裝配式結構低溫型套筒灌漿料的施工溫度控制

王明遠 黃國杰 王春紅 鄭 劍 杜 林

中建一局華江建設有限公司 北京 100161

隨著裝配式建筑在已完工和在建工程中占比的不斷提高，裝配式建筑已成為建筑發展的必然趨勢[1]。在不斷進行裝配式設計創新、部品部件生產優化的同時，提升裝配式施工水平也是裝配式建筑發展的重要環節。

裝配式結構施工時，鋼筋套筒灌漿連接質量對結構安全的影響最為關鍵。目前裝配式結構冬期鋼筋套筒灌漿施工所采用的灌漿材料多為低溫型套筒灌漿料，其適用于灌漿施工及養護過程中灌漿部位環境溫度為－5～10 ℃。因為其適用的溫度區間只有15 ℃，所以裝配式結構冬期灌漿過程中的溫度控制將是施工的重、難點。

本文通過具體的工程實例來介紹低溫型套筒灌漿料施工的溫度控制。

1 工程概況

北京懷柔新城04街區6021地塊項目總建筑面積124 735.27 m2（圖1），包括15棟住宅樓、5棟配套商業、1個地下車庫。住宅樓1#～4#、6#、9#～12#樓均為9層，3層以上采用預制裝配式結構；其余樓均為7層，2層以上采用預制裝配式結構。預制構件結構形式為預制疊合樓板，預制部分厚60 mm，現澆部分厚70 mm。預制夾心外墻為厚200 mm混凝土預制墻板＋厚90 mm擠塑聚苯板＋厚60 mm鋼筋混凝土保護層。

圖1 6021地塊效果圖

本工程按二星級綠色建筑設計標準設計，裝配式混凝土結構預制率（地上預制構件混凝土用量/混凝土構件總用量）為41%。

本工程為重點民生工程，能夠保質、保量地按期交付使用，是本工程的重點。受疫情影響，工程實際開工日期比計劃開工日期晚了近4個月，原計劃不需要進行冬期施工的裝配式結構施工將推遲至冬季。因此項目采用低溫型套筒灌漿料進行裝配式結構冬期套筒灌漿施工。

2 北京懷柔地區冬季氣溫特點

根據北京懷柔地區歷年溫度記錄，一般每年11月中旬到次年3月中旬為冬季，歷時4個月。

冬季一般分為3個階段：

氣溫較高階段：平均溫度為－1 ℃左右，時間大約為11月中旬至12月中旬和次年2月中旬到3月中旬，約為70 d。

氣溫較低階段：平均氣溫為－5 ℃左右，時間大約為12月下旬到次年2月上旬，約50 d。

寒流階段：平均氣溫－10 ℃左右，最低溫度可達－16 ℃，極端最低氣溫2021年紀錄為－22 ℃，每年3～4次，約20 d。

3 低溫型套筒灌漿料特點

1）流動性好：初始流動度可達300 mm以上。

2）施工性好：充分強制攪拌后，保證材料均質性和施工性。

3）塑性膨脹：加水攪拌后即開始膨脹，可以補償水分蒸發等帶來的塑性收縮。

4）早強高強：降溫不降標，抗壓強度不低于同等時間常溫灌漿料。

4 溫度控制

4.1溫度監測

1）冬期套筒灌漿要保證灌漿作業區形成封閉空間，灌漿料的制備及灌漿作業的室內溫度要進行檢測，保持在－5～10 ℃之間。

2）測量拌和水的溫度。攪拌過程中拌和料的溫度會持續升高，所以拌和水的溫度不宜超過3 ℃，最好采用0 ℃的拌和水。

3）灌漿施工前環境溫度每30 min測1次，連續3次測得預制墻體灌漿套筒內溫度穩定在－5～10 ℃時，方可組織灌漿作業。

4）灌漿施工完成后，應按照要求進行環境溫度監測（2 h測量1次），確保養護期內灌漿部位溫度穩定在－5～10 ℃之間，當灌漿料的同條件養護試塊抗壓強度大于35 MPa時可停止測溫。

4.2溫度控制措施

1）在灌漿料制備前，對漿料溫度進行溫度試配。拌和水采用冷水，宜采用0 ℃的冰水攪拌，但需注意不能將冰塊帶入漿體中。拌和水的溫度不宜超過3 ℃。

2）攪拌設備應優先選用低速強制攪拌機，注意不能攪拌太長時間，防止漿料摩擦生熱，導致過快凝固。

3）冬期灌漿采用后灌漿[2]施工工藝，后灌漿即本層現澆部分澆筑完畢后形成封閉空間，然后采用暖棚法施工對作業區進行保溫及加熱，保證加熱最遠端或最不利墻體的灌漿腔達到－5 ℃以上溫度，灌漿套筒內溫度穩定在－5～10 ℃之間。

4）灌漿完成后的養護過程中，灌漿料同條件試塊抗壓強度未達到要求前，要有針對溫度驟降的應急措施（如墻體灌漿縫處設置伴熱帶），當氣溫驟降或灌漿養護溫度下降接近下限時，立即啟動升溫程序，確保養護期內灌漿部位溫度穩定在－5～10 ℃之間。當灌漿料的同條件養護試塊抗壓強度大于35 MPa，可停止加熱并撤除保溫措施，此時允許拆除預制墻體的臨時支撐體系。

5）因作業空間較大且暖棚法提升溫度有限，室外溫度過低時，即使使用暖棚法施工也很難得到穩定的套筒內環境溫度。所以當室外最低溫度低于－15 ℃時，應停止灌漿作業[3]。

6）灌漿施工必須按照低溫型套筒灌漿料施工的溫度指標（表1）執行。

表1 低溫型套筒灌漿料施工的溫度指標

7）應制定停電、灌漿設備損壞等異常情況和可能出現灌漿問題的應急預案，并進行演練，現場需有備品、備件（如攪拌機、灌漿機、灌漿機橡膠管、灌漿管堵塞等），堅決避免灌漿料漿體堵塞腔體的現象發生。

8）采用暖棚法施工時，要時刻監測室內CO的濃度，確保施工作業安全。

5 結語

鋼筋套筒灌漿連接技術是保證建筑結構安全的關鍵技術之一[4]。在冬期低溫環境下，低溫型套筒灌漿料施工溫度控制是裝配式結構施工的重要課題。

項目通過采用后灌漿和暖棚法的施工工藝，達到了裝配式結構低溫型套筒灌漿料施工的溫度控制，使工期得到了較大保證，并實現了較好的社會和經濟效益，對冬期施工的裝配式建筑工程整體進度安排及質量保證具有非常重大的意義。