装配式结构工程中的钢筋套筒灌浆连接施工质量浅析

卢俊明

（扬州市建设工程质量监督检查站，江苏 扬州 225000）

0 引言

钢筋套筒灌浆连接是装配式结构工程施工质量控制的一项重要技术，钢筋套筒灌浆节点连接质量是装配式结构工程核心问题之一。钢筋套筒灌浆连接技术虽应用广泛且成熟，但对于我国装配式结构套筒灌浆连接还是处于起步阶段，连接节点处灌浆套筒质量还处于探索中。从监督抽测发现，装配整体式混凝土结构工程钢筋套筒灌浆连接质量堪忧。本文通过分析影响钢筋套筒灌浆连接质量因素，提出装配式结构工程钢筋套筒灌浆连接施工质量控制措施，以期对工程施工有所裨益。

1 钢筋套筒灌浆连接原理

不连续的单根带肋钢筋从内腔有剪力键的钢筋套筒两端插入套筒内部，注入具有流动性、早强性、微膨胀的高强度灌浆料、灌浆料硬化与钢筋套筒紧密啮合形成整体实现应力传递；在钢筋不连续断面，钢套筒则承担该截面全部应力；由于灌浆料硬化微膨胀，钢筋套筒对灌浆料形成有效约束，进一步提高了灌浆料与钢筋、钢套筒之间黏结、摩擦以及咬合强度，从而使钢筋间应力能够有效传递。

2 影响钢筋套筒灌浆连接质量的施工因素

灌浆套筒节点的力学性能会因受到套筒、灌浆料材料质量和施工质量等影响而产生缺陷，降低套筒内受力传递，构件的受力性能降低，严重涉及结构的安全。

2.1 钢筋定位偏位、钢筋预留长度不足

在装配式结构中，钢筋定位偏位、钢筋预留长度不足主要发生在转换层，预埋钢筋与装配式构件套筒经常遇到定位难、偏位大、吊装不便。造成的主要原因是由于现浇层标高控制不严，导致预留钢筋的长度不足 8d（d为连接钢筋公称直径），如图 1 所示，钢筋定位偏位如图 2 所示。对于钢筋预留长度不足的问题，现场施工人员随意对偏位钢筋弯折（见图 3）或切割（见图 4），导致检测中发现套筒内未见钢筋或钢筋插入套筒内的有效长度严重不足。

图1 预留钢筋长度不足 8 d

图2 钢筋定位偏位

图3 连接钢筋偏差大且强行弯折

图4 连接钢筋被切割

2.2 连接钢筋倾斜且未进行校正

预制构件的尺寸偏差，会导致构件和套筒的偏心，灌浆时浆料流动不畅，可能会造成不密实，如图 5 所示。

2.3 构件连接部位处理不到位

预制构件安装前，清除构件连接部位混凝土表面的异物和积水过程中，部分异物进入预制构件内连接套筒灌浆腔、灌浆和排浆孔道中，未能及时清理干净。吊装完成后，用有密封功能的座浆料或其它密封材料对构件拼缝连接面四周进行密封，填塞密封材料时，部分套筒灌浆口被封堵材料堵塞。

图5 连接钢筋倾斜

2.4 坐浆层、灌浆口、出浆口封堵不严造成引起的空洞

①对竖向钢筋套筒灌浆连接，灌浆作业应采用压浆法从灌浆套筒下灌浆孔注入，当灌浆料拌合物从构件其他灌浆孔、出浆孔流出灌浆料拌合物未呈现圆柱体而进行封堵。②对于水平钢筋套筒灌浆连接，灌浆作业应采用压浆法从灌浆套筒下灌浆孔注入，当灌浆料拌合物从构件其他灌浆孔、出浆孔的连接管或连接头处流出且未均高于灌浆套筒外表面最高点时应停止灌浆，并封堵。③预制构件底部与楼面之间预留水平接缝，接缝高度不宜小于 20 mm，在灌浆时所有出浆口均出浆并及时进行封堵，由于水平封堵不严，造成灌浆料拌合物从接缝处溢出。

2.5 未正确使用灌浆套筒

①未采用与连接钢筋牌号、直径配套的灌浆套筒。目前，套筒灌浆连接常用的钢筋为 400 MPa、500 MPa。灌浆套筒一般也针对这两种钢筋牌号开发，在使用中可将 500 MPa 钢筋的混凝土直径套筒用于 400 MPa 钢筋，反之则不能。工程不得采用直径规格小于连接钢筋的套筒，但可以采用直径规格大于连接钢筋的套筒。但相差不宜大于一级。②构件钢筋插入灌浆套筒的锚固长度与灌浆套筒参数不符。灌浆套筒的规格参数中规定了灌浆端钢筋锚固的深度。不同直径的钢筋连接时应按灌浆套筒灌浆端用于钢筋锚固的深度要求确定钢筋锚固长度。在实际抽测中，看似构件插入钢筋灌浆套筒的锚固长度已满足 8d，但不满足灌浆套筒参数锚固长度的要求［1］。

2.6 灌浆料与钢筋灌浆套筒不匹配

PC 构件生产企业在构件生产前对钢筋套筒灌浆连接接头进行了工艺试验，施工企业在钢筋套筒灌浆前，在现场模拟构件连接接头的灌浆方式进行了实体试验，但从提供的套筒质保资料上看，现场钢筋套筒与预制构件预埋的套筒存在不是同一家生产的同规格的套筒。

