专利名称：桩基桩底终孔岩性检测判定技术的方法
以往的就地成孔灌注桩桩底终孔技术，通常是根据地质钻探报告、成孔岩碴、成孔钻进速度来综合判断。但地质变化十分复杂，尤其在地层断裂带、石灰岩地质地貌等处，用Φ60、Φ101的地质钻芯很难准确评价地层的实际情况，经常出现在同一桩位内的两个或三个钻芯的结果不一致，地下的重要地貌，如软弱夹层、溶洞等也常常没能披露出来，另外为了节省地质钻探费用，地质钻探的密度通常不能满足实际要求，在社会上确实也存在粗制滥造的地质钻探报告。按照依据地质钻探报告设计的支承桩、嵌岩桩桩底设计终孔标高终孔的，常常出现重大的经济损失或严重的工程隐患。成孔施工过程根据成孔岩碴和成孔钻进速度，结合地质钻探报告来综合判定桩底终孔标高，由于岩碴是岩石的核心，同一地点不同地层的岩碴状态近似或相似，经验丰富的地质工程师也难以准确鉴定。成孔钻进速度除与岩层的强度有关外，也与岩石的韧性、锤头结构和冲击能量、泥浆性能、排碴方法等因素有关。因此尽管采用设计代表、甲方代表、监理、施工单位四方终孔的管理措施，错误的桩底终孔结果还经常出现。根据掌据的资料，有的省份每年因桩底错误终孔而返工造成的直接损失多达数千万元，而这些一般多发生在必须进行桩基抽芯复查桩底持力层的重要基础上，对于一般工程存在的工程质量隐患更难于估计。
由于现有桩基终孔技术比较落后，判断模糊，存在许多不确定因素，并且经常出现质量事故和质量隐患，给工程师造成巨大压力，所以另一方面在桩基工程上更多的是因过度保守造成国家财产损失和资源浪费。比如一项高速公路建设工程若共有5000根桩，其中3000根桩平均每根桩桩长比实际需要增加2米，就要增加约1500万元以上的直接投入；也因桩基入岩成孔施工难度大，同时也消耗了施工承包单位约1000-2000万元左右的利润。可见因过度保守造成国家财产和资源浪费十倍于判断失误造成的损失，是更大规模的损失！在我国基础建设全面发展的今天，每年因桩基终孔技术落后造成的直接损失和资源浪费累计远在十亿元以上。
现有的工程物探技术，如电探法、地震折射波法、地质雷达和声波测井等，设备昂贵、操作及分析技术复杂，专业化程度要求高，判断结果存在多解性和模糊性，使用都有一定的局限性，还不能为广大工程技术人员掌据和使用。为确保工程质量，桩基施工质量控制和管理程序上要历经设计地质初探、设计地质详探、施工地质补探、四方终孔和成桩质量检测(如小应变检测、静桩试验、钻孔抽芯)五个阶段，这其中需要许多资金投入和时间消耗。
本发明的目的是提供一种新的简便、可靠的物探技术，通过测量桩基成孔过程中重锤冲击岩层发出振荡波的频率等特征，来分析地下岩层的强度和构造，达到数字化定性判断地下岩层的特性的目的，结合地质钻探报告、岩碴碴样等准确判定桩底终孔标高，从而达到确保桩基承载力、合理节约、避免工程质量事故和质量隐患的效果。
本发明的桩基桩底终孔岩性检测判定技术的方法，其特征在于动态检测仪器(1)通过导线(2)将传感器(3)安放到桩基的成孔(4)的泥浆(5)中，检测重锤(6)冲击孔底的岩层(7)的岩面上时发出的冲击振荡波的激振频率fa、或激振脉冲数Na，根据弹性碰撞理论，通过分析冲击振荡波的激振频率fa、或激振脉冲数Na与岩层(7)的岩石抗压强度R的相关关系，从而推算被检岩层(7)的岩石抗压强度R，做为桩基终孔标高判定的主要依据。
