试析孔内摄像在建筑工程检测中的运用

2023-09-26王伟波

建材与装饰 2023年28期

王伟波

（广东粤信建设工程质量安全检测有限公司，广东东莞 523000）

0 引言

孔内摄像在建筑工程检测中的运用要点，是建筑工程检测中的重要内容，通过孔内摄像技术可将结构内部的各种缺陷或缺陷形成的原因和危害，直观地反映出来，为后续结构安全使用提供准确的数据支持。在建筑工程检测中，由于结构复杂、类型多样等特点，使得检测工作难度较大。孔内摄像技术正是一种能有效解决上述问题的技术手段，其将孔内摄像技术运用到建筑工程检测中，能够对建筑结构进行无损、快速、高效检测，并有效规避了传统检测方法的局限性。

1 孔内摄像在建筑工程检测中的运用优势

1.1 可对孔内图像进行实时观察

孔内摄像技术是一种孔内摄像技术，其主要是利用计算机、摄像机和显像管等设备，在孔内对钻孔内部的情况进行拍摄，将拍摄到的图像实时显示在计算机屏幕上，以供相关人员对图像进行分析、判断。由于孔内摄像技术具有实时观察的特点，因此可以对钻孔内部情况进行直观观察，从而更好地指导建筑工程检测工作。图1 为孔内摄像成图。

图1 孔内摄像成图

1.2 可在特定条件下对钻孔内部情况进行观测

孔内摄像技术是在特定条件下完成的，其可以对钻孔内部的情况进行观测，具体来讲，可以在以下方面进行：首先，在建筑工程检测中应用孔内摄像技术可将现场情况通过孔内摄像头的实时录像功能进行记录，对一些重要的信息进行存储，方便日后查看。其次，孔内摄像技术可根据具体情况对钻孔内部图像进行拼接，以便对钻孔内部的具体情况进行全面了解。最后，孔内摄像技术可借助计算机系统完成对钻孔内部图像的实时处理与传输工作。孔内摄像技术与传统的钻孔勘探法相比，具有非常明显的优势。例如，东莞一座大型建筑的基础桩基，以旋转钻进法为基础，B15#直径1000mm，长度15.60m，C30 级，桩端持力层为微风化层，钻芯法检测1 孔，钻芯法检测岩石芯样如图2 所示。结果显示，在钻取岩芯时，在钻孔深度15.60～15.95m 的岩芯比较破碎。在钻芯工作结束之后，将钻孔用作观察通道，并对此桩展开了孔内拍摄。孔内摄像结果照片如图3 所示，根据孔内拍摄的图像可以看出，B15#桩桩底持力层的局部区域仅仅存在一些小裂缝。在钻机钻进的过程中，因为机械转速偏快，以及钻头磨损，造成钻进压力不均匀，有可能会造成原来裂缝的岩样受损，从而不能真正地反应出岩石的完整性状态。孔内摄像技术可以在孔内环境较为复杂、光线较暗、氧气含量较低的情况下进行图像采集工作，可在特定条件下对钻孔内部情况进行观测，可在一定程度上保证拍摄过程中图像的清晰度，孔内摄像技术可借助计算机系统完成对图像数据的传输和存储。

图2 钻芯法检测

图3 孔内摄像结果

2 孔内摄像在建筑工程检测中运用存在的问题

2.1 孔内摄像技术的检测范围有限

由于孔内摄像技术的检测范围有限，因此在检测过程中，也会受到一定的影响。具体的影响因素如下：①孔内摄像技术本身存在着一定的局限性，因为在孔内摄像技术应用中，需要将摄像探头伸进在被检测对象的内部，并对其进行有效检测，而摄像探头本身具有一定的直径，并且其直径不能超出被检测对象的尺寸范围。②被检测对象结构比较复杂，并且有些结构比较复杂，就会导致孔内摄像技术无法对这些复杂结构进行有效地检测。所以在实际的应用过程中，需要根据具体的情况来确定孔内摄像技术的适用范围，并根据其使用范围来确定具体的应用方法，从而提升孔内摄像技术在建筑工程检测中应用效果。

2.2 检测精度有待进一步提升

在具体的检测过程中，由于孔内摄像技术存在一定的局限性，所以在对结构内部的缺陷进行检测时，由于存在着一定的不确定因素，因此也会影响检测精度。如果孔内摄像技术本身的精度不高，就会导致其检测结果不准确。另外，由于孔内摄像技术本身属于一种新兴的技术，所以在对其进行运用时也会受到一定的限制，如设备精度、环境因素等方面的影响，导致孔内摄像技术在检测中存在一定的误差。虽然孔内摄像技术可以有效地对结构内部缺陷进行检测，并使其得到更好利用。但是由于设备精度不高、环境因素等方面的影响，也会导致其在检测中出现一定的误差，这就会导致孔内摄像技术在实际应用过程中出现一定的局限性。

3 孔内摄像在建筑工程检测中的运用要点

3.1 合理选择孔内摄头

孔内摄像技术对孔内摄头的要求较高，摄头的性能、质量直接影响孔内摄像技术的效果。由于不同类型的结构具有不同的特点，所以需要选用适宜的摄头来实现对结构内部缺陷的拍摄。一般而言，摄头主要有两种类型：内窥镜和红外探头。内窥镜能将图像直接投射到孔内，但其存在一定的局限性，如成像质量不够理想、视野狭窄等，且使用成本较高，故在实际应用中较少，红外探头能够将孔内图像投射到孔外，但其成像效果不理想，且易受环境影响，所以在实际应用中应用较少。在选择摄头时需综合考虑各种因素，并根据不同结构特征来选择适宜的摄头类型。

