钢筋套筒灌浆连接微压充浆施工技术规程行业标准概况

文／宋双阳 山东省建筑科学研究院有限公司 山东济南 250031

山东省建筑工程质量检验检测中心有限公司 山东济南 250031

王 戎 山东城市建设职业学院 山东济南 250031

崔士起 山东省建筑科学研究院有限公司 山东济南 250031

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孙建东 山东省建筑科学研究院有限公司 山东济南 250031

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李晓鹏 山东省建筑科学研究院有限公司 山东济南 250031

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引言：

装配式建筑已经上升为我国国家战略。近年来，党中央、国务院以及各级政府高度重视建筑产业化，发展装配式建筑，业界也积极响应和广泛参与。国务院办公厅《关于大力发展装配式建筑的指导意见》（2016.9.27）中提出“要强化队伍建设，大力培养装配式建筑设计、生产、施工、管理等专业人才”。目前，装配式建筑处于起步阶段，技术体系尚未成熟，专业化分工尚未形成，施工企业技术能力不足，不可避免的导致了一些工程质量问题。

预制混凝土构件之间的连接是装配式建筑的技术关键之一。连接质量对保证装配式混凝土结构的整体性能至关重要。连接质量包括套筒灌浆和接缝灌浆层的灌浆质量。本文作者在套筒灌浆饱满性的检测中发现，套筒灌浆饱满性不足是比较突出的问题，很少有人去研究和关注接缝灌浆层的质量。微压充浆施工工艺可以同时解决套筒灌浆饱满性和接缝灌浆层灌浆饱满性问题。

1、微压充浆原理

流动性较好的灌浆料拌合物为拟塑性流体。流体的特性是，只要有切应力作用在流体上，不论切应力的大小，都能使流体发生连续变形，即使流体流动。根据流体静力学，微压充浆系统可以看作连通器；出浆口和接缝灌浆层处有微小孔隙，形成一个滤水滤气的模压系统。模压系统内的压力可以加速将气体和水通过密封不好的封仓处排出，补浆器内灌浆料拌合物不断下降补充，套筒和接缝灌浆层内灌浆料形成密实浆体。

微压充浆利用伯努利方程原理，通过调节灌浆速度达到逐渐排气的过程。补浆高度可随意调整，一般情况下，补浆管高度定为1m。

当补浆管高度为1m，套筒灌浆料拌合物静止时，接缝灌浆层内的压强约为：

ρgh=2.0×103×10-9×10×1000 ≈0.02（MPa）。这个压强直至灌浆料拌合物凝结前一直持续存在。

理论上，在灌浆套筒通透、连通腔外封仓牢固和接缝灌浆层高度满足设计的施工环境下，微压充浆施工能保证竖向构件每个套筒100%饱满，保证结合层灌浆质量。可以不用影像记录全过程。

利用微压充浆施工，可以在连通腔内提前注入适量的清水。在灌浆料拌合物低速充浆下，由于比重不同，清水与灌浆料拌合物不混合，一部分清水被混凝土吸收，一部分充当润滑剂，剩余的从封仓的微小孔洞中慢慢排出。由于还需要大量的试验工作证明此方法的可靠性，本规程对提前注水不做具体要求；有大量试验数据支持后，规程修订时列入此规定。

2、国内有关钢筋套筒灌浆连接施工技术规程

钢筋套筒灌浆施工，首推《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》（JGJ355-2015），该规程已经颁布实施多年，目前已经修订，很快发布。《钢筋套筒灌浆连接施工技术规程》T/CCIAT 0004-2019 为JGJ355-2015 的具体深化，《装配式混凝土结构钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》DB37/T 5162-2020 也已经颁布实施，还有一些地方套筒灌浆施工规程正在制定或已实施。根据目前了解的情况，套筒灌浆均是采用从注浆口注浆，从出浆口出浆的机械或手动压力注浆方式。

预制竖向混凝土构件钢筋套筒灌浆连接采用上述国家现行标准中的注工艺高压注浆时，因为注浆速度快，形成有压管流；根据伯努利方程原理，接缝灌浆层的连通腔内灌浆料拌合物上表面会有暂时的负压区，形成不连续的大气泡。传统高压注浆完成后，接缝灌浆层内的负压区消失，封裹的空气慢慢排出腔外，套筒内的灌浆料对气体排出留下的空间进行填充，因而套筒内灌浆料回落。传统注浆速度越快，暂时封裹的空气就越多，套筒内灌浆料回落的幅度越大，极端情况下套筒内灌浆料全空，接封灌浆层局部不饱满。

3、规程T/SDCEAS10009-2022 的主要内容及编制背景介绍

规程T/SDCEAS10009-2022 共分总则、术语、材料和机具、施工、质量检验。下面简要介绍各章的重要规定及其编制背景。

3.1 总则

明确本规程编制目的和适用范围。本规程适用于新建、改建和扩建的民用与一般工业建筑的装配式混凝土结构预制竖向构件钢筋套筒灌浆连接微压充浆施工与检验。因为装配式混凝土结构预制水平构件不具备连通腔充浆环境，所以不能应用微压充浆工艺。

