預(yù)制豎向構(gòu)件套筒灌漿連接施工關(guān)鍵技術(shù)＊

龐道濟(jì) 張宇 劉遠(yuǎn)良

（重慶建工住宅建設(shè)有限公司，重慶 404100）

0.引言

裝配式建筑由于具有施工周期短、綠色環(huán)保、和提高勞動生產(chǎn)率等優(yōu)勢，大力發(fā)展裝配式建筑是我國建筑產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及轉(zhuǎn)型升級發(fā)展的必由之路。裝配式建筑的引入和應(yīng)用，一方面能夠推動我國建筑產(chǎn)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展，進(jìn)而能夠提升施工生產(chǎn)效益，從而提高建筑的施工質(zhì)量；另一方面也能夠發(fā)展綠色生態(tài)建設(shè)，并且貫徹了“綠色中國”概念和可持續(xù)發(fā)展的指導(dǎo)原則[1-3]。與傳統(tǒng)混凝土的現(xiàn)澆形式結(jié)構(gòu)相比，裝配式建筑結(jié)構(gòu)對施工工藝的質(zhì)量要求更高，以柱與剪力墻為代表的預(yù)制豎向構(gòu)件是裝配式建筑混凝土構(gòu)件中最主要的受力構(gòu)件之一，已成為安裝建筑工程中的重要關(guān)鍵點之一[4-5]。本文在裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工過程的基礎(chǔ)上進(jìn)行了深入探討，并針對豎向結(jié)構(gòu)的相互連接問題進(jìn)行了優(yōu)化和完善，從而解決了豎向結(jié)構(gòu)的連接問題，提高了施工效益，施工質(zhì)量也獲得顯著提高。

1.工藝原理

預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)將結(jié)構(gòu)拆分成不同種類的構(gòu)件進(jìn)行組裝，剪力墻、結(jié)構(gòu)柱等豎向受力構(gòu)件采用預(yù)制構(gòu)件。墻、柱等豎向結(jié)構(gòu)與下層連接采用鋼筋套筒灌漿連接，依靠材料之間的黏結(jié)咬合作用連接鋼筋與套筒，其傳力途徑為：鋼筋→灌漿料→套筒→灌漿料→另外一根鋼筋。在柱、墻定位時（套筒與預(yù)留鋼筋對位時）利用限位模板以增加對位效果，或通過放線調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)水平位移，最后再使用可調(diào)斜支架等方式對結(jié)構(gòu)的垂直程度等做出調(diào)節(jié)。使其結(jié)構(gòu)的吊裝和與鋼材的連接作業(yè)均可分離完成。其結(jié)構(gòu)機(jī)械性能可靠穩(wěn)固，施工作業(yè)簡單，施工環(huán)境綠色安全，無噪音污染。

其工藝流程如圖1所示。

圖1 施工流程圖

2.預(yù)制豎向構(gòu)件連接

2.1 鋼筋套筒的安裝

在進(jìn)行安裝之前，先要對預(yù)制構(gòu)件的連接處加以檢驗，其中所用的鋼筋型號、表面狀況、直徑、軸心部位等均要確定無誤。同時通過對預(yù)制構(gòu)件的連接處檢測可以確定在灌漿腔、排漿孔里都沒有雜質(zhì)的殘留。套筒安裝的主要技術(shù)要點，需要提前在安裝節(jié)點處固定適當(dāng)厚度的支撐板，并保證在灌漿腔預(yù)留一定的空隙，待預(yù)制構(gòu)件安裝完成之后，要對所有的鋼筋連接口的深度進(jìn)行檢查，使之滿足一定深度標(biāo)準(zhǔn)，最后對預(yù)制結(jié)構(gòu)的部位進(jìn)行了緊固，從而保證結(jié)構(gòu)連接的處理工作和安裝工作都可以平穩(wěn)地完成，構(gòu)件生產(chǎn)時鋼筋套筒灌漿接頭的安裝定位如圖2所示。具體技術(shù)要點如下：

