裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)的漿錨連接

田忠先 劉 學(xué) 孫亮亮 何戩楨

蘇州二建建筑集團有限公司 江蘇 蘇州 215000

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)具有節(jié)能環(huán)保、施工速度快、勞動生產(chǎn)效率高的優(yōu)點。其中，裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)化和節(jié)能的有效途徑之一。但是，從目前國內(nèi)外大規(guī)模實施項目來看，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中存在大量水平、豎向接縫的節(jié)點連接部位。因此，如何保證接縫及節(jié)點部位施工質(zhì)量，使得整個結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力、剛度和延性等，是裝配式混凝土結(jié)構(gòu)過程中的關(guān)鍵技術(shù)。從構(gòu)件深化、加工到現(xiàn)場施工一系列工序中的關(guān)鍵技術(shù)，也是決定該結(jié)構(gòu)是否可以推廣和應(yīng)用的重要因素。

1 工程概況

昆山開放大學(xué)項目位于昆山市高新區(qū)蘇州繞城高速東線西側(cè)，總面積163 347.75 m2。包含4幢裝配式公寓（圖1），其中1#、2#樓為15層，結(jié)構(gòu)相同，3#、4#樓為13層，結(jié)構(gòu)相同，4幢公寓總建筑面積54 255 m2。學(xué)生公寓采用部分預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)形式，預(yù)制組件為：樓板除衛(wèi)生間及屋面以外，其余樓板采用疊合樓板；外墻采用預(yù)制外部夾層保溫板和預(yù)制混凝土夾層保溫墻板制成；樓梯采用預(yù)制樓梯；1#、2#樓預(yù)制率約為29.2%，3#樓預(yù)制率約為28.4%，4#樓預(yù)制率約為28.8%。

圖1 項目所處位置示意

其中，預(yù)制混凝土夾心保溫墻板采用鋼筋漿錨連接技術(shù)（圖2），即預(yù)制構(gòu)件生成過程中預(yù)埋長260 mm的φ50 mm金屬波紋管，現(xiàn)場主體結(jié)構(gòu)施工時預(yù)埋φ12 mm/φ16 mm鋼筋，待預(yù)制外墻板安裝時插入預(yù)留金屬波紋管內(nèi)，再灌注水泥基灌漿料。預(yù)制外墻板拼縫防水采用外打膠（材料防水）、內(nèi)鋁板的形式。

2 漿錨連接技術(shù)施工要點

漿錨連接技術(shù)是在預(yù)制混凝土構(gòu)件中預(yù)留孔，將連接鋼筋插入孔中，并注入水泥基灌漿料而實現(xiàn)鋼筋連接。

圖2 預(yù)制外墻板連接節(jié)點示意

灌漿料是漿錨連接技術(shù)的關(guān)鍵材料，需采用水泥基灌漿料。灌漿料是一種原料的混合物，如水泥、骨料、外加劑和礦物摻合料，在一個專門的化工廠生產(chǎn)。在使用地點，水和匹配組分按照規(guī)定的比例混合，用于螺栓錨固、結(jié)構(gòu)加固、孔道等灌漿的材料，具有黏度低、流動性好、強度高、早期強度形成快、輕微膨脹、不收縮的優(yōu)點。

2.1 工藝流程

構(gòu)件圖紙深化設(shè)計→構(gòu)件加工（金屬波紋管、注漿管預(yù)埋）→現(xiàn)場現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)施工（內(nèi)插鋼筋預(yù)埋）→構(gòu)件安 裝→墻底部水平縫封堵→注漿管內(nèi)噴水濕潤（水平縫封堵料達到強度后）→灌漿料攪拌（30 min內(nèi)用完）→灌漿孔及底部水平縫灌漿（灌漿孔隨時封堵）→清洗部品表面→灌漿孔口填實壓光

