土質サンプリング器
【課題】スウェーデン式サウンディング試験によって形成された土孔の最下層の土砂を採取することができるサンプリング器１００において、ロッド３０２の挿抜時に土孔の側壁との摩擦抵抗を低減し、回転させなくてもロッド３０２を引き抜くことができるサンプリング器１００を提供する。
【解決手段】スウェーデン式サウンディング試験器３００のスクリューポイント３０１と交換可能に取り付けられるサンプリング器１００において、下端側に設けられた最下層の土砂を掘削するための掘削刃１０１と、当該掘削刃１０１から連続して設けられ、前記ロッドの直径寸法と同じか、もしくは、直径寸法に収まるようなスパイラル部１０２とを備えるようにする。
【解決手段】スウェーデン式サウンディング試験器３００のスクリューポイント３０１と交換可能に取り付けられるサンプリング器１００において、下端側に設けられた最下層の土砂を掘削するための掘削刃１０１と、当該掘削刃１０１から連続して設けられ、前記ロッドの直径寸法と同じか、もしくは、直径寸法に収まるようなスパイラル部１０２とを備えるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スウェーデン式サウンディング試験器のスクリューポイントと交換可能に取り付けて使用される土質サンプリング器に関し、より詳しくは、地中からの挿抜が容易であって、中間層における土砂が混入することなく最下層における土砂を確実に採取できる土質サンプリング器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、構造物などを建てる際には、事前にその基礎となる地盤の調査が行われる。このとき、その調査結果に基づいてその地盤が軟弱な地盤であると判断された場合には、改良工事が行われる。
【０００３】
ところで、このような地盤調査の方法に関しては、現在では、スウェーデン式サウンディング試験が広く一般的に用いられている。このスウェーデン式サウンディング試験の方法について説明すると、まず、この方法に用いられるスウェーデン式サウンディング試験器３００は、図３に示すように、先端にスクリューポイント３０１を取り付けた細長いロッド３０２と、このロッド３０２に荷重を加えるための載荷用クランプ３０３と、ロッド３０２の上端に取り付けられるハンドル３０５とを備えてなるものである。そして、この試験器を用いて試験する場合には、まず、ロッド３０２の先端にスクリューポイント３０１を取り付けた後、ロッド３０２を調査ポイントに対して鉛直に立てて支える。そして、この状態で、載荷用クランプ３０３に円筒状の錘３０４を載せてロッド３０２に荷重を加えていき、１枚載せる毎にロッド３０２の貫入量を測定する。そして、全ての錘（１００ｋｇ）を載荷した後、その貫入量を記録し、そこからはハンドル３０５を回転させてロッド３０２を更に貫入させていく。このとき、ロッド３０２が２５ｃｍ貫入するのに要する半回転数を記録する。このようにして、荷重と貫入量の関係および回転数と貫入量の関係から、調査ポイントにおける土質の硬軟や締まり具合などを測定するようにしている。
【０００４】
ところで、このようなスウェーデン式サウンディング試験によれば、画一的な土質調査を比較的簡単に行うことができるが、実際にその地盤の土質を調査するような場合には、更に、地中の土を採取してその土質が「粘性土」であるか「砂質土」であるかを調査する必要がある。しかしながら、このようなスウェーデン式サウンディング試験で検査する場合には、その土砂を採取することができない。
【０００５】
このため、このようなスウェーデン式サウンディング試験器において最下層の土砂を採取できるようにした器具が各種提案されている。
【０００６】
例えば、特許文献１や特許文献２には、図５や図６に示すように、スクリューポイントと交換可能に取り付けられる土砂採取器が開示されている。このうち、特許文献１に記載する土砂採取器５００は、図５に示すように、土砂を保持する筒本体５０１と、この筒本体５０１をロッドに取り付けるためのジョイント部材５０４とからなるものであって、最下層にある土砂を筒本体５０１の採取部５０２より取り込み、また、余分な土砂を筒本体５０１の側面に設けられた排出部５０３より排出するようにしたものが開示されている。
【０００７】
そして、このような土砂採取器５００を使用する場合は、まず、図３のロッド３０２の先端にスクリューポイント３０１を取り付けて、通常の試験を行い、ハンドル３０５の半回転数などを記録していく。そして、ロッド３０２が所定の深度まで達したら、次いで、ロッド３０２を引き抜いていき、ロッド先端のスクリューポイント３０１を取り外す。そして、ロッド３０２に図５に示す土砂採取器５００を取り付けた後、再び孔内に挿入し、最下層においてハンドル３０５を回転させて土砂を採取部５０２より筒本体５０１に取り込んでいく。そして、このようにして最下層の土砂を採取することによって、筒本体５０１の内部に取り込まれた土砂の土質を調べるようにする。このように、図５に示すような土砂採取器５００を用いれば、従来のスウェーデン式サウンディング試験器３００を活用して最下層の土砂を採取することができるため、荷重や回転数と貫入量の関係だけでなく、実際の土砂による正確な土質判定を行うことができるというメリットがある。
【０００８】
