特許 6805040 原位置試験装置、地下水位の測定方法及び土試料の採取方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6805040

(24)【登録日】2020年12月7日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】原位置試験装置、地下水位の測定方法及び土試料の採取方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 1/04 20060101AFI20201214BHJP

   G01N 1/08 20060101ALI20201214BHJP

【ＦＩ】

   E02D1/04

   G01N1/08 B

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-61692(P2017-61692)

(22)【出願日】2017年3月27日

(65)【公開番号】特開2018-162640(P2018-162640A)

(43)【公開日】2018年10月18日

【審査請求日】2019年11月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002174

【氏名又は名称】積水化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】240000327

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】二川 和貴

(72)【発明者】

【氏名】金 哲鎬

【審査官】 田島 拳士郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１５５０７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５２−０７７７９０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００３−０２８７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６２９５８６７（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ １／００−１／０８

Ｅ２１Ｂ ２５／００−２５／１８

Ｇ０１Ｎ １／００−１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地下水位の測定及び土試料の採取を行うための原位置試験装置であって、
周方向及び軸方向に間隔を置いて通水穴が穿孔された第１管体と、
前記第１管体の外周側に配置されて、前記通水穴に重ねることが可能となる位置に複数の側面開口が設けられた第２管体とを備え、
前記第２管体の先端には先端口が設けられており、前記第１管体の先端には前記先端口の開閉が自在となるように前記先端口から下方に向けて突出させる先端ヘッド部が設けられていることを特徴とする原位置試験装置。

【請求項2】

地下水位の測定及び土試料の採取を行うための原位置試験装置であって、
周方向及び軸方向に間隔を置いて通水穴が穿孔された第１管体と、
前記第１管体の外周側に配置されて、前記通水穴に重ねることが可能となる位置に複数の側面開口が設けられた第２管体とを備え、
前記第２管体の先端には先端口が設けられているとともに、前記先端口より下方には筒状の延長部が延伸されており、
前記先端口の開閉が可能となるように前記第２管体の内空側に設けられたバタフライ状の蓋部と、前記蓋部を開いた状態で保持させるスリットを有するとともに前記先端口から前記延長部内に向けて一部を突出させる前記第１管体の先端ヘッド部とを有することを特徴とする原位置試験装置。

【請求項3】

前記第２管体の外周側に配置される先端が開放された第３管体を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の原位置試験装置。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか一項に記載の原位置試験装置を使用した地下水位の測定方法であって、
前記第２管体の内空に前記第１管体を挿入する工程と、
前記通水穴と前記側面開口とが重ならないように前記第１管体及び第２管体の相対角度の位置合せを行い、地中に貫入させる工程と、
所望する深度まで貫入させた時点で、前記通水穴と前記側面開口とを一致させるために前記第１管体又は第２管体を回転させる工程と、
前記第１管体内の水位が安定した状態で水位計を挿入して地下水位を測定する工程とを備えたことを特徴とする地下水位の測定方法。

【請求項5】

請求項１乃至３のいずれか一項に記載の原位置試験装置を使用した土試料の採取方法であって、
前記第２管体の内空に前記第１管体を挿入するとともに、前記先端ヘッド部によって前記先端口を閉じた状態にして地中に貫入させる工程と、
前記先端ヘッド部を引き上げて前記先端口を開いた状態にして土試料を取り込む工程と、
前記第１管体及び第２管体を引き上げる工程とを備えたことを特徴とする土試料の採取方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地下水位の測定及び土試料の採取を行うための原位置試験装置、並びにそれを使用した地下水位の測定方法及び土試料の採取方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

地震時に地盤の液状化の可能性があるか否かの判定は、原位置の各種地盤情報に基づいて行われるが、一般的には特許文献１，２に開示されているように、標準貫入試験やスウェーデン式サウンディング試験の結果が利用される。

【0003】

ここで、液状化しやすい地盤の判定には、砂質土地盤であるか否かなどの土質判定に加えて、地下水位以深であるか否かという地下水位の高さの情報が重要になる。

【0004】

一方、地下水位以下の地盤を土質判定用に土試料として採取するためには、特許文献２，３に開示されているように、開閉式の蓋を備えた採取装置を使用して、採取した土試料が漏れ出さないようにする必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５５２６２９０号公報

