灌漿套筒鋼筋連接施工技術(shù)研究

陳逸飛

上海飛士房地產(chǎn)開發(fā)經(jīng)營有限公司，中國·上海 200949

1 引言

灌漿套筒是一種鋼筋的現(xiàn)場連接方法，20 世紀(jì)60年代在美國發(fā)明，以其操作簡單、施工方便的特點(diǎn)，在國外的預(yù)制構(gòu)件受力鋼筋連接和現(xiàn)澆混凝土受力鋼筋連接中有廣泛的工程應(yīng)用。

灌漿套筒連接是將一個專門加工的金屬套筒套在待連接的兩根帶肋鋼筋兩端，套筒與鋼筋之間有一定的空隙，用快硬無收縮的高強(qiáng)度灌漿料注滿空隙，依靠灌漿料與套筒和鋼筋之間的粘結(jié)力以及灌漿料與套筒內(nèi)預(yù)留的凹槽、剪力鍵和鋼筋的肋之間的咬合實(shí)現(xiàn)縱向鋼筋的連結(jié)[1]。

近年來隨著中國對節(jié)能環(huán)保和碳達(dá)峰的日益重視，裝配式建筑在中國得到了大力推廣。裝配式施工可以有效減少施工產(chǎn)生的粉塵、噪聲和建筑垃圾，大幅度提高建筑產(chǎn)業(yè)的工業(yè)化水平。對于裝配式建筑而言，縱向受力鋼筋的現(xiàn)場連接是決定工程質(zhì)量的最重要環(huán)節(jié)。由于預(yù)制構(gòu)件的鋼筋已經(jīng)固定，無法調(diào)整布置，因此傳統(tǒng)的鋼筋連結(jié)方式不再適用于預(yù)制構(gòu)件，而灌漿套筒以其獨(dú)特的連接機(jī)理，逐漸成為中國裝配式建筑受力鋼筋的主流連結(jié)方式[2]。

盡管灌漿套筒在中國裝配式建筑工程中已經(jīng)應(yīng)用廣泛，但受中國當(dāng)前建筑行業(yè)整體技術(shù)水平及工人素質(zhì)等客觀因素制約，工程現(xiàn)場的套筒灌漿質(zhì)量較難保證，導(dǎo)致“理論上簡單便捷且成熟的技術(shù)實(shí)施起來反而復(fù)雜而且效果很不理想”的怪象。針對這一現(xiàn)象，論文梳理了灌漿套筒連接的基本工藝要點(diǎn)，對施工作業(yè)的細(xì)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)充和細(xì)化，并對實(shí)際施工中常見的問題和處置措施進(jìn)行闡述。

2 工程實(shí)例分析

2.1 工程概況

該項目為高層住宅社區(qū)，總建筑面積139065.93m2，地上建筑面積96586.82m2，地下建筑面積40985.39m2，由8棟18 層住宅、9 棟11 層住宅及公共配套用房、單層地下室組成。住宅平均裝配率40.46%。

2.2 施工流程

2.2.1 漿液制備

灌漿料倒入攪拌設(shè)備→計算水量并精確計量→專用設(shè)備高速攪拌→漿料倒入灌漿機(jī)儲漿斗。

2.2.2 試塊制作

漿料拌制完成倒入灌漿機(jī)料斗→灌漿機(jī)出漿管打出漿料到40×40×160 的試塊模具中，每層制作3 組，每組3 塊→凝固成型后取出放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)28d →到期后送檢。

2.2.3 流動性測試

灌漿施工前，取拌制好的灌漿料倒入流動度測試工具，測試流動度是否達(dá)標(biāo)。

2.2.4 灌漿施工

拼接面清理（吊裝前）→預(yù)制構(gòu)件吊裝就位→充分濕潤拼接縫表面→2cm 高強(qiáng)漿料封堵拼接縫→養(yǎng)護(hù)達(dá)到施工強(qiáng)度→灌漿設(shè)備，拌合漿料準(zhǔn)備→灌漿套筒注漿連接→封堵灌漿孔→拼接縫外側(cè)防水涂料，內(nèi)側(cè)防水砂漿抹平。

2.2.5 補(bǔ)灌

漿料調(diào)配→接注漿軟管→試出漿→軟管安放就位→注漿、觀測→拔除注漿管→封堵注漿孔。

2.3 灌漿的工藝要點(diǎn)

