裝配式建筑套筒連接節(jié)點(diǎn)質(zhì)量檢測試驗(yàn)研究

熊啟東，蔣博林，王超

（1 重慶建筑工程職業(yè)學(xué)院，重慶 400072；2 重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 402260；3 重慶市建筑科學(xué)研究院有限公司，重慶 400016）

0 引言

在裝配式建筑結(jié)構(gòu)中，套筒連接質(zhì)量對于建筑的安全性和穩(wěn)定性具有重要意義。為了確保套筒連接的灌漿飽滿度質(zhì)量，需要采用一系列的檢測方法和設(shè)備進(jìn)行全面的質(zhì)量檢測[1]。

目前，裝配式建筑套筒灌漿飽滿度比較常見的無損檢測方法包括預(yù)埋元件法、X射線法、應(yīng)力波法、電路法等[2-3]。在行業(yè)、協(xié)會、地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，也針對套筒灌漿飽滿度的檢測方法有所規(guī)定，主要有預(yù)埋傳感器法[4-5]、預(yù)埋鋼絲拉拔法、X射線成像法、沖擊回波法[6-7]等方法。

通過研究可知，各種套筒灌漿飽滿度質(zhì)量檢測技術(shù)都具備其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，以及適用情況[8]。為探索適合關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)灌漿飽滿度的檢測方法，本文采用預(yù)埋傳感器法和沖擊回波法兩種方法聯(lián)合檢測套筒灌漿飽滿度，研究聯(lián)合檢測方法的精確性及適用性。

1 聯(lián)合檢測方法介紹

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)的研究統(tǒng)計(jì)[8]，套筒灌漿密實(shí)度的檢測方法中，預(yù)埋傳感器法與沖擊回波法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用情況如表1所示。

表1 套筒灌漿密實(shí)度檢測方法對比分析

預(yù)埋傳感器法利用阻尼振動幅值衰減原理檢測灌漿料飽滿度，技術(shù)發(fā)展相對較為成熟，已納入中國工程建設(shè)行業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)以及上海市、安徽省與山東省等地方標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)埋傳感器法主要優(yōu)點(diǎn)在于可實(shí)時檢測灌漿飽滿性，當(dāng)檢測發(fā)現(xiàn)套筒灌漿不飽滿時，可立即進(jìn)行二次灌漿。

沖擊回波法利用低頻沖擊應(yīng)力波來檢測灌漿中缺陷，應(yīng)力波經(jīng)過套筒內(nèi)非密實(shí)區(qū)時繞行，以此來判別套筒灌漿密實(shí)區(qū)與非密實(shí)區(qū)。沖擊回波法具有高效性，尤其對于單一測試面的裝配式結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

預(yù)埋傳感器法在套筒鋼筋插入完成后，灌漿即將結(jié)束時，在出漿口預(yù)埋阻尼振動傳感器，待灌漿完成后進(jìn)行檢測。預(yù)埋傳感器法屬于施工過程中監(jiān)督施工質(zhì)量的檢測技術(shù)，主要反映出漿口密實(shí)度，若想了解套筒內(nèi)部灌漿料密實(shí)程度，則需選擇其他檢測技術(shù)，如沖擊回波法。

本文提出的“聯(lián)合檢測方法”，即采用預(yù)埋傳感器法和沖擊回波法兩種方法，聯(lián)合協(xié)同檢測套筒灌漿在不同狀態(tài)下的密實(shí)度，通過兩種檢測方法的優(yōu)勢互補(bǔ)，提高套筒灌漿密實(shí)度的檢測精度。

2 試驗(yàn)準(zhǔn)備

本文試驗(yàn)研究采用預(yù)埋傳感器法和沖擊回波法兩種方法聯(lián)合檢測套筒灌漿飽滿度，為檢測套筒灌漿分別在灌漿流動狀態(tài)下（預(yù)埋傳感器法）和凝結(jié)狀態(tài)下（預(yù)埋傳感器法+沖擊回波法）的飽滿度，定制了三個全套筒，套筒上下兩端插入鋼筋，套筒內(nèi)部分別設(shè)計(jì)灌漿飽滿度為60%、80%、100%，如圖1、圖2所示。

圖1 試驗(yàn)套筒

圖2 試驗(yàn)?zāi)Ｐ褪疽鈭D

預(yù)埋傳感器法檢測采用ZBL-G1000灌漿飽滿度檢測儀與SDA1003阻尼振動傳感器配合使用（如圖3所示），沖擊回波法檢測采用巖錨多功能檢測儀SRBMATS-B（如圖4所示）。

圖3 灌漿飽滿度檢測儀

圖5 預(yù)埋傳感器法測試套筒灌漿密實(shí)度

圖6 沖擊回波法測試套筒灌漿密實(shí)度

3 試驗(yàn)方法

1）預(yù)埋傳感器法檢測

首先將阻尼傳感器從出漿孔插入，確定傳感器插入底部，并塞緊橡膠塞；待灌漿結(jié)束后，將信號線一端插入儀器的傳感器接口，另一端的兩個夾子夾住待測套筒中預(yù)埋好的傳感器的信號線，點(diǎn)擊主界面上的采樣鈕或按采樣鍵，則自動開始連續(xù)采樣，在波形區(qū)顯示采集到的動態(tài)波形。采樣結(jié)束后，點(diǎn)擊存儲鍵保存數(shù)據(jù)，再進(jìn)行下一個套筒的測試，直到全部采集完畢后，點(diǎn)擊停止鈕。

