改良地盤の試験方法および未固化試料採取器

【課題】改良体の品質確認が早く行え、改良体の品質が基準値以下の場合に行う再工事も容易に行える改良地盤の試験方法を提供する。また、その試験方法に好適な未固化試料採取器を提供する。
【解決手段】地盤改良体の改良工事施工後、改良体ｇが未固化状態のときに任意の深度の未固化試料を採取し、この未固化試料を採取後に圧縮試験し、圧縮試験の結果から材齢４週間の最終強度を推定する。未固化試料を充填するための複数個のモールド缶３と、このモールド缶３を１個づつ収容する複数個のサンプラー２と、複数個のサンプラー２を、長手方向に等間隔で取り付けた長尺の主ロッド１と、モールド缶３の内部に未固化試料を押し込む押し込み手段とからなる。押し込み手段は、押し板６を操作ロッド５を介して上下動させるエアーシリンダ４からなり、押し板６を上下動させると、未固化試料をモールド缶３内に充填できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改良地盤の試験方法および未固化試料採取器に関する。地盤改良は、軟弱地盤にセメント系固化材液を混入して撹拌し圧縮強度の高い地盤に作り替えることによって行う。この改良された地盤を改良体という。この改良体が必要な圧縮強度を有しているか否かは、改良体の一部を採取し圧縮試験を行うことによって確認している。
本発明は、このような改良体の品質を確認するための改良地盤の試験方法と、それに用いる未固化試料採取器に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤改良の品質は、施工後４週間（材齢）経過して固化した試験体を室内で圧縮試験して得られた圧縮強度で保証することができる。
この試験体の従来の採取方法は、改良体が施工後３〜４週間経って固化した後、ボーリングして採取している。この試験体を材齢４週間経過して圧縮試験することにより強度を確認していた。
【０００３】
上記のように、改良体の固化後にボーリングして試験体を取り出す技術としては、特許文献１の従来技術がある。
この従来技術に用いるボーリング用ロッドは、先端に歯が付いており、それを回転させ掘進するものであるが、このようなボーリングマシン自体が大がかりな装置であり、簡易に用いることができないものである。
【０００４】
また、上記従来技術では施工上の問題もある。つまり、実際の現場ではボーリングが終わるまで次の作業が３〜４週間かかれないことになり、作業工程が延びることになる。
しかも、ボーリングで得られた試験体の品質が基準を満たさないときは、固化してしまった改良体の上に築いた建物の基礎などを改めて取り除き、その上で再度、改良工事をしなければならない。この場合、相当多大の時間と工事が無駄になる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３-７４０４５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事情に鑑み、改良体の品質確認が早く行え、改良体の品質が基準値以下の場合に行う再工事も容易に行える改良地盤の試験方法を提供することを目的とする。また、その試験方法に好適な未固化試料採取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】
【０００７】
第１発明の改良地盤の試験方法は、地盤改良体の改良工事施工後、改良体が未固化状態のときに任意の深度の未固化試料を採取し、該未固化試料を採取後に圧縮試験し、該圧縮試験の結果から材齢４週間の最終強度を推定することを特徴とする。
第２発明の未固化試料採取器は、請求項１の試験方法に用いられる試料採取器であって、未固化試料を充填するための複数個のモールド缶と、該モールド缶を１個づつ収容する複数個のサンプラーと、該複数個のサンプラーを、長手方向に等間隔で取り付けた長尺の支持体と、前記サンプラーに収容されている前記モールド缶の内部に未固化試料を押し込む押し込み手段とからなることを特徴とする。
第３発明の未固化試料採取器は、第２発明において、前記長尺の支持体が、長尺の主ロッドであり、前記押し込み手段が、前記サンプラーの上方位置に配置された押し板と、該押し板を上下動させる操作ロッドと、該操作ロッドを上下動させる駆動源とからなることを特徴とする。
第４発明の未固化試料採取器は、第２発明において、前記長尺の支持体が、長尺の外筒と、該外筒の内部に挿入された長尺の内筒とからなり、前記外筒には、長手方向に等間隔に開口が形成され、該開口に隣接して羽根板が形成されており、前記内筒には、長手方向に等間隔に開口が形成され、該開口の直下にモールド缶収容部が形成されており、前記押し込み手段が、前記外筒の前記開口の上端位置から前記内筒の前記開口内へ延びた当て板と、前記内筒を上下動させる駆動源とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
