王偉波

（廣東粵信建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測(cè)有限公司，廣東 東莞 523000）

0 引言

孔內(nèi)攝像在建筑工程檢測(cè)中的運(yùn)用要點(diǎn)，是建筑工程檢測(cè)中的重要內(nèi)容，通過(guò)孔內(nèi)攝像技術(shù)可將結(jié)構(gòu)內(nèi)部的各種缺陷或缺陷形成的原因和危害，直觀地反映出來(lái)，為后續(xù)結(jié)構(gòu)安全使用提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。在建筑工程檢測(cè)中，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、類型多樣等特點(diǎn)，使得檢測(cè)工作難度較大?？變?nèi)攝像技術(shù)正是一種能有效解決上述問(wèn)題的技術(shù)手段，其將孔內(nèi)攝像技術(shù)運(yùn)用到建筑工程檢測(cè)中，能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)進(jìn)行無(wú)損、快速、高效檢測(cè)，并有效規(guī)避了傳統(tǒng)檢測(cè)方法的局限性。

1 孔內(nèi)攝像在建筑工程檢測(cè)中的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)

1.1 可對(duì)孔內(nèi)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察

孔內(nèi)攝像技術(shù)是一種孔內(nèi)攝像技術(shù)，其主要是利用計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)和顯像管等設(shè)備，在孔內(nèi)對(duì)鉆孔內(nèi)部的情況進(jìn)行拍攝，將拍攝到的圖像實(shí)時(shí)顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，以供相關(guān)人員對(duì)圖像進(jìn)行分析、判斷。由于孔內(nèi)攝像技術(shù)具有實(shí)時(shí)觀察的特點(diǎn)，因此可以對(duì)鉆孔內(nèi)部情況進(jìn)行直觀觀察，從而更好地指導(dǎo)建筑工程檢測(cè)工作。圖1 為孔內(nèi)攝像成圖。

圖1 孔內(nèi)攝像成圖

1.2 可在特定條件下對(duì)鉆孔內(nèi)部情況進(jìn)行觀測(cè)

孔內(nèi)攝像技術(shù)是在特定條件下完成的，其可以對(duì)鉆孔內(nèi)部的情況進(jìn)行觀測(cè)，具體來(lái)講，可以在以下方面進(jìn)行：首先，在建筑工程檢測(cè)中應(yīng)用孔內(nèi)攝像技術(shù)可將現(xiàn)場(chǎng)情況通過(guò)孔內(nèi)攝像頭的實(shí)時(shí)錄像功能進(jìn)行記錄，對(duì)一些重要的信息進(jìn)行存儲(chǔ)，方便日后查看。其次，孔內(nèi)攝像技術(shù)可根據(jù)具體情況對(duì)鉆孔內(nèi)部圖像進(jìn)行拼接，以便對(duì)鉆孔內(nèi)部的具體情況進(jìn)行全面了解。最后，孔內(nèi)攝像技術(shù)可借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完成對(duì)鉆孔內(nèi)部圖像的實(shí)時(shí)處理與傳輸工作?？變?nèi)攝像技術(shù)與傳統(tǒng)的鉆孔勘探法相比，具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。例如，東莞一座大型建筑的基礎(chǔ)樁基，以旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)法為基礎(chǔ)，B15#直徑1000mm，長(zhǎng)度15.60m，C30 級(jí)，樁端持力層為微風(fēng)化層，鉆芯法檢測(cè)1 孔，鉆芯法檢測(cè)巖石芯樣如圖2 所示。結(jié)果顯示，在鉆取巖芯時(shí)，在鉆孔深度15.60～15.95m 的巖芯比較破碎。在鉆芯工作結(jié)束之后，將鉆孔用作觀察通道，并對(duì)此樁展開(kāi)了孔內(nèi)拍攝?？變?nèi)攝像結(jié)果照片如圖3 所示，根據(jù)孔內(nèi)拍攝的圖像可以看出，B15#樁樁底持力層的局部區(qū)域僅僅存在一些小裂縫。在鉆機(jī)鉆進(jìn)的過(guò)程中，因?yàn)闄C(jī)械轉(zhuǎn)速偏快，以及鉆頭磨損，造成鉆進(jìn)壓力不均勻，有可能會(huì)造成原來(lái)裂縫的巖樣受損，從而不能真正地反應(yīng)出巖石的完整性狀態(tài)。孔內(nèi)攝像技術(shù)可以在孔內(nèi)環(huán)境較為復(fù)雜、光線較暗、氧氣含量較低的情況下進(jìn)行圖像采集工作，可在特定條件下對(duì)鉆孔內(nèi)部情況進(jìn)行觀測(cè)，可在一定程度上保證拍攝過(guò)程中圖像的清晰度，孔內(nèi)攝像技術(shù)可借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完成對(duì)圖像數(shù)據(jù)的傳輸和存儲(chǔ)。

