预制竖向构件套筒灌浆连接施工关键技术＊

庞道济 张宇 刘远良

（重庆建工住宅建设有限公司，重庆 404100）

0.引言

装配式建筑由于具有施工周期短、绿色环保、和提高劳动生产率等优势，大力发展装配式建筑是我国建筑产业可持续发展及转型升级发展的必由之路。装配式建筑的引入和应用，一方面能够推动我国建筑产业化、标准化的发展，进而能够提升施工生产效益，从而提高建筑的施工质量；另一方面也能够发展绿色生态建设，并且贯彻了“绿色中国”概念和可持续发展的指导原则[1-3]。与传统混凝土的现浇形式结构相比，装配式建筑结构对施工工艺的质量要求更高，以柱与剪力墙为代表的预制竖向构件是装配式建筑混凝土构件中最主要的受力构件之一，已成为安装建筑工程中的重要关键点之一[4-5]。本文在装配式建筑结构施工过程的基础上进行了深入探讨，并针对竖向结构的相互连接问题进行了优化和完善，从而解决了竖向结构的连接问题，提高了施工效益，施工质量也获得显著提高。

1.工艺原理

预制装配式结构将结构拆分成不同种类的构件进行组装，剪力墙、结构柱等竖向受力构件采用预制构件。墙、柱等竖向结构与下层连接采用钢筋套筒灌浆连接，依靠材料之间的黏结咬合作用连接钢筋与套筒，其传力途径为：钢筋→灌浆料→套筒→灌浆料→另外一根钢筋。在柱、墙定位时（套筒与预留钢筋对位时）利用限位模板以增加对位效果，或通过放线调节结构水平位移，最后再使用可调斜支架等方式对结构的垂直程度等做出调节。使其结构的吊装和与钢材的连接作业均可分离完成。其结构机械性能可靠稳固，施工作业简单，施工环境绿色安全，无噪音污染。

其工艺流程如图1所示。

图1 施工流程图

2.预制竖向构件连接

2.1 钢筋套筒的安装

在进行安装之前，先要对预制构件的连接处加以检验，其中所用的钢筋型号、表面状况、直径、轴心部位等均要确定无误。同时通过对预制构件的连接处检测可以确定在灌浆腔、排浆孔里都没有杂质的残留。套筒安装的主要技术要点，需要提前在安装节点处固定适当厚度的支撑板，并保证在灌浆腔预留一定的空隙，待预制构件安装完成之后，要对所有的钢筋连接口的深度进行检查，使之满足一定深度标准，最后对预制结构的部位进行了紧固，从而保证结构连接的处理工作和安装工作都可以平稳地完成，构件生产时钢筋套筒灌浆接头的安装定位如图2所示。具体技术要点如下：

图2 构件生产时钢筋套筒灌浆接头的安装定位

（1）将连接钢筋逐根放入套筒内，并且放入的深度应满足锚固深度的设计要求。

（2）对半灌浆连接的技术操作应符合《机械连接规程》的有关规定。

（3）在固定好的模具上进行钢筋的安装，在安装灌浆套筒时应注意其位置应与竖向构件的模板垂直，为了避免在浇筑和振捣的过程中，灌浆套筒和连接钢筋的位置发生偏移，应采用橡胶环、螺杆等对其进行固定。

（4）应采取封闭措施防止在浇筑过程中灌浆套筒内的浆料漏出。

2.2 预留竖向钢筋的定位

在装配式建筑施工过程中，钢筋的定位偏位问题大多出现在转换层，预埋钢筋和预制装配式构件套筒之间往往出现定位困难、偏位大、吊装工作不便。形成的主要因素是由于对砼现浇层高度的限制不严，从而导致了预留钢筋的直径经常小于8d（d为连接钢筋公称直径）。而现场的工人也往往进行了对偏位钢筋扭曲或剪切，导致在检查中发现的连接套筒内未见钢筋，或钢筋插入套筒内的有效尺寸严重不足。本文采用一种固定板与现浇结构中预埋钢筋的固定连接方法，有效防止钢筋在浇筑过程中弯曲或移位，方便了套筒与预留钢筋对位，提高了钢筋定位精度，提高了安装质量。具体技术要点如下：

