裝配式混凝土結(jié)構(gòu)套筒灌漿質(zhì)量管控措施研究

引言：2016年國務(wù)院聯(lián)合其他部門相繼圍繞著城市規(guī)劃和“十三五”規(guī)劃下發(fā)了兩項重要的文件，即《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》和《進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》，這兩項文件中明確提及，未來中國需要加快“裝配式建筑”的發(fā)展速度，立志于讓裝配式結(jié)構(gòu)在十年內(nèi)的使用率和普及率達(dá)到30%左右[1]。作為推動裝配式建筑的核心施工技術(shù)，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在施工環(huán)節(jié)所運(yùn)用到的套筒灌漿連接技術(shù)為整個裝配式建筑行業(yè)發(fā)展做出的貢獻(xiàn)不容小覷。經(jīng)大量實踐證明，這種技術(shù)不僅實用性強(qiáng)，而且可靠性非常高，但是也不可避免的存在一些缺陷，譬如，對定位的精準(zhǔn)度要求較高，灌漿難度非常大等?；诖?，為了做到揚(yáng)長避短，發(fā)揮出該技術(shù)的最大作用，本文結(jié)合工程實例對裝配式混凝土結(jié)構(gòu)套筒灌漿質(zhì)量管控措施進(jìn)行了研究，從而為該領(lǐng)域提供一定參考。1.工程概況北京城市副中心職工周轉(zhuǎn)房項目B3標(biāo)段位于北京市通州區(qū)東部，宋梁路東側(cè)，南臨北運(yùn)河新堤路，具體位置北臨黎辛莊街（規(guī)劃路，紅線寬度40米），西臨潞城留莊路（規(guī)劃路，紅線寬度35米），南臨望河街（紅線寬度25米）。本工程為裝配整體式住宅類工程,由13棟住宅樓（B3-1、B3-3、B3-5、B4-3、B3-2、B4-2、B3-4、B4-1、B4-4、B4-5、B4-6、B5-1、B5-2）、2棟變電所（B3-6#、B4-9#）、2配套設(shè)備（B4-7#、B4-8#）、B4-10#密閉式垃圾站及B-3#地下車庫組成，總建筑面積為151100m2（其中：地上建筑面積約8.9m2，地下建筑面積約6.5萬m2）。2.主要施工方法及措施2.1施工流程本工程為裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)，預(yù)制墻體采用灌漿套筒連接，為保證冬季施工期間施工質(zhì)量，采取灌漿作業(yè)區(qū)全封閉，灌漿區(qū)采用纖維保溫氈保溫，在低溫灌漿料強(qiáng)度未達(dá)到35MPa，或者套筒內(nèi)灌漿料溫度低于-5℃時，立即對灌漿作業(yè)區(qū)采用熱風(fēng)機(jī)進(jìn)行加熱并保溫。2.1.1施工流程施工準(zhǔn)備—放置測溫線（連通腔內(nèi)）—墻體吊裝—墻體現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)鋼筋、模板施工—墻體二次調(diào)整—頂板支撐體系施工—外墻部位的窗洞口、陽臺口封閉—頂板構(gòu)件吊裝—鋼筋、水電管線布設(shè)（含核心筒墻體）—頂板墻體砼澆筑—頂板保溫—坐漿砂漿封堵—灌漿區(qū)保溫—測溫（連通腔、前排套筒和后排套筒隨機(jī)各選取一點(diǎn)）—灌漿料施工—測溫（連通腔）—拆除窗洞口、陽臺口等封閉及保溫措施。2.1.2灌漿施工流程施工準(zhǔn)備—坐漿砂漿勾縫—灌漿區(qū)保溫—灌漿漿體制作—測溫（連通腔、前排套筒和后排套筒隨機(jī)各選取一點(diǎn)）—套筒灌漿—自檢及工作面清理—測溫（連通腔）—拆除保溫。2.2配置在灌漿料配置前，對漿料溫度進(jìn)行溫度試配，灌漿料入套筒的溫度≥10℃，根據(jù)灌漿料的溫度采用40±10℃的溫水拌合。（1）嚴(yán)格按照規(guī)定溫度、配合比及拌合工藝拌制灌漿材料。目前使用灌漿材料的用水量為：干料質(zhì)量＊0.12=50kg＊0.12=6kg，即：2袋灌漿料加入6kg水。（2）自加水開始計時，攪拌時間10分鐘。（3）漿體須靜置消泡后方可使用，靜置時間2分鐘。（4）漿體隨用隨攪拌，攪拌完成的漿體必須在30分鐘內(nèi)用完。