高福良
中国建筑第八工程局有限公司总承包公司 北京 201210
摘要：随着我国建筑工业化进程加快，由于装配式建筑适应了建筑工业化的发展，因此占比越来越大。而钢筋采取套筒灌浆连接技术是装配式建筑的关键技术之一，其连接质量对受力性能影响非常大，因而确保装配式建筑套筒灌浆连接施工质量显得尤为重要。
关键词：装配式建筑；钢筋套筒灌浆；问题
引言：装配式建筑是指将工厂生产的预制构件、配件、零部件等建筑产品运输到施工现场，在现场采用可靠的连接方式装配而成的混凝土建筑。目前，最常用的“可靠的连接方式”是钢筋套筒灌浆连接方式，所谓钢筋套筒灌浆连接（以下简称套筒灌浆）是指连接钢筋插入带有键槽（横向凹凸槽）的高强套筒内,通过灌浆孔注入高强套筒灌浆料，浆料硬化后可将钢筋与套筒牢固结合在一起形成整体,通过套筒内的凹凸槽和变形钢筋的凹凸纹之间的灌浆料进行传力的一种钢筋连接技术。灌浆是装配式结构施工的关键环节和关键工序，直接决定结构的抗震性能和完整性，特别是冬期施工，套筒内腔的体积很小（一般小于0.2L）、灌浆层厚度也薄（一般小于10mm），如套筒和钢筋均为负温，即使浆温很高，浆料灌入后降至负温的可能性也较大，极易冻伤灌浆套筒。从检索到的资料可知，关于灌浆套筒冬期施工的研究较少，CNKI中仅能检索到4篇报道，且集中在灌浆料方面；国内外低温套筒灌浆施工的研究成果更少，积累的经验也不够丰富。为解决装配式结构套筒灌浆冬期施工问题，本论文以“北京城市副中心职工周转房项目C2标段”为研究对象，围绕钢筋套筒灌浆技术，从其施工准备出发，对分仓与封堵、测温线的埋设、腔体测温、浆料的制备、套筒灌浆、验收养护等方面进行分析，总结寒冷地区冬期施工的操作要领，为同类项目施工提供参考。
1.工程概况
某地区项占地6.5万m2，建筑面积27.01万m2，共23栋楼1820套住宅，最大建筑高度84m，装配率为国标AA级，绿建标准为三星。由于工期已确定，4栋、5栋、6栋主体结构不可避免地处于冬期施工期间。该项目楼板采用叠合板，墙体采用全套筒灌浆，常温施工灌浆套筒67852个，低温施工45234个，如何确保低温条件下，灌浆套筒的质量是项目突出的重点工作。在北京这种寒冷地区，冬期施工期间如何选择合适的灌浆料、确保其储存、运输达到温控要求，为套筒灌浆冬期施工工作的开始；如何采取措施，确保灌浆套筒腔内温度达到灌浆料强度成长要求是套筒灌浆冬期施工工作的难点和措施点；如何进行浆料的制备、合理分仓和科学灌浆是套筒灌浆冬期施工工作的重点和易错点。
2.施工准备
2.1人员准备
装配式建筑与传统的建筑在施工方式上有着本质的区别，因此须对所有参与施工的人员，特别是灌浆作业人员就温度控制、材料存放、灌浆料制备、工艺流程、技术标准、操作要点等进行充分培训。合格后，方可持证上岗，确保其按规范进行，按作业交底操作。为了确保灌浆的顺利进行，进一步落实责任，明确温控分工，设置总包管理人员，对灌浆进行全方位的管理和控制；设置班长全面负责测温，对温控条件负全部责任；搅拌工负责灌浆原材的储存、浆体的温控工作；灌浆工负责灌浆区域、空腔温度的温控。
2.2材料准备
应提前至少2周审查完产品合格证及出厂检验报告，做好套筒、灌浆料的材料复试和灌浆套筒连接的形式试验，确保达到相应规范要求。原则上套筒、灌浆料一经确定不得更改，如遇特殊情况须更改时，应重新进行更改材料复试和灌浆套筒连接的形式试验。预制构件出厂前应采用透光对灌浆套筒的灌浆孔和出浆孔进行检查，清理干净内在的杂物。严格按0~10℃储存灌浆料，严格控制用水温度在0~10℃之间，制备好的浆体温度在5℃以上。