現(xiàn)場構(gòu)件安裝是漿錨連接技術(shù)中除構(gòu)件加工、孔道注漿外，三大關(guān)鍵工序中的其中一道，施工過程控制尤為重要，也是確保后續(xù)灌漿作業(yè)的關(guān)鍵。

2.2 施工要點

2.2.1 構(gòu)件圖紙深化設(shè)計

現(xiàn)階段各項目建設(shè)單位與施工單位所簽訂的合同模式不同，因此預(yù)制構(gòu)件的深化設(shè)計模式也多種多樣。同時，預(yù)制構(gòu)件的深化設(shè)計是將各種專業(yè)要求轉(zhuǎn)化為實際操作圖紙，具有設(shè)計多專業(yè)交叉和多專業(yè)協(xié)同的特點。以昆山開放大學(xué)為例，深化設(shè)計應(yīng)由具有綜合各專業(yè)能力和各種專業(yè)施工經(jīng)驗的總承包承擔。

在深化構(gòu)件設(shè)計的過程中，必須注意以下幾點：重點是審查和控制，構(gòu)件尺寸、位置、編號、吊裝順序；構(gòu)件的配筋；構(gòu)件細部節(jié)點（企口方向、防水折件等）、連接節(jié)點類型/尺寸；構(gòu)件拆分需配合生產(chǎn)、運輸、吊裝條件、建筑形態(tài)、立面效果等需求；水、電、幕墻、門/窗框等預(yù)留預(yù)埋；檢查嵌入式金屬波紋管和灌漿孔的位置和數(shù)量；夾層保溫墻體保溫材料、墻體連接器；臨時支撐連接點、起吊點的設(shè)置；審核預(yù)制混凝土構(gòu)件深化設(shè)計版本號；預(yù)制混凝土構(gòu)件深化圖紙設(shè)計確認、生產(chǎn)交底。

只有經(jīng)過合理的組織，才能準確把握每個專業(yè)的設(shè)計要點，從而有效避免在組件設(shè)計中容易出現(xiàn)的問題。

2.2.2 構(gòu)件加工、漿錨連接內(nèi)插鋼筋預(yù)埋

1）構(gòu)件加工。構(gòu)件的加工是多道工序協(xié)同工作的過程，在此主要闡述構(gòu)件加工過程中金屬波紋管和注漿孔的預(yù)留預(yù)埋操作注意要點。漿錨連接用金屬波紋管在多部規(guī)范中都有明確要求，昆山開放大學(xué)選用內(nèi)徑為50 mm、最小鋼帶厚度0.35 mm、最小波紋高度2.5 mm的鍍鋅金屬波紋管。預(yù)埋采用的注漿管需在進場時復(fù)查出廠合格證和檢驗報告。合格的材料按照設(shè)計圖紙進行切割下料，保證切割面平面、無毛刺（毛刺會影響后續(xù)預(yù)埋和注漿）。預(yù)埋時對管道的長度、位置、數(shù)量進行確認。重點控制注漿管的定位，注漿管固定時首先將圓木塞（或橡皮塞等材料）的圓心點與鋼模板上定位中心點通過鋼釘固定，然后把注漿管插入圓塞將其固定；根據(jù)鋼模板上注漿管位置，進行鉆孔，孔徑與注漿管徑一致，直接將注漿管插入鋼模3 mm將其固定；注漿管直段部位緊貼主筋用鐵絲綁牢，注意注漿管口與構(gòu)件面垂直。

2）漿錨連接內(nèi)插鋼筋預(yù)埋。漿錨連接內(nèi)插鋼筋待現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)混凝土澆筑前開始施工，重點控制內(nèi)插鋼筋總長度，以及插入現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的深度、外露長度及定位尺寸（厚3 mm定位板定位）。固定時采用鐵絲與橫置鋼筋綁牢（圖3）。

