钢筋套筒灌浆饱满度内窥镜检查的简便方法

2022-01-10李晓鹏宋双阳孙建东杨秀香

中国建筑金属结构 2021年12期

李晓鹏宋双阳孙建东王玉杨秀香

近年来，我国持续推进建筑工业化，鼓励装配式建筑积极发展。2016 年9 月30 日，国务院办公厅印发的《关于大力发展装配式建筑的指导意见》提出：“要大力推广装配式建筑，减少建筑垃圾和扬尘污染，缩短建造周期，提升工程质量；争取用10 年左右时间，使装配式混凝土建筑占新建建筑的比例达到30%”。预制构件套筒灌浆连接质量是结构安全的重中之重，实践表明钢筋套筒灌浆饱满度存在不足的现象[1]，有关单位针对套筒灌浆饱满度检测技术进行了研发，目前已有多种套筒灌浆饱满度检测方法问世。

1.目前套筒灌浆饱满度主要的检测方法

中国工程建设标准化协会标准《装配式混凝土结构套筒灌浆质量检测技术规程》（T/CECS 683-2020）、江苏省地方标准《装配整体式混凝土结构检测技术规程》（DB32/T 3754-2020）、山东省地方标准《装配式混凝土结构钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》（DB37/T 5162-2020）等均提出了套筒灌浆饱满度的检测方法，以下简介常用的主要检测方法[2-4]：

1.1 预埋传感器法

1.1.1 检测原理

在灌浆施工前于套筒内出浆口处预先埋设传感器，观察阻尼振动幅值，通过振动阻尼衰减变化情况、波形等数据判定套筒内灌浆料饱满度情况。

1.1.2 适用范围

该检测方法适用于灌浆施工过程中的质量控制。

1.1.3 主要特点

检测时通过波形和数据进行判定，发现灌浆不饱满时套筒内灌浆料依然具有流动性，可及时对不饱满的套筒进行补灌，实现施工过程控制。

1.1.4 缺点

（1）检测前需提前预埋传感器，不易做到随机检测。

（2）要求预制墙板生产时套筒出浆口的连接管必须为直管，套筒出浆口内径必须大于检测面直径，否则传感器不能伸入套筒内部，检测条件要求高。

（3）预埋传感器时，应将传感器检测面伸至套筒内钢筋位置，且传感器检测面不能与周边物体接触，因此，检测前应对已预埋的传感器进行校验，否则会直接影响波形和数据，造成误判，专业技术程度要求很高。

（4）预埋传感器时需将传感器尾部的橡胶塞用力塞入出浆口内，灌浆施工采用的灌浆机械压力往往比较大，橡胶塞的排气口较小，灌浆时极易将传感器自出浆口内反顶出来，将传感器再次塞入套筒时，检测面位置不能得到保证。

（5）阻尼振动传感器为一次性产品，单价昂贵，总体检测成本高，不利于大规模检测应用。

（6）灌浆时，灌浆料充满套筒，自传感器排气口排出，套筒内灌浆料包裹传感器检测面，灌浆料回落，检测面易粘附灌浆料，会直接影响波形和数据，造成误判。

（7）当套筒灌浆施工时，未预埋传感器，灌浆料凝固后传感器无法伸入套筒内部，因此，预埋传感器法不适用事后套筒灌浆饱满度检查。

1.2 预埋钢丝拉拔法

1.2.1 检测原理

在灌浆施工前于套筒内出浆口处预先埋设钢丝；灌浆料固化后，待灌浆料达到一定强度进行钢丝拉拔检测；根据拉拔后的数值高低判断灌浆料饱满度。

1.2.2 适用范围

该检测方法适用于灌浆料固化后套筒灌浆饱满度检测。

1.2.3 主要特点

检测时，通过拉拔值进行判定，检测过程简便，仪器价格低廉。

1.2.4 缺点

（1）应提前计算高强钢丝长度，保证钢丝的外漏长度及套筒内长度。

（2）需预先埋设高强钢丝，不易做到随机检测。

（3）预埋高强钢丝拉拔前易受灌浆施工的扰动或破坏，灌浆时灌浆料易将高强钢丝自出浆口内反顶出来。

（4）影响预埋高强钢丝拉拔值大小的因素较多，高强钢丝于灌浆料内的锚固长度、高强钢丝直径等均可能对拉拔值造成影响，无法形成准确的判定条件，结果评定不统一。

（5）当套筒灌浆施工前未预埋高强钢丝或高强钢丝在灌浆料凝固前受到扰动或破坏，灌浆料凝固后，高强钢丝与灌浆料无有效接触，因此，预埋钢丝拉拔法不适用于事后的套筒灌浆饱满度检查。

1.3 便携式X 射线法

在便携式X 射线技术中，根据成像技术的不同，可细分为X 射线胶片成像法、X 射线计算机成像法（CR 法）和X射线数字成像法（DR 法）。

1.3.1 检测原理

灌浆料固化后，将成像装置贴紧在预制剪力墙表面；将X 射线仪放置在预制剪力墙的另一侧面；射线源正对被测套筒，调整射线机焦距；通过成像装置传输，观测套筒内灌浆质量。

1.3.2 适用范围

该检测方法适用于灌浆料固化后的套筒灌浆饱满度检测。

1.3.3 主要特点

检测时，通过成像装置上的图像进行判定，对预制构件无损。

1.3.4 缺点

（1）需在预制构件两侧设置仪器装置，若实际工程项目使用外墙板时，需使用登高设备间将检测人员送至检测部位，设置成像装置，若无登高设备时，只能检测非临空的预制构件，对检测人员及设备要求高。

