CN110514466A - 一种从钢筋套筒灌浆连接节点钻取灌浆料芯样的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从钢筋套筒灌浆连接节点钻取灌浆料芯样的方法，先选择钻芯部位，然后安装钻芯机并选择首钻钻头，随后分三阶段钻取芯样；第一阶段钻取判断是否切割取样管，未切割则通过塞尺塞入厚度的最小值l₁及其所处位置相对应的构件表面的槽口尺寸L进行比较，通过比较判断是否更换钻头进行第二阶段钻取；当第二阶段未更换钻头，则通过塞尺塞入厚度的最小值l₂及其所处位置相对应的构件表面的槽口尺寸L进行比较，通过比较判断是否更换小尺寸钻头进行第三阶段钻取，当第二阶段更换大尺寸钻头，则第二阶段结束后直接进行第三阶段钻取；第三阶段通过关闭冷却水使钻取力变为钻断力，完成取芯。本发明对预制构件的破损小，取出理想芯样的概率高。

Description

一种从钢筋套筒灌浆连接节点钻取灌浆料芯样的方法

技术领域

本发明涉及装配式建筑技术领域，具体涉及一种从钢筋套筒灌浆连接节点钻取灌浆料芯样的方法。

背景技术

钢筋套筒灌浆连接是在装配式混凝土结构中常用的钢筋连接形式，是通过特殊设计的柱状套筒和作为粘结剂的无收缩灌浆料组合而成的钢筋连接装置。由上述定义可知，连接钢筋是不同预制构件荷载传递的主要承担者，灌浆料则作为不同预制构件荷载传递的主要介质。因此，采用套筒灌浆连接时，灌浆料强度是影响连接接头质量及传力性能的关键因素之一，很大程度上决定着装配式混凝土结构的承载能力和抗震性能。

然而，在实际施工中常常出现为了增加灌浆料流动度，搅拌时用水量超过产品设计值，导致增加了浆料的水灰比，降低了灌浆料的抗压强度，个别存在采用劣质灌浆料甚至普通水泥浆料以次充好的现象，影响了结构连接部位的性能。因此，有必要对灌浆料实体强度进行检测。

由于灌浆套筒在构件生产时已经预埋在混凝土中，而且灌浆料被包裹于混凝土与钢制套筒之中，检测仪器很难直接与灌浆料表面接触。公布号为CN106769441A的中国专利文献提出了利用注浆孔或出浆孔处获得的圆柱体试件的抗压强度来换算得出灌浆料标准试件的抗压强度值。上述方法首先要从注浆孔或出浆孔处钻取灌浆料芯样，即能否方便快捷的钻取到符合检测要求的灌浆料芯样，且不对结构造成过多的损伤，是该方法落地推广的先决条件。然而，注浆管或出浆管通常为PVC管，由于其尺寸及材料特性的限制，目前常规的钻芯方法存在如下问题：

(1)若试图从注浆管或出浆管的管壁内直接钻取灌浆料芯样，则会导致芯样的直径过小，不满足试验要求。经调研，目前市场上常用品牌、常规型号的套筒，其所配置的注浆管的内径在17mm～23mm，出浆管的内径在12mm～17mm，钻芯机所配置的钻头的壁厚为3mm～4mm，因此直接从注浆管或出浆管中钻取芯样，芯样直径将小于17mm，很难满足试验要求。

(2)若试图沿着注浆管或出浆管的管壁取芯，即钻头内径与注浆管或出浆管的内径接近，钻头的管壁与注浆管或出浆管的管壁有重合区，则会导致钻芯过程中钻头将注(出)浆管打成丝状碎渣，堵塞钻头，PVC管发热，气味刺鼻，也极易破坏灌浆料芯样。

(3)若试图采用比注浆管或出浆管外径大20mm以上的钻头，以期将PVC管随混凝土芯样一同取出，但由于PVC管的延展性较好，钻芯时仅能使注(出)浆管外的混凝土芯样的底部断裂，注(出)浆管仍保持完好，无法取出。

因此，亟需研发一种从钢筋套筒灌浆连接节点钻取灌浆料芯样的方法。

发明内容

本发明的目的在于弥补常规取芯方法难以获得理想灌浆料芯样的不足，提供一种从钢筋套筒灌浆连接节点钻取灌浆料芯样的方法，采用分三阶段钻取芯样等技术措施，保证了灌浆料芯样的长度，取出理想芯样的概率高，后期能够加工成符合要求的小直径芯样试件。

