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ボアホールスキャナの現場

ボアホールスキャナの現場です。

ボアホールスキャナは、岩盤等のボーリング孔内の観測・記録を行い、地下の地質情報を得る装置です。
ボーリング孔にカメラを挿入し、孔壁を撮影します。
撮影した画像データは、ソフトウェアにより即時利用可能なデータへと変換可能です。
現場におけるボーリング孔内の観測、記録からデータ処理までを簡単・短時間・高品質に行う事ができます。

RIMG1509.jpg
ボアホールスキャナの機材です。

RIMG1521.jpg
測定を行っています。
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サンプラーとその適用について

我が国で広く用いられるサンプラーとその適用について、調べてみました。

(1)標準貫入試験用サンプラー
(レイモンドサンプラー)
①ピストンの状態
な し
②必要なボーリング孔径
66 ㎜以上
③概略の適応土質
礫、玉石を除くすべての土
④採取試料の状態
乱した試料
⑤特 徴 と 留 意 点
打ち込みによって試料を採取する。
採取試料は観察するとともに物理試験用とすることができます。
砂礫や砂層では、含水比が変化した状態で採取されることがあり、注意が必要です。

(2)シンウォールサンプラー
固定ピストン式シンウォールサンプラー
①ピストンの状態
固 定
②必要なボーリング孔径
86 ㎜以上
③概略の適応土質
軟らかい粘性土
N値0~4
(水圧式はN値0~8)
④採取試料の状態
乱れの少ない試料
⑤特 徴 と 留 意 点
我が国では、軟らかい粘性土の乱さない試料採取に最も信頼度の高いサンプラーとして広く用いられています。
従来からのエキステンションロッド式と水圧式に分けることができます。
ライナーの剛性は高いが採取後の試料の取り扱いに注意が必要です。

(3)デニソン型サンプラー

(ロータリー式二重管サンプラー)
①ピストンの状態
な し
②必要なボーリング孔径
116 ㎜以上
③概略の適応土質
中位~やや硬い粘性土
N値4~14
④採取試料の状態
乱れの少ない試料
⑤特 徴 と 留 意 点
内管と外管よりなり、外管は回転して地盤を削ると同時に、内管は試料を採取します。
内管には普通シンウォールチューブを使用します。
ライナーの剛性は高いが採取後の試料の取り扱いに注意が必要です。

(4)トリプルサンプラー
(ロータリー式三重管サンプラー)
①ピストンの状態
な し
②必要なボーリング孔径
116 ㎜以上
(使用する器具の形式による)
③概略の適応土質
中位以上の粘性土
N値4以上
砂質土
適:N値10 以下
最適:N値10 以上
④採取試料の状態
乱れの少ない試料
⑤特 徴 と 留 意 点
デニソン型サンプラーの改良型で、サンドサンプラーとも呼ばれます。
粘性土も採取可能です。
ライナーは硬質塩化ビニール管またはアクリル樹脂製です。
ライナーの剛性が低いため、採取後の試料の取り扱いや使用するライナーの内外面の変形・損傷に対する注意が必要です。

PS検層について

PS検層について

PS検層は、弾性波速度検層とも呼んでいますが、ボーリング孔を用いて地盤を伝搬する時間から速度値を求める速度検層の一種です。
地表面を起振した時に生じる波動(P波・S波)を孔内任意の深度に設置した受振器(上下方向1成分,水平方向2成分)で観測します。
その波の伝播時間と伝播距離の関係から、弾性波速度(P波速度・S波速度)値を算出して地盤の速度分布を調べます。

測定方法として、孔内任意の深度に受振器を圧着設置します。
孔口近傍に設置した振源で人工振動(P波・S波)を発振し、その振動を孔内に圧着設置した受振器で観測します。P波及びS波の観測を終えたら、受振器を次の深度に移動します。
S波は、板を地表面に密着設置し、その板の側面を打撃して波を発生させます。
打撃方向を板の左右双方から行うことにより、S波の振動方向が反転することを確認します。板にスパイクを打設したり板に荷重をかけたりして、地面と板との圧着度を高めます。
この起振方法から「板叩き法」とも言われます。
P波は、杭を地表面に設置しその杭を垂直方向に打撃して波を発生させます。
周囲の雑振動が比較的大きい場合は、複数回起振してそれらを加算する方式(スタッキング処理)を用いることがあります。