根据弹性碰撞理论，重锤(6)与岩层(7)碰撞发出的冲击振荡波的激振频率fa，主要与岩层的刚度、硬度(强度)、弹性模量有关，也与锺重、锺质、落距、接触面积、碰撞方向和碰撞速度有关。两物体的强度越高冲击产生的激振频率越高fa；激振频率fa还与构成岩层刚度的结构特征因素有关，如厚度、构造、下卧层条件等。在桩基成孔施工及检测过程中，重锤(6)相对做为一个标准体，锺重、锺质、落距、接触面积、碰撞方向和碰撞速度相对一致，因此激振频率fa的变化主要反映出被检岩层的强度及岩层结构特征的差异性。当岩层足够厚时，可视为一个刚体，撞击发出冲击波中的激振频率fa主要与岩层的岩石抗压强度R相关，因此可以建立激振频率fa与岩层(7)的岩石抗压强度R的相关关系，利用这种关系做为桩基(4)终孔标高判定的主要依据。当岩层(7)厚度减薄、岩性风化、破碎、或存在软弱夹层、洞穴等时，岩层(7)的整体刚度降低，碰撞产生的激振频率fa也随之降低，这与由于岩层(7)的岩石抗压强度R降低一样，反映出地基能持供的承载力也随之降低。被冲击的岩层(7)岩性均匀一致，每锤产生的冲击振荡波的波形相同或相似，激振频率fa的离差值小；如果岩层(7)的岩性均匀性差，岩质、裂隙变化大，冲击振荡波的波形变化大、重复性差，激振频率fa的离差值也增大。因此通过检测数据的统计分析和处理，可判断被检岩层的状态和变化趋势。
本发明的一种桩基桩底终孔岩性检测仪(8)作为桩基桩底终孔岩性检测判定的专用动态检测仪器(1)，其持征在于桩基桩底终孔岩性检测仪(8)由放大电路(8-1)、整形电路(8-2)、触发器(8-3)、时基电路(8-4)、分频器(8-5)、门控电路(8-6)、闸门电路(8-7)、计数器(8-8)、显示器(8-9)等组成。由传感器(3)检测到的冲击振荡波的模拟电信号经放大电路(8-1)放大，并经整形电路(8-2)处理为数字信号、同时冲击振荡波经触发器(8-3)自触发产生一个脉冲信号，脉冲信号同时启动分频器(8-5)的复位端和门控电路(8-6)的置位端，分频器(8-5)的输入端连接到时基电路(8-4)的输出端，由时基电路(8-4)持供标准时基信号，分频器(8-5)至设定延时后产生一个信号使门控电路(8-6)复位，门控电路(8-6)控制闸门电路(8-7)的开关时间，在闸门电路(8-7)的控制下冲击振荡波的激振脉冲数由计数器(8-8)计数，从而检测到冲击振荡波的激振脉冲数Na，及换算的激振频率fa。
本发明的持征在于将冲击振荡波在时程上划分为主要反映岩层(7)碰击激振阶段和结构受迫振动阶段两个时段，分别测量和分析两个时段的激振频率fa和振动频率fb、或上述两个时段内的激振脉冲数Na和振动脉冲数Nb，通过分析两个时段的激振频率fa和振动频率fb或激振脉冲数Na和振动脉冲数Nb的变化和关系，来推算岩层(7)的岩石抗压强度R和分析岩层(7)构造特征的差异性。将冲击振荡波在时程上划分为主要反映岩层(7)碰击激振阶段和结构受迫振动阶段两个时段来分别检测，通过细化仪器检测方法，提高了激振频率fa和振动频率fb的检测准确性，免除对检测数据复杂的后处理过程，使检测分析过程直接而简便，适合广大工程技术人员使用，有利于技术推广。
本发明的一种桩基桩底终孔岩性检测仪(8)其持征在于，桩基桩底终孔岩性检测仪(8)增加了滤波器(8-10)、整形电路II(8-11)、门控电路II(8-12)、闸门电路II(8-13)、计数器II(8-14)、显示器电路II(8-15)。滤波器(8-10)的输入端和输出端分别连接到放大电路(8-1)的输出端和整形电路II(8-11)的输入端，通过滤波器滤除高频的激振信号。门控电路II(8-12)的置位端、复位端、输出端分别连接到门控电路(8-6)的输出端、分频器(8-5)的另一个输出端、闸门电路II(8-13)控制端，使门控电路产生一个对应于岩层(7)受迫振动主振阶段的开门控制时间。闸门电路II(8-13)的输入端和输出端分别连接到整形电路II(8-11)的输出端和计数器II(8-14)的输入端，最后由显示器II(8-15)显示岩层(7)受迫振动的主振阶的振动脉冲数。
