装配式结构冬季低温灌浆技术研究

装配式结构冬季低温灌浆技术研究摘要：我国装配式建筑正在大力发展，套筒灌浆是装配式结构中纵向受力钢筋有效且可靠的连接方式，在装配式结构工程中得到广泛应用。冬季施工，灌浆受低温环境影响，对工程进度及质量困扰较大。针对套筒灌浆施工技术特点，结合项目实际操作经验，探讨如何在低温环境下做好预制装配式结构工程套筒灌浆施工现场管理，提高施工效率，提升灌浆质量，合理缩短工期。关键词：预制构件；套筒灌浆；保温养护；低温灌浆一、绪论装配式混凝土结构因具有整体性好、节能环保、施工快捷等显著优点，成为我国发展新型建筑工业化建造方式的重要载体和途径。近年来，在施工现场采用堆积木式预制房屋组装，彻底改变了传统的房屋施工做法。装配式混凝土结构相对于传统施工，体现出五节一环保的优势，即节水、节能、节时、节材、节地、现场环保。随着建筑工业化的发展，各国把建筑部件工厂预制化和施工装配化，作为住宅产业现代化的重要标志，目前装配式建筑已成为现代住宅类建筑主流的结构形式。预制构件现场拼装的连接方式主要为灌浆连接，预制墙体钢筋套筒灌浆连接是装配式结构保证质量安全最重要的一道工序，钢制套筒和灌浆料是较为重要的材料。装配式建筑预制构件在工厂生产，基本不受气温、天气等条件影响，但现场灌浆施工受季节、天气影响较大，尤其是冬季施工期间，如何保证灌浆质量是工程的关键，从前期施工准备，到灌浆前的分仓长度、封仓严密性，再到灌浆施工控制，到灌浆完成后的保温养护，每一道工序都至关重要。根据施工进度安排，很多项目在冬季仍需灌浆施工作业，然而常温型套筒灌浆施工受气温影响大，在冬季严寒地区需要采取保温措施，致使施工成本增加，施工周期延长。二、冬季装配式结构灌浆施工现状分析1.在初冬季节采用低温灌浆料，往往由于白天温度过高，搅拌好的料流动度过低，往往还未进行灌注，就已经开始上强度，无法进行注浆，或造成灌浆套筒内不密实，影响灌浆套筒内钢筋握裹力，降低结构实体连接强度。2.灌浆不及时，搅拌好的浆体未及时使用，流动度大幅度降低，堵塞注浆管，造成物料损失。3.低温灌浆料原材存放库房温度过高，往往温度在5℃度以上，未进行常温（负温）处理就进行使用，造成搅拌后的浆体温度过高，浆体过早产生强度，损失流动度，无法进行灌注施工。4.低温灌浆料拌和时，采用的加热过的水或经过保温管道输送的施工用水进行搅拌，造成拌和浆体温度过高，浆体过早凝固，损失流动度，注浆无法进行。5.低温灌浆料在-5℃～5℃之间为规程要求的适应施工温度，此区间包含环境温度、拌和料、拌和水、搅拌完成后的浆体温度。因此，在-5℃～5℃温度区间内，除控制拌和物料温度控制之外，环境温度控制也为一项重要且关键的控制内容，不能按照混凝土结构冬季施工温度要求对灌浆环境温度进行升温、保温措施，否则影响浆体的流动度，造成无法注浆。6.大气温度在-5℃～-10℃期间，由于温度低，对灌浆料浆体的水化热及流动性产生负面影响，故在此温度区间，应采取必要的挡风及加热措施，使环境温度保持在-5℃～5℃区间，减少灌浆区域的温度损失。7.大气温度低于-10℃时，即使采取的作业区域封闭、升温措施，但灌浆区域的热损失远远高于浆体的水化热及升温措施带来的热量，灌浆区域灌浆套筒周边接近大气温度，对浆体的强度增长极为不利。故，当大气温度低于-10℃时，应停止灌浆施工作业。8.低温灌浆料在环境温度位于-5℃～5℃区间时，保持了较好的流动性及可操作性，但由于其含有硫铝酸盐水泥或高铝促凝剂，强度增长较快，加上大气温度、环境温度带来的影响，故应充分注意每次拌和量，防治未使用完就开始增长强度，造成无法灌浆。三、项目概况亚琦·大唐江山施工总承包工程位于江西省南昌市南昌县迎宾大道与小蓝二路交汇处，占地41387平方米。工程包括9栋高层住宅及5栋商业和1栋幼儿园，门卫及地下室。总建筑面积约15.52万㎡。