装配式结构灌浆套筒连接质量缺陷检测方法及应用现状研究
Research on Quality Defect Detection Method and Application Status of Assembled Structure Grouting Sleeve Connection
摘要: 随着我国经济社会的飞速发展，装配式结构应用广泛。然而由于装配式结构连接时采用的套筒灌浆连接工艺水平较高，其质量缺陷问题层出不穷，相应的灌浆套筒缺陷质量检测方法就应运而生。本文结合常用的灌浆套筒形式，对当前灌浆套筒连接技术应用总结，重点分析了灌浆套筒缺陷的形式。从有损检测和无损检测两个方面对质量缺陷检测方法进行总结，包括超声波检测法、工业传感器检测法、冲击回波检测法、X射线工业CT检测法、工业内窥镜检测法和坐标定位检测法等，从技术的原理、设备情况、市场应用情况等开展综合分析。分析了套筒灌浆质量检测方法的发展趋势，并对缺陷检测的技术发展提出了意见。
Abstract: With the rapid development of China’s economy and society, assembly structure is widely used. However, due to the high level of the sleeve grouting connection technology used in the assembly structure connection, the quality defects emerge in an endless stream, and the corresponding grouting sleeve defect quality detection method arises at the right moment. This paper summarizes the application of current grouting sleeve connection technology based on the commonly used grouting sleeve form, and focuses on the analysis of the defect form of grouting sleeve. From two aspects of damage detection and non-destructive testing, quality defect detection method is summarized, including ultrasound, industrial sensor test and the shock echo method, X-ray industrial CT test, industrial endoscope test and coordinates test, etc., from the principle of technology, the equipment situation and market application of comprehensive analysis. The development trend of sleeve grouting quality detection method was analyzed, and the technical development suggestion of defect detection was put forward.
文章引用：薛恺文, 赵玉帅, 张营营. 装配式结构灌浆套筒连接质量缺陷检测方法及应用现状研究[J]. 土木工程, 2022, 11(1): 79-99. https://doi.org/10.12677/HJCE.2022.111010

参考文献

[1] 肖顺, 李向民, 许清风. 装配整体式混凝土结构套筒灌浆质量检测与缺陷整治的研究进展[J]. 建筑结构, 2021, 51(5): 104-116.
[2] 施佳君, 等. 装配式混凝土建筑套筒灌浆质量检测方法应用现状[J]. 建筑结构, 2019, 49(S2): 545-549.
[3] 赵唯坚, 等. 预制装配式剪力墙结构竖向连接形式的发展现状[J]. 工业建筑, 2014, 44(4): 115-121+59.
[4] 李善继, 冯身强, 魏英杰. 装配式混凝土结构预制构件灌浆套筒安装与质量控制技术研究[J]. 四川建筑科学研究, 2017, 43(1): 145-148.
[5] 北京榆构有限公司. JG/T408-2019. 钢筋连接用套筒灌浆料[S]. 北京: 中国标准出版社, 2019.
[6] Sayadi, A., et al. (2014) The Relationship between Interlocking Mechanism and Bond Strength in Elastic and Inelastic Segment of Splice Sleeve. Construction and Building Materials, 55, 227-237.
[Google Scholar] [CrossRef] 
[7] Henin, E. and Morcous, G. (2015) Non-Proprietary Bar Splice Sleeve for Precast Concrete Construction. Engineering Structures, 83, 154-162.
[Google Scholar] [CrossRef] 
[8] 郑永峰, 郭正兴, 张新. 套筒内腔构造对钢筋套筒灌浆连接黏结性能的影响[J]. 建筑结构学报, 2018, 39(9): 158-166.
[9] 余琼, 等. 两种因素影响下套筒约束浆锚搭接接头拉伸试验[J]. 哈尔滨工业大学学报, 2016, 48(12): 34-42.
[10] 郑清林. 灌浆缺陷对套筒连接接头和构件性能影响的研究[硕士学位论文]. 北京: 中国建筑科学研究院, 2017: 134.
[11] Sansalone, M. and Carino, N.J. (1986) Impact-Echo: A Method for Flaw Detection in Concrete Using Transient Stress Waves. Technical Report, National Bureau of Standards (NEL), Gaithersburg, MD.