圖2 鉆芯法檢測(cè)

圖3 孔內(nèi)攝像結(jié)果

2 孔內(nèi)攝像在建筑工程檢測(cè)中運(yùn)用存在的問(wèn)題

2.1 孔內(nèi)攝像技術(shù)的檢測(cè)范圍有限

由于孔內(nèi)攝像技術(shù)的檢測(cè)范圍有限，因此在檢測(cè)過(guò)程中，也會(huì)受到一定的影響。具體的影響因素如下：①孔內(nèi)攝像技術(shù)本身存在著一定的局限性，因?yàn)樵诳變?nèi)攝像技術(shù)應(yīng)用中，需要將攝像探頭伸進(jìn)在被檢測(cè)對(duì)象的內(nèi)部，并對(duì)其進(jìn)行有效檢測(cè)，而攝像探頭本身具有一定的直徑，并且其直徑不能超出被檢測(cè)對(duì)象的尺寸范圍。②被檢測(cè)對(duì)象結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，并且有些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，就會(huì)導(dǎo)致孔內(nèi)攝像技術(shù)無(wú)法對(duì)這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效地檢測(cè)。所以在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，需要根據(jù)具體的情況來(lái)確定孔內(nèi)攝像技術(shù)的適用范圍，并根據(jù)其使用范圍來(lái)確定具體的應(yīng)用方法，從而提升孔內(nèi)攝像技術(shù)在建筑工程檢測(cè)中應(yīng)用效果。

2.2 檢測(cè)精度有待進(jìn)一步提升

在具體的檢測(cè)過(guò)程中，由于孔內(nèi)攝像技術(shù)存在一定的局限性，所以在對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，由于存在著一定的不確定因素，因此也會(huì)影響檢測(cè)精度。如果孔內(nèi)攝像技術(shù)本身的精度不高，就會(huì)導(dǎo)致其檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。另外，由于孔內(nèi)攝像技術(shù)本身屬于一種新興的技術(shù)，所以在對(duì)其進(jìn)行運(yùn)用時(shí)也會(huì)受到一定的限制，如設(shè)備精度、環(huán)境因素等方面的影響，導(dǎo)致孔內(nèi)攝像技術(shù)在檢測(cè)中存在一定的誤差。雖然孔內(nèi)攝像技術(shù)可以有效地對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)，并使其得到更好利用。但是由于設(shè)備精度不高、環(huán)境因素等方面的影響，也會(huì)導(dǎo)致其在檢測(cè)中出現(xiàn)一定的誤差，這就會(huì)導(dǎo)致孔內(nèi)攝像技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)一定的局限性。

3 孔內(nèi)攝像在建筑工程檢測(cè)中的運(yùn)用要點(diǎn)

3.1 合理選擇孔內(nèi)攝頭

孔內(nèi)攝像技術(shù)對(duì)孔內(nèi)攝頭的要求較高，攝頭的性能、質(zhì)量直接影響孔內(nèi)攝像技術(shù)的效果。由于不同類型的結(jié)構(gòu)具有不同的特點(diǎn)，所以需要選用適宜的攝頭來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷的拍攝。一般而言，攝頭主要有兩種類型：內(nèi)窺鏡和紅外探頭。內(nèi)窺鏡能將圖像直接投射到孔內(nèi)，但其存在一定的局限性，如成像質(zhì)量不夠理想、視野狹窄等，且使用成本較高，故在實(shí)際應(yīng)用中較少，紅外探頭能夠?qū)⒖變?nèi)圖像投射到孔外，但其成像效果不理想，且易受環(huán)境影響，所以在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)用較少。在選擇攝頭時(shí)需綜合考慮各種因素，并根據(jù)不同結(jié)構(gòu)特征來(lái)選擇適宜的攝頭類型。

