0 引言

　　装配式混凝土结构中钢筋套筒灌浆连接是涉及结构安全的关键环节，其连接质量的好坏至关重要。目前国内尚无有效的过程管控措施保障套筒灌浆质量，部分工程项目更是暴露出套筒灌浆不饱满等质量事故，对建筑物造成严重安全隐患，引起业界广泛关注。虽然一些企业、科研院所对套筒灌浆饱满度检测技术进行了研发，但均不同程度存在一些不足和局限性，不能大规模推广应用。因此，亟待加强套筒灌浆过程质量管控及饱满度检测等新技术的研究与应用，减少套筒灌浆质量缺陷，提高工程质量安全。

　　1 套筒灌浆连接质量控制要点

　　1.1 工厂生产质量控制要点

　　1)套筒进厂应严格检验厂家出具的合格证、材质证明书、型式检验报告;同时，应严格检查套筒外观质量、标识和尺寸偏差，确保套筒原材料进厂质量安全。

　　2)灌浆套筒预埋的位置应严格按设计规定及规范要求执行，灌浆套筒应固定在模具上，灌浆套筒与模具面应垂直、牢固，应采用专用固定件固定灌浆套筒，避免混凝土浇筑、振捣时钢筋灌浆套筒移位。

　　3)确保灌、排浆导管安装牢固，不出现弯折、挤压、变形、破损等现象。

　　4)灌、排浆导管应采取防止向灌浆套筒内漏浆的封堵措施，可使用胶带、PE棒、专用封堵件等封堵方式。

　　5)预制柱的灌、排浆管应采用硬质的PVC管，避免由于灌、排浆管过长，造成导管变形、弯折或混凝土挤压变形破坏，同时应有保护措施与就近钢筋进行绑扎固定，确保混凝土浇筑时不会破坏PVC管。

　　6)预制柱构件应设置排气孔，当无设计要求时，构件生产应加设排气孔，孔径≥30mm，排气孔位置高于排浆口≥300mm，排气孔宜设置在手工操作面或建筑物室内侧。

　　7)浇筑混凝土前，应对灌浆套筒部位重点检查，包括灌浆套筒的型号、数量、位置及灌浆孔、排浆孔、排气孔的位置;灌、排浆导管是否保持通畅、弯折与否，并应拍照留档，与隐蔽影像资料一起留存。

　　8)混凝土浇筑及振捣时应采取可靠措施避免连接钢筋、灌浆套筒发生错动或偏移，并保持外露钢筋清洁;套筒灌浆管、排浆管及排气管处，混凝土振捣时应避免直接振捣，以免管道封堵或挤压。

　　9)预制构件出厂前，应对灌浆套筒的灌浆孔和排浆孔进行通畅性检查，并清理灌浆套筒、灌排浆管内的杂物，可使用气泵或钢棒对灌、排浆导管及套筒的畅通性进行检查，辅助手电筒等工具进行内视检查，避免造成施工时无法灌浆或影响灌浆质量。

　　1.2 现场施工质量控制要点

　　1)进场检验预制构件进场应严格检验构件产品合格证、有效型式检验报告、接头工艺检验报告、抗拉强度批检报告。检查套筒是否存在堵塞等情况，确保构件进场质量安全。

　　2)灌浆准备(1)结合项目实际情况编制专项灌浆施工方案，对灌浆人员进行专项培训及实际操作交底，灌浆人员应持证上岗;(2)确定套筒、灌浆料应符合接头形式检验确定的相匹配的灌浆套筒及灌浆料;(3)预制构件封缝完成后应对封缝料进行养护，封缝料抗压强度达到30MPa后，应能承受灌浆压力，方可进行灌浆施工;(4)准备灌浆相应的设备机具;(5)对于首次施工，宜选择有代表性的单元或部位进行试制作、试安装、试灌浆。