本发明的持征在于动态检测仪器(1)通过A/D转换器(9)和计算机或微机(10)来检测存贮冲击振荡波的波形，利用FFT技术等分析冲击振荡波的激振频率fa、振动频率fb等，通过振动波形的振幅、振相等特征来判定反射波的到达时间tx，根据弹性波的传播规律，综合分析被检岩层(7)的岩石抗压强度R、分层厚度hx等构造特征及差异性。冲击振荡波包含冲击波在岩层中传播的反射波成份，可利用弹性波的传播规律推算岩层的厚度、软弱夹层或洞穴的位置。当岩层为结构层时，冲击振荡波的波形较清晰，规律性好；如果被检岩层破碎或夹层多，则振动波形紊乱、重复性差、振幅衰减快。
本发明的持征在于同时通过深孔量测装置(11)测量孔底标高，在桩基桩底终孔岩性检测仪(8)中增加计数器III(8-16)和显示器III(8-17)，并连接到门控电路(8-6)的输出端用于记录锤击数M。通过分析成孔穿越各岩层(7)的平均振荡频率fa、fb或平均振荡脉冲数Na、Nb，累计锤击数M、成孔钻进速度Vh等指标，综合分析各岩层(7)的岩石抗压强度R和构造持征的差异性。孔深量测装置(11)由可逆计数器、测距轮、设置在测距轮上磁组和霍尔传感器或光栅和光电元件等组成。测距轮由吊系重锤(6)的缆绳带动，用测量缆绳行走的长度来测量孔底标高。记录锤击数M，只须将计数器III(8-16)的输入端连接到门控电路(8-6)的输出端即能测量和累加锤击数。检测过程可以以孔深10cm的为单位，详细记录每10cm钻进过程的平均振荡频率fa、fb或平均振荡脉冲数Na、Nb，累计锤击数M、成孔钻进速度Vh等指标，达到连续检测的目的，多指标综合评价各岩层(7)的岩石抗压强度R和构造持征的差异性。通过分析桩基穿过各岩层(7)的平均激振频率fa、fb或平均激振脉冲数Na、Nb，累计锤击数M、成孔钻进速度Vh等指标，分析各岩层(7)的桩侧摩阻力和桩底承载力，准确计算桩基承载力，确定桩底终孔标高，达到安全可靠和合理节约的目的。
本发明的持征在于传感器(3)可采用水听器(12)、增压式压电晶体传感器(13)等。要求所采用的传感器的灵敏度、频带范围、绝缘性能和防水性能必须满足实际使用要求。本技术采用水听器、增压式压电晶体传感器，并将传感器置于成孔泥浆中，具有隔离地面施工机械噪声的作用，同时由于泥浆的滤波作用，使桩底冲击响应信号只有纵波被留下来并被接收。
本发明直接适用于采用冲孔法成孔的桩基的桩底岩性判别，采用本技术可考虑适当减少地质钻探数量。对于采用旋钻法成孔的桩基，可考虑入岩后改用冲孔法继续成孔，或在提钻时用小冲锤激振并检测。人工挖孔桩终孔时宜用小冲锤激振，分析桩底持力层情况。
图1是桩基桩底终孔岩性检测方法原理示意图。
图2是一种桩基桩底终孔岩性检测仪原理示意图。
图3是双时程桩基桩底终孔岩性检测仪原理示意图。
图4是智能化桩基桩底终孔岩性检测方法原理示意图。
图5是多功能桩基桩底终孔岩性检测仪原理示意图。