【特許文献2】特開２０１４−７７２３１号公報

【特許文献3】特開平２−１３０４９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１−３は、地盤の原位置において主に液状化判定のための試料採取の方法について開示しているものであって、正確に地下水位が測定できる方法に関する開示はされていない。

【0007】

また、特許文献２，３に開示された蓋は、蓋用に配置されたロッドを使って開閉されるため、土圧などの抵抗に対して変形させることなく操作可能にするには、径が太くなるなど大掛かりになるうえに、製作コストが高くなる。また、構造が複雑になることにより、損傷しやすくなる。

【0008】

そこで、本発明は、精度よく地下水位を測定できるうえに、簡単な構成で確実に所望する位置の土試料を採取することが可能な原位置試験装置、並びに地下水位の測定方法及び土試料の採取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】

【0009】

前記目的を達成するために、本発明の原位置試験装置は、地下水位の測定及び土試料の採取を行うための原位置試験装置であって、周方向及び軸方向に間隔を置いて通水穴が穿孔された第１管体と、前記第１管体の外周側に配置されて、前記通水穴に重ねることが可能となる位置に複数の側面開口が設けられた第２管体とを備え、前記第２管体の先端には先端口が設けられており、前記第１管体の先端には前記先端口の開閉が自在となるように前記先端口から下方に向けて突出させる先端ヘッド部が設けられていることを特徴とする。

【0010】

また、別の原位置試験装置の発明は、地下水位の測定及び土試料の採取を行うための原位置試験装置であって、周方向及び軸方向に間隔を置いて通水穴が穿孔された第１管体と、前記第１管体の外周側に配置されて、前記通水穴に重ねることが可能となる位置に複数の側面開口が設けられた第２管体とを備え、前記第２管体の先端には先端口が設けられているとともに、前記先端口より下方には筒状の延長部が延伸されており、前記先端口の開閉が可能となるように前記第２管体の内空側に設けられたバタフライ状の蓋部と、前記蓋部を開いた状態で保持させるスリットを有するとともに前記先端口から前記延長部内に向けて一部を突出させる前記第１管体の先端ヘッド部とを有することを特徴とする。

【0011】

ここで、上記いずれかに記載の原位置試験装置は、前記第２管体の外周側に配置される先端が開放された第３管体を備えた構成とすることができる。

【0012】

一方、地下水位の測定方法の発明は、上記いずれかに記載の原位置試験装置を使用した地下水位の測定方法であって、前記第２管体の内空に前記第１管体を挿入する工程と、前記通水穴と前記側面開口とが重ならないように前記第１管体及び第２管体の相対角度の位置合せを行い、地中に貫入させる工程と、所望する深度まで貫入させた時点で、前記通水穴と前記側面開口とを一致させるために前記第１管体又は第２管体を回転させる工程と、前記第１管体内の水位が安定した状態で水位計を挿入して地下水位を測定する工程とを備えたことを特徴とする。

【0013】

また、土試料の採取方法の発明は、上記いずれかに記載の原位置試験装置を使用した土試料の採取方法であって、前記第２管体の内空に前記第１管体を挿入するとともに、前記先端ヘッド部によって前記先端口を閉じた状態にして地中に貫入させる工程と、前記先端ヘッド部を引き上げて前記先端口を開いた状態にして土試料を取り込む工程と、前記第１管体及び第２管体を引き上げる工程とを備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

このように構成された本発明の原位置試験装置は、周方向及び軸方向に間隔を置いて通水穴が穿孔された第１管体と、その外周側に配置されて通水穴に重ねることが可能となる位置に複数の側面開口が設けられた第２管体とを備えている。

【0015】

このため、第１管体と第２管体の相対角度を変更して通水穴と側面開口との位置を合わせることで、原位置地盤の地下水位の高さを精度よく測定することができる。

【0016】

また、第２管体の先端に設けられた先端口の開閉を第１管体の先端ヘッド部の昇降で行わせる構成であれば、管体を利用した簡単な構成となるうえに、第１管体又は第２管体を操作することで確実に所望する位置の土試料を採取することができる。

【0017】

さらに、先端口の開閉が可能となるように第２管体の内空側にバタフライ状の蓋部を設け、その開閉可能な先端口より下方に筒状の延長部が延伸されていれば、採取する土試料が砂質土であっても粘性土であっても採取することができる。