装配式建筑结构如下：序号项目内容1装配式实施范围1-3#住宅楼，5-9#住宅楼，16#住宅楼，10#幼儿园，11-15#商业。21#、9#住宅楼装配式设计预制叠合板：2层至楼面；预制楼梯：2层至26层；预制剪力墙：5层至26层；预制内隔墙、预制非承重围护墙：1层至26层；预制外挂墙板：2层至26层。32#、3#住宅楼装配式设计预制叠合板：2层至楼面；预制楼梯：2层至26层；预制剪力墙：3层至26层；预制内隔墙、预制非承重围护墙：1层至26层；预制外挂墙板：3层至26层。45#住宅楼装配式设计预制叠合板：2层至楼面；预制楼梯：3层至20层；预制剪力墙：5层至20层；预制内隔墙、预制非承重围护墙：1层至20层；预制外挂墙板：3层至20层。56#住宅楼装配式设计预制叠合板：2层至楼面；预制楼梯：2层至21层；预制剪力墙：5层至21层；预制内隔墙、预制非承重围护墙：1层至21层；预制外挂墙板：1层至21层。67#住宅楼装配式设计预制叠合板：2层至楼面；预制楼梯：2层至25层；预制剪力墙：5层至25层；预制内隔墙、预制非承重围护墙：1层至25层；预制外挂墙板：1层至25层。78#住宅楼装配式设计预制叠合板：2层至楼面；预制楼梯：2层至24层；预制剪力墙：5层至24层；预制内隔墙、预制非承重围护墙：1层至24层；预制外挂墙板：1层至24层。816#住宅楼装配式设计预制叠合板：3层至楼面；预制楼梯：3层至24层；预制剪力墙：3层至24层；预制内隔墙、预制非承重围护墙：2层至24层；预制外挂墙板：3层至24层。910#楼幼儿园装配式设计预制叠合板：2层至楼面；预制内隔墙、预制非承重围护墙：1层至3层。1011-15#商业装配式设计预制叠合板：2层至楼面；预制内隔墙、预制非承重围护墙：1层至2层。四、冬季低温灌浆施工质量控制措施1、根据施工前策划，本工程在低温环境下进行预制装配式建筑套筒灌浆，施工重难点表现在以下5个方面：（1）建筑主体保温：冬施期灌浆施工，需对灌浆施工部位进行加热，但因建筑主体预留门窗洞口尚未封闭，导致保温困难。（2）灌浆材料温度：灌浆材料用量小，自身内能小，浆体流入灌浆仓位后温度下降快。（3）浆体自身粘度：施工过程中随着气温降低，浆体粘度不断增加，浆体在小缝隙内通过能力下降，导致灌浆效率低。（4）材料机具加热：灌浆材料、灌浆搅拌机具、灌浆设备，以及倒运材料所用的吊笼等，在低温环境下，自身温度较低，使用前根据大气温度范围进行适当的预热。（5）环境温度测量：初冬天气变化较快，低温灌浆料与常温灌浆料特性不同，在不同的温度之间交替使用两种材料，给测温工作带来很大难度。2、针对上述施工重难点，制定相应的施工对策与措施：（1）建筑主体保温：采用阻燃型双层棉毡对主体门窗洞口进行封闭；利用主体自带保温板形成带保温的封闭空间；封闭空间内引入暖风机热源，确保工作环境温度。（2）灌浆材料温度：用热风对灌浆仓位循环加热，确保灌浆前套筒内初始温度；对材料及机具加热，确保浆体初始温度；灌浆施工结束对灌浆套筒高度墙板区域外墙内侧覆盖电加热带，补偿热量损失。（3）浆体自身粘度：应用抗冻型套筒灌浆材料；确保浆体初始温度。（4）材料机具加热：所有机具用保温棉包裹，与灌浆料接触时间长的设备电加热带包裹，可随时加热；灌浆材料在室内储存，倒运材料需用有保温的吊笼。（5）环境温度测温：当使用低温灌浆料灌浆施工时，应对气温、施工温度、作业面温度进行实时监测并记录；应通过天气预报等方式密切关注未来几天内的气温变化情况，以应对气温的骤升或骤降。五、施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程施工准备→座浆料勾缝→灌浆区保温→灌浆浆体制作→测温（连通腔、前排套筒和后排套筒随机各选取一点）→套筒灌浆→自检及工作面清理→测温（连通腔）→拆除保温5.2

