鋼筋連接用低溫灌漿施工技術(shù)應(yīng)用分析★

任洪彬

(中鐵十四局集團(tuán)建筑工程有限公司，山東 濟(jì)南 250000)

1 項(xiàng)目概況

依托大興區(qū)黃村鎮(zhèn)DX00-0202-0305地塊R2二類居住、DX00-0202-0308地塊A33基礎(chǔ)教育用地工程1號(hào)樓、2號(hào)樓、5號(hào)樓(后文簡(jiǎn)稱：大興理想家項(xiàng)目)工程進(jìn)行的裝配式建筑冬季施工工作。本工程結(jié)構(gòu)形式為裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)，預(yù)制率為21%。冬季施工階段主要將裝配式預(yù)制剪力墻安裝、分倉、封倉、灌漿等施工工序作為控制重點(diǎn)，以保證低溫封錨漿料、低溫灌漿料施工質(zhì)量有效可控[1]，確保裝配式建筑預(yù)制剪力墻冬季施工質(zhì)量[2]。

2 冬季施工安排

2.1 冬季施工生產(chǎn)安排

根據(jù)總體進(jìn)度安排及相關(guān)技術(shù)要求，結(jié)合北京市有關(guān)裝配式建筑地方政策，本工程在11月初即進(jìn)行了《灌漿料冬季專項(xiàng)施工方案》的專家論證會(huì)[3]，并順利通過方案的論證。

大興理想家項(xiàng)目部依據(jù)方案現(xiàn)行的技術(shù)規(guī)范，有序開展相關(guān)冬季施工的前期準(zhǔn)備工作，包括技術(shù)交底、操作人員培訓(xùn)、材料采購等，并進(jìn)行了相關(guān)工序的首段施工及驗(yàn)收。

2.2 預(yù)制剪力墻施工計(jì)劃

大興理想家項(xiàng)目有3棟27層住宅，2019年—2020年 冬季施工階段施工按照總體進(jìn)度要求，預(yù)計(jì)施工9層～16層。

根據(jù)北京地區(qū)歷年溫度記錄及施工要求，每年11月15日～次年3月15日為冬季施工階段，歷時(shí)4個(gè)月。為方便施工管理和落實(shí)《灌漿料冬季施工專項(xiàng)方案》要求，現(xiàn)場(chǎng)按照三個(gè)時(shí)間段進(jìn)行施工劃分[4-6]。其中包括以下階段。

2.2.1 第一階段：初冬階段

平均溫度在0 ℃以上，最低溫度不低于-5 ℃。此階段采用低溫與常溫灌漿用材料相結(jié)合的方式，需根據(jù)環(huán)境溫度實(shí)時(shí)控制材料選用。此時(shí)間基本為11月～12月中旬，次年2月～3月中下旬(具體時(shí)間段應(yīng)以實(shí)際氣溫為準(zhǔn))。

2.2.2 第二階段：嚴(yán)冬階段

平均溫度在-5 ℃以上，最低溫度不低于-10 ℃。此階段采用低溫灌漿材料。此時(shí)間約為12月下旬～次年2月上旬。

2.2.3 第三階段：寒冬階段

平均溫度在-10 ℃以上，最低溫度不低于-16 ℃(參考北京地區(qū)氣象資料)，每年大約有4 d～5 d。此階段停止裝配式建筑預(yù)制剪力墻的灌漿施工。

2.3 技術(shù)安排

裝配式建筑冬季施工特別是預(yù)制剪力墻施工應(yīng)編制專項(xiàng)施工方案，并經(jīng)過專家論證，以保證方案的科學(xué)有效[7]。

在預(yù)制剪力墻灌漿及澆筑施工應(yīng)提前與設(shè)計(jì)方溝通明確施工工藝：即采用“先灌漿后澆筑”還是“先澆筑后灌漿”施工工序。

3 低溫用材料技術(shù)要求

3.1 冬施材料性能參數(shù)

本工程冬季施工階段采用河北達(dá)奧達(dá)建材科技股份有限公司生產(chǎn)的低溫型灌漿用材料[8]。依據(jù)廠家提供的產(chǎn)品說明及本工程專家論證有關(guān)要求，其各材料基本性能如表1，表2所示。

