装配式建筑套筒出浆管的灌浆料抽芯检测

严 振

(通标标准技术服务(上海)有限公司，上海 201319)

近年来装配式建筑呈现良好发展态势，在促进建筑产业转型升级，推动城乡建设领域绿色发展和高质量发展方面发挥了重要作用。在装配式结构中，只有采用可靠的施工方案与工艺，才能保证装配式混凝土结构的整体性能达到传统现浇的混凝土结构性能水平。由于钢筋套筒灌浆连接构件构造复杂又属于隐蔽工程，混凝土构件间接缝若出现漏浆会引起钢筋套筒灌浆构件质量问题，影响装配式结构的整体性能及安全性，所以有必要对新建装配式结构钢筋套筒灌浆结构中的缺陷进行检测[1-3]。

在现有的装配式构件钢筋套筒灌浆质量检测方法的基础上，开发了一种在装配式混凝土结构灌浆养护达到一定龄期后，在套筒出浆管口钻孔埋置螺丝钉并进行拉拔的质量检测方法。在出浆管口钻进一定深度和直径的小孔，注入环氧树脂胶并将螺丝钉埋入其中，等待约20 min，待环氧树脂胶完全凝固后将出浆管道内的灌浆料拔出。试验结果表明，该方法具有可操作性，出浆管道内灌浆料能顺利拔出，且套筒出浆管内灌浆料被抽芯后形成的通道可达到后续对装配式构件灌浆质量进行检测和修复的目的。

1 可行性试验

1.1 黏接强度试验

1.1.1 灌浆料试件制作

在温度为(20±2) ℃，相对湿度大于50%的实验室，将标号为C85的灌浆料和水以100…12的比例充分拌合，倒入事先准备的规格为150 mm×150 mm×300 mm(长×宽×高)的模具中成型后，放入相对湿度不低于90%，水温为(20±1) ℃的标准养护室内养护14 d。并在试块上均布钻入直径为4 mm，深度(L1)分别为20,25,30 mm的孔洞，并做好标记。

1.1.2 螺丝钉埋入

选用直径为4mm，长度为50 mm的大平头螺丝钉，为方便拉拔，连同垫片一起使用。将环氧树脂A、B胶按1…1比例充分搅拌混合，涂抹于孔内壁和螺丝钉上，将螺丝钉分别埋入每个孔内，静置等待胶水凝固约20 min。钻孔埋入螺丝钉后的灌浆料试件实物如图1所示。

图1 钻孔埋入螺丝钉后的灌浆料试件实物

1.1.3 拉拔试验

拉拔试验选用HC-MD60型高精度铆钉拉拔仪(见图2)，将待拉拔的螺丝钉放入夹具后以0.16 kN·s-1的速率手动匀速缓慢加载，直到螺丝钉被完全拔出，并记录加载过程中的峰值荷载F1。

图2 试验用数显拉拔仪实物

1.1.4 试验结果

每个埋入深度测试6次，3组共18个不同埋入深度的螺丝钉拉拔荷载峰值结果如表1所示。

表1 黏接强度拉拔荷载峰值结果

在表1的结果中出现了异常数据(L1=20 mm,编号5)，观察拔出的螺丝钉表面，发现该螺丝钉螺纹表面未完全附着胶水，导致黏接强度小于正常数据，所以在埋入螺丝钉时，应使得胶水完全覆盖螺丝钉埋入部分的螺纹表面，以确保达到最佳的黏接效果。

不同埋入深度和拉拔荷载峰值平均值间的关系曲线如图3所示。

图3 埋入深度和拉拔荷载峰值关系曲线

从表1的数据和图3的曲线可以看出，当埋入深度L1为20，25，30 mm时，拉拔荷载峰值的平均值F1分别为1.514，2.408，3.114 kN，钻孔的深度与拉拔荷载峰值接近线性关系，但是当埋入深度L1=30 mm时，拉拔过程中的荷载峰值数据相对离散程度较大。

在试件上钻孔时如观察到有灌浆料浮灰，需对其及时进行清理，如果钻孔完成后孔内浮灰未处理干净，会降低螺丝钉与灌浆料的黏接强度。在现场采用水平方向钻孔、埋钉、拉拔抽芯法，钻孔后应把浮灰清理干净，并使胶水完全覆盖螺丝钉，以保证黏接强度。图4为表1中编号为17号试验点的拉拔结果，当钻孔深度L1为30 mm时，拉拔荷载峰值为4.284 kN，埋入的螺丝钉连带试块表层的灌浆料一同被拔出，表明试块表层的灌浆料受到破坏，即此时螺丝钉的黏接强度大于试块表层灌浆料的强度。