また、特許文献２に記載される土砂採取器６００は、図６に示すように、ロッドの外周にスパイラル状のフィン６０１を取り付け、これを地中に挿入して回転させて地中の土砂を採取できるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２７４５４号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０９４２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このような土砂採取器を用いる場合、次のような問題点がある。すなわち、図５に示すような土砂採取器５００では、最下層の土砂を採取することができるが、筒本体５０１がロッドの直径寸法よりも太くなっているため、土中への挿抜時にこの土砂採取器５００が土孔の側壁と接触してしまい、大きな抵抗がかかってしまう。このような場合、実際には、土砂採取器５００を回転させながら挿抜していかなければならないが、その際、側壁の土砂が排出部５０３などから入ってきてしまったり、回転方向によっては筒本体５０１がロッドから抜けてしまったりする可能性がある。
【００１１】
また、図６に示すような土砂採取器６００でも、同様に、スパイラル状のフィン６０１がロッドの直径寸法よりも太くなっているため、ロッドの挿抜時に孔の側壁と接触してしまい、回転させながらしか挿抜することができない。しかるに、このようなフィン６０１を取り付けた構造であると、回転時にせっかく採取した土砂が落ちてしまい、また、フィン６０１が側壁を引っ掻くことで他の層の土砂が混ざってしまう可能性もある。
【００１２】
そこで、本発明は上記課題に着目してなされたものであり、スウェーデン式サウンディング試験によって形成された土孔の最下層の土砂を採取することができるサンプリング器において、ロッドの挿抜時に土孔の側壁との摩擦抵抗を低減し、回転させなくてもロッドを引き抜くことができるサンプリング器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
すなわち、本発明は上記課題を解決するために、軸方向に連結可能な複数のロッドと、当該ロッドの下端側のネジ部に取り付けられるスクリューポイントと、前記ロッドの上端側に取り付けられる載荷用クランプおよびハンドルとを備えてなるスウェーデン式サウンディング試験器のスクリューポイントと交換可能に取り付けられるサンプリング器において、下端側に設けられた最下層の土砂を掘削するための掘削刃と、当該掘削刃から連続して設けられ、前記ロッドの直径寸法と同じか、もしくは、直径寸法に収まるようなスパイラル部とを備えるようにしたものである。
【００１４】
このように構成すれば、サンプリング器の外径がロッドの外径内に収まっているので、挿抜時に土穴と強く接触することがなくなり、採取した土砂が落してしまったり、あるいは、中間層の土砂が混入してしまったりすることがなくなる。
【００１５】
また、このようなスパイラル部を設ける場合、スパイラル部を構成する斜面のロッド軸と垂直な線を、軸から外周方向に向かって立ち上がるようにする。
【００１６】
このようにすれば、ロッドの上端部分に向かって傾斜するようにスパイラル部が形成されるため、ロッドを引き抜く際に土砂を確実にスパイラル部内に保持させることができる。
【００１７】
さらに、このようなスパイラル部における外周部の直径寸法を、漸次下方に向けて細くなるようにする。
【００１８】
このようにすれば、ロッド挿抜時にロッドが傾いた場合であっても、サンプリング器が土孔の側壁に接触するようなことがなくなり、確実に土砂を採取できるようになる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、軸方向に連結可能な複数のロッドと、当該ロッドの下端側のネジ部に取り付けられるスクリューポイントと、前記ロッドの上端側に取り付けられる載荷用クランプおよびハンドルとを備えてなるスウェーデン式サウンディング試験器のスクリューポイントと交換可能に取り付けられるサンプリング器において、下端側に設けられた最下層の土砂を掘削するための掘削刃と、当該掘削刃から連続して設けられ、前記ロッドの直径寸法と同じか、もしくは、直径寸法に収まるようなスパイラル部とを備えるようにしたので、挿抜時に土穴と強く接触することがなくなり、採取した土砂が落してしまったり、あるいは、中間層の土砂が混入してしまったりすることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態におけるサンプリング器の斜視図を示すものである。
【図２】同形態におけるサンプリング器の断面図を示すものである。
【図３】スウェーデン式サウンディング試験器を示す正面図である。
【図４】同形態におけるサンプリング器の使用状態を示す図である。
【図５】特許文献１に記載する土砂採取器を示す正面図である。
【図６】特許文献１に記載する土砂採取器を示す側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態におけるサンプリング器１００の斜視図であり、図２は、同形態における軸方向の断面図である。また、図３は、本実施の形態で使用される一般的なスウェーデン式サウンディング試験器３００を示す図であり、また、図４は、そのスウェーデン式サウンディング試験器３００にサンプリング器１００を取り付けて使用する状態を示した図である。以下、本形態におけるサンプリング器１００の概要について説明する。
【００２２】
