鉆孔電視在基樁檢測中的應用

基樁是建筑的主要承重結構之一，其完整性極大程度關系到建筑物的使用安全及運營壽命。常用的完整性檢測方法有低應變反射波法、聲波透射法及鉆芯法。反射波法難以定量檢測，只能大體判斷缺陷是擴徑類缺陷，不能甄別縮徑類離析、夾泥的區別；聲波透射法定位準確，但是同反射波法一樣不能定量檢測；鉆芯法為有損檢測方法，直觀、準確，由于種種因素的影響，一般巖芯獲得率都達不到100%，特別是在軟弱巖性和巖石破碎的地段，巖芯獲得率更低。在鉆芯取樣時，結合鉆孔電視對孔壁進行全景掃描，更能對樁身完整性進行分類判定。

1 鉆孔電視的基本原理及適用范圍

1.1 基本原理

鉆孔電視主要由地面部分和井下部分組成。地面部分包括控制器、電腦、三腳架、絞車、滑輪和深度計數器；地下部分包括攝像探頭和電纜，攝像探頭由CCD攝像機、LED燈、玻璃罩和錐形鏡組成。

鉆孔孔壁經LED光源照亮，CCD攝像機攝取由錐形鏡反射的孔壁圖像，圖像信息經電纜傳送至控制器和電腦，整個采集過程由圖像采集控制軟件系統完成，此系統把采集的圖像展開和合并，記錄在電腦上。

安裝在探頭內的數字羅盤用來標定圖像的方位，一般把測試地點的磁北經磁偏角校正后的真北設為0°，順時針方向角度增加。圖像處理軟件可以以兩種方式顯示，一種是數字巖芯圖，拖動滑動條巖芯可以旋轉；另一種是360°展開圖。相當于把孔壁的圖像剖開并攤開。從而觀察混凝土灌注樁內空洞、裂隙、離析等缺陷的位置及程度；觀測預制管樁內的各種異常和缺陷,定量分析接頭質量及破碎、斷裂、裂隙的長度、寬度及走向等，見圖1。

圖1 鉆孔電視CCD攝像機360°全景鏡頭成像原理

1.2 適用范圍

鉆孔電視適用于工程地質、水文地質、地質找礦、巖土工程、礦山等部門；適用于垂直孔、水平孔和傾斜孔（俯角、仰角），錨索（桿）孔、地質鉆孔和混凝土鉆孔等各類鉆孔，可形成數字化鉆孔巖芯，永久保存，特別適合于無法取得實際巖芯的破碎帶地層。

1）工程水文地質。觀測鉆孔中地質體的各種特征及細微構造，如地層巖性、巖石結構、斷層、裂隙、夾層、巖溶等，編錄地質柱狀圖。

2）礦產地質。觀測礦體礦脈厚度、傾向和傾角，鉆孔自身的傾向和傾角。

3）煤礦等礦山。觀測和定量分析煤層等礦體走向、厚度、傾向、傾角，層內夾矸及與頂板巖層的離層裂縫程度等。

4）混凝土。觀察混凝土內空洞、裂隙、離析等缺陷的位置及程度。

5）管樁。觀測樁內的各種異常和缺陷,定量分析接頭質量及破碎、斷裂、裂隙的長度、寬度及走向等。

6）地下管道。觀察管道內溶物，定量分析管道裂隙及破碎、斷裂位置、長度、寬度及走向等。

7）水井維修。檢測井壁的裂隙、錯位、井下落物、濾水管孔堵塞及流砂位置等情況。

8）孔斜測試。用于測試鉆孔、管樁等被測對象的傾斜度測試。

2 工程實踐

某工程采用鉆孔灌注樁，設計直徑2.2m，樁長52.0m，埋設4根聲測管。采用聲波透射法檢測發現，剖面44.0～46.2m實測混凝土實測聲速偏低、幅值有所下降，46.3～47.2m聲速幾乎為0，幅值急劇下降。超聲波檢測結果見圖2。

抽芯檢測結果發現44.0～46.2m左右混凝土局部缺損，46.2～47.0m無法取得完整芯樣。抽芯檢測結果見圖3。

圖2 超聲波檢測結果

圖3 抽芯芯樣

為進一步對檢測結果進行驗證，對混凝土缺損走向進行判別，采用數字式鉆孔電視進行檢測。檢測結果表明，44.0～46.2m左右混凝土存在縱橫及傾斜裂隙，裂面傾角14°～87°，最大縫寬4.2 cm；46.4～47.0m混凝土空洞，見圖4。

圖4 鉆孔電視

3 結論

鉆孔電視檢測結果與聲波透射法、鉆芯法完全一致，但是更直觀詳細的反映了缺陷信息（深度、寬度、性狀等）。具有觀測精度高（對裂縫的觀辯率高達0.1mm）、定位準確（深度精度0.1mm，方位精度可達0.1°）、分析功能強（能對地質體內壁產狀進行測量和量化編輯及描述）、瀏覽方便（圖像可以隨時瀏覽任意方位、任意比例、任意孔段的圓柱圖和平面展開圖，也可編輯查看整個或部分巖心圖）、數字化存儲等優點，有廣泛的適用性。但是鉆孔電視檢測為破損方法檢測要求干孔或清水，這不僅會增加工期和成本，有時還很難達到。這就需要研究在復雜環境下，特別是水不太清時的有效測試手段；改進光源系統，盡量消除光亮不均勻引起的條紋；提高圖像轉換精度。