浅析装配式灌浆套筒的施工流程及注意事项

摘 要：套筒灌浆连接的原理是透过铸造的中空型套筒，钢筋从两端开口穿入套筒内部，不需要搭接或融接，钢筋与套筒间填充高强度微膨胀结构性砂浆，即完成钢筋续接动作。本文将根据现场的施工经验对钢筋套筒灌浆连接的施工步骤和灌浆工艺进行介绍，并对常见问题提出解决办法，以保证施工过程中的灌浆质量，为现场施工起到指导作用。

关键词：装配式 灌浆 套筒

前 言

随着建筑技术的不断发展，装配式混凝土结构开始在建筑工程施工领域得到了应用。预制构件连接环节的施工质量是事关装配式混凝土结构安全的关键因素。根据装配式住宅工程施工的特点，传统的绑扎搭接方式和焊接连接等方式并不能应用于装配式建筑的施工。钢筋套筒灌浆连接技术的应用，可以在对钢筋二次应力问题和变形现象进行有效控制的基础上，促进装配式住宅施工质量的提升。此项技术的原理是，当灌浆料受到套筒的约束作用后，灌浆料与套筒内侧筒壁间产生较大的正向应力，钢筋通过正向应力在其带肋的粗糙表面产生摩擦力，传递钢筋轴向应力，保证建筑安全性。除此之外，装配式套筒灌浆技术的运用，还能起到环保、节能、缩减成本等作用。

鉴于近年来装配式建筑的兴起并受到社会各界的高度关注，尤其是在国内最高层明确要求发展装配式建筑，推动新型建筑工业化的号召下，国家和行业陆续编制出版了多项技术规程和技术规范。针对灌浆套筒施工工艺也发布了《装配式混凝土结构技术规程》（JGJ 1—2014）、《装配式混凝土建筑技术标准》（GB/T 51231—2016）、《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》（JGJ 355-2015）、《钢筋连接用灌浆套筒》（JG/T 398—2012）等一系列的技术规程。规范的应用此技术，是确保建筑结构质量安全的基础，也是灌浆套筒连接技术创新和发展的前提，本文将在严格遵循此规范的基础上，结合实际施工经验，对装配式灌浆套筒的施工工艺进行阐述。

一、灌浆套筒的介绍

灌浆套筒由球墨铸铁或结构钢材料制作而成[1]，与之相关的连接接头由带肋钢筋、灌浆套筒和套筒灌浆料等三部分构成。其连接原理是，将带肋钢筋插入套筒后，向套筒内灌注高强无收缩或微膨胀的灌浆料，填补钢筋与套筒之间的空隙。硬化后的套筒灌浆料与钢筋的横肋和套筒内壁的凹槽或凸肋紧密啮合，从而实现两根钢筋的连接。在此过程中，借助套筒灌浆料受到钢筋套筒的约束作用以及套筒灌浆料自己所具有的微膨胀特性，加大了钢筋套筒内侧与钢筋间的正向作用力以及钢筋套筒内表面与钢筋的摩擦力，从而使得钢筋的连接更加牢靠。

灌浆套筒以其形状来区分，则以圆柱形和方锤形为主，筒体上安装有灌浆孔和出浆孔；

以套筒所呈现的形式来区分，通常用于装配式住宅施工的灌浆套筒可分为全灌浆套筒和半灌浆套筒两种；根据钢筋的传力方向，又可以将套筒分为竖向连接套筒和水平连接套筒。

其中，半灌浆套筒在预制构件端采用直螺纹方式连接钢筋，现场装配端采用灌浆方式连接钢筋。半灌浆套筒又分为：直接滚轧直螺纹灌浆套筒、剥肋滚轧直螺纹灌浆套筒以及镦粗直螺纹灌浆套筒。由于直螺纹连接端所需要的钢筋锚固长度小于灌浆连接端所需的钢筋锚固长度，半灌浆套筒接头尺寸较小，半灌浆套筒主要适用于向构件（墙、柱）的连接。

