灌漿套筒內連接鋼筋錨固長度檢測技術的研發

（昆山市建設工程質量檢測中心，江蘇 昆山 215337）

1 連接鋼筋的錨固長度檢測的必要性

預制裝配式混凝土結構作為一種符合工業化生產方式的結構形式，具有施工速度快、勞動強度低、噪音污染與濕作業少和產品質量易控制等優勢，已成為國內外建筑業發展的主流方向。在裝配式建筑結構中，尤其是在裝配式混凝土結構中，構件連接是保證結構整體質量的關鍵節點。鋼筋套筒灌漿連接是在裝配式混凝土結構中常用的鋼筋連接形式，是指在預制混凝土構件內預埋的金屬套筒中插入鋼筋，并灌注水泥基灌漿料而實現的鋼筋對接連接方式。插入套筒內的連接鋼筋作為不同預制構件荷載傳遞的主要承擔者，連接鋼筋的錨固長度是保證套筒灌漿連接可靠性的關鍵因素之一。

然而，由于目前建筑工業化水平和現場施工水平還不高，時常出現構件生產過程中鋼筋預留長度不足、現場安裝偏差導致套筒內鋼筋錨固長度不足，甚至出現因構件連接鋼筋無法就位，個別存在下段連接鋼筋被割短或割斷現象，使鋼筋的有效錨固長度不足，導致鋼筋套筒灌漿連接接頭性能達不到要求，給工程結構帶來了巨大的安全問題。因此，套筒內鋼筋錨固長度有必要進行檢測驗收。

2 現有的連接鋼筋錨固長度檢測方法

一般的混凝土結構中的錨固鋼筋在混凝土澆筑前都是裸露在外的，通過鋼直尺、鋼卷尺等傳統工具均能方便有效地對錨固鋼筋的長度進行檢測驗收，達到保證工程質量的目的。然而，鋼筋套筒灌漿連接的形式是一種伴隨裝配式結構的特殊鋼筋連接形式，傳統的檢測方法無法對套筒中的鋼筋進行長度檢測。對于該問題，僅僅通過檢查預制構件檢測報告和監理巡查來保證重要節點的施工質量是不夠的，存在嚴重安全隱患。

現有的X射線法能夠實現套筒內鋼筋錨固長度的檢測，但受限于便攜式X射線機的穿透能力，目前只適用于套筒居中或梅花形布置的200mm厚預制剪力墻套筒內連接鋼筋的檢測。此外，由于該方法具有輻射，對人體存在傷害，人員清場以及檢測人員的防護工作也相當繁瑣且檢測效率低、檢測成本高，因此，沒有得到很好地推廣應用。

鑒于以上實際，有必要研究開發一種可以快速、精準地定量檢測灌漿套筒鋼筋接頭中連接鋼筋錨固長度的方法，克服現有方法的不足，以有效解決該工程難題。

3 套筒內連接鋼筋錨固長度檢測技術的研發及其優點

2018年起，昆山市建設工程質量檢測中心創新團隊為攻克灌漿套筒內鋼筋錨固長度檢測的難題，開展了大量理論和試驗研究，經過一年余的技術攻關，成功研發出了灌漿套筒鋼筋接頭中連接鋼筋錨固長度的內窺檢測法。

3.1 方法的特點和原理

灌漿套筒鋼筋接頭中連接鋼筋錨固長度的內窺檢測法是利用了灌漿套筒尺寸精度高的特點，通過內窺鏡三維尺寸測量技術，將測量連接鋼筋插入深度轉化為測量連接鋼筋插入段末端與套筒出漿口中心位置（或套筒中部限位擋卡）的相對距離，再根據出漿口中心位置（或套筒中部限位擋卡）計算得到連接鋼筋插入深度。對于半灌漿套筒內鋼筋錨固長度檢測，利用橡膠塞能夠保證三維立體測量內窺鏡的探頭和鏡頭在測量時從預制構件表面的出漿口的中心進入，當然由于連接軟管為柔性材質，橡膠塞內還設置有剛性套管，剛性套管能夠引導連接軟管呈直線狀伸入出漿孔道內，因此能夠保證鏡頭處于出漿孔道的中部，從而能夠確定鏡頭豎向位置，也便于精確的計算連接鋼筋插入深度。對于全灌漿套筒內鋼筋錨固長度檢測，利用小直徑內窺鏡探頭及前視三維立體測量鏡頭，借助于探頭彎曲轉向功能，剛好可以使探頭在出漿孔道或灌漿孔道與套筒的交接處轉向，引導連接軟管在連接鋼筋與套筒內壁之間的間隙內移動，通過測量鏡頭精確探查連接鋼筋插入段末端位于全灌漿套筒內不同位置處的影像和測量數據。

3.2 方法的優點

該方法通過測量對象的轉換，大大縮短了測量距離，滿足了設備的量程要求，解決了灌漿套筒內鋼筋錨固長度不易檢測的難題，對預制混凝土結構的套筒灌漿連接的鋼筋錨固長度均可適用，不受預制構件種類和套筒規格的限制，且可以直觀、清晰、量化地獲取連接鋼筋插入深度，大大提高了檢測效率，操作簡單，普通技術人員經培訓均能掌握，是一種安全、無損、高效的檢測方法，試驗和應用照片見圖1、圖2、圖3。

3.3 方法的標準化

目前，該技術已通過工程驗證和專家論證，技術趨于成熟，形成了包括檢測原理、檢測方法、檢測過程、結果判定等一套完整檢測技術，為業內首創，技術水平達到國際領先，已授權國家發明專利2項，得到了業內專家普遍認可，并被寫入江蘇省地方標準《裝配式混凝土結構檢測技術規程》（DB32/T 3754—2020）之中，于2020年5月1日已開始實施并大量應用。

圖1 模型試驗

圖2 現場應用

圖3 測試效果優良

3.4 經濟和社會效益

在該方法的應用過程中，對于建設工程質量檢測機構而言，新增的“套筒內連接鋼筋錨固長度檢測”項目經濟效益顯著，據測算，每年可新增檢測收入超350萬元。意義更重要的是，能夠依靠檢測的威懾力來不斷提高裝配式混凝土結構關鍵節點——鋼筋套筒灌漿連接的施工質量，保障人民群眾的生命和財產安全，有利于社會的長治久安，具有巨大的經濟效益和社會效益。

3.5 方法的不足

目前該方法的不足是其檢測設備，三維尺寸測量內窺鏡，如圖4所示，為國外進口，市場價約50萬人民幣，價格較為昂貴，國內若能自主研發將對該方法具有更好地推進作用。

圖4 工業內窺鏡

4 結論

本文研發的“灌漿套筒鋼筋接頭中連接鋼筋錨固長度的內窺檢測法”，采用帶三維立體尺寸測量功能的內窺鏡伸入套筒內，利用套筒加工尺寸精度高的特點來選擇內部參照點，將測量對象科學轉換，極大地縮短測量距離，適應了設備的量程。實現了套筒內連接鋼筋錨固長度的快速、精準測量，提高鋼筋套筒連接的質量和保障結構的安全性，解決了行業難題。