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灌浆套筒饱满度检测方法及新型无损电阻法研究

2022-03-29谢焱南曲秀姝

北京建筑大学学报 2022年1期
关键词:浆料预埋套筒

谢焱南, 曲秀姝

(北京建筑大学 土木与交通工程学院, 北京 100044)

工业革命人口流动促使装配式建筑体系迅速发展,1931—1981年共有28种装配式建筑体系产生。1976年,美国出台《国家工业化建筑建造标准》以解决装配式建筑的设计、施工、防火等问题;1965年日本启动2个阶段装配式建筑建设计划,1971年将装配式建筑占有率提升至42%[1];2001年,新加坡建设局(BCA)推行建筑工业化,后由新加坡建屋局(HDB)继续推行[2]。1950年,我国提出装配式建筑预想,但受控于生产技术、工人素质落后未能实现。2016年,我国大力发展装配式建筑,预计10年内30%新建建筑将采用装配式建筑形式施工。由此看来,装配式建筑将会成为我国未来主流的建筑形式,具有良好的发展前景。

装配式构件节点强度是结构抗力的保证,钢筋连接是节点的核心。当前主要的钢筋连接有灌浆套筒连接、钢筋浆锚搭接及机械连接,且关键节点处钢筋均用灌浆套筒连接。

灌浆套筒于1968年发明,在夏威夷的阿拉莫酒店首次应用并取得极大成效[3]。灌浆套筒应用广泛,可连接12~40 mm直径螺纹钢筋。接头强度较高且抗拉强度不小于连接钢筋的1.15倍。我国已将灌浆套筒纳入GB/T 51231—2016《装配式混凝土建筑技术标准》、JGJ 1—2014《装配式混凝土结构技术规程》等规范中。JG/T 398—2019《钢筋连接用灌浆套筒》对灌浆套筒构造尺寸、检验作出规定,JG/T 408—2019《钢筋连接用灌浆套筒料》对灌浆料配合比、强度及流动度作出要求。

灌浆套筒属于隐蔽工程,对浆料饱满度检测极为困难。当前欧美等国通过提高工人素质、规范施工步序来提升灌浆合格率[4]。我国JGJ 355—2015《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》要求对注浆后的套筒采用人眼观察出浆情况及检查灌浆施工记录。上述方法均依靠出浆孔出浆情况判断浆液饱满度,无法判断套筒内部浆料状态。

综上所述,灌浆套筒虽应用广泛,但缺少规范的检测方法。下文将分析灌浆套筒缺陷原因,并归纳十余种浆料饱满度检测方法优缺点及适用范围。最后提出一种基于浆料导电性的无损电阻检测法,并针对其原理、关键技术做介绍。

1 套筒灌浆缺陷研究

灌浆套筒分为全灌浆套筒和半灌浆套筒2种形式,2种连接示意如图1所示。其中全灌浆套筒是指套筒两端插入锚固钢筋后注浆;半灌浆套筒是指套筒预制端采用机械连接,注浆端插入钢筋后注浆。

图1 灌浆套筒示意Fig.1 Schematic diagram of grouting sleeve

全灌浆套筒适用于预制梁、柱外伸钢筋间连接,施工现场常将全灌浆套筒与混凝土后浇带共同施作,水平连接示意如图2所示。半灌浆套筒适用于剪力墙间及柱间钢筋连接,常采用连通腔连接多个套筒并使用压浆法施工,压浆法连接示意如图3所示。