3.2 术语

本章术语包括连通腔充浆、微压充浆工艺、补浆器、专用封堵塞和灌浆饱满性。

微压充浆的定义是采用连通腔充浆方法，灌浆料拌合物通过灌浆器灌入连通腔，自动充满钢筋套筒、接缝灌浆层和补浆器的施工工艺。微压充浆工艺的接缝灌浆层压强相较传统机械注浆工艺小很多，所以称为微；灌浆料拌合物将底部接缝灌浆层填满后开始向上慢慢长高，所以称为充。取名微压充浆比较形象的说明了此工艺的特点。

3.3 材料和机具

本章材料包括钢筋、套筒、灌浆料及封仓料。钢筋、套筒、灌浆料及密封带与国家规范一致，没有特殊要求。

本章明确提出接缝灌浆层封仓分为外封仓和内封仓两种方式。采用内封仓时，封仓料与国家规范一致，没有特殊要求。采用外封仓时，可以采用模板，也可采用快硬封仓料，快硬封仓料不作强度要求，根据工程实践经验，外封仓的快硬封仓料达到铁钉划不动的硬度时，即可灌浆，见图1 和图2。

图1 纯模板外封仓示意图

图2 模板加砂浆外封仓示意图

本章机具包括灌浆器、专用封堵塞、补浆器等，见图3。灌浆器为漏斗形状，便于灌浆料拌合物下泄。专用封堵塞为多孔橡胶塞，可重复使用。补浆器为透明硬质塑料容器，便于作为监视器观察。微压充浆可以多个构件同时灌浆，所以在竖向构件较多时，为提高效率和节省人工，可配备小型砂浆搅拌机。

图3 微压充浆产品

3.4 施工

本章包括一般规定和微压充浆工艺。规程一般规定和国家现行标准一致。

微压充浆工艺流程分为：①连通腔封缝；②灌浆前的准备工作；③灌浆料拌合物制备；④微压充浆施工；⑤灌浆后连接部位保护。

构件连接应采用连通腔充浆方式。连通腔封缝不建议分仓，可以提高效率和保证工程质量。将灌浆管和补浆管预埋进框架柱和剪力墙，充浆时可以直接安放灌浆器和补浆器，节省材料和时间，提高效率。预埋灌浆管和补浆管的竖向构件，可将套筒的注浆口用胶带密封，不用绑扎水平管。预制构件不用绑扎水平管，可以节省材料和人工，节能环保。

构件灌浆前的准备工作应在接缝灌浆层两端顶部设置直径小于2mm 的贯通小孔，目的是是为了排水和排气，但不排浆。

灌浆料拌合物的制备与国家现行标准一致。

微压充浆施工的步骤是提前在构件的注浆口和出浆口安装专用封堵塞，同时放置灌浆器和补浆器，可以提高效率；灌浆器内倒入灌浆料拌合物，当补浆器内充满灌浆料时，取出灌浆器；灌浆器内灌浆料拌合物应充足，不得带入空气，见图4 和图5。

图4 非预埋管的预制剪力墙微压充浆施工

图5 预埋管的预制柱微压充浆施工

灌浆后连接部位的保护与国家现行标准一致。

3.5 质量检验

本章结合微压充浆的特点，提出了新的质量检验方法。对于通过观察补浆器（兼做监视器）内灌浆料拌合物的有无来判断套筒灌浆饱满性是否合格，不用录像，节省了人工。

补浆器（兼做监视器）与套筒、接缝灌浆层形成模压系统。当监视器内有灌浆料时，根据连通器原理，接缝灌浆层和套筒内灌浆料饱满；当监视器内无灌浆料时，根据多个工程实践经验，说明有漏浆的地方，套筒内全空，应及时找出漏点进行堵漏。

根据微压充浆施工的特点（套筒内一满俱满，一空俱空），可采用成本低廉的普通单目内窥镜法检测套筒内凝结的灌浆料饱满性。

结语：

《钢筋套筒灌浆连接微压充浆施工技术规程》（T/SDCEAS10009-2022）是对套筒现有压力灌浆的一次技术革新。《规程》编制结构合理、内容完整、资料齐全，符合工程建设标准编制的要求。本《规程》是在山东省住房和城乡建设厅科技计划项目“装配式建筑钢筋套筒智能化灌浆技术研究”基础上，结合装配式混凝土工程实践经验编制而成，具有较强的实用性和可操作性，与其他现行相关标准协调一致。《规程》将对保证钢筋套筒灌浆质量提供可靠的技术支撑，对提高装配式建筑的施工效率，促进装配式建筑钢筋套筒灌浆连接的应用具有重要的现实意义。审查委员会对《规程》内容无重大分歧，一致认为该《规程》内容达到国际先进水平，同意通过审查。