JP2018084049A - Sampling method and sampling device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sampling method capable of performing sampling with respect to soil property in a wide range from soft soil property to hard soil property with little disturbance in soil property, which can be applied even to a large depth or a large water depth.SOLUTION: A sampling method includes collecting a soil sample from the ground by advancing a sampling tube 3 from an outer tube 2 into which the sampling tube 3 is inserted in a state that the outer tube 2 is connected to a boring rod 9. A cylinder chamber 7 in a closed room state is provided between the outer tube 2 and the sampling tube 3. An explosive 8 is exploded in the cylinder chamber 7, and the sampling tube 3 is advanced by a gas pressure generated through explosion.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、地盤調査のための地盤サンプルを採取するサンプリング方法及びサンプリング装置に関する。   The present invention relates to a sampling method and a sampling apparatus for collecting a ground sample for ground investigation.

建築構造物や土木構造物の施工に先立って施工場所の地盤から土サンプルを採取する必要があり、このためのサンプリングが行われる。このサンプリングにおいて、地盤が粘性土等の軟弱な土質の場合、ボーリング孔の孔底からサンプリングチューブを静的に圧入する水圧式サンプリング装置（水圧式サンプラー）が従来より使用されている。   Prior to the construction of a building structure or a civil engineering structure, it is necessary to collect a soil sample from the ground at the construction site, and sampling is performed for this purpose. In this sampling, when the ground is soft soil such as viscous soil, a hydraulic sampling device (hydraulic sampler) that statically presses a sampling tube from the bottom of a borehole has been used.

水圧式サンプラーは、例えば、特許文献１に開示されるように、掘削のためのボーリングロッドに連結されるサンプラーヘッドにアウターチューブを取り付け、このアウターチューブ内にサンプリングチューブを設けた構造となっている。サンプリングチューブの上端部には加圧用ピストンが取り付けられており、この加圧用ピストンとサンプラーヘッドとの間を水圧室としている。そして、水圧室に水を圧入することにより水圧を加えて加圧用ピストンを押し下げ、これによりサンプリングチューブを地盤に押し込み、サンプリングチューブ内に土を採取している。   For example, as disclosed in Patent Document 1, the hydraulic sampler has a structure in which an outer tube is attached to a sampler head connected to a boring rod for excavation, and a sampling tube is provided in the outer tube. . A pressurizing piston is attached to the upper end of the sampling tube, and a space between the pressurizing piston and the sampler head is a hydraulic chamber. Then, water is pressed into the water pressure chamber to apply water pressure to push down the pressurizing piston, thereby pushing the sampling tube into the ground and collecting soil in the sampling tube.

特開２０１２−１２２２３９号公報JP 2012-122239 A

しかしながら、水圧式サンプラーは軟弱な粘性土や緩い砂質土に対してのサンプリングには適用できるが、硬質な土質に対しては圧力に限界があるため適用が難しい問題がある。一方、硬質な土質に対してはサンプリングチューブの回転圧入によってサンプリングが行われる。しかしながら、この回転圧入では、土質に乱れが生じ易く、サンプリングした土資料の品質が低下する問題がある。さらに、水圧式サンプラーでは、作用可能な水圧の伝達に限界があり、５００ｍ以上の大深度や大水深でのサンプリングが難しい問題がある。   However, the hydraulic sampler can be applied to sampling on soft viscous soils and loose sandy soils, but there is a problem that it is difficult to apply to hard soils due to limited pressure. On the other hand, for hard soil, sampling is performed by rotational press-fitting of a sampling tube. However, in this rotary press-fitting, there is a problem that the soil quality is likely to be disturbed and the quality of the sampled soil material is deteriorated. Furthermore, the hydraulic sampler has a limit in the transmission of water pressure that can be actuated, and there is a problem that it is difficult to sample at a depth of 500 m or more or at a large depth.

本発明は、以上の問題点を考慮してなされたものであり、軟質な土質から硬質な土質までの広範囲の土質に対してサンプリングが可能であり、しかも土質の乱れの少ないサンプリングができ、大深度や大水深にも適用することが可能なサンプリング方法及びサンプリング装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems. Sampling is possible for a wide range of soils from soft soils to hard soils, and sampling with little soil disturbance is possible. It aims at providing the sampling method and sampling device which can be applied also to the depth and the deep water depth.