（1）通过竖向构件的具体外形尺寸、连接钢筋的具体位置，制作出相应的固定板，并且对固定板进行加工，确定出用于检测钢筋具体位置的孔洞，以及用于定位出墙、柱具体位置的基准边线。

（2）钢筋的位置需要使用固定板固定，避免施工对竖向钢筋的干扰。固定板在安装前应将套筒先套入到钢筋上，然后使固定板先穿过钢筋，随后再从固定模板上套入钢筋材料套筒，用以固定钢筋，用塑胶管套住并预埋钢筋材料，在底部预留出空间20mm用胶布缠住。

（3）在混凝土浇筑完成后，取出使用的塑胶管和固定板，并将底部的胶布去除。

（4）将连接面清理干净后，确保各连接处的接触面上无杂物、无污垢。当环境温度较高时，对已经清洗干净的连接面可以进行喷淋洒水处理，使其表面保持润湿。同时应注意连接钢筋的端头处不应有翘出和弯曲，不得使用表层以及锈蚀的钢筋，且连接钢筋不得沾有泥土、水泥浆或油渍等对连接性能有危害的污物。

2.3 构件的安装与连接

装配式建筑构件均采用预制构件现场装配，因为构件的吊装高度较高、自重大，所以对吊装施工的工作环境和机械设备都提出了一定高度的要求。而通过对塔吊的主要性能参数、塔式起重机的定位、材料堆放场所的定位，和对各种预制构件的重量等加以分析，可以确定吊装时各种机械设备都在合理的工作范围之内。具体技术要点如下：

（1）预制构件安装前，应检查构件的类型与编号。应注意清洗预制竖向构件和连接处表面的污物，检查套筒内是否含有未处理的杂物。

（2）预制构件吊装时，采用新型数模化吊装梁，如图3所示。该吊装梁将以往的单根横吊梁、框架横吊梁等集合成了数模化吊装梁。吊装时吊点位置需对称设置，可采取在新型数模化吊装梁上对吊耳板进行对称编号，避免工人在挂吊绳时产生错位。

图3 新型数模化多功能吊装梁吊装

（3）预制构件安装时，下部支撑构件的混凝土强度不宜小于15MPa。为保证套筒与预留钢筋的对位精度和对位效率，在构件对位时需采用限位模板。预制构件安装时，下方配置的垫片不宜少于4处，垫片可采用1mm～5mm不同厚度的正方形薄铁板；调整垂直度后，可在构件四角加塞垫片增加稳定性。构件灌浆表面应处于湿润状态，无积水，使用座浆料封堵水平缝灌浆缝的，座浆料确认干硬无缝后方可灌浆。

2.4 柱脚连接部位模板封堵

采用套筒连接的预制柱调整到位后，柱脚连接部位应使用模板密封，必须保证避免渗漏。传统工艺在柱底部使用木料进行封模，由于使用木料封模时容易松动，使木材承受重压影响跑位渗浆。本文采用定制的模板进行封边，模板分为两部分，一部分为转角模板，如图4所示，另一部分为中间连接模板，如图5所示。转角处模板尺寸为150mm×150mm，中间模板尺寸根据预制柱尺寸进行定制。模板连接采用凹凸型契合连接，保证拆装方便，提高模板使用寿命。

图4 转角模板L型示意图

图5 中间连接模板U型插槽示意图

为保证模板连接部位的强度、刚度和稳定性，当预制柱边长大于300mm时，需在转角模板上设置L型倒勾，在中间连接模板上设置U型插槽，模板拼装完成后L 型倒勾插入U型插槽中。在模板安装前，应在墙柱脚四周粘贴双面胶。如遇安装面平整度偏差较大，导致模板与安装面出现缝隙的，可在缝隙处粘贴双面胶进行处理。当灌浆料强度达到2.5Mpa以上，其表层及棱角均不应拆模而破坏时，即可拆模板。

