裝配式混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋套筒灌漿連接質(zhì)量控制

虞國(guó)宏，朱張峰 （海天建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江 東陽 322100）

受限于我國(guó)當(dāng)前建筑行業(yè)技術(shù)水平，目前推行的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)沿用了國(guó)外“等同現(xiàn)澆”理念[1]，并基本形成了基于鋼筋套筒灌漿連接和鋼筋漿錨搭接連接的結(jié)構(gòu)技術(shù)體系[2-3]。與鋼筋漿錨搭接連接相比，鋼筋套筒灌漿連接由于傳力機(jī)制相對(duì)簡(jiǎn)單、鋼筋受力合理等力學(xué)性能優(yōu)勢(shì)，得到國(guó)際普遍認(rèn)可，其應(yīng)用不受鋼筋直徑、荷載形式、使用部位及結(jié)構(gòu)高度等設(shè)計(jì)因素的限制，也成為我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的主要推薦方法。

1 傳力機(jī)制

鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)適用于帶肋鋼筋，將連接鋼筋伸入灌漿套筒中，并通過套筒預(yù)留注漿孔向套筒內(nèi)腔灌注高強(qiáng)度、無收縮專用灌漿料，灌漿料硬化后將連接鋼筋及套筒結(jié)合整體而形成鋼筋連續(xù)傳力接頭。鋼筋內(nèi)力將通過灌漿料及灌漿套筒傳遞，套筒對(duì)灌漿料形成了有效約束，從而提高了灌漿料與鋼筋以及灌漿料與套筒內(nèi)壁之間的粘結(jié)性能，確保接頭傳力可靠。由于套筒內(nèi)徑與連接鋼筋外徑差較小，沿軸向鋼筋位置偏差較小，因此，一般將該接頭視為鋼筋軸向直接傳力，這也是普遍認(rèn)為鋼筋套筒灌漿連接優(yōu)于鋼筋漿錨搭接的重要原因。

灌漿套筒按結(jié)構(gòu)和兩端連接方式可分為全灌漿套筒和半灌漿套筒，全灌漿套筒兩端均采用套筒灌漿連接，半灌漿套筒一端采用套筒灌漿連接，另一端通常采用螺紋連接，其產(chǎn)品照片見圖1。

圖1 灌漿套筒產(chǎn)品照片

2 關(guān)鍵控制參數(shù)

根據(jù)鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)的傳力機(jī)制，其質(zhì)量控制的關(guān)鍵控制參數(shù)將包括鋼筋錨固長(zhǎng)度（螺紋連接長(zhǎng)度）、灌漿料飽滿度及灌漿料強(qiáng)度等。

2.1 鋼筋錨固長(zhǎng)度

對(duì)于套筒關(guān)鍵連接，根據(jù)現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋連接用灌漿套筒》（JG/T 398-2012）[4]的相關(guān)規(guī)定，鋼筋錨固長(zhǎng)度不宜小于插入鋼筋公稱直徑的8倍。

對(duì)于半灌漿套筒的螺紋連接端，其鋼筋絲頭加工、單側(cè)外露螺紋及擰緊扭矩等應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程》（JGJ 107-2016）[5]的相關(guān)規(guī)定。

2.2 灌漿料飽滿度

現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋套筒灌漿連接應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JGJ 355-2015）[6]要求灌漿應(yīng)密實(shí)飽滿，所有出漿口均應(yīng)出漿。

2.3 灌漿料強(qiáng)度

現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋連接用套筒灌漿料》（JG/T 408-2013）[7]對(duì)灌漿料抗壓強(qiáng)度要求為1d不低于35MPa、3d 不低于 60MPa、28d 不低于 85MPa。

3 當(dāng)前存在問題及相關(guān)建議

通過廣泛調(diào)研，將當(dāng)前裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程中鋼筋套筒灌漿連接質(zhì)量問題大致總結(jié)為灌漿料材料質(zhì)量、連接鋼筋定位、灌漿飽滿度及檢測(cè)方法等幾方面問題。

3.1 灌漿料質(zhì)量問題

鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)對(duì)灌漿料抗壓強(qiáng)度有較高的要求，而實(shí)際工程中往往會(huì)發(fā)生灌漿料檢測(cè)試件抗壓強(qiáng)度達(dá)不到規(guī)范要求，除灌漿料材料本身質(zhì)量差或過期、錯(cuò)用座漿料或水泥砂漿、繼續(xù)使用回收灌漿料外，為便于灌漿施工而隨意增大水灰比是重要的原因。同時(shí)，灌漿料檢測(cè)試件如果采用不合理的制作方法，如用塑質(zhì)試模進(jìn)行制作，也會(huì)對(duì)試件勻質(zhì)性及穩(wěn)定性造成影響，從而影響檢測(cè)結(jié)果，往往造成試驗(yàn)數(shù)據(jù)離散性較大而被判定為“無效”。

建議：灌漿施工過程中嚴(yán)格控制灌漿料原材料來源與質(zhì)量；按產(chǎn)品說明書及現(xiàn)場(chǎng)試配結(jié)果嚴(yán)格控制水料比；采用特制鋼模制作灌漿料強(qiáng)度檢測(cè)試件。

