鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)在裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)在裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用摘要：裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)在住宅產(chǎn)業(yè)化，實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)可持續(xù)發(fā)展方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)工廠批量生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械化施工的一種比較符合我國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀的結(jié)構(gòu)形式；鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)是預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)體系構(gòu)件間鋼筋節(jié)點(diǎn)連接的核心技術(shù)，是裝配整體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工的關(guān)鍵所在。全新的結(jié)構(gòu)形式，成熟的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)以及高新建筑材料的使用，是實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化、住宅產(chǎn)業(yè)化和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。關(guān)鍵詞：裝配式、灌漿連接可持續(xù)發(fā)展、建筑工業(yè)化引言建筑活動(dòng)是人類最主要的生存活動(dòng)之一。與其他所有的人工產(chǎn)品相比，建筑應(yīng)對(duì)自然資源、能源和消耗和環(huán)境污染負(fù)更多的責(zé)任。研究表明，歐洲建設(shè)活動(dòng)引起的環(huán)境負(fù)擔(dān)占總環(huán)境負(fù)擔(dān)的15%~45%，制造和運(yùn)輸建筑材料所消耗的能源占總能耗的10%，建筑照明占總能耗的20%~40%，整個(gè)歐洲所消耗的能源大約有一半用于建筑的運(yùn)行，這些能源大部分來源于日益減少的不可再生的緣由，因此，這樣的能源消費(fèi)模式已不可能維持長(zhǎng)久。而且，石油轉(zhuǎn)化為能源過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)排放也加劇了對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。從世界范圍看，整個(gè)世界當(dāng)代建筑活動(dòng)消耗的能源占總能源的50%，占自然資源總量的40%，同時(shí)成為最主要的污染源大約有一半的溫室效應(yīng)氣體來自于建筑材料的生產(chǎn)運(yùn)輸、建筑的建造以及建筑運(yùn)行管理有關(guān)的能源消耗，建筑造成的垃圾占人類活動(dòng)的垃圾總量的40%。這樣的形勢(shì)迫使人類不得不認(rèn)真考慮建筑與環(huán)境如何適應(yīng)的問題，裝配式綠色建筑的概念由此應(yīng)運(yùn)而生。隨著材料科學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，我國(guó)的建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀越來越滯后于相關(guān)學(xué)科的發(fā)展進(jìn)步，特別是現(xiàn)場(chǎng)施工，依舊延續(xù)著粗放、高耗的施工工藝，與社會(huì)化大生產(chǎn)和我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展戰(zhàn)略不相符合。研究新的建筑結(jié)構(gòu)體系，探索全新的施工方法和工藝是追求節(jié)能、低耗、環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展道路的必然要求。裝配式混凝土住宅是全新建筑結(jié)構(gòu)體系的一種，是住宅產(chǎn)業(yè)化，實(shí)現(xiàn)工廠批量生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械化施工的一種比較符合我國(guó)現(xiàn)代建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的一種結(jié)構(gòu)形式。