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公開番号2024152262
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-25
出願番号2023066342
出願日2023-04-14
発明の名称土質試料サンプラーと土質試料サンプリング方法
出願人大成建設株式会社,三信建設工業株式会社,株式会社トーメック,株式会社メガダイン
代理人個人,個人
主分類E21B 25/10 20060101AFI20241018BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】ボーリングロッドの前方に取り付けられている外管と地盤との間の摩擦を効果的に低減しながら、効率的にボーリング孔を削孔して土質試料をサンプリングすることのできる、土質試料サンプラーと土質試料サンプリング方法を提供する。
【解決手段】土質試料サンプラー60は、ボーリングロッド10と、ボーリングロッド10に直接的もしくは間接的に装着されるスイベルヘッド50と、スイベルヘッド50に装着されて先端31に削孔体34を備えている外管30と、外管30に内装されて削孔体34にて削孔された土質試料SAを取り込む内管40とを有し、外管30の外周面33のうち、少なくとも地盤Gと接する領域には、複数のディンプル35が設けられている。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
土質試料を採取する土質試料サンプラーであって、
ボーリングマシンに一部が装着される、ボーリングロッドと、
前記ボーリングロッドに直接的もしくは間接的に装着される、スイベルヘッドと、
前記スイベルヘッドに装着されて、先端に削孔体を備えている、外管と、
前記外管に内装され、前記削孔体にて削孔された前記土質試料を取り込む、内管とを有し、
前記ボーリングロッドと、前記スイベルヘッドと、前記外管は、一体に回転自在に接続され、
前記内管には、前記スイベルヘッドに設けられているスライド孔に挿通される、スライド棒が設けられ、該スイベルヘッドと前記外管の回転力が伝達されない状態で該スイベルヘッドに対して該内管が装着されており、
前記外管の外周面のうち、少なくとも地盤と接する領域には、複数のディンプルが設けられていることを特徴とする、土質試料サンプラー。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記ディンプルにある空洞によって地盤との間の摩擦を低減する、もしくは、該ディンプルに収容されている潤滑材からの滲み出しによって地盤との間の摩擦を低減することを特徴とする、請求項１に記載の土質試料サンプラー。
【請求項３】
前記外管の外周面にはさらに、スパイラル状の羽根が設けられており、該羽根の表面にも前記ディンプルが設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の土質試料サンプラー。
【請求項４】
前記ディンプルは、湾曲状に陥没した微小の凹みであって、入口径がφ５μｍ乃至φ１００μｍの範囲にあり、深さが０．５μｍ乃至３０μｍの範囲にあることを特徴とする、請求項１に又は２記載の土質試料サンプラー。
【請求項５】
前記ボーリングロッドに逆止弁が装着され、該逆止弁に前記外管が装着されており、
前記ボーリングロッドと、前記スイベルヘッドと、前記外管に加えて、前記逆止弁が一体に回転自在に接続されており、
前記内管には、前記スイベルヘッドに設けられているスライド孔に挿通される、スライド棒が設けられ、該スイベルヘッドと前記外管の回転力が伝達されない状態で該スイベルヘッドに対して該内管が装着されており、
前記逆止弁は、
地盤から、前記外管と前記内管の間の隙間を介して流通する地下水の水圧のみが作用している際は閉じ、
前記ボーリングロッドの内部を流通する削孔水の水圧が前記地下水の水圧を超えた際に開いて、該削孔水を前記外管と前記内管の間の隙間を介して地盤に供給することを特徴とする、請求項１又は２に記載の土質試料サンプラー。
【請求項６】
土質試料を採取する、土質試料サンプリング方法であって、
ボーリングロッドと、スイベルヘッドと、先端に削孔体を備えている外管と、該外管に内装されて、該削孔体にて削孔された土質試料を取り込む内管とを備え、該ボーリングロッドと該スイベルヘッドと該外管は、一体に回転自在に相互に接続され、該外管の外周面のうち、少なくとも地盤と接する領域には、複数のディンプルが設けられている、土質試料サンプラーを使用し、
ボーリングマシンの駆動により、前記ボーリングロッドと前記外管を回転させ、該外管の外周面に設けられている前記複数のディンプルによって周辺地山との摩擦を低減しながら、前記削孔体により地盤を削孔し、削孔の過程で前記土質試料を前記内管の内部に採取することを特徴とする、土質試料サンプリング方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、土質試料サンプラーと土質試料サンプリング方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
地下水位以深における地盤から、土質調査に供される土質試料（地山のコア）や、既に施工済みの地盤改良土の品質を確認するための土質試料（地盤改良土のコア）等をサンプリングする（採取する）場合がある。
