北京思达建茂 钢筋套筒灌浆连接施工质量的保证措施 20160624

1、钢筋套筒灌浆连接施工质量的保证措施北京思达建茂 钱冠龙摘要 钢筋套筒灌浆连接是装配式混凝土结构建筑受力钢筋的重要连接方法，通过对该连接施工工艺和材料特点的分析，阐明了影响连接质量的关键因素，提出了一套较完整的保证施工质量的技术措施。工程实践表明，该措施施工效果良好。关键词 钢筋 套筒 灌浆 连接 措施中图分类号     文章标识码    文章编号 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 引言装配式混凝土结构建筑是将主要构件在工厂预制成型，到施工现场进行组装，再通过少量现浇作业将构件连成一体而建成的工业化建筑，钢筋套筒灌浆连接是该结构中受力钢筋的重要连接方法。 近几年来，北京万科公司和北京建茂公司共同在钢筋套筒灌浆连接技术方面开展研发工作，开发出了填补国内空白的新型钢筋灌浆连接技术，已成功地应用在多个工程项目中，为编制相关国家行业标准提供了技术数据和实践成果，取得了较好的经济和技术效益。钢筋套筒灌浆连接施工质量

5、对装配式混凝土结构建筑的整体性、安全性有着重大影响，本文结合灌浆连接技术的原理和施工特点，阐明对连接质量有重要影响的关键因素，提出了各阶段连接施工质量的保证措施。2 钢筋套筒灌浆连接2.1 接头组成及连接原理钢筋套筒灌浆连接接头由带肋钢筋、套筒和灌浆料三部分所组成。其连接原理是：带肋钢筋插入套筒，向套筒内灌注无收缩或微膨胀的水泥基灌浆料，充满套筒与钢筋之间的间隙，灌浆料硬化后与钢筋的横肋和套筒内壁凹槽或凸肋紧密啮合，即实现两根钢筋连接后所受外力能够有效传递。按钢筋与套筒连接方式不同，该接头分为全灌浆接头和半灌浆接头两种。全灌浆接头是传统的灌浆连接接头，接头两端的钢筋均采用灌浆连接的接头，两端的

6、钢筋均须是带肋钢筋，其结构如图1a所示。半灌浆接头是一端钢筋用灌浆连接，而另一端采用非灌浆方法连接的接头。而一端采用螺纹连接，另一端采用灌浆连接的方式是半灌浆接头的主要形式，其结构示意见图1b。   全灌浆接头半灌浆接头图1   灌浆接头结构示意图2.2 接头型式和应用部位v1）预制柱、预制剪力墙的竖向受力钢筋同截面连接节点处。可采用半灌浆接头或全灌浆接头；2）预制梁的横向受力钢筋同截面连接节点处，通常采用全灌浆接头。由于接头在同截面布置，接头性能应达到钢筋机械连接接头的最高性能等级，国内建筑工程的接头应满足国家行业标准JGJ107-2010钢筋机械连接技术规程中

7、的级性能指标。2.3 连接施工工艺钢筋套筒灌浆连接分两个阶段进行，第一阶段在预制构件加工厂，第二阶段在结构安装现场。预制剪力墙、柱在工厂预制加工阶段，是将一端钢筋与套筒进行连接或预安装，再与构件的钢筋结构中其它钢筋连接固定，套筒侧壁接灌浆、排浆管并引到构件模板外，然后浇筑混凝土，将连接钢筋、套筒预埋在构件内。其连接钢筋和套筒的布置见示意图2。  图2  剪力墙接头及布筋示意图预制梁在工厂预制加工阶段只预埋连接钢筋。在结构安装阶段，预制剪力墙、柱连接已浇筑结构或另一预制构件时，将构件上的连接钢筋插入本构件的套筒内后，将构件固定后，从构件侧面的灌浆口向套筒内灌入灌浆料，灌浆料从

