装配式结构钢筋套筒灌浆连接高位补浆技术应用研究

张天明，刘庆乐，王业群，张喜红，孟庆峰

（中建八局第一建设有限公司，山东 济南 250000）

1 工程概况

南京滨江鲁能硅谷公馆项目位于南京市江宁区滨江开发区，由南京硅谷房地产开发有限公司开发，“中建八一”施工总承包。项目总建筑面积23.47万㎡，由18栋住宅、1栋幼儿园、2栋社区中心、1栋物业组成。住宅为预制剪力墙结构，层高为3m，建筑高度57m，3层以下采用现浇结构，4至18层采用装配结构，预制率达到30.58%。由预制的剪力墙、叠合板、楼梯、阳台立板等构件组成。其中预制剪力墙采用钢筋套筒灌浆连接技术。

2 灌浆连接技术应用探索

2.1 灌浆连接技术存在的问题

现有灌浆连接技术中仍然存在一些待解决问题。例如，灌浆完成后，存在浆液会继续从细小缝隙中流出的现象，这就导致浆液灌注不饱满，但此时由于浆液已开始凝固，无法再次补浆，否则会造成已灌浆液受到扰动，且灌浆不饱满的问题也会再次发生。因此灌浆质量无法得到有效的保障。

因为目前还没有可靠的无损检测方法来检测灌浆施工的质量，所以只能通过灌浆施工人员的技术水平、敬业程度以及监理和总包单位的旁站监督、留存影像资料来控制灌浆施工的质量。人为控制因素较大，无法有效地保证质量。

在灌浆施工过程中，通常等到灌浆料从最后一个灌浆孔中流出，并且无气泡后，再用橡胶塞进行封堵，这样的施工操作会造成不小的浪费，且积少成多。

2.2 灌浆连接高位补浆技术原理

作为新型连接方式之一，灌浆连接技术以其独有的优势，迅速发展并替代焊接等传统连接方式。灌浆连接技术的原理是将楼板上预留的带肋钢筋，插入预制墙板内预埋的螺纹套筒中。然后，使具有高强度的灌浆料充满连接节点处。待浆料逐渐硬化后，将钢筋与套筒紧密结合在一起，巧妙地完成力的传递。

图1 钢筋套筒灌浆连接剖面图

钢筋套筒灌浆连接高位补浆技术的原理是根据设计要求，将注浆管插入相应装配式结构注浆孔。然后将高位漏斗反补管插入另一侧预制剪力墙的排浆孔中。待浆液从排浆孔流出来，然后再逐一进行封堵。当封至最后的排浆孔时，持续加压，使灌浆料液面高出高位漏斗底部后，方可将注浆管拔出并封堵。当高位漏斗内液面不下沉，即可移除高位漏斗反补管，使用橡胶塞进行封堵。

图2 高位补浆技术原理图

3 灌浆连接高位补浆技术要点

3.1 施工准备

3.1.1 工艺检验准备

预制剪力墙生产前需进行灌浆料和灌浆套筒匹配性试验，用以检测套筒和灌浆料适用性。每种型式、级别、规格、材料、工艺的钢筋连接灌浆接头，均须进行检验，每种规格的一个批次为数量不大于1000个，每一个批次随机抽取3个。另外，做抗拉强度试验还应再取3根钢筋，为了满足钢筋万能试验机的要求，应截取满足检测要求的长度。

3.1.2 劳动力准备

灌浆作业人员进场后，经由总包质量工程师岗前培训有关工艺及质量方面规定和要求。还应由总包安全管理人员对施工人员进行入场安全教育。培训灌浆作业中，可能出现安全隐患及应急救援知识。最后，通过考试的方法来验证培训的效果。

3.1.3 材料、机械准备

根据设计配合比配制灌浆料。根据2袋灌浆料（一袋25kg）与6kg水的比例配制灌浆料。灌浆料加入水，然后搅拌均匀。放置约2min～3min，排出气泡内空气。对拌制完成的浆液流动性开始检测。灌浆料初始流动性需满足≥300min、30min流动性需满足≥260min。当环境温度低于5℃时，不宜使用灌浆料，如需使用应采取保温措施。分别留置1d，3d，28d的抗压强度试块。且灌浆料竖向膨胀率满足3h不小于0.02%，待灌浆料检测完成，才可开始灌浆施工。