图4 17号试验点拉拔结果

1.2 套管内灌浆料拔出试验

1.2.1 试件制作

根据装配式混凝土结构施工现场的实际情况，试验采用材料为聚氯乙烯，内径为17 mm，外径为20 mm，系列长度为40～150 mm的出浆管制作试件。

在温度为(20±2) ℃，相对湿度大于50%的实验室，将灌浆料和水以100…12的比例充分拌合，灌入事先备置的长度分别为40,60,80,100,150 mm的出浆管中成型，然后在与1.1.1节相同的试验条件下养护14 d后取出钻孔。在每个套管一端的灌浆料中心点，钻入直径为4 mm，深度分别为20,25,30 mm的孔洞，并做好标记。

1.2.2 螺丝钉埋入

采用与1.1.2节试验相同的方法埋入螺丝钉。

1.2.3 拉拔试验

首先，将制作养护完成的灌浆套管固定好，放置一块钻有孔洞的钢板，钢板规格为200 mm×100 mm×15 mm(长×宽×厚)，孔洞内径等于套管内径，用于拉拔时提供反向作用力，便于灌浆料与套管分离;然后,将螺丝钉端头穿过钢板孔洞放入拉拔仪的夹具中，同样以0.16 kN·s-1的速率进行手动匀速加载，直到螺丝钉连带灌浆料一同被完全拔出，并记录加载过程中的峰值荷载。套管内灌浆料拔出试验现场如图5所示。钻孔深度确定时，对不同长度的出浆管进行3次试验，共15次试验。

图5 套管内灌浆料拔出试验现场

1.2.4 试验结果

钻孔深度为20 mm时，不同长度(L)的出浆管套管灌浆料拉拔荷载峰值如表2所示。

表2 钻孔深度为20 mm时的套管拉拔荷载峰值

由表2可以看出，当钻孔埋入螺丝钉深度为20 mm时，长度为150 mm的出浆管内的灌浆料均未能拔出。即钻孔埋入螺丝钉深度为20 mm时，其黏接强度不能满足拔出管内长度为150 mm的灌浆料的要求。

钻孔深度为25 mm时，不同长度的出浆管套管灌浆料拉拔荷载峰值如表3所示。

表3 钻孔深度为25 mm时的套管拉拔荷载峰值

钻孔深度为30 mm时，不同长度的出浆管套管灌浆料拉拔荷载峰值如表4所示。

表4 钻孔深度为30 mm时的套管拉拔荷载峰值

由表3，4可以看出，在孔深为25 mm和30 mm的情况下，管内的灌浆料都能被拔出，拉拔荷载峰值基本不受钻孔深度的影响，出浆管灌浆料长度与拉拔荷载峰值的关系曲线如图6所示。

图6 出浆管灌浆料长度与拉拔荷载峰值的关系曲线

由图6可见，出浆管灌浆料长度与其管内灌浆料拔出荷载峰值基本呈线性关系。

2 试验结果分析

黏接强度试验和套管内灌浆料拔出试验结果表明，只有埋入螺丝钉的黏接强度大于出浆管灌浆料拉拔荷载峰值，即埋入螺丝钉的黏接力大于灌浆料与出浆管套筒间的摩擦力时，出浆管灌浆料才能够被成功拔出。

对比黏接强度试验与套管内灌浆料拔出试验的结果，当埋入深度为20 mm时，长度为100 mm的灌浆料拉拔荷载峰值平均值为1.296 kN，小于埋入螺丝钉的黏接强度(1.514 kN)，所以40～100 mm长的灌浆料能被顺利拔出；而将长度为150 mm的灌浆料拔出所需的荷载值约为1.83 kN，大于1.514 kN，所以埋深为20 mm的螺丝钉黏接强度达不到长度为150 mm的灌浆料拔出要求；当埋入深度为25 mm和30 mm时，埋入的螺丝钉黏接强度为2.408 kN和3.114 kN，显然大于1.83 kN，因此可以顺利拔出。试验结果表明，在清孔干净、埋钉黏接正常的情况下，埋入深度为25 mm和30 mm的螺丝钉均能够满足将长度为40～150 mm的出浆管灌浆料顺利拔出的要求。

3 结语

(1) 钻孔埋钉拉拔法是一种简便可行、低成本、随机、快速、实用的对现场灌浆套筒出浆管内灌浆料进行抽芯的方法。

(2) 建议在现场应用时钻取直径为4 mm，深度为25 mm的孔，并埋入螺丝钉进行拉拔，在抽芯前也可对出浆管端部进行锤击，以利于灌浆料的拔出。

(3) 灌浆料拔出后，可采用内窥镜等仪器对套筒内灌浆料缺陷位置进行观察，同时对灌浆饱满度进行判断分析。

(4) 对存在缺陷的灌浆套筒，可利用出浆孔内的灌浆料被抽芯拔出后形成的通道，对装配式构件灌浆进行质量检测与修复。