图2 水平连接示意Fig.2 Horizontal connection diagram

图3 压浆法连接示意Fig.3 Schematic diagram of grouting connection

灌浆套筒注浆过程中,常会出现4种浆料饱满度不足的形式。

浆料水平缺陷:该缺陷常出现在连接水平钢筋的套筒上。浆料水平缺陷会导致局部浆料与筒壁黏结强度降低,钢筋偏心拉出破坏。

套筒端部缺陷:该缺陷常出现在连通腔连接的半灌浆套筒中,主要缺陷原因是坐浆层泄露或停止注浆时间过早。

套筒中部缺陷:该缺陷出现原因是灌浆料质量不达标或用水泥砂浆代替灌浆料施作。套筒中浆料收缩或骨料拥堵造成中部缺陷。郑清林等[5]通过试验证明用水泥砂浆注浆时,钢筋受轴向力时拔出会引发水泥砂浆的脆性破坏。

钢筋偏心或锚固长度不足:该缺陷出现原因是墙底套筒与梁上预留钢筋不完全对应。施工过程中需将钢筋截断或弯折插入导致锚固长度不足[6]。

综上所述,灌浆套筒浆料饱满度不足的主要原因是套筒使用不当。李向民等[7]通过试验确定相同情况下,端部缺陷长度大于单侧锚固长度30%或中部缺陷15%时接头会发生脆性破坏。由此看来套筒中部浆料不饱满对接头强度影响最为严重。

2 灌浆套筒缺陷检测研究

灌浆套筒浆料饱满度检测可从缺陷转换信号形式、直接观测缺陷形式及端部缺陷检测形式考虑。其中缺陷转换信号形式是通过仪器将灌浆套筒内部缺陷转化为可观测的光、声、电信号形式,由检测者采集信号并分析缺陷位置及大小,包括X射线检测技术、超声波检测技术、阻尼振动法等。直接观测缺陷形式是通过设备使人眼直接观测到套筒内部浆料缺陷情况,包括钻孔内窥镜法、成孔内窥镜法等。端部缺陷检测形式是通过出浆孔检测套筒内部浆料是否达到指定高度,包括预埋钢丝法、电阻法、显像管法等。

2.1 缺陷转换信号形式

2.1.1 X射线检测技术

X射线检测技术是利用穿透性极强的X射线穿透混凝土墙体和钢套筒,并将其内部缺陷投射至底片上,根据墙体厚度、材质呈现的灰度情况来显示套筒浆料饱满度情况[8],X射线检测示意如图4所示。

图4 X射线检测示意Fig.4 X-ray inspection diagram

X射线检测技术分为工业CT技术、X射线数字成像技术(DR)、X射线计算机成像技术(CR)和X射线胶片成像技术,X射线成像效果如图5所示。工业CT技术设备体积庞大,设备运行所需管电流、管电压较高,不具备施工现场检测能力,但该设备清晰度较高,检测效果较好,可以用于试验室检测灌浆套筒试件[9]。DR技术、CR技术以及X射线胶片成像技术在体积上均有缩减,不同点在于DR技术用平板探测器直接接收图像;CR技术用IP成像板接收信号后经二次扫描转化为图像;胶片成像技术则用感光胶片接收信号。

图5 X射线图像效果Fig.5 X-ray image rendering

X射线检测精确度与射线强度、被测物材质、厚度有关。X射线强度与设备中的管电流及管电压的平方成正比[10],因此便携式X射线检测设备不具有高强电流电压,通常只能穿透200 mm内的混凝土墙。用X射线穿透厚度较大的预制柱,施作时可将X射线从柱一侧斜射入,用与柱身相同混凝土制作补偿块减小厚度差来解决曝光及图像质量差的问题[11],补偿块示意如图6所示。

图6 补偿块示意Fig.6 Compensation block diagram

2.1.2 超声波检测技术

超声波在不同介质中传播、衰减速度不同,因此可将超声波运用到灌浆套筒饱满度检测中。当前超声波法包括:首波声时法、超声断面成像法、超声导波法、反射波衰减法等。

首波声时法是通过超声波发射器发射声波并在套筒另一端接收,根据首波声时所处区间判断套筒内缺陷状况。为验证该方法可行性,姜绍飞等[12]提出了超声波传播模型。推断出当浆料密实时,声波沿筒壁、浆料直线传播;出现缺陷时,浆料绕过缺陷后直射入接收器,超声波传播模型如图7所示。