この土質試料のサンプリング方法は、ボーリングロッドに対して直接的もしくは間接的にスイベルヘッドを装着し、先端に削孔体を備えている外管をスイベルヘッドに装着し、削孔体にて削孔された土質試料を取り込む内管を外管に内装し、ボーリングロッドの後方にボーリングマシンを設置し、さらにボーリングロッド内へ削孔水を供給するためのスイベルを設置する。そして、ボーリングマシンを駆動してボーリング孔を施工する過程で、内管の内部に土質試料を取り込むことにより、土質試料がサンプリングされる。
【０００３】
この外管を地盤内へ圧入する際に、地盤と外管との間の摩擦（動摩擦）により、外管のスムーズな圧入が阻害され、ボーリング孔の削孔効率が低下するといった課題がある。
このことから、外管を地盤内へ圧入してボーリング孔を削孔し、ボーリング孔の削孔の過程で土質試料をサンプリングするに当たり、地盤と外管との間の摩擦を効果的に低減できる土質試料サンプラーと、この土質試料サンプラーによる土質試料サンプリング方法が望まれる。
【０００４】
ここで、特許文献１には、削孔注入管工法が提案されている。この削孔注入管工法は、地盤改良工事の薬液注入工法に使用される、二重管ダブルパッカー注入管機能を有するスパイラル注入管に、鋼線やプラスチック線材が螺旋状に巻き付けられ、注入管の外周の線材間にゴム製の帯状シール膜材が取付けられ、この帯状シール膜材が、削孔回転中に掘削土粒子に直接接触しないように構成されている、注入管を使用した地盤改良工法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００４－３１６３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の削孔注入管工法によれば、スパイラル注入管に設けられている、螺旋状の鋼線やプラスチック線材により、地盤との摩擦を低減することができるとしている。すなわち、螺旋状の突起を地盤との摩擦低減手段とするものであるが、上記する外管の周囲に螺旋状の突起を取り付けて該外管を回転させた際に、地盤との間の摩擦低減効果が奏されるか否かは不明である。
【０００７】
本発明は、ボーリングロッドの前方に取り付けられている外管と地盤との間の摩擦を効果的に低減しながら、効率的にボーリング孔を削孔して土質試料をサンプリングすることのできる、土質試料サンプラーと土質試料サンプリング方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成すべく、本発明による土質試料サンプラーの一態様は、
土質試料を採取する土質試料サンプラーであって、
ボーリングマシンに一部が装着される、ボーリングロッドと、
前記ボーリングロッドに直接的もしくは間接的に装着される、スイベルヘッドと、
前記スイベルヘッドに装着されて、先端に削孔体を備えている、外管と、
前記外管に内装され、前記削孔体にて削孔された前記土質試料を取り込む、内管とを有し、
前記ボーリングロッドと、前記スイベルヘッドと、前記外管は、一体に回転自在に接続され、
前記内管には、前記スイベルヘッドに設けられているスライド孔に挿通される、スライド棒が設けられ、該スイベルヘッドと前記外管の回転力が伝達されない状態で該スイベルヘッドに対して該内管が装着されており、
前記外管の外周面のうち、少なくとも地盤と接する領域には、複数のディンプルが設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本態様によれば、先端に削孔体を備えている外管の外周面のうち、少なくとも地盤と接する領域に複数のディンプルが設けられていることにより、複数のディンプルにある空洞によって地盤との間の摩擦を効果的に低減することができる。また、外管に対して螺旋状の突起を設ける場合と比べて、加工性が向上する。さらに、削孔体にて削孔された土質試料を取り込む内管がスライド棒を備え、スライド棒がスイベルヘッドに設けられているスライド孔に挿通され、スイベルヘッドと外管の回転力が伝達されない状態でスイベルヘッドに対して内管が装着されていることにより、回転しない内管にて乱れのない土質試料をサンプリングすることができる。
【００１０】
ここで、「ディンプル」とは、例えば、大きさがマイクロオーダーの微小（マイクロ）ディンプル等である。例えば鋼製の外管の外周にこのような微小のディンプルを加工するディンプル加工方法としては、ショットブラスト加工、ＷＰＣ（Wide Peening and cleaning登録商標）加工、エッチング加工、及び放電加工などを挙げることができる。
また、スイベルヘッドが「ボーリングロッドに直接的もしくは間接的に装着される」とは、スイベルヘッドがボーリングロッドに直接装着される形態と、スイベルヘッドが例えば逆止弁等の他部材を介してボーリングロッドに間接的に装着される形態の双方を含んでいる。さらに、複数のディンプルが設けられている「外管の外周面のうち、少なくとも地盤と接する領域」に関し、外管の外周面の全域が地盤と接する場合は、当該全域に多数のディンプルが設けられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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