本发明提供了一种从钢筋套筒灌浆连接节点钻取灌浆料芯样的方法，包括以下步骤：

步骤1)选择钻芯部位，先确定取样管内的浆料饱满，随后采用钢筋探测仪检测并确定取样管周边无钢筋和预埋管线，取样管包括注浆管和出浆管；

步骤2)安装钻芯机，根据取样管选取对应的首钻钻头，首钻钻头的内径大于取样管外径8mm～10mm，在选择的钻芯部位周边的构件表面安装钻芯机并调节钻芯机的钻取中心与取样管的中心点重合；

步骤3)分阶段钻取芯样：

B、第一阶段，首钻钻头与构件表面保持垂直，钻芯机将首钻钻头匀速推进，并用冷却水冷却首钻钻头和排除混凝土料屑；

当钻入深度h达20mm～30mm时，暂停钻芯，首钻钻头退出至构件表面上方，采用剔凿工具将取样管外包裹的混凝土层剔凿，并通过清理工具将凿碎的混凝土料屑清理干净；

观察取样管管壁，当取样管管壁已经被首钻钻头切割，则放弃此钻芯部位，重新执行步骤1；当取样管管壁完好，则继续执行下述步骤；

随后用塞尺辅助观测取样管的倾斜度，先初步判断取样管的倾斜方向，在倾斜方向的反向位置处通过塞尺塞入槽底，记录塞尺塞入厚度的最小值l₁及其所处位置相对应的构件表面的槽口尺寸L，将l₁和L分别减去首钻钻头的壁厚t并进行对比；

当l₁-t≥(L-t)/2，将当前尺寸的首钻钻头作为二钻钻头进行第二阶段钻芯；

当l₁-t＜(L-t)/2，将首钻钻头更换为二钻钻头，二钻钻头的内径大于取样管外径16mm～20mm，并进行第二阶段钻芯；

B、第二阶段，钻芯机将二钻钻头匀速推进，并用冷却水冷却二钻钻头和排除混凝土料屑；

钻入深度h达40mm～60mm时，暂停钻芯，二钻钻头退出至构件表面上方，再次采用剔凿工具将取样管外包裹的混凝土层剔凿，并通过清理工具将凿碎的混凝土料屑清理干净；

当首钻钻头更换为二钻钻头进行第二阶段钻芯时，采用二钻钻头作为三钻钻头进行第三阶段钻芯；当将首钻钻头作为二钻钻头进行第二阶段钻芯时，继续执行下述步骤；

在测得l₁参数的位置处再次通过塞尺塞入槽底测量，记录塞尺塞入厚度的最小值l₂，将最小值l₂和槽口尺寸L分别减去二钻钻头的壁厚t并进行对比；

当l₂-t≥(L-t)/2，将二钻钻头更换为三钻钻头，三钻钻头的内径大于取样管外径4mm～6mm，并进行第三阶段钻芯；

当l₂-t＜(L-t)/2，将当前尺寸的二钻钻头作为三钻钻头进行第三阶段钻芯；

C、第三阶段，钻芯机将三钻钻头匀速推进，钻芯开始时先保持冷却水输送，当钻入5mm～8mm后，停止冷却水的输送，持续进钻直至取样管在芯样底部位置断开，完成第三阶段钻芯，得到包裹取样管的芯样；

步骤4)将包裹取样管的芯样采用壁纸刀剥除取样管，取出其中的灌浆料芯样，完成取样工作。

进一步的，所述取样管的内径为17mm～23mm。

进一步的，所述灌浆料芯样的长度大于45mm。

进一步的，在第一阶段钻芯时，首钻钻头的中心点与取样管的中心点之间的偏心距离小于1mm。

进一步的，所述冷却水的流量为3L/min～5L/min。

进一步的，所述取样管为硬直管、材质为PVC。

进一步的，步骤1中取样管周边的范围为15mm。

进一步的，用塞尺辅助观测取样管的倾斜度时，先通过肉眼或借助拍照设备观察取样管的倾斜方向，如果能够观察到倾斜方向，则在倾斜方向的反向位置处通过塞尺塞入槽底测量；如果不能观察到倾斜方向，则先在槽的环形区域内均匀选取四个测点，通过塞尺对每个测点进行测量，对取样管的倾斜方向进行粗定位，在取样管倾斜方向的反向位置所对应的两个测点之间选择最终测量点，在该最终测量点内通过塞尺塞入槽底测量。