图7 超声波传播模型Fig.7 Ultrasonic propagation model

超声断面成像法依靠超声波断层扫描仪扫查试件并将图像传输到计算机。超声波断层扫描仪由多个探头提供脉冲激励,探头既可发射声波又可接收声波,实际工作中既可单点信号扫描又可多点信号扫描[13],超声断面成像模型如图8所示。

图8 断面超声成像模型Fig.8 Cross-sectional ultrasound imaging model

超声导波法利用超声波在介质中反射传导原理设计而成,该方法在钢筋任意位置持续提供超声波脉冲激励,由计算机分析波形后判断套筒内缺陷情况,导波法示意如图9所示。超声导波法重点是对波形的选取,经李冬生等[14]的试验研究,最终确定8周期4 kHz作为激励信号时,首波信号清晰且无明显叠加现象。

图9 导波法示意Fig.9 Guided wave method

反射波衰减法以超声波在不同介质中的衰减速度不同为原理[15],但该方法需要对剪力墙剔凿处理来设置接收反射波的耦合层,衰减法施工示意如图10所示。

图10 衰减法施工示意Fig.10 Schematic diagram of attenuation method construction

综上所述,超声波检测技术对环境要求较高,噪声较大的现场检测效果不明显。对于首波声时法而言,发射器与接收器必须处于同一直线,且该方法对剪力墙中的套筒检测效果不好,施工较为复杂。断面成像法对体积较小的缺陷检测效果不明显,仅验证对钢筋直径在25 mm以上灌浆套筒连接有作用,该方法需从离套筒较远一侧墙体施作,且套筒不可双排布置。超声导波法不适用剪力墙中的套筒检测。反射波衰减法对剪力墙破坏明显。超声波检测法推广难度较大,精确度还需提高。

2.1.3 冲击回波法

冲击回波法是20世纪80年代美国康奈尔大学和美国国家标准与技术研究院共同推出的无损检测方法[16]。该方法利用激荡锤敲击试件表面产成能量和穿透能力较强的冲击弹性波,根据冲击弹性波波形来确定试件中缺陷情况,弹性波传播路径如图11所示。

图11 弹性波传播路径Fig.11 Elastic wave propagation path

冲击回波法和超声波断面成像法原理相似,但其优点是冲击弹性波不会受到金属对信号衰减和杂波影响,因此冲击回波法检测效果较超声断面成像法好。刘辉等[17]通过试验说明冲击回波法在检测剪力墙中单排居中套筒效果良好,但检测双排套筒时不能区分浆料饱满区和非饱满区,对于直径在2 mm以下的缺陷检测效果不好。

2.1.4 阻尼振动法

阻尼振动法通过预埋传感器或传力棒振动产生振动波,通过振动波波形来判断套筒内部浆料饱满度情况。根据振动方式不同可分为预埋传感器振动法和直接冲击振动法。其中预埋传感器振动法预先在套筒中埋入振动传感器,并在套筒外部接收振动波传导信号,通过分析振动波频率振幅曲线判断套筒内部缺陷状况。直接冲击振动法是在浆料凝固的套筒上钻孔,插入装有全桥应变片的传力棒,如图12所示。传力棒对钢筋施加预压力,钢筋通过传力棒的激励产生振动,并由应变片接收振动,通过分析振动信号的峰频率和峰宽比来确定浆料饱满度情况,直接冲击振动法如图13所示[18]。

图12 传力棒Fig.12 Induction force transfer bar

图13 直接冲击振动法示意Fig.13 Schematic diagram of direct shock vibration method

预埋传感器法检测时,为减少注浆时浆料附着应注意传感器正面朝向套筒侧壁,传感器位置如图14所示。为确定浆料饱满时的置信区间,祝雯等[19]通过试验确定当浆料处于拌合状态时振动能量值读数应小于100,浆料凝固时振动能量值读数应小于50。

