鋼筋套筒灌漿連接微壓充漿施工技術(shù)規(guī)程行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)概況

文／宋雙陽(yáng) 山東省建筑科學(xué)研究院有限公司 山東濟(jì)南 250031

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王 戎 山東城市建設(shè)職業(yè)學(xué)院 山東濟(jì)南 250031

崔士起 山東省建筑科學(xué)研究院有限公司 山東濟(jì)南 250031

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李曉鵬 山東省建筑科學(xué)研究院有限公司 山東濟(jì)南 250031

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引言：

裝配式建筑已經(jīng)上升為我國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略。近年來(lái)，黨中央、國(guó)務(wù)院以及各級(jí)政府高度重視建筑產(chǎn)業(yè)化，發(fā)展裝配式建筑，業(yè)界也積極響應(yīng)和廣泛參與。國(guó)務(wù)院辦公廳《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見(jiàn)》（2016.9.27）中提出“要強(qiáng)化隊(duì)伍建設(shè)，大力培養(yǎng)裝配式建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、管理等專(zhuān)業(yè)人才”。目前，裝配式建筑處于起步階段，技術(shù)體系尚未成熟，專(zhuān)業(yè)化分工尚未形成，施工企業(yè)技術(shù)能力不足，不可避免的導(dǎo)致了一些工程質(zhì)量問(wèn)題。

預(yù)制混凝土構(gòu)件之間的連接是裝配式建筑的技術(shù)關(guān)鍵之一。連接質(zhì)量對(duì)保證裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的整體性能至關(guān)重要。連接質(zhì)量包括套筒灌漿和接縫灌漿層的灌漿質(zhì)量。本文作者在套筒灌漿飽滿性的檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，套筒灌漿飽滿性不足是比較突出的問(wèn)題，很少有人去研究和關(guān)注接縫灌漿層的質(zhì)量。微壓充漿施工工藝可以同時(shí)解決套筒灌漿飽滿性和接縫灌漿層灌漿飽滿性問(wèn)題。

1、微壓充漿原理

流動(dòng)性較好的灌漿料拌合物為擬塑性流體。流體的特性是，只要有切應(yīng)力作用在流體上，不論切應(yīng)力的大小，都能使流體發(fā)生連續(xù)變形，即使流體流動(dòng)。根據(jù)流體靜力學(xué)，微壓充漿系統(tǒng)可以看作連通器；出漿口和接縫灌漿層處有微小孔隙，形成一個(gè)濾水濾氣的模壓系統(tǒng)。模壓系統(tǒng)內(nèi)的壓力可以加速將氣體和水通過(guò)密封不好的封倉(cāng)處排出，補(bǔ)漿器內(nèi)灌漿料拌合物不斷下降補(bǔ)充，套筒和接縫灌漿層內(nèi)灌漿料形成密實(shí)漿體。

微壓充漿利用伯努利方程原理，通過(guò)調(diào)節(jié)灌漿速度達(dá)到逐漸排氣的過(guò)程。補(bǔ)漿高度可隨意調(diào)整，一般情況下，補(bǔ)漿管高度定為1m。

當(dāng)補(bǔ)漿管高度為1m，套筒灌漿料拌合物靜止時(shí)，接縫灌漿層內(nèi)的壓強(qiáng)約為：

ρgh=2.0×103×10-9×10×1000 ≈0.02（MPa）。這個(gè)壓強(qiáng)直至灌漿料拌合物凝結(jié)前一直持續(xù)存在。

理論上，在灌漿套筒通透、連通腔外封倉(cāng)牢固和接縫灌漿層高度滿足設(shè)計(jì)的施工環(huán)境下，微壓充漿施工能保證豎向構(gòu)件每個(gè)套筒100%飽滿，保證結(jié)合層灌漿質(zhì)量。可以不用影像記錄全過(guò)程。

利用微壓充漿施工，可以在連通腔內(nèi)提前注入適量的清水。在灌漿料拌合物低速充漿下，由于比重不同，清水與灌漿料拌合物不混合，一部分清水被混凝土吸收，一部分充當(dāng)潤(rùn)滑劑，剩余的從封倉(cāng)的微小孔洞中慢慢排出。由于還需要大量的試驗(yàn)工作證明此方法的可靠性，本規(guī)程對(duì)提前注水不做具體要求；有大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持后，規(guī)程修訂時(shí)列入此規(guī)定。