本発明のサンプリング方法は、サンプリングチューブが挿入されたアウターチューブをボーリングロッドに連結した状態で前記サンプリングチューブをアウターチューブから進出させて地盤から土サンプルを採取するサンプリング方法であって、前記アウターチューブとサンプリングチューブとの間に密室状態のシリンダ室を設け、前記シリンダ室内で爆薬を爆発させ、爆発によって生じたガス圧力によって前記サンプリングチューブを進出させることを特徴とする。   The sampling method of the present invention is a sampling method for collecting a soil sample from the ground by advancing the sampling tube from the outer tube in a state where the outer tube into which the sampling tube is inserted is connected to a boring rod, A closed cylinder chamber is provided between the sampling tube, the explosive is exploded in the cylinder chamber, and the sampling tube is advanced by the gas pressure generated by the explosion.

この場合、前記爆薬の爆発は遠隔操作又は時限発火の制御によって行う。   In this case, the explosion of the explosive is performed by remote control or timed ignition control.

本発明のサンプリング装置は、ボーリングロッドに連結可能なヘッド部が一端部に設けられたアウターチューブと、前記アウターチューブ内に進出可能に挿入されたサンプリングチューブと、前記サンプリングチューブと前記ヘッド部との間に設けられ、前記サンプリングチューブを進出方向に加圧する加圧ピストン部と、前記ヘッド部及び前記加圧用ピストン部との間に設けられた密室状態のシリンダ室と、前記シリンダ室内に配置された爆薬とを備え、前記アウターチューブを前記ヘッド部を介して前記ボーリングロッドに連結した状態で、前記爆薬を遠隔操作又は時限発火の制御によって前記シリンダ室内で爆発させ、爆発によるガス圧力によって前記加圧用ピストン部を加圧することにより前記サンプリングチューブを前記アウターチューブから進出させて地盤から土サンプルを採取することを特徴とする。   The sampling device of the present invention includes an outer tube having a head portion connectable to a boring rod at one end, a sampling tube inserted so as to be able to advance into the outer tube, and the sampling tube and the head portion. A pressure piston part that pressurizes the sampling tube in the advancing direction; a cylinder chamber in a closed chamber that is provided between the head part and the pressure piston part; and a cylinder chamber disposed between the head part and the pressure piston part. Explosives, with the outer tube connected to the boring rod via the head part, exploding the explosives in the cylinder chamber by remote control or timed ignition control, and for the pressurization by gas pressure due to the explosion The sampling tube is moved to the outer by pressurizing the piston part. It is advanced from the cube and collecting a soil sample from the ground to.

この場合、前記ガス圧力を解放して前記サンプリングチューブの進出を停止させるガス抜き孔が前記アウターチューブに形成される。   In this case, a gas vent hole for releasing the gas pressure and stopping the advancement of the sampling tube is formed in the outer tube.

又、一端部が前記ヘッド部に固定された状態で前記加圧ピストン部を貫通して前記アウターチューブの内部を軸方向に延びるピストンロッドと、前記ピストンロッドと前記サンプリングチューブとの間に設けられ、前記ボーリングロッドに作用する引き上げ力によってサンプリングロッドをピストンロッドに結合させてサンプリングチューブの落下を防止するロッキング装置とをさらに有している。   A piston rod extending through the pressure tube and extending axially in the outer tube with one end fixed to the head; and provided between the piston rod and the sampling tube. And a locking device for preventing the sampling tube from dropping by coupling the sampling rod to the piston rod by a pulling force acting on the boring rod.

本発明によれば、アウターチューブとサンプリングチューブとの間に設けたシリンダ室内に爆薬を設け、爆薬の爆発によってガス圧力を発生させ、このガス圧力によりサンプリングチューブを進出させてサンプリングを行うため、サンプリングチューブを瞬間的に進出させることができ、乱れの少ない高品質の土サンプルを採取することができる。又、サンプリングチューブに大きな進出力を作用させることができるため、硬質土質、軟質土質に限らず広範囲の地盤に対するサンプリングを行うことができる。さらに、大きなガス圧力によるサンプリングを行うため、大深度や大水深でのサンプリングを容易に行うことができる。   According to the present invention, the explosive is provided in the cylinder chamber provided between the outer tube and the sampling tube, the gas pressure is generated by the explosion of the explosive, and the sampling tube is advanced by this gas pressure to perform sampling. The tube can be advanced instantaneously, and a high-quality soil sample with little disturbance can be collected. In addition, since a large advancement force can be applied to the sampling tube, it is possible to perform sampling on a wide range of ground, not limited to hard soil and soft soil. Furthermore, since sampling is performed with a large gas pressure, sampling at a large depth or a large water depth can be easily performed.

本発明のサンプリング装置の一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the sampling device of this invention. 本発明のサンプリング方法における爆発前の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state before the explosion in the sampling method of this invention. サンプリング方法における爆発時の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state at the time of the explosion in a sampling method. サンプリング方法におけるサンプリング状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the sampling state in the sampling method.

