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

1 超聲法檢測漿錨灌漿料的充盈度

1.1 基本原理

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

以往超聲波技術(shù)普遍被應(yīng)用于混凝土缺陷檢測作業(yè)中，利用超聲波檢測灌漿料在預(yù)制剪力墻、連接施工節(jié)點的充盈度有助于推動檢測技術(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)量檢測技術(shù)體系[1]。

參照混凝土超聲檢測的技術(shù)原理，檢測裝配式建筑漿錨灌漿料充盈度普遍運用超聲波技術(shù)，通過斜測或?qū)y的方法進行檢測，以漿錨節(jié)點為目標(biāo)對象，可得到關(guān)鍵聲學(xué)參量的測量結(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變化等，可判斷灌漿料實際充盈度，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)實際檢測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方法提供參考，但與混凝土缺陷檢測存在較大差異?，F(xiàn)有的超聲波檢測設(shè)備雖符合混凝土缺陷檢測的相關(guān)要求，但其在檢測漿錨灌漿料充盈度方面并不完全適用，在實際檢測作業(yè)過程中，需要根據(jù)灌漿料充盈度檢測的具體要求進行具體分析，尋求適宜的檢測技術(shù)方法。

1.2 換能器的頻率、直徑與檢測缺陷靈敏度

利用超聲波技術(shù)檢測缺陷時，換能器會影響檢測技術(shù)的靈敏度，通常情況下，檢測混凝土缺陷的超聲波頻率段相對固定，一般在50～100 kHz左右。當(dāng)前，大部分混凝土超聲波檢測設(shè)備在換能器方面的配置均為50 kHz，因此，在超聲波波長等因素的影響下，檢測鉆芯位置時難以測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，得到的波長較長，會增大超聲波的瞬時延伸面，易越過缺陷。因此，在選擇或設(shè)定換能器的直徑與頻率時，應(yīng)重點考量缺陷檢測工作的具體需求，如檢測的缺陷大小、尺寸等。一般情況下，可將波長作為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定超聲波測定范圍時，應(yīng)確保能夠檢測的最小缺陷與標(biāo)準(zhǔn)間不存在過大差距。

當(dāng)換能器處于50 kHz時，對缺陷檢測具有遲鈍感，靈敏度不高，若將換能器的頻率轉(zhuǎn)換為500 kHz，其波長會過短，限制測量距離與檢測范圍。現(xiàn)階段，國內(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中，如果需要檢測的缺陷其直徑尺寸小于換能器的直徑，檢測難度較大，缺陷尺寸越小，越難以被檢測設(shè)備發(fā)現(xiàn)。

1.3 換能器的改制

檢測漿錨灌漿料的充盈度與混凝土的缺陷檢測存在較大差異，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，利用超聲波測距漿錨節(jié)點時，其實際測距更短。對灌漿料中存在的細小缺陷進行探測或開展剪力墻短測距作業(yè)時，關(guān)鍵在于匹配、選用適宜的換能器設(shè)備。在經(jīng)濟條件允許的情況下，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的整個過程，得出滿足實際應(yīng)用需求的具體改制方法，充分利用淘汰的超聲波檢測儀。經(jīng)過系統(tǒng)化的改制后，換能器的檢測頻率主要有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時可以發(fā)現(xiàn)，越高的運行頻率產(chǎn)生的波長越短，在較短的傳播距離下，超聲波檢測靈敏度會顯著提高?，F(xiàn)階段，大部分裝配式建筑工程檢測預(yù)制剪力墻的距離普遍較短，一般在200 mm左右。通過檢測多種頻率規(guī)格換能器的實際應(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中應(yīng)用的換能器，改制后的換能器運行頻率更高、波長更短、檢測精準(zhǔn)度更高。除了具備對裝配式建筑漿錨施工節(jié)點灌漿料充盈度的檢測功能外，還可以用于檢測建筑內(nèi)預(yù)制剪力墻的局部是否存在空腔，對墻底部水平黏結(jié)縫的位置其灌漿料是否充盈等進行準(zhǔn)確檢測與判定。

