては、予め所定の深度まで掘進したボーリング孔を利用して、一定質量（６３．５ｋｇ±０．５ｋｇ）のドライブハンマー（モンケン）を７６ｃｍ±１ｃｍの高さから自由落下させる。そして、ボーリングロッド頭部に取り付けたノッキングブロックを打撃し、ボーリングロッドの先端に取り付けられたサンプラーを規定貫入量である３０ｃｍ打ち込むのに要する打撃回数（＝Ｎ値）を求める。このようなＮ値は、土質の強度や固さを評価する指標として広く用いられている。
【０００３】
更に、杭の支持地盤を確認するには、これまでは杭削孔前の数点の調査ボーリングと杭施工中の杭打機の削孔抵抗のモニタリングが行なわれている。
また、杭の支持力を実測値に基づいて把握して打ち止め判定を行うことができる杭の打ち止め管理方法も検討されている（例えば、特許文献１を参照）。この文献に記載された技術においては、打ち止め予定位置まで鋼管杭を貫入させた後に鋼管杭先端部の土砂を取り除き、鋼管杭内に貫入試験器を挿入して、鋼管杭先端部の地盤のＮ値測定と試料採取を行なう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２００９６２号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】日本工業規格、「標準貫入試験方法（ＪＩＳ  Ａ  １２１９）」、［online］、［平成２８年２月１５日検索］、インターネット、＜ＵＲＬ：http://www.jiban.or.jp/file/organi/bu/kijyunbu/jis_a_1219.pdf ＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
支持地盤調査に一般的に用いられるボーリング及び標準貫入試験では、孔径φ６６ｍｍで地盤を削孔し、一旦掘削用のロッド・ビットを引き抜いた後、標準貫入試験用サンプラーをロッド先端に接続し、再度孔に挿入して底部の貫入試験を実施する。この試験を施工中の杭孔で実施する場合、以下の問題が生じる。
【０００７】
（ａ）削孔済みの杭孔がロッド径に比して非常に大きい場合、地上から打撃の負荷を掛けたときに、たわみによる計測値への影響やロッド座屈の懸念がある。
（ｂ）杭孔が深い場合には、ロッドの継ぎ足し手間の分、調査に時間を要する。
【０００８】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、この目的は、孔内において効率的に貫入試験を実施するための貫入試験装置及び貫入試験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】
上記課題を解決するための貫入試験装置は、ロッドを介してアンビルに固定されたサンプラーに接続され、場所打ち杭の孔底に設置する外筒と、前記外筒内で滑動可能に設けられたハンマーと、前記ハンマーを揚重する揚重機構とを備える。これにより、効率的に貫入試験を実施することができる。
・上記貫入試験装置において、前記揚重機構には、前記外筒内の前記ハンマーの上方空間と下方空間との気圧差を用いることが望ましい。
・上記貫入試験装置において、前記ハンマーには、前記上方空間と前記下方空間との連通機構を設けたことが望ましい。
・上記貫入試験装置において、前記揚重機構には、前記ハンマーを揚重する張力装置を用いることが望ましい。
・上記貫入試験装置において、前記外筒を滑動可能に保持して立設させる保持部を更に備えたことが望ましい。
・上記貫入試験装置において、前記外筒の底部にアンビルを固定し、前記底部にロッドを介してサンプラーが固定されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、孔内において効率的に貫入試験を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の貫入試験装置の機能ブロックの説明図。
【図２】本実施形態の貫入試験装置の説明図であって、（ａ）は試験器、（ｂ）はハンマー、（ｃ）はサンプラーの説明図。