第１発明によれば、施工後３日から５日の改良体が未固化のときの未固化試料で圧縮試験を行い、その試験値から最終強度を推定する。このため、仮に改良地盤の最終強度が不足するような推定値が得られた場合は、すぐ再施工が可能であるから、現場の作業工程に支障をきたすことがない。
第２発明によれば、長尺の支持体を基本構造とするものであるから未固化状態の改良体には軽い力で挿入することができ、大がかりな装置とならない。また、押し込み手段で未固化試料をモールド缶に押し込めるので、採取が容易に行える。
第３発明によれば、長尺の主ロッドを未固化の改良体に挿入した状態で、駆動源によって操作ロッドを上下動させると、押し板で周囲の未固化試料をサンプラー内のモールド缶に押し込めるので、試料の採取が容易に行える。
第４発明によれば、長尺の外筒を未固化の改良体に挿入した状態で、外筒をその軸まわりに回転させると羽根板の周囲の未固化試料を開口から内筒の内部に押し込むことができる。そして、駆動源によって内筒を上方に動かすと、当て板との間に挟まれた資料がモールド缶の内部に押し込められるので、試料の採取が容易に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明の第１実施形態の試料採取器Ａを示し、（Ａ）図は押し板を閉じた状態、（Ｂ）図は押し板を開いた状態の説明図である。図２は同実施形態における１個のサンプラーの拡大図である。図３はサンプラーとモールド缶の斜視図である。図４は第１実施形態の試料採取器Ａの使用方法説明図である。
【００１０】
図１において、１は主ロッドであり、４〜５ｍ位の棒状の長尺部材である。この主ロッド１に、等間隔でサンプラー２が取付けられている。この取付間隔は、たとえば33.3ｃｍとすると、１ｍの間で３ヵ所の未固化試料を採取できるので、深度方向での改良体の強度を高精度に推測できることとなる。
【００１１】
前記主ロッド１の上端には、上下動駆動源であるエアーシリンダ４が取付けられており、このエアーシリンダ４のロッド４ａには操作ロッド５が吊下げられている。操作ロッド５は、前記主ロッド１に近い長さの棒状部材である。そして、操作ロッド５には、押し板６が等間隔に取付けられている。この取付間隔は、サンプラー２と同じく33.3ｃｍである。
そして、（Ａ）図に示すように、エアーシリンダ４が伸長すると、操作ロッド５が下降して、押し板６でサンプラー２の蓋をし、（Ｂ）図に示すように、エアーシリンダ４が収縮すると操作ロッド５が上昇して、サンプラー２から押し板６を離すようになっている。この押し板６は、未固化土をサンプラー２に導入して充填する役割を担っている。
【００１２】
図２に基づき、サンプラー２と押し板６の詳細を説明する。
サンプラー２は、円筒状の容器で、上面が開口し、底が付いている。このサンプラー２には、後述するモールド缶３が挿入できるようになっている。
サンプラー２は取付金具７で主ロッド１に固定されている。押し板６は、サンプラー２の上部開口を塞ぐ大きさの蓋状部材である。
この押し板６の基部にはガイドパイプ８が固定され、ガイドパイプ８は主ロッド１に沿って上下動するようになっている。また、ガイドパイプ８は取付金具１０によって、操作ロッド５に固定されている。
【００１３】
前記操作ロッド５には複数個のガイド金具１１が前記取付金具１０の上か下かで等間隔に固定されている。このガイド金具１１の先端は、たとえば二又になっていて、主ロッド１の外周に左右から接した状態で上下動するようになっている。したがって、エアーシリンダ４で操作ロッド５を上下動させると、押し板６はサンプラー２の上方で上下動を繰返えし、押し板６を閉じたり開いたりすることができる。図２において、実線は押し板６を閉じた状態を示し、一点鎖線は押し板６を開いた状態を示している。
このエアーシリンダ４と押し板６とで、特許請求の範囲にいう押し込み手段を構成している。
【００１４】
図３に示すように、サンプラー２にはモールド缶３の出し入れが自由にできる。このモールド缶３は有底筒状であって、サンプラー２より少し小さい紙製の容器である。このモールド缶３の内部に未固化試料を充填した後、必要日数分養生して固化させると、圧縮試験等に供することができる。
【００１５】
図４に基づき、上記試料採取器Ａの使用方法を説明する。
（１）試料採取器Ａを未固化状態の改良体ｇ中に挿入する。
挿入は、試料採取器Ａの自重や人力程度の力で行える。
（２）試料採取器Ａが改良体ｇの底部に着いた状態である。
（３）試料採取器Ａの押し板６を上昇させサンプラー２の上面を開いた状態である。
