原位置試料を採取する装置、方法並びに採取管及び蓋体の組合せ体

【課題】採取した改良土等の原位置試料について、品質の改竄を防止する。
【解決手段】改良土等の原位置試料を採取するための装置であって、改良土等に挿入するロッド本体４と、ロッド本体４に設けられ、少なくとも上端又は下端が開口する採取管３０を支持する管支持部６と、採取管３０の開口を蓋体３１で開いた状態と閉じた状態とにする蓋開閉機構５と、ロッド本体４を改良土等に挿入して、原位置における試料を採取管３０で採取し、採取管３０及び蓋体３１を閉じた状態で固定する固定機構９と、を備えている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凝固材を使用した改良土等の原位置試料を採取する際、試料の品質の改竄を防止できる原位置試料採取装置、方法並びに採取管及び蓋体の組合せ体に関する。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地盤に土木構造物や建築物を構築するとき、軟弱地盤の支持強度を向上するために、セメント系固化材等の凝固材を混合して地盤改良を行い、改良土を生成する。この改良土の支持強度を確認するため、改良土の硬化前における所定のタイミングで、改良土の所定位置における原位置試料を採取する。そして、この試料について試験場で一軸圧縮試験等を行い、改良土の品質を管理する。改良土等の試料を採取する装置として、特許文献１等に示すものがある。
【０００３】
ところで、従来から、改良土等の品質を改竄する施工業者が存在する。これらの施工業者が、従来における特許文献１等の装置を使用する場合、試料を採取・充填した仮採取管から、その試料を、試験するための本採取管に詰め替えていた。その際、所定の強度が確保されるように、良好な品質の試料に差し替えたり、好適な品質になるよう凝固材や水等を追加する等の偽装・改竄をして、試験場で一軸圧縮試験等を行う。
【特許文献１】特開平８−１３５３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、原位置で採取した改良土等の原位置試料について、偽装・改竄できないように、採取した試料を原位置で自動で封入して、適切な品質管理をすることができる原位置試料採取装置、方法並びに採取管及び蓋体の組合せ体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、本発明に係る装置は、改良土等の原位置試料を採取するための装置であって、
改良土等に挿入するロッド本体と、
ロッド本体に設けられ、少なくとも上部又は下部が開口する採取管を支持する管支持部と、
採取管の開口を蓋体で開いた状態と閉じた状態とにする蓋開閉機構と、
ロッド本体を改良土等に挿入して、原位置における試料を採取管で採取し、採取管及び蓋体を閉じた状態で固定する固定機構と、
を備えている。
【０００６】
なお、「少なくとも上部又は下部が開口する」とは、採取管の上端又は下端が開口することは勿論、上部又は下部の側面が開口する場合も含むことを意味する。
【０００７】
好ましくは、採取管及び蓋体は、それぞれが係合部分を有しており、採取管を蓋体で閉じると、係合部分が係合して固定し、その後に、蓋体を採取管から取り外して開けると、係合部分の全部又は一部が破損するように構成されている。
【０００８】
好ましくは、採取管は、開口の周縁に沿って外側に突設する第一突出部を備え、蓋体は、採取管の開口を閉じる部分の周縁に沿って内側に突設する第二突出部を備え、係合部が、第一突出部と第二突出部とからなる。
【０００９】
好ましくは、採取管及び蓋体は、嵌着・固定する構造であって、固定機構は、採取管の開口に蓋体を押圧して嵌着・固定するための押圧機構を備えている。
【００１０】
好ましくは、固定機構は、押圧機構の押圧動作を規制するための規制機構を備える。
【００１１】
好ましくは、採取管及び蓋体は、ネジ構造によって固定するようになっている。
【００１２】
好ましくは、採取管の深度を計測する深度計と、採取管に搭載されたＩＣタグとを備えている。
【００１３】
好ましくは、蓋開閉機構は、蓋体を保持して開閉可能な開閉レバーを備え、開閉レバーは、改良土等に挿入されたロッド本体の回転による土圧によって開閉しやすいように、ロッド本体に沿って延在する羽部を備える。
【００１４】
好ましくは、蓋開閉機構は、蓋体を保持して開閉可能な開閉レバーを備え、開閉レバーは、蓋体を収納保持する蓋体収納部を備え、蓋体収納部は、開閉レバーに対して着脱自在である。
【００１５】
好ましくは、押圧機構は、ボルト部材を備え、ボルト部材は、採取管及び蓋体の双方又は一方を押圧する。
【００１６】
また、本発明に係る方法は、改良土等の原位置試料を採取するための方法であって、
ロッド本体と、ロッド本体に設けられ、少なくとも上部又は下部が開口する採取管を支持するための管支持部と、採取管の開口を閉じる蓋体を保持し、採取管の開口を蓋体で開いた状態と閉じた状態とにする蓋開閉機構と、採取管と蓋体とを固定するための固定機構とを備えた原位置試料採取装置を準備する工程と、
蓋開閉機構で採取管の開口を閉じた状態で、ロッド本体を改良土等に挿入する工程と、
蓋開閉機構で原位置において採取管の開口を開いて、採取管に試料を充填する工程と、
蓋開閉機構で原位置において採取管の開口を閉じ、固定機構で採取管と蓋体とを固定する工程とを備える。
【００１７】
好ましくは、原位置試料採取装置は、採取管の深度を計測する深度計と、採取管に搭載されたＩＣタグとを備え、
深度計で採取管の試料採取深度を計測する工程と、