【図３】本実施形態のハンマーの動作の説明図であって、（ａ）は揚重時、（ｂ）は落下時の説明図。
【図４】本実施形態の貫入試験の手順の説明図であって、（ａ）は試験器の吊り下げ、（ｂ）は揚重時、（ｃ）は落下時の説明図。
【図５】本実施形態のサンプラーの打込時の説明図。
【図６】他の実施形態の貫入試験装置の説明図であって、（ａ）は外筒吊下部及び脚部を用いた試験器、（ｂ）は外筒吊下部及び支持部を用いた試験器の説明図。
【図７】他の実施形態の貫入試験装置の説明図であって、（ａ）は揚重時、（ｂ）は落下時の説明図。
【図８】他の実施形態の貫入試験装置の説明図であって、（ａ）はウインチ利用、（ｂ）はソレノイドコイル利用の説明図。
【図９】他の実施形態の貫入試験装置（ウインチ内蔵）の説明図であって、（ａ）は外筒とサンプラーとの一体型、（ｂ）は外筒とサンプラーとが独立型の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図１〜図５に従って、貫入試験装置及び貫入試験方法の一実施形態を説明する。本実施形態では、場所打ち杭の杭孔において孔底の支持地盤調査を行なう場合を想定する。
まず、図１を用いて、本実施形態の貫入試験装置Ｄ１の機能ブロックを説明する。
貫入試験装置Ｄ１は、杭孔内に吊り降ろされる試験器Ｄ１１と、ハンマーの持ち上げや落下を支援する打撃支援装置Ｄ１２とから構成される。
【００１３】
杭孔は、孔壁を保護するために、安定液（例えば、泥水）で満たされる。このため、杭孔内に吊り降ろされる試験器Ｄ１１は、安定液の侵入を防止する構造を有する外筒１０内にハンマー２０が滑動可能に収納されている。このハンマー２０は、標準貫入試験において必要な質量を有し、外筒１０内を上下に滑動する。外筒１０の底面は、ハンマー２０が落下したときのエネルギーをロッド４５へ伝えるアンビル１０ａとして機能する。そして、外筒１０の側面は、ハンマー２０の自由落下をアンビル１０ａに導くガイドとして機能する。
【００１４】
この外筒１０は、地上にクレーンで吊り下げることができるように、吊り治具１３が設けられている。そして、外筒１０は、保持部１１及び複数の支持脚１２により、杭孔の孔底に立脚する。保持部１１は、リング状になっており、外筒１０の周囲を、滑動可能に保持する。そして、保持部１１には、複数の支持脚１２が固着されている。この支持脚１２は、孔底に着地される。
【００１５】
更に、外筒１０の底部には、ロッド４５を介してサンプラー４０が固定されている。このサンプラー４０は、土層構成を把握するための試料を採取するために用いられる。
更に、試験器Ｄ１１には、制御部５１、リミッタ５２、傾斜計５３、ロードセル５４、変位センサ５５が設けられている。
【００１６】
制御部５１は、標準貫入試験を行なうための各プロセスを管理する処理を実行する。このプロセスには、試験器Ｄ１１の着底判定、傾斜管理、ハンマー２０の打撃管理等が含まれる。そして、制御部５１は、ハンマー２０の打撃回数、サンプラー４０の貫入量（貫入長）を取得して、メモリに記録する。この制御装置には、試験担当者が利用するモニタ端末（図示せず）に接続されている。そして、打撃回数に基づいて、標準貫入試験を終了した場合には、試験終了信号をモニタ端末に出力する。更に、各プロセスの経過時間を測定し、各プロセスを、予め定められた時間内に完了できない場合には、注意信号をモニタ端末に出力する。
【００１７】
リミッタ５２は、ハンマー２０が、試験に必要な高さまで揚重されたことを検知する。本実施形態では、外筒１０の上端まで揚重することにより、試験に必要な高さを確保する。
【００１８】
傾斜計５３は、外筒１０の傾きを検出する。例えば、孔底に不陸があり、外筒１０が傾いている場合には、注意信号をモニタ端末に出力する。
ロードセル５４は、サンプラー４０が孔底に着底したことを検知し、制御部５１に通知する。
変位センサ５５は、サンプラー４０の貫入量を計測し、制御部５１に通知する。
【００１９】