（４）試料採取器Ａの押し板６を下降させサンプラー２の上面を閉じた状態である。
この押し板６の上下動を繰返すと、押し板６の周囲の未固化土ｇがサンプラー２内に導入されて、モールド缶３内に充填される。
（５）試料採取器Ａを引き上げる。その後、モールド缶３を取り出す。
【００１６】
未固化土を充填したモールド缶３は、地上に引き上げ養生して、未固化土を固化させると、それが試験体となる。
本実施形態の試料採取器Ａは、長尺の主ロッド１を基本構造とするものであるから、未固化状態の改良体ｇには軽い力で挿入することができ、大がかりな装置とならない。また、エアーシリンダ４で未固化土をモールド缶３に押し込めるので、採取が容易に行える。
また、長尺の主ロッド１を未固化の改良体ｇ内に挿入した状態で、エアーシリンダ４によって操作ロッド５を上下動させると、押し板６で周囲の未固化土ｇをサンプラー２内のモールド缶３に押し込めるので、試料の採取が容易に行える。
【００１７】
本実施形態の試料採取器Ａを用いると、改良体の施工直後に試験体を採取でき、採取した試験体の養生に最短で３日、一般的には７日位必要とするが、その試験体の圧縮強度で、改良体の最終圧縮強度を推定できる。このため、仮に改良地盤の最終強度が不足するような推定値が得られた場合は、すぐ再施工が可能で、現場の作業工程に支障をきたすことがない。
【００１８】
図５は本発明の第２実施形態の試料採取器Ｂを示し、（Ａ）図は正面図、（Ｂ）図は側面図である。図６は同試料採取器Ｂにおける駆動部の断面図である。図７は同試料採取器Ｂにおける試料採取部の断面図である。図８はＡ図は図７の８ａ線矢視図、Ｂ図は図７の８ｂ線矢視図である。
【００１９】
図５において、２１は外筒であり、４〜５ｍ位の長尺のパイプ材である。この外筒２１の内部には、内筒２２が挿入されている。内筒２２は外筒２１よりも長さがやや短いパイプ材である。
そして、外筒２１の上端に取付けられたエアーシリンダ２３で、内筒２２が上下動するようになっている。
また、外筒２１および内筒２２には、等間隔でサンプリング部３０が取付けられている。この取付間隔も、間隔は33.3ｃｍとすると、１ｍの間で３ヵ所の未固化試料を採取できるので、深度方向での改良体の強度を高精度に推測できることとなる。
【００２０】
図６に示すように、前記外筒２１の上端には、上下動駆動源であるエアーシリンダ２３が取付けられており、このエアーシリンダ２３のロッド23aには内筒２２が連結されている。
そして、エアーシリンダ２３が伸長、収縮すると内筒２２が昇降して、後述するように未固化土の充填ができるようになっている。
【００２１】
つぎに、サンプリング部３０を図９および図８に基づき説明する。
前記外筒２１には、モールド缶を挿入できる大きさの開口３１が形成されている。具体的には、上下寸法がモールド缶３より大きく、円周方向が約１/３の開口である。
この開口３１の側面には羽根板３２が取付けられている。羽根板３２は、開口３１と同じ上下寸法の板材であって、開口３１の一側縁から外側に張り出すようになっている。その機能は未固化土を掻き込むものであり、その機能を果たす限り、寸法形状等は任意に選択してよい。
【００２２】
前記開口３１の上端縁から外筒２１および内筒２２の内側に延びる当て板３３が取付けられている。
この当て板３３は、内側が半円形の形状をしており、内筒２２の内周に対し少し隙間があけられている。すなわち、内筒２２の上下動の邪魔にはならないが、後述する未固化土の充填に用いられる邪魔板として機能するものである。
【００２３】
前記内筒２２にも開口３４が形成されている。この開口３４は外筒２１の開口３１と同じ上下寸法、幅寸法を有している。
なお、内筒２２の開口３４の上縁は、前記当て板３３とは接合しておらず、離間可能となっている。
【００２４】
前記内筒２２の開口３４より下方において、内筒２２の側壁には、複数本のボルト３５が植設されている。このボルト３５は内向きに延びモールド缶３の底を支えるモールド缶収容部３６となっている。
【００２５】
前記モールド缶収容部３６にモールド缶３を入れ、内筒２２をエアーシリンダ２３で引き上げると、モールド缶３と前記当て板３３との間の間隔を縮めることができる。
本実施形態では、エアーシリンダ２３と当て板３３とで押し込み手段が構成されている。
【００２６】
図９〜図１１に基づき、上記試料採取器Ｂの使用方法を説明する。
図には示していないが、まず、試料採取器Ｂを未固化状態の改良体中に挿入する。挿入は、試料採取器Ｂの自重や人力程度の力で行える。
図９は試料採取器Ｂを改良体中に挿入した状態の説明図である。この状態で未固化土ｇは試料採取器Ｂの周囲に泥濘状で存在している。羽根板３２の周りにも未固化土ｇがまとわりついているが、未だ開口３１，３４からは入り込んでいない。