2.3套筒灌漿2.3.1灌漿區(qū)域保溫采用巖棉被密封門窗洞口，對灌漿區(qū)（包括灌漿套筒高度墻板區(qū)域）用熱風(fēng)機(jī)加保溫，補(bǔ)償熱量損失。2.3.2機(jī)械灌漿采用可調(diào)機(jī)械壓力灌漿工藝，通過控制機(jī)械電機(jī)速度來控制灌漿過程漿體流速，控制依據(jù)為灌漿過程中本灌漿腔內(nèi)已經(jīng)封堵的灌漿孔或排漿孔的橡膠塞能耐住低壓灌漿壓力不脫落為宜，如果出現(xiàn)脫落則立即塞堵并調(diào)節(jié)壓力。2.3.3漏漿處理若出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象則停止灌漿并處理漏漿部位。2.3.4灌漿孔封堵經(jīng)保壓后可拔除灌漿管，封堵必須及時，避免灌漿腔內(nèi)經(jīng)過保壓的漿體溢出灌漿腔，造成灌漿不實。拔除灌漿管到封堵橡膠塞時間間隔不得超過1s。2.3.5灌漿養(yǎng)護(hù)攪拌制漿完畢后，應(yīng)盡快進(jìn)行灌注施工。灌注完成后，漿體溫度應(yīng)高于-5℃，同條件養(yǎng)護(hù)試件抗壓強(qiáng)度大于35MPa可停止養(yǎng)護(hù)。2.4灌漿施工工藝(見表1）表1灌漿施工工藝3.套筒灌漿連接質(zhì)量缺陷及其成因分析3.1施工過程套筒灌漿連接的質(zhì)量要求目前，針對套筒灌漿連接技術(shù)現(xiàn)行的文件有兩種，一種為《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ1-2014文件；另一種為《鋼筋套簡灌漿連接應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ355-2015文件[2]，關(guān)于兩項文件提及的要求，詳情如下所述:（1）灌漿操作開始之前，必須檢查鋼筋校正情況和套筒情況，同時對構(gòu)件標(biāo)高和垂直度等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對。（2）如若連接鋼筋的方式采用水平連接，則灌漿操作需要利用獨(dú)立灌漿的方式進(jìn)行；面對豎向構(gòu)件一般常用的灌漿方式為連通腔灌漿[3]。另外，灌漿過程中需要注意灌漿壓力，灌漿法主要圍繞著單點(diǎn)灌漿法進(jìn)行。（3）灌漿過程中，混凝土需要由灌漿口逐漸向出漿口進(jìn)行流動，整個過程中壓力控制需保持在30秒，并在推壓結(jié)束后及時將注漿口進(jìn)行封堵。如若出現(xiàn)漏漿，則需在第一時間進(jìn)行補(bǔ)漿操作。（4）灌漿料不能長時間地暴露在空氣中，一般攪拌完成的灌漿料需及時用完，時間最多不能超出30min，當(dāng)灌漿料出現(xiàn)凝結(jié)后，不可進(jìn)行二次澆水?dāng)嚢?。目前，現(xiàn)行的規(guī)范文件雖然對套筒灌漿工藝的前中后三個時期制定了標(biāo)準(zhǔn)，但是，實際中，依然有諸多工程施工未嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行，從而影響到了構(gòu)件和工程結(jié)構(gòu)總體的性能。3.2漏漿、補(bǔ)漿引起的套筒灌漿連接質(zhì)量缺陷一般情況下，無論是借助豎向套單點(diǎn)聯(lián)合壓漿工藝，還是借助豎向套筒獨(dú)立灌漿操作，如若灌漿口膠塞出現(xiàn)了老化或者是松動等情況，則均有可能會引起漏漿現(xiàn)象發(fā)生，這種情況不能得到及時處理，必然會影響到整個灌漿的質(zhì)量[4]。另外，獨(dú)立灌漿套筒在使用前如若未進(jìn)行檢查，很有可能會出現(xiàn)套筒內(nèi)部空氣未進(jìn)行有效排空，導(dǎo)致灌漿操作環(huán)節(jié)出現(xiàn)漏漿或者是頂部空隙等情況發(fā)生；一般情況下，灌漿結(jié)束后，灌漿料流動性會隨著時間推移逐漸減弱，并在30min內(nèi)失去原有的流動性，由此一來，補(bǔ)漿操作需控制在這個時間段內(nèi)為宜。3.3鋼筋偏心、垂直度不足造成的套簡灌漿連接缺陷正常情況下，采取套筒灌漿連接工藝對裝配式混凝土建筑進(jìn)行施工時，需要對預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)高和所處位置等進(jìn)行有效調(diào)整。