【0018】

そして、第２管体の外周側に先端が開放された第３管体を配置することで、孔壁が崩壊しやすい砂質土地盤においても、正確な地下水位の測定と、土試料の採取を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本実施の形態の原位置試験装置の地下水位の測定のための構成を説明する図である。

【図2】三重管構造を説明するための図である。

【図3】原位置試験装置の上部の構成を示した説明図である。

【図4】所望する長さに接続していく構成を、外管を例に説明する図である。

【図5】本実施の形態の原位置試験装置を使用した地下水位の測定方法を説明する図である。

【図6】本実施の形態の原位置試験装置を使用した粘性土の土試料の採取方法を説明する図である。

【図7】砂質土の採取方法を説明する図である。

【図8】実施例の原位置試験装置を使用した粘性土の採取方法を説明する図である。

【図9】実施例の原位置試験装置を使用した砂質土の採取方法を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１−図４は、本実施の形態の原位置試験装置４の構成を説明するための図である。本実施の形態の原位置試験装置４は、戸建て住宅などの小規模建築物や建物や構造物を構築する現場の原位置において使用される。

【0021】

原位置試験装置４は、図１，２に示したように、三重管構造となる。ここで、最も径が細く内側に配置される第１管体を内管１とし、その外周側に配置される第２管体を中管２とし、最も径が太く外側に配置される第３管体を外管３とする。

【0022】

内管１、中管２及び外管３は、例えば直径の異なる鋼管によって形成される。また、内管１、中管２及び外管３の長さは、後述するように等しくはならないが、ほぼ同じ長さになる。

【0023】

内管１には、周方向及び軸方向に間隔を置いて通水穴１１，・・・が穿孔される。通水穴１１は、例えば円形に形成される。内管１の軸方向の同じ位置に設けられる一対の通水穴１１，１１は、例えば周方向に１８０度離れた対向する位置に設けられる。

【0024】

また、内管１の軸方向にも、一定の間隔を置いてそれぞれ対となる通水穴１１，・・・が設けられる。なお、これらの通水穴１１，・・・の周方向及び軸方向の位置や数は例示であり、これに限定されるものではない。

【0025】

一方、中管２にも、周方向及び軸方向に間隔を置いて側面開口２１，・・・が設けられる。側面開口２１は、例えば長円形又は楕円形状に形成される。中管２の軸方向の同じ位置に設けられる一対の側面開口２１，２１は、内管１と中管２の相対角度の所定の位置で、通水穴１１，１１とそれぞれ同時に一致する位置に設けられる。

【0026】

すなわち図１の右下図（縦断面図）に示したように、ある側面で側面開口２１の略中央に通水穴１１が露出する状態では、図１の右上図（横断面図）に示すように、背面側においても側面開口２１と通水穴１１の位置は一致している。これによって、中管２の外側に存在する水（地下水）は、側面開口２１と通水穴１１を通って内管１の内空に流れ込むことができる。

【0027】

また、中管２の軸方向にも、一定の間隔を置いてそれぞれ通水穴１１，・・・に重ねることが可能となる位置に、側面開口２１，・・・が設けられる。なお、側面開口２１，・・・の周方向及び軸方向の位置や数も例示であり、これに限定されるものではない。

【0028】

これらに対して外管３は、周面に穴や開口が設けられていない外殻となる筒状部材である。また、外管３の先端（最下端）は、先端開口３１として開放されている。一方、図６に拡大して示したように、中管２の先端（最下端）も開口された先端口２４となる。

【0029】

この先端口２４は、先端ヘッド部１３によって開閉させることができる。この先端ヘッド部１３は、中管２の先端口２４から下方に向けて鋭角状に突出される。

【0030】

また、先端ヘッド部１３の鋭角状の先端部分の上縁には環状の顎部１３２が設けられ、この顎部１３２は先端口２４周縁に張り出された環状の突縁部２３に載せられる。すなわち内管１を降ろすと、顎部１３２の下面が中管２の突縁部２３の上面に接触して、先端ヘッド部１３の先端のみが先端口２４から下方に向けて突出した状態になる。