以下、本発明を図示する実施形態により具体的に説明する。図１は、サンプリング装置１の一実施形態の全体構造の断面図、図２〜図４は、地盤に対して土サンプリングを行う手順を示す断面図である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is a cross-sectional view of the overall structure of one embodiment of the sampling apparatus 1, and FIGS. 2 to 4 are cross-sectional views showing a procedure for performing soil sampling on the ground.

図１に示すように、この実施形態のサンプリング装置１は、アウターチューブ２と、サンプリングチューブ３と、加圧用ピストン部４と、ピストンロッド５と、ロッキング装置６とを備えている。   As shown in FIG. 1, the sampling device 1 of this embodiment includes an outer tube 2, a sampling tube 3, a pressurizing piston portion 4, a piston rod 5, and a locking device 6.

アウターチューブ２は軸方向に延びる筒状に形成されており、その一端部（上端部）にヘッド部１０が設けられている。ヘッド部１０はアウターチューブ２の上端部に螺合することによりアウターチューブ２と一体となっている。ヘッド部１０はアウターチューブ２（サンプリング装置１）の上端部を塞ぐブロック状に形成されている。このようにヘッド部１０がアウターチューブ２の上端部を塞ぐことにより、後述する爆薬８の爆発によって発生する爆発エネルギー（ガス圧力）がアウターチューブ２の上方に逃げることを防止することができる。
かかるヘッド部１０は地盤を掘削するボーリングロッド９の下端部に連結される。ボーリングロッド９とヘッド部１０との連結は、これらの対応部位に形成した雌雄のねじを螺合させることによりなされる。 The outer tube 2 is formed in a cylindrical shape extending in the axial direction, and a head portion 10 is provided at one end (upper end) thereof. The head portion 10 is integrated with the outer tube 2 by being screwed to the upper end portion of the outer tube 2. The head portion 10 is formed in a block shape that closes the upper end portion of the outer tube 2 (sampling device 1). As described above, the head portion 10 blocks the upper end portion of the outer tube 2, thereby preventing the explosion energy (gas pressure) generated by the explosion of the explosive 8 described later from escaping above the outer tube 2.
The head portion 10 is connected to the lower end portion of a boring rod 9 for excavating the ground. The boring rod 9 and the head portion 10 are connected by screwing male and female screws formed in these corresponding portions.

アウターチューブ２には、ガス抜き孔２３が形成される。ガス抜き孔２３はアウターチューブ２の下側部分に開口しており、この位置で爆薬８の爆発によって発生したガスを外部に放出する。すなわち後述するように、爆薬８の爆発によりガス圧力がアウターチューブ２内に発生してサンプリングチューブ３が下動するが、この下動によってサンプリングチューブ３がガス抜き孔２３を通過すると、アウターチューブ２内のガスがガス抜き孔２３から排出される。これにより爆発によって生じたガス圧力が解放され、サンプリングチューブ３の進出を停止させることができる。このようなガス抜き孔２３を形成することにより、必要とする土サンプルの長さに合うようにサンプリングチューブ３の進出量を設定することができる。   A gas vent hole 23 is formed in the outer tube 2. The gas vent hole 23 is opened in the lower part of the outer tube 2, and the gas generated by the explosion of the explosive 8 is released to the outside at this position. That is, as will be described later, gas pressure is generated in the outer tube 2 due to the explosion of the explosive 8 and the sampling tube 3 moves downward. When the sampling tube 3 passes through the gas vent hole 23 by this downward movement, the outer tube 2 The gas inside is discharged from the vent hole 23. As a result, the gas pressure generated by the explosion is released, and the advancement of the sampling tube 3 can be stopped. By forming such a vent hole 23, the advancement amount of the sampling tube 3 can be set so as to match the required length of the soil sample.

サンプリングチューブ３は地盤から土サンプルを採取するものであり、アウターチューブ２と同様に軸方向に延びる筒状に形成されている。サンプリングチューブ３はアウターチューブ２内に挿入され、この挿入状態でアウターチューブ２内を軸方向に移動することができる。これによりサンプリングチューブ３がアウターチューブ２から進出して地盤に食い込み、地盤から土サンプルを採取する。地盤への食い込みを円滑且つ迅速に行うため、サンプリングチューブ３の先端（下端）に刃先が形成されていることが良好である。   The sampling tube 3 collects a soil sample from the ground, and is formed in a cylindrical shape extending in the axial direction like the outer tube 2. The sampling tube 3 is inserted into the outer tube 2, and can be moved in the axial direction in the outer tube 2 in this inserted state. Thereby, the sampling tube 3 advances from the outer tube 2 and bites into the ground, and a soil sample is collected from the ground. In order to smoothly and quickly bite into the ground, it is preferable that the cutting edge is formed at the tip (lower end) of the sampling tube 3.