3.2 漿料配合比

1)低溫封錨漿料配合比。推薦用水量為13.5%，即100 kg砂漿用13.5 kg水，推薦水溫為0 ℃～4 ℃。具體攪拌如下：先放水3.36 kg～3.37 kg，再加25 kg低溫封錨漿料，攪拌4 min～5 min，調(diào)勻后靜置2 min～3 min，待表面氣泡排出后進(jìn)行使用。

2)低溫灌漿料配合比[9]。推薦用水量為13.5%，水溫為0 ℃～4 ℃，推薦使用水溫0 ℃水。具體攪拌如下：先放水3.36 kg～3.37 kg，再加25 kg低溫灌漿料，攪拌4 min～5 min，調(diào)勻后靜置2 min～3 min，待表面氣泡排出后進(jìn)行使用。測(cè)量漿料流動(dòng)度需滿足大于300 mm。

以上低溫材料應(yīng)根據(jù)每批次進(jìn)場(chǎng)材料說明書及材質(zhì)單中標(biāo)明的配合比進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工。

3.3 冬施材料施工要求

根據(jù)材料生產(chǎn)廠家提供的《低溫鋼筋連接用套筒灌漿料產(chǎn)品說明》以及論證的專項(xiàng)施工方案[10]，現(xiàn)場(chǎng)施工應(yīng)遵循以下技術(shù)要求(見表3)。

表3 低溫灌漿料現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn) ℃

4 影響因素分析及解決對(duì)策

4.1 影響因素分析

預(yù)制剪力墻灌漿施工過程中，通過對(duì)施工外界因素的分析及研判，項(xiàng)目組織開展QC小組活動(dòng)，分析出以下幾個(gè)施工中影響因素及控制重點(diǎn)：

1)灌漿套筒的縫隙寬度為20 mm，灌漿材料用量小，漿體流入灌漿倉位后溫度下降快。

2)隨著氣溫降低漿體黏度增加，漿體在小縫隙內(nèi)通過能力下降，灌漿效率降低。

3)所用機(jī)具、材料加熱保溫困難。

4)初冬天氣變化頻繁，低溫灌漿料與常溫灌漿料材料特性要求，需要在不同的溫度之間，交替使用兩種材料，給測(cè)溫工作帶來很大難度[11]。

4.2 相關(guān)解決方案

以上重點(diǎn)控制的因素項(xiàng)目QC小組充分考慮相關(guān)技術(shù)要求，多舉措制度多角度分析，制定問題的解決方案。

1)灌漿完畢漿體溫度下降快。

根據(jù)漿料自身特點(diǎn)、技術(shù)要求以及現(xiàn)場(chǎng)的施工條件，從全過程進(jìn)行施工控制：

a.對(duì)灌漿區(qū)域進(jìn)行外圍護(hù)密閉處理，放置熱風(fēng)機(jī)對(duì)灌漿倉位進(jìn)行循環(huán)加熱，確保灌漿前套筒內(nèi)初始溫度滿足要求。

b.灌漿施工結(jié)束后及時(shí)測(cè)量倉內(nèi)灌漿料溫度，及時(shí)調(diào)整保溫升溫降溫等相關(guān)措施。

2)漿料黏度上升(流動(dòng)度)。

冬季預(yù)制剪力墻施工主要考慮灌漿料施工，為有效的保證灌漿料的流動(dòng)度，主要采取以下措施：

a.采取低溫型套筒灌漿材料。

b.確保漿料初始溫度及流動(dòng)度要求。

3)機(jī)具保溫工作。

機(jī)具主要包括量筒、攪拌機(jī)、攪拌桶、注漿機(jī)等。機(jī)具保溫工作主要維持灌漿施工前、施工中的機(jī)具自身溫度即可。

a.灌漿料接觸時(shí)間長(zhǎng)的設(shè)備電加熱帶包裹[12]，可隨時(shí)加熱。

b.灌漿材料在室內(nèi)儲(chǔ)存，倒運(yùn)材料需用有保溫的吊籠。

4)初冬階段材料選用。

材料選用主要依據(jù)環(huán)境溫度，根據(jù)不同材料的施工所需環(huán)境進(jìn)行確定。

a.大氣溫度和施工溫度監(jiān)控。每日6:00～10:00，2 h測(cè)溫一次；每日10:00～14:00，4 h測(cè)溫一次；每日14:00～18:00，2 h測(cè)溫一次；施工溫度在施工前1.5 h，每30 min測(cè)溫一次。

