（南京方正建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司，江蘇南京 210000）

1 超聲法檢測(cè)漿錨灌漿料的充盈度

1.1 基本原理

檢測(cè)裝配式建筑構(gòu)件連接處的實(shí)際灌漿質(zhì)量是工程質(zhì)量控制的重點(diǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)，但當(dāng)前廣泛應(yīng)用的檢測(cè)方法均存在不足，如成本耗費(fèi)較高、灌漿料充盈度的檢測(cè)精度較低等。

以往超聲波技術(shù)普遍被應(yīng)用于混凝土缺陷檢測(cè)作業(yè)中，利用超聲波檢測(cè)灌漿料在預(yù)制剪力墻、連接施工節(jié)點(diǎn)的充盈度有助于推動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，可提高裝配整體式混凝土建筑建設(shè)施工的質(zhì)量、完善相關(guān)的質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)體系[1]。

參照混凝土超聲檢測(cè)的技術(shù)原理，檢測(cè)裝配式建筑漿錨灌漿料充盈度普遍運(yùn)用超聲波技術(shù)，通過斜測(cè)或?qū)y(cè)的方法進(jìn)行檢測(cè)，以漿錨節(jié)點(diǎn)為目標(biāo)對(duì)象，可得到關(guān)鍵聲學(xué)參量的測(cè)量結(jié)果，如波幅、聲速或波形等。依據(jù)此類聲學(xué)參量及存在的一系列相對(duì)變化等，可判斷灌漿料實(shí)際充盈度，有效把控裝配式建筑漿錨灌漿施工質(zhì)量。

利用超聲波技術(shù)實(shí)際檢測(cè)灌漿料充盈度的過程中，雖然其技術(shù)原理可為混凝土檢測(cè)方法提供參考，但與混凝土缺陷檢測(cè)存在較大差異?，F(xiàn)有的超聲波檢測(cè)設(shè)備雖符合混凝土缺陷檢測(cè)的相關(guān)要求，但其在檢測(cè)漿錨灌漿料充盈度方面并不完全適用，在實(shí)際檢測(cè)作業(yè)過程中，需要根據(jù)灌漿料充盈度檢測(cè)的具體要求進(jìn)行具體分析，尋求適宜的檢測(cè)技術(shù)方法。

1.2 換能器的頻率、直徑與檢測(cè)缺陷靈敏度

利用超聲波技術(shù)檢測(cè)缺陷時(shí)，換能器會(huì)影響檢測(cè)技術(shù)的靈敏度，通常情況下，檢測(cè)混凝土缺陷的超聲波頻率段相對(duì)固定，一般在50～100 kHz左右。當(dāng)前，大部分混凝土超聲波檢測(cè)設(shè)備在換能器方面的配置均為50 kHz，因此，在超聲波波長(zhǎng)等因素的影響下，檢測(cè)鉆芯位置時(shí)難以測(cè)出位于其后的大型孔洞。

以混凝土為例，在混凝土聲速確定的前提條件下，如果使用的換能器頻率為50 kHz，得到的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，會(huì)增大超聲波的瞬時(shí)延伸面，易越過缺陷。因此，在選擇或設(shè)定換能器的直徑與頻率時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考量缺陷檢測(cè)工作的具體需求，如檢測(cè)的缺陷大小、尺寸等。一般情況下，可將波長(zhǎng)作為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定超聲波測(cè)定范圍時(shí)，應(yīng)確保能夠檢測(cè)的最小缺陷與標(biāo)準(zhǔn)間不存在過大差距。

當(dāng)換能器處于50 kHz時(shí)，對(duì)缺陷檢測(cè)具有遲鈍感，靈敏度不高，若將換能器的頻率轉(zhuǎn)換為500 kHz，其波長(zhǎng)會(huì)過短，限制測(cè)量距離與檢測(cè)范圍?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)大部分的超聲儀器附帶的換能器均為50 kHz，直徑在40 mm左右，在裝配式建筑漿錨灌漿料充盈度檢測(cè)中，如果需要檢測(cè)的缺陷其直徑尺寸小于換能器的直徑，檢測(cè)難度較大，缺陷尺寸越小，越難以被檢測(cè)設(shè)備發(fā)現(xiàn)。

1.3 換能器的改制

檢測(cè)漿錨灌漿料的充盈度與混凝土的缺陷檢測(cè)存在較大差異，在技術(shù)方法、設(shè)備參數(shù)設(shè)置等方面均具有其特殊性，例如，相比混凝土中缺陷，灌漿料存在的缺陷較少。