3 灌浆套筒连接质量的控制措施

3.1 强化灌浆施工操作人员责任意识

在工程质量控制中，人、机、料、法、环五大要素缺一不可，但最根本的、起决定作用的还是人的因素，施工人员事前、事中控制是施工阶段质量要素的关键环节。因此加强钢筋套筒灌浆连接人员施工质量教育尤为重要。①现场灌浆施工必须由专业人员完成，施工专业人员应经接头提供单位的专业技术人员培训，方可上岗。②细化施工钢筋套筒灌浆连接专项施工方案的技术交底，落实责任，责任到人。③强化专业施工人员“工匠精神”和“百年大计，质量第一”质量意识。

3.2 建立专职检验人员现场监督机制

钢筋套筒灌浆连接质量很大程度取决于施工过程的控制，除对作业人员进行培训考核，并持证上岗外，应建立健全专职检验人员现场监督机制，要求专职检验人员在灌浆操作过程监督，形成可追溯的全过程灌浆质量记录和相关的影像资料。

3.3 利用灌浆料估算法推断套筒灌浆密实饱满程度

根据《质量安全手册》（建质〔2018〕95 号）要求，在质量要求方面，施工单位应实施样板引路制度，设置实体样板和工序样板。施工单位必须设置实体样板，应充分利用实体样板，模拟构件连接接头的灌浆方式，通过模拟试验，记录所有出浆口浆体均呈圆柱状涌出时的灌浆料拌合物的用量。在灌浆套筒连接接头抗拉强度试验满足强度前提下，对试验套筒连接接头进行破坏性试验，检查套筒灌浆是否密实饱满。如套筒灌浆密实，本次试验灌浆拌合物用量作为后续现场灌浆拌合物估算用量；不密实饱满再次试验直至抗拉强度满足要求前提下且灌浆料密实饱满，记录灌浆拌合物实际用量并作为后续现场接头灌浆料拌合物估计用量。施工现场灌浆料拌合物灌浆用量应不小于灌浆料拌合物估计用量，方可认为为套筒灌浆密实饱满；否则，为不密实饱满。利用灌浆料估算用量法为现场套筒灌浆密实饱满建立第一手资料。

3.4 严格按照灌浆料说明书使用

钢筋套筒灌浆料是以水泥为基本材料，配以细骨料、外加剂及其他材料混合而成的干混料，在配制和使用时受到诸多条件的制约，这些条件得不到有效控制将会造成工程质量问题。如加水多会影响灌浆的强度，导致受力性能下降；拌制灌浆拌合料使用时间过长，灌浆料的流动性会影响灌浆料不饱满、不密实等。因此必须严格按照灌浆料拌合物使用说明书使用，坚决杜绝以下情况：①二次加水；②散落的、剩余的拌合物二次使用；③灌浆料拌合物在加水制备后 30 min 未用完的，仍然继续使用；④在灌浆料使用环境温度不满足且未采取有效控制措施的情况下使用。

3.5 型式检验、模拟检验和PC构件使用的套筒应一致

根据 JGJ 355－2015《钢筋套筒灌浆连接应用规程》第 7.0.2 规定，工程应用套筒灌浆连接时，整个施工中不得更换灌浆套筒、灌浆料；否则应重新进行接头型式检验及灌浆套筒、灌浆料进场检验和工艺检验。对于未获得有效型式检验报告的灌浆套筒与灌浆料，不得用于工程，以免造成不必要的损失或重大事故。

3.6 纵向钢筋应采用专用模具定位

为减少施工中造成钢筋偏位，特别是转换层钢筋偏位，给预制构件的安装不便，建议施工单位在施工过程中采用与预留钢筋匹配的专用模具进行精准定位，使伸入预制构件内灌浆套筒预留孔中预留钢筋的精准控制和预制构件的安全、高效连接［2］，如图 6 所示。

图6 纵向钢筋定位件

3.7 合理安排工期

钢筋套筒灌浆料是以水泥为基本材料的干混料，加水注浆后，水泥的水化过程也是灌浆料拌合物强度形成的过程，如果灌浆料同条件养护试件抗压强度未达到 35 N/m2（JGJ 355－2015 第 6.3.11 条）时进行后续施工，将会对接头产生扰动，从而降低灌浆料与钢筋、钢套筒之间黏结、摩擦以及咬合强度，使钢筋间应力未能得到有效传递。

3.8 加大监督抽测力度

工程质量监督抽测既是质量监督检查的一种手段，也是对参建单位施工质量行为震慑。

4 结语

钢筋套筒灌浆连接是装配整体式混凝土结构工程施工质量控制的关键环节之一。在质量控制诸多措施中，钢筋套筒灌浆料拌合物的密实饱满是工程建设工作难点。工程建设者为之探索各种检测方法，但这些事后控制的检测方法，在工程的实用性受经济、技术、PC 构件截面的制约，无法普及推广。因此，实施事前控制样板引路，设置实体样板的灌浆料估算用量法为后续 PC 构件的套筒灌浆连接密实饱满程度提供便捷、经济、有效的方法。Q