試析孔內(nèi)攝像在建筑工程檢測中的運用

王偉波

（廣東粵信建設工程質量安全檢測有限公司，廣東 東莞 523000）

0 引言

孔內(nèi)攝像在建筑工程檢測中的運用要點，是建筑工程檢測中的重要內(nèi)容，通過孔內(nèi)攝像技術可將結構內(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，為后續(xù)結構安全使用提供準確的數(shù)據(jù)支持。在建筑工程檢測中，由于結構復雜、類型多樣等特點，使得檢測工作難度較大?？變?nèi)攝像技術正是一種能有效解決上述問題的技術手段，其將孔內(nèi)攝像技術運用到建筑工程檢測中，能夠對建筑結構進行無損、快速、高效檢測，并有效規(guī)避了傳統(tǒng)檢測方法的局限性。

1 孔內(nèi)攝像在建筑工程檢測中的運用優(yōu)勢

1.1 可對孔內(nèi)圖像進行實時觀察

孔內(nèi)攝像技術是一種孔內(nèi)攝像技術，其主要是利用計算機、攝像機和顯像管等設備，在孔內(nèi)對鉆孔內(nèi)部的情況進行拍攝，將拍攝到的圖像實時顯示在計算機屏幕上，以供相關人員對圖像進行分析、判斷。由于孔內(nèi)攝像技術具有實時觀察的特點，因此可以對鉆孔內(nèi)部情況進行直觀觀察，從而更好地指導建筑工程檢測工作。圖1 為孔內(nèi)攝像成圖。

圖1 孔內(nèi)攝像成圖

1.2 可在特定條件下對鉆孔內(nèi)部情況進行觀測

孔內(nèi)攝像技術是在特定條件下完成的，其可以對鉆孔內(nèi)部的情況進行觀測，具體來講，可以在以下方面進行：首先，在建筑工程檢測中應用孔內(nèi)攝像技術可將現(xiàn)場情況通過孔內(nèi)攝像頭的實時錄像功能進行記錄，對一些重要的信息進行存儲，方便日后查看。其次，孔內(nèi)攝像技術可根據(jù)具體情況對鉆孔內(nèi)部圖像進行拼接，以便對鉆孔內(nèi)部的具體情況進行全面了解。最后，孔內(nèi)攝像技術可借助計算機系統(tǒng)完成對鉆孔內(nèi)部圖像的實時處理與傳輸工作。孔內(nèi)攝像技術與傳統(tǒng)的鉆孔勘探法相比，具有非常明顯的優(yōu)勢。例如，東莞一座大型建筑的基礎樁基，以旋轉鉆進法為基礎，B15#直徑1000mm，長度15.60m，C30 級，樁端持力層為微風化層，鉆芯法檢測1 孔，鉆芯法檢測巖石芯樣如圖2 所示。結果顯示，在鉆取巖芯時，在鉆孔深度15.60～15.95m 的巖芯比較破碎。在鉆芯工作結束之后，將鉆孔用作觀察通道，并對此樁展開了孔內(nèi)拍攝?？變?nèi)攝像結果照片如圖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。在鉆機鉆進的過程中，因為機械轉速偏快，以及鉆頭磨損，造成鉆進壓力不均勻，有可能會造成原來裂縫的巖樣受損，從而不能真正地反應出巖石的完整性狀態(tài)?？變?nèi)攝像技術可以在孔內(nèi)環(huán)境較為復雜、光線較暗、氧氣含量較低的情況下進行圖像采集工作，可在特定條件下對鉆孔內(nèi)部情況進行觀測，可在一定程度上保證拍攝過程中圖像的清晰度，孔內(nèi)攝像技術可借助計算機系統(tǒng)完成對圖像數(shù)據(jù)的傳輸和存儲。

圖2 鉆芯法檢測

圖3 孔內(nèi)攝像結果

2 孔內(nèi)攝像在建筑工程檢測中運用存在的問題

2.1 孔內(nèi)攝像技術的檢測范圍有限

由于孔內(nèi)攝像技術的檢測范圍有限，因此在檢測過程中，也會受到一定的影響。具體的影響因素如下：①孔內(nèi)攝像技術本身存在著一定的局限性，因為在孔內(nèi)攝像技術應用中，需要將攝像探頭伸進在被檢測對象的內(nèi)部，并對其進行有效檢測，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對象的尺寸范圍。②被檢測對象結構比較復雜，并且有些結構比較復雜，就會導致孔內(nèi)攝像技術無法對這些復雜結構進行有效地檢測。所以在實際的應用過程中，需要根據(jù)具體的情況來確定孔內(nèi)攝像技術的適用范圍，并根據(jù)其使用范圍來確定具體的應用方法，從而提升孔內(nèi)攝像技術在建筑工程檢測中應用效果。

