北京思達(dá)建茂 鋼筋套筒灌漿連接施工質(zhì)量的保證措施 20160624

1、鋼筋套筒灌漿連接施工質(zhì)量的保證措施北京思達(dá)建茂 錢冠龍摘要 鋼筋套筒灌漿連接是裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑受力鋼筋的重要連接方法，通過對(duì)該連接施工工藝和材料特點(diǎn)的分析，闡明了影響連接質(zhì)量的關(guān)鍵因素，提出了一套較完整的保證施工質(zhì)量的技術(shù)措施。工程實(shí)踐表明，該措施施工效果良好。關(guān)鍵詞 鋼筋 套筒 灌漿 連接 措施中圖分類號(hào)     文章標(biāo)識(shí)碼    文章編號(hào) The guarantee Measures of construction quality of coupler grouting splice for rebars    Qin Hen

2、g  ,  Qian Guan Long ( 1. Beijing Vanke Co, Ltd. Beiing 100125 China; 2. Beijing Jianmao Construction Equipment Co., Ltd. Beijing 100088 China) Abstract: The coupler grouting splice for rebars is a important splicing method of bearing load rebars in precast reinforced concrete structure. B

3、y analysis on the features of construction technics and splicing material, the factors influencing  construction quality is emphasized. A series of technic measures for ensuring the construction quality of grouting splice are advanced. The result on used project shows that the technic measures

4、are effective and successful. Key words: rebar; coupler; grouting; splice; measure 1 引言裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑是將主要構(gòu)件在工廠預(yù)制成型，到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝，再通過少量現(xiàn)澆作業(yè)將構(gòu)件連成一體而建成的工業(yè)化建筑，鋼筋套筒灌漿連接是該結(jié)構(gòu)中受力鋼筋的重要連接方法。 近幾年來，北京萬科公司和北京建茂公司共同在鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)方面開展研發(fā)工作，開發(fā)出了填補(bǔ)國內(nèi)空白的新型鋼筋灌漿連接技術(shù)，已成功地應(yīng)用在多個(gè)工程項(xiàng)目中，為編制相關(guān)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提供了技術(shù)數(shù)據(jù)和實(shí)踐成果，取得了較好的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)效益。鋼筋套筒灌漿連接施工質(zhì)量

5、對(duì)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑的整體性、安全性有著重大影響，本文結(jié)合灌漿連接技術(shù)的原理和施工特點(diǎn)，闡明對(duì)連接質(zhì)量有重要影響的關(guān)鍵因素，提出了各階段連接施工質(zhì)量的保證措施。2 鋼筋套筒灌漿連接2.1 接頭組成及連接原理鋼筋套筒灌漿連接接頭由帶肋鋼筋、套筒和灌漿料三部分所組成。其連接原理是：帶肋鋼筋插入套筒，向套筒內(nèi)灌注無收縮或微膨脹的水泥基灌漿料，充滿套筒與鋼筋之間的間隙，灌漿料硬化后與鋼筋的橫肋和套筒內(nèi)壁凹槽或凸肋緊密嚙合，即實(shí)現(xiàn)兩根鋼筋連接后所受外力能夠有效傳遞。按鋼筋與套筒連接方式不同，該接頭分為全灌漿接頭和半灌漿接頭兩種。全灌漿接頭是傳統(tǒng)的灌漿連接接頭，接頭兩端的鋼筋均采用灌漿連接的接頭，兩端的

6、鋼筋均須是帶肋鋼筋，其結(jié)構(gòu)如圖1a所示。半灌漿接頭是一端鋼筋用灌漿連接，而另一端采用非灌漿方法連接的接頭。而一端采用螺紋連接，另一端采用灌漿連接的方式是半灌漿接頭的主要形式，其結(jié)構(gòu)示意見圖1b。   全灌漿接頭半灌漿接頭圖1   灌漿接頭結(jié)構(gòu)示意圖2.2 接頭型式和應(yīng)用部位v1）預(yù)制柱、預(yù)制剪力墻的豎向受力鋼筋同截面連接節(jié)點(diǎn)處?？刹捎冒牍酀{接頭或全灌漿接頭；2）預(yù)制梁的橫向受力鋼筋同截面連接節(jié)點(diǎn)處，通常采用全灌漿接頭。由于接頭在同截面布置，接頭性能應(yīng)達(dá)到鋼筋機(jī)械連接接頭的最高性能等級(jí)，國內(nèi)建筑工程的接頭應(yīng)滿足國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ107-2010鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程中