サンプリングチューブ３の上端部には、サンプリングヘッド部１１が設けられている。サンプリングヘッド部１１は下方に向かって筒状に延びた脚部１２を有しており、この筒状の脚部１２がサンプリングチューブ３の上端部に嵌合する。そして嵌合部位に取付ビス１３をねじ込むことによりサンプリングチューブ３とサンプリングヘッド部１１とが着脱可能に連結される。かかるサンプリングヘッド部１１には、水抜き孔１４が形成されている。水抜き孔１４は土サンプリング時に生じた水をサンプリングチューブ３の系外に排出するためのものであり、必要がない場合には省略することができる。   A sampling head portion 11 is provided at the upper end portion of the sampling tube 3. The sampling head part 11 has a leg part 12 extending in a cylindrical shape downward, and the cylindrical leg part 12 is fitted to the upper end part of the sampling tube 3. And the sampling tube 3 and the sampling head part 11 are connected so that attachment or detachment is possible by screwing the attachment screw 13 in a fitting site | part. In the sampling head portion 11, a drain hole 14 is formed. The drain hole 14 is for discharging the water generated at the time of soil sampling out of the system of the sampling tube 3, and can be omitted when it is not necessary.

加圧用ピストン部４は、アウターチューブ２のヘッド部１０とサンプリングチューブ３のサンプリングヘッド部１１との間に配置されている。加圧用ピストン部４はアウターチューブ２の内面に接する程度の外径を有した有底筒状に形成されており、後述するピストンロッド５に沿って下動することによりサンプリングヘッド部１１を押圧してサンプリングチューブ３を進出方向に加圧する。これによりサンプリングチューブ３がアウターチューブ２から下方に進出する。
なお、符号１７はサンプリングチューブ３の進出量を調整するため、ピストンロッド５に位置調整可能に螺合して加圧用ピストン部４の位置を変更するアジャスターである。 The pressurizing piston portion 4 is disposed between the head portion 10 of the outer tube 2 and the sampling head portion 11 of the sampling tube 3. The pressurizing piston portion 4 is formed in a bottomed cylindrical shape having an outer diameter that is in contact with the inner surface of the outer tube 2, and presses the sampling head portion 11 by moving downward along a piston rod 5 described later. The sampling tube 3 is pressurized in the advance direction. As a result, the sampling tube 3 advances downward from the outer tube 2.
Reference numeral 17 denotes an adjuster for changing the position of the pressurizing piston portion 4 by screwing the piston tube 5 so that the position of the sampling tube 3 can be adjusted.

ピストンロッド５は一端部（上端部）がアウターチューブ２のヘッド部１０に螺合するように差し込まれることによりヘッド部１０に固定される。ピストンロッド５はこの固定状態で垂下することによりアウターチューブ２及びサンプリングチューブ３の内部を軸方向に沿って延びている。ピストンロッド５は加圧用ピストン部４が下動する際のガイドとなるものであり、加圧用ピストン部４はピストンロッド５を摺動しながら下方向に移動する。かかる加圧用ピストン部４の移動時における気密性を確保するため、加圧用ピストン部４とピストンロッド５との間及び加圧用ピストン部４とアウターチューブ２との間にはシールリング１８が配置されている。   The piston rod 5 is fixed to the head portion 10 by being inserted so that one end portion (upper end portion) is screwed into the head portion 10 of the outer tube 2. The piston rod 5 extends in the axial direction inside the outer tube 2 and the sampling tube 3 by hanging down in this fixed state. The piston rod 5 serves as a guide when the pressurizing piston portion 4 moves downward, and the pressurizing piston portion 4 moves downward while sliding the piston rod 5. In order to ensure airtightness when the pressurizing piston portion 4 is moved, seal rings 18 are arranged between the pressurizing piston portion 4 and the piston rod 5 and between the pressurizing piston portion 4 and the outer tube 2. ing.