この深度をＩＣタグに記録する工程とを備える。
【００１８】
また、本発明に係る採取管及び蓋体の組合せ体は、改良土等の原位置試料を採取するためのものであって、採取管は、少なくとも一方が開口し、開口周縁に沿って外側に突設する第一突出部を備え、蓋体は、採取管の開口を閉じる部分の周縁に沿って内側に突設する第二突出部を備え、第一突出部と第二突出部とが係合して、採取管及び蓋体が嵌着・固定するように構成されている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、原位置において、採取管で試料を採取して、固定機構によって、採取管の開口を蓋体で閉じて固定することができる。これにより、試料を採取・充填した採取管から、蓋体を取り外すことはできない。そして、原位置において採取した試料を自動で封入することができる。従って、この発明を使用する施工業者は、採取管の試料を差し替え等して試料の品質を改竄することができず、第三者に対して、試験結果に対する高い信頼性を与える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面に基づいて、本発明について詳細に説明する。
【００２１】
［第一実施形態］
先ず、第一実施形態について説明する。原位置試料採取装置の構造について説明する。
【００２２】
［原位置試料採取装置］
図１は、本発明に係る原位置試料採取装置の使用状態を示す全体正面図である。原位置試料採取装置１は、クローラクレーン４０等に取り付けて用いる。本実施形態では、クローラクレーン４０は、ブーム４６及びアーム４７を備えている。
【００２３】
クローラクレーン４０は、ブーム４６及びアーム４７を介して、鉛直方向に延在するリーダ４１を備えている。ガイドレール４２は、リーダ４１に沿って並設される。リーダ４１には、エンドレスチェーン４４が設けられている。
【００２４】
クローラクレーン４０は、モータドライブ４５を備えている。モータドライブ４５は、エンドレスチェーン４４を上下走行する駆動源となる。クローラクレーン４０は、リーダ４１に沿って昇降駆動する昇降フレーム４３を備えている。
【００２５】
昇降フレーム４３は、ガイドレール４２に沿って昇降可能に支持されている。また、昇降フレーム４３は、エンドレスチェーン４４の上下走行によって昇降する。昇降フレーム４３には、駆動装置１０が設けられている。
【００２６】
駆動装置１０は、原位置試料採取装置１に接続され、原位置試料採取装置１の種々の機構を駆動する。クローラクレーン４０は、制御手段４８を備えている。制御手段４８は、モータドライブ４５や駆動装置１０等の動作を制御する。
【００２７】
クローラクレーン４０は、改良土Ｓの試料を採取する際、原位置試料採取装置１の下端が試料採取の対象となる改良土Ｓの直上位置に移動する。その位置で、クローラクレーン４０は、原位置試料採取装置１をリーダ４１に沿って垂下する。
【００２８】
図２は、原位置試料採取装置の一部を拡大して示す正面図である。図２に示す通り、原位置試料採取装置１は、長尺な円柱状のロッド本体４を備えている。原位置試料採取装置１は、ロッド本体４の下端が尖鋭状で、改良土Ｓに挿入し易いようになっている。
【００２９】
原位置試料採取装置１は、ロッド本体４に、長さ方向（上下方向）に沿って所定間隔を置いて、複数のサンプラー部２を備えている。本実施形態では、上部用、中間用、先端用の３つのサンプラー部２を備えている。この間隔は、改良土Ｓ等の採取対象によって、変更する。また、上部、中間部、先端部のそれぞれの箇所において、サンプラー部２をロッド本体４の周囲に複数個備えていても良い。
【００３０】
本実施形態では、初めから、複数のサンプラー部２が、ロッド本体４に装着されている。別の実施形態では、ロッド本体４を改良土等Ｓに挿入しながら、サンプラー部２を装着してもよい。即ち、図１のように、リーダ４１の下部にロッド本体４のぶれを防止するための環状のブレ止め部材４００が設けられているとき、このブレ止め部材４００よりも下方にサンプラー部２を装着しなければ、ロッド本体４を改良土Ｓに挿入できないから、ロッド本体４を改良土等Ｓに挿入しながら、サンプラー部２を装着する。
【００３１】
［サンプラー部］
図３〜図６は、サンプラー部を拡大して示す図である。図３〜図６は、（ａ）が正面図、（ｂ）が（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、（ｃ）が（ａ）の矢視方向ＩＩから観た側面図である。
【００３２】
サンプラー部２には、ロッド本体４に一対の支持アーム６，６’（管支持部）が固着されている。それぞれの支持アーム６，６’は、採取管３０の上部及び下部を支持する。各支持アーム６，６’は、ロッド本体４の長さ方向（上下方向）に所定間隔を置いて設けられている。
【００３３】
支持アーム６，６’は、上下方向に貫通する挿入孔６ａを有する。後述するが、採取管３０は、上端周縁に沿って外側に突設する第一突出部３０ａを備えている（図７）。挿入孔６ａの径は、採取管３０の径と略同一である。そして、挿入孔６ａの上端が大径であり、採取管３０の第一突出部３０ａが係止する。
【００３４】
採取管３０は、支持アーム６，６’に挿入して位置固定される。採取管３０は、ロッド本体４と平行に配置される。この状態で、採取管３０の上端は、上側の支持アーム６の上面より突出しないようになっており、本実施形態では略面一となる。
【００３５】
原位置試料採取装置１は、ロッド本体４に沿って延在する回転駆動軸８（蓋開閉機構）を備えている（図２）。駆動装置１０は、ロッド本体４の回転駆動、回転駆動軸８の回転や上下動を駆動する（図１）。