本发明的有益效果：

1、本发明采用三阶段钻芯法，前两个阶段用于保证灌浆料芯样的长度，第三阶段用于取断PVC材质的注(出)浆管，满足了检测需求，且方法科学、操作简便，便于检测人员学习掌握。

2、本发明先后两次对灌浆料芯样的倾斜程度进行判断，根据各阶段的工况灵活调整钻头的尺寸，最大程度的采用了小尺寸钻头，将钻芯对结构的损伤降到了最低。

3、本方法利用塞尺对灌浆料芯样的倾斜度进行辅助观测，以判断是否需要更换钻头或直接更换钻芯点，方便快捷。

附图说明

图1是本发明的流程示意图；

图2是本发明取样管倾斜过大时第一阶段钻芯示意图；

图3是本发明取样管垂直于构件表面的第一阶段钻芯示意图；

图4是本发明取样管垂直于构件表面的第二、三阶段钻芯示意图；

图5是本发明取样管倾斜度较小时三阶段钻芯示意图；

图6是本发明取样管倾斜度较比图5大时三阶段钻芯示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1所示，本发明的从钢筋套筒灌浆连接节点钻取灌浆料芯样的方法的一实施例，灌浆料芯样的取样长度大于45mm，且取样管为硬直管、材质为PVC，采用下述方法完成取芯：

首先选择钻芯部位，一般需要满足三个要求：(1)取样管1的内径为17mm～23mm；(2)确定取样管内的浆料2饱满，取样管包括注浆管和出浆管，通过观察得出，通常注浆管内肯定是饱满的，出浆管可能会不饱满需要观察；(3)确保构件3中注浆管和出浆管对应的构件表面注浆口或出浆口周边15mm范围内无钢筋，采用钢筋探测仪扫描钻芯部位的钢筋布置情况，钻芯工作不应损伤构件里的受力钢筋；

随后安装钻芯机，根据取样管选取对应的首钻钻头，首钻钻头的内径大于取样管外径8mm～10mm，在选择的钻芯部位周边的构件表面安装钻芯机并调节钻芯机的钻取中心与取样管的中心点重合；可用记号笔在构件注浆口或出浆口做标记，以对中，并且保证首钻钻头的中心点与取样管的中心点之间的偏心距离小于1mm。

接着进行分阶段钻取芯样，主要分三个阶段进行：

第一阶段a，首钻钻头与构件表面保持垂直，钻芯机将首钻钻头匀速推进，并用冷却水冷却首钻钻头和排除混凝土料屑，冷却水的流量为3L/min～5L/min；

当钻入深度h达20mm～30mm时，暂停钻芯，首钻钻头退出至构件表面上方，采用剔凿工具将取样管外包裹的混凝土层剔凿，并通过清理工具将凿碎的混凝土料屑清理干净，可以用镊子清理；

观察取样管管壁，本方法所采用的钻芯机的钻头直径较小，由于钻芯机是垂直于构件表面进钻，因此当取样管倾斜度比较大时，钻芯机势必会在某一位置将取样管切断；若取样管倾斜度过大，可能会导致所钻取的芯样长度过短，无法加工成符合要求的小直径芯样试件，故观测取样管倾斜度是必要的；

当取样管管壁已经被首钻钻头切割，则放弃此钻芯部位，参照图2所示，切割已经破坏到芯样，无法使用，还有可能只破坏取样管，但是在第一阶段就破坏取样管的前提下，说明取样管倾斜度过大，在不移动钻芯机的前提下除非更换很大尺寸的钻头，否则会出现无法满足取样长度的问题，但钻头尺寸越大，对结构的破损也就越大，出现该情况时，应重新选择钻芯部位；

当取样管管壁完好，则继续执行下述步骤；

随后用塞尺辅助观测取样管的倾斜度，先初步判断取样管的倾斜方向，在倾斜方向的反向位置处通过塞尺塞入槽底，记录塞尺塞入厚度的最小值l₁及其所处位置相对应的构件表面的槽口尺寸L，将l₁和L分别减去首钻钻头的壁厚t并进行对比；