在裝配式建筑的預(yù)制剪力墻中，利用超聲波測(cè)距漿錨節(jié)點(diǎn)時(shí)，其實(shí)際測(cè)距更短。對(duì)灌漿料中存在的細(xì)小缺陷進(jìn)行探測(cè)或開展剪力墻短測(cè)距作業(yè)時(shí)，關(guān)鍵在于匹配、選用適宜的換能器設(shè)備。在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，可以優(yōu)先考慮更高性能的換能器，如頻率高、輻射斷面直徑小等，可提高檢測(cè)準(zhǔn)確度。

改制舊換能器也是一種有效做法，需要技術(shù)人員深入研究灌漿料充盈度超聲波檢測(cè)的整個(gè)過程，得出滿足實(shí)際應(yīng)用需求的具體改制方法，充分利用淘汰的超聲波檢測(cè)儀。經(jīng)過系統(tǒng)化的改制后，換能器的檢測(cè)頻率主要有3種，分別為100、250、500 kHz，其輻射端面的直徑也明顯增大。

選擇換能器開展超聲檢測(cè)時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，越高的運(yùn)行頻率產(chǎn)生的波長(zhǎng)越短，在較短的傳播距離下，超聲波檢測(cè)靈敏度會(huì)顯著提高?，F(xiàn)階段，大部分裝配式建筑工程檢測(cè)預(yù)制剪力墻的距離普遍較短，一般在200 mm左右。通過檢測(cè)多種頻率規(guī)格換能器的實(shí)際應(yīng)用情況可知，在直徑為10 mm端面輻射距離下，換能器的使用效果呈現(xiàn)最佳狀態(tài)，其能夠發(fā)射頻率為500 kHz、接收250 kHz的組合頻率。相比混凝土缺陷檢測(cè)中應(yīng)用的換能器，改制后的換能器運(yùn)行頻率更高、波長(zhǎng)更短、檢測(cè)精準(zhǔn)度更高。除了具備對(duì)裝配式建筑漿錨施工節(jié)點(diǎn)灌漿料充盈度的檢測(cè)功能外，還可以用于檢測(cè)建筑內(nèi)預(yù)制剪力墻的局部是否存在空腔，對(duì)墻底部水平黏結(jié)縫的位置其灌漿料是否充盈等進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)與判定。

2 裝配式建筑漿錨施工節(jié)點(diǎn)檢測(cè)灌漿料充盈度的具體方法

依照不同高度，現(xiàn)階段裝配式建筑使用的漿錨主要分為長(zhǎng)孔道、短孔道。短孔道的漿錨與套筒形狀較為相似，在孔道的上部與下部，別設(shè)置了一個(gè)出漿口與注漿口。長(zhǎng)孔道的漿錨具有較高的外形高度，一般不低于500 mm，以雙排漿錨的形式將其設(shè)置在建筑剪力墻板后方。

制作漿錨孔的波紋管為薄鐵皮材質(zhì)，安置2根波紋管時(shí)，需要確保其下端平行于剪力墻的底面部分。將一根高、一根低的管道上端彎成直角形狀，再向墻板側(cè)面延伸。

設(shè)定超聲波的測(cè)定點(diǎn)時(shí)，確保上下點(diǎn)兩點(diǎn)間隔距離在50～100 mm，適當(dāng)集中于水平彎起端的下方，按照1～5順序進(jìn)行編號(hào)。在實(shí)際檢測(cè)過程中，對(duì)測(cè)法一般用于水平方向的檢測(cè)，即發(fā)射與接收超聲波的整個(gè)過程。為了獲得更精準(zhǔn)的漿錨灌漿檢測(cè)數(shù)據(jù)，可附加補(bǔ)充斜測(cè)法，即對(duì)交叉形式下的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行發(fā)射與接收檢測(cè)，根據(jù)獲取的檢測(cè)結(jié)果，判定建筑漿錨灌漿的實(shí)際充盈度，找出存在漏灌、充盈度不足等問題的波紋管。超聲檢測(cè)方法如圖1所示。

