淺談北京山區(qū)地帶裝配式住宅樓冬季套筒灌漿技術(shù)分析

薛鵬飛 王銳

0 引言

相比傳統(tǒng)鋼筋混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，大部分消費者對裝配式結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量和安全認可度不高，主要體現(xiàn)在裝配式構(gòu)件套筒灌漿連接的質(zhì)量上。因此，研究裝配式建筑的套筒灌漿連接技術(shù)對裝配式建筑的發(fā)展有著重要的意義。根據(jù)《建筑工程冬期施工規(guī)程》JGJ104-2011 的規(guī)定：用于冬期施工的灌漿料，適用的溫度范圍為-5℃～10℃，使用時灌漿部位的溫度不低于-5℃。北京山區(qū)地帶冬季低溫施工時,如何確保套筒灌漿施工質(zhì)量，是影響結(jié)構(gòu)安全、施工質(zhì)量的首要難題。

1 工程概況

本工程位于北京市延慶區(qū)大榆樹鎮(zhèn)下屯村，基礎(chǔ)底板為筏板基礎(chǔ)，地上住宅為裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)，地下室為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，總建筑面積89 949.96m，首層及以上（除頂層）為全裝配結(jié)構(gòu)，預(yù)制構(gòu)件包括預(yù)制樓梯板、預(yù)制外墻板、預(yù)制內(nèi)（隔）墻板，樓板為預(yù)制疊合板，各層的現(xiàn)澆部位為電梯井筒核心區(qū)墻體及樓梯間前室兩側(cè)墻體、樓板及樓梯梁。

2 工程難點及對策分析

工程難點及對策分析如表1 所示。

表1 工程難點及對策分析

3 冬季施工主要措施

3.1 冬施概況

本年度可冬施時間：2021 年11 月15 日～2022 年3 月15日，共120 日歷天，期間冬休60 天，實際工期60 天。本工程采用SGM 套筒灌漿料（低溫型），滿足-5℃～10℃無蓄熱保溫措施施工要求。專用低溫型灌漿料性能指標(biāo)如表2 所示：

表2 專用低溫型灌漿料性能指標(biāo)

當(dāng)大氣溫度低于0℃、高于-5℃時，施工時需采用低溫灌漿料，施工工藝為“后灌漿”法施工；當(dāng)大氣溫度在-5℃以下時，采用低溫灌漿料施工，施工方法為后灌漿施工工藝，灌漿作業(yè)區(qū)保持全封閉狀態(tài)且采取有效保溫措施；當(dāng)大氣溫度低于-10℃時，停止灌漿作業(yè)；施工環(huán)境氣溫達到-5℃以下時，嚴禁灌漿施工。

3.2 后灌漿法+暖棚法施工工藝

常規(guī)條件下豎向墻體灌漿施工，應(yīng)先對預(yù)制豎向墻體構(gòu)件進行吊裝安裝，同時搭設(shè)斜支撐并精調(diào)，并在本層疊合板等水平構(gòu)件搭設(shè)前即開始進行套筒灌漿施工。但是在低溫作業(yè)環(huán)境下，室外溫度過低，不能達到灌漿料施工的條件，結(jié)合此前施工經(jīng)驗并結(jié)合現(xiàn)有工程案例，為達到“保溫蓄熱”的施工條件，低溫套筒灌漿通常采取“后灌漿法”安裝工藝。即墻體吊裝作業(yè)施工完成后，對豎向墻體構(gòu)件進行臨時支撐固定，之后搭設(shè)頂板支撐體系，并完成疊合板的吊裝、驗收及混凝土澆筑后，采取覆蓋雙層防火巖棉氈的方式進行保溫封閉，同時將結(jié)構(gòu)門、窗洞口等進風(fēng)部位采用雙層防火巖棉被封閉形成封閉空間。每戶配置一臺15kW 的加熱器用于蓄熱保溫，通過電子測溫儀、預(yù)埋測溫線和室內(nèi)溫度計進行測溫并讀取實時溫度數(shù)據(jù)，當(dāng)確定套筒內(nèi)漿體溫度在-5℃以上時才能進行灌漿施工。