【0031】

先端口２４及び突縁部２３は、中管２本体からは切り離し可能な下端部２００に設けられる。この下端部２００は、以下で説明する下端部２００Ａと切り替えることができる。下端部２００Ａに切り替える際には、内管１の先端ヘッド部１３も先端ヘッド部１２に切り替えることになる。これらの切り替えは、ネジ接続にしておくことで簡単に行える。

【0032】

図７に示すように、下端部２００Ａにも、軸心側に張り出された環状の突縁部２３が設けられる。そして、突縁部２３の内空が、先端口２４となる。さらに先端口２４には、開閉自在の蓋部２２が設けられる。

【0033】

蓋部２２は、半円形の２つの半円板２２１，２２１を直径位置でヒンジ２２２によって接続させた構成とすることができる。すなわち閉じた状態の蓋部２２は、ほぼ円形となり、その周縁は突縁部２３の上面に支持される。

【0034】

この蓋部２２は、ヒンジ２２２によって上方に開くバタフライ状に形成され、半円板２２１，２２１を垂直に重ねた状態にすることができる。また、ヒンジ２２２には、半円板２２１，２２１を水平にする方向（蓋部２２を閉じた状態にする方向）の力が付与できるように、弦巻バネや板バネなどのバネ（図示省略）が備えられている。

【0035】

そして、バネの復元力に反して開いた状態の蓋部２２を保持することが可能な先端ヘッド部１２が、中管２の内側に収容される内管１の先端（最下端）に取り付けられる。

【0036】

先端ヘッド部１２には、蓋部２２を開いた状態で保持させるスリット１２１が設けられる。このスリット１２１は、半円板２２１，２２１を重ねた状態で挿入可能な幅に形成され、内管１の軸方向に半円板２２１の高さ以上の長さに延伸される。

【0037】

先端ヘッド部１２は、中管２の先端口２４から下方に向けて鋭角状に突出される。また、先端ヘッド部１２の鋭角状の先端部分の上縁には環状の顎部１２２が設けられ、この顎部１２２は突縁部２３に載せられる。

【0038】

すなわち開いた蓋部２２をスリット１２１に挿し込んだ状態で内管１を降ろすと、顎部１２２の下面が中管２の突縁部２３の上面に接触して、先端ヘッド部１２の先端は先端口２４から下方に向けて突出した状態になる。

【0039】

図３には、原位置試験装置４の上端の接続構造を図示した。原位置試験装置４を回転又は圧入させるためのハンドル部４１には、下方に向けて突出されたジョイント部４２が設けられる。

【0040】

ジョイント部４２は、下方に向かうほど径が細いネジとなるような階段状に形成される。最下段の最も径が細い円筒状の第１ネジ部４２１と、その直上の第２ネジ部４２２と、最上段の最も径が太い円筒状の第３ネジ部４２３とによって構成される。

【0041】

第１ネジ部４２１は、内管１の上端１０の内周面に設けられたネジ溝にねじ込まれる。また、第２ネジ部４２２には、中管２の上端２０の内周面に設けられたネジ溝がねじ込まれる。さらに、第３ネジ部４２３には、外管３の上端３０の内周面に設けられたネジ溝がねじ込まれる。

【0042】

このようにしてジョイント部４２に対して、内管１、中管２及び外管３を接続させることで、三重管を一体に取り扱うことができる。また、外管３だけを第３ネジ部４２３から外して、外管３の貫入を先行させることもできる。

【0043】

ここで、内管１、中管２及び外管３は、所望する長さにするために所定の長さの単管を繋いでいくことで全長が形成される。図４に示した外管３を例に説明すると、単管３２Ａ，３２Ｂには、上端に雌ネジ部３２１が設けられ、下端に雄ネジ部３２２が設けられている。

【0044】

そこで、下側の単管３２Ｂの雌ネジ部３２１に、上側の単管３２Ａの雄ネジ部３２２をねじ込むことで、単管３２Ａ，３２Ｂ同士を接続させることができる。この接続は、単管３２Ｂの長さ分の貫入を終える毎に繰り返される。

【0045】

次に、本実施の形態の原位置試験装置４を使用した地下水位の測定方法、及び土試料の採取方法について説明する。本実施の形態では、原位置の地盤Ｇが粘性土地盤の場合と砂質土地盤の場合で説明する。粘性土地盤は、細粒分含有率が５０％を超えるような比較的含水率のある粘性土を想定している。また砂質土地盤は、孔壁の崩壊が起きやすい砂質土を想定している。