[12] Carino, N.J. and Sansalone, M. (1992) Detection of Voids in Grouted Ducts Using the Impact-Echo Method. Materials Journal, 89, 296-303.
[Google Scholar] [CrossRef] 
[13] Jaeger, B.J., Sansalone, M.J. and Poston, R.W. (1996) Detecting Voids in Grouted Tendon Ducts of Post-Tensioned Concrete Structures Using the Impact-Echo Method. Structural Journal, 93, 462-473.
[Google Scholar] [CrossRef] 
[14] Zhu, J. and Popovics, J.S. (2007) Imaging Concrete Structures Using Air-Coupled Impact-Echo. Journal of Engineering Mechanics, 133, 628-640.
[Google Scholar] [CrossRef] 
[15] Hill, M., McHugh, J. and Turner, J. (2000) Cross-Sectional Modes in Impact-Echo Testing of Concrete Structures. Journal of Structural Engineering, 126, 228-234.
[Google Scholar] [CrossRef] 
[16] Gibson, A. and Popovics, J. (2005) Lamb Wave Basis for Impact-Echo Method Analysis. Journal of Engineering Mechanics, 131, 438-443.
[Google Scholar] [CrossRef] 
[17] Medina, R. and Garrido, M. (2007) Improving Impact-Echo Method by Using Cross-Spectral Density. Journal of Sound and Vibration, 304, 769-778.
[Google Scholar] [CrossRef] 
[18] Dai, X., Zhua, J. and Tsai, Y.-T. (2011) Use of Parabolic Reflector to Amplify In-Air Signals Generated during Impact-Echo Testing. The Journal of the Acoustical Society of America, 130, EL167.
[Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
[19] Dai, X. and Zhu, J. (2013) A Focused Electric Spark Source for Non-Contact Stress Wave Excitation in Solids. The Journal of the Acoustical Society of America, 134, EL513.
[Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
[20] Sagar, D., Hamid, R. and Khalim, A.R. (2012) Algorithm for Automatic Data Interpretation Software for Concrete Slab in Impact Echo Method. Materials and Structures, 45, 727-746.
[Google Scholar] [CrossRef] 
[21] Oh, T.K., et al. (2015) A Study on the Influence Factors on Flexural and Thickness Modes in the Impact-Echo Test. Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea, 28, 659-666.
[Google Scholar] [CrossRef] 
[22] Chaudhary, M.T.A. (2013) Effectiveness of Impact Echo Testing in Detecting Flaws in Prestressed Concrete Slabs. Construction and Building Materials, 47, 753-759.
[Google Scholar] [CrossRef] 
[23] Hsieh, C.-T., Lin, Y. and Lin, S.-K. (2017) Impact-Echo Method for the Deterioration Evaluation of Near-Surface Mounted CFRP Strengthening under Outdoor Exposure Conditions. Materials and Structures, 50, Article No. 72.
[Google Scholar] [CrossRef] 
[24] Choi, H. and Azari, H. (2017) Guided Wave Analysis of Air-Coupled Impact-Echo in Concrete Slab. Computers and Concrete, 20, 257-262.
[25] Hong, S. and Kim, S. (2019) Estimation of Compressive Strength and Member Size of Steel Fiber Reinforced Concrete Using Stress Wave-Driven Nondestructive Test Methods. International Journal of Concrete Structures and Materials, 13, Article No. 49.
[Google Scholar] [CrossRef] 
[26] 罗骐先, 傅翔, 宋人心. 冲击反射法检测混凝土内部缺陷与厚度[J]. 混凝土, 1991(5): 21-24.
[27] 周履. 利用冲击回波评估力筋管道[J]. 国外桥梁, 1998(1): 37-40.
[28] 宁建国, 黄新, 曲华, 李学慧. 冲击回波法检测混凝土结构[J]. 中国矿业大学学报, 2004, 33(6): 97-101.
[29] 黄建新. 冲击回波法在混凝土结构无损检测中的应用[硕士学位论文]. 南京: 河海大学, 2006: 70.
[30] 曲华, 宁建国, 李学慧. 利用瑞利波频谱分析法无损检测混凝土结构[J]. 混凝土, 2006(2): 76-80.
[31] 姚华, 黄福伟, 唐钰升. 扫描式冲击回波法检测预应力管道灌浆质量的模型试验研究[J]. 公路交通技术, 2009(1): 50-52+61.