根據(jù)延慶地區(qū)冬季大氣溫度特點，考慮到有可能出現(xiàn)氣溫驟降情況，為確保本工程套筒灌漿料施工質(zhì)量，封閉空間內(nèi)恒定溫度≥5℃時，可以進行冬季套筒灌漿作業(yè)。

暖棚法計算書：

以C 戶型為例，平面尺寸為13.2m×6.8m，高2.8m，四周維護層為外墻100mm 厚擠塑保溫板，板頂保溫層為30mm 厚巖棉被，室外平均氣溫為-20℃，室內(nèi)平均溫度要求為5℃。

棚頂維護面積：

該暖棚每h 的總耗熱量：

故每臺暖風(fēng)機的發(fā)熱量應(yīng)不低于8.24kW/h，方案中所選用的暖風(fēng)機發(fā)熱量為15kW/臺，因此，當(dāng)戶型面積不大于90m時，需配置一臺暖風(fēng)機，當(dāng)戶型面積大于90m時，需配置二臺暖風(fēng)機，以保證室內(nèi)溫度不低于5℃，滿足注漿溫度要求。當(dāng)室外當(dāng)日最低溫度低于-20℃時，即停止注漿施工。

4 主要施工方法和技術(shù)措施

4.1 施工準(zhǔn)備

為保證冬季施工期間施工質(zhì)量，采取灌漿作業(yè)區(qū)全封閉保溫措施，灌漿作業(yè)區(qū)每戶各個房間設(shè)置一支水銀溫度計，保證各部位均得到監(jiān)測，灌漿前期中期后期均測溫并做記錄，灌漿區(qū)采用防火巖棉被保溫，當(dāng)?shù)蜏毓酀{料強度低于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，且套筒內(nèi)灌漿料溫度＜0℃時，立即對灌漿作業(yè)區(qū)采用暖風(fēng)機進行蓄熱保溫措施。

4.2 施工流程

（1）整體流程：施工準(zhǔn)備→墻體構(gòu)件吊裝→放置測溫導(dǎo)線→墻體校核→PE條墻體底部封邊→現(xiàn)澆節(jié)點部位鋼筋綁扎、模板安裝→頂板支撐體系搭設(shè)→疊合板吊裝→頂板鋼筋、水電預(yù)留預(yù)埋管線施工→頂板混凝土澆筑→頂板保溫→主體結(jié)構(gòu)的窗洞口、陽臺口封閉→蓄熱保溫及測溫→灌漿料施工（座漿料封邊）→封閉空間保溫、測溫→強度達標(biāo)后拆除窗洞口、陽臺口等封閉及保溫措施。

（2）灌漿施工流程施工準(zhǔn)備→坐漿料勾縫→灌漿區(qū)保溫→灌漿漿體制作→測溫→套筒灌漿（座漿料封邊）→自檢及工作面清理→測溫→強度達標(biāo)后拆除保溫措施。

4.3 施工方法

（1）測溫線放置：本工程采用電子測溫儀對灌漿區(qū)進行測溫。座漿料封倉時將測溫線放置于灌漿區(qū)內(nèi)。

①技術(shù)人員應(yīng)在施工前編制灌漿區(qū)域測溫方案，繪制測溫點平面布置圖，對作業(yè)人員進行技術(shù)交底。

②測溫線應(yīng)放置于灌漿連通腔區(qū)域內(nèi)，靠近連接鋼筋，距離墻體40mm 的部位。（如圖1、圖2 所示）

圖1 灌漿測溫區(qū)剖面圖

圖2 灌漿測溫區(qū)剖面圖

（2）灌漿料配置

在灌漿料配置前，首先進行漿料的溫度試配，灌漿料入套筒的溫度宜在5～10℃之間，攪拌好的漿體溫度控制在5℃以上。

①嚴格按照規(guī)定溫度、配比及操作工藝進行灌漿料的拌制。常規(guī)條件下灌漿料的用水量為：兩袋灌漿料加入6kg 水進行拌制。水的計量前期使用水桶做好刻度，通過水桶做好對水的計量后，將水倒入攪拌機中，保證配比。