【0046】

まず、図２に示すように、内管１を中管２の内空に挿入する。この図では、内管１の先端に先端ヘッド部１２，１３が図示されていないが、最先端に配置される内管１には、粘性土地盤で採取する場合は先端ヘッド部１３が取り付けられ、砂質土地盤で採取する場合は先端ヘッド部１２が取り付けられる。

【0047】

さらに、中管２の外周側には外管３が配置される。これらの内管１、中管２及び外管３の上端は、図３に示すように、上端１０，２０，３０がジョイント部４２に接続される。

【0048】

地盤Ｇに貫入する際の内管１と中管２と外管３との相対的な位置関係は、図１の左側に示した状態になる。すなわち軸方向（鉛直方向）においては、外管３の先端が最も地盤Ｇの深部にまで貫入され、それより上方に下端（突縁部２３）が配置される中管２の先端口２４からは、内管１の先端ヘッド部１３（１２）の鋭角部分が突出される。

【0049】

また、内管１の通水穴１１，・・・の軸方向の位置が、中管２の側面開口２１，・・・の軸方向の略中央の位置とそれぞれ一致するように、２本の管体は重ねられる。さらに、内管１と中管２の周方向については、側面開口２１，２１と通水穴１１，１１とが重ならない位置に相対角度が調整される。

【0050】

例えば図１の左上図に示すように、対峙する通水穴１１，１１間方向と側面開口２１，２１間方向とが平面視で略直交する相対角度となるように、位置合わせが行われる。

【0051】

このような内管１と中管２と外管３との相対的な位置合わせは、ジョイント部４２の各ネジ部（４２１，４２２，４２３）へのねじ込み量によって調整される。

【0052】

そして、ハンドル部４１を持って、内管１、中管２及び外管３が一体となった三重管構造の原位置試験装置４を地盤Ｇに貫入する。ここで、事前にスウェーデン式サウンディング試験などが行われていた場合は、その試験孔に原位置試験装置４の先端を挿入する。

【0053】

原位置試験装置４は、ハンドル部４１を回転させながら下方に向けて押し付けていくことによって、圧入させる。最初にジョイント部４２に接続された長さ分だけ貫入を終えた時点で、所望する深度に到達していない場合は、ジョイント部４２を一旦取り外し、内管１、中管２及び外管３用の単管をそれぞれ継ぎ足す。

【0054】

このように圧入と接続を繰り返して所望する深度に先端が到達した時点で、ジョイント部４２を解除してハンドル部４１を取り外す。続いて、内管１又は中管２を回転させて、通水穴１１，１１と側面開口２１，２１とが一致する位置になるように周方向の相対角度を９０度変更して位置合せを行う（図１右側参照）。

【0055】

この状態でしばらく静置させると、外管３の先端開口３１から流入した地下水が外管３と中管２との間の隙間を上昇する。さらにこの流入した地下水は、側面開口２１と通水穴１１を通って内管１の内空に流れ込むことになる。

【0056】

この内管１の水位は、図５に示すように、時間の経過によって地盤Ｇの地下水位Ｗとほぼ等しくなる。そこで、内管１の内空にケーブル５２に吊り下げられた水位計としての水位センサ５１を降ろして、水面の位置（高さ）を測定する。

【0057】

すなわち、ケーブル５２を繰り出しながら水位センサ５１を降下させると、水面に接した際には水位計測器５の表示によって確認できるので、そのときのケーブル５２の挿入長さから地下水位Ｗの位置（高さ）を特定する。

【0058】

続いて土試料の採取を行う。図６は、原位置試験装置４の先端付近を拡大して示した図である。この図を参照しながら、本実施の形態の粘性土地盤の土試料の採取方法について説明する。

【0059】

採取を行いたい地盤Ｇが粘性土であると想定された場合には、内管１の先端に先端ヘッド部１３が取り付けられ、中管２の先端には下端部２００が取り付けられた状態で上述した貫入作業が行われている。

【0060】

図６の左図は、貫入時又は地下水位Ｗの測定時の状態を示している。この初期状態では、中管２の先端口２４は先端ヘッド部１３によって塞がれた状態になっている。このような状態で貫入させれば、意図せぬ深度の土砂が中管２に混入するのを防ぐことができる。

