混凝土灌注桩钻芯法钻孔孔内摄像法工程实践

混凝土灌注桩钻芯法钻孔孔内摄像法工程实践

邓宁州

            博罗县建设工程质量检测中心  516000

摘要：本文对孔内摄像法作用、设备、操作要求进行简要介绍，并结合工程实践解决钻芯法检测中的不足，提高桩身缺陷判断、桩底沉渣判断精确性，解决各方争议的有效手段，是工程桩质量检测的重要手段。

关键词：灌注桩  钻芯法  孔内摄像法

一、前言

混凝土灌注桩广泛应用于基础工程中，特别是设计承载力较高的建设工程中，是不可替代的桩基础形式。灌注桩在施工过程中由于施工流程繁杂、地质复杂等原因，容易造成断桩、夹泥、混凝土质量差、桩底沉渣等质量通病。钻芯法是灌注桩质量检测的重要方法，通过钻取芯样，确定桩长、桩底沉渣厚度，鉴别岩石地基性状、桩持力层岩土性状，并通过芯样特征判定桩身完整性，通过芯样试件确定抗压强度。但钻芯法存在缺点：难以定量确定各类缺陷，过于依赖机长的经验，如沉渣厚度判断时，机长根据钻杆穿桩底下降高度确定沉渣厚度，无法准确直观判定沉渣厚度，势必造成误判，产生争议。因此，在钻芯法钻孔基础上，利用高清摄像头观看钻孔孔壁的情况，可定性定量判别桩身缺陷、桩底沉渣、鉴别桩端持力层岩土性状，这一方法称为孔内摄像法，具有直观准确的特点，是钻芯法重要辅助检测方法，完善了钻孔法。本文结合工程实践对这一方法进行简要介绍。

二、仪器设备与原理

根据广东省标准《建筑地基基础检测规范（DBJ/T 15-60-2019）[1]的定义描述，孔内摄像检测系统应包括孔内摄像头、信号采集仪、深度测量装置、连接电缆、图像分析软件、扶正器，是一整套摄像与分析软硬件设备。

    1.摄像头性能要求[1]：（1）摄像头视角应覆盖 360°，以便记录整个孔壁图像；（2）照度应满足检测需求，以适应孔内黑暗的环境；（3）具有方位角识别记录功能，以便图像分析时还原图像；（4） 1MPa 水压下能正常工作；，满足约100米水压的工作要求；（5）成像分辨率不宜低于 1920×1080万像素。

2.信号采集仪的性能指标：（1）能实时采集、传输图像及视频信息；（2）图像及视频信息应有深度标识和方位角数据；（3）具有显示和播放功能，可在现场针对重点部位反复查看。

3.图像分析软件的功能要求：（1）应具备图像分析、描述、编辑、转换输出及打印等功能；（2）应具备几何尺寸和角度的量测功能，分辨率不宜小于1mm，角度分辨率不宜小于1°；（3）应具有深度修正及方位角修正功能；（4）在图像分析处理过程中，应保证源文件数据的完整性。

4.图像和视频标识深度与实际深度的偏差值不应大于总测试深度的 0.5%。

以上性能中，摄像头的密封性很重要，密封性差，摄像头管壁上容易产生的水雾影响清晰度。其次，深度记录和方位角测量记录功能也很重要，在摄像头下放会发生旋转，记录的图像产生扭曲，因此在图像分析时，必须进行方位角校正，这样才能如实反映缺陷位置和形状大小。

三、工程实践

工程一：惠州某住宅楼，建筑面积132547.04m2，框剪结构，地下2层，地上32层，桩基工程采用灌注桩端承桩，采用钻芯法检测，现场检测结果显示：1#桩（d=1000mm）桩身1.23m-1.70m存在严重蜂窝,6.60-7.04m、9.14-9.51m、10.20-10.50m严重蜂窝、破碎，缺陷类型不明确，芯样照片详见图1。桩身抗压强度满足设计要求，按照《广东省地基基础检测规范》（DBJ/T15-60-2019）判定为二类桩。由于上部桩身缺陷较严重，采用水下电视对钻孔进行孔内摄像，结果显示在1.043-1.240m存在空洞，10.534-10.603m存在空洞（见图2），与芯样缺陷位置吻合，且缺陷类型定位为破碎，按照《广东省地基基础检测规范》（DBJ/T15-60-2019）表13.6.4条，局部芯样破碎长度大于10cm，桩身完整性判定为Ⅳ桩。

图1  1#桩芯样照片

图2  1#孔内摄像法桩身缺陷图片

工程二：位于惠州某厂房，建筑面积23583.72m2，框架结构，地上12层，桩基工程采用灌注桩端承桩，桩端持力层为中风化泥质粉砂岩，首先采用钻芯法检测，选取3#桩和32#桩，结果显示存在桩底沉渣，施工单位对此提出异议，采用水下电视对钻孔进行孔内摄像，结果显示3#桩桩底结合较好，32#桩桩底存在空洞，分别见图3和图4。由图可知，3#桩桩身混凝土与持力层结合较好，不存在沉渣，机长的经验判断有误，32#桩桩底存在明显空洞，存在沉渣。

图3  3#桩底图像             图4  32#桩底图像

四、结论与展望

以上工程实践表明，利用孔内摄像法可直观看到桩身缺陷的位置和严重程度，以及桩底与持力层结合情况，避免钻芯法过程芯样难以反映缺陷和机长经验判断有误的情况，是工程桩质量检测的重要检测方法。孔内摄像法检测细节之处，一是要提前进行孔内清洗，可采用水管或钻机放至底部清洗至水清。二是摄像头起始位置应在钻孔上方，以免深度与钻孔深度存在偏差。

参考文献：[1] DBJ/T15-60-2019,广东省地基基础检测规范[S].北京：中国城市出版社，2019.