预制混凝土构件连接节点灌浆饱满度无损检测技术

装配式建筑通过预制构件连接实现高效施工，但其节点灌浆质量隐蔽性强，传统人工检查难以满足精度要求。以某市 2022 年竣工的 3 栋装配式住宅为例，项目采用钢筋套筒灌浆连接工艺，在竣工验收中发现 15% 的连接节点存在灌浆不密实缺陷，导致局部抗压强度下降。

1 案例概况

某高层装配式住宅项目总建筑面积 12.8 万㎡，采用预制剪力墙、叠合楼板及全灌浆套筒连接工艺，设计要求套筒灌浆饱满度 ≈90% 。主体结构验收阶段随机抽检 50 个节点，经局部破损法验证发现：套筒内部存在多处工艺缺陷，其中最大空洞体积达 15.2cm³ ，集中分布于出浆口下方 15.25cm 区域；浆料收缩裂缝宽度达 0.18-0.35mm ，沿钢筋表面纵向延伸；叠合剪力墙底部接缝出现 42cm 长的结合面脱粘，沿接缝中段延伸。传统“出浆口冒浆”判定标准仅反映终凝状态，无法捕捉浆料离析等早期缺陷。项目复检显示，预埋传感器法监测的初凝前灌浆饱满度均值与实际破损验证值相关系数仅 0.68（ p=0.03 ），暴露传统工艺存在系统性质量管控盲区，亟需引入多参数耦合检测技术。

2 预制混凝土构件连接节点灌浆饱满度无损检测方法

2.1 施工阶段：预埋振动传感器监测

在套筒出浆口底部预埋微型阻尼振动传感器，通过实时采集灌浆料固化过程中的振动衰减信号，建立“介质特性-振幅衰减率”关系模型。该技术通过高精度传感器捕捉灌浆料由液态向固态转变时的微振动特征，基于不同介质对振动波的阻尼效应差异，构建灌浆密实度与振幅衰减率的量化关联。工程实践表明，传感器可实现灌浆液面高度的动态追踪，当液面下降至预警阈值时，系统自动触发补灌指令，使初凝前响应时间缩短，有效避免浆料离析。监测数据与极限拉拔试验的拟合优度达 0.92，证明传感器信号能精准反映节点实际受力状态。在某标准层墙柱节点质量监测中，传感器法检测的灌浆饱满度均值较人工观察法提升，误判率下降，验证了该技术在隐蔽工程质量管控中的显著优势。

2.2 验收阶段：阵列式超声波横波检测

采用多通道超声横波扫描仪沿套筒轴向实施高密度条纹扫描，通过发射 2.5MHz 横波并接收界面反射信号，利用空气介质与混凝土、钢材的声阻抗差异（差异系数达 13.8 倍）实现缺陷边界精准识别。技术实施中，根据套筒直径动态调整扫描间距，当套筒外径 ⩽180mm 时采用 5mm 步进扫描，外径 >180mm 时采用 8mm 步进扫描，同步构建钢筋定位矩阵避开主筋区域干扰。检测系统集成增强现实引擎，将超声相位阵列数据与 BIM 模型进行空间配准，通过色阶渲染技术将缺陷深度、尺寸等参数映射至构件三维实体模型。在该工程剪力墙节点检测中，该技术成功识别直径 12.3mm 的球形浆料脱空区，缺陷空间坐标与开挖验证结果偏差仅 2.7mm ，验证了亚毫米级空间定位精度，较传统单点检测法缺陷识别率提升。

2.3 辅助验证：冲击回波法定位缺陷深度

通过机械冲击激发低频弹性波（频率范围 20-200kHz ），利用混凝土介质波阻抗差异实现缺陷特征提取。当弹性波遭遇脱粘界面时，产生多次反射形成特征频谱，经傅里叶变换可解算缺陷深度，实测值与钻孔验证结果标准差仅 3.2mm. 。针对收缩裂缝，通过分析波包能量衰减曲线斜率变化，建立裂缝开度与频谱弥散指数关系模型，实现裂缝活动性定量判别。在该工程地下车库顶板检测中，该方法成功识别 0.15mm 级微裂缝，并根据频谱特征判定其中 37% 为活性裂缝，为后续碳纤维加固提供了精准靶向。

2.4 多技术协同检测策略

建立“预埋监测-超声普查-冲击回波验证”三级检测流程：施工阶段按风险等级实施差异化布控，外墙竖向构件传感器覆盖率 gtrsim30% ，重点监测套筒出浆口下方 20-40cm 高风险区域，采用阻尼振动传感器以 10Hz 采样频率捕捉浆料相变特征；验收阶段针对预埋监测报警区域开展超声横波普查，按套筒规格动态调整扫描间距，对直径 180mm 以下套筒采用 5mm 步进扫描，构建 C 扫描图像筛查可疑缺陷区域；对超声异常区域实施冲击回波频谱分析，通过 0-200kHz 多频段激发获取缺陷回波时差，结合波速-缺陷尺寸关系模型，实现空洞直径、裂缝开度及脱粘深度的三维定量解析，缺陷几何参数识别误差 ⩽5mm 。

3 结语

本文通过实际工程案例验证，构建了覆盖施工全周期的灌浆饱满度无损检测技术体系。预埋传感器法实现了灌浆质量的实时监控，阵列式超声波与冲击回波法的融合应用则突破了隐蔽缺陷的精准定位难题。工程实践表明，该技术体系可使灌浆饱满度检测合格率提升至 95% 以上，检测效率较传统方法提高。结合 BIM 模型与物联网技术，可进一步实现检测数据的数字化交付与全生命周期质量追溯，为装配式建筑高质量发展提供关键技术支撑。

参考文献

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[2]吴玉龙,顾盛,张军,等.灌浆饱满度对钢筋套筒灌浆连接接头力学性能的影响研究[J].工程质量,2020(5):12-13.

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