圖1 超聲檢測(cè)方法

3 裝配式建筑漿錨灌漿質(zhì)量超聲檢測(cè)實(shí)例

3.1 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

以某裝配式建筑工程漿錨灌漿質(zhì)量檢測(cè)為例，在檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)，以從左到右的順序與漿錨豎孔對(duì)應(yīng)，設(shè)置4條超聲波測(cè)線，以1、2、3、4的形式予以編號(hào)。為了能夠與超聲數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，可在實(shí)際檢測(cè)過程中增加測(cè)點(diǎn)的布置。如果設(shè)置10個(gè)測(cè)點(diǎn)，可以依照1～10順序編號(hào)測(cè)點(diǎn)，將1～4測(cè)點(diǎn)設(shè)置在波紋管，隔離漿錨節(jié)點(diǎn)。在兩根位置不同波紋管的伸出口處布置4號(hào)、5號(hào)測(cè)點(diǎn)，在超聲路徑中其會(huì)經(jīng)過1個(gè)漿錨孔。在波紋管低端伸出口下方設(shè)置余下測(cè)點(diǎn)，在超聲路徑中會(huì)經(jīng)過2個(gè)漿錨孔。超聲測(cè)點(diǎn)編號(hào)如圖2所示。

圖2 超聲測(cè)點(diǎn)編號(hào)

3.2 數(shù)據(jù)處理分析

通過歸納總結(jié)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在四條超聲波測(cè)線上，形成超聲測(cè)點(diǎn)40個(gè)。1～3號(hào)波紋管上方形成測(cè)點(diǎn)12個(gè)，4、5號(hào)得到的測(cè)點(diǎn)共8個(gè)，位于兩根高低波紋管的橫向伸出口間。相比上一階段，聲速平均值較低，波幅平均值有所下降。6～10號(hào)處測(cè)得的測(cè)點(diǎn)共20個(gè)，處于兩根波紋管伸出口下方。相比上一階段，聲速平均值更低，波幅平均值顯著下降。

除去1～5號(hào)超聲測(cè)點(diǎn)，分析6～10號(hào)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)可知，在剪力墻、對(duì)應(yīng)單個(gè)漿錨孔位置，大部分?jǐn)?shù)值顯著偏小。依照混凝土缺陷檢測(cè)的超聲波技術(shù)應(yīng)用規(guī)則，以從大到小的順序?qū)Φ玫降?0個(gè)聲速值進(jìn)行排序，可判定在整個(gè)擬定排序的后半部分內(nèi)，存在可疑測(cè)點(diǎn)4個(gè)，最大聲速值為4.274 m/s，屬于可疑數(shù)據(jù)之一。

按照其他標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)得出聲速平均值，可以計(jì)算得出異常情況聲速的判斷值。與波列視圖對(duì)應(yīng)，在測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)顯著偏小的情況下，其前期的波形并未產(chǎn)生較大的起伏，趨向于水平態(tài)的直線。

在判別灌漿料充盈度時(shí)，應(yīng)以關(guān)鍵的聲學(xué)參量作為基本原則，包括波幅、聲速與波形等。通過深入分析可知，漿錨灌漿質(zhì)量存在可疑的為1號(hào)、4號(hào)測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的孔道。

3.3 實(shí)體開鑿驗(yàn)證

在完成漿錨灌漿料充盈度檢測(cè)一周后，依照相應(yīng)的報(bào)告結(jié)果，實(shí)施實(shí)體開鑿剪力墻的驗(yàn)證環(huán)節(jié)，通過開鑿處理存在可疑性的缺陷部位，驗(yàn)證其是否存在充盈度不足等問題。在實(shí)際開鑿過程中，需要首先記錄超聲測(cè)點(diǎn)在剪力墻前方、后方的具體布設(shè)位置及設(shè)定的開鑿部位。4號(hào)測(cè)點(diǎn)為低伸出口的波紋管漿錨孔，通過開鑿驗(yàn)證可以發(fā)現(xiàn)，其存在充盈度不足的問題。1號(hào)測(cè)點(diǎn)位于剪力墻后方，即伸出口較高的波紋管漿錨孔，開鑿驗(yàn)證顯示，漿錨孔內(nèi)漏灌了部分灌漿料，使波紋管內(nèi)鋼筋呈現(xiàn)裸露狀態(tài)。

4 結(jié)語

在本次裝配式建筑漿錨灌漿料充盈度超聲波檢測(cè)試驗(yàn)研究中，突出了超聲波檢測(cè)技術(shù)的無損化、實(shí)用簡(jiǎn)單化、操作方便化等特點(diǎn)，對(duì)判斷與開發(fā)灌漿料充盈度檢測(cè)新技術(shù)具有重要意義。應(yīng)進(jìn)一步提高裝配式建筑漿錨灌漿料充盈度檢測(cè)水平，可從換能器改制等途徑進(jìn)行優(yōu)化，提高靈敏度，實(shí)現(xiàn)對(duì)灌漿施工缺陷的精準(zhǔn)檢測(cè)。