随着《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》(国办发[2016]71号)的发布，我国装配式建筑得到了迅速发展，其中，装配整体式混凝土结构是推广的主要结构形式之一。目前，我国已建和在建的装配整体式混凝土结构以剪力墙结构和框架结构为主^[1]，这两种结构形式的竖向连接大多采用套筒灌浆连接。套筒灌浆连接一般通过分仓连通腔灌浆，由于灌浆持压不充分、灌浆口封堵不及时、连通腔漏浆等原因，导致套筒内浆体发生不同程度回流，从而导致套筒灌浆不饱满的现象在实际工程中经常出现^[2,3]。为有效检测套筒灌浆饱满度，课题组前期研发了预埋钢丝拉拔法^[4]，即灌浆前在套筒出浆孔预埋钢丝，灌浆料凝固3d后通过拉拔仪对预埋钢丝实施拉拔，直至钢丝被完全拔出，根据拉拔力大小判断灌浆饱满情况;必要时利用预埋钢丝拉拔后留下的孔道，采用内窥镜进行校核。本文针对预埋钢丝拉拔法检测出的灌浆不饱满套筒，进行扩孔注射补灌^[5,6]试验研究，为相关工程难题提供可行的解决途径。

　　 钢筋强度等级为HRB400级，直径为25mm，屈服强度为437.6MPa，抗拉强度为622.9MPa，断后伸长率为30.1%，最大力下总伸长率为18.5%，钢筋在套筒内的锚固长度均控制为8d(d为钢筋直径)。套筒为全灌浆套筒，型号为GTZQ4-25。采用与套筒配套的灌浆料，拌合时水灰比为0.14，初次灌浆预留的伴随试件在标准养护条件下28d抗压强度为101.7MPa。

　　 为模拟工程实际情况，将套筒预埋在混凝土中，混凝土设计强度等级为C40，试件尺寸为100mm(宽度，取单位宽度)×200mm(厚度，同常用预制剪力墙厚度)×460mm(高度，同套筒高度)，套筒在混凝土中居中布置，套筒灌浆孔和出浆孔外接PVC管，PVC管水平伸至试件表面。

　　 首先，将各试件竖直放置并固定，然后在套筒出浆孔插入带橡胶塞的钢丝，暂不封堵，从灌浆孔实施灌浆，当出浆孔有浆体流出时，通过钢丝自带橡胶塞封堵;随即拔出位于套筒灌浆孔的灌浆管，暂不封堵灌浆孔，待流掉一部分浆体后再封堵，从而在出浆孔附近的套筒内部形成不同程度的灌浆饱满度缺陷。放浆高度通过计算并用带刻度量筒实现，每种放浆高度对应3个试件。设计放浆高度(相对套筒出浆孔下沿)为0mm(不放浆对比试件，试件编号1～3)、20mm(试件编号4～6)、40mm(试件编号7～9)、60mm(试件编号10～12)、80mm(试件编号13～15);实际放浆高度以带测距镜头的内窥镜实测为准。预埋钢丝、灌浆、放浆后的试件如图1所示。

　　 预埋钢丝、灌浆、放浆后自然养护3d，根据现行上海市工程建设规范《装配整体式混凝土建筑检测技术标准》(DG/TJ 08-2252-2018)^[7]，对各套筒出浆孔预埋的钢丝实施拉拔并对检测结果进行判别。1～15号属于同一批测点，拉拔值中的3个最大值分别为2.3,3.5,2.6kN,3个最大值的平均值为2.8kN，平均值的60%为1.68kN，平均值的40%为1.12kN。检测和判别结果如表1所示。

　　 预埋钢丝、灌浆、放浆后自然养护28d，用冲击钻配实心螺旋式钻头在套筒出浆孔管道扩孔(图2)，钻头的外径不超过套筒出浆孔管道的内径且不小于10mm，钻头的有效工作长度不小于试件表面出浆孔到套筒内壁(较远一侧)的距离。钻头行进路线始终与套筒出浆孔管道方向保持一致，确保螺旋式钻头行进过程中杂质向相反方向排出，当钻头碰到套筒内部钢筋、发出异样的钢-钢接触声音时，停止扩孔。扩孔后，用毛刷将套筒出浆孔管道内的杂质由内向外清理干净。

　　 在套筒出浆孔管道扩孔后，对于灌浆饱满的1～3号套筒，用仅带前视镜头的Avanline3.9mm型内窥镜校核灌浆饱满程度;对于灌浆不饱满的4～6号套筒，同时用仅带前视镜头的Avanline3.9mm型内窥镜和带侧视镜头及测距功能的GE Mentor Visual IQ4.0mm型内窥镜校核并观测灌浆缺陷深度;对于灌浆不饱满的7～15号套筒，用带侧视镜头及测距功能的GE Mentor Visual IQ4.0mm型内窥镜观测灌浆缺陷深度。内窥镜观测结果如图3所示。

