建筑钢筋套筒灌浆施工质量检测探讨

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摘要：目前我国的装配式混凝土结构竖向构件的连接以钢筋套筒灌浆技术为主，而此种连接方式属于隐蔽工程，其施工质量的检测决定着连接质量的评价。因此，本文首先分析了我国目前常用的套筒灌浆施工质量检测技术的工作原理及优缺点，并从决定套筒灌浆质量的灌浆料密实度、锚固长度、钢筋偏位等方面出发，提出套筒灌浆施工技术的质量控制要点。

关键词：装配式；套筒灌浆；质量检测；控制要点

装配式建筑具有安装施工速度快、工厂化制作、节能环保等优点，未来将成为国内外建筑业的主流发展方向之一。对于装配式建筑而言，“等同现浇”的设计要求对构件的连接提出了较高的要求，因此，构件能否连接成整体是装配式混凝土结构构件连接的质量控制要点和关键环节，直接影响装配式混凝土结构的质量及安全［1－3］。目前，钢筋套筒灌浆连接技术普遍应用于装配式混凝土结构的竖向构件和水平构件中的钢筋连接，是在预制混凝土构件中预埋的金属套筒中插入钢筋，并灌入高强、高性能的水泥基灌浆料面实现连接的一种方式，与其他连接方式相比，具有适用性广、锚固长度短和可靠性高等优点，是通过套筒、灌浆料及钢筋三者之间的协同工作来保证构件的连接及结构的整体性，因此，其核心技术是钢筋套筒灌浆的连接方式是否安全可靠［4－5］。而采用套筒灌浆连接时，灌浆料的饱满度（密实度）、连接筋的插入深度、灌浆料本身的强度、钢筋偏位等是影响连接质量的关键因素［6－8］。同时，该连接技术也存在着精度要求高，灌浆难度大及隐蔽工程不易检测的缺点，因此，如何就套筒灌浆连接节点进行质量检测及质量控制应引起现场及质量控制人员的足够重视。

1钢筋套筒灌浆质量检测要点

钢筋套筒灌浆的连接是将带肋钢筋插入套筒后，再向里面注入高强、高流动、微膨胀的水泥基材料，使之硬化后成为连接整体，实现应力传递的连接方式，根据工艺，目前通常分为全灌浆套筒连接和半灌浆套筒连接，如下图1所示［9］。图1全灌浆套筒连接和半灌浆套筒连接钢筋套筒灌浆质量主要包括水泥基灌浆料质量、连接接头质量（饱满度）、钢筋定位等问题，进行质量检测时要注意以下要点。1）灌浆料质量。套筒灌浆料的本身质量应符合《钢筋连接用套筒灌浆料》（JG／T408—2013）的规定，检测项目主要包括流动度、抗压强度、竖向膨胀率、氯离子含量、泌水率等，用于冬期施工的套筒灌浆料应符合低温型（－5℃～10℃）套筒灌浆料的性能指标要求。2）接头饱满度质量。这是目前灌浆料施工中最易出现问题的环节，也是套筒灌浆质量检测的重点，主要是由于接头内部可能存在不均匀空隙、杂质、灌浆料流动性等问题导致的。由于属于隐蔽工程，因此，目前常用切割、超声波、传感器等破损或无损检测方法来检测其饱满度，可参考《装配，可参考《装配式混凝土结构现场检测技术标准》（DB37／T5106—2018）的要求进行。3）钢筋定位质量。钢筋的定位精度问题主要和预制构件相关，要做好现浇构件和预制构件的定位对接问题，目前可根据BIM模型来进行事前控制，有学者推荐采用坐标定位法进行精准定位［10］。

