基于套筒表面超声的灌浆饱满度检测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于套筒表面超声的灌浆饱满度检测方法及系统。检测方法包括在预制构件上设置检查口，该检查口能够露出灌浆套筒的外表面；在灌浆套筒的外表面沿竖向布置多个测点；在所述测点处布置集收发功能为一体的超声换能器；根据所述超声换能器接收到首波信号的强弱程度来判断所述灌浆套筒内部的灌浆情况。本发明专利技术检测方法通过设置检查口的形式，预留检查口或者剔除灌浆套筒外部的混凝土保护层形成检查口，提升了检测结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】
基于套筒表面超声的灌浆饱满度检测方法及系统
本专利技术涉及装配式建筑
，具体涉及基于套筒表面超声的灌浆饱满度检测方法及系统。
技术介绍
预制装配式建筑是指建筑的部分或全部构件及部品在预制厂生产完成，再运输到施工现场，采用可靠的连接方式和安装机械将构件组装起来，形成具备设计使用功能的建筑物。与现浇结构施工相比，预制装配式结构具有施工方便、工程进度快、周围环境影响小、建筑构件质量容易得到保证等优点。装配式结构在我国的工业建筑中应用较多，近十年来在民用建筑特别是住宅建筑中大力推广应用。灌浆套筒连接是目前预制装配式混凝土结构中钢筋主要连接方式之一，该技术通过专用灌浆套筒和高强度无收缩灌浆料实现钢筋连接，具有施工快捷、受力简单、附加应力小、适用范围广、易吸收施工误差等优点。因该连接方式在构件同一个截面的接头数量是100％，且一般处于构件重要受力部位，故连接质量至关重要，如果灌浆套筒内部灌浆不饱满，钢筋连接将达不到设计的预期性能，则可能带来严重的结构安全隐患。在施工过程中，灌浆套筒内部漏浆、少灌、堵塞的情况时有发生，灌浆套筒连接质量不符合要求的工程问题也有所报道，工程验收时对灌浆饱满度问题尤为关注。灌浆套筒主要采用钢质材料，且埋置于混凝土中，钢筋插入灌浆套筒后向套筒内灌浆，故从混凝土表面检测灌浆套筒内部灌浆缺陷是检测
的研究难点。不同直径、不同厂家的灌浆套筒设计略有区别，常用灌浆套筒内腔灌浆料截面尺寸平均在10mm左右，最小尺寸约5mm，识别10mm以下的灌浆缺陷对混凝土无损检测技术来说是极具挑战性。目前，众多学者研究在混凝土表面通过超声波检测灌浆套筒内部缺陷，考虑到混凝土中骨料影响，需要在超声波频率和可识别最小缺陷尺寸上寻找平衡，高频超声波衰减很快，无法接收到超声波；低频超声波又无法识别10mm级别以下的缺陷。因检测对象的复杂性，通过超声波透过混凝土检测灌浆套筒内部灌浆缺陷的无损检测技术研究进展缓慢，现有成果尚不能满足工程使用要求。在所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本专利技术的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于套筒表面超声的方法，能够避免套筒外混凝土保护层干扰，可准确检测装配式建筑的灌浆套筒内部灌浆饱满度的方法及系统。根据本专利技术的一个方面，提供一种基于套筒表面超声的灌浆饱满度检测方法，包括如下步骤：在预制构件上设置检查口，该检查口能够露出灌浆套筒的外表面；在灌浆套筒的外表面沿竖向布置多个测点；在所述测点处布置具有激发超声波和接收超声波两种功能为一体的超声换能器；超声换能器激发超声波后，超声波在灌浆套筒壁内传播，当灌浆套筒内部有灌浆料时，超声波在灌浆套筒内壁与灌浆料界面处发生反射，当灌浆套筒内部无灌浆料时，超声波在灌浆套筒内壁与空气界面处发生反射，所述超声换能器接收到反射波信号；根据反射波的首波信号强弱程度判断该测点处的套筒内部是否灌浆，根据多个测点处套筒内是否有灌浆料综合判断所述套筒灌浆的饱满度。优选地，所述反射波的首波信号强弱程度包括该反射波的首波振幅大小。优选地，还包括如下步骤：对相同规格型号、灌浆密实的灌浆套筒反射波首波振幅值进行统计，确定首波信号的标准振幅Ak，取临界振幅A0＝K·Ak，系数K取值范围为1.1～1.3；所述超声换能器记录收到的首波振幅A，将被测处的首波振幅A和临界振幅A0进行比较，当A大于A0时，判断该测点处套筒内部无灌浆料。优选地，所述在灌浆套筒的外表面沿灌浆套筒的长度方向布置测线，多个所述测点沿测线依次布置于灌浆套筒表面。优选地，多个所述测点之间的间距为5～20mm。优选地，所述检查口为预留检查口，该预留检查口在预制构件浇筑混凝土前通过预埋可分离的垫块获得。优选地，所述垫块的垫块厚度等于混凝土保护层厚度与套筒半径之和，和/或，宽度同灌浆套筒的直径。优选地，所述检查口由工具剔凿混凝土保护层至灌浆套筒外表面获得。根据本专利技术的另一个方面，提供一种基于套筒表面超声的灌浆饱满度检测系统，用于上述的检测方法，包括：预制构件内部的灌浆套筒；形成在所述预制构件上的检查口，所述检查口能够露出灌浆套筒的外表面；具有激发超声波和接收超声波功能为一体的超声换能器；控制和采集装置，与所述超声换能器相连接，用于控制超声换能器运行并采集数据。优选地，所述检查口为预留检查口，该预留检查口在预制构件浇筑混凝土前通过预埋可分离的垫块获得。优选地，所述检查口由工具剔凿混凝土保护层至灌浆套筒外表面获得。