8、排浆口流出后，构件静置到浆料硬化，构件连接施工即告结束。预制梁连接时，套筒套在两构件的连接钢筋上，向每个套筒内灌灌浆料后并静置到浆料硬化，梁的钢筋连接即结束。3 影响接头连接施工质量的因素和保证措施3.1 构件预制阶段3.1.1预制阶段影响连接质量的主要因素预制本阶段影响连接质量的主要因素包括：灌浆连接接头性能和套筒质量、钢筋和套筒的定位精度、钢筋与套筒连接质量或钢筋预安装精度。1）灌浆连接接头性能和套筒质量合格的接头和套筒产品，是保证预制构件连接质量的第一关键要素。接头应具有JGJ107-2010标准规定的级接头型式检验报告，套筒应符合国家行业标准JG/T398-2012钢筋连接用灌浆套筒的

9、要求。2）钢筋和套筒的定位精度预制构件的连接钢筋和套筒位置准确，是保证现场顺利安装和连接的关键。高精度模具和专用工装对保证连接钢筋和套筒位置准确的必要手段。预制构件在现场安装时，钢筋顺利插入套筒，灌浆料充满套筒和钢筋周圈的间隙，连接质量才能达到设计要求。3）钢筋与套筒连接质量或钢筋预安装精度钢筋套筒连接接头是由两端钢筋分别与套筒连接的半个接头所构成，预制构件内预埋的套筒与钢筋的连接或安装质量整个接头连接质量的一部分，因此也是保证整个接头施工质量的关键点。3.2.2 质量保证措施1）灌浆连接接头性能和套筒质量在确认接头和套筒产品的检测报告符合要求后，用接头拉伸试验确认实际材料的连接质量。接头拉伸

10、试件应采用构件生产用连接钢筋及接头型检确定的配套灌浆料，模拟现场连接工况制作每规格一组（3根）接头，灌浆连接可按现场极限情况钢筋在套筒内贴壁安装，灌浆连接后用薄膜密封，在无水、室温的条件下养护28天后进行拉伸试验，试验结果试件强度应达到设计指标。2）钢筋和套筒的定位精度采用专业的模板，配备专用的钢筋、套筒固定件。模板上加工的钢筋、套筒定位孔位置偏差控制在±0.5mm范围内；专用固定件与模板的安装间隙不超过1.0mm；专用固定件固定钢筋或套筒后的轴线偏差应控制±0.5mm范围内。为将钢筋外径和套筒内径尺寸偏差对轴线定位精度的影响降至最小，宜采用可调心钢筋固定件和弹性定位轴套筒

11、固定件，参见图3示意图。        a. 钢筋固定件                      b.套筒固定件图3  可调式钢筋固定件应用示意图1）钢筋与套筒连接质量或钢筋预安装精度a 半灌浆接头钢筋与套筒连接半灌浆接头在预制构件时，先把一端连接钢筋与套筒连接好后再预埋在预制构件内。直螺纹连接的半灌浆接头在预制工厂的连接施工中，须确保钢筋螺纹加工的尺寸精度和钢筋与套筒连接的拧紧力矩，保证其质量的措施就是按照JGJ107-2010钢筋

12、直螺纹丝头加工与安装的相关要求执行：钢筋端部应切平或镦平后加工螺纹；镦粗头不得有与钢筋轴线相垂直的横向裂纹； 钢筋丝头加工长度应满足产品设计要求；钢筋丝头宜满足6f级精度要求，并用专用直螺纹量规检验；钢筋连接安装时用管钳扳手拧紧，使钢筋丝头在套筒螺孔底部顶紧，安装后外露螺纹不超过2 P（P为螺纹螺距）；安装后用扭力扳手校核拧紧扭矩, 拧紧扭矩值应符合JGJ107-2010的规定；安装后按批验收，合格后再投入构件钢筋组装工序。半灌浆接头的预制构件生产照片见图4。      a. 钢筋丝头加工           &#

