裝配式結構工程中的鋼筋套筒灌漿連接施工質量淺析

盧俊明

（揚州市建設工程質量監督檢查站，江蘇 揚州 225000）

0 引言

鋼筋套筒灌漿連接是裝配式結構工程施工質量控制的一項重要技術，鋼筋套筒灌漿節點連接質量是裝配式結構工程核心問題之一。鋼筋套筒灌漿連接技術雖應用廣泛且成熟，但對于我國裝配式結構套筒灌漿連接還是處于起步階段，連接節點處灌漿套筒質量還處于探索中。從監督抽測發現，裝配整體式混凝土結構工程鋼筋套筒灌漿連接質量堪憂。本文通過分析影響鋼筋套筒灌漿連接質量因素，提出裝配式結構工程鋼筋套筒灌漿連接施工質量控制措施，以期對工程施工有所裨益。

1 鋼筋套筒灌漿連接原理

不連續的單根帶肋鋼筋從內腔有剪力鍵的鋼筋套筒兩端插入套筒內部，注入具有流動性、早強性、微膨脹的高強度灌漿料、灌漿料硬化與鋼筋套筒緊密嚙合形成整體實現應力傳遞；在鋼筋不連續斷面，鋼套筒則承擔該截面全部應力；由于灌漿料硬化微膨脹，鋼筋套筒對灌漿料形成有效約束，進一步提高了灌漿料與鋼筋、鋼套筒之間黏結、摩擦以及咬合強度，從而使鋼筋間應力能夠有效傳遞。

2 影響鋼筋套筒灌漿連接質量的施工因素

灌漿套筒節點的力學性能會因受到套筒、灌漿料材料質量和施工質量等影響而產生缺陷，降低套筒內受力傳遞，構件的受力性能降低，嚴重涉及結構的安全。

2.1 鋼筋定位偏位、鋼筋預留長度不足

在裝配式結構中，鋼筋定位偏位、鋼筋預留長度不足主要發生在轉換層，預埋鋼筋與裝配式構件套筒經常遇到定位難、偏位大、吊裝不便。造成的主要原因是由于現澆層標高控制不嚴，導致預留鋼筋的長度不足 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。對于鋼筋預留長度不足的問題，現場施工人員隨意對偏位鋼筋彎折（見圖 3）或切割（見圖 4），導致檢測中發現套筒內未見鋼筋或鋼筋插入套筒內的有效長度嚴重不足。

圖1 預留鋼筋長度不足 8 d

圖2 鋼筋定位偏位

圖3 連接鋼筋偏差大且強行彎折

圖4 連接鋼筋被切割

2.2 連接鋼筋傾斜且未進行校正

預制構件的尺寸偏差，會導致構件和套筒的偏心，灌漿時漿料流動不暢，可能會造成不密實，如圖 5 所示。

2.3 構件連接部位處理不到位

預制構件安裝前，清除構件連接部位混凝土表面的異物和積水過程中，部分異物進入預制構件內連接套筒灌漿腔、灌漿和排漿孔道中，未能及時清理干凈。吊裝完成后，用有密封功能的座漿料或其它密封材料對構件拼縫連接面四周進行密封，填塞密封材料時，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、出漿口封堵不嚴造成引起的空洞

