裝配式結構冬季低溫灌漿技術研究

裝配式結構冬季低溫灌漿技術研究摘要：我國裝配式建筑正在大力發(fā)展，套筒灌漿是裝配式結構中縱向受力鋼筋有效且可靠的連接方式，在裝配式結構工程中得到廣泛應用。冬季施工，灌漿受低溫環(huán)境影響，對工程進度及質量困擾較大。針對套筒灌漿施工技術特點，結合項目實際操作經驗，探討如何在低溫環(huán)境下做好預制裝配式結構工程套筒灌漿施工現(xiàn)場管理，提高施工效率，提升灌漿質量，合理縮短工期。關鍵詞：預制構件；套筒灌漿；保溫養(yǎng)護；低溫灌漿一、緒論裝配式混凝土結構因具有整體性好、節(jié)能環(huán)保、施工快捷等顯著優(yōu)點，成為我國發(fā)展新型建筑工業(yè)化建造方式的重要載體和途徑。近年來，在施工現(xiàn)場采用堆積木式預制房屋組裝，徹底改變了傳統(tǒng)的房屋施工做法。裝配式混凝土結構相對于傳統(tǒng)施工，體現(xiàn)出五節(jié)一環(huán)保的優(yōu)勢，即節(jié)水、節(jié)能、節(jié)時、節(jié)材、節(jié)地、現(xiàn)場環(huán)保。隨著建筑工業(yè)化的發(fā)展，各國把建筑部件工廠預制化和施工裝配化，作為住宅產業(yè)現(xiàn)代化的重要標志，目前裝配式建筑已成為現(xiàn)代住宅類建筑主流的結構形式。預制構件現(xiàn)場拼裝的連接方式主要為灌漿連接，預制墻體鋼筋套筒灌漿連接是裝配式結構保證質量安全最重要的一道工序，鋼制套筒和灌漿料是較為重要的材料。裝配式建筑預制構件在工廠生產，基本不受氣溫、天氣等條件影響，但現(xiàn)場灌漿施工受季節(jié)、天氣影響較大，尤其是冬季施工期間，如何保證灌漿質量是工程的關鍵，從前期施工準備，到灌漿前的分倉長度、封倉嚴密性，再到灌漿施工控制，到灌漿完成后的保溫養(yǎng)護，每一道工序都至關重要。根據(jù)施工進度安排，很多項目在冬季仍需灌漿施工作業(yè)，然而常溫型套筒灌漿施工受氣溫影響大，在冬季嚴寒地區(qū)需要采取保溫措施，致使施工成本增加，施工周期延長。二、冬季裝配式結構灌漿施工現(xiàn)狀分析1.在初冬季節(jié)采用低溫灌漿料，往往由于白天溫度過高，攪拌好的料流動度過低，往往還未進行灌注，就已經開始上強度，無法進行注漿，或造成灌漿套筒內不密實，影響灌漿套筒內鋼筋握裹力，降低結構實體連接強度。2.灌漿不及時，攪拌好的漿體未及時使用，流動度大幅度降低，堵塞注漿管，造成物料損失。3.低溫灌漿料原材存放庫房溫度過高，往往溫度在5℃度以上，未進行常溫（負溫）處理就進行使用，造成攪拌后的漿體溫度過高，漿體過早產生強度，損失流動度，無法進行灌注施工。4.低溫灌漿料拌和時，采用的加熱過的水或經過保溫管道輸送的施工用水進行攪拌，造成拌和漿體溫度過高，漿體過早凝固，損失流動度，注漿無法進行。5.低溫灌漿料在-5℃～5℃之間為規(guī)程要求的適應施工溫度，此區(qū)間包含環(huán)境溫度、拌和料、拌和水、攪拌完成后的漿體溫度。因此，在-5℃～5℃溫度區(qū)間內，除控制拌和物料溫度控制之外，環(huán)境溫度控制也為一項重要且關鍵的控制內容，不能按照混凝土結構冬季施工溫度要求對灌漿環(huán)境溫度進行升溫、保溫措施，否則影響漿體的流動度，造成無法注漿。6.大氣溫度在-5℃～-10℃期間，由于溫度低，對灌漿料漿體的水化熱及流動性產生負面影響，故在此溫度區(qū)間，應采取必要的擋風及加熱措施，使環(huán)境溫度保持在-5℃～5℃區(qū)間，減少灌漿區(qū)域的溫度損失。7.大氣溫度低于-10℃時，即使采取的作業(yè)區(qū)域封閉、升溫措施，但灌漿區(qū)域的熱損失遠遠高于漿體的水化熱及升溫措施帶來的熱量，灌漿區(qū)域灌漿套筒周邊接近大氣溫度，對漿體的強度增長極為不利。故，當大氣溫度低于-10℃時，應停止灌漿施工作業(yè)。8.低溫灌漿料在環(huán)境溫度位于-5℃～5℃區(qū)間時，保持了較好的流動性及可操作性，但由于其含有硫鋁酸鹽水泥或高鋁促凝劑，強度增長較快，加上大氣溫度、環(huán)境溫度帶來的影響，故應充分注意每次拌和量，防治未使用完就開始增長強度，造成無法灌漿。