[32] 杨永波. 空心圆柱结构及板型结构中的导波检测理论研究[博士学位论文]. 武汉: 中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所), 2009: 144.
[33] 刘恩才, 刘兆龙, 曹磊. 冲击回波法在混凝土路面质量检测中的应用[J]. 山西建筑, 2012, 38(10): 158-159.
[34] 胡林翼. 基于小波分析的冲击回波法预应力管道压浆质量检测[J]. 湖南城市学院学报(自然科学版), 2013, 22(1): 16-19.
[35] 喻波, 等. 混凝土桥梁金属波纹管注浆质量声波检测法探讨[J]. 公路工程, 2012, 37(2): 1-3+7.
[36] 胡志鹏. 基于模态曲率和冲击回波法识别无砟轨道混凝土结构内部伤损[硕士学位论文]. 成都: 西南交通大学, 2015: 84.
[37] 徐磊, 渠广镇. 冲击回波法在预应力小箱梁管道灌浆质量检测中的应用[J]. 公路交通科技(应用技术版), 2018, 14(10): 21-23.
[38] 严鹏南. 曲面板空气耦合冲击回波响应特性研究[硕士学位论文]. 徐州: 中国矿业大学, 2019: 112.
[39] 张雍阳. 基于空气耦合冲击回波的灌浆套筒密实性研究[硕士学位论文]. 徐州: 中国矿业大学, 2020: 95.
[40] 史超男, 刘梦溪. 基于冲击回波法检测套筒灌浆缺陷试验研究[J]. 科学技术创新, 2021(11): 186-187.
[41] 杨静. 基于X射线图像的焊缝缺陷检测与识别技术[硕士学位论文]. 太原: 中北大学, 2008: 77.
[42] 刘俊敏. 工业X射线检测图像处理关键技术研究[硕士学位论文]. 重庆: 重庆大学, 2006: 72.
[43] 高润东, 等. 基于X射线工业CT技术的套筒灌浆密实度检测试验[J]. 无损检测, 2017, 39(4): 6-11+37.
[44] 张富文, 等. 便携式X射线技术检测套筒灌浆密实度研究[J]. 施工技术, 2017, 46(17): 6-9+61.
[45] 肖杨. 基于CT技术的套筒灌浆连接件检测方法研究[硕士学位论文]. 重庆: 重庆大学, 2018: 82.
[46] 郑周练, 等. 基于CT技术的套筒灌浆连接件检测方法研究[J]. 施工技术, 2018, 47(4): 69-74.
[47] 陶里, 路利峰, 徐文杰. X射线检测套筒灌浆试件内部缺陷试验研究[J]. 四川建筑科学研究, 2018, 44(1): 43-45.
[48] 李向民, 等. 基于X射线数字成像的预制剪力墙套筒灌浆连接质量检测技术研究[J]. 建筑结构, 2018, 48(7): 57-61.
[49] 高润东, 等. 基于X射线数字成像灰度变化的套筒灌浆缺陷识别方法研究[J]. 施工技术, 2019, 48(9): 12-16.
[50] 赵广志, 孙坚, 许国东. 基于X射线数字成像技术检测预制柱内套筒灌浆质量的研究[J]. 工程质量, 2020, 38(10): 32-34+45.
[51] 李政达, 等. X射线检测套筒灌浆密实度试验研究[J]. 低温建筑技术, 2021, 43(4): 30-33.
[52] 许国东, 等. X射线数字成像技术检测灌浆套筒施工质量的试验研究[J]. 建筑结构, 2020, 50(9): 11-15+6.
[53] 崇金玲. 基于X射线胶片法连接节点灌浆质量检测技术研究[J]. 江苏建筑, 2021(3): 75-78.
[54] 姚丹丹, 吕孝华. 装配式建筑套筒灌浆缺陷检测方法及研究进展[J]. 混凝土与水泥制品, 2021(6): 85-90.
[55] 齐橼. 基于超声相控阵和逆时偏移成像的套筒灌浆缺陷检测方[硕士学位论文]. 广州: 广州大学, 2020: 83.
[56] 潘卫育, 赵玮, 李传勇, 周佳. 超声波检测钢管混凝土密实性[J]. 中国铁道科学, 2005, 26(3): 64-67.
