灌浆套筒内连接钢筋锚固长度检测技术的研发

（昆山市建设工程质量检测中心，江苏 昆山 215337）

1 连接钢筋的锚固长度检测的必要性

预制装配式混凝土结构作为一种符合工业化生产方式的结构形式，具有施工速度快、劳动强度低、噪音污染与湿作业少和产品质量易控制等优势，已成为国内外建筑业发展的主流方向。在装配式建筑结构中，尤其是在装配式混凝土结构中，构件连接是保证结构整体质量的关键节点。钢筋套筒灌浆连接是在装配式混凝土结构中常用的钢筋连接形式，是指在预制混凝土构件内预埋的金属套筒中插入钢筋，并灌注水泥基灌浆料而实现的钢筋对接连接方式。插入套筒内的连接钢筋作为不同预制构件荷载传递的主要承担者，连接钢筋的锚固长度是保证套筒灌浆连接可靠性的关键因素之一。

然而，由于目前建筑工业化水平和现场施工水平还不高，时常出现构件生产过程中钢筋预留长度不足、现场安装偏差导致套筒内钢筋锚固长度不足，甚至出现因构件连接钢筋无法就位，个别存在下段连接钢筋被割短或割断现象，使钢筋的有效锚固长度不足，导致钢筋套筒灌浆连接接头性能达不到要求，给工程结构带来了巨大的安全问题。因此，套筒内钢筋锚固长度有必要进行检测验收。

2 现有的连接钢筋锚固长度检测方法

一般的混凝土结构中的锚固钢筋在混凝土浇筑前都是裸露在外的，通过钢直尺、钢卷尺等传统工具均能方便有效地对锚固钢筋的长度进行检测验收，达到保证工程质量的目的。然而，钢筋套筒灌浆连接的形式是一种伴随装配式结构的特殊钢筋连接形式，传统的检测方法无法对套筒中的钢筋进行长度检测。对于该问题，仅仅通过检查预制构件检测报告和监理巡查来保证重要节点的施工质量是不够的，存在严重安全隐患。

现有的X射线法能够实现套筒内钢筋锚固长度的检测，但受限于便携式X射线机的穿透能力，目前只适用于套筒居中或梅花形布置的200mm厚预制剪力墙套筒内连接钢筋的检测。此外，由于该方法具有辐射，对人体存在伤害，人员清场以及检测人员的防护工作也相当繁琐且检测效率低、检测成本高，因此，没有得到很好地推广应用。

鉴于以上实际，有必要研究开发一种可以快速、精准地定量检测灌浆套筒钢筋接头中连接钢筋锚固长度的方法，克服现有方法的不足，以有效解决该工程难题。

3 套筒内连接钢筋锚固长度检测技术的研发及其优点

2018年起，昆山市建设工程质量检测中心创新团队为攻克灌浆套筒内钢筋锚固长度检测的难题，开展了大量理论和试验研究，经过一年余的技术攻关，成功研发出了灌浆套筒钢筋接头中连接钢筋锚固长度的内窥检测法。

3.1 方法的特点和原理

灌浆套筒钢筋接头中连接钢筋锚固长度的内窥检测法是利用了灌浆套筒尺寸精度高的特点，通过内窥镜三维尺寸测量技术，将测量连接钢筋插入深度转化为测量连接钢筋插入段末端与套筒出浆口中心位置（或套筒中部限位挡卡）的相对距离，再根据出浆口中心位置（或套筒中部限位挡卡）计算得到连接钢筋插入深度。对于半灌浆套筒内钢筋锚固长度检测，利用橡胶塞能够保证三维立体测量内窥镜的探头和镜头在测量时从预制构件表面的出浆口的中心进入，当然由于连接软管为柔性材质，橡胶塞内还设置有刚性套管，刚性套管能够引导连接软管呈直线状伸入出浆孔道内，因此能够保证镜头处于出浆孔道的中部，从而能够确定镜头竖向位置，也便于精确的计算连接钢筋插入深度。对于全灌浆套筒内钢筋锚固长度检测，利用小直径内窥镜探头及前视三维立体测量镜头，借助于探头弯曲转向功能，刚好可以使探头在出浆孔道或灌浆孔道与套筒的交接处转向，引导连接软管在连接钢筋与套筒内壁之间的间隙内移动，通过测量镜头精确探查连接钢筋插入段末端位于全灌浆套筒内不同位置处的影像和测量数据。

3.2 方法的优点

该方法通过测量对象的转换，大大缩短了测量距离，满足了设备的量程要求，解决了灌浆套筒内钢筋锚固长度不易检测的难题，对预制混凝土结构的套筒灌浆连接的钢筋锚固长度均可适用，不受预制构件种类和套筒规格的限制，且可以直观、清晰、量化地获取连接钢筋插入深度，大大提高了检测效率，操作简单，普通技术人员经培训均能掌握，是一种安全、无损、高效的检测方法，试验和应用照片见图1、图2、图3。

3.3 方法的标准化

目前，该技术已通过工程验证和专家论证，技术趋于成熟，形成了包括检测原理、检测方法、检测过程、结果判定等一套完整检测技术，为业内首创，技术水平达到国际领先，已授权国家发明专利2项，得到了业内专家普遍认可，并被写入江苏省地方标准《装配式混凝土结构检测技术规程》（DB32/T 3754—2020）之中，于2020年5月1日已开始实施并大量应用。

图1 模型试验

图2 现场应用

图3 测试效果优良

3.4 经济和社会效益

在该方法的应用过程中，对于建设工程质量检测机构而言，新增的“套筒内连接钢筋锚固长度检测”项目经济效益显著，据测算，每年可新增检测收入超350万元。意义更重要的是，能够依靠检测的威慑力来不断提高装配式混凝土结构关键节点——钢筋套筒灌浆连接的施工质量，保障人民群众的生命和财产安全，有利于社会的长治久安，具有巨大的经济效益和社会效益。

3.5 方法的不足

目前该方法的不足是其检测设备，三维尺寸测量内窥镜，如图4所示，为国外进口，市场价约50万人民币，价格较为昂贵，国内若能自主研发将对该方法具有更好地推进作用。

图4 工业内窥镜

4 结论

本文研发的“灌浆套筒钢筋接头中连接钢筋锚固长度的内窥检测法”，采用带三维立体尺寸测量功能的内窥镜伸入套筒内，利用套筒加工尺寸精度高的特点来选择内部参照点，将测量对象科学转换，极大地缩短测量距离，适应了设备的量程。实现了套筒内连接钢筋锚固长度的快速、精准测量，提高钢筋套筒连接的质量和保障结构的安全性，解决了行业难题。