裝配式剪力墻水平拼縫連接技術分析

韓俊強

（成都理工大學工程技術學院，四川 樂山 614000）

預制裝配式剪力墻結構中裝配式墻板柱之間的連接應簡單明確、傳力途徑清晰，能夠滿足結構的使用承載能力、抗震性能及耐久使用性能的要求，同時還應比現澆結構具有經濟優勢。目前在裝配整體式剪力墻結構中，剪力墻的豎向鋼筋主要采用套筒灌漿連接，約束漿錨搭接連接和間接搭接漿錨連接。裝配式剪力墻水平拼縫的鋼筋的連接方式主要有機械連接、套筒式灌漿連接、漿錨搭接灌漿連接與金屬波紋管連接4種。

1 鋼筋的機械連接

機械連接是通過鋼筋和連接件的機械咬合作用將一根鋼筋的力傳到另一根鋼筋的連接方法，具有施工速度快、連接強度高、低碳無污染、節約鋼筋材料的優點。目前推廣的機械連接主要有套筒擠壓連接、錐螺紋連接、直螺紋連接。

套筒擠壓主要是利用套筒內螺紋與鋼筋端頭螺紋的機械咬合力來實現鋼筋接頭的固定，主要應用于豎向、橫向等有較大直徑變形鋼筋的連接。相對于焊接接頭，套筒擠壓連接施工速度快、連接可靠度高、不受鋼筋焊接性能影響、無明火等優點。按照擠壓受力方向的不同可以分為徑向擠壓和軸向擠壓，軸向擠壓因施工時接頭質量無法得到保證，因此還未得到廣泛應用，徑向擠壓由于其連接性能穩定、施工質量可靠已在裝配式構件連接中得到廣泛應用。

錐螺紋連接是先把兩根鋼筋的接頭加工成錐形螺紋或稱絲頭，然后通過錐螺紋連接套把兩根鋼筋按規定的力矩值連接成在一起的鋼筋接頭，主要用于直徑為18～40mm的HRB335、HRB400鋼筋的連接。錐螺紋絲頭需要提前預制，可以有效縮短現場施工工期，同時彌補了套筒擠壓連接技術不足，但也存在接頭質量不足的問題。

鋼筋直螺紋套筒連接是通過鋼筋端頭螺紋與套筒內螺紋咬合成鋼筋接頭，直螺紋接頭施工僅采用普通扳手將鋼筋端頭與直螺紋套筒旋緊即可，施工工藝簡單、施工工效高、操作設備簡單、可靠性高、連接強度高、經濟合理、應用范圍廣等優點。

直螺紋連接套筒的類型有：標準型（用于HRB335、HRB400級帶肋鋼筋）、擴口型（用于鋼筋難于對接的施工）、變徑型（用于鋼筋變徑時的施工）、正反絲扣型（用于鋼筋不能轉動時的施工）。

2 套筒灌漿連接方式

套筒灌漿連接主要材料有中空的灌漿套筒、帶肋鋼筋和微膨脹灌漿料，套筒灌漿連接是把鋼筋插入中空的套筒內，無需鋼筋的連接，通過注漿口將高強度微膨脹的注漿料注入套筒內，充滿套筒與鋼筋之間的間隙，灌漿料硬化后與鋼筋橫肋和套筒內壁形成緊密嚙合，增強了鋼筋與套筒之間的有效傳力，即將兩根鋼筋連接在一起。

圖1 套筒灌漿連接

按鋼筋與連接套筒相連接方式的不同，分為半灌漿和全灌漿兩種連接接頭。半灌漿接頭是一種最近流行的灌漿連接形式，鋼筋一端采用套筒灌漿連接，另一端采用機械連接方式連接，半灌漿接頭連接如圖1（a）所示。全灌漿接頭是一根鋼筋的兩端端頭均采用套筒灌漿連接，要求鋼筋須為帶肋鋼筋，接頭結構如圖1（b）所示。為了保證套筒灌漿連接的可靠度，通常在套筒兩端的內部設置凹槽，或者一端內部刻有凹槽，另一端為直螺紋。

國外通過套筒應力-應變曲線、循環張拉的疲勞、鋼筋偏位對連接的影響、灌漿后灌漿受到擾動對連接的影響等實驗，對鋼筋套筒灌漿連接技術進行了大量的研究工作，證明套筒灌漿連接可以在地震區和高層建筑中使用。我國學者對套筒灌漿連接的大量實驗證明，在套筒灌漿連接中鋼套筒主要起到剛性的徑向約束，高強度微膨脹灌漿料增加了鋼筋與套筒之間的摩阻力，二者結合可以有效地傳遞鋼筋的受力。軸向力主要由鋼套筒承擔，因此套筒灌漿連接可以使用高強度的微膨脹灌漿料以縮短錨固長度。

套筒灌漿連接中套筒強度高、性能可靠、接頭短、可工廠預制縮短現場施工時間，但灌漿技術需現場施工，漿料的硬化時間長，質量控制難度大也限制了套筒灌漿連接的推廣。

3 漿錨搭接灌漿連接

漿錨搭接灌漿連接是在兩根鋼筋搭接區域內設置螺旋箍筋，通過灌注高強度無收縮灌漿料以實現鋼筋傳力的連接方式，工程中在預制混凝土的預留孔中插筋并灌漿，或者直接在現澆混凝土中進行的鋼筋搭接連接，漿錨搭接灌漿連接如圖2所示。

圖2 漿錨搭接灌漿連接

漿錨搭接灌漿連接也是一種非接觸搭接連接方式，在兩根鋼筋的搭接區域進行螺旋箍筋進行約束，通過灌漿料提高受力鋼筋和箍筋之間的握裹力。因此灌漿料的質量和施工水平決定著漿錨搭接連接的成敗，漿錨搭接灌漿連接中的灌漿料應具良好的力學性能和一定的變形能力，同時還應具有早強、高強和無收縮等特性，使其能與套受力鋼筋、箍筋更好地共同工作，同時滿足快速施工的要求。漿錨搭接可避免鋼筋與套筒連接的復雜連接方式，施工簡單、價格便宜，適合于預制混凝土剪力墻結構的鋼筋連接。

4 金屬波紋管連接

金屬波紋管應用于預應力構建中采用較多，在裝配式剪力墻水平縫連接中采用波紋管連接主要存在以下不足：①規范中的構造要求限制了金屬波紋管連接形式的研究和應用；②預留孔洞過大，保護層厚度過小；③吊裝安裝時容易損壞波紋管管壁，灌漿時不易灌滿。

5 結語

裝配式剪力墻水平拼縫連接技術是影響裝配式建筑大力推廣的瓶頸之一，目前的水平連接拼縫形式都有一定的局限性，如機械連接成本高；套筒灌漿連接節點較長，只能用于預制剪力墻內；金屬波紋管連接的程序復雜，質量難以保證。因此裝配式剪力墻結構要想得到廣泛應用和推廣，傳力途徑清晰、連接強度可靠、現場施工方便、造價低廉的新型連接方式仍有待于進一步研究。