裝配式結(jié)構(gòu)工程中的鋼筋套筒灌漿連接施工質(zhì)量淺析

盧俊明

（揚(yáng)州市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督檢查站，江蘇 揚(yáng)州 225000）

0 引言

鋼筋套筒灌漿連接是裝配式結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量控制的一項(xiàng)重要技術(shù)，鋼筋套筒灌漿節(jié)點(diǎn)連接質(zhì)量是裝配式結(jié)構(gòu)工程核心問題之一。鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)雖應(yīng)用廣泛且成熟，但對于我國裝配式結(jié)構(gòu)套筒灌漿連接還是處于起步階段，連接節(jié)點(diǎn)處灌漿套筒質(zhì)量還處于探索中。從監(jiān)督抽測發(fā)現(xiàn)，裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)工程鋼筋套筒灌漿連接質(zhì)量堪憂。本文通過分析影響鋼筋套筒灌漿連接質(zhì)量因素，提出裝配式結(jié)構(gòu)工程鋼筋套筒灌漿連接施工質(zhì)量控制措施，以期對工程施工有所裨益。

1 鋼筋套筒灌漿連接原理

不連續(xù)的單根帶肋鋼筋從內(nèi)腔有剪力鍵的鋼筋套筒兩端插入套筒內(nèi)部，注入具有流動性、早強(qiáng)性、微膨脹的高強(qiáng)度灌漿料、灌漿料硬化與鋼筋套筒緊密嚙合形成整體實(shí)現(xiàn)應(yīng)力傳遞；在鋼筋不連續(xù)斷面，鋼套筒則承擔(dān)該截面全部應(yīng)力；由于灌漿料硬化微膨脹，鋼筋套筒對灌漿料形成有效約束，進(jìn)一步提高了灌漿料與鋼筋、鋼套筒之間黏結(jié)、摩擦以及咬合強(qiáng)度，從而使鋼筋間應(yīng)力能夠有效傳遞。

2 影響鋼筋套筒灌漿連接質(zhì)量的施工因素

灌漿套筒節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能會因受到套筒、灌漿料材料質(zhì)量和施工質(zhì)量等影響而產(chǎn)生缺陷，降低套筒內(nèi)受力傳遞，構(gòu)件的受力性能降低，嚴(yán)重涉及結(jié)構(gòu)的安全。

2.1 鋼筋定位偏位、鋼筋預(yù)留長度不足

在裝配式結(jié)構(gòu)中，鋼筋定位偏位、鋼筋預(yù)留長度不足主要發(fā)生在轉(zhuǎn)換層，預(yù)埋鋼筋與裝配式構(gòu)件套筒經(jīng)常遇到定位難、偏位大、吊裝不便。造成的主要原因是由于現(xiàn)澆層標(biāo)高控制不嚴(yán)，導(dǎo)致預(yù)留鋼筋的長度不足 8d（d為連接鋼筋公稱直徑），如圖 1 所示，鋼筋定位偏位如圖 2 所示。對于鋼筋預(yù)留長度不足的問題，現(xiàn)場施工人員隨意對偏位鋼筋彎折（見圖 3）或切割（見圖 4），導(dǎo)致檢測中發(fā)現(xiàn)套筒內(nèi)未見鋼筋或鋼筋插入套筒內(nèi)的有效長度嚴(yán)重不足。

圖1 預(yù)留鋼筋長度不足 8 d

圖2 鋼筋定位偏位

圖3 連接鋼筋偏差大且強(qiáng)行彎折

圖4 連接鋼筋被切割

2.2 連接鋼筋傾斜且未進(jìn)行校正

預(yù)制構(gòu)件的尺寸偏差，會導(dǎo)致構(gòu)件和套筒的偏心，灌漿時(shí)漿料流動不暢，可能會造成不密實(shí)，如圖 5 所示。

2.3 構(gòu)件連接部位處理不到位

預(yù)制構(gòu)件安裝前，清除構(gòu)件連接部位混凝土表面的異物和積水過程中，部分異物進(jìn)入預(yù)制構(gòu)件內(nèi)連接套筒灌漿腔、灌漿和排漿孔道中，未能及時(shí)清理干凈。吊裝完成后，用有密封功能的座漿料或其它密封材料對構(gòu)件拼縫連接面四周進(jìn)行密封，填塞密封材料時(shí)，部分套筒灌漿口被封堵材料堵塞。

