嚴(yán) 振

(通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)(上海)有限公司，上海 201319)

近年來(lái)裝配式建筑呈現(xiàn)良好發(fā)展態(tài)勢(shì)，在促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，推動(dòng)城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域綠色發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展方面發(fā)揮了重要作用。在裝配式結(jié)構(gòu)中，只有采用可靠的施工方案與工藝，才能保證裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的整體性能達(dá)到傳統(tǒng)現(xiàn)澆的混凝土結(jié)構(gòu)性能水平。由于鋼筋套筒灌漿連接構(gòu)件構(gòu)造復(fù)雜又屬于隱蔽工程，混凝土構(gòu)件間接縫若出現(xiàn)漏漿會(huì)引起鋼筋套筒灌漿構(gòu)件質(zhì)量問題，影響裝配式結(jié)構(gòu)的整體性能及安全性，所以有必要對(duì)新建裝配式結(jié)構(gòu)鋼筋套筒灌漿結(jié)構(gòu)中的缺陷進(jìn)行檢測(cè)[1-3]。

在現(xiàn)有的裝配式構(gòu)件鋼筋套筒灌漿質(zhì)量檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上，開發(fā)了一種在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)灌漿養(yǎng)護(hù)達(dá)到一定齡期后，在套筒出漿管口鉆孔埋置螺絲釘并進(jìn)行拉拔的質(zhì)量檢測(cè)方法。在出漿管口鉆進(jìn)一定深度和直徑的小孔，注入環(huán)氧樹脂膠并將螺絲釘埋入其中，等待約20 min，待環(huán)氧樹脂膠完全凝固后將出漿管道內(nèi)的灌漿料拔出。試驗(yàn)結(jié)果表明，該方法具有可操作性，出漿管道內(nèi)灌漿料能順利拔出，且套筒出漿管內(nèi)灌漿料被抽芯后形成的通道可達(dá)到后續(xù)對(duì)裝配式構(gòu)件灌漿質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)和修復(fù)的目的。

1 可行性試驗(yàn)

1.1 黏接強(qiáng)度試驗(yàn)

1.1.1 灌漿料試件制作

在溫度為(20±2) ℃，相對(duì)濕度大于50%的實(shí)驗(yàn)室，將標(biāo)號(hào)為C85的灌漿料和水以100…12的比例充分拌合，倒入事先準(zhǔn)備的規(guī)格為150 mm×150 mm×300 mm(長(zhǎng)×寬×高)的模具中成型后，放入相對(duì)濕度不低于90%，水溫為(20±1) ℃的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù)14 d。并在試塊上均布鉆入直徑為4 mm，深度(L1)分別為20,25,30 mm的孔洞，并做好標(biāo)記。

1.1.2 螺絲釘埋入

選用直徑為4mm，長(zhǎng)度為50 mm的大平頭螺絲釘，為方便拉拔，連同墊片一起使用。將環(huán)氧樹脂A、B膠按1…1比例充分?jǐn)嚢杌旌?，涂抹于孔?nèi)壁和螺絲釘上，將螺絲釘分別埋入每個(gè)孔內(nèi)，靜置等待膠水凝固約20 min。鉆孔埋入螺絲釘后的灌漿料試件實(shí)物如圖1所示。

圖1 鉆孔埋入螺絲釘后的灌漿料試件實(shí)物

1.1.3 拉拔試驗(yàn)

拉拔試驗(yàn)選用HC-MD60型高精度鉚釘拉拔儀(見圖2)，將待拉拔的螺絲釘放入夾具后以0.16 kN·s-1的速率手動(dòng)勻速緩慢加載，直到螺絲釘被完全拔出，并記錄加載過程中的峰值荷載F1。

圖2 試驗(yàn)用數(shù)顯拉拔儀實(shí)物

1.1.4 試驗(yàn)結(jié)果

每個(gè)埋入深度測(cè)試6次，3組共18個(gè)不同埋入深度的螺絲釘拉拔荷載峰值結(jié)果如表1所示。

表1 黏接強(qiáng)度拉拔荷載峰值結(jié)果

在表1的結(jié)果中出現(xiàn)了異常數(shù)據(jù)(L1=20 mm,編號(hào)5)，觀察拔出的螺絲釘表面，發(fā)現(xiàn)該螺絲釘螺紋表面未完全附著膠水，導(dǎo)致黏接強(qiáng)度小于正常數(shù)據(jù)，所以在埋入螺絲釘時(shí)，應(yīng)使得膠水完全覆蓋螺絲釘埋入部分的螺紋表面，以確保達(dá)到最佳的黏接效果。

