混凝土预制构件竖向连接施工技术

混凝土预制构件竖向连接施工技术

发表时间：2019-05-06T11:19:43.093Z 来源：《建筑模拟》2019年第8期作者：张献锋

[导读] 本文对民用建筑中的混凝土预制构件竖向连接技术进行了探讨。

张献锋

中建二局第四建筑工程有限公司天津市 300457

摘要：发展装配式建筑是建造方式的重大变革，是推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的重要举措，有利于节约资源能源、减少施工污染、提升劳动生产效率和质量安全水平，有利于促进建筑业与信息化工业化深度融合、培育新产业新动能、推动化解过剩产能。在国家的大力扶持下，装配式建筑项目各地如雨后春笋般热火朝天的开建。装配式建筑结构的关键问题之一是预制竖向构件的连接，本文对民用建筑中的混凝土预制构件竖向连接技术进行了探讨。

关键词：预制构件；建筑；施工

1混凝土预制构件竖向连接分类

预制构件的竖向连接一般分为三种：螺栓连接、钢筋套筒灌浆连接、钢筋浆锚搭接连接。

1.1螺栓连接

螺栓连接是通过螺栓紧固的方式实现与预制构件之间的连接。螺栓连接可以在构件边缘设置螺栓孔和安装手孔，螺栓孔中穿过螺栓实现紧固连接。国外采用螺栓盒或定制的螺栓连接器实现连接。螺栓连接是应用范围广，适用于装配式混凝土框架结构和装配式混凝土剪力墙结构。同时还适用于外挂墙板与主体结构的连接和预制楼板与预制楼板的连接等。其中，装配式剪力墙结构中螺栓连接已被纳入上海市装配式地方规范。

螺栓连接一般的工艺流程：作业准备→螺栓紧固→选择螺栓并配套→接头组装→安装螺栓→检查验收

1.2钢筋套筒灌浆连接

套筒作为钢筋连接器，最早于20世纪60年代后期由Alfred A. Yee发明，经过不断改良，研发出了成熟的套筒产品.

钢筋套筒灌浆连接技术是指带肋钢筋插入内腔为凹凸表面的灌浆套筒，通过向套筒与钢筋的间隙灌注专用高强水泥基灌浆料，灌浆料凝固后将钢筋锚固在套筒内实现针对预制构件的一种钢筋连接技术。该技术将灌浆套筒预埋在混凝土构件内，在安装现场从预制构件外通过注浆管将灌浆料注入套筒，来完成预制构件钢筋的连接，是预制构件中受力钢筋连接的主要形式，主要用于各种装配整体式混凝土结构的受力钢筋连接。

钢筋套筒灌浆连接接头由钢筋、灌浆套筒、灌浆料三种材料组成，其中灌浆套筒分为半灌浆套筒和全灌浆套筒，半灌浆套筒连接的接头一端为灌浆连接，另一端为机械连接。其原理是：带肋钢筋插入套筒，向套筒内灌注无收缩或微膨胀的水泥基灌浆料，充满套筒与钢筋之间的间隙，灌浆料硬化后与钢筋的横肋和套筒内壁凹槽凸肋紧密啮合，即实现两根钢筋连接后所受外力能够有效传递。

钢筋套筒灌浆连接施工流程主要包括：预制构件在工厂完成套筒与钢筋的连接、套筒在模板上的安装固定和进出浆管道与套筒的连接，在建筑施工现场完成构件安装、灌浆腔密封、灌浆料加水拌合及套筒灌浆。

1.3钢筋浆锚搭接

将从预制构件表面外伸一定长度的不连续钢筋插入所连接的预制构件对应位置的预留孔道内，钢筋与孔道内壁之间填充无收缩、高强度灌浆料，形成钢筋浆锚连接，目前国内普遍采用的连接构造包括约束浆锚连接和金属波纹管浆锚连接。采用钢筋浆锚搭接可连接12-25和28-40范围的HRB335/400钢筋，达到JGJ107规定的最高性能等级I级。其中，约束浆锚连接在接头范围预埋螺旋箍筋，并与构件钢筋同时预埋在模板内；通过抽芯制成带肋孔道，并通过预埋PVC软管制成灌浆孔与排气孔用于后续灌浆作业；待不连续钢筋伸入孔道后，从灌浆孔压力灌注无收缩、高强度水泥基灌浆料；不连续钢筋通过灌浆料、混凝土，与预埋钢筋形成搭接连接接头。金属波纹管浆锚搭接连接采用预埋金属波纹管成孔，在预制构件模板内，波纹管与构件预埋钢筋紧贴，并通过扎丝绑扎固定；波纹管在高处向模板外弯折至构件表面，作为后续灌浆料灌注口；待不连续钢筋伸入波纹管后，从灌注口向管内灌注无收缩、高强度水泥基灌浆料；不连续钢筋通过灌浆料、金属波纹管及混凝土，与预埋钢筋形成搭接连接接头。

