构件密集套筒并联连接技术在预制装配式混凝土施工中的应用

2022-07-02孙雁琳

中国建筑金属结构 2022年6期

孙雁琳

0 引言

传统桥梁工程的混凝土墩柱、工民建工程的墙柱，以现浇施工工艺为主。随着施工技术成熟发展，开始应用预制装配式施工法。预制混凝土配件可以使用灌浆套筒连接法：连接套筒与钢筋，以灌浆法连接钢筋两端，一端与钢筋机械连接，另一端与钢筋灌浆连接。使用套筒连接钢筋法时，需要在墩柱表面计算并设置为单排钢筋。灌浆套筒包括入浆口1 个，出浆口1 个。此种连接方式，多应用到小尺寸墩柱、薄壁构件中。若为多排钢筋，需要适应相对应的管径套筒。在每个套筒上，设置1 个出浆口，控制浆孔数量，避免影响混凝土整体性，降低墩柱质量。并联连接多排灌浆套筒技术，不仅可以应用到机械、套筒的单一连接中，也能够应用到两端灌浆连接中。

1 预制装配式混凝土结构中连接技术介绍

1.1 套筒灌浆连接技术

在预制装配式混凝土结构中，套筒灌浆连接技术是将钢筋贯穿至混凝土构件预埋套筒内，同时注入水泥灌浆料，实现构件连接。在实际应用中，技术应用效果受构件自身强度、工程技术水平等因素影响。同时，施工质量也受连接钢筋性能的影响，需要按照施工现场实际情况优化处理钢筋，之后再用于施工，以加强连接质量。

1.2 浆锚搭接技术

该技术是在预制构件预留孔道内穿入钢筋，同时注入水泥灌浆料，实现浆锚间搭接或浆锚搭接。在早期应用中，技术多应用于预制装配式混凝土结构中的纵向钢筋连接中，需要注意的是，在实际施工中，施工人员需针对构件连接强度实行力学性能检验，确保连接强度符合设计要求。

1.3 焊接连接技术

就目前而言，在预制装配式混凝土结构件连接中，焊接连接技术只适用于部分条件下的施工，原因在于该连接技术抗震性能脆弱，构件局部或总体容易出现裂缝。所以只用于小面积混凝土构件连接中，从而减少浇筑、养护工作量，提高整体作业效率。

1.4 螺栓连接技术

预制装配式混凝土结构连接中，螺栓连接技术的应用比较常见，可以简化技术操作。一般情况下，在多层或低层建筑结构中，螺栓连接技术应用较多，由于螺栓连接技术的负荷能力相对较低，而多层或低层建筑内，预装式混凝土结构产生的负荷也比较小，适合使用螺栓连接技术。在高层建筑预制混凝土结构连接中，如果采用螺栓连接技术，则会导致混凝土结构开裂。

1.5 浇筑连接技术

在钢筋绑扎结束后，使用浇筑连接技术，即在两部分需要连接的结构构件上，安置箍筋释放拉应力，将两部分构件连接在一起，然后通过混凝土浇筑，将两部分结构连接起来。在叠合构件连接中，浇筑连接技术的应用较多，连接性能稳定，能够加大建筑结构整体强度及稳定性。

2 密集套筒并联连接技术

对于装配式结构，应采用密集套筒并联系统将同列套筒连接在一起，可以减少灌浆通道、出入口数量。并联连接套筒时，需要提供灌浆料，因此称为并联灌浆系统。套筒内流出砂浆会堵塞通道，影响灌浆质量。

为了处理上述问题，注重隔浆板优化设计，隔浆板孔隙使用空气堵塞砂浆料，避免砂浆流动。同时按照套筒顺序实施灌浆操作，以保障灌浆质量。施工所用隔浆板材质为钢板，孔径小于灌浆骨料排气孔。如图1 所示。施工操作期间，隔浆板使用反吊方式，设置在套筒口，也可以从套筒底部进入，设置在限位器前。

图1 隔浆板

2.1 双排钢筋套筒连接

应用灌浆套筒、双排钢筋预制墩柱与墙体，出浆口、入浆口设置在同一侧，如图2 所示。将出浆口、入浆口设置在另外一侧，以空心墩柱为主。如图3 所示。为了防止灌浆通道被堵塞，需要将隔浆板设置在出浆口位置。

图2 双排钢筋套筒并联连接出浆口与入浆口同侧

图3 双排钢筋套筒并联连接出浆口与入浆口异侧

2.2 多排钢筋套筒连接

使用多排钢筋、套筒连接预制混凝土墩柱、上下水平连接管，与同列套管连接在一起，包含1 组灌浆入口、出口。如图4 所示。末排套筒不需要设置隔浆板，其他套筒则必须设置隔浆板。从入浆口套筒开始，确保灌浆饱满后，骨料堵塞隔浆板，直至完成套筒灌浆。之后再开展下一套筒灌浆。确保灌浆操作有序性，直至灌满套筒。