不同埋入深度和拉拔荷載峰值平均值間的關(guān)系曲線如圖3所示。

圖3 埋入深度和拉拔荷載峰值關(guān)系曲線

從表1的數(shù)據(jù)和圖3的曲線可以看出，當(dāng)埋入深度L1為20，25，30 mm時(shí)，拉拔荷載峰值的平均值F1分別為1.514，2.408，3.114 kN，鉆孔的深度與拉拔荷載峰值接近線性關(guān)系，但是當(dāng)埋入深度L1=30 mm時(shí)，拉拔過程中的荷載峰值數(shù)據(jù)相對(duì)離散程度較大。

在試件上鉆孔時(shí)如觀察到有灌漿料浮灰，需對(duì)其及時(shí)進(jìn)行清理，如果鉆孔完成后孔內(nèi)浮灰未處理干凈，會(huì)降低螺絲釘與灌漿料的黏接強(qiáng)度。在現(xiàn)場(chǎng)采用水平方向鉆孔、埋釘、拉拔抽芯法，鉆孔后應(yīng)把浮灰清理干凈，并使膠水完全覆蓋螺絲釘，以保證黏接強(qiáng)度。圖4為表1中編號(hào)為17號(hào)試驗(yàn)點(diǎn)的拉拔結(jié)果，當(dāng)鉆孔深度L1為30 mm時(shí)，拉拔荷載峰值為4.284 kN，埋入的螺絲釘連帶試塊表層的灌漿料一同被拔出，表明試塊表層的灌漿料受到破壞，即此時(shí)螺絲釘?shù)酿そ訌?qiáng)度大于試塊表層灌漿料的強(qiáng)度。

圖4 17號(hào)試驗(yàn)點(diǎn)拉拔結(jié)果

1.2 套管內(nèi)灌漿料拔出試驗(yàn)

1.2.1 試件制作

根據(jù)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，試驗(yàn)采用材料為聚氯乙烯，內(nèi)徑為17 mm，外徑為20 mm，系列長(zhǎng)度為40～150 mm的出漿管制作試件。

在溫度為(20±2) ℃，相對(duì)濕度大于50%的實(shí)驗(yàn)室，將灌漿料和水以100…12的比例充分拌合，灌入事先備置的長(zhǎng)度分別為40,60,80,100,150 mm的出漿管中成型，然后在與1.1.1節(jié)相同的試驗(yàn)條件下養(yǎng)護(hù)14 d后取出鉆孔。在每個(gè)套管一端的灌漿料中心點(diǎn)，鉆入直徑為4 mm，深度分別為20,25,30 mm的孔洞，并做好標(biāo)記。

1.2.2 螺絲釘埋入

采用與1.1.2節(jié)試驗(yàn)相同的方法埋入螺絲釘。

1.2.3 拉拔試驗(yàn)

首先，將制作養(yǎng)護(hù)完成的灌漿套管固定好，放置一塊鉆有孔洞的鋼板，鋼板規(guī)格為200 mm×100 mm×15 mm(長(zhǎng)×寬×厚)，孔洞內(nèi)徑等于套管內(nèi)徑，用于拉拔時(shí)提供反向作用力，便于灌漿料與套管分離;然后,將螺絲釘端頭穿過鋼板孔洞放入拉拔儀的夾具中，同樣以0.16 kN·s-1的速率進(jìn)行手動(dòng)勻速加載，直到螺絲釘連帶灌漿料一同被完全拔出，并記錄加載過程中的峰值荷載。套管內(nèi)灌漿料拔出試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)如圖5所示。鉆孔深度確定時(shí)，對(duì)不同長(zhǎng)度的出漿管進(jìn)行3次試驗(yàn)，共15次試驗(yàn)。

圖5 套管內(nèi)灌漿料拔出試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)