7、的級(jí)性能指標(biāo)。2.3 連接施工工藝鋼筋套筒灌漿連接分兩個(gè)階段進(jìn)行，第一階段在預(yù)制構(gòu)件加工廠，第二階段在結(jié)構(gòu)安裝現(xiàn)場(chǎng)。預(yù)制剪力墻、柱在工廠預(yù)制加工階段，是將一端鋼筋與套筒進(jìn)行連接或預(yù)安裝，再與構(gòu)件的鋼筋結(jié)構(gòu)中其它鋼筋連接固定，套筒側(cè)壁接灌漿、排漿管并引到構(gòu)件模板外，然后澆筑混凝土，將連接鋼筋、套筒預(yù)埋在構(gòu)件內(nèi)。其連接鋼筋和套筒的布置見示意圖2。  圖2  剪力墻接頭及布筋示意圖預(yù)制梁在工廠預(yù)制加工階段只預(yù)埋連接鋼筋。在結(jié)構(gòu)安裝階段，預(yù)制剪力墻、柱連接已澆筑結(jié)構(gòu)或另一預(yù)制構(gòu)件時(shí)，將構(gòu)件上的連接鋼筋插入本構(gòu)件的套筒內(nèi)后，將構(gòu)件固定后，從構(gòu)件側(cè)面的灌漿口向套筒內(nèi)灌入灌漿料，灌漿料從

8、排漿口流出后，構(gòu)件靜置到漿料硬化，構(gòu)件連接施工即告結(jié)束。預(yù)制梁連接時(shí)，套筒套在兩構(gòu)件的連接鋼筋上，向每個(gè)套筒內(nèi)灌灌漿料后并靜置到漿料硬化，梁的鋼筋連接即結(jié)束。3 影響接頭連接施工質(zhì)量的因素和保證措施3.1 構(gòu)件預(yù)制階段3.1.1預(yù)制階段影響連接質(zhì)量的主要因素預(yù)制本階段影響連接質(zhì)量的主要因素包括：灌漿連接接頭性能和套筒質(zhì)量、鋼筋和套筒的定位精度、鋼筋與套筒連接質(zhì)量或鋼筋預(yù)安裝精度。1）灌漿連接接頭性能和套筒質(zhì)量合格的接頭和套筒產(chǎn)品，是保證預(yù)制構(gòu)件連接質(zhì)量的第一關(guān)鍵要素。接頭應(yīng)具有JGJ107-2010標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的級(jí)接頭型式檢驗(yàn)報(bào)告，套筒應(yīng)符合國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JG/T398-2012鋼筋連接用灌漿套筒的

9、要求。2）鋼筋和套筒的定位精度預(yù)制構(gòu)件的連接鋼筋和套筒位置準(zhǔn)確，是保證現(xiàn)場(chǎng)順利安裝和連接的關(guān)鍵。高精度模具和專用工裝對(duì)保證連接鋼筋和套筒位置準(zhǔn)確的必要手段。預(yù)制構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，鋼筋順利插入套筒，灌漿料充滿套筒和鋼筋周圈的間隙，連接質(zhì)量才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。3）鋼筋與套筒連接質(zhì)量或鋼筋預(yù)安裝精度鋼筋套筒連接接頭是由兩端鋼筋分別與套筒連接的半個(gè)接頭所構(gòu)成，預(yù)制構(gòu)件內(nèi)預(yù)埋的套筒與鋼筋的連接或安裝質(zhì)量整個(gè)接頭連接質(zhì)量的一部分，因此也是保證整個(gè)接頭施工質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)。3.2.2 質(zhì)量保證措施1）灌漿連接接頭性能和套筒質(zhì)量在確認(rèn)接頭和套筒產(chǎn)品的檢測(cè)報(bào)告符合要求后，用接頭拉伸試驗(yàn)確認(rèn)實(shí)際材料的連接質(zhì)量。接頭拉伸

10、試件應(yīng)采用構(gòu)件生產(chǎn)用連接鋼筋及接頭型檢確定的配套灌漿料，模擬現(xiàn)場(chǎng)連接工況制作每規(guī)格一組（3根）接頭，灌漿連接可按現(xiàn)場(chǎng)極限情況鋼筋在套筒內(nèi)貼壁安裝，灌漿連接后用薄膜密封，在無水、室溫的條件下養(yǎng)護(hù)28天后進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果試件強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。2）鋼筋和套筒的定位精度采用專業(yè)的模板，配備專用的鋼筋、套筒固定件。模板上加工的鋼筋、套筒定位孔位置偏差控制在±0.5mm范圍內(nèi)；專用固定件與模板的安裝間隙不超過1.0mm；專用固定件固定鋼筋或套筒后的軸線偏差應(yīng)控制±0.5mm范圍內(nèi)。為將鋼筋外徑和套筒內(nèi)徑尺寸偏差對(duì)軸線定位精度的影響降至最小，宜采用可調(diào)心鋼筋固定件和彈性定位軸套筒

