鋼筋連接用低溫灌漿施工技術應用分析★

任洪彬

(中鐵十四局集團建筑工程有限公司，山東 濟南 250000)

1 項目概況

依托大興區黃村鎮DX00-0202-0305地塊R2二類居住、DX00-0202-0308地塊A33基礎教育用地工程1號樓、2號樓、5號樓(后文簡稱：大興理想家項目)工程進行的裝配式建筑冬季施工工作。本工程結構形式為裝配式剪力墻結構，預制率為21%。冬季施工階段主要將裝配式預制剪力墻安裝、分倉、封倉、灌漿等施工工序作為控制重點，以保證低溫封錨漿料、低溫灌漿料施工質量有效可控[1]，確保裝配式建筑預制剪力墻冬季施工質量[2]。

2 冬季施工安排

2.1 冬季施工生產安排

根據總體進度安排及相關技術要求，結合北京市有關裝配式建筑地方政策，本工程在11月初即進行了《灌漿料冬季專項施工方案》的專家論證會[3]，并順利通過方案的論證。

大興理想家項目部依據方案現行的技術規范，有序開展相關冬季施工的前期準備工作，包括技術交底、操作人員培訓、材料采購等，并進行了相關工序的首段施工及驗收。

2.2 預制剪力墻施工計劃

大興理想家項目有3棟27層住宅，2019年—2020年 冬季施工階段施工按照總體進度要求，預計施工9層～16層。

根據北京地區歷年溫度記錄及施工要求，每年11月15日～次年3月15日為冬季施工階段，歷時4個月。為方便施工管理和落實《灌漿料冬季施工專項方案》要求，現場按照三個時間段進行施工劃分[4-6]。其中包括以下階段。

2.2.1 第一階段：初冬階段

平均溫度在0 ℃以上，最低溫度不低于-5 ℃。此階段采用低溫與常溫灌漿用材料相結合的方式，需根據環境溫度實時控制材料選用。此時間基本為11月～12月中旬，次年2月～3月中下旬(具體時間段應以實際氣溫為準)。

2.2.2 第二階段：嚴冬階段

平均溫度在-5 ℃以上，最低溫度不低于-10 ℃。此階段采用低溫灌漿材料。此時間約為12月下旬～次年2月上旬。

2.2.3 第三階段：寒冬階段

平均溫度在-10 ℃以上，最低溫度不低于-16 ℃(參考北京地區氣象資料)，每年大約有4 d～5 d。此階段停止裝配式建筑預制剪力墻的灌漿施工。

2.3 技術安排

裝配式建筑冬季施工特別是預制剪力墻施工應編制專項施工方案，并經過專家論證，以保證方案的科學有效[7]。

在預制剪力墻灌漿及澆筑施工應提前與設計方溝通明確施工工藝：即采用“先灌漿后澆筑”還是“先澆筑后灌漿”施工工序。

3 低溫用材料技術要求

3.1 冬施材料性能參數

本工程冬季施工階段采用河北達奧達建材科技股份有限公司生產的低溫型灌漿用材料[8]。依據廠家提供的產品說明及本工程專家論證有關要求，其各材料基本性能如表1，表2所示。

3.2 漿料配合比

1)低溫封錨漿料配合比。推薦用水量為13.5%，即100 kg砂漿用13.5 kg水，推薦水溫為0 ℃～4 ℃。具體攪拌如下：先放水3.36 kg～3.37 kg，再加25 kg低溫封錨漿料，攪拌4 min～5 min，調勻后靜置2 min～3 min，待表面氣泡排出后進行使用。

2)低溫灌漿料配合比[9]。推薦用水量為13.5%，水溫為0 ℃～4 ℃，推薦使用水溫0 ℃水。具體攪拌如下：先放水3.36 kg～3.37 kg，再加25 kg低溫灌漿料，攪拌4 min～5 min，調勻后靜置2 min～3 min，待表面氣泡排出后進行使用。測量漿料流動度需滿足大于300 mm。