本发明利用振动检测分析仪器，将传感器安放到桩基成孔的泥浆中，检测重锤冲击孔底的岩层时发出的冲击振荡波，根据弹性碰撞理论和数理统计分析方法，通过分析冲击振荡波的激振频率fa，达到信息化评价和推算被检岩层的岩石抗压强度R，定性分析岩层构造持征的差异性和变化趋势的目的，做为桩基终孔标高判定的主要依据，具有原理可靠、方法简便、结果定量清晰的效果。将冲击振荡波在时程上划分为两个时段，同时测量岩层的冲击激振频率和岩层结构受迫振动频率、或对应的振动脉冲数，能进一步提高对岩层强度和结构特征差异性的分析判断的准确性。桩基桩底终孔岩性检测仪具有原理简单，电路稳定可靠，数据处理过程数字化，检测结果直接由计数器显示，具有电路抗干扰能力强，省电，结构轻便的优点。适合广大工程技术人员使用，有利于技术推广。通过A/D转换器和计算机或微机来检测存贮冲击振荡波的波形，利用FFT技术等分析冲击振荡波的激振频率fa、振动频率fb；通过振动波形的振幅、振相等特征来判定反射波到达的时间tx。根据弹性波的传播规律，能更全面分析被检岩层的岩石抗压强度R、层厚、软弱夹层、溶洞、破碎程度等构造特征及差异性，为桩底终孔标高判定提供更多的科学依据。桩基成孔岩性检测同时通过孔深测量装置测量孔底标高、记录锤击数，通过详细检测、记录成孔穿越各岩层的平均振荡频率或平均脉冲数、累计锤击数、成孔钻进速度等指标，能更准确地评价各岩层的岩石抗压强度R、桩侧摩阻力、桩底承载力和构造持征的差异性。准确计算单桩承载力，合理确定桩底终孔标高，达到安全可靠和合理节约的目的。本技术采用水听器、增压式压电晶体传感器，并将传感器置于成孔泥浆中，具有安装简便、抗干扰能力强的优点。
下面结合附图和实施例对本发明的原理和实施方法作进一步的描述。
实施例1如附图1所示，某桥梁工程，地质条件复杂，地层变化频繁，有的桩实际终孔标高与设计终孔标高变化相差十多米，终孔标高判定困难，经研究决定采用桩基桩底终孔岩性检测仪(8)进行岩性判定，达到桩基成孔过程能进行岩性信息化鉴别的目的，确保桩底终孔标高能满足设计要求。
1.建立冲击波激振频率fa与岩石抗压强度R的对应关系选择地质有代表性的桩基在桩中心处进行地质详探作为试验对比桩。要求必须确保试验桩的地质钻探质量，入岩后每岩层均尽可能多取样做岩石抗压强度试验。
取各岩层芯样在泥浆池或清水中(高浓度泥浆对高频振荡波有衰减作用)，用制作冲锤锤头的合金钢材料制作一把铁锤，用于在泥浆池中锤击岩芯激振，实测每锤激振的脉冲数，计算对应的振动频率。采用各岩芯的平均振动频率，分析其与之对应的岩石抗压强度R的关系，做为参考资料。
试验桩采用冲孔方法施工，直接检测重锤(6)冲击岩层(7)发出冲击振荡波，全程检测各岩层激振频率fa的变化情况，检测时以步距10cm为单位，计算其平均振动频率和离差值。及时分析成孔穿越各岩层过程的激振频率的变化情况和变化规律；比较软弱下卧层(强度更低)对上层岩层的影响程度等。
为确保检测结果准确可靠，对检测方法和程序提出如下要求1).要求尽量使每锤落距一致，冲机离合操作动作规范。
2).传感器采用水听器，尽量悬放在成孔过程距孔底最近的安全处的泥浆中。宜统一放在桩底标高-(冲锤最大落距+1m)处。
3).检测时应观察桩距小于20m左右的临桩的成孔施工是否对本桩检测结果有干扰，否则检测时应暂停临桩的成孔施工。
4).用于清孔排渣的泥浆管道不能绑扎在锤头及吊系的缆绳上，以免扰动泥浆影响仪器正常工作。
5).检测应在连续钻进过程中实施。停钻后，孔底出现的沉渣对传递冲击能量有影响，应连续冲孔以排除沉渣后，才能实施正常检测。
6).人工记录时，每一岩层至少应记录十锤以上的单锤数据，其它数据可由仪器以每十锤、二十锤等为单位自动累加并记录。
7).应同时记录岩渣状态和成孔钻进速度等相关资料。及时发现冲孔过程检测结果的差异性变化，防止穿越合适的桩底持力层。