圖2 構(gòu)件生產(chǎn)時鋼筋套筒灌漿接頭的安裝定位

（1）將連接鋼筋逐根放入套筒內(nèi)，并且放入的深度應(yīng)滿足錨固深度的設(shè)計要求。

（2）對半灌漿連接的技術(shù)操作應(yīng)符合《機(jī)械連接規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。

（3）在固定好的模具上進(jìn)行鋼筋的安裝，在安裝灌漿套筒時應(yīng)注意其位置應(yīng)與豎向構(gòu)件的模板垂直，為了避免在澆筑和振搗的過程中，灌漿套筒和連接鋼筋的位置發(fā)生偏移，應(yīng)采用橡膠環(huán)、螺桿等對其進(jìn)行固定。

（4）應(yīng)采取封閉措施防止在澆筑過程中灌漿套筒內(nèi)的漿料漏出。

2.2 預(yù)留豎向鋼筋的定位

在裝配式建筑施工過程中，鋼筋的定位偏位問題大多出現(xiàn)在轉(zhuǎn)換層，預(yù)埋鋼筋和預(yù)制裝配式構(gòu)件套筒之間往往出現(xiàn)定位困難、偏位大、吊裝工作不便。形成的主要因素是由于對砼現(xiàn)澆層高度的限制不嚴(yán)，從而導(dǎo)致了預(yù)留鋼筋的直徑經(jīng)常小于8d（d為連接鋼筋公稱直徑）。而現(xiàn)場的工人也往往進(jìn)行了對偏位鋼筋扭曲或剪切，導(dǎo)致在檢查中發(fā)現(xiàn)的連接套筒內(nèi)未見鋼筋，或鋼筋插入套筒內(nèi)的有效尺寸嚴(yán)重不足。本文采用一種固定板與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中預(yù)埋鋼筋的固定連接方法，有效防止鋼筋在澆筑過程中彎曲或移位，方便了套筒與預(yù)留鋼筋對位，提高了鋼筋定位精度，提高了安裝質(zhì)量。具體技術(shù)要點如下：

（1）通過豎向構(gòu)件的具體外形尺寸、連接鋼筋的具體位置，制作出相應(yīng)的固定板，并且對固定板進(jìn)行加工，確定出用于檢測鋼筋具體位置的孔洞，以及用于定位出墻、柱具體位置的基準(zhǔn)邊線。

（2）鋼筋的位置需要使用固定板固定，避免施工對豎向鋼筋的干擾。固定板在安裝前應(yīng)將套筒先套入到鋼筋上，然后使固定板先穿過鋼筋，隨后再從固定模板上套入鋼筋材料套筒，用以固定鋼筋，用塑膠管套住并預(yù)埋鋼筋材料，在底部預(yù)留出空間20mm用膠布纏住。

（3）在混凝土澆筑完成后，取出使用的塑膠管和固定板，并將底部的膠布去除。

（4）將連接面清理干凈后，確保各連接處的接觸面上無雜物、無污垢。當(dāng)環(huán)境溫度較高時，對已經(jīng)清洗干凈的連接面可以進(jìn)行噴淋灑水處理，使其表面保持潤濕。同時應(yīng)注意連接鋼筋的端頭處不應(yīng)有翹出和彎曲，不得使用表層以及銹蝕的鋼筋，且連接鋼筋不得沾有泥土、水泥漿或油漬等對連接性能有危害的污物。

2.3 構(gòu)件的安裝與連接

裝配式建筑構(gòu)件均采用預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場裝配，因為構(gòu)件的吊裝高度較高、自重大，所以對吊裝施工的工作環(huán)境和機(jī)械設(shè)備都提出了一定高度的要求。而通過對塔吊的主要性能參數(shù)、塔式起重機(jī)的定位、材料堆放場所的定位，和對各種預(yù)制構(gòu)件的重量等加以分析，可以確定吊裝時各種機(jī)械設(shè)備都在合理的工作范圍之內(nèi)。具體技術(shù)要點如下：

（1）預(yù)制構(gòu)件安裝前，應(yīng)檢查構(gòu)件的類型與編號。應(yīng)注意清洗預(yù)制豎向構(gòu)件和連接處表面的污物，檢查套筒內(nèi)是否含有未處理的雜物。