2.3技术准备
施工前，总包根据规范、图纸的要求，编审完成《套筒灌浆连接冬期施工专项方案》，明确冬期施工开始条件、灌浆冬期施工温控条件、测温线预埋及测温频率、洞口封闭及保温措施、灌浆要点及验收标准等。由项目技术负责人对施工管理人员，特别是技术管理人员、生产管理人员、质量管理人员进行技术交底，劳务单位对作业人员进行作业交底。
3.套筒灌浆冬期施工
套筒灌浆的工作原理是在套筒约束作用下，利用灌浆料抗压强度较高和微膨胀特性，与套筒内侧壁间产生较大的正向应力，钢筋借助正向应力在带肋的粗糙面产生摩擦力来传递轴向应力。为了使灌浆料正常地硬化，与套筒内侧壁间产生较大的正向应力，经方案比选，本工程采用北京市建筑设计研究院研制的低温灌浆料，企业标准及使用说明指出，适用温度为套筒部位温度–5~10℃，当环境日最低温度小于–10℃或日最高温度大于15℃时禁止使用。冬期施工的核心是温度控制，因此须加强大气温度、区域封闭、连通腔体、浆料的制备和灌浆的测温工作，并采取针对性措施。冬期施工前，应对冬期施工的具体时间有大致判断，提前将灌浆料购入并储存在5~10℃的仓库内，确保灌浆料的质量；实验室每日做好测温工作，当连续5d低于5℃时，启动冬期施工方案并采用低温灌浆料进行施工；为了确保施工环境温度在0~10℃之间，套筒部位温度为–5~10℃，本工程采用“先安装竖向预制构件、再进行顶板施工[1]、最后进行灌浆”的后灌浆方式。顶板施工完成后，灌浆区域内，根据热工计算，先将门窗、洞口、阳台等全部封闭，顶板用塑料薄膜及双层纤维保温毡覆盖，外墙利用自带保温板和压PE条保温，形成封闭的保温空间。为了更精确地控制质量和便于实践操作，在大量试验的基础上提出如下温控条件：（1）大气温度在–10~15℃之间；（2）施工环境温度在0~10℃之间；（3）套筒部位温度为在–5~10℃之间；（4）浆料的用水温度控制在0~10℃之间，搅拌好的浆体温度控制在5℃以上；（5）干粉料的温度控制在0~10℃之间；（6）灌浆料入套筒的温度宜为5~10℃。
3.1分仓、测温线的埋设和封仓
竖向预制构件安装前，应先将原混凝土面进行剔凿，清出松动石子浮浆，进行找平并垫好钢片。分仓越大，灌浆阻力越大，灌浆压力越大，灌浆时间越长，对封缝的要求也就越高，灌浆不满的风险越大。因此需根据灌浆料的性能和温控条件，通过灌浆工艺试验确定分仓的长度；本工程外墙为夹心保温，采用连通腔的形式，灌浆为电动灌浆泵灌浆，根据试验结果可知，单仓长度为1.2m，不宜超过1.5m。为了保证灌浆料在空腔内填充密实，考虑到分仓的密封性效果,本工程采用PVC管作为封仓的内外边界，分仓位置避开灌浆套筒位置，用高强度专用封仓料进行三面封仓。封仓前，先逐个检查各接头的灌浆孔和出浆孔内有无影响浆料流动的杂物，确保孔路畅通，如存在杂物，可用气泵吹净，严禁无措施直接用水冲洗。封仓的嵌缝深度为10mm且不得影响结构外观尺寸（外墙外侧板底缝吊装前用PE条封堵），与地面和墙面做成导角，增大与地面的摩擦力，防止灌浆压力较大时专用封仓料被挤出[2]。
3.2腔体测温