2套筒灌浆质量检测技术

从目前来看，针对灌浆料目前经常存在的问题，我国也开发了相应的检测技术与方法，包括无损检测及破坏检测方法两个方面，本文主要针对无损检测技术进行介绍，主要包括CT技术、传感器法、工业内窥镜法及超声波法等。1）CT扫描法。工业CT扫描检测法具有较高的精度，为无损检测。其主要原理是利用三维成像技术对套筒内部的缺陷尺寸、分布及位置进行成像，利用辐射波在受检物体中的吸收和减弱的性质，通过分析其规律从而反映出受检物体的内部损伤变化。本方法可以较直观并定量分析损伤或缺陷的面积及尺寸，直观判定钢筋的偏位缺陷。但CT扫描法目前对设备的要求比较高，同时也存在一定的放射性。2）预埋传感器法。本方法是将相关传感器预埋于套筒内，通过传感器采集系统获得的波形对灌浆的饱满度进行检测，目前主要采用的是阻尼振动传感器，利用期振幅衰减规律从而推断其周围的环境来做出判断。本方法目前的主要优点是可以及时提醒相关工作人员进行补灌，但其缺点也很明显，由于需要预先埋设相关传感器，导致成本较高，目前还不能做到较大规模的普查。3）超声波法。本方法目前应用广泛，同样也是无损检测，主要是通过超声波在不同物质中的传播速度不同的性质来进行缺陷的判定。众所周知，当超声波在传播过程中遇到孔洞时会发生反射、折射或绕射，仪器接收到的数据及参数会发生改变，然后利用参数的变化对物质的变化情况进行判断。超声波的穿透性较好，而且无污染，定向性好，但其缺点是还做不到定量分析，特别是对于缺陷的大小和分布无法精确定量，对钢筋的位置变化也无法判断。4）工业内窥镜法。主要是将内窥镜探头伸进套筒内部，利用探头的电子成像对套筒的缺陷情况进行直观性的观察。具有操作简单、可信度高及直观的特点。5）坐标定位法。坐标定位检测法是利用检测套管和插筋之间的间距，通过计算各定位点的相对坐标，反映出对应套管和插筋相对偏差情况的检测方法。坐标定位检测法克服了传统尺量精度差的问题，目前已经开发出测量精度达到0．02mm的检测设备，可以大大提高检测精度。但是，该方法受到检测设备的影响，对检测环境条件有比较高的要求，使得其在实际应用中的便捷性会下降。6）冲击回波法。本方法是利用连续激振弹性应力波，饱满度不同对应力波的反射返回时间不同的原理，从而对装配式浆锚连接节点的饱满度进行检测，该方法目前主要的问题是精度和最小量程的局限性，目前的判定技术还不够成熟，还需要进一步的分析和研究，提高其适用性。

3套筒灌浆质量控制要点分析

由于套筒灌料处于自然环境中，受到不同因素的影响，主要是施工方、环境因素、施工人等，因此应主要从其影响因素出发，控制其质量，笔者建议主要从以下方面来控制。1）材料质量控制。目前灌浆料的质量的控制要点主要包括材料拌和物本身的初始及30min流动度、泌水率、竖向自由膨胀率及1d、3d、28d抗压强度，特别是其早期强度应重点关注。材料进场后要保持通风干燥，避免阳光直射。2）钢筋定位控制。为保证插筋的高度，连接钢筋的下料长度必须按照设计进行，但可以略大于其设计值，在施工之前，必须进行连接筋的长度测量，保证其锚固长度。定位须采用定位钢板，以保证钢筋与预制构件套筒之间的定位关系，保证不偏。3）现场作业控制。套筒灌浆前，应检查套筒灌浆孔、排浆孔内的清洁，保证无异物，并须提前对孔道进行湿润。灌浆现场操作人员须带证上岗，提前进行相关的技术及操作培训，保证操作人员技术素质及水平。作业要连续，须在30min内完成及使用完相应材料，塞头堵塞要及时，有必要时进行及时的补灌并保证排气。

4结语

本文针对目前常用的钢筋套筒灌浆料的检测技术进行了相对详细的介绍，从目前来看，我国基于实际工程的需求，很多检测技术和方法在工程实际中得到了应用，但是必须清醒地认识到，工程中现有的检测技术还存在一定的局限性，针对性太强。为了保证套筒灌浆的施工质量，还需求技术及研究人员进行完善和创新，特别是交叉学科的创新，例如用计算机技术解决现有问题，使未来检测技术有无损性、经济性、准确性及高效性的特点，总之，对于套筒灌浆料，笔者提出以下的建议。1）从全过程质量管理入手，达到事前、事中及事后检测的全面质量控制，特别要加强过程性质量管控，全面保障套筒灌浆的质量。2）从现有检测技术入手，开发研究结合实际工程需求的检测技术，特别是无损检测技术，以解决目前检测的困境。3）政府及监管部门应完善质量管理体系，出台强制性政策文件，加大套筒灌浆质量控制力度。

作者：张向礼 范飞 张超 单位：国家铁路局工程质量监督中心 中冶建筑研究总院有限公司