2.现场检测实施和判断现场检测按试桩规定的检测方法和程序实施，检测应及时分析检测结果的变化。振动频率越高代表岩层的强度和刚度越高；振动频率越低代表岩层的强度和刚度越低。根据实测激振频率fa的变化，参照试验桩的对比结果、钻探报告、岩渣、成孔钻进速度等，分析判断各岩层界面、岩层的岩石抗压强度R和结构特征，及时验算单桩承载力是否满足设计要求，应尽量使桩底终孔标高落在激振频率fa较高的合适岩层及标高上。
至桩底设计终孔标高附近，当出现下列情况时应认真对待1)检测时如激振频率fa逐步降低，若钻进速度同时加快，可判断为岩层强度遂步降低；若钻进速度保持不变，可判存在强度比本岩层强度更低的下卧层。按磨擦桩验算单桩承载力能满足要求，或桩基入岩深度已基本满足要求，宜决定终孔。
2)检测时如激振频率fa明显降低，参考钻进速度、岩碴，可拟判断为穿越岩层、出现夹层等情况，宜继续冲孔。
3)检测时如激振频率fa突然降低。可拟判断为已冲破强度较高的岩层，应寻找新的可终孔的岩层。
4)检测时如激振频率fa的离差值增大，可拟判断为岩层严重破碎、岩质变化大，应结合钻探报告及桩基承载力验算结果，决定是否继续钻进。
5)激振频率fa严重离散时，可拟判断为出现半土半岩等状态，应继续冲孔，并注意预防出现斜孔、卡锤等情况。
如附图2所示的桩基桩底终孔岩性检测仪(8)，放大电路(8-1)工作频率范围为10Hz-10kHz，时基电路(8-4)采用高稳定度的石英晶体振荡器做为振源，整形电路(8-2)、触发器(8-3)、分频器(8-5)、门控电路(8-6)、闸门电路(8-7)等采用高速CMOS分立元件构成，以提高仪器的工作速度。电路由冲击振荡波的首波自触发启动工作，采样时间长度选择0--1ms至0--10ms之间，主要检测激振波及其余波。显示器(9-9)采用液晶显示器，便于在阳光下工作，单锤检测结果显示时间不少于3S。
实施例2如附图1和附图3所示，采用桩基桩底终孔岩性检测仪(8)和增压式压电晶体传感器(13)。将冲击振荡波在时程上划分为主要反映碰击激振阶段和岩层结构受迫振动阶段两个时段，本实例第一时段取0-10ms、第二时段取10-60ms，分别测量两个时段的激振脉冲数Na及振动脉冲数Nb。激振脉冲数Na和振动脉冲数Nb分别由计数器(8-8)和显示器(8-9)、计数器II(8-14)和显示器II(8-15)计数和显示。为减少激振余波对第二时程的影响，滤波器(8-10)设计为低通滤波器，滤波截止频率取2kHz左右。
可根据实测激振频率fa和振动频率fb的关系分析判断岩层的持性1)激振频率fa越高代表岩层的强度和刚度越高；激振频率fa越低代表岩层的强度和刚度越低；2)振动频率fb越高代表越薄；振动频率fb越低代表岩层越厚；3)激振频率fa和振动频率fb都较高时，可拟判断被测岩层强度高、整体性较好，下卧层也较好，但岩层较薄；4)激振频率fa较高而振动频率fb较低，且检测结果重复性好时，可拟判断为被测岩层为强度高、整体性较好的岩层；5)激振频率fa较低而振动频率fb较高，且检测结果重复性好时，可拟判断为被测岩层强度较低、层薄，且下卧层强度较差；7)激振频率fa和振动频率fb同时都较低时，可拟判断被测岩层强度较低或有软卧夹层等；8)激振频率fa和振动频率fb较高且离差值较大，可拟判断被测岩层结构破碎，下卧层相对较好；9)激振频率fa和振动频率fb离差值大，检测结果重复性差，可拟判断被测岩层岩质变化大。
其余如实施例1。
实施例3如附图4所示，动态检测仪器(1)通过A/D转换器(9)和计算机或微机(10)来检测存贮冲击振荡波的波形，利用FFT技术等分析冲击振荡波的激振频率fa、振动频率fb等，通过振动波形的振幅、振相等特征来判定反射波的到达时间tx。根据弹性波的传播规律，综合推算被检岩层(7)的岩石抗压强度R，分析岩层的分层厚度hx，防止桩基持力层不能满足设计要求。检测仪器是一台将通用动态放大器、A/D转换器和微机组合在一起的数字化仪器。