三、項目概況亞琦·大唐江山施工總承包工程位于江西省南昌市南昌縣迎賓大道與小藍二路交匯處，占地41387平方米。工程包括9棟高層住宅及5棟商業(yè)和1棟幼兒園，門衛(wèi)及地下室?？偨ㄖ娣e約15.52萬㎡。裝配式建筑結構如下：序號項目內容1裝配式實施范圍1-3#住宅樓，5-9#住宅樓，16#住宅樓，10#幼兒園，11-15#商業(yè)。21#、9#住宅樓裝配式設計預制疊合板：2層至樓面；預制樓梯：2層至26層；預制剪力墻：5層至26層；預制內隔墻、預制非承重圍護墻：1層至26層；預制外掛墻板：2層至26層。32#、3#住宅樓裝配式設計預制疊合板：2層至樓面；預制樓梯：2層至26層；預制剪力墻：3層至26層；預制內隔墻、預制非承重圍護墻：1層至26層；預制外掛墻板：3層至26層。45#住宅樓裝配式設計預制疊合板：2層至樓面；預制樓梯：3層至20層；預制剪力墻：5層至20層；預制內隔墻、預制非承重圍護墻：1層至20層；預制外掛墻板：3層至20層。56#住宅樓裝配式設計預制疊合板：2層至樓面；預制樓梯：2層至21層；預制剪力墻：5層至21層；預制內隔墻、預制非承重圍護墻：1層至21層；預制外掛墻板：1層至21層。67#住宅樓裝配式設計預制疊合板：2層至樓面；預制樓梯：2層至25層；預制剪力墻：5層至25層；預制內隔墻、預制非承重圍護墻：1層至25層；預制外掛墻板：1層至25層。78#住宅樓裝配式設計預制疊合板：2層至樓面；預制樓梯：2層至24層；預制剪力墻：5層至24層；預制內隔墻、預制非承重圍護墻：1層至24層；預制外掛墻板：1層至24層。816#住宅樓裝配式設計預制疊合板：3層至樓面；預制樓梯：3層至24層；預制剪力墻：3層至24層；預制內隔墻、預制非承重圍護墻：2層至24層；預制外掛墻板：3層至24層。910#樓幼兒園裝配式設計預制疊合板：2層至樓面；預制內隔墻、預制非承重圍護墻：1層至3層。1011-15#商業(yè)裝配式設計預制疊合板：2層至樓面；預制內隔墻、預制非承重圍護墻：1層至2層。四、冬季低溫灌漿施工質量控制措施1、根據(jù)施工前策劃，本工程在低溫環(huán)境下進行預制裝配式建筑套筒灌漿，施工重難點表現(xiàn)在以下5個方面：（1）建筑主體保溫：冬施期灌漿施工，需對灌漿施工部位進行加熱，但因建筑主體預留門窗洞口尚未封閉，導致保溫困難。（2）灌漿材料溫度：灌漿材料用量小，自身內能小，漿體流入灌漿倉位后溫度下降快。（3）漿體自身粘度：施工過程中隨著氣溫降低，漿體粘度不斷增加，漿體在小縫隙內通過能力下降，導致灌漿效率低。（4）材料機具加熱：灌漿材料、灌漿攪拌機具、灌漿設備，以及倒運材料所用的吊籠等，在低溫環(huán)境下，自身溫度較低，使用前根據(jù)大氣溫度范圍進行適當?shù)念A熱。（5）環(huán)境溫度測量：初冬天氣變化較快，低溫灌漿料與常溫灌漿料特性不同，在不同的溫度之間交替使用兩種材料，給測溫工作帶來很大難度。2、針對上述施工重難點，制定相應的施工對策與措施：（1）建筑主體保溫：采用阻燃型雙層棉氈對主體門窗洞口進行封閉；利用主體自帶保溫板形成帶保溫的封閉空間；封閉空間內引入暖風機熱源，確保工作環(huán)境溫度。（2）灌漿材料溫度：用熱風對灌漿倉位循環(huán)加熱，確保灌漿前套筒內初始溫度；對材料及機具加熱，確保漿體初始溫度；灌漿施工結束對灌漿套筒高度墻板區(qū)域外墻內側覆蓋電加熱帶，補償熱量損失。（3）漿體自身粘度：應用抗凍型套筒灌漿材料；確保漿體初始溫度。（4）材料機具加熱：所有機具用保溫棉包裹，與灌漿料接觸時間長的設備電加熱帶包裹，可隨時加熱；灌漿材料在室內儲存，倒運材料需用有保溫的吊籠。（5）環(huán)境溫度測溫：當使用低溫灌漿料灌漿施工時，應對氣溫、施工溫度、作業(yè)面溫度進行實時監(jiān)測并記錄；應通過天氣預報等方式密切關注未來幾天內的氣溫變化情況，以應對氣溫的驟升或驟降。五、施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程施工準備→座漿料勾縫→灌漿區(qū)保溫→灌漿漿體制作→測溫（連通腔、前排套筒和后排套筒隨機各選取一點）→套筒灌漿→自檢及工作面清理→測溫（連通腔）→拆除保溫5.2