圖5 連接鋼筋傾斜

2.4 坐漿層、灌漿口、出漿口封堵不嚴(yán)造成引起的空洞

①對豎向鋼筋套筒灌漿連接，灌漿作業(yè)應(yīng)采用壓漿法從灌漿套筒下灌漿孔注入，當(dāng)灌漿料拌合物從構(gòu)件其他灌漿孔、出漿孔流出灌漿料拌合物未呈現(xiàn)圓柱體而進(jìn)行封堵。②對于水平鋼筋套筒灌漿連接，灌漿作業(yè)應(yīng)采用壓漿法從灌漿套筒下灌漿孔注入，當(dāng)灌漿料拌合物從構(gòu)件其他灌漿孔、出漿孔的連接管或連接頭處流出且未均高于灌漿套筒外表面最高點(diǎn)時(shí)應(yīng)停止灌漿，并封堵。③預(yù)制構(gòu)件底部與樓面之間預(yù)留水平接縫，接縫高度不宜小于 20 mm，在灌漿時(shí)所有出漿口均出漿并及時(shí)進(jìn)行封堵，由于水平封堵不嚴(yán)，造成灌漿料拌合物從接縫處溢出。

2.5 未正確使用灌漿套筒

①未采用與連接鋼筋牌號、直徑配套的灌漿套筒。目前，套筒灌漿連接常用的鋼筋為 400 MPa、500 MPa。灌漿套筒一般也針對這兩種鋼筋牌號開發(fā)，在使用中可將 500 MPa 鋼筋的混凝土直徑套筒用于 400 MPa 鋼筋，反之則不能。工程不得采用直徑規(guī)格小于連接鋼筋的套筒，但可以采用直徑規(guī)格大于連接鋼筋的套筒。但相差不宜大于一級。②構(gòu)件鋼筋插入灌漿套筒的錨固長度與灌漿套筒參數(shù)不符。灌漿套筒的規(guī)格參數(shù)中規(guī)定了灌漿端鋼筋錨固的深度。不同直徑的鋼筋連接時(shí)應(yīng)按灌漿套筒灌漿端用于鋼筋錨固的深度要求確定鋼筋錨固長度。在實(shí)際抽測中，看似構(gòu)件插入鋼筋灌漿套筒的錨固長度已滿足 8d，但不滿足灌漿套筒參數(shù)錨固長度的要求［1］。

2.6 灌漿料與鋼筋灌漿套筒不匹配

PC 構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)在構(gòu)件生產(chǎn)前對鋼筋套筒灌漿連接接頭進(jìn)行了工藝試驗(yàn)，施工企業(yè)在鋼筋套筒灌漿前，在現(xiàn)場模擬構(gòu)件連接接頭的灌漿方式進(jìn)行了實(shí)體試驗(yàn)，但從提供的套筒質(zhì)保資料上看，現(xiàn)場鋼筋套筒與預(yù)制構(gòu)件預(yù)埋的套筒存在不是同一家生產(chǎn)的同規(guī)格的套筒。

3 灌漿套筒連接質(zhì)量的控制措施

3.1 強(qiáng)化灌漿施工操作人員責(zé)任意識

在工程質(zhì)量控制中，人、機(jī)、料、法、環(huán)五大要素缺一不可，但最根本的、起決定作用的還是人的因素，施工人員事前、事中控制是施工階段質(zhì)量要素的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此加強(qiáng)鋼筋套筒灌漿連接人員施工質(zhì)量教育尤為重要。①現(xiàn)場灌漿施工必須由專業(yè)人員完成，施工專業(yè)人員應(yīng)經(jīng)接頭提供單位的專業(yè)技術(shù)人員培訓(xùn)，方可上崗。②細(xì)化施工鋼筋套筒灌漿連接專項(xiàng)施工方案的技術(shù)交底，落實(shí)責(zé)任，責(zé)任到人。③強(qiáng)化專業(yè)施工人員“工匠精神”和“百年大計(jì)，質(zhì)量第一”質(zhì)量意識。

3.2 建立專職檢驗(yàn)人員現(xiàn)場監(jiān)督機(jī)制

鋼筋套筒灌漿連接質(zhì)量很大程度取決于施工過程的控制，除對作業(yè)人員進(jìn)行培訓(xùn)考核，并持證上崗?fù)猓瑧?yīng)建立健全專職檢驗(yàn)人員現(xiàn)場監(jiān)督機(jī)制，要求專職檢驗(yàn)人員在灌漿操作過程監(jiān)督，形成可追溯的全過程灌漿質(zhì)量記錄和相關(guān)的影像資料。