图14 传感器位置示意Fig.14 Sensor location diagram

套筒内预埋传感器,不仅对套筒造成损伤,且传感器不可回收,造价过高。而直接冲击振动法需在套筒开洞施作,损伤套筒。综上所述,阻尼振动法若推广到施工现场还需优化传感器的体积及造价,做好开洞的修复处理。

2.1.5 压电阻抗法

压电阻抗法所用的压电材料变形生成电荷进而形成可检测的电压,向该材料通电,材料自身也会产生形变。将压电材料粘贴在套筒上,对压电材料施加交流电流,通过压电材料的变形引发套筒的振动,浆料饱满度不同的位置振动频率不同,致使检测到的电压频率也不同,由此判断灌浆套筒浆料饱满度,其检测原理如图15所示,检测仪器如图16所示。

图15 压电阻抗法检测原理Fig.15 Principle of piezoelectric impedance method

图16 阻抗分析仪Fig.16 Impedance analyzer

李俊华等[20]验证感应片布置在套筒上部时,检测信号最为稳定,检测准确率最高。电导信号频谱曲线波峰处谐振频率变化和均方根偏差指标的变化能够有效识别套筒内部灌浆饱满度。

压电阻抗法需在外层混凝土开洞施作,因此检测完成后需二次施工。当前感应片规格和指标并不统一,检测样本容量较小,因此实际检测中存在误判现象。

2.2 直接观测缺陷形式

2.2.1 钻孔内窥镜法

钻孔内窥镜法常用以检测浆料已凝固的灌浆套筒。施作时需在套筒钻孔后伸入内窥镜,通过内窥镜扫描图像、测量缺陷高度,经计算机对上述扫描信号处理后确定缺陷具体位置及后续补浆工作。

钻孔位置由浆料检测位置确定。李刚等[21]从出浆孔钻孔并伸入内窥镜用以检测端部缺陷,直视目镜向下扫描检测浆料饱满程度,侧视目镜扫描缺陷长度。李向民等[22]在注浆孔与出浆孔连线开孔,伸入目镜扫描四周以检测内部缺陷,2种施作方法如图17所示。

图17 钻孔内窥镜法示意Fig.17 Schematic diagram of drilling endoscopy

2.2.2 预成孔内窥镜法

预成孔内窥镜法是指出浆孔出浆后用橡胶塞与热缩组件封闭出浆孔,待施作完成后拔出橡胶塞,伸入三维成像测量内窥镜以获取缺陷三维图像,出浆孔直径可通过加热热缩组件控制。孙彬等[23]确定4.0 mm直径的三维立体双物镜测量镜头内窥镜对灌浆饱满度检测效果更好。

综上所述,内窥镜法最显著优点是利用孔洞二次注浆。该方法操作简单,使用数字化处理图像结果较为准确。但在施作过程中,成孔会对套筒造成损伤,还需修复已损伤套筒。

2.3 端部缺陷检测形式

2.3.1 预埋钢丝法

预埋钢丝法[24]是提前将高强钢丝、透明塑料管安装在橡胶塞上,待套筒注浆完成后用处理过的橡胶塞塞住出浆孔,预埋钢丝法如图18所示。待浆料养护至指定强度后,使用拉拔设备将钢丝拔出,根据钢丝拔出所需荷载来确定端头浆料饱满情况。其拉拔设备如图19所示。

图18 预埋钢丝法示意Fig.18 Schematic diagram of embedded steel wire method

图19 钢筋张拉设备Fig.19 Rebar tensioning equipment

高润东等[25]结合内窥镜法提出一种改进预埋钢丝法。用塑料管包裹钢丝,用透明胶封闭端头。待浆料凝结后,手动拔出钢丝,在钢丝孔洞插入内窥镜检测套筒浆料饱满度。

预埋钢丝法操作简单,检测精度较高,可用于现场检测。钢丝拔出后会留孔洞,可用内窥镜进一步检测和二次注浆。当前预埋钢丝法未曾广泛应用,对荷载的合理区间样本容量不多,还需要进一步确定。