操作要点当室外日平均温度低于5℃时，即进入冬期施工，并应符合下列规定。5.2.1

基层检查当环境温度较低，尤其是昼夜温差较大时，在墙板吊装前密切关注叠合板上层混凝土面层以及PC墙板、框架柱、水平横梁等边缘（拼接缝处）的情况，如有浮冰、未硬化混凝土、杂物等，应提前进行清理，保证连接基面坚实。5.2.2

施工区封闭根据住宅主体预留的所有门窗洞口，采用双层彩条布进行封闭，新料彩条布（聚乙烯PE）或旧料彩条布（聚丙烯PP），前者颜色鲜艳，柔韧性好，使用寿命长。后者颜色稍暗淡，柔韧性较差，适用于临时使用。混凝土顶板浇筑完毕立即用塑料布及双层纤维保温毡覆盖。整个灌浆施工区域通过预制外墙自带保温板，门窗洞口区域和电梯井洞口通过5cm宽多层板条钉钢钉对四周进行固定封闭、顶部楼板保温毡覆盖，形成封闭的保温空间。5.2.3

座浆封边检查温度低时，座浆料强度发展较慢，因此一定要提前对座浆硬化情况进行检查，若强度不足，则严禁灌浆。5.2.4

测温线放置采用电子测温仪对灌浆区进行测温。墙板吊装前将测温线埋设于灌浆区内。1）在施工前，技术人员绘制灌浆区域测温平面布置图，并对操作人员进行书面交底。在浇筑混凝土时，按冬期施工测温方案预留测温孔，在每个孔内放置一支测温线，测温线的插头留在孔外并用塑料袋罩好，避免潮湿，保持清洁。每阶段测温结束后将测温线收存好，以备下次再用。也可将测温线埋入混凝土中一次性使用。2）测温线放置于灌浆连通腔区域内且靠近连接钢筋，距墙边40mm的部位。5.2.5

施工机具及材料保温1）搅拌机保温：用纤维保温毡包裹机身并封口。2）灌浆罐保温：用纤维保温毡包裹机身及顶盖。3）注浆管路保温：用纤维保温毡将管路包裹，降低灌浆料在灌浆管路内散失热量，保证灌浆入套筒温度不低于5℃，延长灌浆料的工作时间。4）搅拌浆料的用水温度：搅拌浆料的用水温度控制在0℃～10℃之间，以保证灌浆料的温度。5）材料加热保温措施：由于施工过程中严格按照灌浆料与温水规定的比例搅拌浆体，材料必须在5℃以上的环境内放置48h以上，方可作为灌浆使用。6）材料运输至现场保温措施：每次倒运材料量刚好够一个工作日使用为宜，采用可封闭的吊运设备倒运，吊运设备外部用纤维保温毡包裹。7）材料出入口处设置活动门，防止冷空气进入，除测温人员及注浆施工人员外其它人员严禁进入注浆作业层。8）升温措施：每个施工段设置4台暖风机，持续作业，遇降温需根据情况增加暖风机数量，保证室内环境温度不低于5℃。5.2.6