【００３６】
サンプラー部２には、開閉レバー５（蓋開閉機構）が設けられている。開閉レバー５は、収納部５ａに蓋体３１を保持する。開閉レバー５の下面は、上側支持アーム６の上面に接している。
【００３７】
開閉レバー５は、回転駆動軸８で回転駆動する。それによって、収納部５ａに収納された蓋体３１が、採取管３０の直上位置（図３、図５、図６）（以下、「閉じた位置」又は「第１位置」という。）と、直上位置から離れた位置（図２）（以下、「開いた位置」又は「第２位置」という。）とに移動可能になっている。
【００３８】
開閉レバー５が回転しても、開閉レバー５の下面が支持アーム６の上面に接地しているので、収納部５ａに収納される蓋体３１は、落下することなく、開閉レバー５で保持される。なお、開閉レバー５は、永久磁石５ｂを有し、この磁力でも蓋体３１を保持する。
【００３９】
原位置試料採取装置１は、ロッド本体４に沿って延在する上下駆動軸９（固定機構・押圧機構）を備えている（図２）。駆動装置１０は、上下駆動軸９の上下動を駆動する（図１）。
【００４０】
サンプラー部２には、押圧レバー７（押圧機構）を備える。押圧レバー７は、採取管３０を上方に押圧して押し上げる。押圧レバー７は、ロッド本体４に固着された第一回転軸７０で回転支持されている。
【００４１】
押圧レバー７は、第一回転軸７０を中心に、上下方向に回転する。押圧レバー７は、凸状の押圧部７ａが採取管３０の直下に配置されている。押圧レバー７は、他端部７ｂが、第二回転軸７１を介して、上下駆動軸９に回転支持されている。
【００４２】
上下動駆動軸９を上下方向に移動することにより、押圧レバー７が、第一回転軸７０を中心に回転駆動する。そして、上下駆動軸９を下方向に移動して、押圧レバー７の押圧部７ａで採取管３０を押し上げる。
【００４３】
サンプラー部２には、移動レバー５０及び規制レバー５１（規制機構）を備える。移動レバー５０は、開閉レバー５の直上に配置されている。規制レバー５１は、移動レバー５０に垂下して固着している。移動レバー５０は、回転駆動軸８で回転駆動する。
【００４４】
移動レバー５０が、図３のとき、規制レバー５１の下端が、押圧レバー７の一端部７ｃの直上に配置される。この配置により、規制レバー５１は、押圧レバー７の上方移動を規制する。これにより、誤操作等によって、押圧レバー７が採取管３０を押圧して、蓋体３１を固定しないようになっている。
【００４５】
移動レバー５０が、図４〜図６のとき、規制レバー５１は、押圧レバー７の一端部７ｃの直上から離れる。この配置により、規制レバー５１による、押圧レバー７の上方への移動規制が解除される。
【００４６】
［採取管及び蓋体の組合せ体］
図７は、採取管を示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は蓋体が開いた状態の一部断面正面図、（ｃ）は蓋体が閉じた状態の一部断面正面図である。採取管３０は、円筒形で上端に開口部３０ｂを有し、下端が閉じている。本実施形態では、採取管３０は、長さ寸法が直径寸法の約２倍となっている。
【００４７】
採取管３０は、上端開口部３０ｂの周縁に沿って外側に突設する第一突出部３０ａを有する。第一突出部３０ａは、例えば、採取管３０の上端に所定長の複数の切込部３０ｃを設け、バナナの皮を剥くように外側に円弧状に開いて形成する。
【００４８】
蓋体３１は、採取管３０の開口部３０ｂを閉じる。蓋体３１は、下端が開口している。蓋体３１は、下端開口の周縁に沿って内側に突設する第二突出部３１ａを有する。この第二突出部３１ａも、第一突出部３０ａと同様に、内側に押し込んで形成する。
【００４９】
第一突出部３０ａは、上面が円弧状になっており、第二突出部３１ａは、下面が円弧状になっている。さらに、第一突出部３０ａと第二突出部３１ａとは、上下方向に略一致して配置されている。
【００５０】
従って、採取管３０に蓋体３１を嵌め込む際、採取管３０を蓋体３１に近づけると、第一突出部３０ａと第二突出部３１ａとが衝突し、さらに、採取管３０を蓋体３１に押し付けることにより、第一突出部３０ａが蓋体３１の内部に入り、第一突出部３０ａと第二突出部３１ａとが係合して、採取管３０と蓋体３１とが嵌着・固定される（図７（ｃ））。
【００５１】
さらに、採取管３０は、略全長に延設された切り欠き部３０ｄを備える。本実施形態では、一対の平行する切り欠き部３０ｄ，３０ｄが、互いに対向して設けられている（図７（ａ））。これにより、採取管３０に試料を充填した後、切り欠き部３０ｄに沿って剥いて、採取管３０から試料を取り出し易いようになっている。
【００５２】
採取管３０は、公知技術の深度計３２とＩＣタグ３３とを備える。深度計３２は、採取管の深度を計測できる。ＩＣタグ３３が、この計測結果を記録する。
【００５３】
次に、原位置試料採取装置を用いて原位置試料を採取する方法について説明する。
【００５４】
［原位置試料採取方法］
図１の通り、原位置試料採取装置１をクローラクレーン４０に取り付ける。原位置試料採取装置１を、リーダ４１に沿って立設し、上端を駆動装置１０に取り付ける。原位置試料採取装置１には、サンプラー部２に採取管３０及び蓋体３１を取り付ける。
【００５５】
図２及び図３の通り、採取管３０を支持アーム６，６’に、蓋体３１を開閉レバー５に取り付ける。駆動装置１０で回転駆動軸８を操作し、開閉レバー５及び移動レバー５１を閉じた位置（第１位置）にする（図３）。
【００５６】
そして、クローラクレーン４０を移動して、原位置試料採取装置１を改良土Ｓの直上に配置する。試料採取の対象は、地盤改良が施された改良土Ｓや、既製杭の根固め部、軟弱土、混合土等である。