②加水連續(xù)攪拌10min，水溫應(yīng)控制在0～10℃之間。

③攪拌完成的漿體須靜置2min，待表面氣泡消除后方可使用。

④攪拌漿體應(yīng)堅持隨用隨拌的原則，攪拌完成的漿體有效使用時間為30min。

（3）套筒灌漿

①灌漿區(qū)域保溫：封閉作業(yè)空間門窗洞口采用雙層防火巖棉被封閉，通過暖風(fēng)機進行蓄熱保溫，要求保持恒溫5℃以上至少2h，保證加熱最遠端或最不利墻體的灌漿腔內(nèi)溫度達到0℃以上。灌漿區(qū)采用雙層防火保溫巖棉保溫，進行熱量損失的補償。

②壓力灌漿：采用低壓力灌漿工藝，通過控制灌漿壓力的方式來控制灌漿過程中漿體的流動速度，控制依據(jù)為灌漿過程中本灌漿腔內(nèi)已經(jīng)封堵的灌漿孔或排漿孔的橡膠塞能耐住低壓灌漿壓力不脫落為宜，如果出現(xiàn)脫落情況則立即塞堵灌漿孔或排漿孔并調(diào)節(jié)壓力。

③漏漿處理：若出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象則停止灌漿并處理漏漿部位。

④灌漿腔保壓：排漿孔處漿體成柱狀按順序排出時，采用橡膠皮塞逐一封堵，所有排漿孔都完成封堵后，進行保壓（0.1MPa），保壓0.5min。

⑤灌漿孔封堵：保壓完成后拔去灌漿管，封堵必須及時，避免漿料流出造成灌漿不實。

⑥灌漿養(yǎng)護：漿料攪拌完成后盡快進行灌漿施工，保證灌漿入套筒溫度高于5℃。灌漿施工完成后，對灌漿施工區(qū)域和灌漿連通腔每間隔2h 進行1 次測溫監(jiān)測，確保腔體內(nèi)漿料溫度應(yīng)高于0℃，至少保持24h，采用防火巖棉被進行覆蓋保溫。同條件養(yǎng)護試件抗壓強度未達到35MPa 前，不得停止養(yǎng)護。灌漿施工工藝如表3 所示。

表3 灌漿施工工藝

（4）測溫監(jiān)測

①在灌漿漿體攪拌完成后、漿體注漿作業(yè)前，需對攪拌機內(nèi)和灌漿罐內(nèi)的漿料每間隔2h 進行1 次測溫。

②灌漿作業(yè)前，在灌漿測溫平面布置圖的測溫點中任意挑選一點進行測溫，確認灌漿位置溫度是否滿足灌漿所需的施工要求。測溫工作應(yīng)保持每間隔2h 測溫1 次。為保證灌漿區(qū)溫度的準(zhǔn)確性，應(yīng)在灌漿施工前一天16∶00 測溫一次。

③灌漿施工完成后，每間隔2h 對灌漿區(qū)的連通腔進行1次測溫監(jiān)測，灌漿12h 后可調(diào)整至4h 測量1 次。

④灌注完成后，漿體溫度應(yīng)保持在0～10℃之間為宜，同條件養(yǎng)護試件抗壓強度未達到35MPa 前，不得停止養(yǎng)護。

5 主要管理保障措施

5.1 灌漿時間

為確保低溫套筒灌漿施工質(zhì)量，灌漿作業(yè)區(qū)域應(yīng)形成封閉的保溫體系，以利于保溫施工。施工時采用后灌漿工藝，灌漿時間安排在頂板疊合板混凝土澆筑完成后。灌漿前應(yīng)對窗洞口和陽臺口及入戶門部位做密封保溫封堵，使結(jié)構(gòu)自身形成密閉區(qū)域，再采用暖風(fēng)機等有效蓄熱保溫措施，可滿足低溫灌漿料施工溫度要求。大氣溫度低于-10℃時，嚴禁灌漿。灌漿施工時間為10∶00～16∶00。