2.2 檢測精度有待進一步提升

在具體的檢測過程中，由于孔內(nèi)攝像技術存在一定的局限性，所以在對結構內(nèi)部的缺陷進行檢測時，由于存在著一定的不確定因素，因此也會影響檢測精度。如果孔內(nèi)攝像技術本身的精度不高，就會導致其檢測結果不準確。另外，由于孔內(nèi)攝像技術本身屬于一種新興的技術，所以在對其進行運用時也會受到一定的限制，如設備精度、環(huán)境因素等方面的影響，導致孔內(nèi)攝像技術在檢測中存在一定的誤差。雖然孔內(nèi)攝像技術可以有效地對結構內(nèi)部缺陷進行檢測，并使其得到更好利用。但是由于設備精度不高、環(huán)境因素等方面的影響，也會導致其在檢測中出現(xiàn)一定的誤差，這就會導致孔內(nèi)攝像技術在實際應用過程中出現(xiàn)一定的局限性。

3 孔內(nèi)攝像在建筑工程檢測中的運用要點

3.1 合理選擇孔內(nèi)攝頭

孔內(nèi)攝像技術對孔內(nèi)攝頭的要求較高，攝頭的性能、質量直接影響孔內(nèi)攝像技術的效果。由于不同類型的結構具有不同的特點，所以需要選用適宜的攝頭來實現(xiàn)對結構內(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，如成像質量不夠理想、視野狹窄等，且使用成本較高，故在實際應用中較少，紅外探頭能夠將孔內(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，所以在實際應用中應用較少。在選擇攝頭時需綜合考慮各種因素，并根據(jù)不同結構特征來選擇適宜的攝頭類型。

3.2 嚴格控制圖像質量

圖像質量是孔內(nèi)攝像技術的重要指標，其直接關系到檢測結果的準確性。影響圖像質量的因素包括：圖像清晰度、圖像對比度、圖像信噪比。圖像清晰度，即孔內(nèi)攝像技術所記錄下來的圖像質量，通常情況下，圖像清晰度越高，表明該結構內(nèi)部缺陷越清晰，反之則越模糊。而影響孔內(nèi)攝像技術檢測圖像清晰度的因素主要包括：孔內(nèi)攝像設備的成像質量、拍攝距離、照明條件等。圖像對比度，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密度大小，通常情況下，同一位置所記錄下的像素點密度越大、單位面積中像素點數(shù)量越多，則該結構內(nèi)部缺陷越清晰?？變?nèi)攝像設備參數(shù)，即孔壁位置與鋼筋位置對應關系。通常情況下，鋼筋位置固定不變時，孔壁位置固定不變，當鋼筋位置變動時，則需對孔內(nèi)攝像設備進行調(diào)整[1]。

3.3 準確定位孔內(nèi)缺陷位置

由于孔內(nèi)攝像技術的應用需要對整個孔內(nèi)結構進行攝像，因此在孔內(nèi)裝上攝像頭后，需要根據(jù)檢測項目要求、檢測部位等信息，選擇合適的成像位置。對于有規(guī)則結構，如鉆芯孔、管樁內(nèi)腔、鋼筋混凝土構件內(nèi)部的鋼筋、鋼筋籠等，需要選擇合適的成像位置。對于不規(guī)則結構，如墻體、樓板、屋面等，選擇合適的成像位置時，需要結合被檢測結構類型、結構厚度以及成像分辨率等因素來進行選擇。一般情況下，在確定了成像位置后，就可以通過調(diào)整攝像管的位置和角度來控制孔內(nèi)缺陷的大小。在具體操作過程中需要注意以下幾點：攝像頭角度不能太高。如果攝像頭角度過高，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，需及時將圖像數(shù)據(jù)傳輸給工程管理人員或技術人員處理。若無法立即處理時，應將圖像數(shù)據(jù)傳輸至工程管理人員或技術人員進行處理。否則會影響孔內(nèi)攝像檢測結果的準確性和可靠性[2]。