13、160;         b.钢筋笼成品                      c.预制柱成品图4  半灌浆接头的预制构件生产b. 全半灌浆接头钢筋的安装全灌浆接头在预制构件时，是把连接钢筋插入套筒并达规定深度，套筒与钢筋间隙密封牢固，最后将连接钢筋和套筒固定，预埋在预制构件体内。在预制构件生产过程，须确保钢筋插入套筒连接深度（即该端灌浆锚固长度）、钢筋与套筒轴线平行度，以保证后续灌浆连接质量；确保钢筋与套筒间隙可靠密封，防止浇筑构

14、件的混凝土灰浆进入套筒。为此，应采用以下措施：在套筒中设置防钢筋插入过深的限位凸台或定位销杆，防止预装钢筋插入过深；在套筒端部设置密封圈固定槽，保证密封件能可靠固定在套筒端部；钢筋安装前，在钢筋外表面标画2道标记，分别用于指引和检查钢筋插入位置；套筒固定在模板上后，用箍筋固定套筒另一端，连接钢筋插入套筒后也用箍筋固定，防止套筒、钢筋偏斜或钢筋位置窜动。全灌浆接头的预制构件生产照片见图5。  图5 全灌浆接头的预制构件生产相比全灌浆接头，半灌浆接头的连接质量更有保证：一是半灌浆接头套筒与钢筋已连成一体，预埋端钢筋与套筒无需单独再做密封处理，定位更精确；二是在工厂，接头连接质量比现场容易

15、保证，检验方便，合格率高；三是半灌浆接头将现场连接端头数量和灌浆量减少了一半，提高了现场连接效率，降低了发生意外的风险。全灌浆接头虽然连接钢筋无需加工，但需设密封钢筋与套筒的间隙，安装辅助工序较多，整个接头灌浆连接在结构安装现场进行，对操作人员素质和施工管理的要求较高，而且套筒尺寸大、灌浆用料多，质量风险大。因此，在预制剪力墙、柱中用半灌浆接头替代全灌浆接头，也是提高构件连接质量的一项重要措施。3.2 构件安装阶段3.2.1安装阶段影响连接质量的主要因素本阶段影响连接质量的主要因素包括：构件连接部位处理和安装质量，灌浆部位密封质量，灌浆料浆料加工质量，灌浆作业工艺和构件保护措施。1）构件连接钢

16、筋安装质量连接钢筋位置偏离或伸出长度不符合设计要求，构件将难以安装到位，或钢筋连接长度不足；钢筋表面沾有泥浆或锈蚀严重；作为灌浆连通腔的构件接缝时间隙过小，都将导致连接质量问题。2）灌浆部位预处理和密封质量构件连接面处理不干净或存有异物或积水，在灌浆连接时混入灌浆料内，将造成灌浆料性能改变或堵塞灌浆通道；灌浆腔密封不牢，灌浆后期压力高时如出现意外漏浆，可能导致整个构件连接失败甚至报废。3）灌浆料浆料加工质量灌浆施工时，灌浆料须加水拌制成浆料使用。接头的三个组成部分中，灌浆料浆料是唯一由现场操作人员加工的材料，因此其加工质量是接头质量风险最大环节之一，加工拌制时，如不按产品规定要求操作，可能导致

17、浆料流动度差、操作时间短、膨胀和强度性能不稳定、甚至泌水等，不合格浆料用于灌浆作业，就可能出现不流、早凝、收缩、强度不足等问题，导致连接失败。4）灌浆作业工艺和构件保护措施灌浆作业工艺不当或操作未按正确工艺执行，可能造成接头灌浆锚固长度不足，连接质量不合格；灌浆后构件保护不当，灌浆料凝固后接头连接部位发生移动，灌浆料与套筒、钢筋之间出现间隙，或灌浆料在达到规定强度前被冻结，料内自由水分结冰，都将使接头连接性能下降，连接失败。3.2.2质量保证措施1）构件连接部位处理和安装安装前，检查连接构件的连接钢筋，钢筋的规格、长度、表面状况、轴心位置均应符合要求；检查预制构件内连接套筒灌浆腔、灌浆和排浆孔