b.當(dāng)使用低溫灌漿料灌漿施工時(shí)，應(yīng)對(duì)氣溫、施工溫度、作業(yè)面溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄。同時(shí)應(yīng)通過天氣預(yù)報(bào)等方式密切關(guān)注未來幾天內(nèi)的氣溫變化，以應(yīng)對(duì)氣溫驟升或驟降。

5 實(shí)施過程中解決方案

5.1 灌漿技術(shù)要求

按施工進(jìn)度計(jì)劃本工程將2019年—2020年度冬季施工分為三個(gè)階段：初冬階段大氣溫度高于5 ℃時(shí)，采用常溫灌漿料；嚴(yán)冬時(shí)段大氣溫度在-10 ℃～5 ℃時(shí)，采用低溫灌漿料；溫度低于-10 ℃時(shí)，停止灌漿施工。

低溫灌漿料適用環(huán)境溫度(標(biāo)準(zhǔn)溫度)為-5 ℃～10 ℃之間。在低溫灌漿料強(qiáng)度未達(dá)到35 MPa，混凝土構(gòu)件內(nèi)壁表面溫度低于-5 ℃時(shí)，立即采取蓄熱保溫措施。

分倉封錨漿料使用與套筒灌漿料使用環(huán)境一致。

5.2 分倉封錨漿料

預(yù)制剪力墻封錨漿料分倉應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行：電動(dòng)注漿分倉長(zhǎng)度不大于1.5 m，手動(dòng)注漿分倉長(zhǎng)度不大于0.3 m的要求。分倉隔墻寬度不應(yīng)小于20 mm，為防止遮擋套筒孔口，距離連接鋼筋外緣應(yīng)不小于20 mm(分倉示意圖見圖1)。

低溫封錨漿料在攪拌工程中，應(yīng)盡量采用0 ℃～4 ℃的水，在不采取保溫措施的情況之下即可滿足封堵質(zhì)量要求(嚴(yán)冬時(shí)暫停施工)。

5.3 低溫灌漿料制備

1)施工環(huán)境溫度解決。

通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作結(jié)合建材自身要求，現(xiàn)場(chǎng)在套筒灌漿料制備過程中，需嚴(yán)控控制灌漿制備時(shí)間，一般選取上午10:00～下午14:00之間，且制備環(huán)境選擇在注漿工作面。

注漿前應(yīng)將注漿區(qū)域所有外洞口進(jìn)行遮蔽，內(nèi)部應(yīng)放置足夠數(shù)量的加熱裝置，以保證在氣溫驟降時(shí)進(jìn)行升溫工作。環(huán)境溫度宜保持在4 ℃左右。

2)攪拌用料溫度。

a.低溫灌漿料提前放置于封閉的作業(yè)面處，且應(yīng)保證灌漿交班前盡量保持在0 ℃～5 ℃，條件允許盡量保證灌漿料溫度在0 ℃。

b.攪拌用水盡量采用0 ℃的水進(jìn)行攪拌，即采用冰水混合物(使用時(shí)應(yīng)將冰塊進(jìn)行過篩)，此時(shí)灌漿料攪拌流動(dòng)度最大。同等條件下水溫與漿料的流動(dòng)度的關(guān)系圖如圖2所示。

在同等制備條件下，通過圖2可明確看出，低溫灌漿料在0 ℃時(shí)流動(dòng)度最大，隨著水溫的升高流動(dòng)度變小，且在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)氣溫達(dá)到8 ℃以上時(shí)會(huì)出現(xiàn)30 min過程中漿料凝結(jié)的現(xiàn)象。

3)機(jī)具溫度。

機(jī)具保溫工作可按照提前1 d將其放置注漿作業(yè)面，與環(huán)境溫度盡量保持一致。但在攪拌漿料及注漿前應(yīng)及時(shí)測(cè)量機(jī)具溫度，對(duì)于漿料溫度與機(jī)具溫度相差大于2 ℃時(shí)采取有效的措施，降低或升高機(jī)具溫度。在操作過程中應(yīng)避免出現(xiàn)機(jī)具溫度低于漿料溫度的情況。