1.2.4 試驗(yàn)結(jié)果

鉆孔深度為20 mm時(shí)，不同長(zhǎng)度(L)的出漿管套管灌漿料拉拔荷載峰值如表2所示。

表2 鉆孔深度為20 mm時(shí)的套管拉拔荷載峰值

由表2可以看出，當(dāng)鉆孔埋入螺絲釘深度為20 mm時(shí)，長(zhǎng)度為150 mm的出漿管內(nèi)的灌漿料均未能拔出。即鉆孔埋入螺絲釘深度為20 mm時(shí)，其黏接強(qiáng)度不能滿足拔出管內(nèi)長(zhǎng)度為150 mm的灌漿料的要求。

鉆孔深度為25 mm時(shí)，不同長(zhǎng)度的出漿管套管灌漿料拉拔荷載峰值如表3所示。

表3 鉆孔深度為25 mm時(shí)的套管拉拔荷載峰值

鉆孔深度為30 mm時(shí)，不同長(zhǎng)度的出漿管套管灌漿料拉拔荷載峰值如表4所示。

表4 鉆孔深度為30 mm時(shí)的套管拉拔荷載峰值

由表3，4可以看出，在孔深為25 mm和30 mm的情況下，管內(nèi)的灌漿料都能被拔出，拉拔荷載峰值基本不受鉆孔深度的影響，出漿管灌漿料長(zhǎng)度與拉拔荷載峰值的關(guān)系曲線如圖6所示。

圖6 出漿管灌漿料長(zhǎng)度與拉拔荷載峰值的關(guān)系曲線

由圖6可見，出漿管灌漿料長(zhǎng)度與其管內(nèi)灌漿料拔出荷載峰值基本呈線性關(guān)系。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

黏接強(qiáng)度試驗(yàn)和套管內(nèi)灌漿料拔出試驗(yàn)結(jié)果表明，只有埋入螺絲釘?shù)酿そ訌?qiáng)度大于出漿管灌漿料拉拔荷載峰值，即埋入螺絲釘?shù)酿そ恿Υ笥诠酀{料與出漿管套筒間的摩擦力時(shí)，出漿管灌漿料才能夠被成功拔出。

對(duì)比黏接強(qiáng)度試驗(yàn)與套管內(nèi)灌漿料拔出試驗(yàn)的結(jié)果，當(dāng)埋入深度為20 mm時(shí)，長(zhǎng)度為100 mm的灌漿料拉拔荷載峰值平均值為1.296 kN，小于埋入螺絲釘?shù)酿そ訌?qiáng)度(1.514 kN)，所以40～100 mm長(zhǎng)的灌漿料能被順利拔出；而將長(zhǎng)度為150 mm的灌漿料拔出所需的荷載值約為1.83 kN，大于1.514 kN，所以埋深為20 mm的螺絲釘黏接強(qiáng)度達(dá)不到長(zhǎng)度為150 mm的灌漿料拔出要求；當(dāng)埋入深度為25 mm和30 mm時(shí)，埋入的螺絲釘黏接強(qiáng)度為2.408 kN和3.114 kN，顯然大于1.83 kN，因此可以順利拔出。試驗(yàn)結(jié)果表明，在清孔干凈、埋釘黏接正常的情況下，埋入深度為25 mm和30 mm的螺絲釘均能夠滿足將長(zhǎng)度為40～150 mm的出漿管灌漿料順利拔出的要求。

3 結(jié)語(yǔ)

(1) 鉆孔埋釘拉拔法是一種簡(jiǎn)便可行、低成本、隨機(jī)、快速、實(shí)用的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)灌漿套筒出漿管內(nèi)灌漿料進(jìn)行抽芯的方法。

(2) 建議在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)鉆取直徑為4 mm，深度為25 mm的孔，并埋入螺絲釘進(jìn)行拉拔，在抽芯前也可對(duì)出漿管端部進(jìn)行錘擊，以利于灌漿料的拔出。

(3) 灌漿料拔出后，可采用內(nèi)窺鏡等儀器對(duì)套筒內(nèi)灌漿料缺陷位置進(jìn)行觀察，同時(shí)對(duì)灌漿飽滿度進(jìn)行判斷分析。

(4) 對(duì)存在缺陷的灌漿套筒，可利用出漿孔內(nèi)的灌漿料被抽芯拔出后形成的通道，對(duì)裝配式構(gòu)件灌漿進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)與修復(fù)。