　　3)拌制灌浆料(1)灌浆料拌合物的温度宜为10～30℃，当环境温度<5℃或>35℃时，应采取有效措施调节水温(使用冰水或加热等措施);(2)搅拌灌浆料应使用搅拌专用设备，并严格按厂家当期提供配合比调配灌浆料，灌浆料搅拌时间为3～5min，搅拌好的灌浆料应静置2min，确保气泡泛出，搅拌完成后，不得再次加水，灌浆料拌合物应在制备后30min内用完。

　　4)浆料检测及试块制作灌浆前应使用截锥圆模检查拌合后的浆液流动度，保证流动度≥300mm，同时制作灌浆料强度试块。

　　5)压力注浆灌浆机使用前应先用清水湿润设备管道，将拌合好的浆液倒入灌浆泵斗，启动灌浆泵，待灌浆泵嘴流出浆料呈圆柱状时，将灌浆嘴插入套筒灌浆孔开始注浆，每根柱只能选择1个灌浆孔进行灌浆作业，并应连续灌浆，中途不得停顿。

　　6)封堵灌排浆孔当套筒灌排孔逐个露出浆液，且浆液呈圆柱状流出时，立即塞入胶塞堵住孔口，当所有灌浆排浆管塞满后，排气孔流出浆液时则立刻使用胶塞塞住排气孔。然后持压30s后，抽出注浆管的灌浆嘴，同时快速用胶塞堵住下孔。

　　2 套筒灌浆饱满度检测技术

　　鉴于目前套筒灌浆过程管控体系不完善、现场人员培训操作不到位、施工工艺有待进一步提高的情况，有必要通过检测技术来提高套筒灌浆质量。下面总结了几种主要的套筒灌浆饱满度检测技术，各种技术的具体检测原理、适用范围及主要特点如下。

　　2.1 工业CT法

　　1)检测原理将平板探测器放置在预制剪力墙体的一侧，要求平板探测器覆盖完全被检测套筒;将X射线机放置在预制剪力墙体的另一侧，射线源正对同一被测套筒区域，调整射线源到胶片的距离与射线机焦距相同，通过胶片图像的形式判断套筒灌浆质量，如图1所示。

　　

　　图1 工业CT法 

　　 

　　2)适用范围本检测方法适用于在实验室进行工艺检验时使用。

　　3)主要特点本检测方法能全方位扫描试件，结果清晰，能定量分析套筒灌浆密实状况;但由于检测设备体积大、质量大，还有较强的放射性，不能有效应用于工程现场的套筒饱满度检测。

　　2.2 预埋传感器法

　　1)检测原理在套筒内出浆孔位标高处埋设传感器，当浆料上升至出浆孔标高处时，浆料包裹传感器改变其振动阻尼，通过介质特性与其振动阻尼衰减曲线，判定灌浆料高度与传感器相对位置。通过波形和数据的形式判断套筒灌浆质量，如图2所示。

　　2)适用范围本检测方法适用于灌浆施工过程中的质量控制，也可用于后期灌浆固化后的饱满度检测。各种布置形式的灌浆套筒均可应用，但要求套筒出浆口外接直管。

　　

　　图2 预埋传感器法 

　　 

　　3)主要特点检测结果易于判别，发现问题可及时进行补灌，可实现施工过程控制。但需提前埋入振动传感器，不能随机检查，如果想要进行随机检测，需每个出浆口埋设传感器，造价提高。而且每次检测前需校验仪器灵敏度，专业技术程度要求高，不能有效检测回流。

　　2.3 预埋钢丝拉拔法

　　1)检测原理在出浆口预埋钢丝，待灌浆料达到一定强度后进行钢丝拉拔检测的方法，根据拉拔后的数值高低来判别灌浆质量，当数值偏低时，进一步使用内窥镜进行复检来判断灌浆饱满程度。通过数据和图形的形式判断套筒灌浆质量，如图3所示。

　　

　　图3 预埋钢丝拉拔法 

　　 