参照图3所示，取样管相对笔直，因此塞尺测量的数据中：l₁-t≥(L-t)/2，满足上述公式的对比，因此将当前尺寸的首钻钻头作为二钻钻头进行第二阶段钻芯；

第二阶段b，随后钻芯机将二钻钻头匀速推进，并用冷却水冷却二钻钻头和排除混凝土料屑，冷却水的流量为3L/min～5L/min；

钻入深度h达40mm～60mm时，暂停钻芯，二钻钻头退出至构件表面上方，再次采用剔凿工具将取样管外包裹的混凝土层剔凿，并通过清理工具将凿碎的混凝土料屑清理干净；

由于首钻钻头作为二钻钻头进行第二阶段钻芯，因此在测得l₁参数的位置处再次通过塞尺塞入槽底测量，记录塞尺塞入厚度的最小值l₂，将最小值l₂和槽口尺寸L分别减去二钻钻头的壁厚t并进行对比；

取样管相对笔直，因此塞尺测量的数据中：l₂-t≥(L-t)/2，将二钻钻头更换为三钻钻头，三钻钻头的内径大于取样管外径4mm～6mm，即三钻钻头的尺寸较比二钻钻头的尺寸小，并进行第三阶段钻芯，参照图4所示；

第三阶段c，钻芯机将三钻钻头匀速推进，钻芯开始时先保持冷却水输送，当钻入5mm～8mm后，停止冷却水的输送，持续进钻直至取样管在芯样底部位置断开，完成第三阶段钻芯，得到包裹取样管的芯样；其中取样管断开有两种可能情况：1是钻头碰触到取样管，将其截断；2是由于钻头内径距取样管外径距离较小，取样管外包裹的混凝土层较薄，钻芯时，混凝土层很容易被钻头绞碎，此时停止冷却水的输送后，绞碎的混凝土料屑会堆积在一起，而堆积的混凝土料屑会扭转切削取样管，最终将取样管切削扭断。

最后将包裹取样管的芯样采用壁纸刀剥除取样管，取出其中的灌浆料芯样，完成取样工作。

在一实施例中，取样管存在倾斜，在第一阶段中，测量得到l₁-t≥(L-t)/2，说明取样管倾斜度较小，但是在第二阶段中，测量得到l₂-t＜(L-t)/2，则将当前尺寸的二钻钻头作为三钻钻头进行第三阶段钻芯，无需更换钻头，参见图5所示。

在一实施例中，取样管存在倾斜，在第一阶段中，测量得到l₁-t＜(L-t)/2，此时取样管倾斜度较大，当钻入深度达20mm～30mm时，首钻钻头即将切割到取样管，此时若持续进钻，所取出的灌浆料芯样的长度很可能无法满足检测要求，更换大尺寸的钻头可以确保当钻头切割到取样管时，所取出的灌浆料芯样能满足检测要求，则将首钻钻头更换为二钻钻头，二钻钻头的内径大于取样管外径16mm～20mm，并进行第二阶段钻芯；第二阶段结束后，可以直接进行第三阶段钻芯，参照图6所示。本实施例中，即使更换了大尺寸钻头，并考虑钻头的壁厚通常为3mm～4mm，也只需确保构件中注浆管和出浆管对应的构件表面注浆口或出浆口周边15mm范围内无钢筋即可进行钻芯操作。

上述多个实施例中，在用塞尺辅助观测取样管的倾斜度时，先通过肉眼或借助拍照设备观察取样管的倾斜方向，如果能够观察到倾斜方向，则在倾斜方向的反向位置处通过塞尺塞入槽底测量；如果不能观察到倾斜方向，则先在槽的环形区域内均匀选取四个测点，通过塞尺对每个测点进行测量，对取样管的倾斜方向进行粗定位，在取样管倾斜方向的反向位置所对应的两个测点之间选择最终测量点，在该最终测量点内通过塞尺塞入槽底测量。以保证尽快的找出取样管与槽的底部内壁之间的最小值，以便于判断钻头的使用。

芯样取完后，应及时对取芯部位进行修补；如无特殊要求时，宜采用比该构件的混凝土设计强度等级高一个等级的膨胀细石混凝土进行修补，或者采用掺加细石的灌浆料修补。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种从钢筋套筒灌浆连接节点钻取灌浆料芯样的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)选择钻芯部位，先确定取样管内的浆料饱满，随后采用钢筋探测仪检测并确定取样管周边无钢筋和预埋管线，取样管包括注浆管和出浆管；

步骤2)安装钻芯机，根据取样管选取对应的首钻钻头，首钻钻头的内径大于取样管外径8mm～10mm，在选择的钻芯部位周边的构件表面安装钻芯机并调节钻芯机的钻取中心与取样管的中心点重合；

