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杭穴充填物の採取装置
説明

杭穴充填物の採取装置

【課題】採取装置が採取深さに至るまで、途中深さの杭穴充填物が上外筒の下面及び下外筒の上面の周辺に付着するおそれがなく、操作棒の引き上げ動作のみで操作できるので、求める深さ位置の試料を簡易かつ確実に採取できる。
【解決手段】上外筒20の下面22と下外筒30の上面31とが略密着し、上外筒20で内筒1の試料採取口10を塞いだ状態で、採取装置40を下降する(a)。試料採取位置で内筒1を保持して、地上から操作棒15を上げて上外筒20のみを上昇させて、試料採取口10を開放して、杭穴充填物を内筒1内に取り入れる。次ぎに操作棒15を上げて、下外筒30を上昇させて、試料採取口10を塞ぎ、採取装置40を前記地上に引き上げる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、セメントミルク、ソイルセメントなどの流動性を有する充填物で満たされた杭穴内に挿入して、任意の深さ及び任意位置から充填物の一部を試料として、地上に採取することを目的とする杭穴充填物の採取装置に関する。
【背景技術】
【0002】
地上構造物を支える基礎杭は、例えば、地面に杭穴を掘削して、杭穴内に既製杭を埋設して構成していた。この場合、杭穴底を支持地盤に位置させ、杭穴底部の根固め部に、セメントミルクなどを充填して、根固め部と既製杭と一体で基礎杭を形成して、基礎杭で作用する鉛直支持力などを負担していた。この場合、最近では、1本の基礎杭が負担すべき支持力が増加し、根固め部の固化強度をより強い構成にする工夫が求められていた。
【0003】
従来は、根固め部の確認をするために、根固め部が固化した後に、地上からコアボーリングにより根固め部を採取する方法などが行われていた。しかし、コアを採取すると強度の確認は行えるが、コアを採取することによりコアを採取した基礎杭自体の性能が低下すると考えられること、根固め部が固化するまではコアの採取は行えないこと、コアボーリングに多大な費用がかかることなどの問題があった。
【0004】
そこで、根固め部を築造した後、セメントミルク等の充填物が固化する前に、試料を採取すれば上記問題点を解決でき、固化強度もより短時間に確認することが可能となった。
【0005】
この場合、例えば、採取物を収容するホッパーの開口内窓を塞ぐ外筒を嵌装してなる採取装置が提案されている(特許文献1)。この採取装置では、杭穴底にホッパーを押し当てて、外筒をバネに抗して摺動させて、外筒の開口部とホッパーの開口内窓を一致させて充填物を採取していた。従って、固化強度に最も影響のある杭穴付近の試料を、確実に採取して、地上に回収できた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2001−73360号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、前記従来の採取装置では、採取位置が杭穴底付近に限られる問題点があった。杭穴底付近に加えて、杭穴内の様々な位置からの充填物の採取が求められる場合もあった。
【0008】
また、前記従来の採取装置では、2重筒の内筒と外筒の開口部を一致させて試料を装置内へ取り込む方法であり、外筒には開口部があるため、土質によっては、この開口部の縁に泥土塊が付着する可能性があった。そして、開口部に泥土塊が付着した場合には、土質によっては、試料採取の際に、試料(採取すべき充填物)と同時にこの付着した泥土塊の一部を取り込んでしまうおそれもあった。
【課題を解決するための手段】
【0009】
そこでこの発明では、内筒に上下に密着できる上外筒と下外筒とを摺動させるので、前記問題点を解決して、さらに上外筒と下外筒とを引上げる単純な操作のみで、試料を採取して密封できるので、試料採取を容易かつ確実におこなうことができた。
【0010】
即ち、この発明は、密封できる内筒に試料採取口を形成し、前記内筒に、前記試料採取口を跨いで軸方向摺動自在に、高さLの上外筒と高さLの下外筒を取りつけてなり、以下のように構成したことを特徴とする杭穴充填物の採取装置である。
(1) 前記上外筒の下端部の外面と、前記下外筒の下端部の外面とを、略面一に形成する。
(2) 前記内筒に沿って、操作棒を並列して、該操作棒の中間部を前記上筒の外面に固定する。