　　2)适用范围本检测方法适用于各种布置形式的套筒后期饱满度检测。

　　3)主要特点本检测方法简单，但需预先埋设高强钢丝;预埋钢丝检测前易受施工现场扰动或破坏。由于不同厂家、不同批次的灌浆料强度均有差异，无法准确定性拉拔值大小。

　　2.4 便携X射线法

　　1)检测原理将胶片粘贴在预制剪力墙体的一侧，要求胶片能完全覆盖被检测套筒;将便携式X射线探伤仪放置在预制剪力墙体的另一侧，射线源正对同一被测套筒，调整射线源到胶片的距离与射线机焦距相同，通过胶片成像观片灯观测套筒灌浆质量，如图4所示。

　　2)适用范围本检测方法适用于套筒灌浆固化后检测，无须提前预埋装置，可检测任意灌浆套筒区域。

　　

　　图4 便携X射线法 

　　 

　　3)主要特点本检测方法只适合检测单排居中且呈梅花形布置的200mm厚预制剪力墙构件，而且体积小、便于携带，可用于施工现场的套筒饱满度检测。但由于该种仪器具有一定的辐射危害，需要防护措施，对现场应用有一定局限性。

　　2.5 预成孔检测法

　　1)检测原理将预成孔芯棒代替橡胶塞插入出浆孔进行封堵，待灌浆料凝固后，把预成孔芯棒拔出形成检测孔道，然后将内窥镜伸入孔道检测饱满度。通过照片的形式判断套筒灌浆质量，如图5所示。

　　

　　图5 预成孔检测法 

　　 

　　2)适用范围本检测方法适用于套筒灌浆固化后检测，检测任意灌浆套筒区域。

　　3)主要特点需每个出浆孔都放预成孔装置，才能达到随机检测的目的，检测完须用灌浆料对检测孔道封堵，施工工序繁琐。

　　2.6 钻孔内窥镜法

　　1)检测原理灌浆完成24h后，在套筒出浆孔或在最小受力处用电钻钻孔后，将内窥式摄像头送入检测孔，拍摄内部灌浆照片，通过分析照片判别灌浆密实程度，最后采用高强无收缩砂浆封堵钻孔，如图6所示。

　　2)适用范围本检测方法适用于各种布置形式的灌浆套筒，满足随机检验要求。

　　3)主要特点便于操作，成本低，检测结果直观、可靠;选择受力最小处进行钻孔，等同于无损，对检测节点破坏性较小;而且随机检测具有威慑性。

　　此外，还有超声波法、冲击回波法等检测技术还在试验阶段，目前为止还不能有效识别套筒内部缺陷。

　　

　　图6 钻孔内窥镜法 

　　 

　　3 套筒灌浆连接常见问题与解决措施

　　3.1 漏浆

　　存在问题:由于封缝不严密或封缝料局部强度不足等原因造成漏浆问题。

　　解决措施如下。

　　1)封堵不严造成的漏浆可直接采用堵漏材料进行应急封堵，然后将已封堵的灌排浆口逐一重新打开，再次进行灌浆，重新封堵灌排浆管口。

　　2)封堵材料强度不足发生滑移造成的漏浆采用堵漏材料进行应急封堵，并适当采取模板围堵加固，然后将已封堵的灌排浆口逐一重新打开，再次进行灌浆，重新封堵灌排浆管口。

　　3)以上2种处理方法不能满足时，吊起柱，打开封堵材料，放空灌浆料，并采用大量清水冲洗干净，再重新封堵并灌浆。

　　3.2 回流

　　存在问题:套筒灌排浆管出现灌浆料回流问题。

　　解决措施如下。

　　1)由于漏浆造成的回流，采取3.1节的解决措施进行处理。

　　2)由于基层吸水或排气造成的回流，采用较细的灌浆管从排浆孔插入套筒进行缓慢补浆。

　　3)为避免回流问题出现，可在灌浆前将一种特制L形补浆器(见图7)插在出浆口，利用灌浆料自重补浆，保证了套筒灌浆的饱满度。

　　

　　图7 L形补浆器 

　　 

