裝配式鋼筋混凝土結構梁柱節點套筒灌漿施工方法研究

張永強

摘 要：通過分析裝配式套筒灌漿連接技術的檢測方法，對不同學者關于套筒灌漿質量問題的研究進行優缺點的分析歸納總結。在裝配式套筒灌漿中如何使孔道灌漿飽滿密實，是困擾裝配式建筑發展的難題，作者提出真空灌漿法施工技術的設想，來嘗試解決裝配式套筒灌漿飽滿度問題。

關鍵詞：裝配式；套筒灌漿；真空灌漿法

中圖分類號：TU37 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）36-0118-02

Abstract： Through the analysis of the testing methods of the assembled sleeve grouting connection technology， the advantages and disadvantages of different scholars on the quality of sleeve grouting are analyzed and summarized. How to make the hole grouting full and dense in the assembled sleeve grouting is a difficult problem that perplexes the development of the assembled building. The author puts forward the tentative idea of the vacuum grouting construction technology in order to try to solve the problem of the assembled sleeve grouting plumpness.

Keywords： assembly； sleeve grouting； vacuum grouting

引言

裝配式建筑是一種先進的建造方式，不僅節能而且環保。目前全國超過三十多個省市出臺了關于裝配式建筑專門的指導意見與配套措施，不少地方更是對裝配式建筑的發展提出了比較明確要求。

預制建筑混凝土結構的垂直構件大多采用套管灌漿連接，關鍵受力部分的縱筋均采用套管灌漿連接。理論上，連接點是裝配式鋼筋混凝土結構的薄弱環節，也是與現澆混凝土相一致的重要保證。因此，鋼筋套筒灌漿連接的質量問題非常重要。而灌漿套筒具有良好的連接性能是以灌漿飽滿和足夠強度為前提的，目前，世界上尚沒有針對灌漿飽滿度的可靠的檢測手段，也是業界難題。

1 套筒灌漿飽滿度事后檢測方法

我國裝配式混凝土相關技術規程均要求套筒灌漿應飽滿密實。但是由于套筒灌漿屬于隱蔽工程，通常情況下，套筒灌漿時是通過觀察灌注孔上部的孔洞有無流出漿液，來分析灌漿是否完成，但是套筒的內部不能直接看到。此外，如現場套筒灌漿結束后未及時封堵注漿孔；灌漿前套筒沒經過仔細清理等都可能導致套筒灌漿不飽滿[2]。因此，有必要通過測試來測定套筒灌漿的飽滿度，以確保灌漿的質量。在大量專家學者的實驗研究基礎上，提出多種套筒灌漿飽滿度檢測方法：

（1）基于混凝土工程的相關經驗，有學者提出對套筒灌漿進行鉆芯取樣，鉆芯取樣檢驗方法是我國常用的一種技術，因為它通過局部破壞試驗得到了實際的檢驗結果，直觀可靠，檢驗結果易于接受。然而鉆芯取樣只能鉆孔很少部分混凝土檢測其質量[3]，這可能導致錯誤判斷或漏判。

（2）蔣杰等[4]，提出了套筒灌漿工藝體積法，確定了設計階段灌漿套管內腔，管道和筒倉底部灌漿空間的大小。根據灌漿料的體積用量判斷套筒灌漿的密實性。其理論方法比較簡單，但沒有考慮施工多方面影響。

（3）DELRIO L M[5]提出超聲波法，利用超聲波在不同介質中傳播速度不同的特性來分析套筒灌漿內部質量信息。聶東來等[6]通過研究發現超聲波法可以判斷鋼筋套筒灌漿料的密實性，但缺點是不能準確確認哪個鋼筋套筒灌漿內部有缺陷。

（4）劉志豪等[7]通過研究測試以及數值模擬等方法都證明了沖擊回波法檢測套筒灌漿飽滿度是可行的，但是判斷雙排鋼筋套筒灌漿的密實區與非密實區比較困難，也對灌漿段和非灌漿段的界面判斷不夠準確。

（5）王卓琳等[8]認為X射線法可以較方便的區分孔道內部灌漿段和非灌漿段的界面，但其有效檢測時對試件厚度有明顯的限制要求。

（6）鄭周練等[9]使用工業CT對套筒灌漿進行檢測，CT檢測可以確定灌漿中缺陷的位置，定量分析缺陷尺寸，面積和體積的分布，確定試件的密實度并確定鋼筋位置是否未正確。

2 套筒灌漿飽滿度事中質量控制檢測方法

目前關于裝配式套筒灌漿飽滿度的研究都集中在灌漿的事后階段，而這一階段只能對套筒灌漿質量進行事后的檢測，來判斷是否滿足相關規范的要求，如果方向灌漿質量不合格卻找不到更好的方法來彌補。因此，有必要對如何有效管理和修補未飽滿灌漿的套筒進行專門研究。對于套筒灌漿施工過程中的檢測便顯得異常重要，目前關于套筒灌漿飽滿度事中控制的檢測相對較少，目前主要有以下方法：