(3) 前記下外筒の外側面に、前記操作棒を挿通できる係止突起を固定し、前記操作棒の下端部に前記係止突起と係止して前記下外筒の下降を規制する被係止部を形成する。
(4) 前記操作棒を上外筒を上昇させ、かつ前記係止突起と被係止部とが係止した状態で、前記上外筒の下端と前記下外筒の上端との距離はLとなるように形成する。
(5) 前記試料採取口の前記内筒の軸方向の長さをLとし、
<L、かつL<L、かつL≦L
とした。
【0011】
また、前記において、以下のように構成したことを特徴とする杭穴充填物の採取装置である。
(1)上外筒の下端と下外筒の上端を重ねた際に、上外筒が試料採取口を塞ぎ、この状態で前記下外筒の下降を規制するストッパーを、内筒に設けた。
(2)係止突起と被係止部とを係止させて操作棒を上昇させた際に、前記下外筒が前記試料採取口を塞ぎ、この状態で、前記上外筒及び/又は下外筒の上昇を規制するストッパーを、前記内筒に設けた。
【0012】
また、他の発明は、密封できる内筒に試料採取口を形成し、前記内筒に、前記試料採取口を跨いで軸方向摺動自在に、上外筒と下外筒とを取りつけてなる採取装置を使用して、以下のようにして、杭穴から充填物を採取することを特徴とする杭穴充填物の試料採取方法である。
(1) 前記上外筒の下端と前記下外筒の上端とを略密着して、かつ前記上外筒の下端部の外面と、前記下外筒の上端部の外面とを略面一とする。この状態で、前記上外筒で、前記試料採取口を塞ぎ、この状態の採取装置を地上から杭穴内を下降させる。
(2) 続いて、試料採取位置で前記内筒を保持して、前記上外筒を上昇させて、試料採取口を開放して、杭穴充填物を前記内筒内に取り入れる。
(3) 試料採取が完了したならば、前記下外筒を上昇させて前記試料採取口を塞ぎ、この状態を維持して、前記採取装置を前記地上に引き上げる。
【0013】
前記において、上外筒及び下外筒は、概略筒状の構造を有していることを意味している。即ち、上外筒及び下外筒は、上下が開放した筒形が望ましいが、内筒に嵌装して摺動でき、かつ試料採取口を塞ぐことができれば、全高さに亘って縦にスリットが形成された形状でも可能である。また、スリットは上縁から下縁まで全高さに亘らず、一部高さに形成する場合もある。
【発明の効果】
【0014】
この発明は、採取装置の内筒に試料採取口を設け、上外筒と下外筒を嵌装するので、試料採取口を開放して試料(杭穴充填物)を採取して、上外筒又は下外筒で試料採取口を塞ぐことができる。また、上外筒又は下外筒により内筒の試料採取口を塞ぎ、この状態で、上外筒の下面と下外筒の上面とが略密着した状態で杭穴内を埋設できるので、採取装置が採取深さに至るまで、上外筒の下面及び下外筒の上面に、途中深さの杭穴充填物が付着するおそれがない。また、操作棒の引き上げ動作のみで、操作できるので、操作棒が弛むおそれなく、簡易かつ確実に操作できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】図1はこの発明の実施例の採取装置で(a)は杭穴内下降状態、(b)は試料採取状態、(c)は装置回収状態、を表す。
【発明を実施するための形態】
【0016】
(1) 密封できる内筒1に試料採取口10を形成し、内筒1に、試料採取口10を跨いで軸方向に摺動自在に、上外筒20と下外筒30とを嵌装して取りつけて採取装置40を構成する。従って、上外筒20は、試料採取口10を塞いだ状態から、試料採取口10の上方に移動して試料採取口10を開放しできる。また、下外筒30は、試料採取口10の下方に位置して、上方に移動して試料採取口10を塞ぐことができる。
また、上外筒20の下面(下端)22と下外筒30の上面(上端)31とは略密着することができ、かつこの状態で、上外筒20の下端部(下面22及びその近傍)の外面23と、下外筒30の下端部(上面31及びその近傍)の外面33とを略面一とする。従って、密着した上外筒20の下面22と下外筒30の上面31の周囲に段差が生じない。
【0017】
(2) 以下のようにして、杭穴から充填物を採取する。
まず、上外筒20と下外筒30とが上下に位置して、上外筒20の下面22と下外筒30の上面31とが略密着した状態で、上外筒20が、試料採取口10を塞ぐ(図1(a))。この状態での採取装置40を地上から杭穴内を下降させる。