3.2 施工工序

吊具准备→放线控制→钢筋调节→起吊对孔→安装斜撑→检查摘钩→条件确认→开始封仓→固定玻纤网→砂浆塞缝→完成静置→孔洞检查→开始灌浆→封堵→高位漏斗补浆→清理养护。

3.3 施工要点

3.3.1 孔洞检查

在预制墙板吊装之前需检查钢筋套筒的通畅性，采用手电透光来检测是否阻塞，然后用清孔工具将所有孔洞清理干净，检查并确认无误后，在墙体上做好标记。还应把与预制墙体底部接触的混凝土楼板部位基层清理干净。

3.3.2 预制剪力墙与结构楼板之间的封仓措施

墙体吊装之前，长度大于1m的墙应当采用座浆法施工。将整个灌浆腔分隔成若干部分。墙体吊装完成后，预制墙体与结构楼板之间固定5cm耐碱玻璃纤维网布，保证砂浆进入墙体内小于10mm，再采用M10干硬性砂浆塞缝，塞缝采用专用工具铲进行封堵。

图3 创新封仓措施

3.3.3 钢筋套筒灌浆连接施工

使用专用灌浆设备，从底排一侧处灌浆孔开始灌浆，为确保灌浆过程中浆体的流动速度适宜，应当确保灌浆压力的恒定。如施工期间发生漏浆现象，应当及时中断施工，并对漏浆部位进行封仓加固。应注意灌浆料要在从加水搅拌时开始计时，30min内必须灌完（环境因素影响的情况，应适当调整灌浆时间，且随时关注灌浆料的流动度），当浆料从上排气孔溢出时，则证明该孔灌浆完成，用橡皮塞进行封堵。

3.3.4 高位补浆法

当封至最后的排浆孔时，持续加压，使灌浆料液面高出高位漏斗底部10cm左右，方可将注浆管拔出并封堵注浆孔。等2min后，高位漏斗的内液面不再下沉时，证明灌浆孔内灌浆料反向补充完成，浆料饱满，即可移除高位漏斗反补管，再使用橡胶塞进行封堵最后的排浆孔。经检查无误后，则该剪力墙灌浆施工完成，等注浆料强度达到要求，再进行后续的施工。

图4 高位漏斗检查

3.3.5 静置养护和资料收集

静置养护24h。然后拆除橡胶塞，检查是否因为灌浆料收缩导致上排孔洞不密实的情况，并做好标记。再安排专业施工人员使用手动灌浆器进行集中处理。最后将《灌浆施工过程旁站监督记录》、旁站监督视频和照片统一整理至资料员处留存归档，以备随时查验。

3.3.6 灌浆施工设备创新

为了提高钢筋套筒灌浆连接高位补浆的施工效率，将灌浆机与高位漏斗结合在一起，实现了灌浆施工设备的创新。

图5 高位补浆灌浆机

4 试验检测前后对比

对钢筋套筒连接高位补浆技术应用前后的楼层进行原位取样，分别抽取应用高位补浆技术前的三个楼层和应用后的三个楼层，每层分别取三组试样，在对套筒进行原位取样时，为了避免对预制墙板造成损害，应选取受力较小的墙板进行取样。采取人机结合的方式取出套筒，立即做验证性检验。然后对剔凿的位置进行修补。

将取下来的灌浆套筒连接钢筋接头带回实验室，依据《钢筋机械连接技术规程》（JGJ 107—2010）的要求进行力学性能试验，发现应用钢筋套筒灌浆连接高位补浆技术试件的断点均处于钢筋处，而用传统灌浆方式的三个试件有钢筋拔出的现象。从抽检的样品来判断,应用高位补浆技术的套筒内部灌浆料的饱满度、密实度是能符合要求的。

图6 灌浆套筒取样

5 结语

通过对装配式结构钢筋套筒灌浆连接高位补浆技术的应用与研究，可以深刻体会到预制剪力墙套筒灌浆连接的特殊性和重要性，甚至直接影响到整个建筑结构的安全性，其质量管控的积极意义是不言而喻的。因此，这就要求我们对工艺的流程了如指掌,尤其是负责现场的生产、质量和技术管理人员。灌浆施工前,必须试验检测材料是否符合施工标准，然后再投入使用。提前给灌浆施工人员做好交底。作业期间，严格监督灌浆施工流程的质量，铸造精品工程。