2、國(guó)內(nèi)有關(guān)鋼筋套筒灌漿連接施工技術(shù)規(guī)程

鋼筋套筒灌漿施工，首推《鋼筋套筒灌漿連接應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JGJ355-2015），該規(guī)程已經(jīng)頒布實(shí)施多年，目前已經(jīng)修訂，很快發(fā)布?！朵摻钐淄补酀{連接施工技術(shù)規(guī)程》T/CCIAT 0004-2019 為JGJ355-2015 的具體深化，《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋套筒灌漿連接應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》DB37/T 5162-2020 也已經(jīng)頒布實(shí)施，還有一些地方套筒灌漿施工規(guī)程正在制定或已實(shí)施。根據(jù)目前了解的情況，套筒灌漿均是采用從注漿口注漿，從出漿口出漿的機(jī)械或手動(dòng)壓力注漿方式。

預(yù)制豎向混凝土構(gòu)件鋼筋套筒灌漿連接采用上述國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中的注工藝高壓注漿時(shí)，因?yàn)樽{速度快，形成有壓管流；根據(jù)伯努利方程原理，接縫灌漿層的連通腔內(nèi)灌漿料拌合物上表面會(huì)有暫時(shí)的負(fù)壓區(qū)，形成不連續(xù)的大氣泡。傳統(tǒng)高壓注漿完成后，接縫灌漿層內(nèi)的負(fù)壓區(qū)消失，封裹的空氣慢慢排出腔外，套筒內(nèi)的灌漿料對(duì)氣體排出留下的空間進(jìn)行填充，因而套筒內(nèi)灌漿料回落。傳統(tǒng)注漿速度越快，暫時(shí)封裹的空氣就越多，套筒內(nèi)灌漿料回落的幅度越大，極端情況下套筒內(nèi)灌漿料全空，接封灌漿層局部不飽滿。

3、規(guī)程T/SDCEAS10009-2022 的主要內(nèi)容及編制背景介紹

規(guī)程T/SDCEAS10009-2022 共分總則、術(shù)語(yǔ)、材料和機(jī)具、施工、質(zhì)量檢驗(yàn)。下面簡(jiǎn)要介紹各章的重要規(guī)定及其編制背景。

3.1 總則

明確本規(guī)程編制目的和適用范圍。本規(guī)程適用于新建、改建和擴(kuò)建的民用與一般工業(yè)建筑的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制豎向構(gòu)件鋼筋套筒灌漿連接微壓充漿施工與檢驗(yàn)。因?yàn)檠b配式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制水平構(gòu)件不具備連通腔充漿環(huán)境，所以不能應(yīng)用微壓充漿工藝。

3.2 術(shù)語(yǔ)

本章術(shù)語(yǔ)包括連通腔充漿、微壓充漿工藝、補(bǔ)漿器、專(zhuān)用封堵塞和灌漿飽滿性。

微壓充漿的定義是采用連通腔充漿方法，灌漿料拌合物通過(guò)灌漿器灌入連通腔，自動(dòng)充滿鋼筋套筒、接縫灌漿層和補(bǔ)漿器的施工工藝。微壓充漿工藝的接縫灌漿層壓強(qiáng)相較傳統(tǒng)機(jī)械注漿工藝小很多，所以稱(chēng)為微；灌漿料拌合物將底部接縫灌漿層填滿后開(kāi)始向上慢慢長(zhǎng)高，所以稱(chēng)為充。取名微壓充漿比較形象的說(shuō)明了此工藝的特點(diǎn)。

3.3 材料和機(jī)具

本章材料包括鋼筋、套筒、灌漿料及封倉(cāng)料。鋼筋、套筒、灌漿料及密封帶與國(guó)家規(guī)范一致，沒(méi)有特殊要求。

本章明確提出接縫灌漿層封倉(cāng)分為外封倉(cāng)和內(nèi)封倉(cāng)兩種方式。采用內(nèi)封倉(cāng)時(shí)，封倉(cāng)料與國(guó)家規(guī)范一致，沒(méi)有特殊要求。采用外封倉(cāng)時(shí)，可以采用模板，也可采用快硬封倉(cāng)料，快硬封倉(cāng)料不作強(qiáng)度要求，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，外封倉(cāng)的快硬封倉(cāng)料達(dá)到鐵釘劃不動(dòng)的硬度時(shí)，即可灌漿，見(jiàn)圖1 和圖2。

圖1 純模板外封倉(cāng)示意圖

圖2 模板加砂漿外封倉(cāng)示意圖

本章機(jī)具包括灌漿器、專(zhuān)用封堵塞、補(bǔ)漿器等，見(jiàn)圖3。灌漿器為漏斗形狀，便于灌漿料拌合物下泄。專(zhuān)用封堵塞為多孔橡膠塞，可重復(fù)使用。補(bǔ)漿器為透明硬質(zhì)塑料容器，便于作為監(jiān)視器觀察。微壓充漿可以多個(gè)構(gòu)件同時(shí)灌漿，所以在豎向構(gòu)件較多時(shí)，為提高效率和節(jié)省人工，可配備小型砂漿攪拌機(jī)。