また、このハンマー２０の位置に応じて、外筒１０内に、ハンマー２０より上方の上方空間と、ハンマー２０より下方の下部空間とが生じる。本実施形態では、上方空間の気圧と下部空間の気圧との圧力差により、ハンマー２０の揚重や落下を行なう。外筒１０には、通気部１０ｂが設けられており、この通気部１０ｂから下部空間に圧縮空気を供給する。更に、このハンマー２０内のバルブが設けられており、ハンマー２０の揚重時には、このバルブを閉鎖する。一方、ハンマー２０の落下時には、バルブを開放して、上方空間と下部空間とを連通させる。
【００２０】
更に、試験器Ｄ１１は、逆止弁３６を備える。この逆止弁３６は、外筒１０の上方空間からの排気を制御する。逆止弁３６は、外筒１０内からの圧力に応じて開放される。そして、外部から圧力がかかった場合には、逆止弁３６は閉鎖する。
【００２１】
また、揚重機構としての打撃支援装置Ｄ１２は、外筒１０の上方空間の気圧と下部空間の気圧との圧力差を制御する。本実施形態では、この打撃支援装置Ｄ１２は、コンプレッサ３１、エアレシーバ３２、電磁弁３３、消音器３４を含んで構成される。
コンプレッサ３１は、ハンマー２０を揚重するための高気圧の圧縮空気を送り出す。
エアレシーバ３２は、コンプレッサ３１からの圧縮空気を貯めて、安定した圧力の給気を行なう。
【００２２】
電磁弁３３は、制御部５１の指示信号に基づいて、給気と排気とを制御する。この電磁弁３３には、通気部１０ｂと消音器３４とが接続される。
消音器３４は、排気時に生じる音を消音する。
【００２３】
逆止弁３６は、外筒１０の上方空間からの排気を制御する。逆止弁３６は、外筒１０内からの圧力に応じて開放される。そして、外部から圧力がかかった場合には、逆止弁３６は閉鎖する。
【００２４】
図２（ａ）は、試験器Ｄ１１の具体的な形状を示している。本実施形態では、円筒形状の外筒１０を用いる。この外筒１０の上面には、クレーン等で吊り下げるための吊り治具１３を備える。
この外筒１０の上端には、内部空間に連通する配管が接続されており、この配管に逆止弁３６が接続されている。この逆止弁３６には、開口部を下向きにした逆Ｕ字管３７が接続されている。この逆Ｕ字管３７には外筒１０内の空気が満たされることにより、外筒１０の内部空間への液体の侵入を抑制している。
【００２５】
外筒１０内には、円筒形状のハンマー２０が挿入されている。外筒１０は、標準貫入試験に用いられる落下高（７６±１ｃｍ）を確保する長さで構成されている。また、ハンマー２０は、標準貫入試験に用いられる６３．５±０．５ｋｇの質量を有している。
【００２６】
図２（ｂ）は、ハンマー２０の拡大図である。ハンマー２０の本体部２１内部には、上面から下面までの貫通孔２２が設けられている。この貫通孔２２には、揚重や落下に利用するバルブ２３が挿入されており、揚重時に閉鎖され、落下時に開放される。このバルブ２３は、上端と下端とに、それぞれ上部フランジ、下部フランジが設けられている。上部フランジには、貫通孔２２の位置に対して開口部が設けられている。そして、上部フランジと下部フランジとが筒状部によって接続されている。筒状部は、本体部２１の上下方向の長さよりも、少し長い形状となっている。本体部２１において、下部フランジとの当接面には、密閉するためのシートが設けられている。更に、筒状部の周囲には、ボールキャスタ２４ａが設けられており、貫通孔２２内でバルブ２３が滑動可能になっている。
【００２７】
また、本体部２１の周囲には、ボールキャスタ２４ｂが設けられている。このボールキャスタ２４ｂにより、外筒１０内におけるハンマー２０の上下動を円滑化している。
更に、本体部２１の上端周囲には、Ｏリング２５が固着される。このＯリング２５は、外筒１０とハンマー２０との隙間において、上方空間と下部空間とを分離している。なお、ハンマー２０が自由落下する際の抵抗とならないように、Ｏリング２５と外筒１０との間には、若干の隙間を設ける。
【００２８】