【００５７】
駆動装置１０でロッド本体４を回転駆動しながら、昇降フレーム４３で原位置試料採取装置１を降下する。ロッド本体４の回転により、スムーズに原位置試料採取装置１を改良土Ｓに挿入できる。
【００５８】
なお、上記したように、開閉レバー５及び移動レバー５０が閉じた位置（第１位置）になっているので、採取管３０内に改良土Ｓが浸入しない。さらに、規制レバー５１により、採取管３０と蓋体３１も固定されない。
【００５９】
各サンプラー部２（採取管３０）が所定の深度に到達した際に、駆動装置１０でロッド本体４の回転を停止すると共に、昇降フレーム４３による原位置試料採取装置１の降下を停止する。
【００６０】
図４の通り、駆動装置１０で回転駆動軸８を操作し、開閉レバー５及び移動レバー５１を開いた状態（第２位置）にする。各レバー５，５１は、採取管３０の一部に重なるように配置される（図４（ｂ））。これにより、採取管３０の上方移動を阻止する。
【００６１】
そして、クローラクレーン４０自体やブーム４６、昇降フレーム４３等を操作して、原位置試料採取装置１を上下動する。この上下動により、改良土Ｓの原位置試料が、採取管の開口部３０ｂから採取管３０内に充填される。
【００６２】
改良土Ｓは粘度が高いので、原位置試料採取装置１を上下あるいは左右に振動させることにより、採取管３０内に改良土Ｓが入りこみ充填される。なお、開閉レバー５は、採取管の開口部３０ｂを完全に塞がないように、採取管３０の一部にのみ重なる。
【００６３】
その後、図５の通り、駆動装置１０で回転駆動軸８を操作し、開閉レバー５を閉じた位置（第１位置）にする。なお、移動レバー５０は、バネ力などを利用した係止機構（図示略）により、開いた位置（第２位置）にある（図５（ｂ））。
【００６４】
これによって、採取管３０と蓋体３１とが重なって配置される（図５）。また、規制レバー５１は、押圧レバー７から離れる。
【００６５】
そして、図６の通り、駆動装置１０で上下駆動軸９を下げ、押圧レバー７を回転軸７０を中心に回転する。これにより、押圧レバー７の押圧部７ａが、採取管３０を押し上げ、採取管３０を蓋体３１に嵌着・固定する。即ち、採取管の第一突出部３０ａと蓋体の第二突出部３１ａとが係合して、採取管３０と蓋体３１とが嵌着・固定される（図７）。
【００６６】
そして、それぞれの採取管３０に搭載された深度計３２が、試料を採取した深度を計測する。この計測結果が、ＩＣタグ３３に送信され記録される。これにより、リーダー（図示略）を用いて、それぞれの採取管３０について、試料を採取した深度を確認することができる。
【００６７】
その後、ロッド本体４を静止又は回転しながら原位置試料採取装置１を上昇し、改良土Ｓから取り出す。そして、各採取管３０を支持アーム６，６’から取り外す。各採取管３０は、蓋体３１が嵌着・固定されている。そのため、施工業者等は、蓋体３１を取り外して、試料を改竄することができない。また、無理に蓋体３１を取り外すと、各突出部３０ａ，３１ａが破損するため、改竄したことが分かるようになっている。
【００６８】
さらに、各採取管３０には、試料を採取した深度が記録されたＩＣタグ３３が搭載されているので、適当な場所で良好な試料を充填できない。よって、この原位置試料採取装置１で採取した試料は、非常に高い信頼性を与える。
【００６９】
［第二実施形態］
次に、第二実施形態について説明する。なお、第一実施形態と同一構成については、説明を省略する。第二実施形態は、サンプラー部２が第一実施形態と異なる。
【００７０】
図８〜図１１は、サンプラー部を拡大して示す図である。図８〜図１１は、（ａ）が正面図、（ｂ）が（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、（ｃ）が（ａ）の矢視方向ＩＩから観た側面図である（一部省略）。
【００７１】
［構造説明］
サンプラー部２は、ロッド本体４に支持アーム６，６’を備える。支持アーム６，６’は、採取管３０を支持する。開閉レバー５は、蓋体３１を保持する。開閉レバー５は、ロッド本体４に平行な垂直方向の回転軸８０を中心に回転自在である。
【００７２】
支持アーム６は、ストッパー８１が固着されている。後述するように、ストッパー８１は、開閉レバー５の余分な回転を規制する。
【００７３】
保持体７２は、ロッド本体４に固着している。保持体７２は、押圧レバー７を保持する。押圧レバー７は、水平方向の回転軸７０を中心に回転自在である。保持体７２は、規制レバー５１を保持する。規制レバー５１は、垂直方向の回転軸５２を中心に回転自在である。
【００７４】
押圧レバー７は、上方に突設した押圧部７ａを有する。押圧部７ａの直上に、押上ロッド７３が配置されている。押上ロッド７３は、採取管３０の直下に配置している。押上ロッド７３は、上下方向に移動自在である。
【００７５】
サンプラー部２は、バネ７５を備える。バネ７５は、上端が押圧レバー７に連結され、下端がロッド本体４に連結されている。バネ７５は、下方に向けて付勢している。これにより、押圧レバー７は、回転軸７０を中心に回転付勢されている。
【００７６】
押圧レバー７は、水平方向に窪んだ凹部７４を備える。規制レバー５１が凹部７４に係合することにより、押圧レバー７は、回転を規制される。
【００７７】
［動作説明］
図８の通り、ロッド本体４を地中に挿入する際、ロッド本体４を正方向４ａに回転する（図８（ｂ）の時計方向）。この回転による改良土Ｓの抵抗（土圧）によって、開閉レバー５は、逆回転（反時計方向）し、ロッド本体４に当たった状態で位置停止する。また、規制レバー５１も、押圧レバー７の凹部７４に当たった状態で位置停止する。
