图一 现场情况

图二 检测准备

图三 检测进行

1.    成孔底部沉渣厚度结果
                                      

图四　成孔底部沉渣厚度检测结果

本仪器对于成孔底部沉渣厚度的检测，采用国家发明专利“基于硬度差异传感的钻孔底部沉渣厚度检测装置及其方法”（专利号：201210247572.0和201220347219.5）。放入成孔内的沉渣井下探头的底部安装有一个机械探针；该机械探针在主机的控制下可伸出或回收。理论上讲，检测的准确性在于充分利用被检测对象的最大差异性，因此本检测方法利用了沉渣层和原土层在硬度上存在较大差异的特性。由于成孔底部沉渣属松散介质，机械探针可自由进入；但是当机械探针到达沉渣层的底部时，由于沉渣井下探头的自重有限，导致机械探针无法进入沉渣层下面的硬度较高的原土层，此时，会引起沉渣井下探头发生倾斜；其倾斜角发生急剧变化的时刻指示着沉渣层和原土层的过渡位置。在整个机械探针伸出过程中，沉渣井下探头的倾斜角被地面上的主机实时记录。机械探针伸出距离的最大量程为200mm。图三十三沉渣厚度的检测结果，它表示沉渣井下探头倾斜角和机械探针伸出距离的曲线。本次检测结果表明：在机械探针伸出190mm后，沉渣井下探头没有发生倾斜，因此，成孔底部沉渣厚度超过190mm。

结合下面将要介绍的成孔三维模型图，有理由相信成孔底部淤积大量的泥浆，它们主要来自于：

a)  施工过程中留下的残积物；

b)  成孔内壁土渣塌落；

c) 成孔内混水中的土颗粒沉淀；

如果成孔放置的时间过长，成孔内壁土渣塌落和成孔内混水中的土颗粒沉淀将会变得严重。就本次检测结果而言，我们建议重新清孔；

2.    成孔三维模型图结果

本仪器对于成孔检测的一个重要内容就是成孔三维模型图，其采用国家发明专利“可实现成孔三维成像的检测装置及其方法”（专利号：201210158246.1和201220228980.7）。该三维模型图可在每个深度位置下，在360°全范围方位角内被浏览，并可进行放大或缩小等多种操作，以观察不同深度下或不同方位角下成孔的细节。

本次成孔检测的三维模型图在不同的方位角下的结果如下：

向右方向指向正北（0°）                 向东转45°

图五 不同方位角下的成孔三维模型图

向东转90°                           向东转135°

图六 不同方位角下的成孔三维模型图

向东转180°                              向西转45°

图七 不同方位角下的成孔三维模型图

向西转90°                           向西转135°

图八 不同方位角下的成孔三维模型图

图九 成孔三维模型图

针对下面的图三十八所示的成孔三维模型图，分析如下：

a)  成孔顶部孔径明显扩大，其中离地面1.8米处的孔径达到2米（图三十八中由①指示）；

b)  在深度2米 - 4.5米段，成孔孔径比其他深度段的成孔孔径要大；

c)  成孔底部段（深度15.5米 - 16.1米段），成孔孔径比其他深度段的成孔孔径要小；

d)  最小孔径为0.2米(图三十八中由②指示)；其主要原因是成孔底部淤积了大量的泥浆；

e)  在4.5米 - 15.5米深度段，成孔孔径介于成孔顶部和底部之间，其孔径数值最小为1.01米，最大为1.42米；

f)  图三十八中多次出现的在深度方向的阶梯形状与本次成孔的作业方式有关；在成孔作业过程中，钻头要从成孔中拿出来卸土，再重新放回成孔内；钻头在一拿一放后，两次在成孔内的位置无法完全重合，因此，成孔内壁会有阶梯形状出现。如果成孔作业采用高压冲水方式，这一现象有可能变得不明显；

3.    成孔孔径结果

如图三十九所示的是成孔孔径随深度变化的曲线。在深度小于4.5米的位置上，成孔孔径较大；在深度大于15.5米的位置上，成孔孔径较小；在深度大于4.5米并且小于15.5米的位置上，成孔孔径的变化较为平缓，这段深度区间内的成孔孔径的平均值为1.22米。

图十 成孔孔径曲线

4.    成孔垂直度结果

成孔井下探头有四只机械支臂，其中臂1和臂3处于相对位置，而臂2和臂4处于相对位置。在检测过程中，机械支臂的端点沿成孔内壁运动。在图11所示的成孔垂直度曲线中，左边部分显示的是臂1和臂3的端点运动轨迹曲线，而右边部分显示的是臂2和臂4的端点运动轨迹曲线。两轨迹的中心线被用来确定成孔垂直度，其计算方法采用线性拟合。如图四十所示，左边部分的显示的直线指示成孔垂直度为-0.129%，而右边部分的显示的直线指示成孔垂直度为-0.29%。因此，本次检测结果表明，成孔垂直度的最后结果优于0.29%。值得一提的是：此种成孔作业方式通常可以获得较好的成孔垂直度；

图十一 成孔垂直度曲线

5.    成孔偏心距结果

成孔偏心距结果是在每个深度位置下，每个横截面的中心点相对于成孔底部中心点的位置在水平方向上的偏差。如图四十一所示的偏心距曲线可以看出：在2.4米深度处（在图8中由④指示）及14.2米深度处（在图8中由③指示）偏心距比其它深度段大，最大偏心距为0.4米（在图8中由④指示）。通常情况下，如果成孔采用高压冲水方式作业，偏心距数值有可能变小。

最后需要指出的是：在以上所有和深度相关的结果曲线中，其结果数值和深度数值在显示比例上，并非1:1；这主要是为了突出结果数值的变化，以便于查看。

图十二 成孔偏心距曲线