操作要點當室外日平均溫度低于5℃時，即進入冬期施工，并應符合下列規(guī)定。5.2.1

基層檢查當環(huán)境溫度較低，尤其是晝夜溫差較大時，在墻板吊裝前密切關注疊合板上層混凝土面層以及PC墻板、框架柱、水平橫梁等邊緣（拼接縫處）的情況，如有浮冰、未硬化混凝土、雜物等，應提前進行清理，保證連接基面堅實。5.2.2

施工區(qū)封閉根據(jù)住宅主體預留的所有門窗洞口，采用雙層彩條布進行封閉，新料彩條布（聚乙烯PE）或舊料彩條布（聚丙烯PP），前者顏色鮮艷，柔韌性好，使用壽命長。后者顏色稍暗淡，柔韌性較差，適用于臨時使用?；炷另敯鍧仓戤吜⒓从盟芰喜技半p層纖維保溫氈覆蓋。整個灌漿施工區(qū)域通過預制外墻自帶保溫板，門窗洞口區(qū)域和電梯井洞口通過5cm寬多層板條釘鋼釘對四周進行固定封閉、頂部樓板保溫氈覆蓋，形成封閉的保溫空間。5.2.3

座漿封邊檢查溫度低時，座漿料強度發(fā)展較慢，因此一定要提前對座漿硬化情況進行檢查，若強度不足，則嚴禁灌漿。5.2.4

測溫線放置采用電子測溫儀對灌漿區(qū)進行測溫。墻板吊裝前將測溫線埋設于灌漿區(qū)內。1）在施工前，技術人員繪制灌漿區(qū)域測溫平面布置圖，并對操作人員進行書面交底。在澆筑混凝土時，按冬期施工測溫方案預留測溫孔，在每個孔內放置一支測溫線，測溫線的插頭留在孔外并用塑料袋罩好，避免潮濕，保持清潔。每階段測溫結束后將測溫線收存好，以備下次再用。也可將測溫線埋入混凝土中一次性使用。2）測溫線放置于灌漿連通腔區(qū)域內且靠近連接鋼筋，距墻邊40mm的部位。5.2.5

施工機具及材料保溫1）攪拌機保溫：用纖維保溫氈包裹機身并封口。2）灌漿罐保溫：用纖維保溫氈包裹機身及頂蓋。3）注漿管路保溫：用纖維保溫氈將管路包裹，降低灌漿料在灌漿管路內散失熱量，保證灌漿入套筒溫度不低于5℃，延長灌漿料的工作時間。4）攪拌漿料的用水溫度：攪拌漿料的用水溫度控制在0℃～10℃之間，以保證灌漿料的溫度。5）材料加熱保溫措施：由于施工過程中嚴格按照灌漿料與溫水規(guī)定的比例攪拌漿體，材料必須在5℃以上的環(huán)境內放置48h以上，方可作為灌漿使用。6）材料運輸至現(xiàn)場保溫措施：每次倒運材料量剛好夠一個工作日使用為宜，采用可封閉的吊運設備倒運，吊運設備外部用纖維保溫氈包裹。7）材料出入口處設置活動門，防止冷空氣進入，除測溫人員及注漿施工人員外其它人員嚴禁進入注漿作業(yè)層。8）升溫措施：每個施工段設置4臺暖風機，持續(xù)作業(yè)，遇降溫需根據(jù)情況增加暖風機數(shù)量，保證室內環(huán)境溫度不低于5℃。5.2.6