2 裝配式建筑漿錨施工節(jié)點檢測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)置了一個出漿口與注漿口。長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，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)定超聲波的測定點時，確保上下點兩點間隔距離在50～100 mm，適當(dāng)集中于水平彎起端的下方，按照1～5順序進行編號。在實際檢測過程中，對測法一般用于水平方向的檢測，即發(fā)射與接收超聲波的整個過程。為了獲得更精準(zhǔn)的漿錨灌漿檢測數(shù)據(jù)，可附加補充斜測法，即對交叉形式下的測點進行發(fā)射與接收檢測，根據(jù)獲取的檢測結(jié)果，判定建筑漿錨灌漿的實際充盈度，找出存在漏灌、充盈度不足等問題的波紋管。超聲檢測方法如圖1所示。

圖1 超聲檢測方法

3 裝配式建筑漿錨灌漿質(zhì)量超聲檢測實例

3.1 現(xiàn)場檢測

以某裝配式建筑工程漿錨灌漿質(zhì)量檢測為例，在檢測現(xiàn)場內(nèi)，以從左到右的順序與漿錨豎孔對應(yīng)，設(shè)置4條超聲波測線，以1、2、3、4的形式予以編號。為了能夠與超聲數(shù)據(jù)進行對比，可在實際檢測過程中增加測點的布置。如果設(shè)置10個測點，可以依照1～10順序編號測點，將1～4測點設(shè)置在波紋管，隔離漿錨節(jié)點。在兩根位置不同波紋管的伸出口處布置4號、5號測點，在超聲路徑中其會經(jīng)過1個漿錨孔。在波紋管低端伸出口下方設(shè)置余下測點，在超聲路徑中會經(jīng)過2個漿錨孔。超聲測點編號如圖2所示。

圖2 超聲測點編號

3.2 數(shù)據(jù)處理分析

通過歸納總結(jié)試驗數(shù)據(jù)可知，在四條超聲波測線上，形成超聲測點40個。1～3號波紋管上方形成測點12個，4、5號得到的測點共8個，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號處測得的測點共20個，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號超聲測點，分析6～10號測點數(shù)據(jù)可知，在剪力墻、對應(yīng)單個漿錨孔位置，大部分數(shù)值顯著偏小。依照混凝土缺陷檢測的超聲波技術(shù)應(yīng)用規(guī)則，以從大到小的順序?qū)Φ玫降?0個聲速值進行排序，可判定在整個擬定排序的后半部分內(nèi)，存在可疑測點4個，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，可以計算得出異常情況聲速的判斷值。與波列視圖對應(yīng)，在測點數(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，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、4號測點對應(yīng)的孔道。

3.3 實體開鑿驗證

在完成漿錨灌漿料充盈度檢測一周后，依照相應(yīng)的報告結(jié)果，實施實體開鑿剪力墻的驗證環(huán)節(jié)，通過開鑿處理存在可疑性的缺陷部位，驗證其是否存在充盈度不足等問題。在實際開鑿過程中，需要首先記錄超聲測點在剪力墻前方、后方的具體布設(shè)位置及設(shè)定的開鑿部位。4號測點為低伸出口的波紋管漿錨孔，通過開鑿驗證可以發(fā)現(xiàn)，其存在充盈度不足的問題。1號測點位于剪力墻后方，即伸出口較高的波紋管漿錨孔，開鑿驗證顯示，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試驗研究中，突出了超聲波檢測技術(shù)的無損化、實用簡單化、操作方便化等特點，對判斷與開發(fā)灌漿料充盈度檢測新技術(shù)具有重要意義。應(yīng)進一步提高裝配式建筑漿錨灌漿料充盈度檢測水平，可從換能器改制等途徑進行優(yōu)化，提高靈敏度，實現(xiàn)對灌漿施工缺陷的精準(zhǔn)檢測。