【００７８】
これにより、蓋体３１が採取管３０の直上に位置して（閉じた位置）、採取管３０内に改良土Ｓが入ることなく、ロッド本体４が地中に挿入される。また、規制レバー５１が押圧レバー７を位置固定する。
【００７９】
図９の通り、ロッド本体４が所定位置まで挿入されると、ロッド本体４を逆方向４ｂに回転する（図９（ｂ）の反時計方向）。この回転による改良土Ｓの抵抗（土圧）によって、開閉レバー５は、正回転（時計方向）に回転し、ストッパー８１に当たり位置停止する。これにより、蓋体３１は、採取管３０を開口する（開いた位置）。
【００８０】
また、規制レバー５１も、正回転（時計方向）し、保持体７２に当たり位置停止する（図９（ｃ））。このとき、規制レバー５１は、押圧レバー７の凹部７４から外れている。
【００８１】
しかし、開閉レバー５は、採取管３０の一部に重なっている。これにより、採取管３０は、押圧レバー７によって押し上げられることなく位置固定（上方規制）される。
【００８２】
そして、ロッド本体４を上下動する。この上下動により、改良土Ｓの原位置試料を採取管の開口部３０ｂから採取管３０内に充填する。
【００８３】
図１０の通り、試料を採取した後、ロッド本体４を正回転４ａする。この回転による改良土Ｓの抵抗によって、開閉レバー５は、回転してロッド本体４に当たり位置停止する（閉じた位置）。なお、規制レバー５１は、バネ力などを利用した係止機構（図示略）により、凹部７４から外れた位置に位置固定している（図１０（ｃ））。
【００８４】
図１１の通り、蓋体３１は、採取管３０に重なるので（閉じた位置）、採取管３０は、上方へ移動可能になっている。従って、バネ７５の付勢力により、押圧レバー７は回転軸７０を中心に回転する。
【００８５】
押圧レバー７の回転により、押圧部７ａが上方へ移動して、押上ロッド７３を押し上げる。この押上により、採取管３０を蓋体３１に嵌着・固定する。即ち、採取管の第一突出部３０ａと蓋体の第二突出部３１ａとが係合する。
【００８６】
また、押圧レバー７は、下方に水平方向の抵抗プレート７６を有する。この抵抗プレート７６に改良土Ｓの圧力がかかるので、押圧レバー７が急に回転することなく、ワンクッション置いて回転する。これにより、採取管３０は、蓋体３１にスムーズに係合して嵌着される。
【００８７】
［変形例］
図１２は、押圧機構の変形例を示す正面図である。押圧レバー７は、ロッド本体４に軸７０を介して上下方向に回転自在になっている。押圧レバー７は、一端部７ｃが長さ方向７ｅに対して傾斜するテーパ部７ｄを有する。押圧機構は、押圧レバー７のテーパ部７ｄに対して、進退移動するスライド部材７７を備える。
【００８８】
そして、スライド部材７７が、テーパ部７ｄに当接しながら矢印方向へ移動することにより、押圧レバー７は、軸７０を中心に上方へ回転する（二点鎖線）。これにより、押圧レバー７の押圧部７ａが、採取管３０を押し上げて上方へ移動することができる。
【００８９】
［第三実施形態］
図１３は、第三実施形態を説明する図であり、（ａ）はサンプラー部を示す正面図、（ｂ）は採取管及び蓋体の概略断面平面図である。サンプラー部２には、ロッド本体４に対して回転自在（回転フリー）な回転体４ａが設けられている。ロッド本体４は、上下方向に一対の受部４ｂ，４ｂが固着されている。受部４ｂ，４ｂが、回転体４ａの、上下方向の移動を規制しつつ、ロッド本体４を中心に回転自在にする。
【００９０】
採取管３０は、支持筒６０に挿入されている。支持筒６０は、下側の受部４ｂに連結している。採取管３０は、支持筒６０に対して上下移動自在である。押圧ロッド７８は、上下方向に延設されている。押圧ロッド７８は、下端に押圧部７８ａを備える。押圧部７８ａは、採取管３０の底部を支持する。押圧ロッド７８は、上端がアクチュエータ７８ｂに接続されている。アクチュエータ７８ｂは、押圧ロッド７８を上下方向に移動する。
【００９１】
蓋体３１は、回転ロッド８２に連結されている。回転ロッド８２は、下端に連結部８２ａを備える。連結部８２ａは、磁石等で蓋体３１を着脱自在に保持する。回転ロッド８２は、上端が回転モータ８２ｂに接続されている。回転モータ８２ｂは、回転ロッド８２を回転する。蓋体３１は、連結部８２ｃを介して回転体４ａに連結されている。
【００９２】
採取管３０は、外周に第一ネジ部（雄ネジ）３４を備え、蓋体３１は、内周に第二ネジ部（雌ネジ）３５を備える。各ネジ部３４，３５によって、採取管３０及び蓋体３１は、螺合して固定される。
【００９３】
回転体４ａ及び蓋体３１は、ロッド本体４を中心に回転自在である。従って、ロッド本体４が地中（所定位置）に挿入されると、蓋体３１は、周囲の土圧によって、ロッド本体４が回転しても、位置固定される。それに対し、受部４ｂ及び採取管３０は、ロッド本体４に連結している。従って、ロッド本体４が地中に挿入されて、ロッド本体４が回転すると、採取管３０もロッド本体４と共に回転する。
【００９４】
試料を採取する動作について説明する。採取管３０の直上に蓋体３１を位置して、採取管３０に改良土Ｓが浸入しないようにする。その状態で、ロッド本体４を所定位置まで挿入する。ロッド本体４を少し回転して、採取管３０の直上位置から蓋体３１をずらして、採取管３０の開口部３０ｂを開ける。なお、蓋体３１は、土圧によって位置固定されている。そして、ロッド本体４を上下動して、採取管３０に試料を充填する。
【００９５】
そして、ロッド本体４を少し回転して、採取管３０の直上に蓋体３１を位置する。アクチュエータ７８ｂにより、押圧ロッド７８を上方駆動する。これにより、押圧部７８ａを介して、採取管３０を押し上げ上方移動する。これと同期して、回転モータ８２ｂにより、回転ロッド８２を回転駆動する。これにより、蓋体３１を回転する。そして、採取管３０と蓋体３１とが、各ネジ部３４，３５によって、螺合して固定される。