　　3.3 不出浆

　　存在问题:管路不出浆，无法进行灌浆作业。

　　解决措施如下。

　　1)灌浆孔未出浆而出浆孔正常出浆时，可认定此套筒内浆料饱满，无须处理。

　　2)灌浆孔出浆而出浆孔未出浆时，将灌浆枪(或可挤压塑胶瓶)前面加直径5mm软管，将软管从该出浆孔直接深入到出浆孔内缓缓补灌，直至灌浆料灌满为止。

　　3)灌浆孔和出浆孔均未出浆时，应趁着灌浆料拌合物未完全凝固时，宜将构件吊起后冲洗灌浆套筒、连接面与连接钢筋，确保灌浆套筒内无杂物、无堵塞，并重新安装、灌浆。

　　3.4 灌浆料抗压强度不达标

　　存在问题:使用过期、伪劣灌浆料，经检测，灌浆料抗压强度、灌浆质量不符合要求。

　　解决措施如下:由施工单位提出技术处理方案，经监理、设计单位认可后进行处理，经处理后的部位应重新验收。

　　4 工程案例

　　4.1 工程概况

　　本工程为混凝土装配式框架结构，标准层高4.2m/3.6m，包含教学楼、宿舍楼、图文楼、体育馆、音乐厅等11栋单体，建筑面积107 728m²，其中地下39 380m²，地上68 348m²，单体装配率最高为教师公寓63.24%。预制构件包括预制柱、叠合梁、叠合板等构件，竖向采用套筒灌浆连接。项目效果如图8所示。

　　

　　图8 项目效果 

　　 

　　4.2 套筒灌浆施工技术

　　1)灌浆料制备按产品说明书要求计量灌浆料和水用量，采用电动设备搅拌充分、均匀，搅拌时间为2～3min，搅拌完成后宜静置2min后使用以消除气泡。

　　2)灌浆料流动性检测将截锥圆模放在玻璃板上，把拌制好的灌浆料倒入模具，让浆料与模具口持平，然后抬起模具让浆料缓缓流动至停止，用尺子测量浆料直径，测定其流动度满足要求后方可灌浆。

　　3)压力灌浆采用压力灌浆机从预制柱下部灌浆孔进行灌浆，当灌浆料从其余套筒出浆孔流出时，持压30s后再用配套橡胶塞封堵。

　　4.3 套筒灌浆饱满度检测技术应用

　　本工程采用钻孔内窥镜法检测套筒灌浆饱满度，主要检测过程如下。

　　1)定位由工程监理组织，现场随机指定需检测的套筒位置，根据设计图纸定位套筒排浆孔准确位置，钻孔位置为排浆孔下端至20mm范围内，且在套筒竖向轴线上做好标记。

　　2)钻孔使用电锤在标记的位置上进行打孔，采用直径12mm钻头，提前在钻头上标记好钻入深度，避免钻入过多从而钻到钢筋。

　　3)清孔钻孔完毕，使用气泵加细管将孔内的灰渣清理干净。

　　4)取证使用内窥镜相机深入孔内，对套筒内上下进行图像拍照取证，检查套筒内灌浆料饱满度及密实情况。

　　5)图样分析根据图样分析得出检测结果，灌浆料空隙系数≤5%，判定灌浆料的饱满度符合标准。

　　6)构件恢复检测完毕后，对钻孔采用高于原构件混凝土一个强度等级的微膨胀混凝土或灌浆料进行修补，并湿润养护。

　　5 结语

　　1)应从事前套筒安装质量控制、事中套筒灌浆施工质量控制、事后套筒检测等方面入手，加强全过程质量管控，从而全面提高套筒灌浆连接质量。

　　2)积极研究实用的套筒饱满度检测技术，以解决现有各种检测技术或由于成本高、操作不便、有害健康等因素难以在施工现场大范围推广应用的困境。

　　3)应尽快制定完善统一的套筒饱满度检测评价方法，为装配式建筑健康发展提供支持。

　　4)监督管理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。