2.3.1 拼接面清理

預(yù)制構(gòu)件吊裝前，需要對構(gòu)件底部灌漿套筒和座漿面進(jìn)行清理，去除如泡綿、碎石、泥灰等雜質(zhì)，避免因松散骨料或其他雜質(zhì)影響拼接面后期接合強(qiáng)度。作業(yè)現(xiàn)場有條件的，宜采用高壓氣槍清理拼接面。高溫天氣下還應(yīng)對座漿面做灑水潤濕處理，但不得積水。

座漿面預(yù)留鋼筋如出現(xiàn)銹蝕，應(yīng)在上層構(gòu)件吊裝前及時進(jìn)行除銹處理，同時根據(jù)設(shè)計圖紙核對鋼筋的預(yù)留長度，對不合格的調(diào)整長度，避免鋼筋過長或過短影響安裝。

2.3.2 濕潤灌漿套筒

灌漿前應(yīng)使用手持式噴霧器對墻板的進(jìn)出漿口進(jìn)行水分潤濕，但灌漿口不得殘留有明水。同時灑水潤濕構(gòu)件灌漿面，保證構(gòu)件灌漿表面處于潤濕狀態(tài)且無明顯積水，以保證構(gòu)件與模板和坐漿灰餅之間接縫嚴(yán)密不漏漿。

2.3.3 計算水量并精確計量

灌漿料應(yīng)嚴(yán)格按照材料提供商的要求控制水灰比，不許允隨意增加減少用量。用小鏟鏟取灌漿料，也可以用量杯計取，稱量好正確數(shù)量的灌漿料，倒入攪拌容器內(nèi)；取來砂漿拌合用水，用溫度計測量水溫（水溫應(yīng)符合灌漿料的要求，通常為室溫），然后倒入容器進(jìn)行稱量，稱量正確數(shù)量的拌合水；先將80%的水倒入容器，開始進(jìn)行攪拌，攪拌3～4分鐘后在加入剩余拌合水繼續(xù)攪拌，直至漿料均勻，靜置2分鐘讓漿液排氣。

2.3.4 灌漿料拌合

拌合前測量灌漿料的料溫，料溫應(yīng)達(dá)到產(chǎn)品使用要求。水灰比嚴(yán)格按本批產(chǎn)品出廠檢驗報告要求設(shè)置，建議先倒入灌漿料再加水，在攪拌桶中加水采用手持式電動設(shè)備攪拌充分、均勻，攪拌完成后應(yīng)靜置2～3 分鐘后使用，以便排出漿液內(nèi)的氣體，攪拌完成的標(biāo)志是灌漿料不泌水，流動度不小于270mm（不振動自流情況下）。攪拌完成后，不得再次加水。

灌漿料應(yīng)在自加水算起應(yīng)在30 分鐘內(nèi)用完，未用完應(yīng)丟棄，不得二次攪拌使用，凡是滴落在地上的漿料不建議再次使用。灌漿料施工時的環(huán)境溫度夏季不高于30℃，冬季不低于+5℃。灌漿料中嚴(yán)禁加入任何外加劑或外摻劑。

2.3.5 流動度檢測

灌漿料的流動性影響灌漿套筒各處接縫的密實(shí)度，如果流動性不夠，則接頭不夠密實(shí)，無法達(dá)到設(shè)計的結(jié)構(gòu)承載力，嚴(yán)重時會影響建成后的結(jié)構(gòu)安全。因此灌漿料攪拌完成后需要檢測流動度，如流動度不夠，還需要重新配置。

首次開工時，應(yīng)先取漿體，倒入放在玻璃板上的流動度試模內(nèi)，檢測砂漿的初始流動度是否符合要求（室溫條件下應(yīng)不小于250mm）；后續(xù)施工時，灌漿液倒入灌漿設(shè)備后，應(yīng)先打出一部分漿液肉眼觀測稠度是否一樣。流動度檢測合格后，即可將漿料迅速倒入灌漿泵料斗中，由灌漿作業(yè)班組進(jìn)行灌漿作業(yè)。每工作班應(yīng)檢查灌漿料拌合物初始流動度不少于1 次，本組填寫制漿記錄表后，繼續(xù)制漿；如需檢測30 分鐘或60 分鐘流動度，應(yīng)將被檢測的砂漿倒入攪拌容器內(nèi)再次充分?jǐn)嚢韬笤俚谷朐嚹！?/p>