圖3 內(nèi)插鋼筋定位

2.2.3 構(gòu)件安裝、調(diào)整

1）施工準備。預(yù)制墻板安裝前應(yīng)做好充分的準備工作：檢驗樓層標高是否在偏差允許范圍內(nèi)；檢查板的規(guī)格、尺寸、吊點、編號、有無破損；預(yù)制墻板臨時支撐桿件/點、水平調(diào)節(jié)墊塊、分倉條等檢查（外墻外側(cè)采用分倉條進行封堵，圖4）；漿錨連接內(nèi)插鋼筋清理、調(diào)直（圖5）；樓面墻板定位線清理、復(fù)核；注漿孔進行檢查、清理，確保暢通；起吊設(shè)備/工具檢查。組織班組再次熟悉深化設(shè)計圖紙，對圖紙上標注的每個構(gòu)件的位置、方向、標高、防水企口/折件等圖示要求確認。

圖4 水平墊塊、分倉/封堵條設(shè)置

圖5 內(nèi)插鋼筋清理、調(diào)整

2）構(gòu)件安裝、調(diào)整。在提升預(yù)制外墻板前，檢查提升環(huán)并用卡環(huán)緊緊固定。當外墻板處于適當位置時，以墻板外壁為準，使外墻面呈直線狀，墻面垂直，間隙均勻，接縫處不得錯位，確保標高必須準確。在安裝過程中應(yīng)避免損壞防水結(jié)構(gòu)，如舌頭、空腔、防水折疊件部位等。如果損壞，應(yīng)在使用前及時修復(fù)。在整個安裝過程中，還應(yīng)注意保護外墻板的角落、預(yù)先嵌入的線盒等。安裝時，人員應(yīng)負責定位和匹配外墻板的下壁，并用尺子將其拉直。安裝一次墻板時，要特別注意質(zhì)量，并將其作為上述層的基準。安裝時重點關(guān)注墻板預(yù)埋金屬波紋管與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)預(yù)埋鋼筋位置關(guān)系，要保證鋼筋基本位于金屬波紋管中心部位（偏差應(yīng)≤5 mm），滿足灌漿縫隙要求。若不滿足，需對預(yù)埋鋼筋進行處理，且處理措施應(yīng)經(jīng)設(shè)計同意。在外墻板就位后，使用臨時固定桿/夾子拉動外墻板和樓板預(yù)嵌拉環(huán)。在大角落處與山墻板相鄰的2個外墻板應(yīng)該被拉緊并相互固定，并且在被緊固后才可以脫鉤，板-板連接部位可通過專用連接器連接。每層大角垂直度應(yīng)用經(jīng)緯儀檢查一遍，其余部位預(yù)制墻板可采用激光垂線儀檢查垂直度。不滿足要求的墻板經(jīng)過臨時支撐桿件調(diào)節(jié)螺絲套筒進行調(diào)節(jié)，滿足后隨即固定牢固（圖6、圖7）。

圖6 預(yù)制外墻板安裝連接示意

圖7 預(yù)制外墻板板-板安裝連接

2.2.4 漿錨連接灌漿

1）注漿管內(nèi)噴水濕潤。灌漿之前應(yīng)先對注漿管進行噴水濕潤，此操作可以檢查灌漿孔是否暢通，保證注漿過程順暢。水可以選經(jīng)過測試的家用飲用水或地表水和地下水（需氯離子檢測合格）。噴射在金屬灌漿管和接頭中的水量應(yīng)合適。如果在冰冷的氣候下，在灌漿前應(yīng)避免水進入波紋套管。