5.2 后灌漿法墻體質(zhì)量控制措施

后灌漿對墻體構(gòu)件垂直度、位置在鋼筋和模板施工中發(fā)生變化，尤其是外墻造成接縫不一致。具體控制措施如下：

（1）墻體底部鋼墊片數(shù)量增加（四點）布置，增大結(jié)構(gòu)承受荷載能力，提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

（2）加強調(diào)整斜撐剛度，頂緊所有斜支撐絲杠，加大墻體受力變形。

（3）加大安裝精度，減少非施工偏差。

（4）控制模板支設(shè)對墻板造成變形，如避免采用撬棍撬動、大錘敲砸、用力拉拽等操作。

（5）混凝土澆筑前檢查墻體變形情況，并二次對墻板進行微調(diào)，使變形墻板歸位。

5.3 質(zhì)量保證措施

（1）原材進場復(fù)試

灌漿料進場時進行進場復(fù)試，在15 天內(nèi)生產(chǎn)的同配方、同批號的灌漿料每50t 作為一個檢驗批，不足50t 也應(yīng)作為一個檢驗批，隨機抽取不低于30kg。試驗項目為：30min 流動性；泌水率；3d 和28d 抗壓強度；3h、24h 與3h 的豎向膨脹率差值。

（2）接頭工藝檢驗

灌漿作業(yè)前，應(yīng)對所進場的不同生產(chǎn)廠家的鋼筋進行機械連接工藝檢驗，每種規(guī)格型號的鋼筋應(yīng)制作不少于三個對中套筒灌漿連接接頭，并在-5℃條件下養(yǎng)護7d，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件下養(yǎng)護應(yīng)不少于28d，再進行工藝檢驗。灌漿接頭應(yīng)進行抗拉強度試驗和殘余變形試驗，試驗結(jié)果應(yīng)當(dāng)符合 I 級接頭標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）對中連接試件

灌漿施工時，應(yīng)抽取配套的灌漿套筒及灌漿料制作對中連接接頭試件，并對其抗拉強度進行檢驗，相同規(guī)格、類型、批號的灌漿套筒每一批次不超過1 000 個，每批次隨機抽取3 個套筒制作接頭試件，并在-5℃條件下養(yǎng)護7d，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件下養(yǎng)護28d 后再進行工藝檢驗，灌漿接頭應(yīng)進行抗拉強度試驗和殘余變形試驗，試驗結(jié)果應(yīng)當(dāng)符合 I 級接頭標(biāo)準(zhǔn)要求。

灌漿接頭試件示意圖如圖3 所示：

圖3 灌漿接頭試件制作示意

（4）現(xiàn)場灌漿料抗壓試塊試驗

每工作班組取樣應(yīng)不得低于1 次，每樓層取樣應(yīng)不得低于4次，灌漿施工現(xiàn)場制作至少5 組40mm×40mm×160mm 的試塊，同條件養(yǎng)護不少于2組，標(biāo)養(yǎng)不少于3組，測試同條件1d抗壓強度，確定撤除綜合蓄熱保溫時間。同時增設(shè)負溫轉(zhuǎn)常溫試塊一組。

6 結(jié)語

本文通過北京山區(qū)地帶裝配式建筑冬季施工實際案例，簡要分析了冬季套筒灌漿技術(shù)要點，通過“后灌漿法”、“暖棚法”施工措施，并通過采用低溫型灌漿料，達到了確保施工質(zhì)量、結(jié)構(gòu)安全、節(jié)約工期、增加經(jīng)濟效益的目標(biāo)，望對其他類似工程提供參考。