【００９６】
図１３（ｂ）の通り、採取管３０は、第一ネジ部３４の終端に、第一係合爪３４ａを備える。蓋体３１は、第二ネジ部３５の終端に、第二係合爪３５ａを備える。各係合爪３４ａ，３４ｂは、板バネ部材等である。蓋体３１が採取管３０に対して閉じる方向に回転するとき（回転方向３４ｂ）、各係合爪３４ａ，３５ａは、互いに係合せずスムーズに回転するようになっている。そして、蓋体３１が採取管３０に対して開く方向に回転するとき（回転方向３４ｃ）、各係合爪３４ａ，３５ａは、互いに係合して破損するようになっている。
【００９７】
従って、採取管３０に試料を充填して、蓋体３１を閉じた後に、蓋体３１を取り外すと、各係合爪３４ａ，３５ａが破損して、改竄したことが分かる。
【００９８】
［第四実施形態］
次に、第四実施形態について説明する。なお、上記各実施形態と同一構成については、説明を省略する。
【００９９】
図１４及び図１５は、サンプラー部を拡大して示す斜視図である。図１４は、上方から観た図、図１５は、下方から観た図である。
図１６〜図１８は、サンプラー部を拡大して示す図である。図１６〜図１８は、（ａ）が正面図、（ｂ）が（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、（ｃ）が（ａ）の矢視方向ＩＩから観た側面図、（ｄ）は（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である（一部省略）。
【０１００】
［構造説明］
サンプラー部２は、ロッド本体４に支持ホルダー６を備える。支持ホルダー６は、採取管３０を挿入して支持する。開閉レバー５は、蓋体３１を収納して保持する。開閉レバー５は、蓋体収納部５３を備える。
【０１０１】
蓋体収納部５３は、開閉レバー５に対して螺合によって着脱自在である。蓋体収納部５３は、蓋体３１を嵌め込んで保持する（図１４）。蓋体収納部５３は、２本のボルト５０１が螺合して貫通可能な２つのボルト孔５０１ａを有する。
【０１０２】
開閉レバー５は、回転軸８０を中心に回転自在である。開閉レバー５は、改良土等に挿入されたロッド本体４の回転による土圧によって開閉しやすいように、ロッド本体４の方向に突設する羽部５００を備える。支持ホルダー６は、ストッパー８１を備える。ストッパー８１は、開閉レバー５の余分な回転を規制する。
【０１０３】
サンプラー部２は、押圧レバー７を備える。押圧レバー７は、採取管３０を押し上げる機能を有する。保持アーム７２は、ロッド本体４に固着している。保持アーム７２は、押圧レバー７を保持する。押圧レバー７は、回転軸７０を中心に回転自在である。押圧レバー７は、上方に押上プレート７１０を備える。押上プレート７１０は、採取管３０の下方に配置している。押上プレート７１０は、２本のボルト７０１が螺合して貫通可能になっている。
【０１０４】
サンプラー部２は、スライド部材７７を備える。スライド部材７７は、押圧レバー７を押し上げる機能を有する。スライド部材７７は、回転軸８０を中心に回転自在である。スライド部材７７は、改良土等に挿入されたロッド本体４の回転による土圧によって開閉しやすいように、ロッド本体４の方向に突設する羽部７００を備える。
【０１０５】
サンプラー部２は、規制レバー５１を備える。規制レバー５１は、スライド部材７７の余分な回転を規制する機能を有する。規制レバー５１は、水平方向の回転軸５１０を中心に回転自在である。回転軸５１０は、ロッド本体４に支持されている。
【０１０６】
規制レバー５１は、先端部に切欠き部５１ａを有する。スライド部材７７は、先端部に鉤部７７ａを有する。スライド部７７は、鉤部７７ａが規制レバー５１の切欠き部５１ａに係合して回転規制される。
【０１０７】
［動作説明］
図１６の通り、ロッド本体４を改良土Ｓの地中に挿入する際、ロッド本体４を正方向４ａに回転する（図１６（ｂ）の時計方向）。この回転による改良土Ｓの抵抗（土圧）によって、開閉レバー５は、逆回転（反時計方向）に付勢され、ロッド本体４に当たった状態で位置停止する。
【０１０８】
また、スライド部材７７も、規制レバー５１に当たった状態で位置停止する。このとき、スライド部材７７の鉤部７７ａが、規制レバー５１の切欠き部５１ａに係合している（図１５）。
【０１０９】
これにより、蓋体３１が採取管３０の直上に位置して（閉じた状態）、採取管３０内に改良土Ｓが入ることなく、ロッド本体４が地中に挿入される。また、スライド部材７７は、押圧レバー７を押し上げることなく、押上プレート７１０は採取管３０の下方に配置される。
【０１１０】
図１７の通り、ロッド本体４が所定位置まで挿入されると、ロッド本体４を逆方向４ｂに回転する（図１７（ｂ）の反時計方向）。この回転による改良土Ｓの抵抗（土圧）によって、開閉レバー５は、正回転（時計方向）に回転し、ストッパー８１に当たり位置停止する。これにより、蓋体３１は、採取管３０を開口する（開いた位置）。
【０１１１】
また、スライド部材７７も、正回転（時計方向）し、ロッド本体４に当たり位置停止する。これにより、規制レバー５１は、スライド部材７７の係合から外れて、回転軸５１０を中心に回転して、ぶら下がった状態になる（図１７（ａ））。
【０１１２】
なお、このとき、スライド部材７７は、開閉レバー５よりも大きく回転した位置で停止するように設定される。これにより、後述するが、再びロッド本体４を正回転したときに、先ず、開閉レバー５が採取管３０を蓋体３１で閉じて、その後に、スライド部材７７が押圧レバー７を押し上げるようにタイミング設定されている。