3.2 严格控制图像质量

图像质量是孔内摄像技术的重要指标，其直接关系到检测结果的准确性。影响图像质量的因素包括：图像清晰度、图像对比度、图像信噪比。图像清晰度，即孔内摄像技术所记录下来的图像质量，通常情况下，图像清晰度越高，表明该结构内部缺陷越清晰，反之则越模糊。而影响孔内摄像技术检测图像清晰度的因素主要包括：孔内摄像设备的成像质量、拍摄距离、照明条件等。图像对比度，即在同一张图上，不同位置所记录下的亮暗程度，通常情况下，孔壁位置亮度最高、内部最暗，而与孔壁相连的钢筋区域亮度最低、内部最亮。图像信噪比，即在一定条件下，不同位置所记录下的噪声值与信号值之间的比值。图像清晰度，即在一定条件下，同一位置所记录下的图像像素点密度大小，通常情况下，同一位置所记录下的像素点密度越大、单位面积中像素点数量越多，则该结构内部缺陷越清晰。孔内摄像设备参数，即孔壁位置与钢筋位置对应关系。通常情况下，钢筋位置固定不变时，孔壁位置固定不变，当钢筋位置变动时，则需对孔内摄像设备进行调整[1]。

3.3 准确定位孔内缺陷位置

由于孔内摄像技术的应用需要对整个孔内结构进行摄像，因此在孔内装上摄像头后，需要根据检测项目要求、检测部位等信息，选择合适的成像位置。对于有规则结构，如钻芯孔、管桩内腔、钢筋混凝土构件内部的钢筋、钢筋笼等，需要选择合适的成像位置。对于不规则结构，如墙体、楼板、屋面等，选择合适的成像位置时，需要结合被检测结构类型、结构厚度以及成像分辨率等因素来进行选择。一般情况下，在确定了成像位置后，就可以通过调整摄像管的位置和角度来控制孔内缺陷的大小。在具体操作过程中需要注意以下几点：摄像头角度不能太高。如果摄像头角度过高，容易使图像失真，且不利于图像的保存。如果拍摄到的图像显示有缺陷，需及时将图像数据传输给工程管理人员或技术人员处理。若无法立即处理时，应将图像数据传输至工程管理人员或技术人员进行处理。否则会影响孔内摄像检测结果的准确性和可靠性[2]。

3.4 合理调整参数

在孔内摄像技术的具体运用中，参数调整是保证其检测效果的重要环节。孔内摄像技术对参数调整要求较高，需要根据实际情况对摄像机的镜头焦距、光圈大小、感光器设置等参数进行合理调整。同时，为了保证孔内摄像技术的有效性，应对图像质量进行改善。在实际检测中，需根据不同的结构形式调整参数。在对孔内摄像系统进行参数调整时还需注意以下4 点：①摄像头的位置与实际结构位置要保持一致。孔内摄像技术在检测过程中，需根据检测要求对摄像机位置进行调整。因此，为保证摄像机的正常工作状态，需将摄像头与结构垂直。②相机的焦距要保持一致。在孔内摄像技术中，摄像头通常呈垂直状态，而相机则需保持垂直状态。因此在调整参数时应保持二者焦距一致。③镜头焦距要保证足够大。在孔内摄像技术的运用中，需将镜头焦距调整至最佳状态。通常情况下镜头焦距应大于100mm 且小于300mm。④感光度设置要合理。在孔内摄像技术中感光度设置对于图像质量具有直接影响作用。通常情况下应将感光度设置为800～1600lx[3]。

3.5 钻孔的选择

在孔内摄像技术应用中，钻孔的选择对其影响非常大，因此在进行钻孔时要根据不同的地质条件合理选择。例如，在进行城市地铁、隧道等地下工程施工时，应选择较为平整的场地，并提前对周边建筑物的结构情况进行勘察，以减少对后续施工的影响。此外，在建筑工程中还应尽量避开建筑物的地基和基础。如果建筑场地的地基和基础不平整，则会影响后期的施工进程和质量。除此之外，还需要对基坑和基槽的位置进行确定，避免出现施工困难的情况。孔内摄像技术对钻孔的要求较高，如果钻孔深度过大或孔径过小，则会影响其检测精度和效果。因此，在选择钻孔时应考虑以下方面：保证钻孔的深度不大于50m，孔径不宜小于80mm，钻孔深度不能低于地下水位线以下1m，保证所选择的钻孔能够在后期正常使用。值得注意的是，如果现场环境不允许对孔内摄像技术进行应用时，则可以通过适当缩短钻孔长度等方式来实现。在实际应用过程中，当使用孔内摄像技术对建筑物基础进行检测时，为了避免对建筑物产生影响，应将桩径控制在400～600mm。此外，在进行桩身质量检测时应该选用长螺旋钻机或小直径钻孔以减少钻机移动对桩身质量产生的影响[4]。

3.6 现场勘察

在现场勘察时，工作人员需要注意以下3 点：①注意控制好仪器的速度。孔内摄像技术主要是通过激光扫描设备的激光发射系统来对钻孔进行扫描，而仪器的速度会直接影响到扫描结果的精度。在进行现场勘察时，工作人员需要对仪器的速度进行严格控制，以确保扫描结果的精度。②注意调整好激光发射器与孔口之间的距离。因为孔内摄像技术采用的是激光扫描原理，所以在对孔内进行扫描时，工作人员需要将仪器的距离调整到最小状态。③注意观察孔内摄像技术所拍摄出的图像是否有明显异常情况。如果图像出现异常情况，那么工作人员需要立即停止施工，并将孔内摄像技术所拍摄到的图像送回实验室进行分析。如果周围环境因素对孔内摄像技术所拍摄到的图像产生较大影响时，工作人员需要停止施工[5]。