2.3.6 分倉

對于一些尺寸較大的豎向預(yù)制構(gòu)件，應(yīng)采用分倉的方式將連接面劃分成若干較小的區(qū)間，避免因單塊連接面長度過大導(dǎo)致灌漿不密實(shí)，影響灌漿套筒處結(jié)構(gòu)安全。倉體的劃分應(yīng)根據(jù)規(guī)范合理設(shè)置，每個倉體不大于1.5m，一個倉體內(nèi)至少有1 和進(jìn)漿孔和1 個出漿孔。

2.3.7 灌漿

灌漿一般采用壓力泵送的方式進(jìn)行，通過控制泵送速度和泵送壓力，灌漿料從灌漿口自下而上逐步填滿灌漿套筒。灌漿操作前檢測灌漿孔和出漿口是否通暢，如有異物，采用鋼筋或高壓氣槍疏通。

豎向構(gòu)件采用連通腔灌漿，并合理劃分連通灌漿區(qū)域；每個區(qū)域除預(yù)留灌漿孔、溢漿孔與排氣孔外，形成密閉空腔，不應(yīng)漏漿；連通灌漿區(qū)域內(nèi)，任意兩個灌漿預(yù)留孔道間距離不宜超過1.5m，灌漿口與最遠(yuǎn)端預(yù)留孔道水平距離不宜超過1.5m。

灌漿時將攪拌好的灌漿料倒入螺桿式灌漿泵，開動灌漿泵，控制灌漿料流速在0.8～1.2L/min，待有灌漿料從壓力軟管中流出時，插入套管灌漿孔中使用。將倉體內(nèi)所有灌漿孔和出氣孔封堵，在倉體一端進(jìn)漿孔灌漿，在最遠(yuǎn)端開啟一個出氣孔，待出氣孔出漿后封堵，再依次從遠(yuǎn)至近拔開塞子灌漿，出漿后封堵，必須保證在灌漿過程中只有一個出漿孔是開放的。應(yīng)從構(gòu)件的一側(cè)灌漿，兩側(cè)以上同時灌漿會窩住空氣，形成空氣夾層。

灌漿過程中，不準(zhǔn)許使用振動器振搗，確保灌漿層勻質(zhì)性。灌漿開始后，必須連續(xù)進(jìn)行，不能間斷，并盡可能縮短灌漿時間。灌漿料拌合物須在制備后30min 內(nèi)用完，未用完的作廢料處理，散落的灌漿料拌和物不得二次使用；剩余的拌和物不得再次添加灌漿料、水后混合使用。攪拌容器壁如沾有較多殘余砂漿時，應(yīng)及時清洗掉，不得讓陳舊的漿料混入新制備的漿料中。清洗攪拌容器的水不得用于砂漿的制備，必須予以廢棄。

2.3.8 封堵

套筒灌漿施工時，出漿孔未流出圓柱體灌漿料拌合物不得進(jìn)行封堵，待灌漿料從上面溢流孔中冒出來表示預(yù)制構(gòu)件底20mm 厚灌漿縫已灌滿，立即用橡膠塞塞住上面的溢流孔。待上部的出漿孔連續(xù)流出柱狀漿液后按照先封堵出漿孔，后封堵灌漿孔的順序?qū)嵤┓舛隆?/p>

預(yù)制構(gòu)件外側(cè)封堵采用專業(yè)封堵料封堵，在構(gòu)件吊裝校正完成后，利用2cm 寬扁鋼工具進(jìn)行封堵，控制封堵深度。封堵砂漿使用封堵專用砂漿（25kg 一包商品封堵料），按使用說明配比加入適量水拌合，根據(jù)吊裝進(jìn)度來決定需要拌合的數(shù)量。為防止水分蒸發(fā)后封堵砂漿固化，封堵砂漿應(yīng)做到隨做隨拌。

2.3.9 補(bǔ)灌

對于灌漿未密實(shí)飽滿的豎向連接灌漿套筒，發(fā)現(xiàn)時如尚在灌漿料加水拌和30 分鐘以內(nèi)，應(yīng)選擇在灌漿孔補(bǔ)灌，當(dāng)灌漿料拌合物已經(jīng)無法流動時可以從出漿孔補(bǔ)灌并應(yīng)采用手動設(shè)備結(jié)合細(xì)管壓力灌漿，補(bǔ)灌的處理流程如圖1所示。