次ぎに、試料採取位置で内筒1を保持して、上外筒20のみを上昇させて、かつ下外筒30試料採取口10の下方に位置させる(最初の位置に保持する)。この状態で、試料採取口10を開放するので、杭穴充填物を内筒1内に取り入れる。
続いて、試料採取が完了したならば、下外筒30を上昇させて、試料採取口10を塞ぎ、この状態を維持して、採取装置40を前記地上に引き上げる。この状態で、上外筒20は下外筒30と連動して上昇させるが、試料採取口10の上方(下外筒30の上方)に位置していれば良い。
地上に引き上げた採取装置40の内筒1から試料(杭穴充填物)を取り出して、従来の各種測定、試験等を行う。
また、前記のような上外筒20及び下外筒30の上昇操作は、例えば、内筒1の外面側に並列して配置したロッド類(操作棒15)を地上から操作して行う。
【実施例】
【0018】
1.採取装置40の構成
【0019】
(1) 外面が円形で密封された内筒1の本体部2の上端に、地上からの掘削ロッド42の下端部を連結する連結軸部3を形成する。内筒1の本体部2の下端部に、本体部2より大径にした半球形の下端部4を連設する。下端部4は球面5を下方に向け、下端部4の上面の円形部分で、本体部2の外周面よりリング状(円周状)に突出した段差部分を、下ストッパー7とする。
また、内筒2の上端部の外周面に、上ストッパー8を突設する。また、内筒1の中間部に試料採取口10を形成し、試料採取口10の上方に、中間ストッパー9を取り付ける。中間ストッパー9は押されると没して、先端が内筒1の外周面程度に位置し、押圧を解除すると、内筒1の外周面からスプリングなどにより突出する。
また、内筒1の軸に平行に内筒1の外周面から若干離して、PC鋼棒からなる操作棒15を配置し、内筒1の上端部に操作棒15を挿通できる案内リング12を突設する。
【0020】
(2) 内筒1の本体部2に、上外筒20と下外筒30とが摺動自在に嵌装されている。
上外筒20の下面22と下外筒30の上面31とは互いに当接して、泥土が入り込まない程度に密着できる構造となっている。この状態で、上外筒20の外面周23と下外筒30の外周面33とは面一に形成される(図1(a))。また、上外筒20の下面22と下外筒30の上面31とを当接させずに、上外筒20の下面22と下外筒30の上面31と間に、O−リングなどの止水材を介装して、密着性をより強化することもできる(図示していない)。
上外筒20の外周面23に、固定リング25を突設して、固定リング25と操作棒15とを固定し、操作棒15の上下動に連動して、上外筒20が上下動するように形成する。
また、下外筒30の外周面33に係止リング35を突設して、係止リング35の透孔内に操作棒15を挿通する。通常は、操作棒45の上下動によっても下外筒30は移動しないようになっているが、操作棒15の下端部に設けた被係止部16が、係止リング35の下面に当接した場合には、被係止部16と操作リング35の下面とが係止して、操作棒15の上昇に連動して、下外筒30もいっしょに上昇するように作動する。
【0021】
(3) 試料採取口10の軸方向の長さ(高さ)L、とした場合、
・上外筒の軸方向の長さ(高さ)L>L
・下外筒の軸方向の長さ(高さ)L>L
また、操作棒15を上昇させて、連結した上外筒も上昇して、操作棒15の被係止部16が下外筒30係止リング35の下面に係止して、操作棒15の上昇と下外筒30が連動をはじめた状態で、上外筒20の下面22と下外筒30の上面32との距離をLとした場合(図1(b))、
・上外筒20の下面22と下外筒30の上面32との距離をL>L
としてある。
【0022】
(4) 以上のようにして、採取装置40を構成する(図1)。また、操作棒15の上端部(様々な長さであっても、最終的に地上に位置している状態のときに)、内筒1、即ち使用する掘削ロッド42との相対位置が分かるように、目印(水平方向のラインなど)を付しておくこともできる(図示していない)。
【0023】
2.採取方法
【0024】
(1) 任意の方法で、杭穴を掘削し、杭穴内にセメントミルクなどの充填物を充填する(図示していない)。
【0025】
(2) 地上で、採取装置40の連結軸部3を掘削ロッド42の下端に連結する。この状態で、下外筒30の下面32が下ストッパー7に当接して下降を規制され、上外筒20の下面22が下外筒30の上面32に当接して略密着した状態となっている(図1(a))。
また、この状態で、操作棒15は最も下がった位置にあり、係止リング35の下方に距離Lだけ被係止部16が下がった位置にある。