図３は、バルブ２３の動作の説明図である。図３（ａ）に示すように、バルブ２３が、貫通孔２２に対して最も高い位置に移動した場合には、下部フランジと本体部２１により、貫通孔２２が閉鎖される。
【００２９】
一方、図３（ｂ）に示すように、バルブ２３が、貫通孔２２に対して最も高い位置以外にある場合には、下部フランジと本体部２１との隙間、上部フランジの開口部を介して、外筒１０内の下部空間と上方空間とが連通する。
【００３０】
図２（ｃ）に示すように、サンプラー４０は、シュー４１、スプリットバレル４２、カップリング４３により構成される。シュー４１の下端は、開口されており、土を取り込むことができる。シュー４１から取り込まれた土（試料）は、カップリング４３により結合されているスプリットバレル４２に詰め込まれる。
【００３１】
次に、貫入試験装置Ｄ１の使用方法を説明する。
図４（ａ）に示すように、クレーンＶ１のロープで吊り下げ、試験器Ｄ１１を杭孔Ｈ１内で降下させる。なお、杭孔Ｈ１内には、安定液Ｗ１を満たしておく。ここで、安定液比重による浮力が生じるが、試験器Ｄ１１の質量に比べ小さく、また、通常の標準貫入試験においてもロッド延長による荷重の変化があるため、ここでは考慮しない。そして、試験器Ｄ１１のロードセル５４によって着底を検知した場合、降下を停止する。そして、着底後、外筒１０が貫入試験中に、自由に動けるように、ロープの張りがない状態にしておく。更に、傾斜計５３により、着底時の傾きを検知する。試験器Ｄ１１が垂直方向に対して所定角度の範囲を越えて傾斜している場合には、傾斜計５３は、貫入試験を実施不可と判定して、モニタ端末に対して注意信号を出力する。一方、試験器Ｄ１１が、所定の角度範囲内で立脚している場合には、貫入試験を実施可能と判定する。
貫入試験時には、制御部５１は、外筒１０内で、ハンマー２０の持ち上げ、落下を繰り返す。
【００３２】
図４（ｂ）に示すように、ハンマー２０の揚重時には、制御部５１は、コンプレッサ３１を用いて生成した圧縮空気を、エアレシーバ３２を介して外筒１０供給する。この場合、電磁弁３３を給気側にしておくことにより、外筒１０の下部空間に圧縮空気を供給する。この場合、ハンマー２０内のバルブ２３が押し上げられることにより貫通孔２２が閉塞されて、上方空間と下部空間とが分離される。そして、圧縮空気が外筒１０の下部空間に蓄積され、ハンマー２０を揚重する。この場合、上方空間の空気は、逆止弁３６を介して外部に放出される。そして、試験に必要な高さまで、ハンマー２０が持ち上げられたことをリミッタ５２が検知するまで、圧縮空気の供給を継続する。
【００３３】
図４（ｃ）に示すように、ハンマー２０の落下時には、制御部５１は、電磁弁３３を排気側にする。この場合、外筒１０の下部空間の圧縮空気は、消音器３４を介して、外部に放出される。更に、制御部５１は、ハンマー２０は上限に達するとバルブ２３の上端と外筒１０とが接触して、バルブ２３が押し下げられることにより、ハンマー２０内の貫通孔２２を開放する。この貫通孔２２の開放により、外筒１０の下部空間と上方空間とが連通する。下部空間と上方空間との圧力差がなくなり、ハンマー２０は、外筒１０内を落下し、外筒１０の底部（アンビル１０ａ）を打撃する。
【００３４】
この打撃により、図５に示すように、外筒１０の底部に固定されたサンプラー４０は、孔底に貫入される。
そして、制御部５１は、打撃回数をカウントするとともに、変位センサ５５から取得した貫入量をメモリに記録する。これにより、杭底部の地盤のＮ値測定とサンプル採取を行なう。
【００３５】
制御部５１は、貫入試験に必要な回数に達したと判定した場合、試験終了信号をモニタ端末に出力する。この場合、試験器Ｄ１１を、クレーンＶ１を用いて、地上に引き上げる。そして、サンプラー４０によって採取された試料を取り出す。
【００３６】
本実施形態の貫入試験装置及び貫入試験方法によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、試験器Ｄ１１が杭孔内に吊り降ろされる。そして、外筒１０内でハンマー２０が滑動して、アンビル１０ａを打撃する。地上から杭底部までロッドを延長する必要がなく、効率的に貫入試験を行なうことができる。また、試験終了後は、杭孔から試験器Ｄ１１を引き上げればよいので、作業時間を短縮することができる。
