建筑鋼筋套筒灌漿施工質量檢測探討

時間:2022-05-26 08:43:49

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建筑鋼筋套筒灌漿施工質量檢測探討

摘要:目前我國的裝配式混凝土結構豎向構件的連接以鋼筋套筒灌漿技術為主,而此種連接方式屬于隱蔽工程,其施工質量的檢測決定著連接質量的評價。因此,本文首先分析了我國目前常用的套筒灌漿施工質量檢測技術的工作原理及優缺點,并從決定套筒灌漿質量的灌漿料密實度、錨固長度、鋼筋偏位等方面出發,提出套筒灌漿施工技術的質量控制要點。

關鍵詞:裝配式;套筒灌漿;質量檢測;控制要點

裝配式建筑具有安裝施工速度快、工廠化制作、節能環保等優點,未來將成為國內外建筑業的主流發展方向之一。對于裝配式建筑而言,“等同現澆”的設計要求對構件的連接提出了較高的要求,因此,構件能否連接成整體是裝配式混凝土結構構件連接的質量控制要點和關鍵環節,直接影響裝配式混凝土結構的質量及安全[1-3]。目前,鋼筋套筒灌漿連接技術普遍應用于裝配式混凝土結構的豎向構件和水平構件中的鋼筋連接,是在預制混凝土構件中預埋的金屬套筒中插入鋼筋,并灌入高強、高性能的水泥基灌漿料面實現連接的一種方式,與其他連接方式相比,具有適用性廣、錨固長度短和可靠性高等優點,是通過套筒、灌漿料及鋼筋三者之間的協同工作來保證構件的連接及結構的整體性,因此,其核心技術是鋼筋套筒灌漿的連接方式是否安全可靠[4-5]。而采用套筒灌漿連接時,灌漿料的飽滿度(密實度)、連接筋的插入深度、灌漿料本身的強度、鋼筋偏位等是影響連接質量的關鍵因素[6-8]。同時,該連接技術也存在著精度要求高,灌漿難度大及隱蔽工程不易檢測的缺點,因此,如何就套筒灌漿連接節點進行質量檢測及質量控制應引起現場及質量控制人員的足夠重視。

1鋼筋套筒灌漿質量檢測要點

鋼筋套筒灌漿的連接是將帶肋鋼筋插入套筒后,再向里面注入高強、高流動、微膨脹的水泥基材料,使之硬化后成為連接整體,實現應力傳遞的連接方式,根據工藝,目前通常分為全灌漿套筒連接和半灌漿套筒連接,如下圖1所示[9]。圖1全灌漿套筒連接和半灌漿套筒連接鋼筋套筒灌漿質量主要包括水泥基灌漿料質量、連接接頭質量(飽滿度)、鋼筋定位等問題,進行質量檢測時要注意以下要點。1)灌漿料質量。套筒灌漿料的本身質量應符合《鋼筋連接用套筒灌漿料》(JG/T408—2013)的規定,檢測項目主要包括流動度、抗壓強度、豎向膨脹率、氯離子含量、泌水率等,用于冬期施工的套筒灌漿料應符合低溫型(-5℃~10℃)套筒灌漿料的性能指標要求。2)接頭飽滿度質量。這是目前灌漿料施工中最易出現問題的環節,也是套筒灌漿質量檢測的重點,主要是由于接頭內部可能存在不均勻空隙、雜質、灌漿料流動性等問題導致的。由于屬于隱蔽工程,因此,目前常用切割、超聲波、傳感器等破損或無損檢測方法來檢測其飽滿度,可參考《裝配,可參考《裝配式混凝土結構現場檢測技術標準》(DB37/T5106—2018)的要求進行。3)鋼筋定位質量。鋼筋的定位精度問題主要和預制構件相關,要做好現澆構件和預制構件的定位對接問題,目前可根據BIM模型來進行事前控制,有學者推薦采用坐標定位法進行精準定位[10]。

