姜 泰
上海臨港創(chuàng)新經濟發(fā)展服務有限公司 上海 201403
上海臨港重裝備產業(yè)區(qū)H36-02地塊項目主要由7棟高層建筑、16棟多層建筑、1層地下室等單體組成。大部分單體建筑地上部分均采用裝配式混凝土框架結構體系,單體預制率高于40%??蚣苤?、主次梁、樓板、樓梯以及挑板和女兒墻等采用預制裝配式構件。
灌漿套筒是指帶肋鋼筋插入套筒后,將專用灌漿料充滿套筒與鋼筋的間隙,灌漿料硬化后與鋼筋橫肋和套筒內壁形成緊密嚙合,從而實現(xiàn)鋼筋和套筒之間的有效傳力,達到Ⅰ級接頭性能。
灌漿套筒是目前我國裝配式建筑規(guī)范推薦的常用鋼筋用連接方式。灌漿套筒的技術成熟,適用面廣,該連接技術在連接部位形成剛性節(jié)點,節(jié)點構造具有與現(xiàn)澆節(jié)點相近的受力性能,可適用于大直徑鋼筋連接。但是灌漿套筒工藝流程較為復雜,施工難度高,套筒及灌漿料的成本較高。由于灌漿套筒連接的質量檢測比較困難,施工過程中,對于連接節(jié)點處灌漿套筒質量、預制構件生產的精度、安裝施工的組織和管理要求較高。
預制裝配式框架結構節(jié)點一般可分為濕式連接和干式連接2類。濕式連接中,常采用套筒灌漿連接、鋼筋搭接、螺旋箍筋漿錨搭接、波紋管漿錨搭接等鋼筋連接方式。工程前,對各類連接方式進行了比選,由于灌漿套筒具有適應性好、連接長度短、施工技術成熟的優(yōu)點,確定選用灌漿套筒的連接方式[1-2]。
工程通過框架柱四角集中配置受力縱筋、框架梁底筋節(jié)點區(qū)鋼筋避讓等連接方式,簡化梁柱和節(jié)點核心區(qū)的配筋及連接。預制梁柱節(jié)點區(qū)設計采用灌漿套筒的方式進行預制柱豎向鋼筋連接。預制下柱鋼筋向上延伸適當長度,作為套筒中的連接段??蚣茼攲佣斯?jié)點則采用錨固板錨固(圖1)。
預制梁柱節(jié)點區(qū)灌漿套筒施工流程為:基礎處理→灌漿腔密封→灌漿施工準備→灌漿→封堵排漿孔→終檢。
1)基礎處理。施工前將基礎清理干凈并在封漿前數(shù)小時內沖水,采用帶壓力水管對接縫內進行沖水濕潤,保證無灰渣、無油污、積水。
圖1 典型梁柱節(jié)點
2)灌漿腔密封。密封封堵料采用專用高強封堵料。采用封堵料通過坐漿方式在構件底部形成封閉的槽形空間,且空間與構件下部預留孔孔道、套筒孔相互貫通。
3)灌漿施工準備。應采用與工況相對應并確定檢測合格的灌漿料。施工前加水并攪拌3~5 min,灌漿料與水的比例為:1∶(0.125~0.135),之后靜置2~3 min,待氣泡自然排出。灌漿機預先用清水濕潤。
4)灌漿。將灌漿料倒入灌漿機內循環(huán)幾次后開始灌漿。拌制好的灌漿料在倒入灌漿機時應經過濾篩網,防止灌漿機堵塞。灌漿料由灌漿套筒灌漿口注入,灌漿流速為0.8~1.2 L/min。
5)封堵排漿孔。砂漿由灌漿套筒出漿口流出后,立即用橡皮塞封堵出漿口。待檢查確認所有接頭均完成灌漿后,將灌漿口和出漿口表面抹平,并對灌漿過程作現(xiàn)場記錄。
本工程中,灌漿套筒連接節(jié)點為裝配式豎向結構的重要受力節(jié)點,控制并確保施工質量至關重要。
灌漿套筒節(jié)點的力學性能會因受到套筒、灌漿料材料質量和施工質量等影響而產生缺陷。封漿層、灌漿口、出漿口密封不嚴及空氣夾層均能導致套筒頂部或中部出現(xiàn)空洞。預制構件的尺寸偏差,會導致構件和套筒的偏心及漿料流動不暢。灌漿料拌制后施工時間過長,會導致漿料流動性下降,會影響套筒內受力傳遞,導致受力性能降低。
可通過人員控制、質量控制等措施,增強對施工效果的管控,保證施工的質量。
灌漿套筒和灌漿料必須經檢驗合格后使用。接頭進場時,檢驗外觀質量、標識和尺寸偏差。接頭性能通過單向拉伸、大變形反復拉壓、高應力反復拉壓3項試驗判定。各項均達到Ⅰ級指標的接頭,方可判為Ⅰ級接頭。不同規(guī)格的套筒灌漿均應分別檢驗。灌漿料的基本強度要求為28 d強度不小于85 MPa、初始流動度大于300 mm、30 min流動度大于260 mm,應完成包括型式檢驗在內的所有試驗[3]。
先將預制構件吊裝到底部構件地梁上,調整預制構件的水平、豎向位置直至符合要求,用4根鋼筋作為坐漿料封堵模具塞入構件與地梁的20 mm水平縫中。一般情況下鋼筋的外緣與構件外緣距離不小于15 mm。
施工前密封封堵料加水并攪拌,坐漿料宜抹壓成一個倒角,以便增加與樓地面的摩擦力,保證灌漿時不會因灌漿壓力大造成坐漿料整體被擠出的情況。
灌漿前應檢查柱四周的密封情況,對密封不嚴處及時用密封砂漿修補,確保接頭砂漿不會流出。密封處理完成24 h后即可進行鋼筋連接灌漿施工。
灌漿施工前,通過透光檢查方法檢測預制柱套筒內部。以高壓空氣清理柱套筒內部雜物,不能用水清理,保證灌漿套筒內部通暢。
灌漿施工中,在施工現(xiàn)場制作灌漿料試件,灌漿料加水量一般控制在12.5%~13.5%,原則上不泌水,流動度不小于270 mm。水必須稱量后加入并攪拌均勻,灌漿料未用完部分不得二次攪拌使用。漿體溫度控制在5~30 ℃。攪拌后的灌漿料應在30 min內使用完畢。
灌漿時必須從套筒專用灌漿口灌注,灌漿應連續(xù)、緩慢、均勻地進行,直至出漿口排出漿液后,立即封堵出漿口,再將灌漿口封閉,確保灌漿料能充分填充密實。不得同時從多個灌漿口注漿,防止形成空氣夾層[3-4]。
在灌漿套筒連接部位受力達到設計要求后,才可拆除預制構件斜撐并繼續(xù)進行上層結構的施工,以避免灌漿套筒受到施工擾動,并具有足夠的結構承載力以確保施工安全。
灌漿套筒連接技術具有良好的受力特性和應用空間。但對其施工的工藝控制較為嚴格。本工程中,通過控制人員、材料進場、施工過程等一系列手段,全方位把控灌漿套筒的施工質量。