【００３７】
（２）本実施形態では、試験器Ｄ１１は、安定液Ｗ１の侵入を防止する構造を有する外筒１０を備えている。これにより、安定液に満たされた杭孔内において、ハンマー２０を揚重、落下させて、貫入試験を行なうことができる。
【００３８】
（３）本実施形態では、この外筒１０は、保持部１１及び複数の支持脚１２により支持される。保持部１１は、外筒１０の周囲を滑動可能に保持する。これにより、ハンマー２０の打撃により、外筒１０に固定されたサンプラー４０を孔底に貫入することができる。
【００３９】
（４）本実施形態では、試験器Ｄ１１には、制御部５１、リミッタ５２、傾斜計５３、ロードセル５４、変位センサ５５が設けられている。制御部５１を用いることにより、標準貫入試験の各プロセスを遠隔で管理することができる。また、リミッタ５２を用いることにより、ハンマー２０の揚重状況を制御することができる。また、傾斜計５３を用いることにより、着底時の傾きに基づいて的確な貫入試験を実施することができる。また、ロードセル５４を用いることにより、サンプラー４０の着底状況を監視することができる。また、変位センサ５５を用いることにより、サンプラー４０の貫入状況を把握することができる。
【００４０】
（５）本実施形態では、外筒１０には、通気部１０ｂが設けられており、この通気部１０ｂから下部空間に圧縮空気を供給する。そして、ハンマー２０の本体部２１内部には、上面から下面までの貫通孔２２が設けられている。この貫通孔２２には、バルブ２３が挿入されている。これにより、外筒１０の上方空間と下方空間との気圧差を制御することができる。そして、この気圧差によりハンマー２０の揚重や落下を制御することができる。
例えば、圧縮空気でハンマー２０を揚重する場合、ハンマー２０の直径をφ180mm、ハンマー２０と外筒１０とが密閉状態とすると、６３．５kg×９．８１m/sec2÷(π×９2)=４．６ｋPaとなる。安定液Ｗ１（泥水）中の深度に応じた水圧に０．２５kgf/cm2を加えるだけの圧力をコンプレッサ３１から送ることによりハンマー２０は上昇する。汎用コンプレッサ（０．７MPa）の場合、泥水比重に応じた５０ｍ程度の深度で用いることができる。また、それ以上の深度、比重において使用する場合は高圧コンプレッサを利用することができる。
【００４１】
また、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、保持部１１を外筒１０の周囲に設けた。ここで、保持部１１の位置は、外筒１０の周囲に限定されるものではない。
【００４２】
例えば、図６（ａ）に示す試験器Ｄ２１のように、外筒１０とは別に外筒吊下部６０を設け、この外筒吊下部６０を滑動させる貫通孔を有する保持部６１を設けてもよい。この保持部６１には、複数の支持脚６２が固定される。そして、外筒吊下部６０に、外筒１０が揺動可能に吊り下げる。孔底部に不陸がある場合、試験器Ｄ１１が傾くことがあるが、外筒吊下部６０に吊り下げることにより、試験器Ｄ１１は鉛直方向に釣り下がる。これにより、ハンマー２０の打撃により、外筒１０に固定されたサンプラー４０を孔底に対して鉛直方向に打ち込むことができる。
【００４３】
更に、孔内での支持方法も、支持脚１２を用いる方法に限定されるものではない。
例えば、図６（ｂ）に示す試験器Ｄ２２のように、杭孔Ｈ１の側面（孔壁）に当接する支持部６５を用いることも可能である。この支持部６５は、アーム６３を介して保持部６１に固定される。このアーム６３は、アーム６３を吊り下げるための掛止材６４に接続される。そして、試験時には、この掛止材６４を、地上のクレーンからロープで吊り下げる。これにより、アーム６３に固定された保持部６１を地上から吊り下げて、保持部６１の貫通孔において外筒吊下部６０を滑動させることができる。