搅拌和灌浆施工在灌浆料配置前，对浆料温度进行温度试配，灌浆料入套筒的温度宜大于5℃，不得高于15℃，搅拌好的浆体温度控制在5℃以上。①按厂家推荐水料比称取一定量的拌和水，与粉料搅拌均匀，搅拌时间应比常温型灌浆料延长1～2min；②套筒灌浆料注浆施工采用“低进高出”的原则，从套筒底部灌入，至另一端流出后封闭灌浆口和出浆口；③为确保结构安全，建议适当延长支架固定时间，以同条件养护砂浆试块强度（≥35MPa）为准；④低温型套筒灌浆料硬化快，施工过程应严格控制施工进度，随用随搅拌，新拌浆体应保证在30分钟内用完；⑤低温型套筒灌浆料适用于-5～10℃低温环境下灌浆施工，使用时的日平均温度不应低于-5℃。5.2.7

套筒灌浆1）灌浆区域保温：采用纤维保温毡对灌浆区（包括灌浆套筒高度墙板区域）保温，补偿热量损失。2）压力灌浆：采用低压力灌浆工艺，通过控制灌浆压力来控制灌浆过程浆体流速，控制依据为灌浆过程中本灌浆腔内已经封堵的灌浆孔或排浆孔的橡胶塞能耐住低压灌浆压力不脱落为宜，如果出现脱落则立即塞堵并调节压力。3）漏浆处理：若出现漏浆现象则停止灌浆并处理漏浆部位。4）灌浆腔保压：所有灌浆套筒的排浆孔均排出浆体并封堵后，调低灌浆设备的压力，开始保压，保压1分钟。5）灌浆孔封堵：经保压后可拔除灌浆管，封堵必须及时，避免灌浆腔内经过保压的浆体溢出灌浆腔，造成灌浆不实。拔除灌浆管到封堵橡胶塞时间间隔不得超过1s。6）灌浆养护：搅拌制浆完毕后，应尽快进行灌注施工。灌注完成后，同条件养护试件抗压强度大于35MPa可停止养护。5.2.8

测温监测1）灌浆浆体搅拌完成后（搅拌机内）和浆体注浆前（灌浆罐内），每半个工作台班测温一次。2）灌浆施工前，在灌浆测温平面布置图的测温点中任意选取一点，对该部位灌浆区的连通腔、前排套筒和后排套筒各选取一点进行测温，确认灌浆区域满足灌浆的温度要求。每半个工作台班测温一次。为保证灌浆区的温度，该测温方式在灌浆施工前一天16点时测温一次。3）灌浆施工完成后，根据灌浆测温平面布置图的测温点，对灌浆区的连通腔进行测温监测，每4小时测温一次。4）灌注完成后，浆体温度应高于-5℃，低于10℃，同条件养护试件抗压强度大于35MPa后可停止测温。5）因特殊因素影响，养护温度低于-5℃时，采用取暖器在内墙两侧或外墙的内页板一侧热敷加热。5.2.9

拆除保温措施根据《建设工程冬期施工规程》（JGJ/T104-2011）要求，参考冬期混凝土临界强度规定，强度等级等于或高于C50的材料，不宜小于设计强度等级的30%，同条件试块强度达到35MPa后，可拆除保温措施，并随同窗口、阳台口等封闭材料和灌浆区保温材料转移至上层结构。5.2.10

灌浆监测1）根据试验确定的水温、灌浆料（干粉）温度及调整后的配比，配置浆料，且在规定的时间内使用完成。2）灌浆必须执行验收程序，浆料温度要满足要求，验收合格，方可执行灌浆作业。要求灌浆时，搅拌好的浆体温度控制在5℃以上。3）灌浆时从下注浆孔注入，当灌浆料拌合物从构件其他灌浆孔、出浆孔流出且无气泡后及时用橡胶塞封堵。严格控制分仓长度，保证不超过1.5m，对于灌浆套筒较密集部位，合理分仓。严格控制灌浆压力，确保1.5m灌浆范围内浆料填充密实。分仓及封仓完成后，在墙根处用砂浆抹八字脚，防止封仓座浆料漏浆。4）对于灌浆后的测温工作，为重点控制监测项目，专业工程师和