11、固定件，參見圖3示意圖。        a. 鋼筋固定件                      b.套筒固定件圖3  可調(diào)式鋼筋固定件應(yīng)用示意圖1）鋼筋與套筒連接質(zhì)量或鋼筋預(yù)安裝精度a 半灌漿接頭鋼筋與套筒連接半灌漿接頭在預(yù)制構(gòu)件時(shí)，先把一端連接鋼筋與套筒連接好后再預(yù)埋在預(yù)制構(gòu)件內(nèi)。直螺紋連接的半灌漿接頭在預(yù)制工廠的連接施工中，須確保鋼筋螺紋加工的尺寸精度和鋼筋與套筒連接的擰緊力矩，保證其質(zhì)量的措施就是按照J(rèn)GJ107-2010鋼筋

12、直螺紋絲頭加工與安裝的相關(guān)要求執(zhí)行：鋼筋端部應(yīng)切平或鐓平后加工螺紋；鐓粗頭不得有與鋼筋軸線相垂直的橫向裂紋； 鋼筋絲頭加工長(zhǎng)度應(yīng)滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求；鋼筋絲頭宜滿足6f級(jí)精度要求，并用專用直螺紋量規(guī)檢驗(yàn)；鋼筋連接安裝時(shí)用管鉗扳手?jǐn)Q緊，使鋼筋絲頭在套筒螺孔底部頂緊，安裝后外露螺紋不超過2 P（P為螺紋螺距）；安裝后用扭力扳手校核擰緊扭矩, 擰緊扭矩值應(yīng)符合JGJ107-2010的規(guī)定；安裝后按批驗(yàn)收，合格后再投入構(gòu)件鋼筋組裝工序。半灌漿接頭的預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)照片見圖4。      a. 鋼筋絲頭加工           &#

13、160;         b.鋼筋籠成品                      c.預(yù)制柱成品圖4  半灌漿接頭的預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)b. 全半灌漿接頭鋼筋的安裝全灌漿接頭在預(yù)制構(gòu)件時(shí)，是把連接鋼筋插入套筒并達(dá)規(guī)定深度，套筒與鋼筋間隙密封牢固，最后將連接鋼筋和套筒固定，預(yù)埋在預(yù)制構(gòu)件體內(nèi)。在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過程，須確保鋼筋插入套筒連接深度（即該端灌漿錨固長(zhǎng)度）、鋼筋與套筒軸線平行度，以保證后續(xù)灌漿連接質(zhì)量；確保鋼筋與套筒間隙可靠密封，防止?jié)仓?gòu)

14、件的混凝土灰漿進(jìn)入套筒。為此，應(yīng)采用以下措施：在套筒中設(shè)置防鋼筋插入過深的限位凸臺(tái)或定位銷桿，防止預(yù)裝鋼筋插入過深；在套筒端部設(shè)置密封圈固定槽，保證密封件能可靠固定在套筒端部；鋼筋安裝前，在鋼筋外表面標(biāo)畫2道標(biāo)記，分別用于指引和檢查鋼筋插入位置；套筒固定在模板上后，用箍筋固定套筒另一端，連接鋼筋插入套筒后也用箍筋固定，防止套筒、鋼筋偏斜或鋼筋位置竄動(dòng)。全灌漿接頭的預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)照片見圖5。  圖5 全灌漿接頭的預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)相比全灌漿接頭，半灌漿接頭的連接質(zhì)量更有保證：一是半灌漿接頭套筒與鋼筋已連成一體，預(yù)埋端鋼筋與套筒無需單獨(dú)再做密封處理，定位更精確；二是在工廠，接頭連接質(zhì)量比現(xiàn)場(chǎng)容易