4)注漿完后溫度監(jiān)控及措施。

a.在預(yù)制剪力墻安裝分倉前，應(yīng)提前在剪力墻倉室內(nèi)安裝電子測(cè)溫裝置(如圖3所示)密切監(jiān)控倉室溫度。

灌漿施工前對(duì)灌漿區(qū)的連通腔、前排套筒和后排套筒隨機(jī)各選取一點(diǎn)進(jìn)行測(cè)溫，確認(rèn)灌漿區(qū)域滿足灌漿的溫度要求。每半個(gè)工作臺(tái)班測(cè)溫一次。為保證灌漿區(qū)的溫度，該測(cè)溫方式在灌漿施工前1 d 16：00時(shí)測(cè)溫一次。并在灌漿施工的視頻監(jiān)控中顯示灌漿前孔內(nèi)溫度[13]，確保灌漿施工溫度滿足要求并有視頻記錄。

b.灌漿施工完成后，對(duì)灌漿施工區(qū)域和灌漿連通腔進(jìn)行測(cè)溫監(jiān)測(cè)，每2 h測(cè)溫一次遇到短時(shí)劇烈降溫，應(yīng)縮短測(cè)溫間隔，確保溫度滿足要求。

灌注完成后，漿體溫度應(yīng)高于-5 ℃，低于10 ℃，保持至同條件養(yǎng)護(hù)試件抗壓強(qiáng)度大于35 MPa后可停止測(cè)溫。

c.當(dāng)遭遇極端天氣溫度驟降、預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)溫度低于灌漿料要求的-5 ℃時(shí)，應(yīng)啟動(dòng)溫度應(yīng)急措施：驟降不超過5 ℃時(shí)，每個(gè)房間加設(shè)一個(gè)電暖器。驟降超過5 ℃時(shí)，應(yīng)同時(shí)增加一臺(tái)暖風(fēng)機(jī)，測(cè)溫頻率提高至1次/h。

若采取以上增溫效果仍無法有效快速提高倉室溫度，可采用局部“暖棚法”，即在每面預(yù)制墻體根部采用局部彩條布封閉高度為1 000 mm，寬度500 mm～1 000 mm，內(nèi)部放置加熱裝置比如電熱器或設(shè)置電伴熱。

5)大氣溫度與施工環(huán)境相關(guān)措施。

根據(jù)住宅主體預(yù)留的門窗洞口和陽臺(tái)口尺寸，采用防風(fēng)棉被進(jìn)行封閉。在外腳手架側(cè)可根據(jù)室外溫度及風(fēng)力情況設(shè)置彩條布等防風(fēng)措施。門窗洞口封閉及模板覆蓋應(yīng)利用防風(fēng)棉被的掛鉤與模板插銷口進(jìn)行有效連接，保證密封嚴(yán)實(shí)、不透風(fēng)。在采取以上措施的情況下應(yīng)及時(shí)關(guān)注大氣溫度，并及時(shí)調(diào)整保溫措施：

a.當(dāng)大氣溫度在0 ℃以上，不采取保溫措施。

b.當(dāng)大氣溫度在-5 ℃～0 ℃之間，只采取封閉不加熱施工。

c.當(dāng)大氣溫度在-10 ℃～-5 ℃之間，采用封閉加電伴熱保溫措施。

d.當(dāng)大氣溫度在-10 ℃以下，停止灌漿料施工。

預(yù)制剪力墻注漿應(yīng)在混凝土澆筑前1 d完成，避免因混凝土澆筑過程中的升溫造成對(duì)灌漿料強(qiáng)度增長(zhǎng)的影響。

6 結(jié)語

裝配式建筑剪力墻在冬季施工期間，灌漿施工等受冬季施工影響較大，為保證冬季施工的順利進(jìn)行，通過采用低溫灌漿材料的實(shí)踐應(yīng)用，可有效地提升作業(yè)效率縮短施工周期，還能有效保證主體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，為裝配式建筑冬季施工提供項(xiàng)目參考。