2）灌漿料攪拌、灌漿。灌漿可以通過高水平的自重流淌灌漿或壓力灌漿來進行。此處重點介紹壓力灌漿法，也是質(zhì)量較容易保證的方法。預(yù)制墻板灌漿之前，先用密封專用砂漿完成墻板周邊的封堵，養(yǎng)護至有一定強度（也可采用木模或鋼模等措施進行墻板四周封堵）。然后采用C80專用高強灌漿料配置灌漿液，配置時灌漿料與水的質(zhì)量比控制在1∶（0.125～0.135），采用手持式攪拌機攪拌3～5 min，配置好的灌漿液宜靜置2 min，待攪拌過程中產(chǎn)生的氣泡排出且流動度滿足要求后方可使用。將配置好的灌漿添加到灌漿泵中，將漿料流速控制在0.8～ 1.2 L/min，當有灌漿料從壓力軟管流出時，插入灌漿孔，當有灌漿料從溢漿孔溢出些許后，用橡膠塞堵塞灌漿孔和溢漿孔。對于部分孔位長時間壓漿，出漿孔仍未出漿的情況，可采用從出漿孔補灌壓漿（與高水平自重流動灌漿相比有保證），必要時增加分倉縫設(shè)置。每次攪拌的灌漿料需在30 min內(nèi)用完。整個灌漿過程必須在監(jiān)理的全程監(jiān)督下進行作業(yè)，并做好標注及影像資料的拍攝工作。灌漿料性能指標如表1所示。

表1 漿錨連接用灌漿料性能指標

2.2.5 構(gòu)件表面清理、壓光養(yǎng)護

構(gòu)件灌漿完成后及時用橡膠塞對灌漿孔、溢漿孔進行堵塞，并將構(gòu)件表面污染的灌漿料清理干凈。在初凝后、終凝前移除堵塞橡膠塞。填充壓實注漿口。灌漿料凝結(jié)固化后開始養(yǎng)護，不少于7 d。

3 質(zhì)量控制重難點及應(yīng)對措施

漿錨連接技術(shù)是預(yù)制構(gòu)件從深化、加工、安裝、灌漿、養(yǎng)護等等一系列工序的集合。其中構(gòu)件加工灌漿管預(yù)埋、現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)漿錨連接內(nèi)插鋼筋預(yù)埋、灌漿之前構(gòu)件四周縫隙封堵，以及灌漿操作，是該技術(shù)控制的重難點。

3.1 預(yù)制構(gòu)件灌漿、出漿管預(yù)埋

如預(yù)埋灌漿孔、出漿孔PVC管與金屬波紋管錯位，便會形成灌漿孔或出漿孔堵塞，不能有效灌漿或出漿。

針對該灌漿孔/出漿孔堵塞，現(xiàn)場總結(jié)了3個解決措施。一是采用專用鉆孔器插入灌漿口，將金屬波紋管重新鉆孔，滿足灌漿需求；二是在出漿孔灌漿，在持續(xù)灌漿一段時間后，等其他2個倉位出漿孔均勻流出漿料時封堵出漿孔；三是在另外2個鄰近倉位灌漿孔灌漿，依次按照上述步驟完成灌漿。

若灌漿、出漿PVC管預(yù)埋至金屬波紋管內(nèi)的部分過長，在安裝墻板時，基層伸出鋼筋插入金屬波紋管內(nèi)時會將PVC管頂彎，導(dǎo)致灌漿孔出漿孔堵塞。針對此種現(xiàn)象，在構(gòu)件安裝之前可以重點檢查，發(fā)現(xiàn)后及時將多余PVC管割除即可。

3.2 現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)漿錨連接預(yù)埋內(nèi)插鋼筋偏位

基層預(yù)埋鋼筋偏位，可能導(dǎo)致在鋼筋插入金屬波紋管內(nèi)時基本貼在預(yù)埋灌漿孔、出漿孔邊緣，同樣容易形成堵塞，或者造成灌漿充盈度不夠等隱患。針對該情況，則需要對原預(yù)埋內(nèi)插鋼筋進行處理，保證灌漿通暢。

