导读：近年来，我国政府高度重视装配式建筑发展。中共中央国务院印发了《关于进步加强城市规划建设管理工作的若干意见》提出力争用十年左右时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%。
在装配式建筑中，套筒是一种性能优越的组合材料，主要承担装配式结构连接固定作用。本文主要介绍对装配式套筒灌浆密实度检测方法：预埋传感器法、钢丝拉拔法、射线法、内窥镜法、冲击回波法。
在装配式建筑中，套筒是一种性能优越的组合材料，主要承担装配式结构连接固定作用。套筒灌浆料加水搅拌具有大流动度、早强、高强微膨胀性，填充于套筒和带肋钢筋间隙内，形成钢筋灌浆连接接头，连接更加坚固、牢靠。同时套筒又借助灌浆料的支撑作用，增强套筒壁的几何稳定性，改变空套筒的失稳模态。套筒内部灌浆不密实使得套筒混凝土结构在承载力、应力和应变、刚度及稳定性等方面出现了问题，严重制约其使用性能和寿命。
图1 全灌浆套筒（左）和半灌浆套筒（右）
结合现有技术及规范现状，针对装配式套筒灌浆密实度检测方法主要有:预埋传感器法、钢丝拉拔法、射线法、内窥镜法、冲击回波法。预埋传感器法是利用振动衰减原理，检测装配式混凝土结构钢筋套筒灌浆饱满性的方法。传感器周围介质特性与其振动衰减规律直接相关，在空气、流体灌浆料、固化灌浆料三种不同介质中，振动能量衰减规律截然不同。
图2 预埋传感器法检测结果示意图
预埋传感器法适用于监测灌浆施工过程，用于后期的节点灌浆饱满度的质量检测。优点：相比常规只通过观察出浆口出浆，仪器可以检测灌浆料在凝固前的漏浆问题。缺点：测试局限性大，未提前布置阻尼传感器工况均无法测试；该方法主要判断出浆口密实度，且存在一定误差，还需进一步改善，另一方面，传感器成本较高，且无法直观体现套筒内部灌浆料密实程度。钢丝拉拔法是指灌浆前在套筒出浆口预埋高强钢丝，待灌浆料养护一定时间后，对预埋钢丝进行拉拔，通过拉拔荷载值判断灌浆饱满程度。
图3 钢丝拉拔法检测示意图
钢丝拉拔法适用于施工过程，用于预埋钢丝后期灌浆质量检测优点：钢丝拉拔法所用高强钢丝可重复使用,是一种简单、实用、经济的检测套筒灌浆饱满度的方法。缺点：该方法测试局限性较大，需在注浆前预埋好高强度钢丝，成品无法检测；只能判断出浆口灌浆密实度，并不能判断套筒内部密实度，且钢丝拉拔后还需对出浆口进行二次填充。射线法是利用射线透过物体时，会发生吸收和透射现象，射线检测就是通过测量材料中的缺陷导致射线吸收和透射的变化来探测识别缺陷。不同材料对X射线的吸收和透过率是不同的，从而影响成像的灰度；同种材料但不同厚度，对X射线的吸收和透过率也会产生显著影响。当存在空洞等缺陷时，就会对X射线的吸收和透过率产生显著影响，从而影响成像的灰度。
图4 射线法检测结果示意图
射线法适应于施工过程和施工后期。优点：X射线通过直接对套筒内灌浆料成像，可以大致检测灌浆料的位置和质量，结果直观。缺点：X射线对人体有较大辐射，检测成本较高；想拍摄清晰图片，需增加曝光时间，该操作降低工作效率，难检测出双排灌浆套筒。内窥镜法是采用工业内窥镜对套筒内部灌浆缺陷进行观察，工业内窥镜检测是无损检测中目视检测的一种，它可以直接反映出被检测物体内部的情况，并且在检测的同时可以对整个检测过程进行动态的录影记录或照相记录，通过工业内窥镜来观察套筒内的钢筋位置是否到位，同时可以检查注浆通道和溢浆通道是否通畅，为后续的注浆施工质量提供保障。
图5 内窥镜法检测示意图
内窥镜法适用于目视检测灌浆质量。优点：该方法操作简便，结果直观可靠，。缺点：对套筒中间部位灌浆缺陷难以识别。冲击回波法是利用一个短时的机械冲击（用一个小钢球或小锤轻敲混凝土表面）产生低频的应力波，应力波传播到结构内部，被缺陷和构件底面反射回来，这些反射波被安装在冲击点附近的传感器接收下来并被送到一个内置高速数据采集及信号处理的便携式仪器。将所记录的信号进行频谱分析，谱图中的明显峰值正是由于冲击表面、缺陷及其它外表面之间的多次反射产生瞬态共振。
图6 冲击回波法信号采集原理
冲击回波法适用于单排、双排套筒灌浆检测，可对各种工况进行测试（特别是注浆后成品结构进行检测）。优点：冲击弹性波操作便捷、测试效率高，测试结果以彩色云图方式呈现，能够清楚直观反映套筒内部注浆情况。缺点：冲击弹性波分辨率相对较低，无法准确判断出钢筋套筒连接接头的缺陷区域及出浆口的细小缺陷；难检出多排（超过2排）无测试面灌浆套筒。在实际工程应用中，冲击回波法是一种最为简便，最为适用的方法。该测试方法为基于冲击回波研发的无损检测方法，检测结果相对较准确，可基本确定套筒内部压浆缺陷位置。沿孔道走向进行测试，激振点在孔道上方，以扫描的形式连续测试，通过信号的反射特性判断孔道内部压浆状况。根据振动信号在传播过程中的特性变化判定压浆缺陷及混凝土缺陷的有无和类型。上海某小区采用冲击回波法检测套筒压浆密实度案例：
图7 冲击回波测试原理
图8 现场测线布置示意图
图9 冲击回波法现场检测照片
套筒压浆密实度判断依据：当测得的构件厚度频率峰值f（图示红色反射区域）与无预应力孔道部分的构件厚度频率峰值f基本相同，或向低频轻微漂移并出现另一个高频峰值fs，可判断孔道内压浆密实。当测得的构件厚度频率峰值f明显小于无预应力孔道部分的构件厚度频率值，或向低频明显漂移并出现另一个高频峰值fv，fv约为2倍fs，可判断孔道内压浆不密实。即：云图中红色线条位置为正常反射时刻，图中实际反射位置接近正常反射位置，表明压浆质量较好，偏离正常反射位置则表示压浆存在缺陷，具体如下图。
图10 冲击回波法现场检测结果示意图
根据现场检测结果图显示，部分套筒内部存在缺陷，对此，施工方对存在缺陷的套筒进行了切开验证，现场检测图及对应切开照片如下所示：
图11 冲击回波法现场检测结果图
图12 灌浆不密实套筒切开验证照片
本文作者：四川陆通检测科技有限公司 楚海强