2套筒灌漿質量檢測技術

從目前來看,針對灌漿料目前經常存在的問題,我國也開發了相應的檢測技術與方法,包括無損檢測及破壞檢測方法兩個方面,本文主要針對無損檢測技術進行介紹,主要包括CT技術、傳感器法、工業內窺鏡法及超聲波法等。1)CT掃描法。工業CT掃描檢測法具有較高的精度,為無損檢測。其主要原理是利用三維成像技術對套筒內部的缺陷尺寸、分布及位置進行成像,利用輻射波在受檢物體中的吸收和減弱的性質,通過分析其規律從而反映出受檢物體的內部損傷變化。本方法可以較直觀并定量分析損傷或缺陷的面積及尺寸,直觀判定鋼筋的偏位缺陷。但CT掃描法目前對設備的要求比較高,同時也存在一定的放射性。2)預埋傳感器法。本方法是將相關傳感器預埋于套筒內,通過傳感器采集系統獲得的波形對灌漿的飽滿度進行檢測,目前主要采用的是阻尼振動傳感器,利用期振幅衰減規律從而推斷其周圍的環境來做出判斷。本方法目前的主要優點是可以及時提醒相關工作人員進行補灌,但其缺點也很明顯,由于需要預先埋設相關傳感器,導致成本較高,目前還不能做到較大規模的普查。3)超聲波法。本方法目前應用廣泛,同樣也是無損檢測,主要是通過超聲波在不同物質中的傳播速度不同的性質來進行缺陷的判定。眾所周知,當超聲波在傳播過程中遇到孔洞時會發生反射、折射或繞射,儀器接收到的數據及參數會發生改變,然后利用參數的變化對物質的變化情況進行判斷。超聲波的穿透性較好,而且無污染,定向性好,但其缺點是還做不到定量分析,特別是對于缺陷的大小和分布無法精確定量,對鋼筋的位置變化也無法判斷。4)工業內窺鏡法。主要是將內窺鏡探頭伸進套筒內部,利用探頭的電子成像對套筒的缺陷情況進行直觀性的觀察。具有操作簡單、可信度高及直觀的特點。5)坐標定位法。坐標定位檢測法是利用檢測套管和插筋之間的間距,通過計算各定位點的相對坐標,反映出對應套管和插筋相對偏差情況的檢測方法。坐標定位檢測法克服了傳統尺量精度差的問題,目前已經開發出測量精度達到0.02mm的檢測設備,可以大大提高檢測精度。但是,該方法受到檢測設備的影響,對檢測環境條件有比較高的要求,使得其在實際應用中的便捷性會下降。6)沖擊回波法。本方法是利用連續激振彈性應力波,飽滿度不同對應力波的反射返回時間不同的原理,從而對裝配式漿錨連接節點的飽滿度進行檢測,該方法目前主要的問題是精度和最小量程的局限性,目前的判定技術還不夠成熟,還需要進一步的分析和研究,提高其適用性。

3套筒灌漿質量控制要點分析

由于套筒灌料處于自然環境中,受到不同因素的影響,主要是施工方、環境因素、施工人等,因此應主要從其影響因素出發,控制其質量,筆者建議主要從以下方面來控制。1)材料質量控制。目前灌漿料的質量的控制要點主要包括材料拌和物本身的初始及30min流動度、泌水率、豎向自由膨脹率及1d、3d、28d抗壓強度,特別是其早期強度應重點關注。材料進場后要保持通風干燥,避免陽光直射。2)鋼筋定位控制。為保證插筋的高度,連接鋼筋的下料長度必須按照設計進行,但可以略大于其設計值,在施工之前,必須進行連接筋的長度測量,保證其錨固長度。定位須采用定位鋼板,以保證鋼筋與預制構件套筒之間的定位關系,保證不偏。3)現場作業控制。套筒灌漿前,應檢查套筒灌漿孔、排漿孔內的清潔,保證無異物,并須提前對孔道進行濕潤。灌漿現場操作人員須帶證上崗,提前進行相關的技術及操作培訓,保證操作人員技術素質及水平。作業要連續,須在30min內完成及使用完相應材料,塞頭堵塞要及時,有必要時進行及時的補灌并保證排氣。

4結語

本文針對目前常用的鋼筋套筒灌漿料的檢測技術進行了相對詳細的介紹,從目前來看,我國基于實際工程的需求,很多檢測技術和方法在工程實際中得到了應用,但是必須清醒地認識到,工程中現有的檢測技術還存在一定的局限性,針對性太強。為了保證套筒灌漿的施工質量,還需求技術及研究人員進行完善和創新,特別是交叉學科的創新,例如用計算機技術解決現有問題,使未來檢測技術有無損性、經濟性、準確性及高效性的特點,總之,對于套筒灌漿料,筆者提出以下的建議。1)從全過程質量管理入手,達到事前、事中及事后檢測的全面質量控制,特別要加強過程性質量管控,全面保障套筒灌漿的質量。2)從現有檢測技術入手,開發研究結合實際工程需求的檢測技術,特別是無損檢測技術,以解決目前檢測的困境。3)政府及監管部門應完善質量管理體系,出臺強制性政策文件,加大套筒灌漿質量控制力度。

作者:張向禮 范飛 張超 單位:國家鐵路局工程質量監督中心 中冶建筑研究總院有限公司