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装配式混凝土建筑灌浆套筒连接技术研究与应用

日期:2021-07-12|来源:未知
  本文由山东农业工程学院学报整理
[摘要]近年来我国装配式建筑市场快速发展,装配式建筑市场空间及发展前景巨大。装配式混凝土建筑套筒灌浆连接是目前应用最广泛的连接技术。以六安某装配式建筑工程项目为案例,探索如何用套筒灌浆连接技术把预制构件更有效连接,对装配式混凝土建筑灌浆连接施工技术的应起到了借鉴推广作用。
[关键词]装配式建筑,套筒灌浆连接,施工技术
  引言
  随着我国建筑领域的不断发展,建筑施工要全面达到节能、环保、快速、高效的目的,建筑产业化是实现绿色施工的有效途径。目前国家高度重视建筑产业化,从国家层面已经将建筑产业化提到了一个前所未有的高度,并面向全国进行了快速推广。2016年2月6日《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中提出,十年内,我国新建建筑中,装配式建筑比例将达到30%。根据国务院出台的《进一步发展装配式建筑的指导意见》以及《“十三五”装配式建筑行动方案》明确要求,对“2020年装配式建筑占新建建筑面积比例达15%以上”的要求测算,2020年装配式建筑面积有望超过8亿平方米,以每平米2500元测算.市场规模将超过20000亿元。装配式建筑市场空间及发展前景巨大,未来,装配式建筑将越来越普及。
  1工程概况
  六安某小区一期工程,有幼儿园、住宅和公共建筑,其中住宅为磷至10#楼,建筑面积117870.71m2,每栋住宅均为地下二层.地上32层,高98.7m,地下室、1至5层及屋面结构层为框剪结构,其余为PC装配结构,耐火等级地下、地上均为一级,地下防水等级为一级,屋面防水等级为一级。本工程为预制装配结构,装配化构件的范围:预制混凝土叠合板、预制夹心保温承重外墙板、预制梁、预制楼梯。
  2套简灌浆连接技术来源和原理
  装配整体式混凝结构(monolithicprecastconcrete structure)是目前国内外建筑工业化普通使用的方式之一。它具有提建筑施工整体质量、节能、环保、快速、高效等很多优点,是全面推广绿色建筑的有效途径。所谓装配整体式混凝土结构.是由预制混凝土构件通过可靠的连接方式进行连接并与现场后浇混凝土、水泥基灌浆料形成整体的装配式混凝土结构。装配式混凝土建筑钢筋连接包括钢筋套筒灌浆连接、波纹管浆锚搭接连接、约束浆锚搭接连接、混凝土连接等,其中钢筋套筒灌浆连接。其中套筒灌浆连接技术应用最为广泛。
  套筒灌浆连接技术由美国结构工程师Yee博士在1970年研发的NMB连接套筒,第一次使用在檀香山旅馆建筑中,用于装配式框架结构中的柱连接。套筒灌浆连接技术技术原理为:当灌浆料受到套筒的约束作用后,灌浆料与套筒内侧筒壁间产生较大的正向应力,钢筋通过正向应力在其带肋的粗糙表面产生摩擦力,传递钢筋轴向应力。与其他连接方式相比,套筒灌浆连接技术的优点是钢筋之间无需进行搭接或是焊接.操作更加简便,并且钢筋与钢筋之间的连接性极强、可靠性较高。
  3套筒灌浆连接分类
  套筒灌浆连接分为全套筒灌浆连接和半套筒灌浆连接。全灌浆套筒接头的优点是钢筋无需加工.节省工序;连接水平钢筋方便快捷;套筒加工工序少。但存在接头长度长,浪费材料且不利于结构抗震。半灌浆套筒接头的优点阁是接头长度短,刚度小,钢筋延性受影响不大,利于结构抗震,钢材和灌浆材料消耗小。节省材料.灌浆质量易保证。半灌浆套筒接头的缺点是钢筋需加工,工序繁琐,连接水平钢筋需特殊处理。