3.2 嚴(yán)格控制圖像質(zhì)量

圖像質(zhì)量是孔內(nèi)攝像技術(shù)的重要指標(biāo)，其直接關(guān)系到檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。影響圖像質(zhì)量的因素包括：圖像清晰度、圖像對(duì)比度、圖像信噪比。圖像清晰度，即孔內(nèi)攝像技術(shù)所記錄下來(lái)的圖像質(zhì)量，通常情況下，圖像清晰度越高，表明該結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷越清晰，反之則越模糊。而影響孔內(nèi)攝像技術(shù)檢測(cè)圖像清晰度的因素主要包括：孔內(nèi)攝像設(shè)備的成像質(zhì)量、拍攝距離、照明條件等。圖像對(duì)比度，即在同一張圖上，不同位置所記錄下的亮暗程度，通常情況下，孔壁位置亮度最高、內(nèi)部最暗，而與孔壁相連的鋼筋區(qū)域亮度最低、內(nèi)部最亮。圖像信噪比，即在一定條件下，不同位置所記錄下的噪聲值與信號(hào)值之間的比值。圖像清晰度，即在一定條件下，同一位置所記錄下的圖像像素點(diǎn)密度大小，通常情況下，同一位置所記錄下的像素點(diǎn)密度越大、單位面積中像素點(diǎn)數(shù)量越多，則該結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷越清晰?？變?nèi)攝像設(shè)備參數(shù)，即孔壁位置與鋼筋位置對(duì)應(yīng)關(guān)系。通常情況下，鋼筋位置固定不變時(shí)，孔壁位置固定不變，當(dāng)鋼筋位置變動(dòng)時(shí)，則需對(duì)孔內(nèi)攝像設(shè)備進(jìn)行調(diào)整[1]。

3.3 準(zhǔn)確定位孔內(nèi)缺陷位置

由于孔內(nèi)攝像技術(shù)的應(yīng)用需要對(duì)整個(gè)孔內(nèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)行攝像，因此在孔內(nèi)裝上攝像頭后，需要根據(jù)檢測(cè)項(xiàng)目要求、檢測(cè)部位等信息，選擇合適的成像位置。對(duì)于有規(guī)則結(jié)構(gòu)，如鉆芯孔、管樁內(nèi)腔、鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)部的鋼筋、鋼筋籠等，需要選擇合適的成像位置。對(duì)于不規(guī)則結(jié)構(gòu)，如墻體、樓板、屋面等，選擇合適的成像位置時(shí)，需要結(jié)合被檢測(cè)結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)厚度以及成像分辨率等因素來(lái)進(jìn)行選擇。一般情況下，在確定了成像位置后，就可以通過(guò)調(diào)整攝像管的位置和角度來(lái)控制孔內(nèi)缺陷的大小。在具體操作過(guò)程中需要注意以下幾點(diǎn)：攝像頭角度不能太高。如果攝像頭角度過(guò)高，容易使圖像失真，且不利于圖像的保存。如果拍攝到的圖像顯示有缺陷，需及時(shí)將圖像數(shù)據(jù)傳輸給工程管理人員或技術(shù)人員處理。若無(wú)法立即處理時(shí)，應(yīng)將圖像數(shù)據(jù)傳輸至工程管理人員或技術(shù)人員進(jìn)行處理。否則會(huì)影響孔內(nèi)攝像檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性[2]。

3.4 合理調(diào)整參數(shù)

在孔內(nèi)攝像技術(shù)的具體運(yùn)用中，參數(shù)調(diào)整是保證其檢測(cè)效果的重要環(huán)節(jié)?？變?nèi)攝像技術(shù)對(duì)參數(shù)調(diào)整要求較高，需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)攝像機(jī)的鏡頭焦距、光圈大小、感光器設(shè)置等參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整。同時(shí)，為了保證孔內(nèi)攝像技術(shù)的有效性，應(yīng)對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行改善。在實(shí)際檢測(cè)中，需根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式調(diào)整參數(shù)。在對(duì)孔內(nèi)攝像系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整時(shí)還需注意以下4 點(diǎn)：①攝像頭的位置與實(shí)際結(jié)構(gòu)位置要保持一致?？變?nèi)攝像技術(shù)在檢測(cè)過(guò)程中，需根據(jù)檢測(cè)要求對(duì)攝像機(jī)位置進(jìn)行調(diào)整。因此，為保證攝像機(jī)的正常工作狀態(tài)，需將攝像頭與結(jié)構(gòu)垂直。②相機(jī)的焦距要保持一致。在孔內(nèi)攝像技術(shù)中，攝像頭通常呈垂直狀態(tài)，而相機(jī)則需保持垂直狀態(tài)。因此在調(diào)整參數(shù)時(shí)應(yīng)保持二者焦距一致。③鏡頭焦距要保證足夠大。在孔內(nèi)攝像技術(shù)的運(yùn)用中，需將鏡頭焦距調(diào)整至最佳狀態(tài)。通常情況下鏡頭焦距應(yīng)大于100mm 且小于300mm。④感光度設(shè)置要合理。在孔內(nèi)攝像技術(shù)中感光度設(shè)置對(duì)于圖像質(zhì)量具有直接影響作用。通常情況下應(yīng)將感光度設(shè)置為800～1600lx[3]。