ピストンロッド５の延びた他端部（下端部）には、固定ピストン部１５が螺合により取り付けられている。固定ピストン部１５の外径はサンプリングチューブ３の内径に合わせて形成されており、固定ピストン部１５の外面がサンプリングチューブ３の内面に接触した状態となっている。このような固定ピストン部１５はサンプリングチューブ３が円滑に進出するようにガイドする。なお、固定ピストン部１５には、通気孔１６が形成されて、サンプリング後のサンプリング装置１の解体時の圧力逃げが可能となっている。 A fixed piston portion 15 is attached to the other end portion (lower end portion) of the piston rod 5 by screwing. The outer diameter of the fixed piston portion 15 is formed in accordance with the inner diameter of the sampling tube 3, and the outer surface of the fixed piston portion 15 is in contact with the inner surface of the sampling tube 3. Such a fixed piston portion 15 guides the sampling tube 3 to advance smoothly. The fixed piston portion 15 is formed with a vent hole 16 so that pressure can be released when the sampling device 1 is disassembled after sampling.

ロッキング装置６は土サンプルのサンプリングの後におけるサンプリング装置１全体の引き上げ時にサンプリングチューブ３の落下を防止するものである。このため、ロッキング装置６は、ピストンロッド５に接触するクランプボール１９を内部に有したコーンクランプ２０と、コーンクランプ２０を下方から弾性的に支持するばね２１とを有している。コーンクランプ２０は加圧用ピストン部４とサンプリングヘッド部１１との間に掛け渡されるように設けられている。このコーンクランプ２０の内面には、クランプボール１９が接触するテーパ面が形成されている。
サンプリング装置１全体の引き上げによりボーリングロッド９に引き上げ力が作用してピストンロッド５が上動するとクランプボール１９がコーンクランプ２０を広げるため、コーンクランプ２０を介してサンプリングチューブ３のサンプリングヘッド部１１がピストンロッド５に結合する。これによりサンプリングチューブ３がピストンロッド５、すなわちボーリングロッド９と共に引き上げられるため、引き上げ時におけるサンプリングチューブ３の落下を防止することができる。 The locking device 6 prevents the sampling tube 3 from falling when the entire sampling device 1 is pulled up after sampling the soil sample. For this reason, the locking device 6 has a cone clamp 20 having a clamp ball 19 in contact with the piston rod 5 inside, and a spring 21 that elastically supports the cone clamp 20 from below. The cone clamp 20 is provided between the pressurizing piston portion 4 and the sampling head portion 11. A tapered surface with which the clamp ball 19 contacts is formed on the inner surface of the cone clamp 20.
When the lifting force is applied to the boring rod 9 by lifting the entire sampling device 1 and the piston rod 5 moves upward, the clamp ball 19 spreads the cone clamp 20, so that the sampling head portion 11 of the sampling tube 3 is moved via the cone clamp 20. Connected to the piston rod 5. Thereby, since the sampling tube 3 is pulled up together with the piston rod 5, that is, the boring rod 9, it is possible to prevent the sampling tube 3 from being dropped when being pulled up.

以上の構造において、ヘッド部１０と加圧用ピストン部４とに仕切られた空間がシリンダ室７となるものである。ここでシリンダ室７上部のヘッド部１０はアウターチューブ２の上端部を塞いでいる。又、シリンダ室７下部の加圧用ピストン部４はシールリング１８を有していることにより、アウターチューブ２との間及びピストンロッド５との間を塞いでいる。従って、ヘッド部１０と加圧用ピストン部４との間のシリンダ室７は密室状態となる。シリンダ室７が密室状態となることにより、爆薬８の爆発によって発生したガスがシリンダ室７内から外部に出ることはない。   In the above structure, the space partitioned by the head portion 10 and the pressurizing piston portion 4 is the cylinder chamber 7. Here, the head 10 at the top of the cylinder chamber 7 closes the upper end of the outer tube 2. Further, the pressurizing piston portion 4 at the lower part of the cylinder chamber 7 has a seal ring 18, thereby closing the space between the outer tube 2 and the piston rod 5. Therefore, the cylinder chamber 7 between the head portion 10 and the pressurizing piston portion 4 is in a closed chamber state. Since the cylinder chamber 7 is in a closed chamber state, the gas generated by the explosion of the explosive 8 does not exit from the cylinder chamber 7 to the outside.

爆薬８はシリンダ室７の内部に配置される。図示例において、爆薬８はヘッド部１０の下面に粘着剤等を介して貼り付けられる。爆薬８はシリンダ室７の内部であれば、適宜の位置にセットすることができ、例えば加圧用ピストン部４の上、アウターチューブ２のシリンダ室７に対応した内面であっても良い。   The explosive 8 is disposed inside the cylinder chamber 7. In the illustrated example, the explosive 8 is attached to the lower surface of the head portion 10 via an adhesive or the like. The explosive 8 can be set at an appropriate position as long as it is inside the cylinder chamber 7. For example, the explosive 8 may be an inner surface corresponding to the cylinder chamber 7 of the outer tube 2 on the pressurizing piston portion 4.

