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套筒灌浆连接技术施工与质量控制钱冠龙中冶建筑研究总院有限公司北京思达建茂科技发展有限公司二〇一七年六月福州1套筒灌浆连接技术2施工与质量控制2.1预制构件生产2.2构件现场安装与灌浆连接3小结1钢筋套筒灌浆连接技术将带肋钢筋插入灌浆套筒达到规定的深度，向套筒内腔灌注高强无收缩水泥基灌浆料，充满钢筋与套筒内腔的间隙，灌浆料凝固并将钢筋锚固在套筒内，直至达到设计强度，而将钢筋连接在一起的方法。1钢筋套筒灌浆连接技术在国内外的发展历程1968年美国,AlfredA.Yee申请发明专利，首个工程是美国檀香山的阿拉莫阿纳酒店38层框架结构建筑，用该技术连接预制混凝土柱。1984年日本，NMB套筒灌浆连接系统得到建筑省确认，广泛应用于住宅、学校、购物中心、超高层商务办公楼、旅馆、停车场等。2009年中国，北京万科与北京思达建茂申请了新型钢套筒灌浆钢筋接头发明专利，应用于北京万科假日风景装配式整体剪力墙结构住宅D1#、D8#楼。至今，钢筋套筒灌浆连接技术已在国内广泛应用，工程数量达数百个，成为我国装配式住宅建筑的重要施工技术。我国已颁布实施的相关标准规范《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T51231-2016《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》JGJ355-2015《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014《钢筋连接用套筒灌浆料》JG/T408-2013《钢筋连接用灌浆套筒》JG/T398-20121钢筋套筒灌浆连接技术接头主要应用的结构部位预制剪力墙预制柱123124≥1.5h0h0h0≥1.5h0≥1.0ll预制叠合梁1钢筋套筒灌浆连接技术1钢筋套筒灌浆连接技术影响套筒灌浆连接质量的关键环节连接材料连接工艺施工及管理人员设备、机具及辅材钢筋套筒灌浆连接施工工艺流程预制构件生产预制端钢筋与灌浆套筒的安装和连接灌浆套筒套筒连接辅材套筒灌浆料人员技术培训连接钢筋加工设备套筒连接与安装成品构件检验施工阶段质量控制要点构件现场安装预制构件及连接钢筋安装套筒灌浆料及复验接头工艺检验人员技术培训构件专项检验连接面检查处理灌浆施工方案灌浆腔密封构件灌浆连接钢筋灌浆连接接头灌浆作业灌浆料机械拌合灌浆施工检验机具灌浆料试块验收构件连接部位保护接头灌浆质量检验1钢筋套筒灌浆连接技术2施工与质量控制2.1预制构件生产阶段连接材料：灌浆套筒、套筒灌浆料；设备机具辅材：连接钢筋加工设备、套筒连接辅材连接工艺：钢筋加工和与套筒连接或安装工艺；施工和管理人员：技术培训、现场监督与检验。接头工艺检验；套筒外观检验；套筒抗拉强度检验；构件成品检验。2施工与质量控制预制构件生产材料进厂设备准备人员培训材料验收浇筑构件混凝土振捣初养混凝土构件蒸养、脱模构件外观检验工艺检验钢筋与套筒连接套筒固定于模板进、出浆管安装Y构件装车出厂Y2施工与质量控制2.1.1连接材料1）灌浆套筒类型：半灌浆套筒、全灌浆套筒材质和制造工艺：钢制机械加工，球墨铸铁铸造。半灌浆套筒示意图钢制机加工半灌浆套筒球墨铸铁半灌浆套筒2施工与质量控制全灌浆套筒剖面图钢制机加工全灌浆套筒球墨铸铁全灌浆套筒2施工与质量控制结构中设计应用同截面的接头布置：剪力墙单排或双排套筒的净距：≤25mm保护层厚度：柱，≥20mm；墙，≥15mm箍筋或水平分布筋加密构造：范围、间距连接钢筋直径：同径或变径设计关注：套筒外径和长度尺寸2施工与质量控制不同类型套筒的优缺点套筒类型（竖向用）全灌浆（竖向用）半灌浆套筒材质球墨铸铁铸造结构钢切削加工球墨铸铁铸造结构钢切削加工优点无需在预制端钢筋端部加工螺纹；有预制端钢筋中心和插入深度限位构造无需在预制端钢筋加工螺纹；可设有预制端钢筋中心和插入深度限位附件结构紧凑，整体性好；体积小，长度短，连接区域所需布置水平箍筋或水平分布筋少；预制端钢筋连接质量检验直观方便，套筒与钢筋连接成一体后降低了预制构件平台的相关工作量；现场灌浆压力低，灌浆部位密封难度低；为现场钢筋安装偏差预留间隙使接头灌浆饱满度要求低于全灌浆套筒。