以上低溫材料應根據每批次進場材料說明書及材質單中標明的配合比進行現場施工。

3.3 冬施材料施工要求

根據材料生產廠家提供的《低溫鋼筋連接用套筒灌漿料產品說明》以及論證的專項施工方案[10]，現場施工應遵循以下技術要求(見表3)。

表3 低溫灌漿料現場實施標準 ℃

4 影響因素分析及解決對策

4.1 影響因素分析

預制剪力墻灌漿施工過程中，通過對施工外界因素的分析及研判，項目組織開展QC小組活動，分析出以下幾個施工中影響因素及控制重點：

1)灌漿套筒的縫隙寬度為20 mm，灌漿材料用量小，漿體流入灌漿倉位后溫度下降快。

2)隨著氣溫降低漿體黏度增加，漿體在小縫隙內通過能力下降，灌漿效率降低。

3)所用機具、材料加熱保溫困難。

4)初冬天氣變化頻繁，低溫灌漿料與常溫灌漿料材料特性要求，需要在不同的溫度之間，交替使用兩種材料，給測溫工作帶來很大難度[11]。

4.2 相關解決方案

以上重點控制的因素項目QC小組充分考慮相關技術要求，多舉措制度多角度分析，制定問題的解決方案。

1)灌漿完畢漿體溫度下降快。

根據漿料自身特點、技術要求以及現場的施工條件，從全過程進行施工控制：

a.對灌漿區域進行外圍護密閉處理，放置熱風機對灌漿倉位進行循環加熱，確保灌漿前套筒內初始溫度滿足要求。

b.灌漿施工結束后及時測量倉內灌漿料溫度，及時調整保溫升溫降溫等相關措施。

2)漿料黏度上升(流動度)。

冬季預制剪力墻施工主要考慮灌漿料施工，為有效的保證灌漿料的流動度，主要采取以下措施：

a.采取低溫型套筒灌漿材料。

b.確保漿料初始溫度及流動度要求。

3)機具保溫工作。

機具主要包括量筒、攪拌機、攪拌桶、注漿機等。機具保溫工作主要維持灌漿施工前、施工中的機具自身溫度即可。

a.灌漿料接觸時間長的設備電加熱帶包裹[12]，可隨時加熱。

b.灌漿材料在室內儲存，倒運材料需用有保溫的吊籠。

4)初冬階段材料選用。

材料選用主要依據環境溫度，根據不同材料的施工所需環境進行確定。

a.大氣溫度和施工溫度監控。每日6:00～10:00，2 h測溫一次；每日10:00～14:00，4 h測溫一次；每日14:00～18:00，2 h測溫一次；施工溫度在施工前1.5 h，每30 min測溫一次。

b.當使用低溫灌漿料灌漿施工時，應對氣溫、施工溫度、作業面溫度進行實時監測并記錄。同時應通過天氣預報等方式密切關注未來幾天內的氣溫變化，以應對氣溫驟升或驟降。

5 實施過程中解決方案

5.1 灌漿技術要求

按施工進度計劃本工程將2019年—2020年度冬季施工分為三個階段：初冬階段大氣溫度高于5 ℃時，采用常溫灌漿料；嚴冬時段大氣溫度在-10 ℃～5 ℃時，采用低溫灌漿料；溫度低于-10 ℃時，停止灌漿施工。

低溫灌漿料適用環境溫度(標準溫度)為-5 ℃～10 ℃之間。在低溫灌漿料強度未達到35 MPa，混凝土構件內壁表面溫度低于-5 ℃時，立即采取蓄熱保溫措施。

分倉封錨漿料使用與套筒灌漿料使用環境一致。

5.2 分倉封錨漿料

預制剪力墻封錨漿料分倉應嚴格執行：電動注漿分倉長度不大于1.5 m，手動注漿分倉長度不大于0.3 m的要求。分倉隔墻寬度不應小于20 mm，為防止遮擋套筒孔口，距離連接鋼筋外緣應不小于20 mm(分倉示意圖見圖1)。

