(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
削孔装置を用いてロッドを回転させ、該ロッドの先端に設けられたサンプラーによってボーリング孔の孔底から土質または岩質試料を採取するロータリー式サンプリング法による試料採取方法において、前記削孔装置を前記ボーリング孔底に設置すると共にその周囲のボーリング孔壁に反力をとって前記サンプラーの揺動あるいは振動を抑えて固定し、前記土質または岩質試料の採取を行うことを特徴とするロータリー式サンプリング法による試料採取方法。
【請求項２】
前記削孔装置を昇降装置で吊り下げながら前記ボーリング孔の孔底まで降下させ、孔壁に反力をとって固定し設置することを特徴とする請求項１記載のロータリー式サンプリング法による試料採取方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造物の設計・施工のために行う地盤調査において、地盤材料を地中より取り出すロータリー式サンプリング法による試料採取方法に関する。更に詳述すると、本発明は乱さない試料を採取するためのロータリー式サンプリング法による試料採取方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地盤の各種特性（力学・透水・物理・化学特性など）を把握するため、自然の状態での地盤より採取した試料を用いて各種試験・計測が行われる。ロータリー式サンプリング法はこの試料採取を行う手段の一つであり、図２に示すように、円筒形状のサンプラー１０３を回転させて地盤１０５を削孔し、これにより土質または岩質試料を採取する。
【０００３】
このようにして原位置の地盤１０５から土質または岩質試料を採取する場合、地表面だけでなく地中のものも採取するため、原位置にボーリング孔１０４を設け、その孔底１０４ａの試料を採取している。この場合、ボーリング機械などの削孔装置１０１を地上に設置し、サンプラー１０３をロッド１０２などを介して削孔装置１０１に連結させ、このサンプラー１０３を回転させてボーリング孔底１０４ａを削孔している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようなロータリー式サンプリング法では、ボーリング孔１０４の深度が増すにつれてロッド１０２も長くする必要があるため、ロッド１０２やサンプラー１０３が回転しながら揺動運動をしてしまうことがあるという問題を有している。このような場合はサンプラー１０３が軸線に対して左右にぶれてしまう。このため、地質・地盤調査を行うに際し、軟弱土のような剛性の低い地盤１０５における場合はサンプラー１０３を回転せずに直接に押し込むことによって乱さない試料の採取が可能であっても、剛性の高い地盤１０５でしかも深い場所で行われるような場合にあっては、このような乱さない試料の採取が困難であった。
【０００５】
そこで本発明は、地盤の性状あるいは採取される試料位置の深度などにかかわらず、乱さない試料を採取することができるロータリー式サンプリング法による試料採取方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の発明は、削孔装置を用いてロッドを回転させ、該ロッドの先端に設けられたサンプラーによってボーリング孔の孔底から土質または岩質試料を採取するロータリー式サンプリング法による試料採取方法において、削孔装置をボーリング孔底に設置すると共にその周囲のボーリング孔壁に反力をとってサンプラーの揺動あるいは振動を抑えて固定し、土質または岩質試料の採取を行うようにしている。
【０００７】
したがってボーリング孔の深さにかかわらず削孔装置を常に孔底に設置することができ、削孔装置とサンプラーとを接続するロッドの長さを従来より短くすることができる。これにより、回転時にロッドやサンプラーに発生する揺動量を少なくすることができる。
【０００８】
請求項２記載の発明のロータリー式サンプリング法による試料採取方法は、削孔装置を昇降装置で吊り下げながらボーリング孔の孔底まで降下させ、孔壁に反力をとって固定し設置するようにしている。したがって削孔装置は吊り下げられながらボーリング孔に沿って鉛直に移動し、孔底に設置される。また試料採取後は昇降装置によって地上まで吊り上げられ、サンプラーごと採取された試料を運搬する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
図１に本発明のロータリー式サンプリング法による試料採取方法の一実施形態を示す。このロータリー式サンプリング法による試料採取方法は、削孔装置１によりロッド２を回転させ、該ロッド２の先端に設けられたサンプラー３を用いてボーリング孔４の孔底４ａから土質または岩質試料５を採取するものである。そこで、本発明による試料採取を行うための構成についてはじめに説明する。
【００１１】
削孔装置１はロッド２及びサンプラー３をその下方に保持しながら回転させるものである。これには土質または岩質試料５の採取に従来から用いられている装置を使用して構わないが、図示するように、ボーリング孔４の内部を移動することができるようにそのボーリング孔４の大きさに応じて形成されていることが必要である。本実施形態での削孔装置１は昇降装置６により吊り下げられながらボーリング孔４の孔底４ａに設置されるように設けられている。この削孔装置１は、回転時の揺動を抑えるためには重いものであることが好ましいが、その重量は昇降装置６による吊り下げが可能な範囲内にあることはいうまでもない。また削孔装置１はロッド２を回転させる例えばモータなどの駆動源を備えているが、この駆動源は特にこのモータなどに限定されるものではない。
【００１２】
また削孔装置１には、ボーリング孔４の内部で削孔装置１自体を固定させるための手段（図示省略）が設けられている。この固定手段は、ボーリング孔４の孔壁４ｂに反力をとり削孔装置１を固定し得る全ての手段を含み、例えば外側に向かって突出するように等間隔に設けられる複数好ましくは３つ以上の係合部材や、ジャッキで外側に押し出されるように設けられる粗い接触面を有した孔壁とほぼ同じ曲率の曲面板などによって構成可能である。この場合、周囲のボーリング孔壁４ｂに係合部材が突き刺さったり局面板が当接することによって、削孔装置１を軸方向にも周方向にも固定させ得る。勿論、この固定手段に特に限定されるものではない。
