鋼筋套筒灌漿飽滿度內(nèi)窺鏡檢查的簡便方法

李曉鵬 宋雙陽 孫建東 王 玉 楊秀香

近年來，我國持續(xù)推進建筑工業(yè)化，鼓勵裝配式建筑積極發(fā)展。2016 年9 月30 日，國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》提出：“要大力推廣裝配式建筑，減少建筑垃圾和揚塵污染，縮短建造周期，提升工程質(zhì)量；爭取用10 年左右時間，使裝配式混凝土建筑占新建建筑的比例達到30%”。預(yù)制構(gòu)件套筒灌漿連接質(zhì)量是結(jié)構(gòu)安全的重中之重，實踐表明鋼筋套筒灌漿飽滿度存在不足的現(xiàn)象[1]，有關(guān)單位針對套筒灌漿飽滿度檢測技術(shù)進行了研發(fā)，目前已有多種套筒灌漿飽滿度檢測方法問世。

1.目前套筒灌漿飽滿度主要的檢測方法

中國工程建設(shè)標準化協(xié)會標準《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)套筒灌漿質(zhì)量檢測技術(shù)規(guī)程》（T/CECS 683-2020）、江蘇省地方標準《裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)規(guī)程》（DB32/T 3754-2020）、山東省地方標準《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋套筒灌漿連接應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（DB37/T 5162-2020）等均提出了套筒灌漿飽滿度的檢測方法，以下簡介常用的主要檢測方法[2-4]：

1.1 預(yù)埋傳感器法

1.1.1 檢測原理

在灌漿施工前于套筒內(nèi)出漿口處預(yù)先埋設(shè)傳感器，觀察阻尼振動幅值，通過振動阻尼衰減變化情況、波形等數(shù)據(jù)判定套筒內(nèi)灌漿料飽滿度情況。

1.1.2 適用范圍

該檢測方法適用于灌漿施工過程中的質(zhì)量控制。

1.1.3 主要特點

檢測時通過波形和數(shù)據(jù)進行判定，發(fā)現(xiàn)灌漿不飽滿時套筒內(nèi)灌漿料依然具有流動性，可及時對不飽滿的套筒進行補灌，實現(xiàn)施工過程控制。

1.1.4 缺點

（1）檢測前需提前預(yù)埋傳感器，不易做到隨機檢測。

（2）要求預(yù)制墻板生產(chǎn)時套筒出漿口的連接管必須為直管，套筒出漿口內(nèi)徑必須大于檢測面直徑，否則傳感器不能伸入套筒內(nèi)部，檢測條件要求高。

（3）預(yù)埋傳感器時，應(yīng)將傳感器檢測面伸至套筒內(nèi)鋼筋位置，且傳感器檢測面不能與周邊物體接觸，因此，檢測前應(yīng)對已預(yù)埋的傳感器進行校驗，否則會直接影響波形和數(shù)據(jù)，造成誤判，專業(yè)技術(shù)程度要求很高。

（4）預(yù)埋傳感器時需將傳感器尾部的橡膠塞用力塞入出漿口內(nèi)，灌漿施工采用的灌漿機械壓力往往比較大，橡膠塞的排氣口較小，灌漿時極易將傳感器自出漿口內(nèi)反頂出來，將傳感器再次塞入套筒時，檢測面位置不能得到保證。

（5）阻尼振動傳感器為一次性產(chǎn)品，單價昂貴，總體檢測成本高，不利于大規(guī)模檢測應(yīng)用。

（6）灌漿時，灌漿料充滿套筒，自傳感器排氣口排出，套筒內(nèi)灌漿料包裹傳感器檢測面，灌漿料回落，檢測面易粘附灌漿料，會直接影響波形和數(shù)據(jù)，造成誤判。

（7）當套筒灌漿施工時，未預(yù)埋傳感器，灌漿料凝固后傳感器無法伸入套筒內(nèi)部，因此，預(yù)埋傳感器法不適用事后套筒灌漿飽滿度檢查。

1.2 預(yù)埋鋼絲拉拔法

1.2.1 檢測原理

在灌漿施工前于套筒內(nèi)出漿口處預(yù)先埋設(shè)鋼絲；灌漿料固化后，待灌漿料達到一定強度進行鋼絲拉拔檢測；根據(jù)拉拔后的數(shù)值高低判斷灌漿料飽滿度。

1.2.2 適用范圍

該檢測方法適用于灌漿料固化后套筒灌漿飽滿度檢測。

1.2.3 主要特點

檢測時，通過拉拔值進行判定，檢測過程簡便，儀器價格低廉。

1.2.4 缺點

（1）應(yīng)提前計算高強鋼絲長度，保證鋼絲的外漏長度及套筒內(nèi)長度。

（2）需預(yù)先埋設(shè)高強鋼絲，不易做到隨機檢測。

（3）預(yù)埋高強鋼絲拉拔前易受灌漿施工的擾動或破壞，灌漿時灌漿料易將高強鋼絲自出漿口內(nèi)反頂出來。

（4）影響預(yù)埋高強鋼絲拉拔值大小的因素較多，高強鋼絲于灌漿料內(nèi)的錨固長度、高強鋼絲直徑等均可能對拉拔值造成影響，無法形成準確的判定條件，結(jié)果評定不統(tǒng)一。