【０１１３】
開閉レバー５は、採取管３０の一部に重なっている。これにより、採取管３０は、上方への移動が規制される。そして、ロッド本体４を上下動する。この上下動により、改良土Ｓの原位置試料を採取管の開口部３０ｂから採取管３０内に充填する。
【０１１４】
図１８の通り、試料を採取した後、ロッド本体４を正回転４ａする。この回転による改良土Ｓの抵抗によって、開閉レバー５は、逆回転（反時計方向）してロッド本体４に当たり位置停止する（閉じた位置）。蓋体３１は、採取管３０に重なる。
【０１１５】
開閉レバー５と同様に、スライド部材７７も逆回転するが、上記の通り、スライド部材７７は、開閉レバー５より大きく回転していたので、開閉レバー５が先にロッド本体４に当たり、その後に、スライド部材７７がさらに回転する。
【０１１６】
このスライド部材７７の移動によって、スライド部材７７に設けられたテーパ部７７ｄが、押圧レバー７のテーパ部７ｄに沿って移動して、押圧レバー７は、軸７０を中心に回転しつつ上方へ押し上げられる（図１８（ｄ））。これにより、後述で詳説するように、押上プレート７１０が、支持ホルダー６から下方へ突出した採取管３０を、上方へと押し上げる。
【０１１７】
即ち、開閉レバー５が、採取管３０を蓋体３１で閉じた後に、スライド部材７７が、押圧レバー７で採取管３０を押し上げるようなタイミングになっている。
【０１１８】
そして、蓋体収納部５３に設けたボルト５０１を下方に螺合して、蓋体３１を下方へ押圧する。さらに、押上プレート７１０に設けたボルト７０１を上方に螺合して、採取管３０を上方へ押圧する（図２０）。
【０１１９】
図１９は、支持ホルダーの下部を示す一部断面拡大図である。支持ホルダー６は、下部に嵌め込み孔６００を備える。嵌め込み孔６００は、押上プレート７１０が位置ずれを生じないように押し上げるための一手段である。押上プレート７１０は、嵌め込み孔６００に嵌め込まれて、位置ずれすることなく上方へ移動して、採取管３０を押し上げることができる。
【０１２０】
図２０は、上記動作における、採取管と蓋体との位置関係等を示す断面図である。図２０（ａ）は、図１６及び図１７の状態に対応する。図２０（ｂ）及び（ｃ）は、図１８の状態に対応する。
【０１２１】
この実施形態では、図２０（ａ）の通り、採取管３０の上端は、若干外側に広がっている。そして、図１８における押上プレート７１０によって、採取管３０を押し上げることにより、図２０（ｂ）の通り、蓋体３１に採取管３０が嵌めこまれる。なお、採取管３０の上端は、若干外側に広がっているだけなので、比較的弱い力で、採取管３０を蓋体３１に嵌め込むことができる。
【０１２２】
そして、ボルト５０１による蓋体３１の下方への押圧と、ボルト７０１による採取管３０の上方への押圧とにより、採取管３０の上端は、外側へ押し広げられて、第一突出部３０ａが形成される。そして、採取管３０の第一突出部３０ａと蓋体３１の第二突出部３１ａとにより、採取管３０及び蓋体３１は嵌着固定される。
【０１２３】
［改良例］
なお、採取管３０を蓋体３１に押圧する機構は、ワイヤー等を使用したものでもよい。また、蓋体３１を上下動して、採取管３０に押圧する機構でもよい。さらに、それぞれのサンプラー部２ごとに、蓋体３１を開閉したり、採取管３０を上下駆動するようにしてもよい。
【０１２４】
開閉レバー５を長くすることにより、掘削孔にロッド本体４より大きな径の拡径部（周壁の部分的な拡大部分）を形成できる。そして、本発明の装置で、拡径部の試料を採取できる。
【０１２５】
また、複数のサンプラー部２は、ロッド本体４に対して着脱自在であって、所望の箇所に装着して、所望の位置の試料を採取することもできる。複数のサンプラー部２をロッド本体４を中心に千鳥状（周方向に重ならないようにずらした位置）に配置することにより、全長全位置における試験、いわゆる全長コア抜きが可能である。
【０１２６】
さらに、ソイル柱を施工する公知の装置（例えば、特許第３４４３５９６号）について、シャフト（ロッド）等に本発明のサンプラー部２を着脱するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明に係る原位置試料採取装置の使用状態を示す全体正面図である。
【図２】原位置試料採取装置の一部を拡大して示す正面図である。
【図３】サンプラー部を拡大して示し、（ａ）が正面図、（ｂ）が（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、（ｃ）が（ａ）の矢視方向ＩＩから観た側面図である。
【図４】図３に続く図である。
【図５】図４に続く図である。
【図６】図５に続く図である。
【図７】採取管を示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は開いた状態の一部断面正面図、（ｃ）は閉じた状態の一部断面正面図である。
【図８】第二実施形態におけるサンプラー部を拡大して示し、（ａ）が正面図、（ｂ）が（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、（ｃ）が（ａ）の矢視方向ＩＩから観た側面図である。
【図９】図８に続く図である。
【図１０】図９に続く図である。
【図１１】図１０に続く図である。
【図１２】押圧機構の変形例を示す正面図である
【図１３】第三実施形態を説明する図であり、（ａ）はサンプラー部を示す正面図、（ｂ）は採取管及び蓋体の断面平面図である。
【図１４】サンプラー部を拡大して示す斜視図である。