3.5 鉆孔的選擇

在孔內(nèi)攝像技術(shù)應(yīng)用中，鉆孔的選擇對(duì)其影響非常大，因此在進(jìn)行鉆孔時(shí)要根據(jù)不同的地質(zhì)條件合理選擇。例如，在進(jìn)行城市地鐵、隧道等地下工程施工時(shí)，應(yīng)選擇較為平整的場(chǎng)地，并提前對(duì)周邊建筑物的結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行勘察，以減少對(duì)后續(xù)施工的影響。此外，在建筑工程中還應(yīng)盡量避開(kāi)建筑物的地基和基礎(chǔ)。如果建筑場(chǎng)地的地基和基礎(chǔ)不平整，則會(huì)影響后期的施工進(jìn)程和質(zhì)量。除此之外，還需要對(duì)基坑和基槽的位置進(jìn)行確定，避免出現(xiàn)施工困難的情況?？變?nèi)攝像技術(shù)對(duì)鉆孔的要求較高，如果鉆孔深度過(guò)大或孔徑過(guò)小，則會(huì)影響其檢測(cè)精度和效果。因此，在選擇鉆孔時(shí)應(yīng)考慮以下方面：保證鉆孔的深度不大于50m，孔徑不宜小于80mm，鉆孔深度不能低于地下水位線以下1m，保證所選擇的鉆孔能夠在后期正常使用。值得注意的是，如果現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境不允許對(duì)孔內(nèi)攝像技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，則可以通過(guò)適當(dāng)縮短鉆孔長(zhǎng)度等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，當(dāng)使用孔內(nèi)攝像技術(shù)對(duì)建筑物基礎(chǔ)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，為了避免對(duì)建筑物產(chǎn)生影響，應(yīng)將樁徑控制在400～600mm。此外，在進(jìn)行樁身質(zhì)量檢測(cè)時(shí)應(yīng)該選用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)或小直徑鉆孔以減少鉆機(jī)移動(dòng)對(duì)樁身質(zhì)量產(chǎn)生的影響[4]。

3.6 現(xiàn)場(chǎng)勘察

在現(xiàn)場(chǎng)勘察時(shí)，工作人員需要注意以下3 點(diǎn)：①注意控制好儀器的速度。孔內(nèi)攝像技術(shù)主要是通過(guò)激光掃描設(shè)備的激光發(fā)射系統(tǒng)來(lái)對(duì)鉆孔進(jìn)行掃描，而儀器的速度會(huì)直接影響到掃描結(jié)果的精度。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察時(shí)，工作人員需要對(duì)儀器的速度進(jìn)行嚴(yán)格控制，以確保掃描結(jié)果的精度。②注意調(diào)整好激光發(fā)射器與孔口之間的距離。因?yàn)榭變?nèi)攝像技術(shù)采用的是激光掃描原理，所以在對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行掃描時(shí)，工作人員需要將儀器的距離調(diào)整到最小狀態(tài)。③注意觀察孔內(nèi)攝像技術(shù)所拍攝出的圖像是否有明顯異常情況。如果圖像出現(xiàn)異常情況，那么工作人員需要立即停止施工，并將孔內(nèi)攝像技術(shù)所拍攝到的圖像送回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。如果周圍環(huán)境因素對(duì)孔內(nèi)攝像技術(shù)所拍攝到的圖像產(chǎn)生較大影響時(shí)，工作人員需要停止施工[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

在建筑工程檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中通過(guò)孔內(nèi)攝像方法驗(yàn)證可以有效避免對(duì)一些實(shí)際情況的誤判，需要結(jié)合當(dāng)前實(shí)際情況，了解孔內(nèi)攝像應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和問(wèn)題，并掌握鉆孔選擇、現(xiàn)場(chǎng)勘察、合理選擇鏡頭等一系列應(yīng)用要點(diǎn)，保證建筑工程檢測(cè)有效進(jìn)行，推動(dòng)其可持續(xù)發(fā)展和進(jìn)步。