【００４４】
・上記実施形態では、サンプラー４０を外筒１０の底部に固定した。これに代えて、外筒１０とサンプラー４０とを独立した構成にすることも可能である。
図７（ａ）に示す試験器Ｄ３１の模式図のように、外筒７０の底部に、アンビル７２に固定されるサンプラー４０を滑動可能に設置する。試験時には、外筒７０を孔底に設置する。そして、外筒７０内でハンマー７１を揚重する。この場合、外筒７０内に、ハンマー７１の位置検出センサを設ける。そして、位置検出センサにより、アンビル７２の位置から試験に必要な高さまで計測しながら、ハンマー７１を揚重する。
【００４５】
そして、図７（ｂ）に示すように、外筒７０内でハンマー７１を落下させることにより、アンビル７２を打撃する。これにより、サンプラー４０を孔底に打ち込むことができる。
【００４６】
・上記実施形態では、圧縮空気を用いてハンマー２０を持ち上げた。ハンマー２０の揚重機構は、圧縮空気を用いる方法に限定されるものではない。
例えば、図８（ａ）に示す試験器Ｄ４１の模式図のように、張力装置としての巻き揚げ機（ウインチ８０）を用いてハンマー２０を揚重することも可能である。ここでは、外筒１０とハンマー２０の揚重機構のみを説明する。例えば、揚重機構としてのウインチ８０を杭孔Ｈ１の外に設け、ロープ８１によりハンマー２０を吊り下げて揚重する。この場合、ロープ８１の先端には、ハンマー２０の固着と切離しとを制御可能な係止部８２を接続しておく。そして、係止部８２に接続されたロープ８１をウインチ８０で引き上げることにより、ハンマー２０を揚重する。更に、ロープ８１を外筒１０に挿入する開口部から安定液Ｗ１が入り込まない構造にしておく。
このような試験器Ｄ４１の具体的な動作においては、ウインチ８０により、係止部８２を降下させ、ハンマー２０との接触を検知する。そして、ウインチ８０により、この接触位置から、試験に必要な高さまで計測しながら、ハンマー２０を揚重する。そして、試験に必要な高さまで揚重した場合、係止部８２からハンマー２０を切離し、外筒１０の底部（アンビル）を打撃することにより、標準貫入試験を行なう。
ここで、係止部８２には、例えば、電磁石や機械的な係合機構を用いることができる。電磁石を用いる場合には、通電によって生成した磁力により、係止部８２をハンマー２０に固定し、試験に必要な高さまで揚重する。そして、通電を停止することにより、係止部８２からハンマー２０を切り離して落下させる。また、機械的な係合機構を用いる場合には、機械的動作によりハンマー２０を固定して揚重し、打撃時には切り離す。この場合には、ハンマー２０の下部空間と上方空間の密閉性の必要性はなく、常に連通させておく。
更に、油圧シリンダ、長尺のボルトなどにより、機械的にハンマー２０を揚重することも可能である。
【００４７】
また、図８（ｂ）に示す試験器Ｄ４２の模式図のように、磁性体で構成されたハンマー２０を揚重するようにしてもよい。この場合には、外筒１０の周囲に、揚重機構としてのソレノイドコイル８５を設ける。この電源装置８６からソレノイドコイル８５への通電による磁界を用いて、ハンマー２０を、試験に必要な高さまで浮上させる。そして、ソレノイドコイル８５への通電を停止することにより、ハンマー２０を落下させる。ソレノイドコイル８５への通電によって、コイル内部に生じる磁界の強さＨは〔Ｈ＝ｎＩ〕となる。ここで、単位長さあたりの巻数をｎ巻／ｍ、コイルに流れる電流をＩとする。磁性体製のハンマー２０に作用する力Ｆは〔Ｆ＝ｑＨ〕となる。なお、ｑは磁荷である。ハンマー２０の質量よりも大きい力Ｆを加えることにより、ハンマー２０を浮上させることができる。そして、落下時には、ソレノイドコイル８５への通電を停止し、自由落下させる。
また、ソレノイドコイル８５を用いる手法に代えて、外筒１０の上下の少なくとも一方に電磁石を配置し、磁化されたハンマー２０を揚重させることも可能である。