（5）當套筒灌漿施工前未預(yù)埋高強鋼絲或高強鋼絲在灌漿料凝固前受到擾動或破壞，灌漿料凝固后，高強鋼絲與灌漿料無有效接觸，因此，預(yù)埋鋼絲拉拔法不適用于事后的套筒灌漿飽滿度檢查。

1.3 便攜式X 射線法

在便攜式X 射線技術(shù)中，根據(jù)成像技術(shù)的不同，可細分為X 射線膠片成像法、X 射線計算機成像法（CR 法）和X射線數(shù)字成像法（DR 法）。

1.3.1 檢測原理

灌漿料固化后，將成像裝置貼緊在預(yù)制剪力墻表面；將X 射線儀放置在預(yù)制剪力墻的另一側(cè)面；射線源正對被測套筒，調(diào)整射線機焦距；通過成像裝置傳輸，觀測套筒內(nèi)灌漿質(zhì)量。

1.3.2 適用范圍

該檢測方法適用于灌漿料固化后的套筒灌漿飽滿度檢測。

1.3.3 主要特點

檢測時，通過成像裝置上的圖像進行判定，對預(yù)制構(gòu)件無損。

1.3.4 缺點

（1）需在預(yù)制構(gòu)件兩側(cè)設(shè)置儀器裝置，若實際工程項目使用外墻板時，需使用登高設(shè)備間將檢測人員送至檢測部位，設(shè)置成像裝置，若無登高設(shè)備時，只能檢測非臨空的預(yù)制構(gòu)件，對檢測人員及設(shè)備要求高。

（2）由于X 射線探傷儀具有輻射危害，使用時需要采取防護措施，并對檢測區(qū)域進行封閉，在實際檢測應(yīng)用中限制較多。

（3）儀器操作復(fù)雜，需專業(yè)技術(shù)人員操作完成，專業(yè)技術(shù)程度要求高。

（4）對雙排放置套筒的連接節(jié)點或大于230mm 厚度的單排放置套筒連接節(jié)點，無法進行有效檢測[5]。

（5）對套筒雙排對稱布置的預(yù)制剪力墻，便攜式X 射線檢測得到膠片成像質(zhì)量不高，對套筒在內(nèi)葉墻內(nèi)居中布置的預(yù)制夾心保溫剪力墻套筒灌漿密實度檢測，膠片成像清晰度偏低，對套筒在內(nèi)葉墻內(nèi)梅花形或雙排對稱布置的夾心保溫剪力墻，無法穿透墻體[6]。

1.4 預(yù)成孔內(nèi)窺鏡法

1.4.1 檢測原理

灌漿施工前，將預(yù)成孔裝置插入出漿孔進行封堵；灌漿施工后，待套筒內(nèi)灌漿料凝固，把預(yù)成孔裝置拔出形成檢測孔道；將內(nèi)窺鏡伸入孔道檢查，通過實時圖像判斷套筒灌漿飽滿度情況。

1.4.2 適用范圍

該檢測方法適用于灌漿料固化后套筒灌漿飽滿度檢測。

1.4.3 主要特點

檢測時通過內(nèi)窺鏡圖像進行判定，檢查結(jié)果直觀；檢測過程簡便；發(fā)現(xiàn)灌漿不飽滿時，還可利用預(yù)成孔進行補漿。

1.4.4 缺點

（1）需預(yù)先埋設(shè)預(yù)成孔裝置，不易做到隨機檢測。

（2）預(yù)成孔裝置為棒狀，要求預(yù)制構(gòu)件在預(yù)制時套筒出漿口連接管必須為直管，否則預(yù)成孔裝置無法至套筒內(nèi)部。

（3）當套筒灌漿施工前未預(yù)埋預(yù)成孔裝置，灌漿料凝固后內(nèi)窺鏡無法伸入套筒內(nèi)部，因此，預(yù)成孔內(nèi)窺鏡法不適用于事后套筒灌漿飽滿度檢查。

1.5 鉆孔內(nèi)窺鏡法

1.5.1 檢測原理

在套筒出漿口電鉆鉆孔，將專業(yè)內(nèi)窺鏡鏡頭伸入套筒內(nèi)拍照，通過專業(yè)測量軟件計算缺陷深度[7]。

1.5.2 適用范圍

該檢測方法適用于灌漿料固化后套筒灌漿飽滿度檢測。

1.5.3 主要特點

檢測時，通過內(nèi)窺鏡圖像進行判定，檢查結(jié)果直觀；可以隨機檢查；檢測過程簡便；發(fā)現(xiàn)灌漿不飽滿時還可利用預(yù)成孔進行補漿。

