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孔内摄像技术在桩基础检测中的应用

来源:本站原创日期: 2016-06-21

  一、前言

  自从20世纪50年代第一台钻孔照相设备诞生以来,钻孔摄像技术的发展经历了3个阶段:(1)钻孔照相(BPC),这种设备使用感光胶片拍摄钻孔孔壁的静态照片;(2)20世纪60年代中期研制成功的钻孔摄像设备(BVC),具备现场实时探测和记录的能力;(3)20世纪80年代末,首台基于全景图像和数字技术的数字光学成像系统诞生,数字光学成像(DBOT)是当今钻孔摄像技术发展过程中的一个里程碑。全景图像覆盖了360°的钻孔孔壁,而数字技术则提供了强有力的形成、显示和处理这些全景图像的能力。所有这些图像不仅可以用于定性地揭示钻孔内的情况,而且还可定量地获得相关的信息。

  钻孔摄像技术首先应用于石油工业,为油气勘探、储量评估和产量增加提供资料。随后其应用价值逐步地被认识,并广泛地应用于工程地质、水文地质、冰川研究、采矿工程、岩土工程等领域。在大多数的实际应用中,这种技术通过对钻孔孔壁的观察弥补了勘探和场地调查的不足,可以被用于:(1)识别、估计和测量地质特征;(2)区分岩性;(3)评估孔隙性;(4)探察水的流动、入口以及水垢的堆积;(5)辅助打捞作业和穿孔控制;(6)超前勘探等。

  钻孔摄像技术在桩基础检测中的应用则是最近几年的事。广东省地方标准《锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程》(DBJ/T15-22-2008)规定:“封口型管桩收锤后,应用低压灯泡吊放入管桩内腔或用孔内摄像进行管壁质量的检查”。湖北省地方标准《预应力混凝土管桩基础技术规程》(DB42/486-2008)规定:“所有工程桩应逐根对桩孔内壁进行灯光照射目测或孔内摄影检查,观察孔内是否进土、渗水,有无明显破损、错位、挠曲现象,并作出详细记录,注明发现缺陷的位置以及进土、进水的深度”。2009年6月,中国工程建设协会标准《基桩孔内摄像检测技术规程》(CECS 253:2009)正式颁布,对促进钻孔摄像技术在基桩质量检测中的应用起到了积极的作用。不过该标准未提出桩身完整性分类标准,这势必增加实际应用中的主观随意性,且不能很好地和现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)以及广东省地方标准《建筑地基基础检测规范》(DBJ 15-60-2008)中关于基桩完整性分类的规定衔接起来。建立一套评判方法和标准,从而根据钻孔摄像得到的图像特征划分桩身完整性类别以及评价桩端持力层工程地质性状则是当前急需开展的一项研究工作。广州市建筑科学研究院有限公司于2011年启动了这方面的研究工作,取得了一些成果,提出了管桩孔内摄像法桩身完整性评判标准。

  在灌注桩的钻芯孔中或预应力管桩中采用孔内摄像技术进行基桩质量检测具有以下优点:

  (1)基桩孔内摄像检测技术检测直观、可精确检测缺陷位置;

  (2)可进行缺陷的准确定量分析;

  (3)可对多重缺陷进行检测;

  (4)可对竖向缺陷进行检测;

  (5)可对采用管桩快速机械螺纹接头施工的PHC桩进行检测;

  (6)可对超长桩的桩长进行检测;

  (7)可准确测量桩底沉渣的厚度;

  (8)在对桩底持力层工程地质性状的评价方面,钻孔摄像技术能有效克服钻孔取芯法的不足,钻孔摄像数据中包含了更加丰富和精确的信息,可以清晰地揭示钻孔中地层岩性、破碎带、层面、解理面、构造面等地质现象,这些测试结果对岩体完整性评价具有重要价值。

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