灌漿套筒在大型裝配式結(jié)構(gòu)安裝中的應(yīng)用

莫莉、黃厚軍,2

（1.廣州機(jī)施建設(shè)集團(tuán)有限公司，廣東廣州510000；2.廣州市建筑集團(tuán)有限公司，廣東廣州510000）

0 引言

隨著現(xiàn)今科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，建筑施工由現(xiàn)場澆筑施工逐步改為裝配式施工，這樣可以更好地控制生產(chǎn)質(zhì)量和減少材料損耗，因具有綠色、環(huán)保、節(jié)能、節(jié)材以及減少資金投入的特點(diǎn)而受到建筑行業(yè)的青睞。

裝配式建筑發(fā)展至今已經(jīng)歷了多次創(chuàng)新和變革，這是一個(gè)不斷優(yōu)化的過程，連接質(zhì)量和施工效率也有了跨越性的提升。在裝配式發(fā)展初期，構(gòu)件之間的連接工藝都比較單一，為了保證裝配式構(gòu)件之間的牢固連接，人們往往選用后澆連接方式。所謂后澆連接，就是在裝配式構(gòu)件安裝完成后，需要施工人員編織鋼筋網(wǎng)，把裝配式構(gòu)件的預(yù)留鋼筋綁扎成一整體，然后支模澆筑混凝土，最終成為一體的建筑結(jié)構(gòu)。隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，可以通過在裝配式結(jié)構(gòu)中預(yù)埋鋼構(gòu)件，然后兩構(gòu)件之間采用螺栓連接或焊接的方式，這種連接方式不僅施工方便，同時(shí)加強(qiáng)了連接件拼接位置的強(qiáng)度。但這種連接方式的施工成本相對較高，本文介紹的新型裝配式連接方式——灌漿套筒連接，不僅保證了兩裝配式構(gòu)件的牢固連接，而且方便快捷，施工成本較低，具有較大的推廣價(jià)值[1]。

1 灌漿套筒連接技術(shù)介紹

灌漿套筒連接是一種機(jī)械連接+化學(xué)固結(jié)的綜合技術(shù)，這種技術(shù)主要應(yīng)用在裝配式混凝土構(gòu)件中。在生產(chǎn)中把連接套筒預(yù)埋進(jìn)構(gòu)件，拼接時(shí)套筒中插入鋼筋并灌注水泥基灌漿料，形成穩(wěn)定牢固的連接方式。這種技術(shù)在國外已比較成熟，在一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家，他們已將這項(xiàng)技術(shù)廣泛應(yīng)用在裝配式工程中的構(gòu)件拼接（見圖1），還經(jīng)常用于現(xiàn)澆混凝土工程中的拼接部位。接下來，將會(huì)通過數(shù)據(jù)證實(shí)這種技術(shù)的安全性[2]。

2 灌漿套筒的力學(xué)性能試驗(yàn)

試驗(yàn)采用的全灌漿套筒材質(zhì)為球墨鑄鐵套筒試驗(yàn)，詳細(xì)參數(shù)見表1。

表1 灌漿套筒的參數(shù) 單位：mm

灌漿材料選用高強(qiáng)無收縮套筒灌漿料，鋼筋力學(xué)性能如表2所示。

表2 鋼筋力學(xué)性能

全灌漿套筒連接件的試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,在1000kN 電子液壓萬能試驗(yàn)機(jī)上加載，加載速率為1N/mm2.S-1。 根據(jù)《 鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程》（JGJ107-2016）的要求，對試件進(jìn)行高應(yīng)力反復(fù)拉壓、大變形反復(fù)拉壓、單向拉伸的試驗(yàn)加載制度如表3所示。

表3 試驗(yàn)加載制度

根據(jù)試驗(yàn)所得，從試件的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、總伸長率、殘余變形和最終破壞形態(tài)可以看出：灌漿套筒連接件的總伸長率分布在7%～12%，符合總伸長率不小于6%的要求。Φ16、Φ20 灌漿套筒連接件的最終破壞形態(tài)為鋼筋拉斷（見圖2）。Φ25 灌漿套筒連接件則出現(xiàn)鋼筋滑出破壞，但破壞時(shí)的極限承載力大于鋼筋抗拉荷載的1.15 倍。試件破壞情況說明了套筒力學(xué)性能均滿足規(guī)范要求[3]。

3 施工應(yīng)用實(shí)例

芳村大道南快捷化改造工程的橋梁主結(jié)構(gòu)采用雙柱墩接大懸臂蓋梁的結(jié)構(gòu)形式，橋墩及蓋梁均采用預(yù)應(yīng)力預(yù)制件，主要的施工工藝為裝配式施工。如今裝配式橋梁項(xiàng)目的構(gòu)件連接通常采用插銷式的連接工藝，這種工藝存在整體性差、安裝精度低、連接不緊密的缺點(diǎn)。但裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土蓋梁通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)出一種利用灌漿套筒的連接技術(shù)，該施工技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用加強(qiáng)了整個(gè)裝配式橋梁的整體性，施工上更加快速方便，大大節(jié)約施工成本，有效縮短施工工期和提高施工質(zhì)量。灌漿套筒的應(yīng)用步驟主要是：套筒定位—套筒安裝—澆筑形成預(yù)制件—吊裝拼合—套筒灌漿—驗(yàn)收。其中，套筒定位和套筒安裝最為關(guān)鍵，針對上述關(guān)鍵特點(diǎn)研發(fā)出對應(yīng)的簡易施工工藝。

3.1 套筒定位

為保證套筒安裝精度，采用套筒固定端結(jié)合蓋梁底模的形式，其既起到套筒定位的作用，又是澆筑過程中蓋梁的底模板。在鋼筋籠吊裝入模板的時(shí)無須拆卸，可同時(shí)吊裝入模，即設(shè)計(jì)一種帶有定位銷的底模，尺寸位置和大小均固定，定位銷的尺寸間距定位120mm×120mm。根據(jù)灌漿套筒的大小，底模定位銷的尺寸設(shè)計(jì)為直徑53mm，高度78mm[4]。

3.2 套筒安裝

把套筒固定端（大孔端）套上密封塞至套筒端面貼緊端模板，用工具擰緊模板外側(cè)的螺母，橡膠塞在拉力作用下向外膨脹使得橡膠塞與套筒內(nèi)壁緊密貼合，實(shí)現(xiàn)對套筒的定位和密封。安裝套筒時(shí)應(yīng)注意兩端側(cè)面的螺紋孔口向外垂直于構(gòu)件端面，保證進(jìn)出漿口的外露。通過在底模上預(yù)留灌漿套筒定位銷，保證了構(gòu)件生產(chǎn)的精確性，同時(shí)也起到了穩(wěn)固套筒的作用。

4 結(jié)語

大型裝配式橋梁象征著預(yù)制構(gòu)件工程的發(fā)展和技術(shù)的飛躍，其施工速度和質(zhì)量控制都有了不少的提高，可見裝配式施工是日后鋼筋混凝土建造的發(fā)展趨勢。但是每項(xiàng)新技術(shù)的誕生都因缺乏相關(guān)的操作經(jīng)驗(yàn)和配套工藝而導(dǎo)致大量問題需要解決，特別是構(gòu)件連接處理問題關(guān)系到結(jié)構(gòu)安全，需要通過大量試驗(yàn)和實(shí)踐去驗(yàn)證。灌漿套筒連接工藝在國際上屬于較成熟的技術(shù)，通過上述實(shí)例驗(yàn)證了該技術(shù)可以與裝配式技術(shù)共同結(jié)合應(yīng)用。