爆薬８は爆発して爆発力を発生させることにより、シリンダ室７内に高圧のガス圧力を生じさせるために用いられる。爆薬８としては、例えば指向性爆薬、***、その他を選択することができる。これらの爆薬８は遠隔操作又は時限発火によって爆発が制御される。
遠隔操作による制御としては、（１）信号受信によって放電等して発火する受信機を備えた爆薬８を用い、外部の送信機から受信機に信号を送信して爆発させる形態、（２）爆薬８に電線を接続し、この電線をサンプリング装置１の外部に引き出し、電線を通じて爆薬８を爆発させる形態、（３）爆薬８に導火線を接続し、導火線を介して爆薬８を爆発させる形態等を選択することができる。
時限発火による制御としては、電子タイマーを備えた起爆薬を爆弾８に組み込み、電子タイマーにより爆発時刻を設定する形態を選択することができる。 The explosive 8 is used to generate a high gas pressure in the cylinder chamber 7 by exploding and generating an explosive force. As the explosive 8, for example, a directional explosive, a detonator, or the like can be selected. Explosions of these explosives 8 are controlled by remote control or timed ignition.
As remote control, (1) an explosive 8 equipped with a receiver that is ignited by discharge or the like by receiving a signal, a signal is transmitted from an external transmitter to the receiver for explosion, and (2) an explosive. 8 is connected to an electric wire, and the electric wire is pulled out of the sampling device 1 to explode the explosive 8 through the electric wire. (3) A form in which a lead wire is connected to the explosive 8 and the explosive 8 is exploded through the lead wire. You can choose.
As control by timed ignition, a form in which an explosive with an electronic timer is incorporated in the bomb 8 and the explosion time is set by the electronic timer can be selected.

遠隔操作、時限発火のいずれであっても、爆薬８の爆発によって高圧のガス圧力を発生させてサンプリングチューブ３を瞬間的に地盤に押し込む作動及び安全性確保を条件として設定および選択される。
なお、蒸気圧破砕薬の爆発によって高圧のガス圧力を発生させるものも本発明の爆薬８に含むものである。
以上の爆薬８に対し、爆薬８周囲のアウターチューブ２、ヘッド部１０、加圧用ピストン部４としては、爆発による衝撃に耐え得る強度を有するように材質、厚さ、大きさ等が設定される。 In either case of remote operation or timed ignition, it is set and selected on the condition that the high-pressure gas pressure is generated by the explosion of the explosive 8 and the sampling tube 3 is instantaneously pushed into the ground and safety is ensured.
In addition, the explosive 8 of the present invention includes those that generate a high gas pressure by the explosion of the vapor pressure crushing chemical.
With respect to the above explosive 8, the outer tube 2, the head portion 10, and the pressurizing piston portion 4 around the explosive 8 are set with materials, thicknesses, sizes, and the like so as to have a strength that can withstand an impact caused by an explosion. .

次に、以上のサンプリング装置１を用いて地盤から土サンプルを採取する手順を図２〜図４により説明する。   Next, a procedure for collecting a soil sample from the ground using the above sampling apparatus 1 will be described with reference to FIGS.

まずボーリングマシン（図示省略）によりボーリングロッド９を駆動して地盤２５に対しボーリング孔２６を掘削する。その後、図２に示すように、組み立てたサンプリング装置１のヘッド部１０を最下部のボーリングロッド９に連結し、ボーリングロッドを継ぎ足しながらサンプリング装置１をボーリング孔２６の孔底２７まで下ろし、孔底２７に荷重が加わらないようにサンプリング装置１を停止させる。   First, the boring rod 9 is driven by a boring machine (not shown) to excavate the boring hole 26 in the ground 25. After that, as shown in FIG. 2, the head portion 10 of the assembled sampling device 1 is connected to the lowermost boring rod 9, and the sampling device 1 is lowered to the hole bottom 27 of the boring hole 26 while adding the boring rod. Sampling device 1 is stopped so that no load is applied to 27.