3.2 連接鋼筋定位問題

鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)對(duì)連接鋼筋的定位要求極其嚴(yán)格，這不僅影響現(xiàn)場(chǎng)施工中鋼筋能否順利插入套筒，也會(huì)影響鋼筋的錨固長(zhǎng)度。鋼筋在套筒內(nèi)部的調(diào)整空間一般僅有1cm左右，這對(duì)構(gòu)件預(yù)制過程中套筒預(yù)埋定位及現(xiàn)場(chǎng)連接鋼筋定位提出了極高的要求。一般情況下，套筒預(yù)埋由于在工廠進(jìn)行，其位置偏差通常能滿足規(guī)范要求，而現(xiàn)場(chǎng)連接鋼筋往往由于疊合板現(xiàn)澆層施工厚度的精度控制不足以及施工過程中對(duì)連接鋼筋的強(qiáng)烈擾動(dòng)，導(dǎo)致連接鋼筋的位置與長(zhǎng)度與設(shè)計(jì)要求形成較大偏差，極大影響施工效率的同時(shí)，也造成了極大的安全隱患。

建議：預(yù)制工廠生產(chǎn)應(yīng)嚴(yán)格控制套筒預(yù)埋的精度；現(xiàn)場(chǎng)連接鋼筋應(yīng)采用專門的鋼筋定位工具，如圖2所示，可制作由套管與鋼箍組成的專用工具；現(xiàn)場(chǎng)施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管控，嚴(yán)格控制疊合板現(xiàn)澆層施工厚度，加強(qiáng)工人對(duì)連接鋼筋的保護(hù)意識(shí)，盡量減少對(duì)其擾動(dòng)。

圖2 鋼筋定位工具

3.3 灌漿飽滿度問題

當(dāng)前我國(guó)灌漿施工工藝主要為連通腔灌漿及坐漿單點(diǎn)灌漿兩種[8]，由于其工藝特點(diǎn)不同，其灌漿飽滿度的質(zhì)量問題也有所區(qū)別，灌漿飽滿度問題一般包括：灌漿持壓時(shí)間不足，出漿孔一出漿即堵孔，造成后期灌漿料液面下沉；連通腔灌漿由于灌漿路徑較長(zhǎng)，灌漿料流動(dòng)度有限，灌漿料無法很好地充盈各個(gè)套筒；單點(diǎn)灌漿由于坐漿厚度控制精度不足而造成座漿料進(jìn)入套筒，影響灌漿料飽滿度。

建議：嚴(yán)格控制灌漿持壓時(shí)間，應(yīng)在出漿口漿料呈穩(wěn)定圓柱狀形態(tài)流出時(shí)，方可堵孔；連通腔灌漿對(duì)于涉及到較長(zhǎng)灌漿路徑，如較長(zhǎng)的剪力墻時(shí)，應(yīng)合理設(shè)置分倉，分倉長(zhǎng)度不超過1.5m[8]；單點(diǎn)灌漿嚴(yán)格控制座漿厚度；采用必要的灌漿補(bǔ)償措施，如框架柱灌漿工藝設(shè)計(jì)中即考慮在截面中部設(shè)置高位的觀察孔，兼做觀察及漿料回流補(bǔ)償用，剪力墻可在灌漿施工過程中設(shè)置高位灌漿漏斗[8]等。

3.4 灌漿飽滿度檢測(cè)問題

灌漿施工屬于隱蔽工程，而如何對(duì)其檢測(cè)一直是行業(yè)面臨的技術(shù)瓶頸問題。上海市《裝配整體式混凝土建筑檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（DG/TJ 08-2252-2018）系統(tǒng)提出了預(yù)埋鋼絲法、預(yù)埋傳感器法及X射線法等非破損法對(duì)灌漿飽滿度進(jìn)行檢測(cè)，江蘇省普遍實(shí)行原位取出法（現(xiàn)場(chǎng)將套筒周邊混凝土鑿除后，將套筒及連接鋼筋從結(jié)構(gòu)中截取出來，做接頭抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)，并將套筒通過線切割一剖為二，觀察測(cè)量其飽滿度及錨固長(zhǎng)度）。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，非破損法雖對(duì)結(jié)構(gòu)無影響，但由于工藝復(fù)雜、造價(jià)問題等，不易施行；而原位取出法由于對(duì)結(jié)構(gòu)造成較大損傷，后期修復(fù)及對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響評(píng)估均較為復(fù)雜。

建議：修正當(dāng)前片面追求灌漿飽滿度能檢測(cè)的單一思維，在加強(qiáng)過程控制的基礎(chǔ)上，采用對(duì)結(jié)構(gòu)影響有限且簡(jiǎn)單易行的檢測(cè)方法，如套筒局部破損檢測(cè)方法（見圖3），即在套筒上按一定位置要求局部鉆小孔，肉眼觀察灌漿料的充實(shí)高度，判斷其錨固長(zhǎng)度。

圖3 局部鉆孔檢測(cè)方法[9]

4 結(jié)語

鋼筋套筒灌漿連接質(zhì)量由灌漿料質(zhì)量、鋼筋錨固長(zhǎng)度及灌漿飽滿度等因素共同確定，對(duì)其施工全過程的工藝質(zhì)量要求提出了較高要求，而由于其接頭構(gòu)造自身的特點(diǎn)，現(xiàn)有檢測(cè)方法對(duì)其適用性值得商榷。通過本文分析，建議對(duì)鋼筋套筒灌漿連接施工，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)施工全過程的工藝質(zhì)量控制，如灌漿料的拌合、壓力灌漿過程等，而不能僅僅著眼于強(qiáng)調(diào)“事后檢測(cè)”的不能落地的各種檢測(cè)方法的研發(fā)。