原材料生产难度低，市场产品质量稳定，原材性能管控方面，套筒材质稳定，可靠度高；结构紧凑，尺寸精度高；外径小，剪力墙中双排布筋厚度方向间距大，结构承受平面外载荷能力高；长度短，连接区域所需布置水平箍筋或水平分布筋少；可连接不同直径钢筋，变径套筒设计加工方便；预制端钢筋连接质量检验直观方便，套筒与钢筋连接成一体后降低了预制构件平台的相关工作量；现场灌浆方便、难度低（与铸造半灌浆套筒相当）。2施工与质量控制套筒类型（竖向用）全灌浆（竖向用）半灌浆套筒材质球墨铸铁铸造结构钢切削加工球墨铸铁铸造结构钢切削加工缺点套筒外径大，不适合剪力墙双排布筋结构；铸造原料来源成分不稳定，内应力、铸造缺陷等对套筒承载力影响大，合格品率低于钢制切削加工套筒产品；每炉铁水铸造成品产量低，不同炉号铁水制套筒成品难以区分；与套筒塑性相关的球化率要求高，质量管理水平低的企业制作的套筒质量隐患大；套筒长，相比半灌浆套筒现场灌浆压力大，对灌浆部位密封要求高，漏浆或不灌浆密实对接头质量影响大。加工成本高，生产效率较低，产品成本高。灌浆施工难度同铸造全灌浆套筒。原材料、生产工艺的不足与全灌浆铸造套筒相同。相比全灌浆套筒增加了钢筋螺纹加工和安装的工序；一些产品追求材料节省，外径缩径处内腔直径小，现场钢筋贴壁情况下钢筋难以插到灌浆腔预留深度套筒底部；有的产品套筒螺纹连接段没有按标准要求设计钢筋螺纹安装顶紧凸台，对大直径钢筋接头的变形性能有较大影响；相比全灌浆套筒增加了钢筋螺纹加工和安装的工序，操作管理人员需经培训；生产工序多，管控要求高，大直径钢筋套筒成本高于球墨铸铁铸造套筒。不同类型套筒的优缺点（续）2施工与质量控制钢制灌浆套筒型式检验报告灌浆套筒外形尺寸、原材料性能、接头力学性能应符合JG/T398-2012的规定。生产中产品的选用①套筒必须具有符合相关标准要求的检验报告：JG/T398套筒型检报告、JGJ355灌浆接头型式检验报告。2施工与质量控制球墨铸铁灌浆套筒型式检验报告灌浆套筒外形尺寸、原材料性能、接头力学性能应符合JG/T398-2012的规定。2施工与质量控制②随货的产品合格证买方可要求供方提供套筒原材料质量检验报告：如圆钢、钢棒生产企业的材料质量证明书；球墨铸铁随炉试样拉伸强度、套筒本体球化率和硬度的检测报告。套筒生产企业产品标准规定的套筒参数：外形尺寸、剪力槽数量、灌浆腔端口孔径及偏差、连接螺纹尺寸、螺距和精度。球化率检测报告（局部）2施工与质量控制套筒灌浆接头型式检验报告内容包括：连接钢筋规格、强度，灌浆套筒品牌、型号，接头示意图、套筒尺寸、安装与连接参数，灌浆料合格指标、钢筋和接头的强度和变形性能试验结果等。2施工与质量控制钢筋套筒灌浆连接接头型式检验报告接头名称送检日期送检单位试件制作地点接头基本参数连接件示意图：钢筋牌号钢筋公称直径mm）灌浆套筒品牌、型号灌浆套筒材料灌浆料品牌、型号灌浆套筒设计尺寸（mm）长度外径钢筋插入深度（小端）钢筋插入深度（长端）接头外观和尺寸试件编号灌浆套筒外径（mm）灌浆套筒长度（mm）钢筋插入深度（mm）钢筋对中/偏置小端长端No.1No.2No.3No.4No.5No.6No.7No.8No.9No.10No.11No.12灌浆料性能100kg灌浆料加水量（kg）试件抗压强度量测值（N/mm2）28d合格要求（N/mm2）123456取值评定结论JGJ355-2015第7章验收第7.0.2条“……接头提供单位提交所有规格接头的有效型式检验报告…..”本条规定的接头提供单位为提供技术并销售灌浆套筒、灌浆料的单位。2施工与质量控制2）套筒灌浆料类型：常温型（在5℃以上环境使用）材质及制造工艺：以水泥为基本材料，配以适当的细骨料，以及少量的混凝土外加剂和其它材料组成的干混料。采用专用搅拌设备将以上干粉材料混合在一起，并拌合均匀。使用时，加水、搅拌，具有大流动度、早强、高强、微膨胀等性能，2施工与质量控制生产中的选用①套筒必须具有符合相关标准要求的检验报告JG/T408灌浆料型检报告。