儀器用途
鑽孔電視成像儀適用於工程地質、水文地質、岩土工程檢測監測等工程領域;適用於垂直孔、水平孔,錨索(桿)孔、地質鑽孔和混凝土鑽孔等各類鑽孔,可形成數位化鑽孔芯樣,永久保存,特別適合於無法取得實際芯樣的破碎帶地層。
具體可套用於:
1、用於灌注樁鑽芯後驗證檢測:對混凝土灌注樁完整性有疑問時,可將樁進行抽芯後進行成像檢測。
2、用於工程水文地質:觀測鑽孔中地質體的各種特徵及細微構造,如地層岩性、岩石結構、斷層、裂隙、夾層、岩溶等,編錄地質柱狀圖;
3、用於礦產地質:觀測礦體礦脈厚度、傾向和傾角,對礦體礦脈組成成分進行分析查看;
4、用於煤礦等礦山:觀測和定量分析煤層等礦體走向、厚度、傾向、傾角,層內夾矸及與頂板岩層的離層裂縫程度等;
5、用於混凝土:觀察混凝土內空洞、裂隙、離析等缺陷的位置及程度;
6、用於管樁:觀測樁內的各種異常和缺陷,如:管樁接頭破碎、斷裂、裂隙等。
7、用於地下管道:觀察管道內容物,定量分析管道裂隙及破碎、斷裂位置、長度、寬度及走向等;
8、用於水井維修: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。
儀器原理
基樁孔內攝像檢測技術是在具有樁身豎向孔的預應力管樁上,採用高精度、高清晰度和高解析度的孔內攝像頭對整根樁或者局部樁身進行拍攝,拍攝孔壁結構圖像,觀測樁身有無彎曲;有無裂縫、裂縫的形態、間距、寬度、長度;上端與下段有無錯位;有無混凝土脫落、破碎區域形態、高度、寬度、深度;孔內有無地下水、滲漏源、水位高度、變動趨勢等,攝像頭通過帶有刻度標識的防水電纜與監視器相連,孔壁結構的狀態清晰顯示、儲存到地面的監視器中,可及時進行圖像資料的分析、處理和儲存。通過現場觀察及後期逐幀觀察,可識別樁身的缺陷位置、形式及大小,據此分析樁身的完整性並能準確定位缺陷位置。
儀器設備
孔內攝像檢測系統主要包括如下器件:
(1)孔內探頭。孔內探頭是採集基樁鑽孔內部成像的主要器件,包括攝像頭、鏡頭、燈光、採集視窗、羅盤。探頭要求防水視窗清晰,結實耐用。
(2)深度記錄器。對探頭下放時的深度進行相應的記錄,精度要求達到0.1mm。
(3)地表採集系統。對孔中的圖像進行採集,並對採集的信號進行記錄,輔助記錄探頭在孔中的深度、方位角等。
檢測規範要求
《建築樁基檢測技術規定》JGJ106將孔內攝像法作為樁基完整性檢測的方法之一。湖北省地方標準《預應力混凝土管樁基礎技術規程》DB42/489規定:所有工程樁應逐根對樁孔壁內進行燈光照射目測或孔內攝像檢查,觀察孔內是否進土、滲水,有無明顯破損、錯位、撓曲現象,並做出詳細記錄,註明發現缺陷的位置及進土、進水的深度。廣東省地方標準《錘擊式預應力混凝土管樁基礎技術規程》DBJ/T-15-22規定:封口型管樁收錘後,套用低壓燈泡吊放入管樁內腔或用孔內攝像進行管壁質量檢查。
檢測特點
1、孔內攝像技術的優勢。利用管樁特有的管狀內腔,對管狀整個樁身的完整性進行檢測,不受地質條件、場地條件等因素的限制;使用孔內攝像技術,直觀,可對缺陷做出定量的分析,對缺陷的位置做出準確的測量,對缺陷的形式進行準確的描述,給補強設計帶來了很大的方便;並且使用孔內攝像技術可對多道裂紋的管樁進行判斷及定位,對樁身有脫節的地方清晰的查看,可檢測管樁的豎向裂縫;檢測不受管樁的長度限制,可對深部樁身缺陷和樁端破損進行檢測,可對加筋灌芯之前管樁內壁泥漿的清理工作進行監視跟蹤。
2、孔內攝像技術的不足。孔內攝像技術驗證樁身缺陷比較直觀,適合工程樁反射波法低應變完整性複合性檢測,特別適合於司法鑑定或仲裁,可以提供簡單明白的依據。
但是該方法的局限性在於:只能勘察樁的內壁情況,無法看到焊縫的情況;要求管樁內部沒有雜物;對於斜樁,攝像探頭容易受到樁身內壁障礙物的影響,造成攝像頭移動困難和攝像的死角,不能取得完整的圖像資料;受攝像探頭的照明光源限制,對距離稍遠或孔內水體渾濁的情況,較難採集到清晰的圖像,以致造成檢測數據的不準確。
套用範圍及評定標準
孔內攝像技術由於其對基樁孔內要求較高,很難作為普查手段。一般對於偏位較大、低應變沒有明顯缺陷反射的基樁或曲線較為複雜、不易或不能做判定的基樁,採用孔內攝像作為補充檢測。
低應變反射波法因其方法的特點無可替代成為管樁的普查手段,有疑問或發現問題時可結合孔內攝像看清問題的大小、位置和程度,並對有嚴重缺陷或懷疑的樁可進一步檢驗承載力是否達到要求。
對於使用孔內攝像法檢驗樁身完整性,建議按照如按下表判定樁身完整性。
檢測流程
現場檢測前期準備:
1.灌注樁和地質鑽孔,鑽孔後,若孔中有水,需進行洗孔,直至孔內水清澈。(洗孔後,建議添加明礬或其他化學試劑,加速孔中膠結物沉澱。)
2.管樁內孔,建議對管樁內孔土進行清理,若孔內有水,建議通過抽排或置換方式,並添加化學試劑加速沉澱,保證測試環境清澈。
3.測試場地處理,避免污水回流,具備測試條件。
儀器架設注意事項:
1、三腳架架設需牢靠,穩定,並與孔中心對齊。
2、探頭與防水電纜連線牢靠,探頭架設在孔中心。
3、架設好深度計數器,調整好儀器的相關參數。
4、進行探頭下放,進行採集。
檢測實例
某工程S2號樁,樁長23.4m,樁徑為1000mm,混凝土強度設計等級C30,混凝土5.0m-6.20m和13.20m-13.50m存在夾泥情況,其餘部位混凝土鉸接良好,芯樣呈柱狀。表面光滑,骨料分布均勻。依據中國工程建設標準化協會標準《基樁孔孔內攝像檢測技術規程》CECS253:2009,對該樁進行鑽孔成像檢測。
在取芯之後,用清水進行洗孔,待孔內水澄清後邊可進行試驗,試驗採集結果如下:
通過取芯法檢測,根據規範可以判定S2號樁完整性為II類,而根據上述圖像顯示,5.00m-6.20m未發現較嚴重缺陷,13.20m-13.50m處鑽孔孔壁四周混凝土均勻連續完整,膠結較好,其餘樁身正常,故該樁樁身完整性可判定為I類。