裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)套筒灌漿技術(shù)設(shè)計(jì)及施工研究

張弘

（貴陽市烏當(dāng)區(qū)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局，貴陽 550018）

1 引言

預(yù)制剪力墻的連接采用半灌漿鋼筋套筒， 是裝配式建筑設(shè)計(jì)施工的重要環(huán)節(jié)， 對于裝配式建筑預(yù)制剪力墻連接可靠性起決定性作用，是裝配式建筑質(zhì)量控制的重點(diǎn)項(xiàng)目。 高層裝配式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制剪力墻鋼筋套筒灌漿應(yīng)用技術(shù)的研究，直接關(guān)系到裝配式建筑的質(zhì)量。 本文結(jié)合實(shí)際案例，就裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)套筒灌漿技術(shù)設(shè)計(jì)及施工進(jìn)行研究。

2 工程概況

貴陽市某建筑工程項(xiàng)目位于觀山湖區(qū)上枧村， 總建筑面積263 975.59 m2， 其中1#～12#高層安置住宅樓結(jié)構(gòu)類型為裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)，裝配式建筑面積132 674.16 m2。建設(shè)安置房1 408 套， 其中最高地上層數(shù)及建筑高度達(dá)到31 層和97.2 m，單體建筑裝配率62%。 項(xiàng)目使用的預(yù)制混凝土構(gòu)件：預(yù)制剪力墻、預(yù)制外墻、預(yù)制疊合板、預(yù)制樓梯、預(yù)制陽臺(tái)、輕質(zhì)條板內(nèi)隔墻。 預(yù)制構(gòu)件的總體積約為18 000 m3，建設(shè)工期約250 d，標(biāo)準(zhǔn)層拼裝施工計(jì)劃為6 d，其是貴州省及貴陽市第一座預(yù)制裝配式地標(biāo)建筑。

3 裝配整體式剪力墻套筒灌漿技術(shù)

3.1 工藝特點(diǎn)

3.1.1 良好的力學(xué)性能和耐久性

剪力墻套筒具有良好的力學(xué)性能和耐久性， 其在工程項(xiàng)目的應(yīng)用過程中能夠承受較大的拉力和應(yīng)力， 有效抵抗外界環(huán)境的侵蝕。 這使得剪力墻套筒在裝配式建筑中能夠長時(shí)間保持穩(wěn)定的連接狀態(tài)，為整體結(jié)構(gòu)的安全提供重要保證。 通過向灌漿口注入高強(qiáng)度、高流動(dòng)性的灌漿材料，能夠保證灌漿料充分填滿套筒腔體，與預(yù)留鋼筋緊密結(jié)合。 在具體的施工過程中，施工人員僅需要通過簡單的操作就能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對接，減少現(xiàn)場焊接，提高施工效率。

3.1.2 預(yù)埋沉降觀察孔，提高灌漿密實(shí)度

預(yù)制剪力墻沉降觀察孔的設(shè)計(jì)對于裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)套筒灌漿而言無疑是一項(xiàng)重要的技術(shù)創(chuàng)新， 現(xiàn)階段已經(jīng)在建筑領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。 在本工程項(xiàng)目中，觀察孔的直徑為50 mm，該設(shè)計(jì)尺寸既能保證觀察孔的功能完整，又能有效避免孔徑過大或過小帶來的問題；孔徑標(biāo)高500 mm，該設(shè)計(jì)理念使得觀察孔位位于一個(gè)便于觀察和操作的高度， 使得施工人員能夠隨時(shí)檢查管漿液的實(shí)際情況。

3.1.3 優(yōu)化灌漿倉室封閉，避免出現(xiàn)灌漿空腔

（1）設(shè)計(jì)合理的灌漿倉室結(jié)構(gòu)。 在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮灌漿材料的流動(dòng)性，明確灌漿室的尺寸，便于灌漿材料能夠順利流入并填滿整個(gè)倉室。 （2）使用高質(zhì)量的灌漿材料。 灌漿倉室封閉過程中，應(yīng)選用具有良好密封性能的灌漿材料，如密封膠、密封墊等，以保證倉室的密封性。 （3）加強(qiáng)對灌漿過程的監(jiān)控和管理。 灌漿時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制灌漿速度、灌漿壓力和灌漿量等參數(shù)，保證灌漿量能夠均勻、充分填滿灌漿倉室。