②与生产用套筒匹配的接头型式检验报告JGJ355灌浆接头型式检验报告。③工程应用证明新产品提供混凝土构件实体灌浆试验资料。2施工与质量控制明确产品加水率及偏差范围，工作性能，配套的灌浆套筒。还应包括：可使用的环境温度，可操作时间规定，所需配套灌浆设备，灌浆压力要求，填充缝隙、通过管路的参数等技术内容。④产品使用说明书或作业指导文件及出厂检测报告2施工与质量控制2.1.2连接加工设备包括：钢筋剪切机、钢筋滚丝机。1）剪切机机器采用半圆口型剪切模具，动剪模和固定剪模交错后间隙小，切面应平齐，且垂直于钢筋轴线；钢筋端部横肋、基圆饱满，不得有明显损伤。切断的钢筋长度偏差宜在0mm~+10mm，使构件外露钢筋连接长度符合JGJ355要求。2施工与质量控制2）滚丝机加工范围应满足套筒连接螺纹的规格需要，可加工螺纹的钢筋直径最小为12mm;加工的钢筋丝头螺距、牙型角度、加工精度应满足选购的半灌浆套筒接头型式检验报告中标注的连接螺纹参数;常用牙型角：60°和75°；常用螺距：2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm。将螺纹合格的钢筋与灌浆套筒连接，按规定扭紧力矩紧固，安装后验收连接质量。2施工与质量控制2.1.3套筒连接辅材包括：将套筒固定在构件模板上的套筒固定件，套筒侧壁连接的进出浆管和管接头，套筒密封件等。1）套筒固定件与套筒连接紧固，模板上定位精确，能可靠密封套筒内腔。2施工与质量控制螺杆橡胶塞式套筒固定件凸轮杆橡胶塞式套筒固定件轴销式刚性套筒固定件2施工与质量控制2）进、出浆管材：内（外）径应精确并与套筒接头（孔）相匹配，安装配合紧密间隙小、密封性能好；管壁坚固不易破损或压癟，弯曲时不易折叠或扭曲变形影响管道内径，首选：硬质PVC管，其次：薄壁PVC增强塑料软管。2施工与质量控制注浆管状态分类泵未接注浆管通过长度300mm内径18mmPVC管通过长度300mm内径19mm波纹管通过长度1000mm内径18mmPVC管通过长度1000mm内径19mm波纹管直形弯形直形弯形直形弯形直形弯形灌浆泵压力（MPa）0.080.100.100.100.100.150.170.170.20不同材料、不同长度、不同状态注浆管路过浆压力试验结论：a.墙体内引出的注浆管越长，灌浆所需压力越大。b.墙体内的注浆管不是直通道的，注浆管有弯曲的灌浆所需压力更大。c.注浆管材质也是影响灌浆难易的因素之一，就本实验而言，灌浆时同条件的波纹管比PVC管所需压力更大。2施工与质量控制3）进出浆管接头：接头内径尺寸及配套的接头灌浆料的通过性能相适应;独立接头附件的连接强度要高，在侧向压力和冲击力下不易变形或脱落;安装到位后与套筒本体无缝隙，防止震动的混凝土浆液侵入套筒;接头遇意外脱落时，在生产线上应能方便、快速地安装修复。与套筒螺纹连接并以用胶密封的钢接头与套筒螺纹连接的塑料接头与套筒点焊连接的钢接头铸造套筒的凹槽接头铸造套筒凸型接头2施工与质量控制4）套筒端口密封圈弹性橡胶密封件，安装在灌浆套筒预制端口内，且与套筒配合牢固。密封件与钢筋或套筒的配合紧，钢筋插拔时均不得松脱，浇筑混凝土时密封不漏浆。2施工与质量控制2.1.4连接工艺包括：半灌浆套筒与钢筋的连接，全灌浆套筒的钢筋安装，进出浆管路的安装。1）半灌浆套筒（螺纹连接）钢筋滚丝加工钢筋丝头检验成品安全码放严禁油污2施工与质量控制力矩扳手钢筋与套筒连接拧紧力矩检验连接后码放与保护避免接头脱落2施工与质量控制连接钢筋的套筒在预制墙模板上固定连接钢筋的套筒在预制柱模板上固定2施工与质量控制2）全灌浆套筒套筒在模板上固定连接钢筋插入套筒并固定保证钢筋插入套筒深度防止预制端密封圈脱落2施工与质量控制3）灌浆、出浆管的安装与固定进、出浆管安装进、出浆管接头及管路情况检查2施工与质量控制4）构件成品检验包括：构件外形尺寸，套筒及伸出钢筋的位置和尺寸，灌浆套筒通畅等。质量要点•预制端连接的套筒、钢筋位置，进、出浆管路孔口数量、位置应符合要求。方法：