圖1 補(bǔ)灌的處理流程

補(bǔ)灌時將透明軟管與灌漿機(jī)的注射口相連，確保連接緊固。將調(diào)配好的灌漿料倒入灌漿機(jī)內(nèi)，檢查軟管是否能夠正常出漿。如能夠正常出漿，將透明軟管放入鉆孔孔道內(nèi)，直至軟管的端部接近豎向鋼筋。緩慢進(jìn)行加壓注漿，檢查出漿孔是否出漿，并觀察灌漿機(jī)內(nèi)的灌漿料液面是否有明顯下降。保持邊注射邊拔出透明軟管，同時用橡膠塞封堵出漿孔。

手動修復(fù)套筒灌漿缺陷時，可直接在套筒出漿孔通過注射器外接透明軟管進(jìn)行注射補(bǔ)灌。注射補(bǔ)灌的流程為：

①分兩次用沖擊鉆鉆通出漿孔；

②用吹孔器進(jìn)行清孔，然后濕潤出漿孔；

③向注射器內(nèi)倒入灌漿料；

④將與注射器相連的細(xì)管通過出漿孔孔道放入套管內(nèi)；

⑤緩慢推動注射器活塞進(jìn)行注漿，如果一次注漿量不足，可重復(fù)上述步驟；

⑥注射補(bǔ)灌至出漿孔灌漿料流出，邊注射邊拔出注射器，并及時封堵出漿孔。

2.3.10 季節(jié)性施工措施

套筒灌漿料使用溫度不得低于5℃，如必須灌漿應(yīng)對灌漿部位采取預(yù)加熱措施，保證使用時灌漿料的溫度不低于5℃，拌和用水適當(dāng)加熱，適當(dāng)延長攪拌時間，冬季灌漿宜選在上午10 點(diǎn)以后，并采取加蓋棉被等保溫措施，溫度低于0℃。夏季溫度高于30℃時時用冷水?dāng)嚢瑁稍谒刑砑颖鶋K），加水前需對冰塊進(jìn)行過濾，攪拌用水溫度為8℃～15℃為宜。灌漿前對構(gòu)件及鄰近的地面進(jìn)行灑水降溫。夏季灌漿宜選在上午和晚上進(jìn)行施工[3,4]。

2.4 質(zhì)量控制要點(diǎn)

①嚴(yán)格把控對進(jìn)場的套筒、螺栓、灌漿料、水泥、砂漿、鋼筋等材料的檢驗和復(fù)試，符合國家有關(guān)規(guī)定的要求，檢測合格方可使用。灌漿套筒還應(yīng)配有供應(yīng)商的檢測報告。

②現(xiàn)場應(yīng)對包括材料進(jìn)場、拌合物制備、灌漿孔編號、灌漿、封堵、補(bǔ)漿等整個灌漿施工流程拍攝照片或影視資料記錄，作為驗收材料。

③灌漿料拌和時，應(yīng)嚴(yán)格拌合物的流動度，超過30min的拌合物、散落的拌合物、剩余的拌合物不得二次使用，新舊漿料不得混合使用，清洗容器的水不得再次用于拌和砂漿。

④灌漿過程中泵送裝置應(yīng)保持一定壓力，確保灌漿拌合物填充密實(shí)。灌漿結(jié)束后應(yīng)檢查灌漿料的液面高度，以及是否有不出漿、漏漿等現(xiàn)象，如密實(shí)度未達(dá)到要求，應(yīng)及時補(bǔ)灌。

⑤現(xiàn)場作業(yè)應(yīng)保留一定的冗余和應(yīng)急手段，灌漿作業(yè)應(yīng)在灌漿料規(guī)定的時間內(nèi)完成，并給可能的補(bǔ)漿等作業(yè)留出足夠的應(yīng)急處理的時間。同時現(xiàn)場應(yīng)配備備用電源，防止因灌漿在停電時中斷導(dǎo)致灌漿作業(yè)不密實(shí)乃至灌漿設(shè)備管道封堵等問題。