全灌浆套筒接头的两端采用灌浆方式连接钢筋，由于直灌浆连接端所需要的钢筋锚固长度较长，全灌浆套筒尺寸长于半灌浆套筒，全灌浆套筒适用于向构件（墙、柱）和横向构件（梁）的钢筋连接。

二、套筒灌浆的准备工作

1.构件连接部位的安装处理措施

装配式住宅钢筋套用灌浆连接施工对操作人员的素质和施工管理工作的时效性的要求相对较高。灌浆连接部位的处理与安装，是事关装配式住宅施工质量的重要因素。在构件安装工作开始之前，相关人员需要对应用于构件连接的连接钢筋的规格、长度、表面状况和轴心位置等因素进行严格检查，并要对套筒灌浆腔、灌浆孔道和排浆孔道中的异物进行及时清理。针对装配式住宅施工阶段的实际情况，相关人员也可以对干燥度混凝土结合面进行润湿处理。处于保证施工质量的需要，施工人员可以在构件下方安装厚支撑块，支撑块的厚度在10-20mm之间。在构件安装阶段，相关人员需要为钢筋套筒连通灌浆腔的最小间隙进行控制。在构件安装时段，连接钢筋插入套筒的深度需要满足系统的设计要求，并要在位置坐标正确的情况下进行固定。在钢筋直径为10-25mm的情况下，套筒灌浆段最小内径与连接钢筋制公称直徑差最小值为10mm，在钢筋直径为28-40mm的情况下，直径差最小值为15mm。

2.灌浆部位的预处理与密封质量控制

灌浆部位预处理与密封质量控制要求施工人员在预制剪力墙、柱施工环节，借助具有密封功能的灌浆料或其他密封材料对构件拼缝连接面进行，密封处理。出于实际施工需要，也可以将木方、型钢等材料放置于密封材料外。在密封材料填塞环节，相关人员不能堵塞套筒下方的进浆口，如果墙体连接面的尺寸相对较大，可以借助密封砂浆进行分仓隔断处理[2]。

3.灌浆料加工制作优化措施

灌浆料复检工作是灌浆料加工制作领域的基础要素。出于工程施工的实际需要，施工人员需要对灌浆料进行妥善处理，并要对灌浆料产品的有效期进行严格检查。洁净的水，洁净的容器和高精度计量器具是浆料制作过程中不可缺少的因素。在符合产品加工要求的搅拌设备（器具）应用于灌浆料制作和过程以后，相关人员需要严格按照产品加工要求开展浆料加工。在浆料拌制环节，相关人员不能让异物进入到浆料盛放容器之中。针对浆料流动度与室温条件指标在不同环境温度下所表现出来的差异性，相关人员在浆料加工制作工作开始之前，需要对料温和水温进行严格记录，并要在现场环境温度较大的情况下，对浆料的流动度进行重新测算。

4.灌浆作业工艺和构件保护措施

根据预制柱、墙灌浆作业的作业工艺，相关人员需要通过接头下方的灌浆孔灌入浆料，并要让浆料进入构件下的连通腔。为保证灌浆施工工艺的施工质量，施工单位需要采用定人、定量、定时与定工艺相结合的施工措施。负责灌浆作业的施工人员需要接受专门化的培训。灌浆作业需要在浆料可操作时间之内完成，以便对施工过程中可能出现的意外情况进行处理。灌浆设备的设备性能、浆料的需求量和浆料拌制时间等因素是施工人员所需关注的重要因素。如果装配式住宅施工工作需要进行大体积灌浆，施工单位需要将发电机应用于电动泵施工过程之中。在灌浆工作完成以后，如果环境温度与室温条件相似，相关人员需要借助专用器具开展保护工作，在温度较低的情况下，施工人员可以适度延长保护时间。

5.人员培训及灌浆记录

所有灌浆的专业工人，在经过现场实际施工三层后进行第二次的培训与考核，合格后进入现场继续施工。考核频率见表7所示：

每一预制构件灌浆完成，待每一个出浆孔都有浆料溢流出灌浆料后，应留下影像资料，随隐蔽验收的检验批上报主管部门。灌浆过程中应配置专人进行记录，填写灌浆质量控制记录表。灌浆质量控制记录表如表8所示：