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系的結(jié)構(gòu)形式有框架結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)，框架剪力墻結(jié)構(gòu)。其中每種結(jié)構(gòu)形式又有多種不同的體系，如法國(guó)的世構(gòu)體系，中國(guó)的大板體系，日本HPC體系等。在眾多的體系中，其核心技術(shù)不外于解決其各板塊的連接技術(shù)與縫隙的處理技術(shù)，在連接技術(shù)中其關(guān)鍵內(nèi)容在于豎向鋼筋的連接方式方法。其中各家的技術(shù)均有不同。日本的鋼筋套筒灌漿連接，中國(guó)中南集團(tuán)的波紋管注漿搭接連接以及中國(guó)宇輝集團(tuán)的螺旋箍筋約束搭接漿錨連接。在這些連接中，有的受到結(jié)構(gòu)連接規(guī)范中鋼筋型號(hào)的限制，有的受到預(yù)制構(gòu)件加工工序質(zhì)量要求的限制，都在不斷的克服與改進(jìn)。但鋼筋套筒灌漿技術(shù)經(jīng)過大量的實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)，其連接性能與實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)均滿足現(xiàn)有結(jié)構(gòu)規(guī)范的要求，在目前的PC構(gòu)件設(shè)計(jì)、拆分、加工、生產(chǎn)中大量的應(yīng)用。一.鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)PC建筑在國(guó)家的大力支持下，發(fā)展迅猛，故其連接技術(shù)也在從傳統(tǒng)的鋼筋搭接綁扎、搭接焊接、鋼筋機(jī)械連接的方式向新的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)變。伴隨新的PC建筑結(jié)構(gòu)體系的研究和應(yīng)用，盡管裝配式混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式有所不同，結(jié)構(gòu)體系有所差異，但在構(gòu)件連接方面，還是如上所述已鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)為主。套筒連接技術(shù)也成為裝配式混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)、制作和施工的關(guān)鍵。鋼筋套筒連接所要達(dá)到的效果就是結(jié)構(gòu)不會(huì)在連接節(jié)點(diǎn)處首先發(fā)生破壞。建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件灌漿連接是材料科學(xué)和現(xiàn)代建筑的結(jié)合，是一種較新的、在PC建筑方面有較好應(yīng)用前景的技術(shù)。傳統(tǒng)灌漿技術(shù)多用于橋隧工程或基礎(chǔ)工程，鋼筋套筒灌漿連接是灌漿技術(shù)的一個(gè)分支，它起步于余占疏博士于1960年后期發(fā)明的鋼筋套筒連接器。根據(jù)具體用途和使用部位，鋼筋套筒連接器在外觀尺寸和內(nèi)部結(jié)構(gòu)上有所差異，分為一端灌漿連接和兩端灌漿連接，但其基本原理是一致的，即鋼筋穿入套筒內(nèi)部，不需要搭接或觸接，鋼筋與套筒之間填充高強(qiáng)度微膨脹結(jié)構(gòu)用砂漿，以完成鋼筋續(xù)接。其連接機(jī)理主要是借助于微膨脹砂漿與帶螺紋的套筒內(nèi)壁產(chǎn)生的摩擦力來傳遞鋼筋內(nèi)力。（一）鋼筋套筒連接的研究成果1.試驗(yàn)研究：灌漿套筒技術(shù)在現(xiàn)有PC構(gòu)件生產(chǎn)中分為兩種方式，一是全灌漿套筒，二是半灌漿套筒技術(shù)，此次只闡述第一種：全灌漿套筒技術(shù)。2.鋼筋套筒連接的施工工藝：灌漿分區(qū)T墻板吊裝就位T拔出橡膠塞T灌漿T灌漿料外溢T停止注漿T塞住橡膠塞灌漿料必須按照產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)和使用說明進(jìn)行使用，嚴(yán)格控制水膠比及攪拌時(shí)間。具體來講就是應(yīng)用什么樣的套筒，就使用什么樣的注漿料，規(guī)范要求套筒與注漿料應(yīng)匹配、配套使用。并且要注意的是灌漿施工必須連續(xù)進(jìn)行，每一灌漿分區(qū)不得中斷，嚴(yán)格控制灌漿速度，既不可壓力過大造成漏漿，亦不可太過緩慢以致在一灌漿分區(qū)灌滿前先注入的灌漿料發(fā)生初凝。