（1）高潤東等[10]提出預埋鋼絲拉拔法和預埋傳感器法，預埋鋼絲拉拔法是通過拉拔荷載值判斷灌漿的飽滿度，而預埋傳感器法是在灌漿前在套筒出漿口預埋阻尼振動傳感器，通過其數據采集系統獲得的波形來判斷灌漿飽滿度。

（2）李輝等[11]微型傳感器預先嵌入灌漿套筒中，通過比較空氣中傳感器和灌漿的振幅衰減來判斷套筒中灌漿的充滿程度。該方法可作為套筒灌漿過程中的監測方法，可以及時發現灌漿是否充滿，也可為二次灌漿提供可靠的依據。

（3）郭正興等[12]提出通過安裝排氣觀察管和補漿觀察管等來觀察管液面的高低，能間接檢測套筒灌漿施工過程中的質量，其灌漿質量檢測手段適用于工地現場、并且方便、高效、可靠。

在裝配式套筒灌漿中如何使孔道灌漿飽滿、密室，是一直困擾裝配式建筑發展的一大難題[13]，到目前為止國內外尚未出現因套筒灌漿技術不成熟而造成的結構質量事故發生，但也不能對此放松警惕。為了使套筒灌漿能夠飽滿密實，筆者從預應力構件灌漿以及巖土錨桿灌漿等相關工程案例中尋找有效的解決辦法以及靈感。

3 真空灌漿法

真空灌漿法[1]是解決后張法結構構件灌漿不飽滿有效方法之一。裝配式建筑套筒灌漿技術可以從中汲取經驗。所謂的真空灌漿方法是先用真空泵將封閉的真空通道抽真空，然后用壓力機將制備好的漿料打入通道中。

與普通灌漿方法相比，真空灌漿方法在灌漿過程中有兩個力迫使漿液流入通道，一個是真空抽取形成的負壓，另一個是灌漿形成的正壓，其中在兩種力作用下，漿料可以很容易地進入并填充整個通道。因此可以選擇較小水灰比和較小流動性的漿料，在負壓下漿料本身的密實性得到改善。在灌漿工藝上，真空灌漿技術可以在相同條件下實現更好的灌漿密實度和飽滿度，相對于普通灌漿法而言，真空灌漿施工技術[1]具有比較多的優點：

（1）真空灌漿方法降低了灌漿在套管內流動時阻力，

可以在負壓條件下填充套管的間隙，防止在灌漿過程中將泡沫包裹在套管壁上。同時在負壓條件下灌漿中的氣泡也被破碎和提取，從而增加了灌漿的密實度。

（2）真空灌漿方法將灌漿在真空負壓和灌漿正壓共同作用下進入管孔。灌漿的流動性可以大大降低，灌漿的泌水性和收縮性都大大減少，從而增加灌漿的飽滿度。

總之，從理論分析真空灌漿方法是可行的，但其也會帶來新的問題，比如構件拆分設計，預留孔位置，構件連接處密封等。這是筆者下一步要研究的方向。相信真空灌漿工藝能夠成為解決裝配式套筒灌漿飽滿度的有效途徑，為裝配式結構的推廣應用發揮顯著的促進作用。

參考文獻：

[1]趙祥允，李達.真空灌漿法技術[J].中國科技博覽，2008（22）：114.

[2]胡錦秀.預制裝配式建筑施工常見質量問題與對策[J].四川水泥，2018（3）.

[3]鄭清林.灌漿缺陷對套筒連接接頭和構件性能影響的研究[D].中國建筑科學研究院，2017.

[4]蔣杰，張仲華，崔燕輝.裝配式剪力墻預制墻板套筒灌漿密實性保障措施的思考[J].城市住宅，2016，23（12）.

[5]DELRIO L M，JIMENEZ A，LOPEZ F，et al. Characterization andhardening of concrete with ultrasonic testing[J].Ultrasonics，2004，42（1）：527-530.

[6]聶東來，賈連光，杜明坎，等.超聲波對鋼筋套筒灌漿料密實性檢測試驗研究[J].混凝土，2014（9）：120-123.

[7]劉志豪.基于沖擊回波法灌漿套筒缺陷檢測[D].安徽建筑大學，2017.

[8]王卓琳，徐耀東，李向民，等.鋼筋漿錨搭接連接灌漿密實度檢測方法試驗研究[J].施工技術，2017，46（17）：10-14.

[9]鄭周練，肖楊，李棟，等.基于CT技術的套筒灌漿連接件檢測方法研究[J].施工技術，2018（4）：69-74.

[10]高潤東，李向民，許清風.裝配整體式混凝土建筑套筒灌漿存在問題與解決策略[J].施工技術，2018（10）.

[11]李輝，劉曉鳳.灌漿套筒灌漿飽滿度檢測技術研究[J].江西建材，2017（21）：74.

[12]郭正興，顏文.裝配式混凝土結構套筒灌漿連接灌漿料飽滿度試驗研究[J].江蘇建筑，2018（3）.

[13]秦珩，錢冠龍.鋼筋套筒灌漿連接施工質量控制措施[J].施工技術，2013，42（14）：113-117.