15、保證，檢驗(yàn)方便，合格率高；三是半灌漿接頭將現(xiàn)場(chǎng)連接端頭數(shù)量和灌漿量減少了一半，提高了現(xiàn)場(chǎng)連接效率，降低了發(fā)生意外的風(fēng)險(xiǎn)。全灌漿接頭雖然連接鋼筋無需加工，但需設(shè)密封鋼筋與套筒的間隙，安裝輔助工序較多，整個(gè)接頭灌漿連接在結(jié)構(gòu)安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，對(duì)操作人員素質(zhì)和施工管理的要求較高，而且套筒尺寸大、灌漿用料多，質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)大。因此，在預(yù)制剪力墻、柱中用半灌漿接頭替代全灌漿接頭，也是提高構(gòu)件連接質(zhì)量的一項(xiàng)重要措施。3.2 構(gòu)件安裝階段3.2.1安裝階段影響連接質(zhì)量的主要因素本階段影響連接質(zhì)量的主要因素包括：構(gòu)件連接部位處理和安裝質(zhì)量，灌漿部位密封質(zhì)量，灌漿料漿料加工質(zhì)量，灌漿作業(yè)工藝和構(gòu)件保護(hù)措施。1）構(gòu)件連接鋼

16、筋安裝質(zhì)量連接鋼筋位置偏離或伸出長(zhǎng)度不符合設(shè)計(jì)要求，構(gòu)件將難以安裝到位，或鋼筋連接長(zhǎng)度不足；鋼筋表面沾有泥漿或銹蝕嚴(yán)重；作為灌漿連通腔的構(gòu)件接縫時(shí)間隙過小，都將導(dǎo)致連接質(zhì)量問題。2）灌漿部位預(yù)處理和密封質(zhì)量構(gòu)件連接面處理不干凈或存有異物或積水，在灌漿連接時(shí)混入灌漿料內(nèi)，將造成灌漿料性能改變或堵塞灌漿通道；灌漿腔密封不牢，灌漿后期壓力高時(shí)如出現(xiàn)意外漏漿，可能導(dǎo)致整個(gè)構(gòu)件連接失敗甚至報(bào)廢。3）灌漿料漿料加工質(zhì)量灌漿施工時(shí)，灌漿料須加水拌制成漿料使用。接頭的三個(gè)組成部分中，灌漿料漿料是唯一由現(xiàn)場(chǎng)操作人員加工的材料，因此其加工質(zhì)量是接頭質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)最大環(huán)節(jié)之一，加工拌制時(shí)，如不按產(chǎn)品規(guī)定要求操作，可能導(dǎo)致

17、漿料流動(dòng)度差、操作時(shí)間短、膨脹和強(qiáng)度性能不穩(wěn)定、甚至泌水等，不合格漿料用于灌漿作業(yè)，就可能出現(xiàn)不流、早凝、收縮、強(qiáng)度不足等問題，導(dǎo)致連接失敗。4）灌漿作業(yè)工藝和構(gòu)件保護(hù)措施灌漿作業(yè)工藝不當(dāng)或操作未按正確工藝執(zhí)行，可能造成接頭灌漿錨固長(zhǎng)度不足，連接質(zhì)量不合格；灌漿后構(gòu)件保護(hù)不當(dāng)，灌漿料凝固后接頭連接部位發(fā)生移動(dòng)，灌漿料與套筒、鋼筋之間出現(xiàn)間隙，或灌漿料在達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度前被凍結(jié)，料內(nèi)自由水分結(jié)冰，都將使接頭連接性能下降，連接失敗。3.2.2質(zhì)量保證措施1）構(gòu)件連接部位處理和安裝安裝前，檢查連接構(gòu)件的連接鋼筋，鋼筋的規(guī)格、長(zhǎng)度、表面狀況、軸心位置均應(yīng)符合要求；檢查預(yù)制構(gòu)件內(nèi)連接套筒灌漿腔、灌漿和排漿孔

18、道中無異物存在；清除構(gòu)件連接部位混凝土表面的異物和積水，必要時(shí)將干燥的混凝土結(jié)合面進(jìn)行潤(rùn)濕；在構(gòu)件下方水平連接面預(yù)先放置10mm20mm厚支撐塊，確保連通灌漿腔最小間隙；構(gòu)件安裝時(shí)，所有連接鋼筋插進(jìn)入套筒的深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，構(gòu)件位置坐標(biāo)正確后再固定。2）灌漿部位預(yù)處理和密封質(zhì)量預(yù)制剪力墻、柱要用有密封功能的座漿料或其它密封材料對(duì)構(gòu)件拼縫連接面四周進(jìn)行密封，必要時(shí)用木方、型鋼等壓在密封材料外做支撐；填塞密封材料時(shí)不得堵塞套筒下方進(jìn)漿口；尺寸大的墻體連接面，采用密封砂漿做分倉隔斷；在實(shí)際環(huán)境下做模擬灌漿試驗(yàn)，確認(rèn)灌漿料能夠充滿整個(gè)灌漿連通腔和接頭，在灌漿壓力時(shí)構(gòu)件四周的密封可靠；對(duì)可能出現(xiàn)的漏漿、