圖1全灌漿套筒注漿后示意圖二.工程應(yīng)用實(shí)例（一）工程概況地鐵鳳凰新城工程（公租房）項(xiàng)目位于沈陽(yáng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，其中7~11#樓結(jié)構(gòu)形式為裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)，層高2.9m，共十六層，主體建筑高度48.2m。預(yù)制構(gòu)件包括外墻板、內(nèi)墻板、疊合梁、疊合板、樓梯、陽(yáng)臺(tái)、空調(diào)板等，整體PC率較高。此工程由中國(guó)建筑東北設(shè)計(jì)研究院和北京榆構(gòu)建筑設(shè)計(jì)有限公司聯(lián)合設(shè)計(jì)，預(yù)制板件由亞泰集團(tuán)沈陽(yáng)建筑材料有限公司生產(chǎn)制作，中國(guó)建筑一局（集團(tuán)）有限公司負(fù)責(zé)施工。（二）鋼筋套筒連接此工程的部分預(yù)制外墻板和所有預(yù)制內(nèi)墻板為抗震墻，其上下墻元之間通過雙排鋼筋套筒灌漿連接，以形成豎向連續(xù)抗震墻。鋼筋套筒的結(jié)構(gòu)如圖所示，套筒一端與鋼筋通過直螺紋連接，另一端開口、中空，側(cè)壁留有兩灌漿孔，分別為入漿和出漿孔。圖2連接注漿示意圖（三）預(yù)制墻板吊裝施工1.施工工藝吊裝工藝是保證套筒連接的關(guān)鍵工序，其豎向預(yù)留插筋在套筒中的位置，決定著此連接質(zhì)量的關(guān)鍵。以下為吊裝定位過程:圖3灌漿分區(qū)圖定位放線T檢查預(yù)制墻板及吊裝條件T墻板起吊T對(duì)中就位T安裝支撐T精確就位T臨時(shí)固定T灌漿施工預(yù)制墻板吊起吊前應(yīng)做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，確定吊裝順序和相應(yīng)部位墻板編號(hào)檢查鋼筋套筒位置是否正確，鋼筋長(zhǎng)度是否符合設(shè)計(jì)要求等，樓面及墻板上應(yīng)做好相關(guān)定位放線，做好灌漿分區(qū)，擱置鋼板墊塊調(diào)整板底標(biāo)高吊裝時(shí)必須保證信號(hào)工與吊車司機(jī)配合密切，避免發(fā)生碰撞損壞墻板，墻板吊裝就位后應(yīng)立即進(jìn)行臨時(shí)固定并保證墻板的垂直度和精確就位。灌漿施工應(yīng)在墻板吊裝完成并作臨時(shí)固定后進(jìn)行，灌漿時(shí)將上排灌漿孔全部打開，下排灌漿孔每一灌漿分區(qū)打開一個(gè)，灌漿料由下排灌漿孔注入，控制好注漿壓力，當(dāng)上排灌漿孔出現(xiàn)灌漿料外溢時(shí)，表明已灌滿，應(yīng)停止灌漿并用橡膠塞塞住灌漿孔，依次進(jìn)行下一灌漿分區(qū)的灌漿施工，直至完成整塊墻板的灌漿施工圖4套筒試件示意圖注漿施工方式通常采用兩種方式，一是機(jī)械壓力注漿，二是人工注漿。可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況與工程特點(diǎn)來選擇其注漿方式。2.試件實(shí)驗(yàn)套筒連接和灌漿施工是工程中的重點(diǎn)，在做好現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)工序驗(yàn)收的同時(shí)，必須制作套筒連接試件和灌漿料試塊，按實(shí)驗(yàn)要求做好養(yǎng)護(hù)，在達(dá)到相應(yīng)齡期后送往實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)抗拉、抗壓實(shí)驗(yàn)。結(jié)束語(yǔ)鑒于發(fā)達(dá)國(guó)家裝配式結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程，裝配式住宅在節(jié)能、節(jié)約成本、實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，也是符合可持續(xù)發(fā)展道路的必然選擇。鋼筋套筒連接技術(shù)，作為裝配式結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)，其理論研究理應(yīng)走在前面，高性能灌漿料的研制，更為成熟的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，都將成為研究新型結(jié)構(gòu)形式的關(guān)鍵。建筑工業(yè)化在需要成熟設(shè)計(jì)的同時(shí)，產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和機(jī)械化施工都得同步，專業(yè)的生產(chǎn)廠商和施工