鋼筋套筒灌漿連接微壓充漿施工技術規程行業標準概況

文／宋雙陽 山東省建筑科學研究院有限公司 山東濟南 250031

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王 戎 山東城市建設職業學院 山東濟南 250031

崔士起 山東省建筑科學研究院有限公司 山東濟南 250031

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孫建東 山東省建筑科學研究院有限公司 山東濟南 250031

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李曉鵬 山東省建筑科學研究院有限公司 山東濟南 250031

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引言：

裝配式建筑已經上升為我國國家戰略。近年來，黨中央、國務院以及各級政府高度重視建筑產業化，發展裝配式建筑，業界也積極響應和廣泛參與。國務院辦公廳《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》（2016.9.27）中提出“要強化隊伍建設，大力培養裝配式建筑設計、生產、施工、管理等專業人才”。目前，裝配式建筑處于起步階段，技術體系尚未成熟，專業化分工尚未形成，施工企業技術能力不足，不可避免的導致了一些工程質量問題。

預制混凝土構件之間的連接是裝配式建筑的技術關鍵之一。連接質量對保證裝配式混凝土結構的整體性能至關重要。連接質量包括套筒灌漿和接縫灌漿層的灌漿質量。本文作者在套筒灌漿飽滿性的檢測中發現，套筒灌漿飽滿性不足是比較突出的問題，很少有人去研究和關注接縫灌漿層的質量。微壓充漿施工工藝可以同時解決套筒灌漿飽滿性和接縫灌漿層灌漿飽滿性問題。

1、微壓充漿原理

流動性較好的灌漿料拌合物為擬塑性流體。流體的特性是，只要有切應力作用在流體上，不論切應力的大小，都能使流體發生連續變形，即使流體流動。根據流體靜力學，微壓充漿系統可以看作連通器；出漿口和接縫灌漿層處有微小孔隙，形成一個濾水濾氣的模壓系統。模壓系統內的壓力可以加速將氣體和水通過密封不好的封倉處排出，補漿器內灌漿料拌合物不斷下降補充，套筒和接縫灌漿層內灌漿料形成密實漿體。

微壓充漿利用伯努利方程原理，通過調節灌漿速度達到逐漸排氣的過程。補漿高度可隨意調整，一般情況下，補漿管高度定為1m。

當補漿管高度為1m，套筒灌漿料拌合物靜止時，接縫灌漿層內的壓強約為：

ρgh=2.0×103×10-9×10×1000 ≈0.02（MPa）。這個壓強直至灌漿料拌合物凝結前一直持續存在。

理論上，在灌漿套筒通透、連通腔外封倉牢固和接縫灌漿層高度滿足設計的施工環境下，微壓充漿施工能保證豎向構件每個套筒100%飽滿，保證結合層灌漿質量。可以不用影像記錄全過程。

利用微壓充漿施工，可以在連通腔內提前注入適量的清水。在灌漿料拌合物低速充漿下，由于比重不同，清水與灌漿料拌合物不混合，一部分清水被混凝土吸收，一部分充當潤滑劑，剩余的從封倉的微小孔洞中慢慢排出。由于還需要大量的試驗工作證明此方法的可靠性，本規程對提前注水不做具體要求；有大量試驗數據支持后，規程修訂時列入此規定。

2、國內有關鋼筋套筒灌漿連接施工技術規程

鋼筋套筒灌漿施工，首推《鋼筋套筒灌漿連接應用技術規程》（JGJ355-2015），該規程已經頒布實施多年，目前已經修訂，很快發布?！朵摻钐淄补酀{連接施工技術規程》T/CCIAT 0004-2019 為JGJ355-2015 的具體深化，《裝配式混凝土結構鋼筋套筒灌漿連接應用技術規程》DB37/T 5162-2020 也已經頒布實施，還有一些地方套筒灌漿施工規程正在制定或已實施。根據目前了解的情況，套筒灌漿均是采用從注漿口注漿，從出漿口出漿的機械或手動壓力注漿方式。

預制豎向混凝土構件鋼筋套筒灌漿連接采用上述國家現行標準中的注工藝高壓注漿時，因為注漿速度快，形成有壓管流；根據伯努利方程原理，接縫灌漿層的連通腔內灌漿料拌合物上表面會有暫時的負壓區，形成不連續的大氣泡。傳統高壓注漿完成后，接縫灌漿層內的負壓區消失，封裹的空氣慢慢排出腔外，套筒內的灌漿料對氣體排出留下的空間進行填充，因而套筒內灌漿料回落。傳統注漿速度越快，暫時封裹的空氣就越多，套筒內灌漿料回落的幅度越大，極端情況下套筒內灌漿料全空，接封灌漿層局部不飽滿。

3、規程T/SDCEAS10009-2022 的主要內容及編制背景介紹

規程T/SDCEAS10009-2022 共分總則、術語、材料和機具、施工、質量檢驗。下面簡要介紹各章的重要規定及其編制背景。

3.1 總則

明確本規程編制目的和適用范圍。本規程適用于新建、改建和擴建的民用與一般工業建筑的裝配式混凝土結構預制豎向構件鋼筋套筒灌漿連接微壓充漿施工與檢驗。因為裝配式混凝土結構預制水平構件不具備連通腔充漿環境，所以不能應用微壓充漿工藝。