まず、本形態に用いられるスウェーデン式サウンディング試験器３００は、調査ポイントにおける土の硬軟や締まり具合などを測定できるようにしたものであって、図３に示すように、スクリューポイント３０１とロッド３０２と載荷用クランプ３０３、錘３０４、ハンドル３０５などを備えてなるものである。このうち、スクリューポイント３０１は、地中の土を掘削するためのものであって、円錐状の錐を捻った形状を有し、その最大径は約３３ｍｍに構成されている。このスクリューポイント３０１はロッド３０２のネジ部３０２ａに螺着固定した状態で取り付けられる。また、ロッド３０２は、スクリューポイント連結ロッド３０２ｂと継足しロッド３０２ｃとからなるものであって、それぞれスクリューポイント３０１よりも小径の約１９ｍｍ程度に構成されている。また、このロッド３０２のうち、最下部分のスクリューポイント連結ロッド３０２ｂは、スクリューポイント３０１を連結した状態で１０００ｍｍに構成され、また、これに継ぎ足される継足しロッド３０２ｃはそれ単独で１０００ｍｍの長さに設定される。そして、このようなロッド３０２に荷重を加えるべく載荷用クランプ３０３が取り付けられ、この載荷用クランプ３０３に錘３０４を載置することでロッド３０２に荷重を加えられるようにしている。なお、この載荷用クランプ３０３は５ｋｇの重量を有し、また、各錘３０４は、それぞれ１０ｋｇ、１０ｋｇ、２５ｋｇ、２５ｋｇ、２５ｋｇの重量を有するように構成されて、全部で１００ｋｇとなるように設定される。そして、このようなロッド３０２に回転力を与えるためのハンドル３０５が、ロッド３０２の上端においてロッド３０２と垂直な状態で取り付けられており、これによってロッド３０２を回転させられるようにしている。そして、このようにして構成されたスウェーデン式サウンディング試験器３００を用いて地盤調査を行う場合には、ロッド３０２を調査ポイントに対して垂直に立てた後、このロッド３０２に荷重や回転量を与えてロッド３０２を地中に貫入していき、このときの貫入量を順次記録していく。
【００２３】
このようにしてスウェーデン式サウンディング試験が行われると、調査ポイントには、ロッド３０２の貫入により直径３３ｍｍ程度の土孔が形成される。本実施の形態におけるサンプリング器１００は、このようにして形成された土孔にサンプリング器１００を挿入し、最下層における土砂を採取できるようにしている。
【００２４】
このサンプリング器１００は、試験終了後に、スクリューポイント３０１と交換可能に取り付けて使用されるものであって、スクリューポイント３０１に代わって地中の土を掘削する掘削刃１０１と、この掘削刃１０１によって掘削された土砂を取り込んでいくためのスパイラル部１０２とを備えている。また、このサンプリング器１００の上端部分には、ネジ状の取付部１０３が設けられていて、この取付部１０３によってサンプリング器１００をロッド３０２のネジ部３０２ａに取り付けられるようにしている。以下、本実施の形態におけるサンプリング器１００の詳細について説明する。
【００２５】
まず、図１及び図２は、それぞれ本形態におけるサンプリング器１００の斜視図及び断面図であり、このサンプリング器１００は、鉄やアルミなどの金属を溶融した状態で鋳型に流し込んで一体成型されるものである。そして、特徴的に、このサンプリング器１００の最大径はロッド３０２の径内に収まるように構成されている。
【００２６】
まず、掘削刃１０１は、サンプリング器１００の先端で最下層の土砂を掘削していくためのものであって、先端部分の鋭利な刃で効率よく地中の土を掘削できるようにしている。
【００２７】
そして、このような掘削刃１０１によって掘削された土砂は、掘削刃１０１から連続して設けられたスパイラル部１０２に保持されていく。このスパイラル部１０２は、掘削刃１０１から螺旋状に連続する傾斜部１０２ａとその上側の傾斜部１０２ａとの間に間隔部１０２ｂを有するものであって、この間隔部１０２ｂに土砂を保持するとともに、保持した状態で確実に土砂を回収するためのものである。そして、特徴的には、このスパイラル部１０２の外径をロッド３０２の直径と等しく、１９ｍｍに構成している。すなわち、例えば、ロッド３０２の外径（１９ｍｍ）よりもサンプリング器１００の外径の方が太くなっていると、ロッド３０２の外周面とサンプリング器１００の外周面との間に不連続が生じるようになるので、特に、ロッド３０２の引き抜きの際にサンプリング器１００が土孔の側壁に引っかかってしまう。また、一方で、ロッド３０２の外径よりもサンプリング器１００の外径の方が細くなっている場合は、特に、ロッド３０２の挿入の際にロッド３０２自体が土孔の側壁に引っかかり易くなってしまう。そのため、この形態においては、ロッド３０２の外径とサンプリング器１００の外径とを等しく１９ｍｍに設定し、ロッド３０２の外周面とスパイラル部１０２の外周面とが連続面となるようにしている。これにより、ロッド３０２の挿抜時にロッド３０２やサンプリング器１００が孔の側壁に引っかかってしまうようなことがなくなり、ロッド３０２をスムーズに挿抜することができるとともに、採取した土砂の落下を防止できるようになる。なお、このようなスパイラル部１０２の肉厚や間隔は適宜選択することができるが、例えば、スパイラル部１０２を構成するための金属部分の肉厚が厚すぎると、螺旋状の傾斜部１０２ａと傾斜部１０２ａの間隔が狭くなって多くの土砂を保持できなくなる。また、一方で、肉厚が薄すぎる場合は、今度はサンプリング器１００自体の強度が弱くなってしまう。そのため、この形態においては、スパイラル部１０２の肉厚を、スパイラル部１０２の間隔と同じに構成している。また、同様に、スパイラル部１０２の捻りについても適宜設定することができるが、この形態においては、全体を通して５回の捻りを有するように構成している。これは、ある程度の捻りがあった方がスパイラル部１０２に土砂を挟み込んで確実に保持できるようになるからである。
【００２８】
そして、このようなスパイラル部１０２は、図２に示すように、傾斜部１０２ａと水平面となす角度を若干上を向くように設定されている。これにより、ロッド３０２を引き抜く際に、スパイラル部１０２内の土砂を落下させるようなことがなく、確実に土砂を採取することができる。なお、この実施の形態では、スパイラル部１０２の断面形状を、ロッド３０２の中心から外側に向かって立ち上がらせるようにしているが、湾曲しながら外周方向に向かって立ち上がらせるようにしてもよい。
【００２９】
そして、このようにして構成されたサンプリング器１００は、ロッド３０２の先端に取り付けられる。このサンプリング器１００を取り付ける取付部１０３は、スパイラル部１０２の上方において円柱状に設けられるものであり、その外周面に、スウェーデン式サウンディング試験器３００のロッド３０２下端のネジ部３０２ａと螺合するネジ溝が螺刻されている。