また、この状態で、上外筒20の内面が試料採取口10を塞ぎ、かつ上外筒20の内面が、中間ストッパー9を押圧している。また、下外筒30の上面32は試料採取口10の下方に位置しておる。
【0026】
(3) (2)の相対位置を保ったまま、掘削ロッド42及び操作棒15を下降して、採取装置40を、杭穴内を下降する(図1(a))。杭穴の底付近の充填物を採取する場合、杭穴深さが50m程度に至る場合もあり、この場合には、通常の方法により掘削ロッド42を繋ぎながら下降するが、同時に操作棒15も繋いでいく(図示していない)。
また、採取装置40の内筒1の下端部4を球面5としてあるので、杭穴内の充填物を乱すことなく下降できる。また、上外筒20の下面22が下外筒30の上面32に当接して略密着した状態となっているので、杭穴の上層等に泥土が残っている場合であっても、上外筒20の下面22が下外筒30の上面32の間に、上層の充填物が付着するおそれがない(図1(a))。
【0027】
(4) 杭穴内の試料採取位置に至ったならば、掘削ロッド42の下降を中止し、杭穴の中心、杭穴壁付近など採取位置に採取装置40の試料採取口10を位置させる。
この状態で、掘削ロッド42を保持して、操作棒15をLだけ矢示44のように上昇させる(図1(b))。操作棒15の上昇に応じて、上外筒20もLだけ矢示45のように上昇し、下外筒30は上昇しない。
この状態で、試料採取口10が露出するので、試料採取口10から充填物が内筒1内に取り込まれる(図1(b))。また、この状態で、上外筒20の下面22が中間ストッパー9に当たり、上外筒20が下降することが規制されるので、試料採取口10は確実に露出した状態を維持できる。試料採取口10は確実に露出していることは、地上で操作棒15を押し下げて、押し下げが不可ならば、上外筒20の下面22が中間ストッパー9に当たっていることが確認できる。また、前記のような目印を地上で確認することもできる。
【0028】
(5) 試料の採取が完了したならば、さらに操作棒15を矢示44のように上昇させると、連動して上外筒20も矢示45のように上昇する。また、被係止部16が係止リング35の下面に係止した以降は、操作棒15の上昇にともなって、下外筒30も矢示46のように上昇して、下外筒30が試料採取口10を塞ぐ(図1(c))。
この状態で、上外筒20の上面22は上ストッパー7に当接して上昇を規制され、下外筒30の上面32も中間ストッパー9(上外筒20の通過に伴い、上外筒20の内面による押圧を解除され突出している)に当接して、下外筒30も上昇が規制される(図1(c))。従って、この状態を保持するか、操作棒15を上昇するように加圧しておけば、試料採取口10が開放されることはない。
また、これらの一連の操作は、操作棒15を引く操作のみで完結しているので、操作棒15を押し下げる動作が不要であり確実な操作ができる(PC鋼棒の場合には、長さが50mにもなると弛むおそれもある)。
【0029】
(6) (5)の状態を維持して、掘削ロッド42及び操作棒15を地上に引き上げ、採取装置40も地上に引き上げる(図示していない)。
その後、採取装置40から採取した試料(杭穴の充填物であるセメントミルク類)を取り出して、色の目視、比重や温度の測定、固化させて圧縮強度の測定など、必要な作業をして、必要ならば、杭穴内に必要な材料を補充的に充填する。
また、その後、杭穴内に既製杭を埋設して、基礎杭を構築する(図示していない)。
【0030】
3.他の実施例
【0031】
(1) 前記実施例において、内筒1、上外筒20、下外筒30は夫々円形断面としたが、三角、四角、六角など形状は任意である。また、内筒1の外周面上に、両外筒20、30の内周面が摺れた状態で軸方向に移動でできれば、各筒1、20、30の内周面と外周面の形状は異なる形状とすることもできる(図示していない)。
【0032】
(2) また、前記実施例において、上外筒20の外面周23と下外筒30の外周面33とを面一に形成したが、少なくとも上外筒20の下面22と下外筒30の上面31との密着した部分の周辺が面一で段差が生じていない形状とすれば、上外筒20の外周面23で上面21に近い側、下外筒30の外周面33で下面32に近い側の形状は任意である(図示していない)。
【0033】