空腔温度，是灌浆料强度成长的最直接环境，也是所有温控条件中最核心的指标。为了确保套筒部位温度为–5~10℃，根据本工程的特点，按最不利温度原则，预制墙板吊装前，将测温线放置于灌浆连通腔区域内且靠近连接钢筋距所有墙角、门窗洞口40mm的部位。灌浆施工前，对该部位灌浆区的连通腔、前排套筒和后排套筒各选取一点进行测温。原则上灌浆施工前1日16∶00时测温1次，每半个工作台班测温1次；灌浆施工完成后，每2h测温1次；灌浆12h后可4h测量1次。当无法达到要求，可采取电热风机加热的方式，以满足灌浆的温控要求，如未达到腔体温度要求，严禁施工。灌注完成后，浆体温度应高于–5℃，低于10℃。同条件养护试件抗压强度大于35MPa后，方可停止测温（图1）。
图1.腔体现场测温：
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3.3灌浆料的制备
各厂商的灌浆料配方不完全相同，因此需严格按《使用说明书》的要求制备。灌浆料入套筒的温度宜为5~10℃，相当于混凝土入模温度，直接影响其本身的水化热和抗冻临界强度，为达到温度指标，灌浆料从仓库取出时的温度应为0~10℃，用水温度控制在0~10℃之间[3]，其搅拌场地环境、运输过程温度也应据此控制。本工程搅拌场地为灌浆现场，先用水润湿注浆泵、注浆桶、注浆管等工具、器具；然后把准确计量用水的80%加入搅拌机内，边搅拌边加入灌浆料干粉直至设计比例，搅拌5~10min，均匀后再加入剩余20%的水，再次搅拌均匀；静置1~2min，消除灌浆料内气泡后方可使用。使用前须对温度、流动性等指标测试，–5℃环境下初始流动性不小于300，浆体温度不小于5℃，每半个工作台班测温1次，达到合格标准后准备灌浆。搅拌好的灌浆料应在30min内用完，同时应做实际可操作时间检验，作业时应保留部分应急操作时间。浆体的制备应遵循“多次少用”原则，灌浆料搅拌后需尽快使用，灌浆时，需控制好注浆速度，不可过快。灌浆后需进行养护，在达到35MPa强度前，不可扰动套筒（图2）。
图2.浆体流动度检测：
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4.实证分析
本工程冬期施工期间，灌浆料制备合格率为99.8%；灌浆饱度从出浆孔出浆情况判断，基本上能达到要求；灌浆料每班每层留置标养试件3组（1d,7d,28d）、同条件试件1组（28d），全部判定合格；灌浆套筒试拉每班每层每种规格同条件试件1组，试拉结果合格。为了进一步探明套筒连接的质量，取得最新数据，随机在3层各抽取1个检验批进行破坏性试验，每个检验批截取1组共3个试件，试拉结果全部满足要求，该项目荣获2018年度“结构长城杯金杯”奖项[4]。
结论：
简而言之，以某地区项目为例，通过分析、对比、试验、抽象和概括，在试验的基础上，提出套筒连灌浆冬期施工温控条件，可作业寒冷地区套筒灌浆冬期施工依据。筒连灌浆冬期施工的核心问题是温度控制，提出了以“冬期施工温控条件”为核心，包括施工准备、分仓封仓、测温线埋设、腔体测温、浆料制备、套筒灌浆在内的系统套筒灌浆冬期施工技术，明确了套筒灌浆冬期施工各具体工序的操作要求及标准。
参考文献：
[1]杜智亮.预制装配式建筑套筒灌浆连接技术[J].建材与装饰，2020（3）：28-29.
[2]刘海成，郑勇.装配式剪力墙结构深化设计、构件制作与施工安装技术指南[M].北京：中国建筑工业出版社，2018.
[3]张聪，王生玉，朱磊.装配式建筑套筒灌浆施工要点及其防治措施[J].安徽建筑，2019，26（12）：105-108.
[4]虞国宏，朱张峰.装配式混凝土结构钢筋套筒灌浆连接质量控制[J].安徽建筑，2020，27（2）：113-114.