  4套筒灌浆连接施工
  灌浆作业是装配式混凝土结构施工的关键技术,直接影响到装配式建筑的质量和结构安全。灌浆作业前要编制专项施工方案,进行指导作业。操作人员必须经过专业培训,持证上岗。灌浆工艺流程:灌浆准备工作斗分仓、封仓斗灌浆料制备斗灌浆_灌浆后节点保护。
  4.1灌浆作业准备工作
  按照《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》(JGJ355—2015)对灌浆料进场验收;灌浆之前应检查套筒、预留孔的规格、位置、数量和深度,准备好拌制接头灌浆料的容器、搅拌工具、称量器具和接头灌浆料、清洁水。
  4.2分仓、封仓处理
  当墙板长度大于lm时,应采用座浆砂浆进行分仓,分仓必须按照《钢筋套筒灌浆连接技术规程》的规定。单仓长度应通过实体灌浆试验确定,一般为1.O一1.2m。分仓采用灌浆料砌制隔墙,隔墙宽度不小于3 cm,不大于5cm 。隔墙高度以满足构件安装时下面所留的标高要求为准,隔墙上表面平齐。
  分仓完成后进行封仓施工。封仓前必须确保墙板安装质量包括位置、垂直度、水平度、稳定性等合格,并由复查负责人在墙板显著位置签字确认;调整好预制墙板侧面预留钢筋.不要在封仓完成后调整.以免扰动墙板造成封仓出现缝隙;转换层外墙封仓前,检查建筑外围固定的封仓托板是否牢固,与梁边缘以及接头部位是否密封,水平度是否满足要求,以免灌浆时在这些部位出现漏浆。
  封仓时用压力水管将接缝冲洗湿润,根据墙板底部缝隙的大小选择合适的PVC管材,放入墙板底部外侧,以阻止封仓料进入墙板底部,然后抹封仓料,在封浆料初凝后慢慢抽出PVC管,并清理干净,后期备用,尽量不要扰动抹好的封浆料。PVC管的外缘与构件外缘距离为15mm,用自制抹浆工具将封浆料塞入接缝内,并保证接缝塞实,封浆料宜抹成倒角形状, 增加与楼面的摩擦力,有利于灌浆作业。
  4_3灌浆料制备
  灌浆料制备应严格按厂家提供的产品说明书要求计量灌浆料和水的用量.本工程干料和搅拌水的用量比为1:0.13(重量比),即2袋(25kg/包)灌浆料加入6.5kg水。首先在搅拌设备中加入一半水量,再将2袋灌浆料倒入水中一起搅拌,最后将剩余水量倒人一起搅拌。灌浆料最佳使用时间一般为搅拌过后10 min左右,且最长不宜超过30min,可以依据说明书上给定时间确定。经搅拌均匀并测定其流动度满足要求后方可灌注。常温灌浆料流动度应满足初始流动度≥300mm.30min流动度,>260mm,本工程为常温施工,故需要满足常温流动度测验即可。灌浆料搅拌完成后务必要静置2min,待气泡排完方可进行灌浆,否则灌浆料养护后会有气孔缺陷产生。
  4.4灌浆作业在灌浆前,及时检查封仓质量,发现裂纹、松散、剥离、封仓料强度偏低等情况时,要先进行封仓修补(用快干砂浆等材料);一定要先将灌浆联通腔进行湿润:灌浆操作全过程有专职检验员与监理旁站,并及时进行质量检查记录影像存档.把责任落实到人;灌浆料拌合物应在厂家给出的时间内完成,已经开始初凝的灌浆料不能使用。灌浆作业采取压浆法作业,即用灌浆泵(枪)从预制墙板下方的灌浆孔处向套筒内压力灌浆。当灌浆料从出浆口流出时及时用专用堵塞封堵出浆口。启动灌浆机开始灌浆时,可以使用快挡(压力表调至0.8Mpa),当其他套筒的灌浆孔开始溢浆后,改调慢挡并将压力表调到0.4Mpa左右(根据现场实际情况进行调整1,待最后的出浆口堵塞上后,慢挡稳压5秒钟左右再停机。
  灌浆作业应及时做好施工质量检查记录.在注浆作业的同时应进行浆料试件制作,按照规范要求以每层为一检验批,每工作班应制作1组试件,并且每一楼层不应少于3组试件,试件标准尺寸为40 mm×40 mm×160 mm的长方体试件.标准养护28 d后进行抗压强度试验。