圖3 微壓充漿產(chǎn)品

3.4 施工

本章包括一般規(guī)定和微壓充漿工藝。規(guī)程一般規(guī)定和國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)一致。

微壓充漿工藝流程分為：①連通腔封縫；②灌漿前的準(zhǔn)備工作；③灌漿料拌合物制備；④微壓充漿施工；⑤灌漿后連接部位保護(hù)。

構(gòu)件連接應(yīng)采用連通腔充漿方式。連通腔封縫不建議分倉(cāng)，可以提高效率和保證工程質(zhì)量。將灌漿管和補(bǔ)漿管預(yù)埋進(jìn)框架柱和剪力墻，充漿時(shí)可以直接安放灌漿器和補(bǔ)漿器，節(jié)省材料和時(shí)間，提高效率。預(yù)埋灌漿管和補(bǔ)漿管的豎向構(gòu)件，可將套筒的注漿口用膠帶密封，不用綁扎水平管。預(yù)制構(gòu)件不用綁扎水平管，可以節(jié)省材料和人工，節(jié)能環(huán)保。

構(gòu)件灌漿前的準(zhǔn)備工作應(yīng)在接縫灌漿層兩端頂部設(shè)置直徑小于2mm 的貫通小孔，目的是是為了排水和排氣，但不排漿。

灌漿料拌合物的制備與國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)一致。

微壓充漿施工的步驟是提前在構(gòu)件的注漿口和出漿口安裝專(zhuān)用封堵塞，同時(shí)放置灌漿器和補(bǔ)漿器，可以提高效率；灌漿器內(nèi)倒入灌漿料拌合物，當(dāng)補(bǔ)漿器內(nèi)充滿灌漿料時(shí)，取出灌漿器；灌漿器內(nèi)灌漿料拌合物應(yīng)充足，不得帶入空氣，見(jiàn)圖4 和圖5。

圖4 非預(yù)埋管的預(yù)制剪力墻微壓充漿施工

圖5 預(yù)埋管的預(yù)制柱微壓充漿施工

灌漿后連接部位的保護(hù)與國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)一致。

3.5 質(zhì)量檢驗(yàn)

本章結(jié)合微壓充漿的特點(diǎn)，提出了新的質(zhì)量檢驗(yàn)方法。對(duì)于通過(guò)觀察補(bǔ)漿器（兼做監(jiān)視器）內(nèi)灌漿料拌合物的有無(wú)來(lái)判斷套筒灌漿飽滿性是否合格，不用錄像，節(jié)省了人工。

補(bǔ)漿器（兼做監(jiān)視器）與套筒、接縫灌漿層形成模壓系統(tǒng)。當(dāng)監(jiān)視器內(nèi)有灌漿料時(shí)，根據(jù)連通器原理，接縫灌漿層和套筒內(nèi)灌漿料飽滿；當(dāng)監(jiān)視器內(nèi)無(wú)灌漿料時(shí)，根據(jù)多個(gè)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，說(shuō)明有漏漿的地方，套筒內(nèi)全空，應(yīng)及時(shí)找出漏點(diǎn)進(jìn)行堵漏。

根據(jù)微壓充漿施工的特點(diǎn)（套筒內(nèi)一滿俱滿，一空俱空），可采用成本低廉的普通單目?jī)?nèi)窺鏡法檢測(cè)套筒內(nèi)凝結(jié)的灌漿料飽滿性。

結(jié)語(yǔ)：

《鋼筋套筒灌漿連接微壓充漿施工技術(shù)規(guī)程》（T/SDCEAS10009-2022）是對(duì)套筒現(xiàn)有壓力灌漿的一次技術(shù)革新。《規(guī)程》編制結(jié)構(gòu)合理、內(nèi)容完整、資料齊全，符合工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)編制的要求。本《規(guī)程》是在山東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳科技計(jì)劃項(xiàng)目“裝配式建筑鋼筋套筒智能化灌漿技術(shù)研究”基礎(chǔ)上，結(jié)合裝配式混凝土工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)編制而成，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和可操作性，與其他現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致?！兑?guī)程》將對(duì)保證鋼筋套筒灌漿質(zhì)量提供可靠的技術(shù)支撐，對(duì)提高裝配式建筑的施工效率，促進(jìn)裝配式建筑鋼筋套筒灌漿連接的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。審查委員會(huì)對(duì)《規(guī)程》內(nèi)容無(wú)重大分歧，一致認(rèn)為該《規(guī)程》內(nèi)容達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，同意通過(guò)審查。