このように磁力を用いる場合には、上方空間と下部空間とを連通させて、上方空間と下部空間とに気圧差が生じないようにしておく。この場合、ハンマー２０内のバルブ２３も不要である。なお、ハンマー２０内のバルブ２３を設け、圧縮空気による揚重と磁力による揚重とを併用するようにしてもよい。
【００４８】
・上記実施形態では、コンプレッサ３１、エアレシーバ３２、電磁弁３３を杭孔Ｈ１外に配置した。これらを打撃支援装置Ｄ１２に装着するようにしてもよい。
【００４９】
図９（ａ）に示す試験器Ｄ５１の模式図のように、試験器Ｄ５１内に、揚重機構としてのウインチ８０を設け、係止部８２の固定されたハンマー２０を揚重するようにしてもよい。この場合、ウインチ８０の電源を地上に設置し、地上からウインチ８０、係止部８２を操作する。そして、外筒１０の底部をアンビルとして用いる。試験器Ｄ５１内に設けたウインチ８０により、ハンマー２０で、外筒１０の底部（アンビル）を打撃することにより、標準貫入試験を行なう。ウインチ８０を試験器Ｄ５１に内蔵させることにより、水密性を確保させることができる。
【００５０】
また、図９（ｂ）に示す試験器Ｄ５２の模式図のように、外筒７０とサンプラー４０とを独立させてもよい。この場合には、サンプラー４０の上方にアンビル７２を設ける。試験器Ｄ５２内に設けたウインチ８０により、係止部８２を降下させ、ハンマー７１との接触を検知する。そして、ウインチ８０により、この接触位置から、試験に必要な高さまで計測しながら、ハンマー７１を揚重する。そして、試験に必要な高さまで揚重した場合、係止部８２からハンマー７１を切離し、アンビル７２を打撃することにより、標準貫入試験を行なう。
【００５１】
・上記実施形態では、安定液比重による浮力は考慮しない。浮力相殺の必要がある場合には、試験器Ｄ１１の大きさを変更し、浮力を大きくした上で追加ウェイトを調整するようにしてもよい。また、バラスト機構により浮力調整するようにしてもよい。これにより、安定液比重の変化に対応することができる。
【００５２】
・上記実施形態では、標準貫入試験における各プロセスを管理する制御部５１を試験器Ｄ１１に設けた。制御部５１の設置場所は試験器Ｄ１１に限定されるものではなく、試験器Ｄ１１から離れたところ（例えば、地上）に設置し、遠隔操作してもよい。
【００５３】
・上記実施形態では、試験器Ｄ１１にサンプラー４０を設け、標準貫入試験に利用した。この試験器Ｄ１１の用途は、標準貫入試験に限定されるものではない。試験器Ｄ１１の先端において他のツールを用いることにより、他の打撃系試験にも利用することができる。例えば、動的コーン貫入試験等を行なうことができる。
【００５４】
・上記実施形態では、下方空間に導入した圧縮空気によりハンマー２０を揚重する。この場合、上方空間と下方空間との気圧差があればよく、減圧下において、揚重、落下を行なうようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
Ｄ１…貫入試験装置、Ｄ１１，Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ３１，Ｄ４１，Ｄ４２，Ｄ５１，Ｄ５２…試験器、Ｄ１２…打撃支援装置（揚重機構）、Ｈ１…杭孔、Ｗ１…安定液、１０，７０…外筒、１０ａ，７２…アンビル、１０ｂ…通気口、１１…保持部、１２…支持脚、２０，７１…ハンマー、２１…本体部、２２…貫通孔、２３…バルブ、２４ａ，２４ｂ…ボールキャスタ、３１…コンプレッサ、３２…エアレシーバ、３３…電磁弁、３４…消音器、３６…逆止弁、３７…逆Ｕ字管、４０…サンプラー、４５…ロッド、５１…制御部、５２…リミッタ、５３…傾斜計、５４…ロードセル、５５…変位センサ、６０…外筒吊下部、６１…保持部、６２…支持脚、６３…アーム、６４…掛止材、６５…支持部、８０…ウインチ（揚重機構）、８２…係止部、８５…ソレノイドコイル（揚重機構）、８６…電源装置。
【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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