由上述技术方案可知，本专利技术的优点和积极效果在于：本专利技术检测方法针对现有技术中的不足，通过预设置检查口或者剔除灌浆套筒外部的混凝土保护层形成检查口，避免了混凝土保护层对测试信号的干扰，大幅提升了检测准确性，且操作步骤简单，具有良好的适用性，检测结果直观、可靠度高，能够对灌浆套筒内的灌浆饱满度进行准确判断。而且，本检测方法不会暴力破坏预制构件的结构，检测完毕后将检查口重新填满即可，在保证检测准确性的前提下，不会对预制构件的性能造成影响。附图说明通过参照附图详细描述其示例实施方式，本专利技术的上述和其它特征及优点将变得更加明显。图1是本专利技术一实施方式检测方法中灌浆套筒的示意图；图2是图1中预埋垫块的示意图；图3是形成检查口并进行检测的示意图；图4是显示图3检测过程中灌浆套筒内部有灌浆料时的俯视示意图；图5是显示图3检测过程中灌浆套筒内部无灌浆料时的俯视示意图。图6是基于套筒表面超声方法测点处内部有无灌浆料的测试结果。图中：1、垫块；2、超声换能器；3、控制和采集装置；4、灌浆套筒；5、灌浆口；6、出浆口；7、上部钢筋；8、下部钢筋；9、预制构件；10、检查口。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本专利技术将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。参见图1至图5，本专利技术实施方式公开了一种基于套筒表面超声的灌浆饱满度检测方法。本检测方法包括如下步骤：在预制构件上设置检查口，该检查口能够露出灌浆套筒的外表面；在灌浆套筒的外表面沿竖向布置多个测点；在所述测点处布置能够激发超声波和接收超声波的超声换能器，优选地，具有激发超声波和接收超声波功能为一体的超声换能器，便于现场操作，使整体结构简单；超声换能器激发超声波后，超声波在灌浆套筒壁内传播，当灌浆套筒内部有灌浆料时，超声波在灌浆套筒内壁与灌浆料界面处发生反射，当灌浆套筒内部无灌浆料时，超声波在灌浆套筒内壁与空气界面处发生反射，所述超声换能器接收到反射波信号；根据反射波的首波信号强弱程度判断套筒内部是否灌浆。空气和灌浆料这两种传播介质的声阻抗差异显著，超声波在套筒壁与空气界面处的反射更强烈，故其反射波信号的能量更强。如图1所示，预制构件9的灌浆套筒4从灌浆口5注入灌浆料，浆料填满灌浆套筒4内部空间，浆料固化后，将插入灌浆套筒4内的上部钢筋7和下部钢筋8连接起来，从而实现预制构件9中的钢筋连接。在预制构件9上形成检查口10时，可以采用工具剔凿混凝土保护层至灌浆套筒4的外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于套筒表面超声的灌浆饱满度检测方法，其特征在于，包括如下步骤：在预制构件上设置检查口，该检查口能够露出灌浆套筒的外表面；在灌浆套筒的外表面沿竖向布置多个测点；在所述测点处布置具有激发超声波和接收超声波功能为一体的超声换能器；超声换能器激发超声波后，超声波在灌浆套筒壁内传播，当灌浆套筒内部有灌浆料时，超声波在灌浆套筒内壁与灌浆料界面处发生反射，当灌浆套筒内部无灌浆料时，超声波在灌浆套筒内壁与空气界面处发生反射，所述超声换能器接收到反射波信号；根据反射波的首波信号强弱程度判断该测点处套筒内是否有灌浆料，根据多个测点处套筒内是否有灌浆料综合判断所述套筒灌浆的饱满度。

【技术特征摘要】
1.一种基于套筒表面超声的灌浆饱满度检测方法，其特征在于，包括如下步骤：在预制构件上设置检查口，该检查口能够露出灌浆套筒的外表面；在灌浆套筒的外表面沿竖向布置多个测点；在所述测点处布置具有激发超声波和接收超声波功能为一体的超声换能器；超声换能器激发超声波后，超声波在灌浆套筒壁内传播，当灌浆套筒内部有灌浆料时，超声波在灌浆套筒内壁与灌浆料界面处发生反射，当灌浆套筒内部无灌浆料时，超声波在灌浆套筒内壁与空气界面处发生反射，所述超声换能器接收到反射波信号；根据反射波的首波信号强弱程度判断该测点处套筒内是否有灌浆料，根据多个测点处套筒内是否有灌浆料综合判断所述套筒灌浆的饱满度。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述反射波的首波信号强弱程度包括该反射波的首波振幅大小。3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，还包括如下步骤：对相同规格型号、灌浆密实的灌浆套筒反射波首波振幅值进行统计，确定首波信号的标准振幅Ak，取临界振幅A0＝K·Ak，系数K取值范围为1.1～1.3；将被测处的首波振幅A和临界振幅A0进行比较，当A大于A0时，判断该测点处套筒内部无灌浆料。4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，在灌浆套筒...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙彬，毛诗洋，潘永东，顾盛，童寿兴，罗洪伯，
申请(专利权)人：中国建筑科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11