2）沖擊回波法檢測

沖擊回波法需要兩名工作人員配合完成，首先使用耦合劑粘貼在套筒一端露出的鋼筋截面上，注意不要將鋼筋截面全部覆蓋，要留一部分進(jìn)行人工激振，然后將信號接收端 （帶磁性） 吸附在耦合劑上，接收端連接主機(jī)，接下來由一名工作人員持激振錐輕擊鋼筋截面，另外一名工作人員讀取數(shù)據(jù)，并根據(jù)主機(jī)顯示的波形圖判斷激振力度是否合適，以修正激振力度，獲得最佳波形圖。

4 試驗(yàn)結(jié)果及分析

4.1 預(yù)埋傳感器法

在流動狀態(tài)和終凝狀態(tài)下，采用預(yù)埋傳感器法對套筒連接節(jié)點(diǎn)灌漿飽滿度進(jìn)行測試，測試結(jié)果如圖7所示。

圖7 預(yù)埋傳感器法測試結(jié)果

由圖7和圖8可得：

圖8 預(yù)埋傳感器法測試結(jié)果數(shù)據(jù)分析

1）從實(shí)測能量值的波形圖可以看出，套筒灌漿越密實(shí)，能量值的波形振幅越小，當(dāng)套筒灌漿密實(shí)度為100%時，能量值波形趨于直線；

2）灌漿飽滿度相同的情況下，流動狀態(tài)的能量值比終凝狀態(tài)稍小，差別不大，而當(dāng)灌漿飽滿度為60%時，由于灌漿料未覆蓋阻尼振動傳感器，使其處于空氣中，因此流動狀態(tài)和終凝狀態(tài)的能量值相同；

3）灌漿飽滿度不同情況下，無論是流動狀態(tài)還是終凝狀態(tài)，灌漿越密實(shí)，能量值越低，符合相關(guān)規(guī)范中的規(guī)律；

4）通過灌漿飽滿度檢測儀測試的能量值可以準(zhǔn)確反映套筒內(nèi)部的灌漿密實(shí)度，而且隨著灌漿料狀態(tài)的改變，能量值也會發(fā)生相應(yīng)改變，說明檢測儀器非常精準(zhǔn)；

5）預(yù)埋傳感器法無法建立套筒灌漿飽滿度與能量值的對應(yīng)關(guān)系，例如，當(dāng)振動傳感器未被灌漿料覆蓋之前，測試的能量值基本相等，且測試的能量值只能反映套筒內(nèi)部灌漿密實(shí)度的狀態(tài)，而不能精準(zhǔn)對應(yīng)灌漿密實(shí)度的數(shù)值。

4.2 沖擊回波法

由于沖擊回波法需要人工激振，不適合灌漿料在流動狀態(tài)下測試，因此沖擊回波法僅測試終凝狀態(tài)下的套筒灌漿密實(shí)度，測試結(jié)果如圖9所示。

圖9 沖擊回波法測試結(jié)果

每種設(shè)定的密實(shí)度測試5次，整理得到的數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 沖擊回波法測試數(shù)據(jù)

由圖9及表2可得：

1）隨著套筒灌漿密實(shí)度增加，沖擊回波法檢測儀器接收到的反射波形加強(qiáng)，符合檢測原理；

2）沖擊回波法實(shí)測密實(shí)度數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差較小（＜2.5），反映實(shí)測數(shù)據(jù)較穩(wěn)定，未出現(xiàn)較大誤差。另外，測試數(shù)據(jù)的百分偏差均在5%以內(nèi)，屬于可接受范圍，說明實(shí)測數(shù)據(jù)能真實(shí)反映套筒灌漿質(zhì)量，沖擊回波法可以較準(zhǔn)確判斷灌漿飽滿度的實(shí)際情況。

5 結(jié)語

1）通過試驗(yàn)研究可知，灌漿飽滿度檢測儀測試的能量值可以準(zhǔn)確反映套筒內(nèi)部的灌漿密實(shí)度，但無法建立套筒灌漿飽滿度與能量值的對應(yīng)關(guān)系。

2）沖擊回波法實(shí)測數(shù)據(jù)與設(shè)定值存在一定誤差，但能真實(shí)反映套筒灌漿質(zhì)量，且可以準(zhǔn)確測試灌漿飽滿度的數(shù)值。

3）聯(lián)合協(xié)同檢測方法可以相互彌補(bǔ)兩種檢測方法的缺陷，發(fā)揮不同檢測方法的優(yōu)勢，繼而提高裝配式建筑套筒連接質(zhì)量檢測精度，具有良好的適用性及可推廣性。