(3) また、前記実施例において、下外筒30が中間ストッパー9に当接した際、即ち、下外筒30が試料採取口10を塞いだ状態で、下外筒30の下面32に当接する第2中間ストッパー9aを設けることもできる(図1(c)鎖線図示9a)。従って、中間ストッパー9、第2中間ストッパー9aにより下外筒30は挟まれて上下動が規制され、下外筒30が試料採取口10を塞いだ状態を保持できる。
第2中間ストッパー9aは、中間ストッパー9と同様の構造で、押圧された状態で、先端が内筒1の外周面付近に位置し、押圧が解除されると先端が内筒1の外周面から突出する。従って、図1(a)、図1(b)の状態では、下外筒30の内面に押圧され、下外筒30が上昇して第2中間ストッパー9aを通過した状態で、下外筒30の下面32側に突出する。
【0034】
(4) また、前記実施例において、中間ストッパー9及び第2中間ストッパー9aは、押圧の有無で出没する構造としたが、常時突出した構造とすることもできる(図示していない)。この場合には、例えば、上外筒20に、上昇させた際に中間ストッパー9が通過できるスリット等を形成し、また下外筒30に、上昇させて際に第2中間ストッパー9aが通過できるスリット等を形成する(図示していない)。
【0035】
(5) また、前記実施例において、操作棒15を、掘削ロッド42の外側に沿わせて地上まで伸ばしたが、試料の収容庫としての内筒1の上方で操作棒15を屈曲して、操作棒15を掘削ロッド42の中空部内を通過して、地上に至らせることもできる(図示していない)。
【符号の説明】
【0036】
1 内筒
2 内筒の本体部
3 内筒の連結軸部
4 内筒の下端部
5 下端部の球面
7 下ストッパー
8 上ストッパー
9 中間ストッパー
9a 中間ストッパー
10 試料採取口
12 案内リング
15 操作棒
16 操作棒の被係止部
20 上外筒
21 上外筒の上面
22 上外筒の下面
21 上外筒の外周面
25 固定リング
30 下外筒
31 下外筒の上面
32 下外筒の下面
33 下外筒の外周面
34 係止リング(係止突起)
40 採取装置
42 掘削ロッド
44、45、46 矢示

【特許請求の範囲】
【請求項1】
密封できる内筒に試料採取口を形成し、前記内筒に、前記試料採取口を跨いで軸方向摺動自在に、高さLの上外筒と高さLの下外筒を取りつけてなり、以下のように構成したことを特徴とする杭穴充填物の採取装置。
(1) 前記上外筒の下端部の外面と、前記下外筒の下端部の外面とを、略面一に形成する。
(2) 前記内筒に沿って、操作棒を並列して、該操作棒の中間部を前記上筒の外面に固定する。
(3) 前記下外筒の外側面に、前記操作棒を挿通できる係止突起を固定し、前記操作棒の下端部に前記係止突起と係止して前記下外筒の下降を規制する被係止部を形成する。
(4) 前記操作棒を上外筒を上昇させ、かつ前記係止突起と被係止部とが係止した状態で、前記上外筒の下端と前記下外筒の上端との距離はLとなるように形成する。
(5) 前記試料採取口の前記内筒の軸方向の長さをLとし、
<L、かつL<L、かつL≦L
とした。
【請求項2】
以下のように構成したことを特徴とする請求項1記載の杭穴充填物の採取装置。
(1) 上外筒の下端と下外筒の上端を重ねた際に、上外筒が試料採取口を塞ぎ、この状態で前記下外筒の下降を規制するストッパーを、内筒に設けた。
(2) 係止突起と被係止部とを係止させて操作棒を上昇させた際に、前記下外筒が前記試料採取口を塞ぎ、この状態で、前記上外筒及び/又は下外筒の上昇を規制するストッパーを、前記内筒に設けた。
【請求項3】
密封できる内筒に試料採取口を形成し、前記内筒に、前記試料採取口を跨いで軸方向摺動自在に、上外筒と下外筒とを取りつけてなる採取装置を使用して、以下のようにして、杭穴から充填物を採取することを特徴とする杭穴充填物の試料採取方法。
(1) 前記上外筒の下端と前記下外筒の上端とを略密着して、かつ前記上外筒の下端部の外面と、前記下外筒の上端部の外面とを略面一とする。この状態で、前記上外筒で、前記試料採取口を塞ぎ、この状態の採取装置を地上から杭穴内を下降させる。
(2) 続いて、試料採取位置で前記内筒を保持して、前記上外筒を上昇させて、試料採取口を開放して、杭穴充填物を前記内筒内に取り入れる。
(3) 試料採取が完了したならば、前記下外筒を上昇させて前記試料採取口を塞ぎ、この状態を維持して、前記採取装置を前記地上に引き上げる。

【図1】
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