（2）預(yù)制構(gòu)件吊裝時，采用新型數(shù)模化吊裝梁，如圖3所示。該吊裝梁將以往的單根橫吊梁、框架橫吊梁等集合成了數(shù)?；跹b梁。吊裝時吊點位置需對稱設(shè)置，可采取在新型數(shù)?；跹b梁上對吊耳板進(jìn)行對稱編號，避免工人在掛吊繩時產(chǎn)生錯位。

圖3 新型數(shù)模化多功能吊裝梁吊裝

（3）預(yù)制構(gòu)件安裝時，下部支撐構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度不宜小于15MPa。為保證套筒與預(yù)留鋼筋的對位精度和對位效率，在構(gòu)件對位時需采用限位模板。預(yù)制構(gòu)件安裝時，下方配置的墊片不宜少于4處，墊片可采用1mm～5mm不同厚度的正方形薄鐵板；調(diào)整垂直度后，可在構(gòu)件四角加塞墊片增加穩(wěn)定性。構(gòu)件灌漿表面應(yīng)處于濕潤狀態(tài)，無積水，使用座漿料封堵水平縫灌漿縫的，座漿料確認(rèn)干硬無縫后方可灌漿。

2.4 柱腳連接部位模板封堵

采用套筒連接的預(yù)制柱調(diào)整到位后，柱腳連接部位應(yīng)使用模板密封，必須保證避免滲漏。傳統(tǒng)工藝在柱底部使用木料進(jìn)行封模，由于使用木料封模時容易松動，使木材承受重壓影響跑位滲漿。本文采用定制的模板進(jìn)行封邊，模板分為兩部分，一部分為轉(zhuǎn)角模板，如圖4所示，另一部分為中間連接模板，如圖5所示。轉(zhuǎn)角處模板尺寸為150mm×150mm，中間模板尺寸根據(jù)預(yù)制柱尺寸進(jìn)行定制。模板連接采用凹凸型契合連接，保證拆裝方便，提高模板使用壽命。

圖4 轉(zhuǎn)角模板L型示意圖

圖5 中間連接模板U型插槽示意圖

為保證模板連接部位的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，當(dāng)預(yù)制柱邊長大于300mm時，需在轉(zhuǎn)角模板上設(shè)置L型倒勾，在中間連接模板上設(shè)置U型插槽，模板拼裝完成后L 型倒勾插入U型插槽中。在模板安裝前，應(yīng)在墻柱腳四周粘貼雙面膠。如遇安裝面平整度偏差較大，導(dǎo)致模板與安裝面出現(xiàn)縫隙的，可在縫隙處粘貼雙面膠進(jìn)行處理。當(dāng)灌漿料強(qiáng)度達(dá)到2.5Mpa以上，其表層及棱角均不應(yīng)拆模而破壞時，即可拆模板。

2.5 灌漿

灌漿施工是構(gòu)件安裝的核心工作，現(xiàn)場采用電動灌漿泵進(jìn)行灌漿，如圖6所示，灌漿施工的質(zhì)量好壞主要取決于操作細(xì)節(jié)的把握，操作不當(dāng)會引起套筒出漿孔不出漿或者漿體回流、灌不滿等問題，嚴(yán)重影響灌漿連接的質(zhì)量。在灌漿過程應(yīng)重點注意是否出現(xiàn)漏漿，如出現(xiàn)漏漿，應(yīng)立刻中止灌漿并進(jìn)行堵漿補(bǔ)漿處理，但二次補(bǔ)漿壓力應(yīng)稍低于注漿壓力。具體技術(shù)要點如下：

圖6 電動灌漿泵灌漿

（1）豎向構(gòu)件均實行連通腔灌漿，且須合理劃定接口灌漿范圍;各個區(qū)域除留出灌漿成形孔、出漿孔、排氣腔之外，還應(yīng)當(dāng)形成封閉空腔，不應(yīng)漏漿；同時連接灌漿成形區(qū)的任意兩個灌漿套筒間距不得大于1.5m。當(dāng)不采取此種灌漿成型方法時，應(yīng)在構(gòu)件就位前設(shè)置坐漿層。