【図１５】サンプラー部を拡大して示す斜視図である。
【図１６】サンプラー部を拡大して示し、（ａ）が正面図、（ｂ）が（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、（ｃ）が（ａ）の矢視方向ＩＩから観た側面図、（ｄ）は（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図１７】図１６に続く図である。
【図１８】図１７に続く図である。
【図１９】支持ホルダーの下部を示す一部断面拡大図である。
【図２０】採取管と蓋体との位置関係等を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１原位置試料採取装置
２サンプラー部
４ロッド本体
５開閉レバー（蓋開閉機構）
６，６’ 支持アーム（管支持部）
７押圧レバー（押圧機構）
９上下駆動軸（固定機構・押圧機構）
３０採取管
３１蓋体
３０ａ，３１ａ突出部
３４ａ，３５ａ係合爪
３２深度計
３３ＩＣタグ
５１規制レバー（規制機構）

【特許請求の範囲】
【請求項１】
改良土等の原位置試料を採取するための装置であって、
改良土等に挿入するロッド本体と、
前記ロッド本体に設けられ、少なくとも上部又は下部が開口する採取管を支持する管支持部と、
前記採取管の開口を蓋体で開いた状態と閉じた状態とにする蓋開閉機構と、
前記ロッド本体を改良土等に挿入して、原位置における試料を前記採取管で採取し、前記採取管と前記蓋体とを閉じた状態で固定する固定機構と、
を備えていることを特徴とする原位置試料を採取する装置。
【請求項２】
前記採取管及び前記蓋体は、それぞれが係合部分を有しており、前記採取管を前記蓋体で閉じると、前記係合部分が係合して固定し、その後に、前記蓋体を前記採取管から取り外して開けると、前記係合部分の全部又は一部が破損するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記採取管は、前記開口の周縁に沿って外側に突設する第一突出部を備え、
前記蓋体は、前記採取管の開口を閉じる部分の周縁に沿って内側に突設する第二突出部を備え、
前記係合部が、前記第一突出部と前記第二突出部とからなることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記採取管及び前記蓋体は、嵌着・固定する構造であって、前記固定機構は、前記採取管の開口に前記蓋体を押圧して嵌着・固定するための押圧機構を備えていることを特徴とする請求項１〜３に記載の装置。
【請求項５】
前記固定機構は、前記押圧機構の押圧動作を規制するための規制機構を備えていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記採取管及び前記蓋体は、ネジ構造によって固定するようになっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項７】
前記採取管の深度を計測する深度計と、前記採取管に搭載されたＩＣタグとを備えていることを特徴とする請求項１〜６に記載の装置。
【請求項８】
前記蓋開閉機構は、前記蓋体を保持して開閉可能な開閉レバーを備え、前記開閉レバーは、前記改良土等に挿入された前記ロッド本体の回転による土圧によって開閉しやすいように、前記ロッド本体に沿って延在する羽部を備えることを特徴とする請求項１〜７に記載の装置。
【請求項９】
前記蓋開閉機構は、前記蓋体を保持して開閉可能な開閉レバーを備え、前記開閉レバーは、前記蓋体を収納保持する蓋体収納部を備え、前記蓋体収納部は、前記開閉レバーに対して着脱自在であることを特徴とする請求項１〜８に記載の装置。
【請求項１０】
前記押圧機構は、ボルト部材を備え、前記ボルト部材は、前記採取管及び前記蓋体の双方又は一方を押圧することを特徴とする請求項１〜９に記載の装置。
【請求項１１】
改良土等の原位置試料を採取するための方法であって、
ロッド本体と、前記ロッド本体に設けられ、少なくとも上部又は下部が開口する採取管を支持するための管支持部と、前記採取管の開口を閉じる蓋体を保持し、前記採取管の開口を前記蓋体で開いた状態と閉じた状態とにする蓋開閉機構と、前記採取管と前記蓋体とを固定するための固定機構とを備えた原位置試料採取装置を準備する工程と、
前記蓋開閉機構で前記採取管の開口を閉じた状態で、前記ロッド本体を改良土等に挿入する工程と、
前記蓋開閉機構で原位置において前記採取管の開口を開いて、前記採取管に試料を充填する工程と、
前記蓋開閉機構で原位置において前記採取管の開口を閉じ、前記固定機構で前記採取管と前記蓋体とを固定する工程と、
を備えていることを特徴とする原位置試料を採取する方法。
【請求項１２】
前記原位置試料採取装置は、前記採取管の深度を計測する深度計と、前記採取管に搭載されたＩＣタグとを備え、
前記深度計で前記採取管の試料採取深度を計測する工程と、
この深度を前記ＩＣタグに記録する工程と、
を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
改良土等の原位置試料を採取するための採取管及び蓋体の組合せ体であって、
前記採取管は、少なくとも一方が開口し、前記開口周縁に沿って外側に突設する第一突出部を備え、
前記蓋体は、前記採取管の開口を閉じる部分の周縁に沿って内側に突設する第二突出部を備え、
前記第一突出部と前記第二突出部とが係合して、前記採取管及び前記蓋体が嵌着・固定するように構成されていることを特徴とする原位置試料を採取する採取管及び蓋体の組合せ体。

【図１】