【００２７】
図１０は試料採取器Ｂで回転させた状態の説明図である。この図１０に示すように、試料採取器Ｂを軸廻りに回転させる。すると、未固化土ｇが羽根板３２に押されて開口３１，３４から内筒２２の内部に押し込まれる。
図１１は試料採取器Ｂで内筒を上昇させた状態の説明図である。この図１１に示すように、内筒２２を引き上げると、モールド缶３も引き上げられるので、未固化土ｇは、当て板３３との間に挟まれて、モールド缶３内に充填される。このようにモールド缶３内に未固化土ｇが充填されると、試料採取器Ｂを引き上げる。その後、モールド缶３を取り出し、試験に供する。
【００２８】
未固化土ｇを充填したモールド缶３は、地上に引き上げ養生して、未固化土ｇを固化させると、それが試験体となる。
本実施形態の試料採取器Ｂは、長尺の外筒２１および内筒２２を基本構造とするものであるから、未固化状態の改良体ｇには軽い力で挿入することができ、大がかりな装置とならない。
また、長尺の外筒２１を未固化の改良体ｇに挿入した状態で、外筒２１の軸まわりの回転と、エアーシリンダ２３による内筒２２を上方動により、未固化土ｇがモールド缶３の内部に押し込められるので、試料の採取が容易に行える。
【００２９】
本実施形態の試料採取器Ｂを用いる場合も、改良体の施工直後に試験体を採取でき、採取した試験体の養生に最短で３日、一般的には７日位必要とするが、その試験体の圧縮強度で、改良体の最終圧縮強度を推定できる。このため、仮に改良地盤の最終強度が不足するような推定値が得られた場合は、すぐ再施工が可能で、現場の作業工程に支障をきたすことがない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態の試料採取器Ａを示し、（Ａ）図は押し板を閉じた状態、（Ｂ）図は押し板を開いた状態の説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態における１個のサンプラーの拡大図である。
【図３】サンプラーとモールド缶の斜視図である。
【図４】第１実施形態の試料採取器Ａの使用方法説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態の試料採取器Ｂを示し、（Ａ）図は正面図、（Ｂ）図は側面図である。
【図６】第２実施形態の試料採取器Ｂにおける駆動部の断面図である。
【図７】第２実施形態の試料採取器Ｂにおける試料採取部の断面図である。
【図８】Ａ図は図７の８ａ線矢視図、Ｂ図は図７の８ｂ線矢視図である。
【図９】試料採取器Ｂを改良体中に挿入した状態の説明図である。
【図１０】試料採取器Ｂで回転させた状態の説明図である。
【図１１】試料採取器Ｂで内筒を上昇させた状態の説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１主ロッド
２サンプラー
３モールド缶
４エアーシリンダ
５操作ロッド
６押し板
２１外筒
２２内筒
２３エアーシリンダ
３２羽根板
３３当て板

【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤改良体の改良工事施工後、改良体が未固化状態のときに任意の深度の未固化試料を採取し、
該未固化試料を採取後に圧縮試験し、
該圧縮試験の結果から材齢４週間の最終強度を推定する
ことを特徴とする改良地盤の試験方法。
【請求項２】
請求項１の試験方法に用いられる試料採取器であって、
未固化試料を充填するための複数個のモールド缶と、
該モールド缶を１個づつ収容する複数個のサンプラーと、
該複数個のサンプラーを、長手方向に等間隔で取り付けた長尺の支持体と、
前記サンプラーに収容されている前記モールド缶の内部に未固化試料を押し込む押し込み手段とからなる
ことを特徴とする未固化試料採取器。
【請求項３】
前記長尺の支持体が、長尺の主ロッドであり、
前記押し込み手段が、前記サンプラーの上方位置に配置された押し板と、該押し板を上下動させる操作ロッドと、該操作ロッドを上下動させる駆動源とからなる
ことを特徴とする請求項２記載の未固化試料採取器。
【請求項４】
前記長尺の支持体が、長尺の外筒と、該外筒の内部に挿入された長尺の内筒とからなり、
前記外筒には、長手方向に等間隔に開口が形成され、該開口に隣接して羽根板が形成されており、
前記内筒には、長手方向に等間隔に開口が形成され、該開口の直下にモールド缶収容部が形成されており、
前記押し込み手段が、前記外筒の前記開口の上端位置から前記内筒の前記開口内へ延びた当て板と、前記内筒を上下動させる駆動源とからなる
ことを特徴とする請求項２記載の未固化試料採取器。

【図１】