1.5.4 缺點

（1）套筒內(nèi)鋼筋長度在套筒調(diào)整長度時，鋼筋會擋住內(nèi)窺鏡鏡頭，測量鏡頭無法進入套筒內(nèi)檢測缺陷深度。

（2）要求套筒出漿口外接管為直管，否則內(nèi)窺鏡無法伸入套筒內(nèi)進行檢查。

（3）帶有測量深度鏡頭的工業(yè)內(nèi)窺鏡價格普遍在20 萬以上，價格昂貴。

另外，還有空氣體積法、超聲波法、雷達法、取樣法、電路法等。

2.簡化的鉆孔內(nèi)窺鏡檢查方法

經(jīng)過實踐，在鉆孔內(nèi)窺鏡法基礎(chǔ)上進行簡化，利用普通內(nèi)窺鏡檢查飽滿度，對不飽滿的采用注水法或合金絲觸探法進行估測深度，對有爭議的深度在套筒估測位置打孔驗證。

2.1 注水法

自鉆孔處向套筒內(nèi)注水，記錄注入的水量體積，根據(jù)注入的水量體積與套筒內(nèi)空腔體積的差值，計算套筒內(nèi)灌漿料液面位置。

2.2 合金絲觸探法

選取頭部較圓潤的合金絲，自鉆孔處向套筒內(nèi)觸探；首先確定觸探初始位置，然后合金絲向下觸探，至不能推進，在外露的合金絲處進行標記，拉出合金絲后尺量長度，計算缺陷深度。

3.工程應(yīng)用

3.1 工程概況

某工程為地上十七層裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)住宅，建筑面積為8506m2，4 層～17 層采用預(yù)制混凝土墻板，豎向采用套筒灌漿連接。該工程4 層～14層采用傳統(tǒng)灌漿工藝，15 層～17 層采用微壓充漿工藝。

3.2 灌漿飽滿度檢查

3.2.1 檢查數(shù)量

該項目確定檢查數(shù)量為每層10 個套筒。

3.2.2 檢查部位

現(xiàn)場調(diào)查該工程套筒出漿口連接管均為直管，不需要剔除套筒外側(cè)混凝土，根據(jù)設(shè)計圖紙定位套筒準確位置,鉆孔位置定為出漿口。

3.2.3 鉆孔

現(xiàn)場隨機指定需檢查的套筒，使用電錘在套筒出漿口位置上進行鉆孔（鉆頭直徑為8mm），鉆頭行進方向應(yīng)始終與出漿口管道保持一致，向套筒內(nèi)鉆至不能進入，退出電錘；在鉆孔過程中，發(fā)現(xiàn)套筒內(nèi)鋼筋有鋼筋偏置堵住出漿口和鋼筋外露長度正好在出漿口范圍內(nèi)堵塞套筒出漿口的情況，帶有測量鏡頭的內(nèi)窺鏡由于測量鏡頭較長，不能完全伸入套筒內(nèi)，在檢查套筒內(nèi)灌漿料液面高度時改用合金絲觸探法。

3.2.4 清孔

鉆孔完畢后，使用吹耳球等工具將孔內(nèi)灰渣吹出，清理干凈。

3.2.5 檢查

對套筒出漿口鉆孔的套筒，將內(nèi)窺鏡鏡頭深入孔內(nèi),使用前視鏡頭對套筒內(nèi)灌漿飽滿度進行檢查評價并拍照。

3.2.6 液面高度測量

選取頭部較圓潤的合金絲，自鉆孔處向套筒內(nèi)觸探；首先確定觸探初始位置，然后合金絲向下觸探，至不能推進，在外露的合金絲處進行標記，拉出合金絲后尺量長度，計算缺陷深度。對有爭議的深度在套筒估測位置打孔驗證。

3.3 灌漿飽滿度結(jié)果

該工程共檢查140 個鋼筋套筒，灌漿飽滿的為96 個，不飽滿的為44 個。4 層～14 層采用傳統(tǒng)灌漿工藝，該部分樓層共檢查110 個鋼筋套筒，灌漿飽滿的套筒為66 個（見圖1），不飽滿的套筒為44 個（見圖2）；15 層～17 層采用微壓充漿工藝，該部分樓層共檢查30 個鋼筋套筒，全部灌漿飽滿。檢查用時1d。

圖1 內(nèi)窺鏡檢查套筒灌漿飽滿

圖2 內(nèi)窺鏡檢查套筒灌漿不飽滿

共檢測44 個不飽滿套筒的灌漿料液面高度，其中23 個套筒灌漿料液面高度不滿足。

根據(jù)檢查結(jié)果，該工程各方對套筒灌漿情況進行普遍檢查，對不飽滿的套筒進行全面補灌灌漿料。補灌灌漿料后，使用簡化的內(nèi)窺鏡檢查方法對補灌飽滿度進行了檢查，全部補灌飽滿（見圖3）。

圖3 內(nèi)窺鏡檢查套筒補漿飽滿

4.結(jié)語

簡化的鉆孔內(nèi)窺鏡法，在保證一定精度的情況下，能有效提高檢查效率，大大降低檢測成本。施工單位也可以利用此方法進行自檢，有效保證施工質(zhì)量。