2.5 灌浆

灌浆施工是构件安装的核心工作，现场采用电动灌浆泵进行灌浆，如图6所示，灌浆施工的质量好坏主要取决于操作细节的把握，操作不当会引起套筒出浆孔不出浆或者浆体回流、灌不满等问题，严重影响灌浆连接的质量。在灌浆过程应重点注意是否出现漏浆，如出现漏浆，应立刻中止灌浆并进行堵浆补浆处理，但二次补浆压力应稍低于注浆压力。具体技术要点如下：

图6 电动灌浆泵灌浆

（1）竖向构件均实行连通腔灌浆，且须合理划定接口灌浆范围;各个区域除留出灌浆成形孔、出浆孔、排气腔之外，还应当形成封闭空腔，不应漏浆；同时连接灌浆成形区的任意两个灌浆套筒间距不得大于1.5m。当不采取此种灌浆成型方法时，应在构件就位前设置坐浆层。

（2）对钢筋套筒灌浆连接，灌浆作业应采用压浆法从灌浆套筒下灌浆孔注入，当浆料拌合物从构件其他灌浆孔、出浆孔排出后，应进行封堵。

（3）对未密实饱满的灌浆套筒，首先选择在灌浆孔补灌；当灌浆料已经凝固且无法流动时，可选择在出浆孔补灌。

（4）补灌须在灌浆料拌和物超过设计规定的部位后停止，并应在灌浆料凝固后重新检查其位置是否达到设计规定。

（5）灌浆结束后，及时用水清洗搅拌机、灌浆使用器具，以防止已凝固后的灌浆材料再掺入新拌制的浆料拌合物中，并在灌浆口处进行抹平处理，如图7所示。

图7 灌浆口抹平处理

（6）在浆料灌浆工作完成后，周围环境温度在室温要求时，24h内构件和接头等均须经由专门设备定位及维护，并严禁受到震动；环境温度较低时，维护的时间可适当延长；在低温环境进行灌浆后，应将构件连接灌浆料的部位温度加热控制到5℃以上，并进行保温处理1d～3d，以免连接缝内灌浆料局部结冰。

2.6 封堵灌浆孔和排浆孔

在安装过程中要对钢筋连接处做好标记，重点是灌浆口与排浆口的位置都要超过套筒内壁的最高位置，这样有利于灌浆原材料能够顺畅的流入与流出，两端的端口位置要进行密封，保证无损坏。具体技术要点如下：

（1）在采用水平缝连通腔一次向各个接头灌浆时，应按浆材排出的先后顺序，依次使用泡沫管对套筒的排浆孔和灌浆孔进行封堵。

（2）在封堵过程中，灌浆泵须始终维持灌浆加压，直到从每个连接的灌浆、排浆孔出浆液，并密封固定好后再终止灌浆。

2.7 养护

在灌浆料终凝后宜采用喷水保护，通常每日4～6次，持续时间不宜低于7d。在冬季施工时，建筑连接处应当采取保温养护。在灌浆材料充填作业完成后一周内做好保护，严禁再施加有害的震动、撞击等影响。当灌浆料强度超过35MPa后，方可拆除用于支撑预制构件的临时构件，并进行上部结构的施工浇筑。

3.结语

本文从施工准备、施工操作工艺方面，对预制竖向构件套筒灌浆连接施工关键技术的现场施工工序进行了详细介绍， 并指出了应当注意的操作事项。本施工技术以进一步提升装配式建筑竖向构件连接的施工技术水平，从而提高构件安装质量和降低安装难度作为总体目标，总结并改进了装配式竖向构件连接的施工技术，并结合了装配式建筑竖向构件采用钢筋套筒灌浆连接的特点，形成了施工速度快、质量高且“四节一环保”的预制竖向构件套筒灌浆连接施工关键技术，使施工流程更为系统化和规范性，减少了施工成本，推动了行业进步，为同类工程提供了参考。