冲击振荡波直接反映岩层的构造特征，波形分析可结合下列规律判断1)入射波高，反射波微弱，且反射波到达时间长，可判断为持力层基岩坚固可靠；2)若反射波波形清晰、重复性好，可判断岩层整体性好，强度高；3)若反射波波形紊乱，但重复性好，可拟判断为夹层多；4)若反射波波形紊乱，衰减快，且重复性差，可拟判断为岩层破碎、或岩质变化大；5)反射波为同相反射信号时，代表被检岩层的下卧岩层强度比较低；6)反射波为同相反射信号时，且出现多次有序的反射波信号，可拟判断为存在严重的软卧层、或溶洞等；7)反射波为反相反射信号时，代表被检岩层的下卧岩层强度比较高。
根据弹性波的传播规律，在时域分析上，可依据反射波的波幅、相位等特征，确定反射波的到达时间，利用反射波的到达时间tx和波速c按下式推算被检岩层的层厚hxhx＝1/2·tx·c各类围岩纵波波速c为3000m/s-6000m/s左右。
根据弹性波的传播规律，在频域分析上，利用FFT技术等进行频谱分析，确定冲击振荡波的激振频率fa、振动频率fb。利用振动频率fb和波速c按下式推算被检岩层的层厚hxhx＝1/2·c/fb其余如实施例2。
实施例4如附图3、附图5所示，采用多功能桩基岩性鉴别技术。在桩基桩底终孔岩性检测仪(8)中增加计数器III(8-16)和显示器III(8-17)来记录锤击数M，增加孔深量测装置(11)来测量孔底标高。通过分析成孔穿越各岩层的平均脉冲数Na、Nb，累计锤击数M、成孔钻进速度Vh等指标，综合分析各岩层(7)的岩石抗压强度R和构造持征的差异性。孔深量测装置(11)由可逆计数器、测距轮、设置在测距轮上的光栅和光电元件等组成，深度测量分辨率为1cm。测距轮由吊系重锤(6)的缆绳带动，用测量缆绳的行走长度来测量孔底标高。计数器III(8-16)的输入端连接到门控电路(8-6)的输出端，通过累计门控脉冲数记记录锤击数M。
检测过程中以孔深10cm为单位，详细计录每10cm钻进过程的平均激振脉冲数Na、Nb，累计锤击数M、成孔钻进速度Vh等指标，分析各岩层(7)的桩侧摩阻力和桩底承载力。当依据检测结果计算的掌桩承载力能满足设计要求，且确认桩底持力层无异常情况，即确定桩基终孔。
其余如实施例1。
实施例5桩基施工生产过程中，由工程技术人员按实施例1或实施例2方法实施，当遇到用实施例1或实施例2方法还不能解析时，由专职工程师采用实施例3等方法实施。
权利要求
1.本发明的桩基桩底终孔岩性检测判定技术的方法，其特征在于动态检测仪器(1)通过导线(2)将传感器(3)安放到桩基的成孔(4)的泥浆(5)中，检测重锤(6)冲击孔底的岩层(7)的岩面上时发出的冲击振荡波的激振频率fa、或激振脉冲数Na，根据弹性碰撞理论，通过分析冲击振荡波的激振频率fa、或激振脉冲数Na与岩层(7)的岩石抗压强度R的相关关系，从而推算被检岩层(7)的岩石抗压强度R，做为桩基终孔标高判定的主要依据。
2.如权利要求1所述，本发明的一种桩基桩底终孔岩性检测仪(8)作为桩基桩底终孔岩性检测鉴别的专用动态检测仪器(1)，其持征在于桩基桩底终孔岩性检测仪(8)由放大电路(8-1)、整形电路(8-2)、触发器(8-3)、时基电路(8-4)、分频器(8-5)、门控电路(8-6)、闸门电路(8-7)、计数器(8-8)、显示器(8-9)等组成。放大电路(8-1)的输出端分别连接到整形电路(8-2)的输入端和触发器(8-3)的输入端，触发器(8-3)的输出端分别连接到分频器(8-5)的复位端和门控电路(8-6)的置位端，分频器(8-5)的输入端和输出端分别连接到时基电路(8-4)的输出端和门控电路(8-6)的复位端，门控电路(8-6)的输出端连接到闸门电路(8-7)的控制端，闸门电路(8-7)的输入端和输出端分别连接到整形电路(8-2)的输出端和计数器(8-8)的输入端，计数器(8-8)的输出端连接显示器(8-9)的输入端。