2.3.2 电阻法

灌浆料主要由骨料、胶凝材料及添加剂构成。浆液中含有可自由移动的正负离子。电阻法原理如图20所示,操作时首先在套筒顶部预埋入金属探针,待注浆完成后,用电阻表连通金属探针,通过电阻表示数确定浆料是否达到指定高度。

图20 电阻法原理Fig.20 Schematic diagram of resistance method

为确定电阻法的最佳检测时间以及浆料饱满度与电阻关系,郭辉等[26]通过试验得出如下结论:最佳检测时间在注浆后2 h,若电阻值为0时,可视为浆料较为饱满;若电阻为0.03~0.30 MΩ,则浆料出现回落现象;若电阻值为无限大时,可视为浆料未达到指定高度。

对于半灌浆套筒而言,上部钢筋与套筒采用螺纹连接以致无法插入金属探针,伸出导线需以破坏墙体为代价,因此电阻法无法适用于上述情况。

2.3.3 显像管法

显像管法是将透明塑料管固定在橡胶塞上,如图21所示。注浆后用橡胶塞塞住出浆孔,推动拉杆抽取套筒浆料,观测塑料管中浆料体积,判断套筒中浆料饱满度,显像管法原理如图22所示。

图21 显像管装置Fig.21 Picture tube device

图22 显像管法原理Fig.22 Schematic diagram of display tube method

为探究显像管法最佳检测时间及显像管中浆料与套筒缺陷关系。杨健等[27]通过多组显像管法检测套筒得到结论:显像管法最佳检测时间为注浆后10~15 min,当显像管中充满浆料或含有少量空气时,可视为浆料已达到指定高度;当显像管中浆料过少且含有大量空气时,可视为浆料缺陷。

显像管法检测操作较简单,检测成本较低。由于在浆料未凝固时检测,方便二次注浆,更有助于提升浆料整体性。但该方法试验样本容量少,检测准确度还不能把握。

3 检测方法汇总

X射线检测技术设备体积过大,适合试验室对样品精确检测。便携式检测方法在现场施作时对环境存在污染。预埋传感器法中传感器造价过高。超声波检测技术通常将发生器与接收器直接固定在套筒上并用导线连接,考虑到导线伸出不破坏外部混凝土,因此较适合检测全灌浆套筒。压电阻抗法及电阻法因导线问题适合检测全灌浆套筒。冲击回波法、直接冲击振动法、内窥镜法、预埋钢丝法以及显像管法对于检测条件要求较低,可以适用于各种形式的灌浆套筒检测,并且除冲击回波法外的其他方法在施作过程中均需要对套筒开洞,在检测完成后还可针对套筒缺陷部分二次补浆。每种检测方法对应条件见表1。

表1 检测方法汇总

4 新型无损电阻法的提出

通过总结上述十余种灌浆套筒浆料密实度检测方法,可发现多数方法可用于检测套筒端头注浆能否达到指定高度,而对于影响更大的中部缺陷暂无有效检测方法。目前,上海市已将灌浆套筒浆料密实度检测纳入T/CECS 683—2020《装配式混凝土结构套筒灌浆质量检测技术规程》。伴随着国家政策导向,装配式混凝土建筑在国内已呈现出快速发展趋势,作为施工质量控制的关键环节,浆料密实度检测被纳入更多的地方规程及国家标准已经势在必行。因此,寻找一种便捷、准确、无损的套筒浆料内部及端部密实度检测方法是推动装配式混凝土建筑高质量发展的有力保障。