【００３０】
次に、このようにして構成されたサンプリング器１００の使用法について、図４を参照しながら説明する。
【００３１】
まず、サンプリング器１００を使用するに先立って通常のスウェーデン式サウンディング試験を行っていく。すなわち、ロッド３０２の先端にスクリューポイント３０１を取り付けて、地盤に対して鉛直に立て、続いて、載荷用クランプ３０３に錘３０４を載せていきロッド３０２に荷重を加えていく。すると、ロッド３０２がその荷重によって地中に貫入していき、調査ポイントには、スクリューポイント３０１の最大径（３３ｍｍ）と同程度の垂直の土孔が形成されていく（図４（ａ））。なお、その際、試験者はロッド３０２がどのくらい沈んだかを記録していく。そして、このようにしてロッド３０２に加える荷重を増やしていき、荷重が１００ｋｇにまで達したら、今度はロッド３０２を回転させることでロッド３０２を地中へと貫入させていく。そして、その際、試験者はロッド３０２が２５ｃｍ貫入するのにどれくらいハンドル３０５を回転させる必要があったかを記録していく。スウェーデン式サウンディング試験では、このようにして、荷重や回転数と貫入量との関係を記録していく。
【００３２】
そして、このようにして試験を行っていく中で、所定層における土を採取するような場合には、一旦試験を中断し、ロッド３０２を土孔から引き抜いていく（図４（ｂ））。そして、ロッド３０２のネジ部３０２ａからスクリューポイント３０１を取り外して、サンプリング器１００に付け替える。
【００３３】
そして、このようにしてサンプリング器１００を取り付けた状態で、再びロッド３０２を孔内に挿入していく。このとき、サンプリング器１００の外径はロッド３０２の外径と等しく１９ｍｍに構成され、ロッド３０２の外周面とサンプリング器１００の外周面とが連続面となっているので、試験者はロッド３０２を孔内にスムーズに挿入していくことができる。そして、サンプリング器１００が最下層まで達したら、この状態で、ロッド３０２をハンドル３０５によって回転させていき、サンプリング器１００の先端の掘削刃１０１で最下層の土を掘削していく（図４（ｃ））。そして、このようにして掘削された土砂は掘削刃１０１が下方に進むにつれて相対的にスパイラル部１０２の上方に流れ込んでいき、スパイラル部１０２の間隔部１０２ｂに土砂が充満していく。そして、土砂が完全に充満したら、ハンドル３０５の回転をやめて、ロッド３０２を引き上げていく（図４（ｄ））。このとき、サンプリング器１００の外径はロッド３０２の外径と等しく構成されているため、サンプリング器１００が孔の側壁を引っ掻いてしまうようなことがなくなる。このため、従来のように、ロッド３０２の引き抜き時において、他の層の土が混入してしまったり、また、採取した土砂が落下してしまうようなことがなくなる。さらに、このとき、採取した土砂はスパイラル部１０２の間隔部１０２ｂに挟まっており、また、スパイラル部１０２におけるロッド３０２の軸と直交する水平面方向の線が、軸から外周方向に向かって上向きに構成されているため、土砂がこの部分に確実に保持されて、土砂を落下させることなく回収することができる。このようにして地表までサンプリング器１００を引き抜いていき、このように採取された土砂を地盤調査に利用できるようになる。
【００３４】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することがで
きる。
【００３５】
例えば、上記実施の形態では、スパイラル部１０２の外径を同一径に構成する場合について説明したが、これに限らず、例えば、スパイラル部１０２の外径を漸次下方に向かうにつれて小径に構成することができる。これにより、例えば、ロッド３０２を引き抜く際にロッド３０２が多少傾いてしまったような場合であっても、スパイラル部１０２が孔の側壁に接触しにくくなるので、採取した土砂の落下を抑制することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、スウェーデン式サンプリング試験を行いながら、その土穴から直接土砂をサンプリングして土質を調べることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１００・・・サンプリング器
１０１・・・掘削刃
１０２・・・スパイラル部
１０２ａ・・・傾斜部
１０２ｂ・・・間隔部
１０３・・・取付部
３００・・・スウェーデン式サウンディング試験器
３０１・・・スクリューポイント
３０２・・・ロッド
３０２ａ・・・ネジ部
３０２ｂ・・・スクリューポイント連結ロッド
３０２ｃ・・・継足しロッド
３０３・・・載荷用クランプ
３０４・・・錘
３０５・・・ハンドル
５００・・・土砂採取器
５０１・・・筒本体
５０２・・・採取部
５０３・・・排出部
５０４・・・ジョイント部材
６００・・・土砂採取器
６０１・・・フィン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スウェーデン式サウンディング試験器のスクリューポイントと交換可能に取り付けて使用される土質サンプリング器に関し、より詳しくは、地中からの挿抜が容易であって、中間層における土砂が混入することなく最下層における土砂を確実に採取できる土質サンプリング器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、構造物などを建てる際には、事前にその基礎となる地盤の調査が行われる。このとき、その調査結果に基づいてその地盤が軟弱な地盤であると判断された場合には、改良工事が行われる。
【０００３】