  现场接头灌浆料充盈度检验:灌浆完成后3小时左右,浆料已完成终凝,拔出全部封堵塞,检查浆面高度,所有套筒下部的灌浆孔必须全部密实,上部出浆口浆面须要高出出浆口底部5mm以上。为了检测灌浆饱满度,灌浆完成后,在灌浆料初凝之前(一般在灌浆完成后半个小时左右),浆面高度检查用镜子,规格不限,方便携带即可,拔掉封堵塞后对灌浆质量进行观察检查,检查出浆口浆面高度,发现出浆口浆面位置不达标的,立即采取手动灌浆机进行补灌,然后再塞牢养护。检查频次:所有灌浆和出浆口都要检查。为了进一步检测灌浆质量,可以采用在预制剪力墙深化设计阶段,在非承重混凝土墙体(如窗间墙)底部预留检测套筒,在灌浆时同步采用相同工艺进行灌浆。龄期届满后,开凿出该部位套筒进行密实度检测.以判断阶段性灌浆质量是否合格。本项目9#窗下墙预制墙板底部设置一处M16钢筋套筒灌浆,用于灌浆质量实体检测.通过实体检验能更加真实有效的反映装配式体系的可靠性及安全性。
  4.5节点保护灌浆工作全部完成后,灌浆料同条件试块强度达到35MPa后方可进入后续施工。在此之前,不得进行扰动墙板的施工作业,以免影响墙板安装质量。当灌浆料同条件养护试件抗压强度达到60MPa后,方可进行对临时固定措施的拆除。一般情况下。环境温度在15℃以上.24小时内构件不得受扰动;5℃一15℃,48小时内构件不得受扰动;5℃以下。视情况而定。如对构件接头部位采取加热保温措施,要保持加热5qC以上至少48小时,期间构件不得受扰动。
  5施工中常见问题及解决办法
  5.1个别套筒整个灌(出)浆口不出浆产生原因:灌浆作业前已将楼板面清理干净,所以应该是封(分)仓时橡塑海绵条堵住了套筒下部的孔洞。解决办法:待该墙板的灌浆料凝固后,将该处套筒下面混凝土凿开,清理出海绵条和杂物,用高压水从出浆口灌水并冲洗,保持通畅后。清理积水,封闭凿开的混凝土。采用手动灌浆器对该套筒进行灌浆。
  5.2灌浆全部完成后浆面没有达到标准要求问题:在灌浆后30分钟左右.拔出出浆口缝堵塞检查灌浆面时,发现多数浆面没有达到标准要求的超出出浆口底部5mm以上,而下面的灌浆孔是密实的。产生原因:①采用电动灌浆机灌浆时,工人操作方法不对,一直采用快挡、高压灌浆,导致浆体流动过快没有来得及沉淀就从出浆口排出来。用堵塞堵上出浆口后,内部浆体会继续沉降导致浆面高度不达标。②封仓局部出现渗漏,导致浆面下降。③灌浆前没有很好湿润联通腔,导致较多水分被吸收,出现浆面下降。④灌浆料拌制后没有按照要求进行静置处理,就直接灌浆施工。处理方法:检查所有出浆口.存在浆面没有达到标准要求的必须用手动灌浆器二次补灌:严格执行灌浆施工程序,拌制好的浆料静置2分钟后才能够使用。若是因为分仓出现渗漏,首先找到渗漏部位,进行局部加固堵塞后再补灌处理。
  6结语
  作为国家大力推广的建筑领域新技术,装配式建筑在设计、制作、施工管理等方面还不成熟不完善,施工经验不足。结合实际工程案例,对装配式混凝土结构钢筋套筒灌浆连接施工工艺流程进行重点控制,有效的保证了工程质量,同时对灌浆施工中常见问题进行分析处理。提出解决办法,积累了丰富的施工经验,为装配式混凝土建筑灌浆连接施工技术的应用起到了借鉴推广作用。但还存在不足的地方如灌浆料饱满度只能凭借观察进行直观的判断。如何有效的进行无损检验还有待于进一步的研究。
  参考文献详见山东农业工程学院学报官网
 

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