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現場でPS検層を行っています。

孔内水平載荷試験

孔内水平載荷試験を行っています。

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当社の孔内水平載荷試験器です。

電気検層について

井戸工事の後で、水があるかないかを調べる目安として電気検層があります。

電気検層(でんきけんそう electric logging)は、井戸内の地層を電気的に調べる方法の総称です。
孔壁周辺の地層の抵抗率や、自然電位を連続的に測定することによって地下の地層の透水性,孔隙率の状態などが推定されます。
この比抵抗値をΩ-mで表しますが、あくまでも抵抗値なので、いくら水があるとかの数値がでるものではありません。
ただし、岩石コアを採取しないボーリングでは、きわめて重要な物理探査法です。
特に、井戸工事はコアどりをしないことがほとんどなので、ストレーナー位置はこの電気検層で決めていることが多いと思います。

①原 理
ボーリング孔内の孔壁周辺における地層の見かけ比抵抗と、孔内に発生している自然電位を測定します。
電流電極及び電位電極の配列の仕方で幾つかの手法がありますが、土木分野ではノルマル検層とマイクロ検層が多く利用されています。
②測定方法
地層に電流を流し、孔内に降下させた電極で地層の電位差や自然電位等を測定して地層の見かけ比抵抗を求めます。
ゾンデの引き上げ速度が等速度になるように調整しながら、孔底からゆっくりと引き上げて測定します。
・ノルマル検層の電極間隔は、25cm、50cm、100cmの3通りです。
・マイクロ検層の電極間隔は、2.5cm、5.0cmの2通りで、孔壁に圧着して測定します。
③特徴・適用限界
孔内水のある裸孔で測定します。
開孔率(5%)が確保できる場合は、孔内水のある有孔塩ビ管内での測定も可能です。
得られる比抵抗値は孔内泥水の影響を受けた見かけ比抵抗値であり、地層の真の比抵抗値ではありません。
見かけ比抵抗値及び自然電位の記録から、地層の孔隙率・飽和度・地層水の化学的性質を推察したり、地層の厚さ・連続性・地層対比・滞水層の検出・難透水層の判定を行ったりする等の目的に用いられます。
しかし、この見かけ比抵抗は地層の層厚・孔径・地層水比抵抗などによる影響を受けるため、解釈する場合は充分な考慮が必要です。
④裸孔と有孔塩ビ管との違い
電気検層においては、測定ゾンデと孔壁との間は、できるだけ障害物(ケーシング、塩ビパイプ等)がない裸孔の状態で測定することが望ましいとされています。
ただし、実際の現場においては孔壁状況が悪い場合、掘削時の泥水の影響が消失するまでに長時間を有する場合等、裸孔のまま放置すると電気検層の実施が不可能となる場合も多く、保孔管として有孔塩ビ管を挿入した後に電気検層を実施することも多くなっています。
ここで、同一の井戸において裸孔と有孔塩ビ管挿入後の2種類の状態で電気検層を実施した場合の事例があり、それぞれの検層結果の相違点としては次のようなことが挙げられます。
・裸孔よりも塩ビ管挿入後の見かけ比抵抗値の方が全般的に1.4~2.3倍程度高くなり、特に電極間隔が小さい方が、この傾向は顕著に表れます。
・見かけ比抵抗値のピークは、裸孔と塩ビ管挿入後とも、どの電極間隔でも同じ深度に現れてお り、見かけ比抵抗曲線の大きな形状は、どちら の状態でもほぼ同じです。
・見掛け比抵抗曲線において、見掛け比抵抗値の細かい高、低の変化(凹凸)は、裸孔の方が塩 ビ管挿入後よりもより明瞭に捉えられ、特に電極間隔が小さい方がその傾向は顕著です。
・有孔 管において、孔間隔が広いとこのようなスケールオーバーの状況になることがあります。

拡大表示:切替スイッチと検層器

当社の使っている井戸パック10です。
写真は、切替スイッチと検層器です。
特徴としては次の通りです。
・軽量・コンパクトなので、作業時間が短縮できます。
・供給電源は単三電池4本で、交換も容易です。
・測定電圧が10Vで、安全な作業が可能です。
・結線完了後は自動測定できます。
・屋外での使用を前提とした簡易防水です。
・オプションの電極切替スイッチを使えば、ショート、ロングを同時に計測し作業時間を短縮できます。

拡大表示:電極切替スイッチの使用例(2極法)
図-1 電極切替スイッチの使用例(2極法)
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