攪拌和灌漿施工在灌漿料配置前，對漿料溫度進行溫度試配，灌漿料入套筒的溫度宜大于5℃，不得高于15℃，攪拌好的漿體溫度控制在5℃以上。①按廠家推薦水料比稱取一定量的拌和水，與粉料攪拌均勻，攪拌時間應比常溫型灌漿料延長1～2min；②套筒灌漿料注漿施工采用“低進高出”的原則，從套筒底部灌入，至另一端流出后封閉灌漿口和出漿口；③為確保結構安全，建議適當延長支架固定時間，以同條件養(yǎng)護砂漿試塊強度（≥35MPa）為準；④低溫型套筒灌漿料硬化快，施工過程應嚴格控制施工進度，隨用隨攪拌，新拌漿體應保證在30分鐘內用完；⑤低溫型套筒灌漿料適用于-5～10℃低溫環(huán)境下灌漿施工，使用時的日平均溫度不應低于-5℃。5.2.7

套筒灌漿1）灌漿區(qū)域保溫：采用纖維保溫氈對灌漿區(qū)（包括灌漿套筒高度墻板區(qū)域）保溫，補償熱量損失。2）壓力灌漿：采用低壓力灌漿工藝，通過控制灌漿壓力來控制灌漿過程漿體流速，控制依據(jù)為灌漿過程中本灌漿腔內已經封堵的灌漿孔或排漿孔的橡膠塞能耐住低壓灌漿壓力不脫落為宜，如果出現(xiàn)脫落則立即塞堵并調節(jié)壓力。3）漏漿處理：若出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象則停止灌漿并處理漏漿部位。4）灌漿腔保壓：所有灌漿套筒的排漿孔均排出漿體并封堵后，調低灌漿設備的壓力，開始保壓，保壓1分鐘。5）灌漿孔封堵：經保壓后可拔除灌漿管，封堵必須及時，避免灌漿腔內經過保壓的漿體溢出灌漿腔，造成灌漿不實。拔除灌漿管到封堵橡膠塞時間間隔不得超過1s。6）灌漿養(yǎng)護：攪拌制漿完畢后，應盡快進行灌注施工。灌注完成后，同條件養(yǎng)護試件抗壓強度大于35MPa可停止養(yǎng)護。5.2.8

測溫監(jiān)測1）灌漿漿體攪拌完成后（攪拌機內）和漿體注漿前（灌漿罐內），每半個工作臺班測溫一次。2）灌漿施工前，在灌漿測溫平面布置圖的測溫點中任意選取一點，對該部位灌漿區(qū)的連通腔、前排套筒和后排套筒各選取一點進行測溫，確認灌漿區(qū)域滿足灌漿的溫度要求。每半個工作臺班測溫一次。為保證灌漿區(qū)的溫度，該測溫方式在灌漿施工前一天16點時測溫一次。3）灌漿施工完成后，根據(jù)灌漿測溫平面布置圖的測溫點，對灌漿區(qū)的連通腔進行測溫監(jiān)測，每4小時測溫一次。4）灌注完成后，漿體溫度應高于-5℃，低于10℃，同條件養(yǎng)護試件抗壓強度大于35MPa后可停止測溫。5）因特殊因素影響，養(yǎng)護溫度低于-5℃時，采用取暖器在內墻兩側或外墻的內頁板一側熱敷加熱。5.2.9

拆除保溫措施根據(jù)《建設工程冬期施工規(guī)程》（JGJ/T104-2011）要求，參考冬期混凝土臨界強度規(guī)定，強度等級等于或高于C50的材料，不宜小于設計強度等級的30%，同條件試塊強度達到35MPa后，可拆除保溫措施，并隨同窗口、陽臺口等封閉材料和灌漿區(qū)保溫材料轉移至上層結構。5.2.10

灌漿監(jiān)測1）根據(jù)試驗確定的水溫、灌漿料（干粉）溫度及調整后的配比，配置漿料，且在規(guī)定的時間內使用完成。2）灌漿必須執(zhí)行驗收程序，漿料溫度要滿足要求，驗收合格，方可執(zhí)行灌漿作業(yè)。要求灌漿時，攪拌好的漿體溫度控制在5℃以上。3）灌漿時從下注漿孔注入，當灌漿料拌合物從構件其他灌漿孔、出漿孔流出且無氣泡后及時用橡膠塞封堵。嚴格控制分倉長度，保證不超過1.5m，對于灌漿套筒較密集部位，合理分倉。嚴格控制灌漿壓力，確保1.5m灌漿范圍內漿料填充密實。分倉及封倉完成后，在墻根處用砂漿抹八字腳，防止封倉座漿料漏漿。4）對于灌漿后的測溫工作，為重點控制監(jiān)測項目，專業(yè)工程師和