装配式建筑钢筋套筒灌浆质量控制研究

2022-07-22姜磊

建材发展导向 2022年9期

姜磊

（北京建工建筑产业化投资建设发展有限公司，北京 101300）

建筑行业作为劳动密集型的企业，转型升级已经成为必然趋势，装配式建筑具有施工速度快，施工过程受季节和气候影响小，节省人力资源等优势，同时能够契合现阶段社会节能减排的号召，越来越多的企业和学者开始关注装配式建筑的发展和应用。我国装配式建筑的发展仍处在初步发展阶段，对于装配式建筑的研究与发达国家还有很大的差距。装配式建筑是由不同的装配式预制构件连接而成的，因此结构的整体性和安全性是装配式建筑研究的重点和难点，想要做好装配式建筑施工质量控制，需要对装配式预制构件拼装的连接节点进行控制。

1 钢筋灌浆套筒连接

灌浆料、钢筋和套筒共同组成了钢筋套筒灌浆连接的接头，预制构件进行拼接的时候，通过将带肋的钢筋穿入到套筒中，将套筒内部的空隙利用灌浆料进行填充，灌浆料硬化之后能够与带肋钢筋、套筒构成一个整体共同受理，因此灌浆料的质量和性能是影响建筑产品质量的重要因素，半灌浆套筒连接和全灌浆套筒连接是现阶段施工常用的方式。

1.1 半灌浆套筒连接

半灌浆套筒连接，如图1 所示。半灌浆套筒是钢筋一段插入到套筒内，套筒内的空隙用无收缩的水泥砂浆填充，另外一段是将钢筋的套丝与套筒内的螺纹进行禁锢，然后钢筋与套筒之间通过螺纹的相互咬合受力。相较于全灌浆套筒连接方式，半灌浆套筒的连接接头一般比较小，工人操作起来比较方便，另外使用的灌浆料比全灌浆套筒连接接头少，能够降低灌浆料的消耗量。

图1 半灌浆套筒连接

1.2 全灌浆套筒连接

全灌浆套筒连接，如图2 所示。与半灌浆套筒对应的是全灌浆套筒，全灌浆套筒在施工的时候两侧均采用灌浆的方式进行连接。全灌浆套筒在施工过程中呈现出如下特点，由于全灌浆套筒是两侧连接，因此在进行钢筋与钢筋、钢筋与套筒、不同构件之间的连接的时候，施工、操作简便，钢筋连接过程中不会给已经预制部分的构件造成损坏；钢筋穿入到套筒中，在进行灌浆的时候，钢筋不容易产生变形，能够保证钢筋的受力，钢筋在进行连接的时候可以实现不同形状、直径以及种类的钢筋连接，钢筋的使用范围比较广。除此以外，全灌浆套筒连接过程中不需要采用辅助设备，对于施工人员进行简单的交底即可施工，施工简便、施工过程无噪音，不受气候和环境的影响，同时受力比半灌浆套筒连接更为合理，安全性也更高。

图2 全灌浆套筒连接

2 实例分析

2.1 工程概况

北京市某工程项目，承包范围包括住宅、配套商业、地下车库等，各单栋建筑外形均为矩形，群体建筑布局为北高南低，合同工期为544 天，部分采用装配式结构，使用的PC构件种类包括外墙板、预制叠合板等，从技术、成本角度进行分析，本工程采用的全灌浆套筒连接方式，使用套筒尺寸为12、14、16、18、20、22。

2.2 施工工艺

本工程采用的全灌浆套筒施工工艺，灌浆施工工艺，如表1 所示。工艺流程图，如图3 所示。

图3 工艺流程图

表1 灌浆施工工艺

2.3 施工方法

2.3.1 灌浆料的制备

配比：灌浆料的配合比是影响灌浆料性能的主要因素，因此对于采购的灌浆料应当严格按照说明书进行操作，在配置前进行配合比计算，一般水与灌浆料的比例为0.13： 1，对使用的水、灌浆料的重量进行计量，尤其是水的重量需要在投料前进行测量，误差不能超过0.1kg。

灌浆料搅拌：首先确定灌浆料使用的体积，在计算灌浆料的过程中，需要确认灌浆接头的数量。然后根据灌浆料的体积确定使用水的质量，灌浆料拌合过程中应当采用饮用水，水质符合相关标准的要求。搅拌过程中对温度进行监测，当环境温度在五度以下或者三十度以上时，可以采取必要的保温或者降温措施。

混合料搅拌时，现将全部的水加入到搅拌机中，然后将灌浆干粉分成两部分，首先加入灌浆干粉总重量的70%，边加料边搅拌，直至搅拌均匀位置，然后将剩下的30%灌浆干粉料投入搅拌机当中，搅拌3 ～4min，浆体搅拌均匀之后，静置2min，之后可进行灌浆作业。

2.3.2 灌浆料流动度检验

在进行灌浆工序施工之前，应当对灌浆料的性能进行检测，这时候可以对其流动度指标进行测定，测定结果合格后，方可进行后续工作施工。为了保证灌浆料的质量以及灌浆后灌浆料的性能，当施工温度超过三十度的时候，需要对灌浆料可使用的时间进行操作，在规定的时间内完成灌浆工序，避免灌浆料性能下降影响结构性能。

2.3.3 灌浆操作及成品保护

灌浆准备及视频录制准备：为了实现灌浆过程的可追溯性，严格控制灌浆质量和标准，在灌浆操作施工完成后，每个一段距离，需要对灌浆操作留存影像资料。灌浆操作前要准备好灌浆全过程录制视频，要对所灌的墙板编号、现场灌浆人员、监理、总包管理人员录像。