【0061】

本実施の形態の原位置試験装置４は、この先端ヘッド部１３と先端口２４が設けられた下端部２００の空洞とによって採取手段が構成されている。図６の中央図に示すように、内管１のみを引き上げる又は内管１位置を固定して中管２を押し下げると、先端口２４から中管２の内空に土砂が取り込まれる。

【0062】

このようにして先端口２４と先端ヘッド部１３との間の中管２（下端部２００）の内部に、土試料Ｇ１が収容されることになる。土試料Ｇ１が粘性土の場合は、中管２への付着力が大きく、さらには突縁部２３の引っ掛かりもあるため、中管２と内管１をそのまま引き上げても、土試料Ｇ１は先端口２４から漏れ出すことなく採取される。

【0063】

続いて砂質土地盤の土試料の採取方法について説明する。採取を行いたい地盤Ｇが砂質土であると想定された場合には、内管１の先端に先端ヘッド部１２が取り付けられ、中管２の先端には下端部２００Ａが取り付けられた状態で上述した貫入作業が行われている。

【0064】

図７は、原位置試験装置４の先端付近を拡大して示した図である。図７の左図は、貫入時又は地下水位Ｗの測定時の状態を示している。この初期状態では、内管１の先端ヘッド部１２のスリット１２１に開いた蓋部２２が収容されて、中管２の先端口２４は先端ヘッド部１２によって塞がれた状態になっている。このような状態で貫入させれば、意図せぬ深度の土砂が中管２に混入するのを防ぐことができる。

【0065】

下端部２００Ａと先端ヘッド部１２に切り替えられた原位置試験装置４は、先端ヘッド部１２と蓋部２２とによって採取手段が構成される。図７の中央図に示すように、内管１のみを引き上げると、地下水で飽和した砂質土などの地盤Ｇであれば、先端口２４から中管２の内空に土砂が流れ込む。なお、土砂が流れ込みにくい地盤Ｇであれば、中管２のみを押し込むことによっても、土砂を取り込むことができる。

【0066】

この土砂の流入は、半円板２２１，２２１が先端ヘッド部１２に支えられて蓋部２２が開いている間は続くことになる。そして、図７の右図に示すように、先端ヘッド部１２のスリット１２１から蓋部２２が抜け出すと、半円板２２１，２２１がヒンジ２２２に設けられたバネの復元力によって倒れ、先端口２４が蓋部２２によって塞がれる。

【0067】

このようにして蓋部２２と先端ヘッド部１２との間の中管２の内部に、砂質土の土試料Ｇ２が収容されることになる。この状態で中管２と内管１を引き上げると、土試料Ｇ２は先端口２４から漏れ出すことなく採取される。

【0068】

次に、本実施の形態の原位置試験装置４、並びにそれを使用した地下水位の測定方法及び土試料の採取方法の作用について説明する。

【0069】

このように構成された本実施の形態の原位置試験装置４は、周方向及び軸方向に間隔を置いて通水穴１１，・・・が穿孔された内管１と、その外周側に配置されて通水穴１１，・・・に重ねることが可能となる位置に複数の側面開口２１，・・・が設けられた中管２とを備えている。

【0070】

このため、内管１と中管２のいずれかを回転させることによって相対角度を変更して通水穴１１，・・・と側面開口２１，・・・との位置を合わせることで、原位置における地盤Ｇの地下水位Ｗの高さを精度よく測定することができる。

【0071】

また、採取手段が内管１の先端ヘッド部１３，１２と下端部２００，２００Ａとによって構成され、先端口２４の開閉が自在に行えるようになっていれば、管体を利用した簡単な構成となるうえに、内管１又は中管２を操作することで粘性土や砂質土など所望する位置の土試料Ｇ１，Ｇ２を確実に採取することができる。

【0072】

すなわち粘性土であれば付着力が高いため、下端部２００に空洞を設けるだけで容易に採取することができる。一方、砂質土の場合は、採取手段として先端口２４の開閉が可能となるように下端部２００Ａの内空側にバタフライ状の蓋部２２を設け、その蓋部２２を開いた状態で保持させるスリット１２１を有する先端ヘッド部１２を内管１に設けることによって、内管１の引き上げだけで半円板２２１，２２１の拘束が解除されて蓋部２２を閉じさせることができる。