19、灌漿不暢等意外設(shè)計(jì)處置預(yù)案。預(yù)制梁連接鋼筋部位安裝全灌漿接頭套筒，通過連接鋼筋上標(biāo)畫的插入深度標(biāo)記檢查套筒位置正確性，套筒灌漿接頭的灌漿和排漿孔端口超過套筒內(nèi)壁最高處，兩端密封圈位置正確、無破損。3）灌漿料漿料加工制作進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的灌漿料應(yīng)進(jìn)行復(fù)檢，合格后方可使用。鋼筋套筒連接用灌漿料的主要性能指標(biāo)見表1。灌漿料應(yīng)妥善保管，防止受潮。每次使用前，應(yīng)確認(rèn)灌漿料在產(chǎn)品有效期內(nèi)，打開包裝袋后，產(chǎn)品外觀無異常，再制作漿料；制作漿料須使用干凈的水、潔凈的容器、準(zhǔn)確的計(jì)量器具，符合產(chǎn)品加工要求的攪拌設(shè)備或機(jī)具，嚴(yán)格按產(chǎn)品使用說明書的要求進(jìn)行漿料加工；灌漿料干粉、水均應(yīng)稱量重量，按產(chǎn)品規(guī)定的比例拌合；拌制漿

20、料時(shí)須防止異物混入，及時(shí)清洗攪拌器具等，禁止凝固或即將凝固的漿料混入拌制的漿料中；拌制成漿料后，盛放漿料的容器應(yīng)加保護(hù)蓋以防異物落入；不同環(huán)境溫度下，漿料的流動(dòng)度與室溫條件指標(biāo)存在差異，但現(xiàn)場(chǎng)條件拌制的灌漿料的流動(dòng)度必須滿足灌漿作業(yè)的要求；每班生產(chǎn)開始是，應(yīng)記錄料溫和水溫，測(cè)試漿料的流動(dòng)度，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度變化較大時(shí)，重新測(cè)量漿料的流動(dòng)度。4）灌漿作業(yè)工藝和構(gòu)件保護(hù)措施預(yù)制柱、墻的灌漿作業(yè)工藝是通過接頭下方的灌漿孔灌入漿料，漿料進(jìn)入構(gòu)件下的灌漿連通腔，充滿連通腔后，再在壓力中向上流入該腔所連的各個(gè)接頭的套筒，直至從各個(gè)接頭上方的排漿孔流出，如圖6所示。預(yù)制梁灌漿連接是從套筒一端灌漿口灌入漿料，至

21、漿料從套筒另一端的出漿接頭流出。   a.柱                                          B.墻圖6 半灌漿接頭預(yù)制柱連接本工序應(yīng)采取定人、定量、定時(shí)、定工藝的措施保證灌漿連接的質(zhì)量。灌漿作業(yè)應(yīng)由經(jīng)過專項(xiàng)培訓(xùn)的人員操作，做到持證上崗。灌漿作業(yè)應(yīng)在漿料可操作時(shí)間內(nèi)盡快完成，并給漿料預(yù)留足夠處理意外情況的可操作時(shí)間；為此，在灌漿前要結(jié)

22、合灌漿設(shè)備性能、漿料需求量，漿料拌制和灌漿作業(yè)所需時(shí)間，合理安排漿料制作量和灌漿部位，杜絕把漿料可操作時(shí)間用到接近極限的情況發(fā)生；大體積灌漿采用電動(dòng)泵施工時(shí)應(yīng)配備發(fā)電機(jī)，防止灌漿過程中意外停電；漿料從灌漿、排漿口流出時(shí)，及時(shí)用專用堵頭用力塞緊，防止灌漿后期壓力高時(shí)堵頭頂?shù)袈{；各個(gè)構(gòu)件灌漿時(shí)，應(yīng)旁站專職質(zhì)量監(jiān)督員，記錄灌漿料流動(dòng)度和接頭灌漿、排漿口出漿、封堵情況，確保作業(yè)無誤、記錄真實(shí)可信。有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)灌漿作業(yè)照片，見圖7。       a. 墻手動(dòng)灌漿               b.柱電動(dòng)灌漿                  c.梁手動(dòng)灌漿圖7.現(xiàn)場(chǎng)接頭灌漿連接施工灌漿完成后，環(huán)境溫度在室溫條件左右時(shí)，24小時(shí)內(nèi)構(gòu)件、接頭都應(yīng)由有專用機(jī)具固定或保護(hù)，不得受到?jīng)_擊或震動(dòng)；溫度較低時(shí)，保護(hù)時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)； 環(huán)境溫度在5以下不宜進(jìn)行