3.4 合理調(diào)整參數(shù)

在孔內(nèi)攝像技術的具體運用中，參數(shù)調(diào)整是保證其檢測效果的重要環(huán)節(jié)。孔內(nèi)攝像技術對參數(shù)調(diào)整要求較高，需要根據(jù)實際情況對攝像機的鏡頭焦距、光圈大小、感光器設置等參數(shù)進行合理調(diào)整。同時，為了保證孔內(nèi)攝像技術的有效性，應對圖像質量進行改善。在實際檢測中，需根據(jù)不同的結構形式調(diào)整參數(shù)。在對孔內(nèi)攝像系統(tǒng)進行參數(shù)調(diào)整時還需注意以下4 點：①攝像頭的位置與實際結構位置要保持一致。孔內(nèi)攝像技術在檢測過程中，需根據(jù)檢測要求對攝像機位置進行調(diào)整。因此，為保證攝像機的正常工作狀態(tài)，需將攝像頭與結構垂直。②相機的焦距要保持一致。在孔內(nèi)攝像技術中，攝像頭通常呈垂直狀態(tài)，而相機則需保持垂直狀態(tài)。因此在調(diào)整參數(shù)時應保持二者焦距一致。③鏡頭焦距要保證足夠大。在孔內(nèi)攝像技術的運用中，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大于100mm 且小于300mm。④感光度設置要合理。在孔內(nèi)攝像技術中感光度設置對于圖像質量具有直接影響作用。通常情況下應將感光度設置為800～1600lx[3]。

3.5 鉆孔的選擇

在孔內(nèi)攝像技術應用中，鉆孔的選擇對其影響非常大，因此在進行鉆孔時要根據(jù)不同的地質條件合理選擇。例如，在進行城市地鐵、隧道等地下工程施工時，應選擇較為平整的場地，并提前對周邊建筑物的結構情況進行勘察，以減少對后續(xù)施工的影響。此外，在建筑工程中還應盡量避開建筑物的地基和基礎。如果建筑場地的地基和基礎不平整，則會影響后期的施工進程和質量。除此之外，還需要對基坑和基槽的位置進行確定，避免出現(xiàn)施工困難的情況?？變?nèi)攝像技術對鉆孔的要求較高，如果鉆孔深度過大或孔徑過小，則會影響其檢測精度和效果。因此，在選擇鉆孔時應考慮以下方面：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)場環(huán)境不允許對孔內(nèi)攝像技術進行應用時，則可以通過適當縮短鉆孔長度等方式來實現(xiàn)。在實際應用過程中，當使用孔內(nèi)攝像技術對建筑物基礎進行檢測時，為了避免對建筑物產(chǎn)生影響，應將樁徑控制在400～600mm。此外，在進行樁身質量檢測時應該選用長螺旋鉆機或小直徑鉆孔以減少鉆機移動對樁身質量產(chǎn)生的影響[4]。

3.6 現(xiàn)場勘察

在現(xiàn)場勘察時，工作人員需要注意以下3 點：①注意控制好儀器的速度?？變?nèi)攝像技術主要是通過激光掃描設備的激光發(fā)射系統(tǒng)來對鉆孔進行掃描，而儀器的速度會直接影響到掃描結果的精度。在進行現(xiàn)場勘察時，工作人員需要對儀器的速度進行嚴格控制，以確保掃描結果的精度。②注意調(diào)整好激光發(fā)射器與孔口之間的距離。因為孔內(nèi)攝像技術采用的是激光掃描原理，所以在對孔內(nèi)進行掃描時，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)攝像技術所拍攝到的圖像送回實驗室進行分析。如果周圍環(huán)境因素對孔內(nèi)攝像技術所拍攝到的圖像產(chǎn)生較大影響時，工作人員需要停止施工[5]。

4 結語

在建筑工程檢測過程當中通過孔內(nèi)攝像方法驗證可以有效避免對一些實際情況的誤判，需要結合當前實際情況，了解孔內(nèi)攝像應用優(yōu)勢和問題，并掌握鉆孔選擇、現(xiàn)場勘察、合理選擇鏡頭等一系列應用要點，保證建筑工程檢測有效進行，推動其可持續(xù)發(fā)展和進步。