4.1 新型无损电阻法原理

本文提出一种基于浆料中金属离子具有导电性的新型无损电阻法,新型无损电阻法由浆料连接装置和电阻测量装置两部分组成,其概念设计如图23所示。浆料连接装置由金属探针、限位器、橡胶塞及导线构成,主要用于连接套筒中浆料与电阻表,电阻检测装置选用0.1 MΩ、500 V直流电阻测试仪。

由于可流动的自由离子在导体中通过的难易程度受导体的横截面积及纵向长度影响。如式(1)所示,导体的电阻阻值与导体截面面积成反比,与导体纵向长度成正比。

(1)

式中:R为电阻阻值,Ω;p为电阻率,Ω·m;l阻为电阻长度,m;s为与电流垂直的横截面积,m2。

图23 新型无损电阻法概念Fig.23 Concept diagram of new lossless resistance method

浆料中含有大量的金属离子,通电后离子从阳极向阴极流动,离子在浆料缺陷处受阻不能通过,只能被迫从非缺陷位置通过,进而形成电阻增大区域,离子流动示意如图24所示。其缺陷位置和尺寸对电阻的影响,分别为浆料无缺陷:金属离子可顺利通过浆料,电阻表显示浆料整体电阻阻值,浆料中不存在电阻增大区域;浆料端部存有缺陷:浆料与阴阳极无法形成闭合回路,金属离子无法从阳极流向阴极,电路中电阻正无穷;浆料中部存有缺陷:浆料中部缺陷可分为浆料内部缺陷和浆料筒壁界面处缺陷,其共同点是浆料与阴阳极可形成闭合回路,浆料中存在电阻增大区域。此时电阻表显示示数应比无缺陷时电阻表显示示数大。

图24 离子流动示意Fig.24 Ion flow diagram

4.2 新型无损电阻法标准区间确定

考虑施工现场存在影响灌浆缺陷因素,JGJ 398—2019《钢筋连接用灌浆套筒》要求灌浆套筒锚固长度为8 d(d为钢筋直径),该锚固长度为保证破坏不发生在连接区域的保守长度。按照规范的锚固长度,进行大量缺陷灌浆套筒抗拉强度试验得到以下结论:套筒中单侧存在30%锚固缺陷时,接头缺陷对钢筋破坏形式无明显影响;缺陷50%时部分试验钢筋为拉断破坏,部分钢筋由拉断破坏转为拉出破坏,可将缺陷50%视为破坏形式转变临界值;缺陷70%时试验试件钢筋均为拉出破坏。

因此,同批次灌浆套筒施作前应选取部分套筒,并在单侧浆料中设置30%、50%和70%的体积缺陷,之后测试注浆后电阻阻值,对数据进行处理后得到电阻标准区间。

现场操作时,将现场检测结果与标准电阻区间对比定量分析套筒内缺陷类型,其检测结果可分为5种情况:第1种,实测电阻值小于30%缺陷所测电阻时,认为该套筒浆料饱满或存在不影响接头强度的小型缺陷;第2种,实测电阻值处于30%~50%缺陷所测电阻区间,认为该套筒中存在不影响套筒强度的中型缺陷;第3种,实测电阻值处于50%~70%缺陷所测电阻区间,认为该套筒中存在影响套筒强度的大型缺陷;第4种,实测电阻值大于70%缺陷所测电阻时,认为该套筒注浆不合格;第5种,实测电阻值达电阻表最大示数,认为端部浆料未达到指定高度,出浆孔金属探针未接触浆料。

根据上述情况可以分为3种结果:第1种情况可认为灌浆合格,第2种、第3种、第5种情况可认为灌浆缺陷,第4种情况可认为灌浆不合格。灌浆合格的套筒将不做处理,存在灌浆缺陷的套筒应钻开其出浆孔并做补浆处理,补浆后应再次检测判断是否灌浆合格,对于灌浆不合格的套筒,应检查套筒和坐浆层是否漏浆,排除问题后重新灌注浆料。