三、灌浆流程

1.清理接触面。灌浆前应当清理预制构件与浆料的接触面，不得有油污、浮灰、粘贴物、木屑等杂物，保证接缝面干净；检查连接钢筋的位置和长度是否符合要求；高温干燥季节应对构件与灌浆料接触的表面做润湿处理，但不得积水，使用座浆料封堵水平灌浆缝，座浆料确认干硬无缝后方可灌浆；检查墙板的位置正确及水平垂直度是否符合要求，支撑是否牢固可靠。

2.灌浆钢筋连接方法。墙板的预留钢筋连接采用钢筋灌浆直螺纹连接接头，套筒及一侧钢筋直螺纹连接预埋在预制墙板底部，另一侧的钢筋预埋在下层预制板的顶部，墙板安装时，墙板顶部钢筋插入上层墙底部的套筒内，然后连接套筒通过灌浆处理，完成上下墙板内钢筋的连接。

3.铺设垫块，铺设座浆料。首先，放置垫块并测量垫块顶标高确保符合设计要求；其次是计量，按照设计配比称量干料和拌和用水，用砂浆搅拌机搅拌座浆料至粘稠、均匀；然后沿墙下部位铺设座浆料用灰刀抹压成中间高两侧低的形状。最后，在钢筋位置放置防堵垫片，防堵垫片应接触砂浆面。

4.吊装构件。在吊装预制构件前，事先用手电筒或高压水枪或压缩空气逐个检查预埋灌浆套筒，确保每个套筒通透，预留孔洞是否满足设计要求，孔内有无杂物。

5.精调构件位置并固定。构件吊装就位后采用斜支撑调节构件的垂直度与平整度，保证在允许的误差范围内。

6.灌浆料流动性检测。套筒灌浆料进场时，应检查其产品合格证以及出厂检验报告，并对其拌和物30min流动度、泌水率及1d强度、28d强度、3h竖向膨胀率进行复试检验。并在现场做试搅拌、试灌浆，对初始流动度、30min流动度及灌浆可操作时间进行测试，套筒灌浆料应存放在通风干燥处并防止阳光直射。

7.拌制灌浆料

（1）准备好材料和工具：已称重的灌浆干料、拌和用水、浆料搅拌容器、流动度测试工具、称重设备、灌浆料搅拌工具、座浆料砂浆搅拌机、橡胶堵头、注浆机、注浆用胶枪等；

（2）计量：根据混凝土材料配合比要求，计算注浆料参水量；

（3）搅拌：先向桶内加入拌和用水量80%的水，然后逐渐向桶内加入灌浆料，开动搅拌机搅拌3-4分钟，至浆料粘稠无颗粒。加入剩余20%的水搅拌1分钟，搅拌完成后应静置1-2分钟，待气泡排除后进行浆料流动度测试、浆料温度测试并做记录。要求注浆料流动度大于300mm，半小时流动度大于260mm为合格。灌浆料的存放温度介于5-30度，在该温度范围内，浆料的存放时间为30分钟，在此时间范围内，搅拌的浆料必须用完。

8.灌浆与封堵

在正式灌浆前，逐个检查各接头的灌浆孔和出浆孔内有无影响浆料流动的杂物，确保孔路畅通。需要提前注意的是正常灌浆料要在自加水搅拌开始20-30min内灌完，以尽量保证一定的操作应急时间。用灌浆泵从接头下方的一个灌浆孔处向套筒内压力灌浆，在该构件灌注完成之前不得更换灌浆孔，且需连续灌注，不得断料，严禁从出浆孔进行灌浆。同一仓内应连续灌浆，不得中途停顿；如果中途停顿，再次灌浆时，应保证已灌入的浆料有足够的流动性后，还需要将已经封堵的出浆孔打开，待灌浆料再次流出后逐个封堵出浆孔。