ところで、このような地盤調査の方法に関しては、現在では、スウェーデン式サウンディング試験が広く一般的に用いられている。このスウェーデン式サウンディング試験の方法について説明すると、まず、この方法に用いられるスウェーデン式サウンディング試験器３００は、図３に示すように、先端にスクリューポイント３０１を取り付けた細長いロッド３０２と、このロッド３０２に荷重を加えるための載荷用クランプ３０３と、ロッド３０２の上端に取り付けられるハンドル３０５とを備えてなるものである。そして、この試験器を用いて試験する場合には、まず、ロッド３０２の先端にスクリューポイント３０１を取り付けた後、ロッド３０２を調査ポイントに対して鉛直に立てて支える。そして、この状態で、載荷用クランプ３０３に円筒状の錘３０４を載せてロッド３０２に荷重を加えていき、１枚載せる毎にロッド３０２の貫入量を測定する。そして、全ての錘（１００ｋｇ）を載荷した後、その貫入量を記録し、そこからはハンドル３０５を回転させてロッド３０２を更に貫入させていく。このとき、ロッド３０２が２５ｃｍ貫入するのに要する半回転数を記録する。このようにして、荷重と貫入量の関係および回転数と貫入量の関係から、調査ポイントにおける土質の硬軟や締まり具合などを測定するようにしている。
【０００４】
ところで、このようなスウェーデン式サウンディング試験によれば、画一的な土質調査を比較的簡単に行うことができるが、実際にその地盤の土質を調査するような場合には、更に、地中の土を採取してその土質が「粘性土」であるか「砂質土」であるかを調査する必要がある。しかしながら、このようなスウェーデン式サウンディング試験で検査する場合には、その土砂を採取することができない。
【０００５】
このため、このようなスウェーデン式サウンディング試験器において最下層の土砂を採取できるようにした器具が各種提案されている。
【０００６】
例えば、特許文献１や特許文献２には、図５や図６に示すように、スクリューポイントと交換可能に取り付けられる土砂採取器が開示されている。このうち、特許文献１に記載する土砂採取器５００は、図５に示すように、土砂を保持する筒本体５０１と、この筒本体５０１をロッドに取り付けるためのジョイント部材５０４とからなるものであって、最下層にある土砂を筒本体５０１の採取部５０２より取り込み、また、余分な土砂を筒本体５０１の側面に設けられた排出部５０３より排出するようにしたものが開示されている。
【０００７】
そして、このような土砂採取器５００を使用する場合は、まず、図３のロッド３０２の先端にスクリューポイント３０１を取り付けて、通常の試験を行い、ハンドル３０５の半回転数などを記録していく。そして、ロッド３０２が所定の深度まで達したら、次いで、ロッド３０２を引き抜いていき、ロッド先端のスクリューポイント３０１を取り外す。そして、ロッド３０２に図５に示す土砂採取器５００を取り付けた後、再び孔内に挿入し、最下層においてハンドル３０５を回転させて土砂を採取部５０２より筒本体５０１に取り込んでいく。そして、このようにして最下層の土砂を採取することによって、筒本体５０１の内部に取り込まれた土砂の土質を調べるようにする。このように、図５に示すような土砂採取器５００を用いれば、従来のスウェーデン式サウンディング試験器３００を活用して最下層の土砂を採取することができるため、荷重や回転数と貫入量の関係だけでなく、実際の土砂による正確な土質判定を行うことができるというメリットがある。
【０００８】
また、特許文献２に記載される土砂採取器６００は、図６に示すように、ロッドの外周にスパイラル状のフィン６０１を取り付け、これを地中に挿入して回転させて地中の土砂を採取できるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２７４５４号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０９４２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このような土砂採取器を用いる場合、次のような問題点がある。すなわち、図５に示すような土砂採取器５００では、最下層の土砂を採取することができるが、筒本体５０１がロッドの直径寸法よりも太くなっているため、土中への挿抜時にこの土砂採取器５００が土孔の側壁と接触してしまい、大きな抵抗がかかってしまう。このような場合、実際には、土砂採取器５００を回転させながら挿抜していかなければならないが、その際、側壁の土砂が排出部５０３などから入ってきてしまったり、回転方向によっては筒本体５０１がロッドから抜けてしまったりする可能性がある。
【００１１】
また、図６に示すような土砂採取器６００でも、同様に、スパイラル状のフィン６０１がロッドの直径寸法よりも太くなっているため、ロッドの挿抜時に孔の側壁と接触してしまい、回転させながらしか挿抜することができない。しかるに、このようなフィン６０１を取り付けた構造であると、回転時にせっかく採取した土砂が落ちてしまい、また、フィン６０１が側壁を引っ掻くことで他の層の土砂が混ざってしまう可能性もある。
【００１２】
そこで、本発明は上記課題に着目してなされたものであり、スウェーデン式サウンディング試験によって形成された土孔の最下層の土砂を採取することができるサンプリング器において、ロッドの挿抜時に土孔の側壁との摩擦抵抗を低減し、回転させなくてもロッドを引き抜くことができるサンプリング器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
すなわち、本発明は上記課題を解決するために、軸方向に連結可能な複数のロッドと、当該ロッドの下端側のネジ部に取り付けられるスクリューポイントと、前記ロッドの上端側に取り付けられる載荷用クランプおよびハンドルとを備えてなるスウェーデン式サウンディング試験器のスクリューポイントと交換可能に取り付けられるサンプリング器において、下端側に設けられた最下層の土砂を掘削するための掘削刃と、当該掘削刃から連続して設けられ、前記ロッドの直径寸法と同じか、もしくは、直径寸法に収まるようなスパイラル部とを備えるようにしたものである。