3.3 利用灌漿料估算法推斷套筒灌漿密實(shí)飽滿程度

根據(jù)《質(zhì)量安全手冊》（建質(zhì)〔2018〕95 號）要求，在質(zhì)量要求方面，施工單位應(yīng)實(shí)施樣板引路制度，設(shè)置實(shí)體樣板和工序樣板。施工單位必須設(shè)置實(shí)體樣板，應(yīng)充分利用實(shí)體樣板，模擬構(gòu)件連接接頭的灌漿方式，通過模擬試驗(yàn)，記錄所有出漿口漿體均呈圓柱狀涌出時(shí)的灌漿料拌合物的用量。在灌漿套筒連接接頭抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)滿足強(qiáng)度前提下，對試驗(yàn)套筒連接接頭進(jìn)行破壞性試驗(yàn)，檢查套筒灌漿是否密實(shí)飽滿。如套筒灌漿密實(shí)，本次試驗(yàn)灌漿拌合物用量作為后續(xù)現(xiàn)場灌漿拌合物估算用量；不密實(shí)飽滿再次試驗(yàn)直至抗拉強(qiáng)度滿足要求前提下且灌漿料密實(shí)飽滿，記錄灌漿拌合物實(shí)際用量并作為后續(xù)現(xiàn)場接頭灌漿料拌合物估計(jì)用量。施工現(xiàn)場灌漿料拌合物灌漿用量應(yīng)不小于灌漿料拌合物估計(jì)用量，方可認(rèn)為為套筒灌漿密實(shí)飽滿；否則，為不密實(shí)飽滿。利用灌漿料估算用量法為現(xiàn)場套筒灌漿密實(shí)飽滿建立第一手資料。

3.4 嚴(yán)格按照灌漿料說明書使用

鋼筋套筒灌漿料是以水泥為基本材料，配以細(xì)骨料、外加劑及其他材料混合而成的干混料，在配制和使用時(shí)受到諸多條件的制約，這些條件得不到有效控制將會造成工程質(zhì)量問題。如加水多會影響灌漿的強(qiáng)度，導(dǎo)致受力性能下降；拌制灌漿拌合料使用時(shí)間過長，灌漿料的流動性會影響灌漿料不飽滿、不密實(shí)等。因此必須嚴(yán)格按照灌漿料拌合物使用說明書使用，堅(jiān)決杜絕以下情況：①二次加水；②散落的、剩余的拌合物二次使用；③灌漿料拌合物在加水制備后 30 min 未用完的，仍然繼續(xù)使用；④在灌漿料使用環(huán)境溫度不滿足且未采取有效控制措施的情況下使用。

3.5 型式檢驗(yàn)、模擬檢驗(yàn)和PC構(gòu)件使用的套筒應(yīng)一致

根據(jù) JGJ 355－2015《鋼筋套筒灌漿連接應(yīng)用規(guī)程》第 7.0.2 規(guī)定，工程應(yīng)用套筒灌漿連接時(shí)，整個(gè)施工中不得更換灌漿套筒、灌漿料；否則應(yīng)重新進(jìn)行接頭型式檢驗(yàn)及灌漿套筒、灌漿料進(jìn)場檢驗(yàn)和工藝檢驗(yàn)。對于未獲得有效型式檢驗(yàn)報(bào)告的灌漿套筒與灌漿料，不得用于工程，以免造成不必要的損失或重大事故。

3.6 縱向鋼筋應(yīng)采用專用模具定位

為減少施工中造成鋼筋偏位，特別是轉(zhuǎn)換層鋼筋偏位，給預(yù)制構(gòu)件的安裝不便，建議施工單位在施工過程中采用與預(yù)留鋼筋匹配的專用模具進(jìn)行精準(zhǔn)定位，使伸入預(yù)制構(gòu)件內(nèi)灌漿套筒預(yù)留孔中預(yù)留鋼筋的精準(zhǔn)控制和預(yù)制構(gòu)件的安全、高效連接［2］，如圖 6 所示。

圖6 縱向鋼筋定位件

3.7 合理安排工期

鋼筋套筒灌漿料是以水泥為基本材料的干混料，加水注漿后，水泥的水化過程也是灌漿料拌合物強(qiáng)度形成的過程，如果灌漿料同條件養(yǎng)護(hù)試件抗壓強(qiáng)度未達(dá)到 35 N/m2（JGJ 355－2015 第 6.3.11 條）時(shí)進(jìn)行后續(xù)施工，將會對接頭產(chǎn)生擾動，從而降低灌漿料與鋼筋、鋼套筒之間黏結(jié)、摩擦以及咬合強(qiáng)度，使鋼筋間應(yīng)力未能得到有效傳遞。

3.8 加大監(jiān)督抽測力度

工程質(zhì)量監(jiān)督抽測既是質(zhì)量監(jiān)督檢查的一種手段，也是對參建單位施工質(zhì)量行為震懾。

4 結(jié)語

鋼筋套筒灌漿連接是裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。在質(zhì)量控制諸多措施中，鋼筋套筒灌漿料拌合物的密實(shí)飽滿是工程建設(shè)工作難點(diǎn)。工程建設(shè)者為之探索各種檢測方法，但這些事后控制的檢測方法，在工程的實(shí)用性受經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、PC 構(gòu)件截面的制約，無法普及推廣。因此，實(shí)施事前控制樣板引路，設(shè)置實(shí)體樣板的灌漿料估算用量法為后續(xù) PC 構(gòu)件的套筒灌漿連接密實(shí)飽滿程度提供便捷、經(jīng)濟(jì)、有效的方法。Q