①對豎向鋼筋套筒灌漿連接，灌漿作業應采用壓漿法從灌漿套筒下灌漿孔注入，當灌漿料拌合物從構件其他灌漿孔、出漿孔流出灌漿料拌合物未呈現圓柱體而進行封堵。②對于水平鋼筋套筒灌漿連接，灌漿作業應采用壓漿法從灌漿套筒下灌漿孔注入，當灌漿料拌合物從構件其他灌漿孔、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時應停止灌漿，并封堵。③預制構件底部與樓面之間預留水平接縫，接縫高度不宜小于 20 mm，在灌漿時所有出漿口均出漿并及時進行封堵，由于水平封堵不嚴，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，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格小于連接鋼筋的套筒，但可以采用直徑規格大于連接鋼筋的套筒。但相差不宜大于一級。②構件鋼筋插入灌漿套筒的錨固長度與灌漿套筒參數不符。灌漿套筒的規格參數中規定了灌漿端鋼筋錨固的深度。不同直徑的鋼筋連接時應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。在實際抽測中，看似構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 構件生產企業在構件生產前對鋼筋套筒灌漿連接接頭進行了工藝試驗，施工企業在鋼筋套筒灌漿前，在現場模擬構件連接接頭的灌漿方式進行了實體試驗，但從提供的套筒質保資料上看，現場鋼筋套筒與預制構件預埋的套筒存在不是同一家生產的同規格的套筒。

3 灌漿套筒連接質量的控制措施

3.1 強化灌漿施工操作人員責任意識

在工程質量控制中，人、機、料、法、環五大要素缺一不可，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量要素的關鍵環節。因此加強鋼筋套筒灌漿連接人員施工質量教育尤為重要。①現場灌漿施工必須由專業人員完成，施工專業人員應經接頭提供單位的專業技術人員培訓，方可上崗。②細化施工鋼筋套筒灌漿連接專項施工方案的技術交底，落實責任，責任到人。③強化專業施工人員“工匠精神”和“百年大計，質量第一”質量意識。

3.2 建立專職檢驗人員現場監督機制

鋼筋套筒灌漿連接質量很大程度取決于施工過程的控制，除對作業人員進行培訓考核，并持證上崗外，應建立健全專職檢驗人員現場監督機制，要求專職檢驗人員在灌漿操作過程監督，形成可追溯的全過程灌漿質量記錄和相關的影像資料。

3.3 利用灌漿料估算法推斷套筒灌漿密實飽滿程度

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

3.4 嚴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量問題。如加水多會影響灌漿的強度，導致受力性能下降；拌制灌漿拌合料使用時間過長，灌漿料的流動性會影響灌漿料不飽滿、不密實等。因此必須嚴格按照灌漿料拌合物使用說明書使用，堅決杜絕以下情況：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，仍然繼續使用；④在灌漿料使用環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、模擬檢驗和PC構件使用的套筒應一致

根據 JGJ 355－2015《鋼筋套筒灌漿連接應用規程》第 7.0.2 規定，工程應用套筒灌漿連接時，整個施工中不得更換灌漿套筒、灌漿料；否則應重新進行接頭型式檢驗及灌漿套筒、灌漿料進場檢驗和工藝檢驗。對于未獲得有效型式檢驗報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 縱向鋼筋應采用專用模具定位

為減少施工中造成鋼筋偏位，特別是轉換層鋼筋偏位，給預制構件的安裝不便，建議施工單位在施工過程中采用與預留鋼筋匹配的專用模具進行精準定位，使伸入預制構件內灌漿套筒預留孔中預留鋼筋的精準控制和預制構件的安全、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度形成的過程，如果灌漿料同條件養護試件抗壓強度未達到 35 N/m2（JGJ 355－2015 第 6.3.11 條）時進行后續施工，將會對接頭產生擾動，從而降低灌漿料與鋼筋、鋼套筒之間黏結、摩擦以及咬合強度，使鋼筋間應力未能得到有效傳遞。

3.8 加大監督抽測力度

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

4 結語

鋼筋套筒灌漿連接是裝配整體式混凝土結構工程施工質量控制的關鍵環節之一。在質量控制諸多措施中，鋼筋套筒灌漿料拌合物的密實飽滿是工程建設工作難點。工程建設者為之探索各種檢測方法，但這些事后控制的檢測方法，在工程的實用性受經濟、技術、PC 構件截面的制約，無法普及推廣。因此，實施事前控制樣板引路，設置實體樣板的灌漿料估算用量法為后續 PC 構件的套筒灌漿連接密實飽滿程度提供便捷、經濟、有效的方法。Q