3.2 工藝原理

裝配整體式剪力墻套筒灌漿的工藝原理涉及預(yù)制構(gòu)件的制作、安裝以及灌漿等的關(guān)鍵步驟。 （1）構(gòu)件預(yù)制：在構(gòu)件預(yù)制階段，根據(jù)裝配整體式剪力墻套筒灌漿工藝，需要預(yù)留一定的凹槽和孔洞。 這些凹槽和孔洞需要精心設(shè)計(jì)，保證與后續(xù)套筒的安裝相匹配。 預(yù)留的尺寸應(yīng)根據(jù)所使用的灌漿材料和預(yù)期的連接強(qiáng)度進(jìn)行確定， 過大或者過小的空間均會(huì)影響灌漿材料的流動(dòng)性。 （2）預(yù)制構(gòu)件安裝：在施工現(xiàn)場進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的安裝，安裝之前對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行仔細(xì)檢查，保證其尺寸、形狀和質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。 安裝時(shí)，使用專業(yè)的吊裝設(shè)備和工具，確保構(gòu)件平穩(wěn)、準(zhǔn)確放置指定位置。 構(gòu)件安裝完成后，對其進(jìn)行必要的檢查和調(diào)整，確保其符合設(shè)計(jì)要求。 （3）灌漿：通過灌漿設(shè)備將高強(qiáng)度、高流動(dòng)性的灌漿材料注入套筒，使灌漿材料能夠快速融化，形成一個(gè)整體，確保主體結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定。在灌漿過程中，當(dāng)波紋管上部出漿口流出灌漿材料后，需要進(jìn)行3～5s 的穩(wěn)壓，這一步驟能夠保證灌漿料能夠充分填充至灌漿套筒的每一個(gè)角落，進(jìn)而達(dá)到預(yù)期的密實(shí)效果。

3.3 施工工藝流程

施工工藝流程如圖1 所示。

圖1 施工工藝流程圖

3.4 灌漿施工技術(shù)

3.4.1 灌漿前的施工準(zhǔn)備

1）在預(yù)制外墻構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，增設(shè)沉降觀察孔是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)， 沉降觀察孔主要用于檢測灌漿的密實(shí)情況，保證灌漿質(zhì)量達(dá)到施工組織設(shè)計(jì)要求。

2）預(yù)制構(gòu)件進(jìn)入施工現(xiàn)場后，對灌漿筒、灌漿孔、出漿孔以及灌漿觀察孔等進(jìn)行仔細(xì)檢查， 這些孔是灌漿材料流動(dòng)和排出的重要通道，其通暢性直接影響著灌漿的質(zhì)量和效果。 因此，很有必要檢查這些孔是否有堵塞或者變形等情況。

3）施工前進(jìn)行工藝試驗(yàn)是保證灌漿施工質(zhì)量和效率的關(guān)鍵所在，進(jìn)行工藝試驗(yàn)的目的是為了驗(yàn)證灌漿料的性能，灌漿設(shè)備的可靠性，使其符合JGJ 1—2014《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中的有關(guān)規(guī)定[2]。

3.4.2 分倉及封堵

1）分倉及封堵原則：預(yù)制構(gòu)件吊裝過程中，為了保證灌漿區(qū)的密實(shí)度，需要采取一系列的技術(shù)措施。 這一過程中，對超長空腔進(jìn)行隔斷分區(qū)是最關(guān)鍵的一步。 遵循聯(lián)通腔不大于1.5 m 的原則，使用座漿料進(jìn)行隔斷，隔離不同灌漿區(qū)域，防止灌漿材料在隔斷處泄露或溢出，保證灌漿質(zhì)量。在分倉過程中，分倉位置的選擇也是非常重要的環(huán)節(jié)，為避免對構(gòu)件結(jié)構(gòu)造成的不良影響，分倉時(shí)需要避讓套筒，確保套筒在使用時(shí)的功能性不受影響。 此外，排氣管封堵時(shí)機(jī)的把握也同樣重要，只有當(dāng)排氣管內(nèi)流出合格的材料后，才能進(jìn)行封堵。這一步驟能夠保證灌漿區(qū)內(nèi)的氣體全部排出， 灌漿料充分填充至每一個(gè)角落，保證灌漿的密實(shí)度。 預(yù)制剪力墻大樣如圖2 所示。

圖2 預(yù)制剪力墻大樣

2）施工流程：清理安裝縫→使用高壓水槍濕潤接觸面及構(gòu)件→攪拌封倉座漿料→設(shè)置安裝縫高度一致的PVC 管→封堵安裝縫→預(yù)制墻板底部抹壓封倉料成倒角→緩慢抽出PVC管→養(yǎng)護(hù)24 h（溫度較低時(shí)養(yǎng)護(hù)時(shí)間適當(dāng)增加）。

3）使用高壓水槍濕潤是預(yù)制構(gòu)件封倉前的一個(gè)重要步驟，其對于保證封倉后灌漿的密實(shí)性和構(gòu)件的整體性具有重要作用。 濕潤的目的是為了清除接縫內(nèi)的油污、雜質(zhì)和浮渣，為后續(xù)的灌漿施工創(chuàng)造有利條件[3]。

4）分倉：對于長度超過1.5 m 的墻體，需要進(jìn)行分倉操作，這也是保證灌漿質(zhì)量的關(guān)鍵。 根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，分倉距離應(yīng)在1.2～1.5 m。不宜過大或者過小。如果分倉距離過小，灌漿時(shí)密封艙內(nèi)的壓力就會(huì)過大，導(dǎo)致座漿料被擠出；如果分倉距離過大，雖然可以降低密封艙內(nèi)的壓力，但也會(huì)影響漿液的密實(shí)性。