【００１３】
更に削孔装置１には、ボーリング孔内を移動する削孔装置１と孔底４ａとの距離を測るための手段（図示省略）が必要に応じて設けられる。ここでは、例えば孔底４ａの撮影が可能な小型ＣＣＤとライトの組み合わせや、孔底４ａとの距離測定が可能な赤外線探知機などを用いるようにすれば良いが、この手段は特にこれらに限定されるものではない。削孔装置１を孔底４ａに設置するとき、これらの手段を用いることにより、サンプラー３が孔底４ａに到達する際の衝撃を和らげるように配慮することができる。
【００１４】
また削孔装置１には、図示していないが、サンプラー３を軸方向に移動させる機構が設けられている。この機構としては、例えば一定の給圧によりサンプラー３を軸方向に押し出して地盤に押し込むもの例えば油圧ジャッキや電動モータなどが使用可能である。
【００１５】
ロッド２は、削孔装置１がボーリング孔底４ａに設置されるため、その長さが従来のものに比べて遙かに短く設定されている。即ち、本発明の削孔装置１はボーリング孔４の深さが変化しても常に孔底４ａに設置されるため、ロッド２は掘削を行うのに十分な長さを備えるものであれば足りる。
【００１６】
このロッド２の先端にはサンプラー３が同軸回転するように設けられ、ボーリング孔４の軸方向を向くように設置される。このサンプラー３は削孔装置１の駆動源に駆動されて回転運動を行い孔底４ａを削孔する。したがって削孔装置１の駆動源、ロッド２、サンプラー３はそれぞれの回転軸が一直線上に並ぶように配置され、同一回転軸上で回転している。またサンプラー３は削孔装置１に対し軸方向に移動可能に設けられ、削孔装置１が孔底４ａに固定された後に単独で掘り進むことができるようにされている。尚、このような場合においては、サンプラー３のみが軸方向に移動可能とされたものに限られず、例えばロッド２を軸方向へ摺動可能に設け、削孔時にサンプラー３が削孔装置１から独立して掘り進むことができるようにしたものを用いても良い。
【００１７】
また昇降装置６は削孔装置１を吊り下げたままボーリング孔４の孔内を上下動させ、任意の位置に停止させることができるように設けられている。本実施形態での昇降装置６は図１に示すように地上に載置され、その先端からケーブル７を垂下させて削孔装置１などを釣り支えている。
【００１８】
上述のように設けられた各装置を用い原位置でロータリー式サンプリング法による試料採取方法を行う場合について以下に説明する。これには、まずボーリング孔４を掘削する。ボーリング孔４の開口部脇には昇降装置６を設け、装置先端をボーリング孔４の上部に位置させる。そしてこの先端からケーブル７を垂下させ、更にこのケーブル７の先端に削孔装置１を吊り下げる。削孔装置１の下側にはロッド２が取り付けられ、更にその先端にはサンプラー３が設けられている。
【００１９】
次にケーブル７を送り、これら削孔装置１などをボーリング孔４の中へ降下させる。削孔装置１を孔底４ａまで降下させたらその位置で止め、ボーリング孔４の孔壁４ｂに係合させて孔底４ａに固定させる。そしてサンプラー３を回転させて孔底４ａを掘削し、土質または岩質試料５を採取する。
【００２０】
以上のようにして行われるロータリー式サンプリング法による試料採取方法によれば、ボーリング孔４の深度に応じて削孔装置１を孔底４ａまで移動させるので、この削孔装置１とサンプラー３を連結するロッド２の長さを長くする必要がない。したがって回転するときのロッド揺動量が少なくなり、サンプラー３の揺動量を抑えることができるようになる。このため、対象とする地盤が例えば軟弱土以外の剛性の高いものであっても、深度にかかわらず乱さない試料の採取ができるようになり、従来よりも正確な測定結果を得ることが可能となる。
【００２１】
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、本実施形態では削孔装置１を吊り下げるようにしているが、場合によってはラックやスクリューフィーダなどで昇降可能としても良い。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、請求項１記載の発明のロータリー式サンプリング法による試料採取方法では、削孔装置をボーリング孔底に設置すると共にその周囲のボーリング孔壁に反力をとってサンプラーの揺動あるいは振動を抑えて固定しつつ土質または岩質試料の採取を行うようにしているので、ボーリング孔底が深い場合にあっても、その深度に関係なく削孔装置とサンプラーとの間を短いロッドで連結することができるようになる。これにより回転時におけるロッドあるいはサンプラーの揺動あるいは振動を抑え、地盤の土質や性状あるいは深度などに関係なく乱さない試料の採取を行うことを可能としている。
【００２３】
また請求項２記載の発明のロータリー式サンプリング法による試料採取方法では、削孔装置を昇降装置で吊り下げながらボーリング孔の孔底まで降下させ、孔壁に反力をとって固定し設置するようにしているので、削孔装置を地上の装置で支持してボーリング孔壁に大きな荷重をかけずに固定できることからボーリング孔の乱れを最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のロータリー式サンプリング法による試料採取方法を示す概略縦断面図である。
【図２】従来のロータリー式サンプリング法による試料採取方法を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
１  削孔装置
２  ロッド
３  サンプラー
４  ボーリング孔
４ａ  孔底
４ｂ  孔壁
５  土質または岩質試料
６  昇降装置
【図１】
0004317600.tif 000002
【図２】
0004317600.tif 000003