装配式建筑套筒灌浆饱满度检测的新方法与质量评价标准

引言

近年来，随着建筑工业化进程的加速，装配式建筑凭借其高效、环保、质量可控等优势得到了广泛应用。在装配式建筑结构中，钢筋套筒灌浆连接是一种常用的连接方式，其连接质量对结构的整体性能起着至关重要的作用。而套筒灌浆饱满度是衡量套筒灌浆连接质量的核心指标之一。若灌浆不饱满，会导致钢筋与套筒之间的粘结力不足，降低结构的承载能力和抗震性能，严重威胁建筑的安全使用。

传统的套筒灌浆饱满度检测方法主要有直接观察法、敲击法等。直接观察法仅能检测灌浆孔、出浆孔附近的灌浆情况，无法得知套筒内部的真实饱满度；敲击法主观性较强，检测结果的准确性和可靠性难以保证。这些方法的局限性促使科研人员不断探索新的检测技术。

与此建立科学合理的质量评价标准对于准确判断套筒灌浆质量至关重要。目前，相关规范和标准对套筒灌浆饱满度的要求和评价方法还不够完善，在实际工程应用中存在一定的模糊性。因此，开展装配式建筑套筒灌浆饱满度检测的新方法与质量评价标准的研究具有重要的理论和现实意义。

一、装配式建筑套筒灌浆饱满度检测新方法

1. 冲击回波法

冲击回波法基于应力波在混凝土介质中的传播特性，通过在构件表面施加瞬态机械冲击激发弹性波，利用高灵敏度加速度传感器接收由内部界面或缺陷反射的应力波信号。通过对时域波形进行频谱分析与层析成像处理，可精确识别套筒内部灌浆体的连续性与密实性，定位空洞、夹杂或未灌区等缺陷。该方法具备非破损、分辨率高、可量化评估的优势，适用于复杂配筋环境下套筒接头的深度检测。实际工程应用表明，其对直径 ⩾20mm 的灌浆套筒可实现毫米级缺陷识别，检测深度可达 300mm 以上，显著优于传统敲击法。结合有限元正演模拟与实测波形比对，可进一步提升反演精度。然而，该方法对边界条件、传感器耦合状态及激励源一致性敏感，需严格控制现场测试参数；同时，信号解释依赖专业软件与技术人员对波速标定、模态分离及多重反射的准确判读，数据处理流程复杂。此外，高端设备采购与维护成本较高，限制了其在中小型项目的普及应用。因此，宜作为关键节点或争议部位的验证性检测手段，并与红外热像、超声透射等方法形成互补技术体系。

2. 红外热像法

红外热像法基于热传导差异原理，通过红外热成像技术检测套筒表面温度场分布以评估内部灌浆饱满度。当套筒内部灌浆存在不密实、空洞或断续等缺陷时，其热阻特性与密实区域形成差异，在外部热激励（如太阳辐射、人工加热或自然冷却）作用下，导致表面温度响应不同。利用高分辨率红外热像仪采集瞬态或稳态热图像，结合热传导反演算法，可识别内部缺陷的空间分布。该方法具有非接触、大面积快速扫描、检测效率高等优势，适用于施工现场对大量套筒接头的初步筛查。研究表明，在温差显著且环境可控条件下，表面温度异常区与灌浆缺陷位置具有较高相关性。然而，该方法受环境温湿度、风速、日照角度及表面 emissivity 不均等因素影响显著，易产生误判。此外，热波衰减随深度增加而增强，对深部（通常大于 3 倍直径）灌浆缺陷的识别灵敏度显著下降。因此，宜作为辅助检测手段，结合冲击回波等深层探测方法进行综合判识，并需制定标准化的检测工况与图像后处理流程，以提升检测结果的可靠性与可比性。

二、装配式建筑套筒灌浆饱满度质量评价标准

1. 基于检测数据的定量评价标准

基于检测数据的定量评价标准应综合多参数指标，构建系统化判据体系。对于冲击回波法，除反射波幅值外，尚需引入主频偏移率、波形衰减特征及到达时间差等参数，建立多维度阈值模型。当反射波主频显著低于理论值或波形出现异常多次反射时，可判定为灌浆密实度不足；通过时频分析识别界面反射特征，结合套筒几何尺寸反演缺陷深度与范围。针对红外热像法，应在稳态温差条件下提取表面温度场数据，计算局部温度标准差与梯度矢量模值，设定环境修正系数以消除日照、风速等干扰。当测区温度离散度超过 0.8∘C 且梯度峰值持续存在时，判定为内部存在空洞或不密实缺陷。建议引入归一化指数，如灌浆饱满度指数（GSI），融合幅值比、频率偏移率与温度变异系数，形成0–1量化评分体系。该标准应依据构件重要性等级进行分级控制，关键受力节点GSI 阈值不低于 0.90，一般部位不低于 0.85。定量评价过程需配套数据采集规范与信号处理流程，确保检测结果可重复、可溯源，为工程质量验收提供具备统计学意义的客观判据。

2. 结合结构性能的综合评价标准

结合结构性能的综合评价标准需综合考虑套筒灌浆连接在整体结构中的力学行为与抗震性能。应依据构件在结构体系中的重要性等级，对关键受力节点（如框架梁柱节点、剪力墙底部加强区）实施差异化控制，其灌浆饱满度要求应高于一般连接部位。通过非线性有限元分析模拟不同灌浆缺陷工况下接头的荷载传递机制、刚度退化特性及滞回耗能能力，揭示灌浆不密实对连接强度、延性和刚度的影响规律。研究表明，当灌浆饱满度低于 85% 时，接头抗剪承载力下降显著，裂缝发展提前，可能引发脆性剪切破坏，削弱结构整体延性。在地震作用下，局部空洞将导致应力集中和塑性铰外移，降低结构耗能能力与抗震可靠性。因此，建议将结构性能退化阈值作为评价依据，当灌浆缺陷导致连接承载力降低超过 15% 或位移延性系数下降超过 20% 时，判定为不满足综合评价要求。综合评价应融合检测数据与结构性能指标，建立基于安全储备与功能保障的分级判据体系，提升评价结果的工程适用性与安全性保障水平。

结论

装配式建筑套筒灌浆饱满度检测的新方法与质量评价标准的研究对于保障装配式建筑的质量和安全具有重要意义。冲击回波法、红外热像法等新检测方法为准确检测套筒灌浆饱满度提供了有效的手段，它们各有优缺点，在实际应用中应根据具体情况选择合适的检测方法。建立科学合理的质量评价标准是确保套筒灌浆质量的关键。基于检测数据的定量评价标准和结合结构性能的综合评价标准相结合，能够更加全面、准确地评价套筒灌浆质量。

未来，还需要进一步完善检测方法和质量评价标准。不断改进现有检测技术，提高检测精度和可靠性，降低检测成本；结合更多的工程实践经验，细化和优化质量评价标准，使其更加符合实际工程需求。加强对检测人员的培训，提高其专业技术水平，确保检测结果的准确性和可靠性，为装配式建筑行业的健康发展提供有力保障。

参考文献：

[1] 王晶晶 . 装配式建筑套筒灌浆饱满度和密实度检测方法研究 [J]. 中国新技术新产品 ，2024，（12）：79-81.

[2] 王佳辉 . 装配式建筑套筒灌浆连接饱满度试验与数值仿真研究 [D]. 湖北省 ： 华中科技大学 ，2022.