5）封倉、封堵：使用PVC 管作為封倉料封堵內(nèi)膜，將PVC管塞入構(gòu)件與地面水平縫，實(shí)現(xiàn)封倉、封堵。 操作過程中，需要使用專用的抹具將灌漿料均勻地填入縫隙內(nèi)部， 并確保座漿料能夠充分填滿縫隙。 完成座漿料填塞后，小心抽出 PVC管，避免對構(gòu)件和地面造成不必要的損傷。

6）座漿料抹成倒角：倒角能夠增加座漿料和地面的接觸面積，增加二者之間的摩擦力，這種摩擦力在灌漿過程中發(fā)揮著重要的作用，能夠保證灌漿料穩(wěn)定保持在預(yù)定位置，不易受移動(dòng)灌漿料的影響。

3.4.3 灌漿

（1）灌漿流程：灌漿料制備→流動(dòng)度檢測→灌漿→堵孔→灌漿密實(shí)度檢查→補(bǔ)灌。 （2）在裝配整體式剪力墻套筒灌漿工藝中，灌漿料配比是保證灌漿質(zhì)量和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的關(guān)鍵要素，因此必須嚴(yán)格按照灌漿料廠家提供的說明書中的要求進(jìn)行配置。 （3）對于灌漿料混合物溫度的控制，10～30℃是最理想的范圍。 在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，灌漿料的流動(dòng)性、凝結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度均能夠得到較好的平衡。 但是，當(dāng)施工環(huán)境溫度低于5℃或者高于30℃時(shí)，灌漿料的性能會(huì)受到影響，因此需要采用相應(yīng)的措施控制和調(diào)節(jié)溫度[4]。

4 設(shè)計(jì)及施工技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

4.1 灌漿倉室封堵時(shí)預(yù)埋排氣孔

預(yù)制剪力墻安裝完成后， 需使用高強(qiáng)座漿料將預(yù)制剪力墻安裝縫封堵形成密閉灌漿倉室， 座漿料封堵時(shí)如果沒有有效辦法控制座漿料厚度，容易導(dǎo)致座漿料堵塞鋼筋灌漿套筒，影響灌漿質(zhì)量。 因此，在座漿料封堵時(shí)，使用合適管徑的PVC管來控制封堵座漿料的厚度是一個(gè)有效的措施。 這樣可以防止座漿料堵塞鋼筋灌漿套筒。 待座漿料初凝后，可以抽出PVC管， 再用座漿料封堵PVC 管洞口。 對于長度＞1.5m 預(yù)制剪力墻，需在預(yù)制剪力墻安裝縫中部進(jìn)行分倉，保證灌漿倉室容積合理，在灌漿料流動(dòng)范圍內(nèi)灌漿倉室灌漿密實(shí)，在進(jìn)行封倉施工時(shí)， 在分倉措施兩側(cè)放置合適大小的PVC 管，PVC 管一端位于灌漿倉室中部，一端露出預(yù)制剪力墻外部，作為灌漿倉室排氣孔，在灌漿施工時(shí)，通過此排氣孔排除灌漿倉室內(nèi)空氣，保證灌漿區(qū)域灌漿密實(shí),此方法可有效提高灌漿質(zhì)量。

4.2 預(yù)制外墻增設(shè)排氣孔

在初步設(shè)計(jì)文件中，預(yù)制外墻構(gòu)件無觀察孔，考慮到灌漿施工時(shí)，全部出漿孔封堵完成后，倉室內(nèi)剩余空氣無法排出，造成部分位置灌漿不足，且灌漿完成后無法觀察灌漿質(zhì)量。 裝配式工程設(shè)計(jì)單位與總包單位、 構(gòu)件廠對預(yù)制外墻構(gòu)件進(jìn)行重新優(yōu)化設(shè)計(jì)，在預(yù)制外墻增設(shè)50 cm 高，直徑5 cm 的觀察孔。 灌漿施工時(shí)，待全部出漿孔均出漿封堵完成后，繼續(xù)灌漿至觀察孔開始出漿再停止灌漿， 灌漿完成10～15 min 后通過觀察孔（排氣孔）查看灌漿料沉降情況確定是否進(jìn)行補(bǔ)灌（確定補(bǔ)灌方式）。

5 結(jié)語

綜上所述，裝配式建筑以施工周期短、質(zhì)量要求高以及標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)安裝等的優(yōu)勢在我國建筑領(lǐng)域得到了迅速的推廣和應(yīng)用，有效降低了我國建筑工程面臨的高污染、高耗能、工期長、人工成本高等問題。 目前，裝配構(gòu)件在制作過程中要注重對管理技術(shù)的理解和應(yīng)用，通過合理掌握裝配技術(shù)要點(diǎn)，保證裝配式建筑構(gòu)件的施工標(biāo)準(zhǔn)，提高工程整體質(zhì)量。