灌浆操作：预制墙板灌浆套筒灌浆，从灌浆套筒底部PVC灌浆孔依次灌入，灌浆过程中对预留的溢浆孔进行观测，当溢浆孔中冒出灌浆料时，说明钢筋套筒中已经充满了浆液，此时可以利用橡胶塞对灌浆孔和溢浆孔进行密封。为了不影响灌浆料的性能，灌浆料应当在三十分钟内用完，每一段的灌浆应当连续操作，不可中止，封堵后继续对灌浆孔和溢浆孔进行监测，如果出现渗漏情况，应当及时进行补浆操作。

补灌措施：对于灌浆过程中不出浆的注浆孔和出浆孔可以用10mm的钢筋插捣出浆口或者注浆口，辅助出浆；如果插捣后依然没有出浆，说明构件生产过程就已经被渗入的浆体堵上，要加强构件的检查；同时也要注意对于墙板与地面缝隙过高（超过3cm），封仓没有采用专用工具导致封边料宽度过宽，把套筒的进浆口堵上，所以也要加强封仓的检查及管理；不出浆的情况可以用胶枪配6mm的细管从出浆口插入补灌；灌浆过程有漏浆情况浆体已经不能从灌浆孔灌入，可以用胶枪配6mm的细管从出浆口插入补灌，灌满后拔出细管。

平行试件留置及照相：为了保证灌浆质量，需要在施工过程中留置试块和试件，每层楼需要留置3 组试块，试块采用标准试块尺寸，为40*40*460mm。每进行1000 个钢筋连接套筒，需要留置一组是将进行28 条标准养护后，进行实验测试，每组试件包含3个对中接头。灌浆操作完成后，对灌浆使用的工器具及时进行清洗，避免残余灌浆料凝固在工器具中，影响后续使用。

灌浆工序施工时，对于环境温度应当进行监测，灌浆料施工温度一般为五度以上，三十度以下，当环境出现零下时，灌浆料应当采用专业的低温灌浆料，同时低温灌浆料的施工温度也不应低于零下五度。灌浆完成后，按照标准要求进行养护，养护温度低于零下五度时，需要采用加热养护。灌浆完成后的一天内，构件不应当收到振动或者冲击，横向构件现浇部分的施工也应当在1d 后。

2.3.4 季节性施工措施

冬季对于日均气温连续5 天低于5℃要求采用低温灌浆技术。低温灌浆技术包括采用低温灌浆料、辅助的加热保温措施及灌浆后的温度监测。密切关注天气预报温度，对于最低温度低于-5℃时施工，必须采取辅助加热保温措施。施工前要求门窗洞口临时封闭，用热风机对作业面进行加热，确保作业面的温度高于-5℃，空套筒的温度高于-5℃方可施工。灌浆料保温储存。用0℃的冰水拌合，相对于常温施工延长搅拌时间1min，灌浆料的入模温度控制5 ～10℃。灌浆后继续保持热风机对作业面加热24h 以上，监测灌浆前后套筒的温度。检测同条件养护的灌浆接头和试块的强度，试块一天抗压强度要求大于35MPa。

夏季气温高于38℃灌浆施工应采取降温措施，搅拌浆体温度不高于38℃；一般采用不高于25℃的自来水搅拌浆体。雨天不得进行灌浆施工。

3 装配式建筑套筒灌浆质量控制措施及要点

1）严格控制灌浆料的材料性能。对于灌浆料选择应当根据装配式建筑结构性能的要求和施工现场的作业环境确定，灌浆料在进入施工场地之前，应当进行复试检测，一般来说50t灌浆料应当作为一个检验批，不足50 的按照一个检验批进行抽检。对于不同批号、不同配方的灌浆料，应当分类抽检。对灌浆料的主要性能指标，包括泌水率、流动性、抗压强度等进行试验，结果应当符合相关标准的要求。

2）加大灌浆过程控制。装配式建筑施工过程中，构件间的套筒连接是薄弱项，因此，应当对该工序进行重点控制。为了进一步提高施工质量，需要过程中对套筒灌浆的饱满度进行检测。目前常用的方式是通过预埋钢丝或者传感器，然后在灌浆过程中观察拉拔荷载或者传感器数据对灌浆的饱满度进行检测。除此以外，灌浆工还需要在灌浆操作过程中，时刻观察灌浆管和排气管的状态，对灌浆液面有一个实时的观测和分析，能够保障灌浆的质量。

3）进一步加强施工人员的质量意识。通过分级交底和培训，对装配式灌浆套筒施工工序及质量控制要点进行培训，灌浆工作为一个专业的工种，应当经专业的培训，考核合格后带上岗证操作。灌浆施工属于关键工序，在施工过程中需要全程进行监督检查，可以采取旁站的方式，并且对全过程进行录像，标明影响质量的关键数据。操作人员的质量意识是影响灌浆套筒连接的关键，做好灌浆工人意识观念的转变，是提升套筒灌浆环节施工的专业化水平的有效途径之一。

4）优化质量管控体系，建立健全灌浆标准，对灌浆操作实施严格的过程监管。顺应现阶段精细化管理发展的趋势，借助信息化手段的应用，对装配式施工过程及结构安全性进行实施监测，转变传统的施工理念，借助新的管理方式，提升全过程质量管理的水平。完善灌浆质量评估机制，通过与科研院所、高校等机构合作，不断优化和完善质量评估标准，对灌浆工序实施全过程、全要素的管控，进一步提升装配式建筑关键环节施工的质量。