步骤3)分阶段钻取芯样：

A、第一阶段，首钻钻头与构件表面保持垂直，钻芯机将首钻钻头匀速推进，并用冷却水冷却首钻钻头和排除混凝土料屑；

当钻入深度h达20mm～30mm时，暂停钻芯，首钻钻头退出至构件表面上方，采用剔凿工具将取样管外包裹的混凝土层剔凿，并通过清理工具将凿碎的混凝土料屑清理干净；

观察取样管管壁，当取样管管壁已经被首钻钻头切割，则放弃此钻芯部位，重新执行步骤1；当取样管管壁完好，则继续执行下述步骤；

随后用塞尺辅助观测取样管的倾斜度，先初步判断取样管的倾斜方向，在倾斜方向的反向位置处通过塞尺塞入槽底，记录塞尺塞入厚度的最小值l₁及其所处位置相对应的构件表面的槽口尺寸L，将l₁和L分别减去首钻钻头的壁厚t并进行对比；

当l₁-t≥(L-t)/2，将当前尺寸的首钻钻头作为二钻钻头进行第二阶段钻芯；

当l₁-t＜(L-t)/2，将首钻钻头更换为二钻钻头，二钻钻头的内径大于取样管外径16mm～20mm，并进行第二阶段钻芯；

B、第二阶段，钻芯机将二钻钻头匀速推进，并用冷却水冷却二钻钻头和排除混凝土料屑；

钻入深度h达40mm～60mm时，暂停钻芯，二钻钻头退出至构件表面上方，再次采用剔凿工具将取样管外包裹的混凝土层剔凿，并通过清理工具将凿碎的混凝土料屑清理干净；

当首钻钻头更换为二钻钻头进行第二阶段钻芯时，采用二钻钻头作为三钻钻头进行第三阶段钻芯；当将首钻钻头作为二钻钻头进行第二阶段钻芯时，继续执行下述步骤；

在测得l₁参数的位置处再次通过塞尺塞入槽底测量，记录塞尺塞入厚度的最小值l₂，将最小值l₂和槽口尺寸L分别减去二钻钻头的壁厚t并进行对比；

当l₂-t≥(L-t)/2，将二钻钻头更换为三钻钻头，三钻钻头的内径大于取样管外径4mm～6mm，并进行第三阶段钻芯；

当l₂-t＜(L-t)/2，将当前尺寸的二钻钻头作为三钻钻头进行第三阶段钻芯；

C、第三阶段，钻芯机将三钻钻头匀速推进，钻芯开始时先保持冷却水输送，当钻入5mm～8mm后，停止冷却水的输送，持续进钻直至取样管在芯样底部位置断开，完成第三阶段钻芯，得到包裹取样管的芯样；

步骤4)将包裹取样管的芯样采用壁纸刀剥除取样管，取出其中的灌浆料芯样，完成取样工作。

2.如权利要求1所述的从钢筋套筒灌浆连接节点钻取灌浆料芯样的方法，其特征在于，所述取样管的内径为17mm～23mm。

3.如权利要求1所述的从钢筋套筒灌浆连接节点钻取灌浆料芯样的方法，其特征在于，所述灌浆料芯样的长度大于45mm。

4.如权利要求1所述的从钢筋套筒灌浆连接节点钻取灌浆料芯样的方法，其特征在于，在第一阶段钻芯时，首钻钻头的中心点与取样管的中心点之间的偏心距离小于1mm。

5.如权利要求1所述的从钢筋套筒灌浆连接节点钻取灌浆料芯样的方法，其特征在于，所述冷却水的流量为3L/min～5L/min。

6.如权利要求1所述的从钢筋套筒灌浆连接节点钻取灌浆料芯样的方法，其特征在于，所述取样管为硬直管、材质为PVC。

7.如权利要求1所述的从钢筋套筒灌浆连接节点钻取灌浆料芯样的方法，其特征在于，步骤1中取样管周边的范围为15mm。

8.如权利要求1所述的从钢筋套筒灌浆连接节点钻取灌浆料芯样的方法，其特征在于，用塞尺辅助观测取样管的倾斜度时，先通过肉眼或借助拍照设备观察取样管的倾斜方向，如果能够观察到倾斜方向，则在倾斜方向的反向位置处通过塞尺塞入槽底测量；如果不能观察到倾斜方向，则先在槽的环形区域内均匀选取四个测点，通过塞尺对每个测点进行测量，对取样管的倾斜方向进行粗定位，在取样管倾斜方向的反向位置所对应的两个测点之间选择最终测量点，在该最终测量点内通过塞尺塞入槽底测量。