正式灌浆时，在座浆料终凝后即可灌浆操作。使用专用的灌浆机进行灌浆，选择套筒的下端进行灌浆，通过灌浆机的压力将浆料从墙体下部灌浆孔注入，灌浆料由上部气孔溢出，当浆料从上方孔洞流出时，则灌浆完成，并及时用专用胶塞封堵，灌浆泵口撤离灌浆孔时，也应立即封堵。按浆料排出先后依次封堵灌浆排浆孔，封堵时灌浆泵一直保持灌浆压力，直至所有灌排浆孔出浆并封堵牢固后再停止灌浆，如有漏浆须立即补灌损失的浆料。在灌浆完成，浆料凝结前，应巡视检查已灌浆的接头，如有漏浆及时处理。灌浆完成，经检验合格后，按照要求将灌浆孔封堵至与墙面平整度一致，并将墙面清理干净。

图5 灌浆操作流程图

四、注意事项

1.漏浆

漏浆主要是由于灌浆缝隙封堵不严，或座浆料封堵强度未达到要求造成的，如果处理不当会直接影响构件的连接质量和结构安全。因此对不同情况分做相应的处理，小范围缝隙漏浆时，可直接用座浆料进行封堵即可；如果因座浆料与成活面接触部位摩擦力不足而被推出时，可用座浆料封堵缝隙后用模板进行围堵加固。以上两种方法不可行时，需在浆料凝固前打开封堵缝隙，放空灌浆料，并用大量清水冲洗干净，重新封堵并灌浆。

2.灌浆孔、排浆孔不出浆

灌浆孔和排浆孔不出浆也是灌浆施工时需要面临的一个问题，除了需要查找问题原因之外，还需采取措施对此种情况进行处理。当灌浆孔未出浆而排浆孔出浆正常时，可认为此套筒内浆料饱满，不需处理；灌浆孔和排浆孔均未出浆时，用手动灌浆枪从灌浆孔进行补灌；灌浆孔出浆而排浆孔未出浆时，将手动灌浆枪前面加5mm直径的软管，将软管从排浆孔直接深人到排浆孔内缓慢补灌，直至浆料灌满为止。

结 语

装配式套筒灌浆技术是装配式结构现场施工的一个关键点，对施工人员有一定的技术要求。例如，灌浆料加工质量是灌浆接头质量的重要影响因素，如果施工人员在灌浆施工中存在着未按照产品规定进行操作的问题，灌浆浆料就会表现出流动性差、操作时间短和强度性能不稳定的问题。在装配式住宅施工环节，如果施工人员在灌浆作业中出现作业工艺不当和未按正确工艺进行操作的行为，也会引发接头灌浆锚固长度不足，灌浆后构件保护不当等问题。所以，对套筒灌浆的施工工艺进行介绍，将有助于促进套筒灌浆技术在装配式结构中的应用，并对类似结构的灌浆施工有极大的指导意义。

注 释

[1] 王凤，刘焕玉，华丽英.钢筋套筒灌浆连接技术的研究和应用[J].福建建筑，2018（01）：50-53.

[2] 石磊，崔士起，宋其偉，刘文政，宋双阳，楼昕.装配整体式混凝土结构工程灌浆套筒连接钢筋接头与水泥基灌浆料检测实例[J].建筑技术，2015，46（S2）：402-403.

参考文献

[1] 王凤，刘焕玉，华丽英.钢筋套筒灌浆连接技术的研究和应用[J].福建建筑，2018（01）：50-53.

[2] 崔士起，刘文政，石磊，刘传卿，张全旭.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（02）：40-47.

[3] 石磊，崔士起，宋其伟，刘文政，宋双阳，楼昕.装配整体式混凝土结构工程灌浆套筒连接钢筋接头与水泥基灌浆料检测实例[J].建筑技术，2015，46（S2）：402-403.

[4] 王春凯.浅谈全预制装配整体式剪力墙结构住宅施工技术.世界家苑，2013.

[5] 黄小坤，田春雨.预制装配式混凝土结构的研究进展[J].住宅产业，2010（9）.

作者简介：颜勤，男，湖南省吉首市人，本科学历。单位：南京慧尔博建筑设计咨询有限公司，技术总监。