3 常見異常，和常見問題解決

3.1 套筒頂部不出漿

套筒頂部不出漿可能由于構(gòu)件生產(chǎn)安裝過程中套筒內(nèi)落入堵塞物，將底部連通腔堵塞，導(dǎo)致連通腔灌漿時套筒出漿口不出漿，嘗試使用小鋼絲從出氣孔頂部進(jìn)行疏導(dǎo)；如果疏導(dǎo)后未發(fā)現(xiàn)有堵塞物，則可能是連通腔灌漿時，由于分倉過大，加上灌漿設(shè)備壓力不足，導(dǎo)致遠(yuǎn)端套筒出漿孔難以出漿，此時應(yīng)適當(dāng)調(diào)整設(shè)備參數(shù)重試[5]。

3.2 封堵部位爆倉漏漿

發(fā)現(xiàn)漏漿后及時在縫隙外部用灌漿料抹平并用木條進(jìn)行機(jī)械加固，加固好后再次灌漿，加固操作時間控制在10分鐘內(nèi)。

3.3 套筒底部及頂部均未出漿

先用小鋼絲進(jìn)行疏導(dǎo)，如無效果，則砸開此套筒底部的封堵，查看是否是封堵料堵住套筒，如是，加固后繼續(xù)灌漿；如不是，則將底部封堵清理掉后用高壓水槍沖洗每個套筒及板底，找到問題后再次封堵灌漿[6-8]。

3.4 拼縫寬窄不一

該問題主要由于預(yù)制構(gòu)建安裝時角度控制偏差引起，只要一塊板存在角度偏差，導(dǎo)墻澆筑時標(biāo)高未控制好，其周圍邊界便會出現(xiàn)接縫寬窄不一的現(xiàn)象。對于縫寬超過20mm 的縫，采用高強(qiáng)度砂漿進(jìn)行二次找平；局部接縫寬度太窄，需要人工用機(jī)械切割到符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的寬度（約等于20mm）。

3.5 灌漿不密實(shí)

該問題可能由于灌漿料配置不合理，波紋管干燥、灌漿管道不暢通、嵌縫不密實(shí)、操作人員粗心大意未灌滿等多種原因引起，應(yīng)全數(shù)檢查各號房灌漿飽滿度，針對不同灌漿缺陷深度的套筒補(bǔ)灌整治方法。

3.6 套筒內(nèi)漿體回流

該問題可能是由于以下三個原因?qū)е拢?/p>

①連通腔密封不嚴(yán)，特別是機(jī)電線管穿過的地方密封十分困難，很容易出現(xiàn)連通腔爆倉，導(dǎo)致套筒內(nèi)漿體嚴(yán)重回流；

②連通腔灌漿結(jié)束時，如果灌漿設(shè)備拔出前持壓不充分，漿體未充分填充各類縫隙，則灌漿結(jié)束后漿體繼續(xù)流動填充縫隙，導(dǎo)致套筒內(nèi)漿體回流；

③連通腔灌漿結(jié)束時，灌漿設(shè)備從灌漿口拔出，如果封堵灌漿口不及時導(dǎo)致漏漿較多，也會導(dǎo)致套筒內(nèi)漿體回流[9]。

針對此問題應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)灌處置，補(bǔ)灌準(zhǔn)備前，在出漿孔外側(cè)安裝L 型注漿回流器，如圖2所示，填充完畢且漿料禁止3 分鐘狀態(tài)下無回流情況為止，方可進(jìn)行封堵。

圖2 L 型注漿回流器

3.7 出漿孔漿液高度未達(dá)到要求

對沒有達(dá)到灌漿要求的孔道進(jìn)行二次手動補(bǔ)漿。采用U 型連通器連接在出漿孔，發(fā)現(xiàn)液面達(dá)到要求后再進(jìn)行封堵。

4 結(jié)語

論文總結(jié)了鋼筋灌漿套筒連接的施工要點(diǎn)，補(bǔ)充和細(xì)化了施工作業(yè)的細(xì)節(jié)，并對實(shí)際施工中常見的問題和處置措施進(jìn)行闡述，得出了結(jié)論如下：

①鋼筋連接是預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)施工過程中最重要的環(huán)節(jié)，必須加強(qiáng)整個施工環(huán)節(jié)中對材料檢驗管理和過程把控，嚴(yán)抓過程質(zhì)量。

②中國目前限于行業(yè)整體技術(shù)水平及工人素質(zhì)等客觀因素，鋼筋灌漿套筒的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)進(jìn)程還需要大力推進(jìn)。

③鋼筋灌漿套筒是一種施工便捷、操作簡單的鋼筋連接方式，在裝配式建筑施工中有廣闊的推廣前景。