18、道中无异物存在；清除构件连接部位混凝土表面的异物和积水，必要时将干燥的混凝土结合面进行润湿；在构件下方水平连接面预先放置10mm20mm厚支撑块，确保连通灌浆腔最小间隙；构件安装时，所有连接钢筋插进入套筒的深度达到设计要求，构件位置坐标正确后再固定。2）灌浆部位预处理和密封质量预制剪力墙、柱要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，必要时用木方、型钢等压在密封材料外做支撑；填塞密封材料时不得堵塞套筒下方进浆口；尺寸大的墙体连接面，采用密封砂浆做分仓隔断；在实际环境下做模拟灌浆试验，确认灌浆料能够充满整个灌浆连通腔和接头，在灌浆压力时构件四周的密封可靠；对可能出现的漏浆、

19、灌浆不畅等意外设计处置预案。预制梁连接钢筋部位安装全灌浆接头套筒，通过连接钢筋上标画的插入深度标记检查套筒位置正确性，套筒灌浆接头的灌浆和排浆孔端口超过套筒内壁最高处，两端密封圈位置正确、无破损。3）灌浆料浆料加工制作进入施工现场的灌浆料应进行复检，合格后方可使用。钢筋套筒连接用灌浆料的主要性能指标见表1。灌浆料应妥善保管，防止受潮。每次使用前，应确认灌浆料在产品有效期内，打开包装袋后，产品外观无异常，再制作浆料；制作浆料须使用干净的水、洁净的容器、准确的计量器具，符合产品加工要求的搅拌设备或机具，严格按产品使用说明书的要求进行浆料加工；灌浆料干粉、水均应称量重量，按产品规定的比例拌合；拌制浆

20、料时须防止异物混入，及时清洗搅拌器具等，禁止凝固或即将凝固的浆料混入拌制的浆料中；拌制成浆料后，盛放浆料的容器应加保护盖以防异物落入；不同环境温度下，浆料的流动度与室温条件指标存在差异，但现场条件拌制的灌浆料的流动度必须满足灌浆作业的要求；每班生产开始是，应记录料温和水温，测试浆料的流动度，当现场环境温度变化较大时，重新测量浆料的流动度。4）灌浆作业工艺和构件保护措施预制柱、墙的灌浆作业工艺是通过接头下方的灌浆孔灌入浆料，浆料进入构件下的灌浆连通腔，充满连通腔后，再在压力中向上流入该腔所连的各个接头的套筒，直至从各个接头上方的排浆孔流出，如图6所示。预制梁灌浆连接是从套筒一端灌浆口灌入浆料，至

21、浆料从套筒另一端的出浆接头流出。   a.柱                                          B.墙图6 半灌浆接头预制柱连接本工序应采取定人、定量、定时、定工艺的措施保证灌浆连接的质量。灌浆作业应由经过专项培训的人员操作，做到持证上岗。灌浆作业应在浆料可操作时间内尽快完成，并给浆料预留足够处理意外情况的可操作时间；为此，在灌浆前要结

22、合灌浆设备性能、浆料需求量，浆料拌制和灌浆作业所需时间，合理安排浆料制作量和灌浆部位，杜绝把浆料可操作时间用到接近极限的情况发生；大体积灌浆采用电动泵施工时应配备发电机，防止灌浆过程中意外停电；浆料从灌浆、排浆口流出时，及时用专用堵头用力塞紧，防止灌浆后期压力高时堵头顶掉漏浆；各个构件灌浆时，应旁站专职质量监督员，记录灌浆料流动度和接头灌浆、排浆口出浆、封堵情况，确保作业无误、记录真实可信。有关现场灌浆作业照片，见图7。       a. 墙手动灌浆               b.柱电动灌浆                  c.梁手动灌浆图7.现场接头灌浆连接施工灌浆完成后，环境温度在室温条件左右时，24小时内构件、接头都应由有专用机具固定或保护，不得受到冲击或震动；温度较低时，保护时间适当延长； 环境温度在5以下不宜进行