【００１４】
このように構成すれば、サンプリング器の外径がロッドの外径内に収まっているので、挿抜時に土穴と強く接触することがなくなり、採取した土砂が落してしまったり、あるいは、中間層の土砂が混入してしまったりすることがなくなる。
【００１５】
また、このようなスパイラル部を設ける場合、スパイラル部を構成する斜面のロッド軸と垂直な線を、軸から外周方向に向かって立ち上がるようにする。
【００１６】
このようにすれば、ロッドの上端部分に向かって傾斜するようにスパイラル部が形成されるため、ロッドを引き抜く際に土砂を確実にスパイラル部内に保持させることができる。
【００１７】
さらに、このようなスパイラル部における外周部の直径寸法を、漸次下方に向けて細くなるようにする。
【００１８】
このようにすれば、ロッド挿抜時にロッドが傾いた場合であっても、サンプリング器が土孔の側壁に接触するようなことがなくなり、確実に土砂を採取できるようになる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、軸方向に連結可能な複数のロッドと、当該ロッドの下端側のネジ部に取り付けられるスクリューポイントと、前記ロッドの上端側に取り付けられる載荷用クランプおよびハンドルとを備えてなるスウェーデン式サウンディング試験器のスクリューポイントと交換可能に取り付けられるサンプリング器において、下端側に設けられた最下層の土砂を掘削するための掘削刃と、当該掘削刃から連続して設けられ、前記ロッドの直径寸法と同じか、もしくは、直径寸法に収まるようなスパイラル部とを備えるようにしたので、挿抜時に土穴と強く接触することがなくなり、採取した土砂が落してしまったり、あるいは、中間層の土砂が混入してしまったりすることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態におけるサンプリング器の斜視図を示すものである。
【図２】同形態におけるサンプリング器の断面図を示すものである。
【図３】スウェーデン式サウンディング試験器を示す正面図である。
【図４】同形態におけるサンプリング器の使用状態を示す図である。
【図５】特許文献１に記載する土砂採取器を示す正面図である。
【図６】特許文献１に記載する土砂採取器を示す側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態におけるサンプリング器１００の斜視図であり、図２は、同形態における軸方向の断面図である。また、図３は、本実施の形態で使用される一般的なスウェーデン式サウンディング試験器３００を示す図であり、また、図４は、そのスウェーデン式サウンディング試験器３００にサンプリング器１００を取り付けて使用する状態を示した図である。以下、本形態におけるサンプリング器１００の概要について説明する。
【００２２】
まず、本形態に用いられるスウェーデン式サウンディング試験器３００は、調査ポイントにおける土の硬軟や締まり具合などを測定できるようにしたものであって、図３に示すように、スクリューポイント３０１とロッド３０２と載荷用クランプ３０３、錘３０４、ハンドル３０５などを備えてなるものである。このうち、スクリューポイント３０１は、地中の土を掘削するためのものであって、円錐状の錐を捻った形状を有し、その最大径は約３３ｍｍに構成されている。このスクリューポイント３０１はロッド３０２のネジ部３０２ａに螺着固定した状態で取り付けられる。また、ロッド３０２は、スクリューポイント連結ロッド３０２ｂと継足しロッド３０２ｃとからなるものであって、それぞれスクリューポイント３０１よりも小径の約１９ｍｍ程度に構成されている。また、このロッド３０２のうち、最下部分のスクリューポイント連結ロッド３０２ｂは、スクリューポイント３０１を連結した状態で１０００ｍｍに構成され、また、これに継ぎ足される継足しロッド３０２ｃはそれ単独で１０００ｍｍの長さに設定される。そして、このようなロッド３０２に荷重を加えるべく載荷用クランプ３０３が取り付けられ、この載荷用クランプ３０３に錘３０４を載置することでロッド３０２に荷重を加えられるようにしている。なお、この載荷用クランプ３０３は５ｋｇの重量を有し、また、各錘３０４は、それぞれ１０ｋｇ、１０ｋｇ、２５ｋｇ、２５ｋｇ、２５ｋｇの重量を有するように構成されて、全部で１００ｋｇとなるように設定される。そして、このようなロッド３０２に回転力を与えるためのハンドル３０５が、ロッド３０２の上端においてロッド３０２と垂直な状態で取り付けられており、これによってロッド３０２を回転させられるようにしている。そして、このようにして構成されたスウェーデン式サウンディング試験器３００を用いて地盤調査を行う場合には、ロッド３０２を調査ポイントに対して垂直に立てた後、このロッド３０２に荷重や回転量を与えてロッド３０２を地中に貫入していき、このときの貫入量を順次記録していく。
【００２３】
このようにしてスウェーデン式サウンディング試験が行われると、調査ポイントには、ロッド３０２の貫入により直径３３ｍｍ程度の土孔が形成される。本実施の形態におけるサンプリング器１００は、このようにして形成された土孔にサンプリング器１００を挿入し、最下層における土砂を採取できるようにしている。
【００２４】
このサンプリング器１００は、試験終了後に、スクリューポイント３０１と交換可能に取り付けて使用されるものであって、スクリューポイント３０１に代わって地中の土を掘削する掘削刃１０１と、この掘削刃１０１によって掘削された土砂を取り込んでいくためのスパイラル部１０２とを備えている。また、このサンプリング器１００の上端部分には、ネジ状の取付部１０３が設けられていて、この取付部１０３によってサンプリング器１００をロッド３０２のネジ部３０２ａに取り付けられるようにしている。以下、本実施の形態におけるサンプリング器１００の詳細について説明する。