4.3 新型无损电阻法关键技术

新型无损电阻法的装置如图25所示。本检测方法将套筒中注浆、出浆孔用于电阻检测,使用如图26所示的三角限位器及快拆装置优化检测效果及操作过程。其关键技术如下:

图25 新型无损电阻法装置Fig.25 Diagram of new lossless resistance method device

图26 三角限位器及快拆装置示意Fig.26 Schematic diagram of triangle limiter and quick disassembly device

第一,预埋探针橡胶塞的应用。为确保不损伤套筒,发挥套筒性能,解决传统电阻法无法检测套筒内部缺陷大小问题,将金属导电探针安装至注浆孔及出浆孔封堵橡胶塞中,直接对整体浆料电阻测定,根据电阻表示数确定缺陷形式(图27)。其金属探针长度d为:

d=d1+d壁+d孔+d2

(2)

图27 注浆孔或出浆孔尺寸标注Fig.27 Dimension marking of grouting hole or outlet hole

(3)

(4)

式中:d1为探针伸入长度,mm;d内为钢筋与筒内壁间距,mm;d2为探针外露长度,mm;d为金属探针长度,mm;d孔为出浆孔或注浆孔径向长度,mm;d壁为套筒壁厚,mm;d塞为橡胶塞厚度,mm;l为限位器径向长度,mm;d夹为探针夹持长度,通常取10 mm。

第二,三角限位器的应用。为确定金属探针径向长度并限制法向位移,检测装置引入了三角限位器。限位器安装在距离金属探针尾端10 mm处。安装后将限位钉钉入橡胶塞上。三角限位器和橡胶塞共同作用能够保证金属探针不与套筒及钢筋接触。

第三,快拆装置的应用。为提高全面检测灌浆套筒效率,引入快拆装置。快拆装置主要由金属探针尾部导电圆片及电阻表金属接触夹组成。注浆完毕后应将金属接触夹分别夹持上下导电圆片,并快速记录电阻值。取下金属接触夹夹持其他套筒金属圆片,重复此过程可高效完成多组灌浆套筒电阻检测。

使用新型无损电阻法对若干端部和中部缺陷的全灌浆套筒进行检测,试验表明该检测方法能够准确区分端部缺陷的灌浆套筒,补浆后检测示数回归正常区间;同时能够较好区分中部缺陷套筒,其检测精度与电阻表量程及灵敏度有关。因此新型无损电阻法能够较好检测多种灌浆套筒缺陷,且检测准确度较高。检测过程并未对套筒造成破坏,并且检测后可快速对缺陷套筒补浆,使缺陷套筒强度进一步提升,因此该方法便捷、准确、无损的优点较为明显,可推广至施工现场。

5 结论

1) 本文汇总了当前已研究的灌浆套筒检测方法并针对其原理、适用范围和优缺点作出分析。在此基础上本文基于流动浆料中自由离子在电极作用下可导电的特性,提出了一种新型无损电阻法。

2) X射线法对实验室构件检测效果显著,显像管法可适用于浆料流动时饱满度检测,内窥镜法、预埋钢丝法可适用于浆料凝固后饱满度检测。对于预埋传感器法,可将传感器连接更换为无线遥控,以减少套筒损伤重复使用。对于电阻法、预埋钢丝法、压电阻抗法和冲击回波法等还需在实际工程中考查其实用性,通过大样本容量确定检测效果并提出改进措施。

3) 新型无损电阻法中以自由离子在电极作用下可导电为原理,以电阻阻值变化反应套筒中浆液缺陷,可适用于检测多种缺陷形式,具有创新理论价值。应用了预埋探针橡胶塞和三角限位器以提升检测精度,降低作业难度;应用快拆装置以提升施工效率。经初步研究验证本检测方法具有较高准确度,且可根据检测结果及时补浆、无损修复,具有较高的实际应用价值。可适用于全灌浆套筒和半灌浆套筒,针对端部、中部及侧向缺陷形式均能够有良好的检测效果,具有较强的适用范围。

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