图4 多排钢筋套筒并联连接

2.3 套筒分组设置

使用多排钢筋、套筒墩柱，能够分组开展灌浆操作，保证灌浆通道的通畅性。如图5 所示。1 组出浆口、入浆口，设置在预制构件同一侧；另一组，设置在预制构件的异侧。排除末排套筒，第1 组排套筒，设置在隔浆板设置；第2 组的首排套筒，无须设置隔浆板，其他各排套筒必须设置隔浆板。有序开展灌浆操作，确保套筒灌浆饱满度。

图5 多排钢筋套筒并联分组连接

3 密集套筒并联连接技术应用

某装配式建筑项目中，采用密集套筒并联连接工艺。该项目使用方形预制墩柱（1.6m），设置双排钢筋，并且应用钢套筒连接。施工内容如下：工厂预制加工、现场安装操作。首先，在工厂内制作钢筋、套筒，在胎架上绑扎成型，确保套筒连接紧密性，使用钢筋绑扎。墩柱模板内吊装钢筋笼，混凝土浇筑成型，及时开展养护处理，建立预制墩柱。现场安装操作时，首先要安装墩柱，之后再铺设砂垫层，吊装墩柱，应用千斤顶调整垂直度。灌浆之前，开展堵塞试验操作，保证骨料堵住隔浆板的孔洞。在施工现场，将灌浆料灌注到入浆口，开启出浆口，确保空气迅速排出。砂浆受阻之后，不会流出隔浆板，会流向二排套筒，直到灌满套筒。砂浆从出浆口流出，注重检查出浆质量，之后再停止灌浆操作。应用该项技术措施，可以缩短灌浆时间，减少灌浆材料、管道使用量，提升预制构件外观完整性、墩柱整体性。

3.1 节点区连接方式

预制装配式工程框架连接，可以应用干式连接法、湿式连接法。工程施工之前，对比多种连接方式，选择套筒灌浆连接法。套筒灌浆连接施工技术，具备良好适应性，可以成熟应用连接施工技术，整体连接距离短。工程施工使用框架柱四角方式，使用受力纵筋、框架梁底筋节点连接法，可以简化梁柱、节点核心区连接层次。

3.2 施工操作要点

（1）基础处理：预制装配式工程建设前，清洁预制构件与套管。封浆操作前，注重套筒灌浆连接处理，通过压力水管，冲水湿润预制构件接缝位置，避免预制构件接缝位置产生灰渣、积水、油污情况。

（2）灌浆腔密封：灌浆密封操作之前，使用密封封堵材料，以高强度封堵材料为主。使用坐浆封堵方式，建设套筒底部，形成封闭式槽型空间。在预制空间下部区域预留孔道，保证预制构件孔道、套筒孔道相互连接。

（3）灌浆施工准备：施工人员按照施工现场情况，使用合格灌浆材料。施工操作之前，加水搅拌灌浆材料，灌浆料与水的比例为1 :0.14。静止灌浆材料，等待3～5min，确保气泡消除之后，再开展后续操作。

（4）灌浆操作：施工人员将灌浆材料倒入到灌浆机后，确保灌浆材料在机器内部多次循环，之后开展灌浆操作。技术人员应用灌浆料，经过过滤筛网处理后，倒入到灌浆机内，防止灌浆机浆液堵塞。同时，灌注浆液材料需要从灌浆注入口注入。

（5）封堵排浆孔：待至砂浆从灌浆套筒出浆口流出后，技术人员使用橡皮塞，及时封堵浆液，保证套筒接头完成灌浆操作。同时对出浆口进行抹平处理，详细记录灌浆施工流程。

（6）终检：套筒灌浆施工结束后，管理人员检查套筒灌浆连接成品，保证工程项目施工质量。

3.3 工程质量管控

（1）分析套筒灌浆性能影响因素：套筒灌浆连接点，是预制装配式建筑施工重点，必须详细分析套筒灌浆连接影响因素，避免外部因素影响灌浆材料质量。施工人员应注重封浆层、出浆口、灌浆口检查，套筒内部空气夹层，会导致套筒顶部区域出现灌浆空洞问题，此时要检验预制构件设计尺寸，避免预制构件、套筒不吻合，降低浆液流动性。

（2）施工质量管控措施：首先，施工之前，使用透光检查法，检查预制柱套筒内部，通过高压空气，清理内部杂物。严禁使用水冲击套筒内部清洁，确保套筒内部干燥度与洁净度。其次，施工操作期间，保证灌浆材料加水量为13%，以灌浆材料不泌水为准。称量定量的水，添加到灌浆材料中，搅拌均匀之后，保证浆液流动度大于270mm。同时，合理控制浆液温度，约为5～28℃，保证搅拌浆料在0.5h 内使用完毕。