【００２５】
まず、図１及び図２は、それぞれ本形態におけるサンプリング器１００の斜視図及び断面図であり、このサンプリング器１００は、鉄やアルミなどの金属を溶融した状態で鋳型に流し込んで一体成型されるものである。そして、特徴的に、このサンプリング器１００の最大径はロッド３０２の径内に収まるように構成されている。
【００２６】
まず、掘削刃１０１は、サンプリング器１００の先端で最下層の土砂を掘削していくためのものであって、先端部分の鋭利な刃で効率よく地中の土を掘削できるようにしている。
【００２７】
そして、このような掘削刃１０１によって掘削された土砂は、掘削刃１０１から連続して設けられたスパイラル部１０２に保持されていく。このスパイラル部１０２は、掘削刃１０１から螺旋状に連続する傾斜部１０２ａとその上側の傾斜部１０２ａとの間に間隔部１０２ｂを有するものであって、この間隔部１０２ｂに土砂を保持するとともに、保持した状態で確実に土砂を回収するためのものである。そして、特徴的には、このスパイラル部１０２の外径をロッド３０２の直径と等しく、１９ｍｍに構成している。すなわち、例えば、ロッド３０２の外径（１９ｍｍ）よりもサンプリング器１００の外径の方が太くなっていると、ロッド３０２の外周面とサンプリング器１００の外周面との間に不連続が生じるようになるので、特に、ロッド３０２の引き抜きの際にサンプリング器１００が土孔の側壁に引っかかってしまう。また、一方で、ロッド３０２の外径よりもサンプリング器１００の外径の方が細くなっている場合は、特に、ロッド３０２の挿入の際にロッド３０２自体が土孔の側壁に引っかかり易くなってしまう。そのため、この形態においては、ロッド３０２の外径とサンプリング器１００の外径とを等しく１９ｍｍに設定し、ロッド３０２の外周面とスパイラル部１０２の外周面とが連続面となるようにしている。これにより、ロッド３０２の挿抜時にロッド３０２やサンプリング器１００が孔の側壁に引っかかってしまうようなことがなくなり、ロッド３０２をスムーズに挿抜することができるとともに、採取した土砂の落下を防止できるようになる。なお、このようなスパイラル部１０２の肉厚や間隔は適宜選択することができるが、例えば、スパイラル部１０２を構成するための金属部分の肉厚が厚すぎると、螺旋状の傾斜部１０２ａと傾斜部１０２ａの間隔が狭くなって多くの土砂を保持できなくなる。また、一方で、肉厚が薄すぎる場合は、今度はサンプリング器１００自体の強度が弱くなってしまう。そのため、この形態においては、スパイラル部１０２の肉厚を、スパイラル部１０２の間隔と同じに構成している。また、同様に、スパイラル部１０２の捻りについても適宜設定することができるが、この形態においては、全体を通して５回の捻りを有するように構成している。これは、ある程度の捻りがあった方がスパイラル部１０２に土砂を挟み込んで確実に保持できるようになるからである。
【００２８】
そして、このようなスパイラル部１０２は、図２に示すように、傾斜部１０２ａと水平面となす角度を若干上を向くように設定されている。これにより、ロッド３０２を引き抜く際に、スパイラル部１０２内の土砂を落下させるようなことがなく、確実に土砂を採取することができる。なお、この実施の形態では、スパイラル部１０２の断面形状を、ロッド３０２の中心から外側に向かって立ち上がらせるようにしているが、湾曲しながら外周方向に向かって立ち上がらせるようにしてもよい。
【００２９】
そして、このようにして構成されたサンプリング器１００は、ロッド３０２の先端に取り付けられる。このサンプリング器１００を取り付ける取付部１０３は、スパイラル部１０２の上方において円柱状に設けられるものであり、その外周面に、スウェーデン式サウンディング試験器３００のロッド３０２下端のネジ部３０２ａと螺合するネジ溝が螺刻されている。
【００３０】
次に、このようにして構成されたサンプリング器１００の使用法について、図４を参照しながら説明する。
【００３１】
まず、サンプリング器１００を使用するに先立って通常のスウェーデン式サウンディング試験を行っていく。すなわち、ロッド３０２の先端にスクリューポイント３０１を取り付けて、地盤に対して鉛直に立て、続いて、載荷用クランプ３０３に錘３０４を載せていきロッド３０２に荷重を加えていく。すると、ロッド３０２がその荷重によって地中に貫入していき、調査ポイントには、スクリューポイント３０１の最大径（３３ｍｍ）と同程度の垂直の土孔が形成されていく（図４（ａ））。なお、その際、試験者はロッド３０２がどのくらい沈んだかを記録していく。そして、このようにしてロッド３０２に加える荷重を増やしていき、荷重が１００ｋｇにまで達したら、今度はロッド３０２を回転させることでロッド３０２を地中へと貫入させていく。そして、その際、試験者はロッド３０２が２５ｃｍ貫入するのにどれくらいハンドル３０５を回転させる必要があったかを記録していく。スウェーデン式サウンディング試験では、このようにして、荷重や回転数と貫入量との関係を記録していく。
【００３２】
そして、このようにして試験を行っていく中で、所定層における土を採取するような場合には、一旦試験を中断し、ロッド３０２を土孔から引き抜いていく（図４（ｂ））。そして、ロッド３０２のネジ部３０２ａからスクリューポイント３０１を取り外して、サンプリング器１００に付け替える。
【００３３】