　　 由图3可见，1～3号套筒灌浆饱满;4～6号套筒灌浆缺陷深度分别为28.94,16.58,20.23mm，平均值为21.92mm;7～9号套筒灌浆缺陷深度分别为43.27,39.15,33.29mm，平均值为38.57mm;10～12号套筒灌浆缺陷深度分别为54.7,48.32,47.40mm，平均值为50.16mm;13～15号套筒灌浆缺陷深度分别为91.05,86.34,62.08mm，平均值为79.82mm。另外，由图3可见，采用冲击钻配实心螺旋式钻头扩孔，会有少量杂质落入缺陷内部。

　　 注射补灌采用的灌浆料及其水灰比均与初灌灌浆料相同，注射补灌预留伴随试件在标准养护条件下28d抗压强度为109.8MPa。

　　 用注射器外接透明软管(图4)进行注射补灌，扩孔孔道内径与透明软管外径之差不小于4mm，透明软管有效工作长度不小于试件表面出浆孔到套筒内壁(较远一侧)的距离。具体注射补灌步骤如下:1)将注射器活塞拔出，一人用手指堵住透明软管出口，另一人将拌合好的灌浆料浆体倒入注射器中(图5)，倒入量达到注射器容积的85%时停止倒浆，重新将注射器活塞放入;2)快速将与注射器相连的透明软管放入扩孔孔道中，直至透明软管端头接近套筒内钢筋表面位置;3)缓慢推动注射器活塞进行注浆(图6)，如果一次注射浆料不足，可重复步骤1)～3);4)注射补灌至出浆孔出浆时，继续边注射边拔出注射器，同时用橡胶塞封堵出浆孔。每个套筒的补灌量可根据内窥镜观测的灌浆缺陷深度并考虑出浆孔管道长度进行计算得到。按以上要求对各个带灌浆缺陷的套筒进行了注射补灌。

　　 注射补灌后自然养护28d，对各试件进行单向拉伸试验，测试试件的屈服强度、抗拉强度及破坏模式，补灌后单向拉伸试验结果如表2所示，各试件破坏模式如图7所示。由表2和图7可见，各试件的屈服强度、抗拉强度及破坏模式均满足现行行业标准《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》(JGJ 355—2015)^[8]的要求。单向拉伸试验后，选择1,9,10,12,13号试件，先对其混凝土破型取出套筒，再对套筒破型验证注射补灌的效果，如图8所示。由图8可见，1号套筒没有进行注射补灌，破型后显示灌浆料颜色一致，且灌浆饱满密实;9,10,12,13号进行了注射补灌，破型后显示由于龄期不同导致补灌灌浆料和原灌浆料颜色略有差别，分界线(图中虚线标识处)较为清晰，但补灌部分和原灌浆部分一样饱满密实。

　　 为进一步验证以上方法的实效性，选择某工程进行了现场检测和补灌，如图9所示。图9(a)为扩孔，为克服采用冲击钻配实心螺旋式钻头扩孔时会有少量杂质落入套筒内部的问题，专门研发了空心圆柱形钻头^[9]，现场采用手电钻配空心圆柱形钻头扩孔，扩孔后基本没有杂质落入套筒内;图9(b)为用内窥镜量测灌浆缺陷深度，现场量测得到灌浆缺陷深度为77.87mm，如图9(c)所示。图9(d)则对扩孔结合内窥镜法检测到的灌浆缺陷用注射器外接透明软管进行注射补灌，根据灌浆缺陷深度并考虑出浆孔管道和透明软管长度的影响，计算补灌灌浆料约需100mL，在注射器中倒入100mL灌浆料(注射器容积为150mL)，然后进行注射补灌，直至出浆孔出浆，此时注射器中的灌浆料基本用完，实际用量与计算用量基本吻合，表明灌浆饱满。

　　 (1)采用冲击钻配实心螺旋式钻头能够在套筒出浆孔管道有效扩孔，扩孔过程中会有少量杂质落入套筒内部，但对后续内窥镜观测和注射补灌基本没有影响。为防止杂质落入套筒内部，通过研发改进，现场检测可采用手电钻配空心圆柱形钻头成孔。

　　 (2)采用注射器外接透明软管进行注射补灌时，扩孔孔道内径与透明软管外径之差不小于4mm，套筒内部的空气可以有效排出，能够保证灌浆饱满密实。

　　 (3)扩孔注射补灌后的单向拉伸试验结果显示，试件的强度满足标准要求，表明扩孔注射补灌具有可行性，可用于灌浆不饱满套筒的补灌处理。