図３は、図２に続いてシリンダ室７内に配置した爆薬８を爆発させた状態を示す。爆薬８の爆発によって衝撃波が発生し、シリンダ室７内に高圧のガス圧力２８が発生する。そして発生したガス圧力２８によって加圧用ピストン部４が瞬時に押し下げられる。このとき、ガス圧力２８はシリンダ室７上部のヘッド部１０を押し上げるようにも作用するが、継ぎ足した複数のボーリングロッド９による重力がかかっているため、ガス圧力２８に対する反力を有しており、ヘッド部１０は定位置で止まって押し上げられることはない。従ってサンプリング装置１がボーリング孔２６内の定位置で止まった状態となることができる。
加圧用ピストン部４が押し下げられることによりサンプリングチューブ３も瞬時に押し下げられるため、アウターチューブ２から瞬間的に進出し、孔底２７から地盤２５内に押し込まれる。この押し込みによって地盤２５の土をサンプリングチューブ３内に取り込むことができる。 FIG. 3 shows a state in which the explosive 8 arranged in the cylinder chamber 7 is exploded following FIG. A shock wave is generated by the explosion of the explosive 8, and a high gas pressure 28 is generated in the cylinder chamber 7. The pressurizing piston portion 4 is instantaneously pushed down by the generated gas pressure 28. At this time, the gas pressure 28 also acts to push up the head portion 10 at the upper part of the cylinder chamber 7, but has a reaction force against the gas pressure 28 because gravity is applied by the plurality of bored rods 9 that have been added. The head portion 10 does not stop at a fixed position and is not pushed up. Accordingly, the sampling device 1 can be stopped at a fixed position in the borehole 26.
Since the sampling tube 3 is also pushed down instantaneously when the pressurizing piston portion 4 is pushed down, the sampling tube 3 advances instantaneously from the outer tube 2 and is pushed into the ground 25 from the hole bottom 27. The soil of the ground 25 can be taken into the sampling tube 3 by this pushing.

図４は、サンプリングチューブ３がアウターチューブ２内から進出した後の状態を示す。サンプリングチューブ３の進出に伴って加圧用ピストン部４がアウターチューブ２のガス抜き孔２３を通過すると、アウターチューブ２内のガスがガス抜き孔２３から外部に放出される。このため、ガス圧力２８が解放されてサンプリングチューブ３の進出が停止する。このときには、サンプリングチューブ３内に地盤２５の土が入り込んでおり、サンプリングチューブ３内に土サンプル２９を採取することができる。   FIG. 4 shows a state after the sampling tube 3 has advanced from the outer tube 2. When the pressurizing piston portion 4 passes through the gas vent hole 23 of the outer tube 2 as the sampling tube 3 advances, the gas in the outer tube 2 is released to the outside from the gas vent hole 23. For this reason, the gas pressure 28 is released and the advancement of the sampling tube 3 stops. At this time, the soil of the ground 25 has entered the sampling tube 3, and the soil sample 29 can be collected in the sampling tube 3.

土サンプル２９の採取の後、ボーリングマシンによってボーリングロッド９を引き上げることによりサンプリング装置１の全体をボーリング孔２６から引き上げる。この引き上げに際しては、ロッキング装置６がサンプリングチューブ３をピストンロッド５に結合させるため、サンプリングチューブ３が落下することなくサンプリングチューブ３を含めたサンプリング装置１の全体を円滑に引き上げることができる。サンプリング装置１の引き上げの後、取付ビス１３を外してサンプリングチューブ３を回収する。   After collecting the soil sample 29, the entire sampling apparatus 1 is pulled up from the boring hole 26 by pulling up the boring rod 9 with a boring machine. At this time, the locking device 6 couples the sampling tube 3 to the piston rod 5, so that the entire sampling device 1 including the sampling tube 3 can be smoothly pulled up without dropping the sampling tube 3. After pulling up the sampling device 1, the mounting screw 13 is removed and the sampling tube 3 is recovered.

このようにこの実施形態では、密室状態のシリンダ室７内に配置した爆薬８を爆発させ、爆発によって発生した高圧のガス圧力２８によってサンプリングチューブ３を瞬間的に地盤２５に押し込んで土サンプル２９を採取するため、乱れの少ない高品質の土サンプル２９を採取することができる。
又、爆薬８を爆発させることにより大きなガス圧力を発生させるため、サンプリングチューブ３に大きな進出力を作用させることができる。このため硬質土質にも良好に適用することができ、軟弱土質、硬質土質に限らず広範囲の地盤に対するサンプリングを行うことができる。
さらに、大きなガス圧力によるサンプリングを行うため、大深度や大水深でのサンプリングを容易に行うことができる。 Thus, in this embodiment, the explosive 8 arranged in the closed cylinder chamber 7 is exploded, and the sampling tube 3 is momentarily pushed into the ground 25 by the high-pressure gas pressure 28 generated by the explosion, and the soil sample 29 is removed. Since it is collected, a high-quality soil sample 29 with little disturbance can be collected.
In addition, since a large gas pressure is generated by exploding the explosive 8, a large advance output can be applied to the sampling tube 3. For this reason, it can be applied well to hard soil, and it is possible to perform sampling on a wide range of ground, not only soft soil and hard soil.
Furthermore, since sampling is performed with a large gas pressure, sampling at a large depth or a large water depth can be easily performed.