（2）對鋼筋套筒灌漿連接，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)漿料拌合物從構(gòu)件其他灌漿孔、出漿孔排出后，應(yīng)進(jìn)行封堵。

（3）對未密實飽滿的灌漿套筒，首先選擇在灌漿孔補(bǔ)灌；當(dāng)灌漿料已經(jīng)凝固且無法流動時，可選擇在出漿孔補(bǔ)灌。

（4）補(bǔ)灌須在灌漿料拌和物超過設(shè)計規(guī)定的部位后停止，并應(yīng)在灌漿料凝固后重新檢查其位置是否達(dá)到設(shè)計規(guī)定。

（5）灌漿結(jié)束后，及時用水清洗攪拌機(jī)、灌漿使用器具，以防止已凝固后的灌漿材料再摻入新拌制的漿料拌合物中，并在灌漿口處進(jìn)行抹平處理，如圖7所示。

圖7 灌漿口抹平處理

（6）在漿料灌漿工作完成后，周圍環(huán)境溫度在室溫要求時，24h內(nèi)構(gòu)件和接頭等均須經(jīng)由專門設(shè)備定位及維護(hù)，并嚴(yán)禁受到震動；環(huán)境溫度較低時，維護(hù)的時間可適當(dāng)延長；在低溫環(huán)境進(jìn)行灌漿后，應(yīng)將構(gòu)件連接灌漿料的部位溫度加熱控制到5℃以上，并進(jìn)行保溫處理1d～3d，以免連接縫內(nèi)灌漿料局部結(jié)冰。

2.6 封堵灌漿孔和排漿孔

在安裝過程中要對鋼筋連接處做好標(biāo)記，重點是灌漿口與排漿口的位置都要超過套筒內(nèi)壁的最高位置，這樣有利于灌漿原材料能夠順暢的流入與流出，兩端的端口位置要進(jìn)行密封，保證無損壞。具體技術(shù)要點如下：

（1）在采用水平縫連通腔一次向各個接頭灌漿時，應(yīng)按漿材排出的先后順序，依次使用泡沫管對套筒的排漿孔和灌漿孔進(jìn)行封堵。

（2）在封堵過程中，灌漿泵須始終維持灌漿加壓，直到從每個連接的灌漿、排漿孔出漿液，并密封固定好后再終止灌漿。

2.7 養(yǎng)護(hù)

在灌漿料終凝后宜采用噴水保護(hù)，通常每日4～6次，持續(xù)時間不宜低于7d。在冬季施工時，建筑連接處應(yīng)當(dāng)采取保溫養(yǎng)護(hù)。在灌漿材料充填作業(yè)完成后一周內(nèi)做好保護(hù)，嚴(yán)禁再施加有害的震動、撞擊等影響。當(dāng)灌漿料強(qiáng)度超過35MPa后，方可拆除用于支撐預(yù)制構(gòu)件的臨時構(gòu)件，并進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的施工澆筑。

3.結(jié)語

本文從施工準(zhǔn)備、施工操作工藝方面，對預(yù)制豎向構(gòu)件套筒灌漿連接施工關(guān)鍵技術(shù)的現(xiàn)場施工工序進(jìn)行了詳細(xì)介紹， 并指出了應(yīng)當(dāng)注意的操作事項。本施工技術(shù)以進(jìn)一步提升裝配式建筑豎向構(gòu)件連接的施工技術(shù)水平，從而提高構(gòu)件安裝質(zhì)量和降低安裝難度作為總體目標(biāo)，總結(jié)并改進(jìn)了裝配式豎向構(gòu)件連接的施工技術(shù)，并結(jié)合了裝配式建筑豎向構(gòu)件采用鋼筋套筒灌漿連接的特點，形成了施工速度快、質(zhì)量高且“四節(jié)一環(huán)保”的預(yù)制豎向構(gòu)件套筒灌漿連接施工關(guān)鍵技術(shù)，使施工流程更為系統(tǒng)化和規(guī)范性，減少了施工成本，推動了行業(yè)進(jìn)步，為同類工程提供了參考。