3.2 術語

本章術語包括連通腔充漿、微壓充漿工藝、補漿器、專用封堵塞和灌漿飽滿性。

微壓充漿的定義是采用連通腔充漿方法，灌漿料拌合物通過灌漿器灌入連通腔，自動充滿鋼筋套筒、接縫灌漿層和補漿器的施工工藝。微壓充漿工藝的接縫灌漿層壓強相較傳統機械注漿工藝小很多，所以稱為微；灌漿料拌合物將底部接縫灌漿層填滿后開始向上慢慢長高，所以稱為充。取名微壓充漿比較形象的說明了此工藝的特點。

3.3 材料和機具

本章材料包括鋼筋、套筒、灌漿料及封倉料。鋼筋、套筒、灌漿料及密封帶與國家規范一致，沒有特殊要求。

本章明確提出接縫灌漿層封倉分為外封倉和內封倉兩種方式。采用內封倉時，封倉料與國家規范一致，沒有特殊要求。采用外封倉時，可以采用模板，也可采用快硬封倉料，快硬封倉料不作強度要求，根據工程實踐經驗，外封倉的快硬封倉料達到鐵釘劃不動的硬度時，即可灌漿，見圖1 和圖2。

圖1 純模板外封倉示意圖

圖2 模板加砂漿外封倉示意圖

本章機具包括灌漿器、專用封堵塞、補漿器等，見圖3。灌漿器為漏斗形狀，便于灌漿料拌合物下泄。專用封堵塞為多孔橡膠塞，可重復使用。補漿器為透明硬質塑料容器，便于作為監視器觀察。微壓充漿可以多個構件同時灌漿，所以在豎向構件較多時，為提高效率和節省人工，可配備小型砂漿攪拌機。

圖3 微壓充漿產品

3.4 施工

本章包括一般規定和微壓充漿工藝。規程一般規定和國家現行標準一致。

微壓充漿工藝流程分為：①連通腔封縫；②灌漿前的準備工作；③灌漿料拌合物制備；④微壓充漿施工；⑤灌漿后連接部位保護。

構件連接應采用連通腔充漿方式。連通腔封縫不建議分倉，可以提高效率和保證工程質量。將灌漿管和補漿管預埋進框架柱和剪力墻，充漿時可以直接安放灌漿器和補漿器，節省材料和時間，提高效率。預埋灌漿管和補漿管的豎向構件，可將套筒的注漿口用膠帶密封，不用綁扎水平管。預制構件不用綁扎水平管，可以節省材料和人工，節能環保。

構件灌漿前的準備工作應在接縫灌漿層兩端頂部設置直徑小于2mm 的貫通小孔，目的是是為了排水和排氣，但不排漿。

灌漿料拌合物的制備與國家現行標準一致。

微壓充漿施工的步驟是提前在構件的注漿口和出漿口安裝專用封堵塞，同時放置灌漿器和補漿器，可以提高效率；灌漿器內倒入灌漿料拌合物，當補漿器內充滿灌漿料時，取出灌漿器；灌漿器內灌漿料拌合物應充足，不得帶入空氣，見圖4 和圖5。

圖4 非預埋管的預制剪力墻微壓充漿施工

圖5 預埋管的預制柱微壓充漿施工

灌漿后連接部位的保護與國家現行標準一致。

3.5 質量檢驗

本章結合微壓充漿的特點，提出了新的質量檢驗方法。對于通過觀察補漿器（兼做監視器）內灌漿料拌合物的有無來判斷套筒灌漿飽滿性是否合格，不用錄像，節省了人工。

補漿器（兼做監視器）與套筒、接縫灌漿層形成模壓系統。當監視器內有灌漿料時，根據連通器原理，接縫灌漿層和套筒內灌漿料飽滿；當監視器內無灌漿料時，根據多個工程實踐經驗，說明有漏漿的地方，套筒內全空，應及時找出漏點進行堵漏。

根據微壓充漿施工的特點（套筒內一滿俱滿，一空俱空），可采用成本低廉的普通單目內窺鏡法檢測套筒內凝結的灌漿料飽滿性。

結語：

《鋼筋套筒灌漿連接微壓充漿施工技術規程》（T/SDCEAS10009-2022）是對套筒現有壓力灌漿的一次技術革新。《規程》編制結構合理、內容完整、資料齊全，符合工程建設標準編制的要求。本《規程》是在山東省住房和城鄉建設廳科技計劃項目“裝配式建筑鋼筋套筒智能化灌漿技術研究”基礎上，結合裝配式混凝土工程實踐經驗編制而成，具有較強的實用性和可操作性，與其他現行相關標準協調一致?！兑幊獭穼ΡＷC鋼筋套筒灌漿質量提供可靠的技術支撐，對提高裝配式建筑的施工效率，促進裝配式建筑鋼筋套筒灌漿連接的應用具有重要的現實意義。審查委員會對《規程》內容無重大分歧，一致認為該《規程》內容達到國際先進水平，同意通過審查。