套筒灌浆连接技术特征及在预制装配式建筑中的应用

2020-08-10陈元春赖伟明

工程建设与设计 2020年15期

陈元春，赖伟明

（融兴建设集团有限公司广西公司，南宁530221）

1 套筒灌浆连接技术

1.1 套筒灌浆连接技术概况

装配式建筑领域广泛使用到套筒灌浆技术，顾名思义，套筒是重要施工工具，向其中置入钢筋后再通过灌浆的方式填充，施工所用混合料具有连接作用，可将带肋钢筋和套筒形成稳定的整体。基于套筒灌浆技术的应用，可解决钢筋连接难度大的问题，连接效果更为良好，具备Ⅰ级接头性能。当然，该技术在工程实践中依然存在局限之处，其流程较为复杂，对灌浆材料的性能提出较高的要求，质量检测难度大，阻碍了套筒灌浆技术得以有效应用【1】。鉴于此，需从多角度入手，严格把控预制构件质量，深入到各工序之中，加强施工管理力度，以便给该技术的应用创造良好条件。

1.2 套筒灌浆连接技术原理

套筒是主体结构，向其中置入带肋钢筋后，将拌制好的灌浆料注入其中，构成完整的结构体。从技术原理的角度来看，以中空型套筒为基础结构，其两端均设置有开口，于该处置入适量带肋钢筋，将性能良好的灌浆料注入其中，实现对空隙的有效填充。混合料具有较强的微膨胀特性，因此，可在套筒与钢筋中产生较为明显的正向作用力，并起到提高表面摩擦力的效果。钢筋与套筒形成连接关系，可采取的连接方式不同，由此对应有多种灌连接技术，现阶段应用较为广泛的有半灌浆连接技术，即灌浆仅处理钢筋一端，剩余部分与之不同，采取机械手连接的方式。

2 钢筋连接用灌浆套筒

套筒在整个灌浆连接过程中发挥出重要作用，为满足横截面承载力要求，需严格把控连接端的质量，可从该处的钢筋锚固长度入手，该值至少达到钢筋直径的8倍。施工中，钢筋长度并非完全固定，可在许可范围内灵活调整，但不可超过套筒灌浆腔深度。

套筒质量将在很大程度上影响施工质量，应当提高铸造工艺水平，材料方面优先选择球墨铸铁，如抗拉强度、延伸率等相关指标都要得到合理控制，具体项目及要求见表1。若选用的是铸造工艺，根据其施工特点，应严格控制套筒内外部质量，即不可出现夹渣、砂眼等质量问题。现阶段，机械加工也是较为典型的方式，制造所得的套筒表面质量要得到保障，不可出现裂纹等缺陷，以免影响接头性能；此外，各边棱处要相对光滑，不可存在毛刺。根据施工所用灌浆材料的性能，以此为依据制作与之相适应的灌浆套筒，与钢筋连接处要具有稳定性，该处抗拉强度要处于较高水平，需满足Ⅰ级接头相关标准。

表1灌浆套筒的材料性能要求

3 实例分析

3.1 工程概述

上海某地块建筑群，主要由12栋多层建筑、8栋高层建筑以及相关配套所组成。项目采用的是预制装配式建筑模式，结构体系中的框架柱、梁、楼梯等绝大部分结构均选择的是预制装配式构件，统一预制后再转移至现场拼装。

3.2 节点连接方式

框架是构成建筑整体的关键部分，现阶段适用于框架的连接手段丰富，从技术可行性、成本等角度进行比选，本工程最终采用的是套筒灌浆连接技术。相较于湿式连接等传统方式，其适应能力更强，在多种施工场景中都可高效完成连接作业，所需成本相对较低。

3.3 套筒灌浆连接核心工艺流程

具体工艺流程如图1所示。

图1套筒灌浆连接工艺流程

3.4 套筒灌浆连接工艺分析

3.4.1 基础处理

连接作业含3个部分的内容，包括灌浆材料、套管和预制构件。其中，套管和预制构件是基础，正式施工前深度清理，在高压水的作用下将残留的灰渣等影响施工质量的杂物清理干净，确保各接缝足够洁净，以便给正式灌浆施工提供帮助。

3.4.2 灌浆腔密封

合理选择灌浆材料是决定施工质量的重要环节，要求其具有优良的强度性能，封堵作业可通过坐浆的方式实现。经过灌浆后，可完成对套筒底部的有效处理，在该处产生槽型空间。预制构件孔道不可堵塞，其应当与套筒孔道形成相贯通的关系，要求对预制空间下部采取处理措施，即在该处预留孔道。

3.4.3 灌浆施工准备

以现场作业情况为基本参考，选择性能优良的灌浆材料，以现场施工进度为准，在灌浆前加适量水并给予持续性的搅拌，通常要达到3～6min；为确保性能，严格控制灌浆料与水的用量，二者应维持在1∶0.135的水平。经过搅拌后不可立即使用，需静置3～5min确保气泡自然消解【2】。

3.4.4 灌浆

现场安排灌浆机，利用该设备完成灌浆作业。根据工程经验，灌浆机运行中易出现堵塞现象，针对此问题，在倒入灌浆料时必须设置过滤筛网。根据现场情况灵活调整灌浆量，确保浆液能够被有效灌入，使其填充在套筒与钢筋之间。

3.4.5 封堵排浆孔

检验灌浆套筒出浆口的状态，经一段时间的灌浆施工后，若该处存在砂浆流出的情况，表明已经结束灌浆作业，随即用橡皮塞封堵。要求套筒各接头处都要得到有效的灌浆处理，无误后再加工灌浆口，通过抹面的方式提高其表面质量。施工过程中产生的信息要得到完整记录，如灌浆用量、持续时间等，创建施工日志，给后续施工提供指导。

3.4.6 终检

经上述环节后，基本完成套筒灌浆连接作业，为全面确保施工质量，应安排专员检验，要求各方面的性能都与设计要求相符。

4 质量控制措施

4.1 明确质量影响因素并加以控制

灌浆施工中将设置连接点，此部分在很大程度上影响建筑竖向结构的稳定性，是尤为关键的受力节点，要形成良好的连接关系。施工人员要围绕灌浆连接质量进行系统性分析，总结可能对质量造成不良影响的成因，采取针对性控制措施，最大程度上排除主客观因素的影响。施工中，如封浆层等部分都要具有严密性，不可出现外界空气进入其中的情况，否则将会形成空气夹层，经过灌浆施工后将产生空洞。除此之外，预制构件的尺寸也要得到合理控制，其需要与套筒相协调，否则不利于浆液流动。

4.2 从工艺入手做好质量控制

做好施工前的准备工作，通过透光检查的方式掌握套筒情况，若存在堵塞现象需及时清理，具体宜采用高压空气的方式，禁止采用注水处理法，以免出现套筒内干燥度不足的情况。灌浆材料搅拌时应掺入适量的水，通常用量为材料总量的13%较为适宜，合理控制用水量是避免泌水的重要前提。施工中，精确控制水量，在符合要求后方可掺入灌浆材料中，经过持续性搅拌以提高浆液均匀性。经此项操作后，检验灌浆料流动性，此项指标至少要达到270mm【3】。从影响灌浆料性能的各项因素来看，浆体温度也是重要控制对象，以5～28℃为宜。此外，尽可能做到随拌随用，自形成灌浆料开始直至灌入结束，此阶段持续时间需在0.5h内。