3.3 灌漿時灌漿料外漏

預(yù)制外墻板底部縫隙采用專用砂漿封堵部位灌漿料產(chǎn)生外漏，一般主要有以下原因：

1）灌漿前1 d用砂漿封堵，第2天灌漿，封堵砂漿并未達到堵縫的強度，在灌漿壓力下局部沖破，漿料溢出。

2）在封堵時，基層未清理，造成局部砂漿與基層黏結(jié)力不夠，在灌漿壓力下局部沖破，漿料溢出。

3）灌漿作業(yè)嚴重滯后，在封堵灌漿縫時ALC內(nèi)隔墻已安裝，圖8所示的內(nèi)外墻板交接根部水平縫封堵困難，且灌漿出漿孔已被ALC擋住，無法對該位置灌漿縫封堵，在灌漿壓力下，圓圈所示位置容易被沖破而漏漿。針對以上情況，在施工過程中應(yīng)嚴加控制。

4）部分預(yù)制墻板外葉板底部縫隙采用橡膠條封堵，在灌漿時外葉板下部與現(xiàn)澆層交接處漏漿，主要原因是黏結(jié)在基層現(xiàn)澆部位橡膠條黏結(jié)性不足（或者用殘缺斷裂的橡膠條，甚至有些構(gòu)件下部漏置橡膠條），在用撬棍校正構(gòu)件時，橡膠條扭曲，造成橡膠條局部厚度僅有10～20 mm，在灌漿的壓力作用下，漿料經(jīng)橡膠條局部較薄處溢出，直至外流到外葉板與基層接縫外部，如圖9 所示。

圖8 內(nèi)隔墻和預(yù)制外墻板交接部位根部封堵困難

圖9 橡膠條封堵缺陷產(chǎn)生漏漿

為確保預(yù)制墻板與基層接縫處便于封堵，確保封堵橡膠條在校正預(yù)制墻板時不發(fā)生位移、扭曲，吊裝時可將橡膠條采用水泥釘釘?shù)交鶎由希_保橡膠條在校正墻板完成后依然平直。或者在預(yù)制墻板安裝校正完成后，將橡膠條粘貼于角鐵（模板/木方等）內(nèi)側(cè)，同時固定于預(yù)制墻板與基層四邊以代替坐漿料封堵接縫，可以有效確保內(nèi)葉板與基層接縫處灌漿面積最大化，以及金屬波紋管內(nèi)灌漿料最大充盈度，最大限度地確保預(yù)制豎向構(gòu)件的連接強度。否則就會因為預(yù)制墻板底部縫隙封堵不嚴造成漏漿，尤其是灌漿完成后隱形漏漿（在灌漿料終凝前逐漸滲漏），形成灌漿道空腔，帶來質(zhì)量隱患。

3.4 質(zhì)量控制要點

施工質(zhì)量控制要點主要總結(jié)為“三通一平二封堵，外掛拼縫防滲漏”：“三通”即確保基層伸出鋼筋位置的精確，在墻板安裝時墻板預(yù)埋金屬波紋管能順利插入伸出鋼筋，確保灌漿孔道、出漿孔道通暢不堵塞；“一平”即基層現(xiàn)澆混凝土面確保施工的平整度、標高等質(zhì)量； “二封堵”即確保預(yù)制構(gòu)件與基層接縫處在灌漿時不漏漿；另外，需要確保預(yù)制構(gòu)件與室外交接部位各拼縫處防水、防風、防冷橋等的處理措施無隱患。

4 結(jié)語

預(yù)制建筑有自己的“脆弱”關(guān)鍵點，垂直構(gòu)件連接節(jié)點，特別是灌漿作業(yè)是預(yù)制施工的重點。漿料錨固連接技術(shù)只是連接預(yù)制垂直構(gòu)件的技術(shù)之一，但灌漿是該技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。灌漿質(zhì)量的好壞直接影響到裝配式建筑的安全，因此滿足預(yù)制裝配式建筑預(yù)埋金屬波紋管、連接鋼筋及基層接縫漿料的充盈度、飽滿度，是保證預(yù)制豎向構(gòu)件連接強度的重要前提。

通過昆山開放大學(xué)預(yù)制裝配式項目的實施，積累了一定的經(jīng)驗，也為今后類似工程的實施提供可參考借鑒的方法、數(shù)據(jù)，具有一定的意義。

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