套筒灌浆饱满度检测的应用研究

套筒灌浆饱满度检测的应用研究

韩少杰倪雅静王明李阳冯丹

河北建筑工程学院

摘要：在我国今后新型城镇化发展进程中，以装配式混凝土住宅为代表的工业化建筑将进入快速、规模化的发展阶段。与装配式混凝土建筑相配套的质量控制与检测技术就显得尤为重要。本文简单介绍和回顾国内外检测方法和其发展过程，并且介绍了几种套筒饱满度的检测方法和原理。同时列举了一些工程中常用的检测套筒灌浆饱满度的技术，介绍了检测套筒灌浆饱满度的发展现状及存在的一些问题。

关键词：装配式建筑；套筒灌浆连接；无损检测

1工程中几种常用的检测方法

在实际工程中，常用的传统灌浆饱满度检测方法有超声波法、预埋钢丝拉拔法、预埋传感器法、工业CT法和冲击回波法。20世纪80年代初期，冲击回波法检测技术——这个被人们称为“最有前途的无损检测方法”出现，冲击回波法简称为“IE法”。20世纪70年代末到80年代初期，美国政府要对几个新建和一些老旧建筑的可靠性进行检测评估，要对这些老旧建筑检测就需要新的检测技术。冲击回波法由此发明。冲击回波法在验证了其理论后又做了大量试验之后表明此方法可行，并且很快应用到了实际工程之中。

1.1冲击回波法

冲击回波法曾被称为最有发展前景的无损检测方法，它是一种运用应力波去对混凝土的内部结构进行的无损检测方法，因为冲击回波法具有费用低廉，操作简便和效率高效等一系列优点，所以目前在混凝土检测的领域已经大规模地应用。

冲击回波法的原理主要是运用了应力波在不同介质当中传播特性不同这一性质来实现结构内部缺陷检测的。冲击回波法的检测仪器如图1所示：

图1冲击回波法检测仪器

仪器主要分为三大部分，分别是冲击源、主机和放大器。当前，冲击源是由多个小钢球来充当的，这些小钢球的直径大小不同，在实际工程中可以选择不同直径的钢球来把控冲击强度以满足检测的需求。冲击回波法的检测过程是用小钢球敲击待检测构件的测点表面后产生的反射回波被传感器接收再传回到主机，主机的作用就是分析和处理传回的应力波，并且绘制曲线图。因为接收到的应力波波幅过小，不便于捕捉和观察，所以需要放大器对它进行放大。当用带有钢球的小锤敲击待测结构的表面时，敲击所产生的纵向波会被感应器所接收，当纵波在传播过程中遇到较大的缺陷时，纵波就会在缺陷内部发生反射，经过几次的传播和反射，就产生了质点的振动，然后这中振动就会被相应的传感器接收到，经过对振动信号的放大后，再由主机进行快速傅里叶变换从而得到结构内部状况的频谱图，通过频谱图就可以分析出结构内部缺陷的相关信息。

1.2超声波法

发射出的超声波在不同的介质下声速值和声幅值不同，超声波法检测混凝土或套筒内缺陷正是利用这一特性。聂东来测试了超声波在灌浆料、钢筋和套筒等不同材料下的声速值，验证了超声波法检测套筒密实度的可行性，并对不同密实度的灌浆套筒进行了定量检测，结果发现在测试厚度不大的情况下，对于单排套筒的检测效果不错，对于双排套筒效果不佳。密士文在查阅了国内外利用超声波检测桥梁预埋管道灌浆密实度的试验研究后，提出了几条建议，其中最重要的一条是检测过程中把高频波换成低频波可以提高检测可靠度。潘为育通过试验得出虽然超声波有诸多优点如指向性和穿透性较好，但是也存在局限性，即当全金属管的管壁过厚时，检测效果不佳。总之目前超声波法对灌浆饱满度的检测只能定性，定量还有困难。

1.3预埋传感器法

预埋传感器法检测套筒灌浆密实度原理是在套筒的出浆口预先埋设传感器，从灌浆开始一直到灌浆结束，在此过程中利用传感器的阻尼振动进行波形采集。因为空气水和灌浆料的弹性模量不同，弹性模量越大，传感器的振幅就越小，预埋传感器法正是利用这一特性使得根据波幅的衰减情况对套筒内的灌浆饱满度做出判断。预埋传感器法具有操作简便，可靠性较高等一系列优点。但是也有一些不足，如传感器价格昂贵，同时由于套筒内空间比较狭小，使得传感器布置不太方便，同时也不能对套筒进行定量检测。

1.4工业CT法

工业CT法检测套筒饱满度的原理是多条X射线同时发射，沿着某一待测物体一层一层进行扫描，由计算机对测得透过的X射线的数量，绘制出图像。高英力对于混凝土结构中的损伤与裂缝运用工业CT法进行检测做出了总结与展望，提出了工业CT法检测混凝土结构的新建议新方向。刘贤萍运用计算机断层扫描技术对水泥基材料进行检测，指出了计算机断层扫描技术的不足，如分辨率低、吸收能量比较弱等。通过大量试验研究以及反复地调研，可以确定通过X射线工业CT法检测套筒灌浆密实度是可行的，并且该方法具有如下优点：①无损状态下的到的二维三维灰度图像受材料外形的限制比较小；②可以较为直观地得到缺陷的位置，形状和大小；③得出的图像不仅比较清晰，而且对比度高。

2套筒灌浆密实度的检测技术存在的不足

装配式建筑已成为我国将来的主要发展方向，同时与装配式混凝土建筑相配套的质量控制与检测技术也非常重要，但是当前对套筒灌浆密实度的检测还存在诸多问题。

(1)检测设备的精度和识别度问题。在装配式结构当中，套筒相对于梁柱墙这类构件体积是很小的，目前现有的一些传感器很难精准地识别分辨出这类诸如钢筋套筒这类小的构件饱满度，并且施工和结构形式的多样性，使得检测更加困难。所以研发高性能传感器尤为重要。

(2)目前国家和地方还没有统一的检测标准，这就使得在实际工程中许多工程做法不统一，如对套筒连接件、墙体的座浆、墙体的拼缝等技术要求不一样。相关部门应加大力度制定完善的检测标准。

(3)目前对套筒灌浆饱满度的检测研究大多数是在试验室进行的，实际工程中的检测研究还比较少，这就降低了检测研究的实用性。

参考文献：

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