低溫封錨漿料在攪拌工程中，應盡量采用0 ℃～4 ℃的水，在不采取保溫措施的情況之下即可滿足封堵質量要求(嚴冬時暫停施工)。

5.3 低溫灌漿料制備

1)施工環境溫度解決。

通過現場實際操作結合建材自身要求，現場在套筒灌漿料制備過程中，需嚴控控制灌漿制備時間，一般選取上午10:00～下午14:00之間，且制備環境選擇在注漿工作面。

注漿前應將注漿區域所有外洞口進行遮蔽，內部應放置足夠數量的加熱裝置，以保證在氣溫驟降時進行升溫工作。環境溫度宜保持在4 ℃左右。

2)攪拌用料溫度。

a.低溫灌漿料提前放置于封閉的作業面處，且應保證灌漿交班前盡量保持在0 ℃～5 ℃，條件允許盡量保證灌漿料溫度在0 ℃。

b.攪拌用水盡量采用0 ℃的水進行攪拌，即采用冰水混合物(使用時應將冰塊進行過篩)，此時灌漿料攪拌流動度最大。同等條件下水溫與漿料的流動度的關系圖如圖2所示。

在同等制備條件下，通過圖2可明確看出，低溫灌漿料在0 ℃時流動度最大，隨著水溫的升高流動度變小，且在現場發現當氣溫達到8 ℃以上時會出現30 min過程中漿料凝結的現象。

3)機具溫度。

機具保溫工作可按照提前1 d將其放置注漿作業面，與環境溫度盡量保持一致。但在攪拌漿料及注漿前應及時測量機具溫度，對于漿料溫度與機具溫度相差大于2 ℃時采取有效的措施，降低或升高機具溫度。在操作過程中應避免出現機具溫度低于漿料溫度的情況。

4)注漿完后溫度監控及措施。

a.在預制剪力墻安裝分倉前，應提前在剪力墻倉室內安裝電子測溫裝置(如圖3所示)密切監控倉室溫度。

灌漿施工前對灌漿區的連通腔、前排套筒和后排套筒隨機各選取一點進行測溫，確認灌漿區域滿足灌漿的溫度要求。每半個工作臺班測溫一次。為保證灌漿區的溫度，該測溫方式在灌漿施工前1 d 16：00時測溫一次。并在灌漿施工的視頻監控中顯示灌漿前孔內溫度[13]，確保灌漿施工溫度滿足要求并有視頻記錄。

b.灌漿施工完成后，對灌漿施工區域和灌漿連通腔進行測溫監測，每2 h測溫一次遇到短時劇烈降溫，應縮短測溫間隔，確保溫度滿足要求。

灌注完成后，漿體溫度應高于-5 ℃，低于10 ℃，保持至同條件養護試件抗壓強度大于35 MPa后可停止測溫。

c.當遭遇極端天氣溫度驟降、預計會出現溫度低于灌漿料要求的-5 ℃時，應啟動溫度應急措施：驟降不超過5 ℃時，每個房間加設一個電暖器。驟降超過5 ℃時，應同時增加一臺暖風機，測溫頻率提高至1次/h。

若采取以上增溫效果仍無法有效快速提高倉室溫度，可采用局部“暖棚法”，即在每面預制墻體根部采用局部彩條布封閉高度為1 000 mm，寬度500 mm～1 000 mm，內部放置加熱裝置比如電熱器或設置電伴熱。

5)大氣溫度與施工環境相關措施。

根據住宅主體預留的門窗洞口和陽臺口尺寸，采用防風棉被進行封閉。在外腳手架側可根據室外溫度及風力情況設置彩條布等防風措施。門窗洞口封閉及模板覆蓋應利用防風棉被的掛鉤與模板插銷口進行有效連接，保證密封嚴實、不透風。在采取以上措施的情況下應及時關注大氣溫度，并及時調整保溫措施：

a.當大氣溫度在0 ℃以上，不采取保溫措施。

b.當大氣溫度在-5 ℃～0 ℃之間，只采取封閉不加熱施工。

c.當大氣溫度在-10 ℃～-5 ℃之間，采用封閉加電伴熱保溫措施。

d.當大氣溫度在-10 ℃以下，停止灌漿料施工。

預制剪力墻注漿應在混凝土澆筑前1 d完成，避免因混凝土澆筑過程中的升溫造成對灌漿料強度增長的影響。

6 結語

裝配式建筑剪力墻在冬季施工期間，灌漿施工等受冬季施工影響較大，為保證冬季施工的順利進行，通過采用低溫灌漿材料的實踐應用，可有效地提升作業效率縮短施工周期，還能有效保證主體結構的質量，為裝配式建筑冬季施工提供項目參考。