如若忽略了調(diào)整步驟，則會影響到灌漿連接情況，嚴(yán)重的更會影響到灌漿最終的質(zhì)量和效果。3.4灌漿料收縮、注漿壓力下降和封堵不及時引起的套簡灌漿缺陷按照現(xiàn)行《鋼筋連接用套筒灌漿料》JG/T408-2019的要求，在豎向膨脹率上，灌漿料必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求[5]。實際實踐中，實施豎向套筒灌漿操作時，如若灌漿料擁有的膨脹率不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，則會讓出漿口頂部的灌漿料在凝固后出現(xiàn)空隙。關(guān)于灌漿料膨脹率有關(guān)的要求，詳情見下表2所展示：表2關(guān)于灌漿料膨脹率有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求示意表4.裝配式混凝土結(jié)構(gòu)套筒灌漿質(zhì)量管控方法4.1灌漿前的管控4.1.1預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)在將鋼筋和套筒兩者進(jìn)行連接前，必須檢查套筒內(nèi)部是否有雜物，這樣做的目的是為了防止套筒灌漿施工時影響到灌漿質(zhì)量和灌漿與鋼筋兩者的連接度。一般在開展全灌漿套筒施工工藝時，需要在鋼筋頂部和套筒頂部兩者空隙位置安裝一個密封性較好的膠塞，防止灌漿環(huán)節(jié)出現(xiàn)漏漿情況，并減少灌漿結(jié)束后套筒頂部發(fā)生空隙的現(xiàn)象。4.1.2預(yù)制構(gòu)件出廠與進(jìn)場預(yù)制構(gòu)件作為裝配整體式混凝土建筑的重要材料，在出廠前需要開展透光檢查，查看預(yù)制構(gòu)件內(nèi)部是否有異物以及細(xì)微漏洞，防止預(yù)制構(gòu)件在進(jìn)入到施工現(xiàn)場后，因其自身結(jié)構(gòu)問題影響到后續(xù)的施工操作和施工質(zhì)量。4.1.3預(yù)制構(gòu)件吊裝就位為了規(guī)避由灌漿連通腔影響到整個灌漿操作的進(jìn)度和質(zhì)量，在預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行吊裝前，必須對其內(nèi)部的完整度和干凈程度進(jìn)行檢查，以此來達(dá)到減少灌漿堵塞等情況發(fā)生；另外，預(yù)制構(gòu)件在吊裝之前，需調(diào)整構(gòu)件底部標(biāo)高，并細(xì)致檢查連通腔接縫情況，為后續(xù)灌漿操作提供保障。關(guān)于連通腔接縫高度有關(guān)的情況，存在縫隙過高或過小情況；需根據(jù)封堵材料和套筒兩者間的距離，選擇封堵措施，由此確保封堵的嚴(yán)密性和密封性。預(yù)制構(gòu)件吊裝操作完成后，便能進(jìn)行灌漿操作，但在此環(huán)節(jié)中，需借助專業(yè)的內(nèi)窺鏡對套筒內(nèi)部的情況進(jìn)行觀察，防止套筒內(nèi)部有異物影響灌漿質(zhì)量。當(dāng)檢查環(huán)節(jié)查出下段鋼筋并未出現(xiàn)在套筒內(nèi)部，此時，需借利用植筋處理的方式進(jìn)行有效處理；另外，檢查環(huán)節(jié)如若發(fā)現(xiàn)套筒內(nèi)有異物，且難以排出，則需利用吊裝機(jī)將預(yù)制構(gòu)件吊起，待異物排出后再行安裝。4.2灌漿過程中的管控措施4.2.1灌漿施工正常情況下，針對連通腔進(jìn)行灌漿操作時，常用方式主要為“一點(diǎn)灌漿”。如若灌漿環(huán)節(jié)需要將灌漿點(diǎn)進(jìn)行改變，則需將原有的封堵膠塞進(jìn)行拔除后改變原有的灌漿點(diǎn)，然后再行安裝封堵膠塞。究其根源主要在于，在不拔除封堵膠塞的情況下改變灌漿點(diǎn)，很有可能會引起灌漿不飽滿或者是灌漿孔隙等情況發(fā)生。另外，灌漿環(huán)節(jié)必須嚴(yán)格把控灌漿的速度和灌漿壓力，以通過控制速度排出套筒內(nèi)部殘余空氣，減少灌漿操作完成后套筒頂端或者是中部出現(xiàn)嚴(yán)重的灌漿缺陷。另外，當(dāng)灌漿料從出漿口流出后，封堵時間需在流出后5s進(jìn)行。而遇到不出漿情況時，需借助沖擊鉆來打通出漿口，待漿體流出后再行封堵。