そして、このようにしてサンプリング器１００を取り付けた状態で、再びロッド３０２を孔内に挿入していく。このとき、サンプリング器１００の外径はロッド３０２の外径と等しく１９ｍｍに構成され、ロッド３０２の外周面とサンプリング器１００の外周面とが連続面となっているので、試験者はロッド３０２を孔内にスムーズに挿入していくことができる。そして、サンプリング器１００が最下層まで達したら、この状態で、ロッド３０２をハンドル３０５によって回転させていき、サンプリング器１００の先端の掘削刃１０１で最下層の土を掘削していく（図４（ｃ））。そして、このようにして掘削された土砂は掘削刃１０１が下方に進むにつれて相対的にスパイラル部１０２の上方に流れ込んでいき、スパイラル部１０２の間隔部１０２ｂに土砂が充満していく。そして、土砂が完全に充満したら、ハンドル３０５の回転をやめて、ロッド３０２を引き上げていく（図４（ｄ））。このとき、サンプリング器１００の外径はロッド３０２の外径と等しく構成されているため、サンプリング器１００が孔の側壁を引っ掻いてしまうようなことがなくなる。このため、従来のように、ロッド３０２の引き抜き時において、他の層の土が混入してしまったり、また、採取した土砂が落下してしまうようなことがなくなる。さらに、このとき、採取した土砂はスパイラル部１０２の間隔部１０２ｂに挟まっており、また、スパイラル部１０２におけるロッド３０２の軸と直交する水平面方向の線が、軸から外周方向に向かって上向きに構成されているため、土砂がこの部分に確実に保持されて、土砂を落下させることなく回収することができる。このようにして地表までサンプリング器１００を引き抜いていき、このように採取された土砂を地盤調査に利用できるようになる。
【００３４】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することがで
きる。
【００３５】
例えば、上記実施の形態では、スパイラル部１０２の外径を同一径に構成する場合について説明したが、これに限らず、例えば、スパイラル部１０２の外径を漸次下方に向かうにつれて小径に構成することができる。これにより、例えば、ロッド３０２を引き抜く際にロッド３０２が多少傾いてしまったような場合であっても、スパイラル部１０２が孔の側壁に接触しにくくなるので、採取した土砂の落下を抑制することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、スウェーデン式サンプリング試験を行いながら、その土穴から直接土砂をサンプリングして土質を調べることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１００・・・サンプリング器
１０１・・・掘削刃
１０２・・・スパイラル部
１０２ａ・・・傾斜部
１０２ｂ・・・間隔部
１０３・・・取付部
３００・・・スウェーデン式サウンディング試験器
３０１・・・スクリューポイント
３０２・・・ロッド
３０２ａ・・・ネジ部
３０２ｂ・・・スクリューポイント連結ロッド
３０２ｃ・・・継足しロッド
３０３・・・載荷用クランプ
３０４・・・錘
３０５・・・ハンドル
５００・・・土砂採取器
５０１・・・筒本体
５０２・・・採取部
５０３・・・排出部
５０４・・・ジョイント部材
６００・・・土砂採取器
６０１・・・フィン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に連結可能な複数のロッドと、当該ロッドの下端側のネジ部に取り付けられるスクリューポイントと、前記ロッドの上端側に取り付けられる載荷用クランプおよびハンドルとを備えてなるスウェーデン式サウンディング試験器のスクリューポイントと交換可能に取り付けられるサンプリング器において、
最下層の土砂を掘削するための掘削刃と、当該掘削刃から連続して設けられ、前記ロッドの直径寸法と同じ、もしくは、直径寸法に収まるような螺旋状のスパイラル部とを備えてなることを特徴とするサンプリング器。
【請求項２】
前記スパイラル部におけるロッドの軸と直交する水平面方向の線が、前記軸から外周方向に向かって上向きとなるように構成されるものである請求項１に記載のサンプリング器。
【請求項３】
前記スパイラル部の直径寸法は、漸次下方に向けて小径となるように構成されるものである請求項１に記載のサンプリング器。
【請求項１】
軸方向に連結可能な複数のロッドと、当該ロッドの下端側のネジ部に取り付けられるスクリューポイントと、前記ロッドの上端側に取り付けられる載荷用クランプおよびハンドルとを備えてなるスウェーデン式サウンディング試験器のスクリューポイントと交換可能に取り付けられるサンプリング器において、
最下層の土砂を掘削するための掘削刃と、当該掘削刃から連続して設けられ、前記ロッドの直径寸法と同じ、もしくは、直径寸法に収まるような螺旋状のスパイラル部とを備えてなることを特徴とするサンプリング器。
【請求項２】
前記スパイラル部におけるロッドの軸と直交する水平面方向の線が、前記軸から外周方向に向かって上向きとなるように構成されるものである請求項１に記載のサンプリング器。
【請求項３】
前記スパイラル部の直径寸法は、漸次下方に向けて小径となるように構成されるものである請求項１に記載のサンプリング器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１６８７６５（Ｐ２０１０−１６８７６５Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０６０５（Ｐ２００９−１０６０５）
【出願日】平成２１年１月２１日（２００９．１．２１）
【出願人】（５０３０４００２２）山下工業株式会社 (7)
【出願人】（５０６３３９４７５）株式会社建商 (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２１日（２００９．１．２１）
【出願人】（５０３０４００２２）山下工業株式会社 (7)
【出願人】（５０６３３９４７５）株式会社建商 (6)
【Ｆターム（参考）】
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