3.如权利要求1所述，本发明的持征在于将冲击振荡波在时程上划分为主要反映岩层(7)碰击激振阶段和结构受迫振动阶段两个时段，分别测量和分析两个时段的激振频率fa和振动频率fb、或上述两个时段内的激振脉冲数Na和振动脉冲数Nb，通过分析两个时段的激振频率fa和振动频率fb或激振脉冲数Na和振动脉冲数Nb的变化和关系，来推算岩层(7)的岩石抗压强度R和分析岩层(7)构造特征的差异性。
4.如权利要求2所述，本发明的一种桩基桩底终孔岩性检测仪(8)其持征在于，桩基桩底终孔岩性检测仪(8)增加了滤波器(8-10)、整形电路II(8-11)、门控电路II(8-12)、闸门电路II(8-13)、计数器II(8-14)、显示器II(8-15)等电路。滤波器(8-10)的输入端和输出端分别连接到放大电路(8-1)的输出端和整形电路II(8-11)的输入端，门控电路II(8-12)的置位端、复位端、输出端分别连接到门控电路(8-6)的输出端、分频器(8-5)的另一个输出端、闸门电路II(8-13)控制端，闸门电路II(8-13)的输入端和输出端分别连接到整形电路II(8-11)的输出端和计数器II(8-14)的输入端，计数器II(8-14)的输出端连接到显示器II(8-15)输入端。
5.如权利要求1所述，本发明的持征在于动态检测仪器(1)通过A/D转换器(9)和计算机或微机(10)来检测存贮冲击振荡波的波形，利用FFT技术等分析冲击振荡波的激振频率fa、振动频率fb等，通过振动波形的振幅、振相等特征来判定反射波的到达时间tx，根据弹性波的传播规律，综合分析被检岩层(7)的岩石抗压强度R、分层厚度hx等构造特征及差异性。
6.如权利要求1所述，本发明的持征在于同时通过孔深测量装置(11)测量孔底标高，在桩基桩底终孔岩性检测仪(8)中增加计数器III(8-16)及显示器III(8-17)，并连接到门控电路(8-6)的输出端用于记录锤击数M，通过分析成孔穿越各岩层(7)的平均振荡频率fa、fb或平均振荡脉冲数Na、Nb，累计锤击数M、成孔钻进速度Vh等指标，综合分析各岩层(7)的岩石抗压强度R和构造持征的差异性。
7.如权利要求1所述，本发明的持征在于传感器(3)可采用水听器(12)、增压式压电晶体传感器(13)等。
全文摘要
本发明的桩基桩底终孔岩性检测判定技术，其特征在于采用桩基桩底终孔岩性检测仪，通过检测重锤冲击孔底岩层时发出的冲击振荡波的振动频率等因素，来分析地下岩层的强度和构造，从而达到信息化定量判断地下岩层的特性的目的，结合地质钻探报告、岩碴等准确判定桩底终孔标高，达到确保桩基承载力、合理节约、避免工程质量事故和质量隐患的效果。本技术实施简易，能为广大工程技术人员掌握。在我国基础建设全面发展的今天，每年因桩基终孔技术落后造成的直接损失和资源浪费累计远在十亿元以上，推广本发明技术具有重大意义和紧迫性。
文档编号E02D33/00GK1928260SQ20051003706
公开日2007年3月14日 申请日期2005年9月8日 优先权日2005年9月8日
发明者陈彦平 申请人:陈彦平