灌漿操作開啟后，需對連通腔漏漿情況進(jìn)行檢查，尤其是線管和現(xiàn)澆結(jié)合等重要的部位。如若灌漿操作環(huán)節(jié)連通腔出現(xiàn)明顯的漏漿情況，則需及時停止灌漿，并找出漏漿原因，待漏漿位置得到封堵后，再行灌漿操作。另外，連通腔如若出現(xiàn)了爆漿失效情況時，那么，需將連通腔內(nèi)現(xiàn)有的灌漿料進(jìn)行清除，并清洗整個套筒，待套筒內(nèi)部干燥、干凈后，再實施灌漿操作；為了提高灌漿的飽滿度，實際施工中可以借助L形彎管或者是其他工具來實現(xiàn)。4.2.2補(bǔ)灌施工灌漿操作完成后必須對灌漿飽滿程度進(jìn)行及時檢查，如若發(fā)現(xiàn)飽滿度不符合施工要求，則要采取補(bǔ)灌施工方式來補(bǔ)充相應(yīng)的灌漿體。一般補(bǔ)灌施工正常情況下有以下兩種方式：第一，將水和灌漿料兩者進(jìn)行攪拌完成后，需在30min內(nèi)通過原灌漿口將灌漿料注入其中；第二，灌漿料出現(xiàn)流動性差時，可以借助注射補(bǔ)灌技術(shù)來實現(xiàn)，詳情見下圖所示；以注射補(bǔ)灌為例，采取這種方式時，需注意讓注射器細(xì)管外徑和出漿孔內(nèi)徑保持在最低4mm的標(biāo)準(zhǔn)，具體的操作方式為:（1）將灌漿料按照比例放置在注射器中；（2）在套筒內(nèi)插入注射器細(xì)管；（3）利用注射器內(nèi)安裝的活塞推動來將灌漿料注入其中；（4）灌漿料出現(xiàn)外溢后須停止注射操作，并利用封堵膠塞及時將漿孔進(jìn)行封堵。另外，需要注意的是注射補(bǔ)灌環(huán)節(jié)必須符合《鋼筋套筒灌漿連接應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ355-2015的要求。圖1注射補(bǔ)灌5.套筒灌漿檢測技術(shù)要點(diǎn)關(guān)于套筒灌漿質(zhì)量辨別，實際時間中常以灌漿料呈現(xiàn)出的質(zhì)量和飽滿程度為標(biāo)準(zhǔn)。一般檢驗需從以下幾點(diǎn)來著手：（1）針對灌漿連接接頭抗拉強(qiáng)度質(zhì)量進(jìn)行檢驗。進(jìn)行灌漿接頭抗拉強(qiáng)度的施工條件進(jìn)行模擬，避免實驗結(jié)果不符合施工實際。檢驗標(biāo)準(zhǔn)遵循《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》提出的要求。（2）對于在建工程套筒灌漿事中檢測和質(zhì)量管控，建議采用預(yù)埋傳感器法；對于已完成工程套筒灌漿事后檢測,建議采用鉆孔內(nèi)窺鏡法,必要時可用X射線數(shù)字成像法或取樣法進(jìn)行補(bǔ)充校核[6]。（3）檢測鋼筋所處位置，需對套筒定位情況進(jìn)行檢查。套筒和鋼筋兩者的定位直接影響建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和可靠性。對此，可采用鉆孔內(nèi)窺鏡法，對檢測灌漿飽滿度結(jié)果更加直觀。同時，檢測孔道還可補(bǔ)灌修復(fù)。這種方法的優(yōu)勢是無需預(yù)埋檢測元件，便能從檢測位置隨機(jī)抽樣，可以應(yīng)用到建成的裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)中，開展檢測工作。（4）針對鋼筋套筒呈現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行合理檢驗。與其他無損檢測手段比較,X射線檢測可提供圖像化顯示效果且有較高精度，更適合于套簡灌漿連接質(zhì)量的檢測。依據(jù)X射線成像膠片各區(qū)域黑度值的變化,可確定套筒外壁、套簡內(nèi)鋼筋、連接鋼筋接頭、灌漿硬化體的質(zhì)缺陷信息。結(jié)語：（1）為防止因預(yù)制構(gòu)件內(nèi)部有異物造成灌漿堵塞情況出現(xiàn)，需在其出廠與進(jìn)場環(huán)節(jié)利用套簡透光進(jìn)行檢查；同時，吊裝完成后，還需借助內(nèi)窺鏡對吊裝的預(yù)制構(gòu)件內(nèi)部情況進(jìn)行檢查。（2）為了提升灌漿質(zhì)量，提高灌漿效率，需為灌漿操作制定嚴(yán)格的管控措施，并保證管控措施落實到實際行動中，確保灌漿操作的有