【0073】

そして、中管２の外周側に先端開口３１を有する外管３を配置することで、非常に孔壁が崩壊しやすい砂質土地盤においても、正確な地下水位Ｗの測定と、土試料Ｇ２の採取を行うことができるようになる。

【実施例】

【0074】

以下、前記した実施の形態とは別の形態の実施例について、図８，９を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一符号を付して説明する。

【0075】

本実施例では、前記実施の形態とは採取手段が異なる原位置試験装置４Ａについて説明する。この原位置試験装置４Ａの採取手段は、図８，９に示すように、前記実施の形態で説明した先端ヘッド部１２と、蓋部２２によって開閉可能な先端口２４Ａと、先端口２４Ａより下方に筒状に延伸された延長部２５とよって主に構成される。

【0076】

原位置試験装置４Ａの第２管体となる中管２Ａの下部には、最下端の開放口２７より上方の内壁面から軸心側に張り出された環状の突縁部２３Ａが設けられる。この突縁部２３Ａに囲まれた中管２Ａの狭隘部が先端口２４Ａとなる。

【0077】

そして、その先端口２４Ａに対して、前記実施の形態で説明した内管１の先端に取り付けられる先端ヘッド部１２が嵌め込まれる。先端ヘッド部１２の下端を突出させる延長部２５には、開放口２７周縁に張り出された環状の下突縁部２６が設けられる。

【0078】

この原位置試験装置４Ａは、図８に示すように、先端口２４Ａが先端ヘッド部１２で塞がれた状態で地盤Ｇに貫入される。このような状態で貫入させれば、延長部２５より上方の空間に意図せぬ深度の土砂が混入するのを防ぐことができる。そして、この閉塞状態で前記実施の形態で説明したのと同様の手法で地下水位Ｗの測定を行う。

【0079】

続いて土試料の採取を行う際には、図９に示すように内管１を引き上げて、蓋部２２が開いている状態のときに土砂を流入させ、先端ヘッド部１２を完全に引き上げることで半円板２２１，２２１を倒して先端口２４Ａを蓋部２２によって塞がせる。

【0080】

採取を行う地盤Ｇが砂質土地盤の場合、蓋部２２と先端ヘッド部１２との間の中管２の内部に、砂質土の土試料Ｇ４が収容されることになる。一方、採取を行う地盤Ｇが粘性土地盤の場合は、内管１を引き上げても付着力によって蓋部２２が閉じなくなる場合もあるが、図８に示すように延長部２５に収容された土試料Ｇ３は、粘性土の付着力や下突縁部２６の引っ掛かりなどによって開放口２７から漏れ出すことなく採取される。

【0081】

このように構成された本実施例の原位置試験装置４Ａは、先端口２４Ａの開閉が可能となるように中管２Ａの内空側にバタフライ状の蓋部２２を設け、その開閉可能な先端口２４Ａより下方に筒状の延長部２５が延伸されている。このため、採取する土試料Ｇ３，Ｇ４が粘性土又は砂質土のいずれであっても、一度の貫入作業で採取を行うことができる。
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態と略同様であるので説明を省略する。

【0082】

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態又は実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

【0083】

例えば、前記実施の形態及び実施例では、三重管として構成される原位置試験装置４，４Ａについて説明したが、これに限定されるものではなく、外管３を省略した二重管の構成とすることもできる。要するに粘性土地盤などにおいて孔壁が自立可能な場合は、孔壁保護のために貫入される第３管体を省くことができる。

【0084】

また、前記実施の形態及び実施例では、三重管に組み立てた後に原位置試験装置４，４Ａを地盤Ｇに貫入させる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば外管３を先行して貫入させ、外管３で保護された孔に中管２と内管１を挿入させることもできる。

【符号の説明】

【0085】

１ 内管（第１管体）
１１ 通水穴
１２ 先端ヘッド部
１３ 先端ヘッド部
２ 中管（第２管体）
２１ 側面開口
２２ 蓋部
２４ 先端口
３ 外管（第３管体）
３１ 先端開口
４ 原位置試験装置
５１ 水位センサ（水位計）
２Ａ 中管（第２管体）
２４Ａ 先端口
２５ 延長部
４Ａ 原位置試験装置
Ｇ 地盤
Ｇ１−Ｇ４ 土試料
Ｗ 地下水位

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】