无论约束浆锚连接还是金属波纹管浆锚连接，其不连续钢筋应力均通过灌浆料、孔道材料（预埋管道成孔）及混凝土之间的粘结应力传递至预制构件内预埋钢筋，实现钢筋的连续传力。根据其传力方式，待连接钢筋与预埋钢筋之间形成搭接连接接头。考虑到钢筋搭接连接接头的偏心传力性质，-般对其连接长度有较严格的规定。约束浆锚连接采用的螺旋加强筋，可有效加强搭接传力范围内混凝土的约束，延缓混凝土的径向劈裂，从而提高钢筋搭接传力性能。而对于金属波纹管浆锚连接，也可借鉴其做法，在搭接接头外侧设置螺旋箍筋加强，但应尤其注意控制波纹管与螺旋箍筋之间的净距离，以免影响该关键部位混凝土浇筑质量。

2预制构件竖向连接技术要点

由于预制竖向构件多由工厂批量生产，施工现场中需强调的技术要点多为构件连接安装阶段：

2.1 螺栓连接技术要点

1.受力要求

在垂直于受力方向：对于受拉构件，各排螺栓的栓距及边距不能过小，以免使螺栓周围应力集中相互影响，且使钢板的截面削弱过多，降低其承载能力。

平行于受力方向：端距应按被连接钢板抗挤压及抗剪切等强度条件确定，以便钢板在端部不致被螺栓冲剪撕裂，规范规定端距不应小于2d0；

受压构件上的栓距不宜过大，否则在被连接板件间容易发生鼓曲现象。线距不宜过小，否则在错列排列中构件有沿折线破坏的可能性。

2.构造要求

当栓距和线距过大时，被连接构件间的接触面不紧密，潮气容易侵入缝隙，弓起钢板锈蚀，因而栓距和线距都不能过大。

3.施工要求

要保证有一定的空间，以便转动扳手，拧紧螺母。因此规范规定了螺栓的最小容许间距。

2.2 钢筋套筒灌浆连接技术要点

1.构件连接钢筋安装

连接钢筋位置偏离或伸出长度不符合设计要求，构件将难以安装到位，或钢筋连接长度不足；钢筋表面沾有泥浆或锈蚀严重；作为灌浆连通腔的构件接缝时间隙过小，都将导致连接质量问题。

2.灌浆部位预处理和密封

构件连接面处理不干净或存有异物或积水，在灌浆连接时混入灌浆料内，将造成灌浆料性能改变或堵塞灌浆通道；灌浆腔密封不牢，灌浆后期压力高时如出现意外漏浆，可能导致整个构件连接失败甚至报废。

3.灌浆作业工艺和构件保护措施

灌浆作业工艺不当或操作未按正确工艺执行，可能造成接头灌浆锚固长度不足，连接质量不合格；灌浆后构件保护不当，灌浆料凝固后接头连接部位发生移动，灌浆料与套筒、钢筋之间出现间隙，或灌浆料在达到规定强度前被冻结，料内自由水分结冰，都将使接头连接性能下降，连接失败。

2.3 钢筋浆锚搭接技术要点

钢筋浆锚搭接的关键技术在于灌浆料，施工中应严格控制灌浆料的品质，严格按照GB/T 50448-2015要求选择灌浆料。同时，由于钢筋浆锚搭接的偏心传力性质，根据GB/T 51232-2016要求，直径大于18的钢筋不适用于钢筋浆锚搭接。 3结束语

对于装配式结构而言，“可靠的连接方式”是第一重要的，混凝土预制构件竖向连接作为结构可靠性和安全性的重要保证，在装配式结构质量管理体系中占有着越来越重要的比重，通过合理的运用预制构件竖向连接技术能给建筑带来更好的结构整体和安全性，而且能有效改变过去传统的制造模式，变湿作业为干作业。预制构件竖向连接虽然日趋成熟，但由于装配式技术沉寂了三十多年之后又重新在我国兴起，这有着很大的空间去开发，作为施工人员也要善于总结，为屋面防水技术更成熟更创新的发展拓展思路，发挥该项技术更大的价值与作用。

参考文献：

[1] JGJ107-2016 钢筋机械连接技术规程[S]

[2] GB/T 50448-2015 水泥基灌浆材料应用技术规范 [S]

第一作者简介：张献锋，男，1994年12月，中建二局第四建筑工程有限公司，技术员