[57] 杨建江, 董守华. 方形截面钢管混凝土柱超声检测[J]. 施工技术, 2012, 41(22): 101-103.
[58] 邬晓光, 傅立军. 钢管混凝土拱桥拱肋脱空缺陷超声波检测定量评估[J]. 无损检测, 2013, 35(2): 42-45.
[59] 聂东来. 装配式混凝土结构接头无损检测方法研究[硕士学位论文]. 沈阳: 沈阳建筑大学, 2014: 81.
[60] 密士文. 混凝土中超声波传播机理及预应力管道压浆质量检测方法研究[博士学位论文]. 长沙: 中南大学, 2013: 115.
[61] 张良珍. 基于超声回波数据的缺陷重构方法研究[硕士学位论文]. 深圳: 深圳大学, 2018: 62.
[62] 崔士起, 等. 装配式混凝土结构套筒灌浆饱满度检测试验研究[J]. 建筑结构, 2018, 48(2): 40-47.
[63] 郑立霖. 基于小波包能量的钢筋套筒灌浆连接缺陷超声检测研究[硕士学位论文]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2019: 76.
[64] 李冬生, 刘辉. 基于超声导波的灌浆套筒缺陷检测[J]. 福建建设科技, 2019(4): 21-24+31.
[65] 韩少杰. 灌浆套筒连接性能和灌浆质量检测试验研究[硕士学位论文]. 张家口: 河北建筑工程学院, 2020: 90.
[66] 徐柯. 装配式混凝土结构套筒灌浆饱满度检测试验研究[J]. 安徽建筑, 2018, 24(6): 96-97.
[67] 陈宇超. 基于超声导波的半灌浆套筒缺陷检测方法研究[硕士学位论文]. 大连: 大连理工大学, 2020: 84.
[68] 曾昭发, 刘四新, 王者江, 薛建, 编. 探地雷达方法原理及应用[M]. 北京: 科学出版社, 2006.
[69] 陶里, 谢新明, 唐钷. 坐标定位法用于灌浆套筒及插筋中心位置的验收[J]. 四川建筑科学研究, 2017, 43(6): 119-121.
[70] 李向民, 等. 钻孔结合内窥镜法检测套筒灌浆饱满度试验研究[J]. 施工技术, 2019, 48(9): 6-8+16.
[71] 孙彬, 等. 预成孔法检测装配式结构套筒灌浆饱满度的试验研究[J]. 建筑结构, 2018, 48(23): 7-10.
[72] 肖顺. 钻孔内窥镜法在套筒灌浆饱满度检测中的应用[J]. 施工技术, 2021, 50(3): 17-19.
[73] 李刚, 等. 工业内窥镜技术现场检测灌浆套筒施工质量的方法研究[J]. 建筑结构, 2020, 50(22): 67-70.
[74] 安全. 工业内窥镜在无损检测中的应用[J]. 无损探伤, 2001(4): 33-34.
[75] 高润东, 等. 基于预埋钢丝拉拔法的套筒灌浆饱满度检测技术研究[J]. 施工技术, 2017, 46(17): 1-5.
[76] 高润东, 等. 基于预埋钢丝拉拔法套筒灌浆饱满度检测结果的补灌技术研究[J]. 建筑结构, 2019, 49(24): 88-92.
[77] 石昊, 陈驰, 李向民. 预埋钢丝拉拔法检测灌浆料抗压强度试验研究[J]. 施工技术, 2019, 48(9): 24-25+101.
[78] 高润东, 等. 预埋非接触钢丝拉拔成孔法检测套筒灌浆缺陷深度试验研究[J]. 施工技术, 2019, 48(9): 17-19.
[79] 史岩民, 等. 预埋钢丝拉拔法检测灌浆饱满度应用研究[J]. 施工技术, 2021, 50(3): 9-11+14.
[80] 张小琼, 等. 套筒灌浆密实度检测技术研究及其在工程中的应用[J]. 工程质量, 2018, 36(10): 106-110.
[81] 刘志豪. 基于冲击回波法灌浆套筒缺陷检测[硕士学位论文]. 合肥: 安徽建筑大学, 2017: 79.
[82] 何礼航. 基于冲击回波法的套筒灌浆缺陷检测方法的研究[硕士学位论文]. 沈阳: 沈阳建筑大学, 2020: 89.

为你推荐