１ サンプリング装置
２ アウターチューブ
３ サンプリングチューブ
５ ピストンロッド
６ ロッキング装置
７ シリンダ室
８ 爆薬
９ ボーリングロッド
１０ ヘッド部
１１ サンプリングヘッド部
２３ ガス抜き孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sampling device 2 Outer tube 3 Sampling tube 5 Piston rod 6 Locking device 7 Cylinder chamber 8 Explosive 9 Boring rod 10 Head part 11 Sampling head part 23 Gas vent hole

Claims (5)

サンプリングチューブが挿入されたアウターチューブをボーリングロッドに連結した状態で前記サンプリングチューブをアウターチューブから進出させて地盤から土サンプルを採取するサンプリング方法であって、
前記アウターチューブとサンプリングチューブとの間に密室状態のシリンダ室を設け、前記シリンダ室内で爆薬を爆発させ、爆発によって生じたガス圧力によって前記サンプリングチューブを進出させることを特徴とするサンプリング方法。 A sampling method for collecting a soil sample from the ground by advancing the sampling tube from the outer tube in a state where the outer tube into which the sampling tube is inserted is connected to a boring rod,
A sampling method comprising: providing a closed cylinder chamber between the outer tube and the sampling tube, exploding an explosive in the cylinder chamber, and advancing the sampling tube by a gas pressure generated by the explosion. 前記爆薬の爆発は遠隔操作又は時限発火の制御によって行うことを特徴とする請求項１記載のサンプリング方法。   The sampling method according to claim 1, wherein the explosion of the explosive is performed by remote control or control of timed ignition. ボーリングロッドに連結可能なヘッド部が一端部に設けられたアウターチューブと、
前記アウターチューブ内に進出可能に挿入されたサンプリングチューブと、
前記サンプリングチューブと前記ヘッド部との間に設けられ、前記サンプリングチューブを進出方向に加圧する加圧ピストン部と、
前記ヘッド部及び前記加圧用ピストン部との間に設けられた密室状態のシリンダ室と、
前記シリンダ室内に配置された爆薬とを備え、
前記アウターチューブを前記ヘッド部を介して前記ボーリングロッドに連結した状態で、前記爆薬を遠隔操作又は時限発火の制御によって前記シリンダ室内で爆発させ、爆発によるガス圧力によって前記加圧用ピストン部を加圧することにより前記サンプリングチューブを前記アウターチューブから進出させて地盤から土サンプルを採取することを特徴とするサンプリング装置。 An outer tube provided at one end with a head portion connectable to the boring rod;
A sampling tube inserted into the outer tube to be able to advance,
A pressure piston part provided between the sampling tube and the head part, and pressurizing the sampling tube in the advance direction;
A closed cylinder chamber provided between the head portion and the pressurizing piston portion;
An explosive disposed in the cylinder chamber,
In a state where the outer tube is connected to the boring rod via the head portion, the explosive is exploded in the cylinder chamber by remote control or timed ignition control, and the pressurizing piston portion is pressurized by gas pressure due to the explosion. Thus, the sampling tube is advanced from the outer tube to collect a soil sample from the ground. 前記ガス圧力を解放して前記サンプリングチューブの進出を停止させるガス抜き孔が前記アウターチューブに形成されていることを特徴とする請求項３記載のサンプリング装置。   The sampling apparatus according to claim 3, wherein a gas vent hole for releasing the gas pressure and stopping the advancement of the sampling tube is formed in the outer tube. 一端部が前記ヘッド部に固定された状態で前記加圧ピストン部を貫通して前記アウターチューブの内部を軸方向に延びるピストンロッドと、
前記ピストンロッドと前記サンプリングチューブとの間に設けられ、前記ボーリングロッドに作用する引き上げ力によってサンプリングロッドをピストンロッドに結合させてサンプリングチューブの落下を防止するロッキング装置とをさらに有していることを特徴とする請求項３又は４記載のサンプリング装置。 A piston rod extending in the axial direction inside the outer tube through the pressure piston portion with one end portion fixed to the head portion;
A locking device which is provided between the piston rod and the sampling tube and which prevents the sampling tube from dropping by coupling the sampling rod to the piston rod by a lifting force acting on the boring rod; The sampling apparatus according to claim 3 or 4, wherein the sampling apparatus is characterized.
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