（2）由于X 射线探伤仪具有辐射危害，使用时需要采取防护措施，并对检测区域进行封闭，在实际检测应用中限制较多。

（3）仪器操作复杂，需专业技术人员操作完成，专业技术程度要求高。

（4）对双排放置套筒的连接节点或大于230mm 厚度的单排放置套筒连接节点，无法进行有效检测[5]。

（5）对套筒双排对称布置的预制剪力墙，便携式X 射线检测得到胶片成像质量不高，对套筒在内叶墙内居中布置的预制夹心保温剪力墙套筒灌浆密实度检测，胶片成像清晰度偏低，对套筒在内叶墙内梅花形或双排对称布置的夹心保温剪力墙，无法穿透墙体[6]。

1.4 预成孔内窥镜法

1.4.1 检测原理

灌浆施工前，将预成孔装置插入出浆孔进行封堵；灌浆施工后，待套筒内灌浆料凝固，把预成孔装置拔出形成检测孔道；将内窥镜伸入孔道检查，通过实时图像判断套筒灌浆饱满度情况。

1.4.2 适用范围

该检测方法适用于灌浆料固化后套筒灌浆饱满度检测。

1.4.3 主要特点

检测时通过内窥镜图像进行判定，检查结果直观；检测过程简便；发现灌浆不饱满时，还可利用预成孔进行补浆。

1.4.4 缺点

（1）需预先埋设预成孔装置，不易做到随机检测。

（2）预成孔装置为棒状，要求预制构件在预制时套筒出浆口连接管必须为直管，否则预成孔装置无法至套筒内部。

（3）当套筒灌浆施工前未预埋预成孔装置，灌浆料凝固后内窥镜无法伸入套筒内部，因此，预成孔内窥镜法不适用于事后套筒灌浆饱满度检查。

1.5 钻孔内窥镜法

1.5.1 检测原理

在套筒出浆口电钻钻孔，将专业内窥镜镜头伸入套筒内拍照，通过专业测量软件计算缺陷深度[7]。

1.5.2 适用范围

该检测方法适用于灌浆料固化后套筒灌浆饱满度检测。

1.5.3 主要特点

检测时，通过内窥镜图像进行判定，检查结果直观；可以随机检查；检测过程简便；发现灌浆不饱满时还可利用预成孔进行补浆。

1.5.4 缺点

（1）套筒内钢筋长度在套筒调整长度时，钢筋会挡住内窥镜镜头，测量镜头无法进入套筒内检测缺陷深度。

（2）要求套筒出浆口外接管为直管，否则内窥镜无法伸入套筒内进行检查。

（3）带有测量深度镜头的工业内窥镜价格普遍在20 万以上，价格昂贵。

另外，还有空气体积法、超声波法、雷达法、取样法、电路法等。

2.简化的钻孔内窥镜检查方法

经过实践，在钻孔内窥镜法基础上进行简化，利用普通内窥镜检查饱满度，对不饱满的采用注水法或合金丝触探法进行估测深度，对有争议的深度在套筒估测位置打孔验证。

2.1 注水法

自钻孔处向套筒内注水，记录注入的水量体积，根据注入的水量体积与套筒内空腔体积的差值，计算套筒内灌浆料液面位置。

2.2 合金丝触探法

选取头部较圆润的合金丝，自钻孔处向套筒内触探；首先确定触探初始位置，然后合金丝向下触探，至不能推进，在外露的合金丝处进行标记，拉出合金丝后尺量长度，计算缺陷深度。

3.工程应用

3.1 工程概况

某工程为地上十七层装配整体式混凝土剪力墙结构住宅，建筑面积为8506m2，4 层～17 层采用预制混凝土墙板，竖向采用套筒灌浆连接。该工程4 层～14层采用传统灌浆工艺，15 层～17 层采用微压充浆工艺。

3.2 灌浆饱满度检查

3.2.1 检查数量

该项目确定检查数量为每层10 个套筒。

3.2.2 检查部位

现场调查该工程套筒出浆口连接管均为直管，不需要剔除套筒外侧混凝土，根据设计图纸定位套筒准确位置,钻孔位置定为出浆口。

3.2.3 钻孔

现场随机指定需检查的套筒，使用电锤在套筒出浆口位置上进行钻孔（钻头直径为8mm），钻头行进方向应始终与出浆口管道保持一致，向套筒内钻至不能进入，退出电锤；在钻孔过程中，发现套筒内钢筋有钢筋偏置堵住出浆口和钢筋外露长度正好在出浆口范围内堵塞套筒出浆口的情况，带有测量镜头的内窥镜由于测量镜头较长，不能完全伸入套筒内，在检查套筒内灌浆料液面高度时改用合金丝触探法。

3.2.4 清孔

钻孔完毕后，使用吹耳球等工具将孔内灰渣吹出，清理干净。

3.2.5 检查

对套筒出浆口钻孔的套筒，将内窥镜镜头深入孔内,使用前视镜头对套筒内灌浆饱满度进行检查评价并拍照。

3.2.6 液面高度测量

选取头部较圆润的合金丝，自钻孔处向套筒内触探；首先确定触探初始位置，然后合金丝向下触探，至不能推进，在外露的合金丝处进行标记，拉出合金丝后尺量长度，计算缺陷深度。对有争议的深度在套筒估测位置打孔验证。

3.3 灌浆饱满度结果

该工程共检查140 个钢筋套筒，灌浆饱满的为96 个，不饱满的为44 个。4 层～14 层采用传统灌浆工艺，该部分楼层共检查110 个钢筋套筒，灌浆饱满的套筒为66 个（见图1），不饱满的套筒为44 个（见图2）；15 层～17 层采用微压充浆工艺，该部分楼层共检查30 个钢筋套筒，全部灌浆饱满。检查用时1d。