套筒灌浆连接技术的施工与质量控制.ppt

,套筒灌浆连接技术 施工与质量控制,钱冠龙 中冶建筑研究总院有限公司 北京思达建茂科技发展有限公司 二一七年六月 福州,1 套筒灌浆连接技术 2 施工与质量控制 2.1 预制构件生产 2.2 构件现场安装与灌浆连接 3 小结,1 钢筋套筒灌浆连接技术,将带肋钢筋插入灌浆套筒达到规定的深度，向套筒内腔灌注高强无收缩水泥基灌浆料，充满钢筋与套筒内腔的间隙，灌浆料凝固并将钢筋锚固在套筒内，直至达到设计强度，而将钢筋连接在一起的方法。,1 钢筋套筒灌浆连接技术,在国内外的发展历程 1968年美国, Alfred A. Yee申请发明专利，首个工程是美国檀香山的阿拉莫阿纳酒店38层框架结构建筑，用该技术连接预制混凝土柱。 1984年日本，NMB套筒灌浆连接系统得到建筑省确认，广泛应用于住宅、学校、购物中心、超高层商务办公楼、旅馆、停车场等。 2009年中国，北京万科与北京思达建茂申请了新型钢套筒灌浆钢筋接头发明专利，应用于北京万科假日风景装配式整体剪力墙结构住宅D1#、D8#楼。 至今，钢筋套筒灌浆连接技术已在国内广泛应用，工程数量达数百个，成为我国装配式住宅建筑的重要施工技术。,我国已颁布实施的相关标准规范 装配式混凝土建筑技术标准GB/T 51231-2016 钢筋套筒灌浆连接应用技术规程JGJ 355-2015 装配式混凝土结构技术规程JGJ 1-2014 钢筋连接用套筒灌浆料JG/T 408-2013 钢筋连接用灌浆套筒JG/T 398-2012,1 钢筋套筒灌浆连接技术,接头主要应用的结构部位,预制剪力墙,预制柱,预制叠合梁,1 钢筋套筒灌浆连接技术,1 钢筋套筒灌浆连接技术,影响套筒灌浆连接质量的关键环节,钢筋套筒灌浆连接施工工艺流程,预制构件生产 预制端钢筋与灌浆套筒的安装和连接,灌浆套筒,套筒连接辅材,套筒灌浆料,人员技术培训,连接钢筋加工设备,套筒连接与安装,成品构件检验,施工阶段,质量控制要点,1 钢筋套筒灌浆连接技术,2 施工与质量控制,2.1 预制构件生产阶段,质量控制关键点 连接材料：灌浆套筒、套筒灌浆料； 设备机具辅材：连接钢筋加工设备、套筒连接辅材 连接工艺：钢筋加工和与套筒连接或安装工艺； 施工和管理人员：技术培训、现场监督与检验。,检验和验收 接头工艺检验； 套筒外观检验； 套筒抗拉强度检验； 构件成品检验。,2 施工与质量控制,预制构件生产,工艺流程,材料验收,构件外观检验,工艺检验,2 施工与质量控制,2.1.1 连接材料 1）灌浆套筒 类型：半灌浆套筒、全灌浆套筒 材质和制造工艺：钢制机械加工，球墨铸铁铸造。,半灌浆套筒示意图,钢制机加工半灌浆套筒,球墨铸铁 半灌浆套筒,2 施工与质量控制,全灌浆套筒剖面图,钢制机加工全灌浆套筒,球墨铸铁 全灌浆套筒,2 施工与质量控制,结构中设计应用 同截面的接头布置：剪力墙单排或双排 套筒的净距：25mm 保护层厚度：柱，20mm；墙，15mm 箍筋或水平分布筋加密构造：范围、间距 连接钢筋直径：同径或变径 设计关注：套筒外径和长度尺寸,2 施工与质量控制,不同类型套筒的优缺点,2 施工与质量控制,不同类型套筒的优缺点（续）,2 施工与质量控制,钢制灌浆套筒型式检验报告,灌浆套筒外形尺寸、原材料性能、接头力学性能应符合JG/T398-2012的规定。,生产中产品的选用 套筒必须具有符合相关标准要求的检验报告： JG/T398套筒型检报告、JGJ355灌浆接头型式检验报告。,2 施工与质量控制,球墨铸铁灌浆套筒型式检验报告,灌浆套筒外形尺寸、原材料性能、接头力学性能应符合JG/T398-2012的规定。,2 施工与质量控制,随货的产品合格证 买方可要求供方提供套筒原材料质量检验报告：如圆钢、钢棒生产企业的材料质量证明书；球墨铸铁随炉试样拉伸强度、套筒本体球化率和硬度的检测报告。 套筒生产企业产品标准规定的套筒参数：外形尺寸、剪力槽数量、灌浆腔端口孔径及偏差、连接螺纹尺寸、螺距和精度。,球化率检测报告（局部）,2 施工与质量控制,套筒灌浆接头型式检验报告,内容包括：连接钢筋规格、强度，灌浆套筒品牌、型号，接头示意图、套筒尺寸、安装与连接参数，灌浆料合格指标、钢筋和接头的强度和变形性能试验结果等。,2 施工与质量控制,钢筋套筒灌浆连接接头型式检验报告,JGJ355-2015 第7章 验收 第7.0.2条 “接头提供单位提交所有规格接头的有效型式检验报告” 本条规定的接头提供单位为提供技术并销售灌浆套筒、灌浆料的单位。,2 施工与质量控制,2）套筒灌浆料,类型： 常温型（在5以上环境使用） 材质及制造工艺：以水泥为基本材料，配以适当的细骨料，以及少量的混凝土外加剂和其它材料组成的干混料。 采用专用搅拌设备将以上干粉材料混合在一起，并拌合均匀。 使用时，加水、搅拌，具有大流动度、早强、高强、微膨胀等性能，,2 施工与质量控制,生产中的选用 套筒必须具有符合相关标准要求的检验报告 JG/T408灌浆料型检报告。 与生产用套筒匹配的接头型式检验报告 JGJ355灌浆接头型式检验报告。 工程应用证明 新产品提供混凝土构件实体灌浆试验资料。,2 施工与质量控制,明确产品加水率及偏差范围，工作性能，配套的灌浆套筒。还应包括：可使用的环境温度，可操作时间规定，所需配套灌浆设备，灌浆压力要求，填充缝隙、通过管路的参数等技术内容。,产品使用说明书或作业指导文件及出厂检测报告,2 施工与质量控制,2.1.2 连接加工设备 包括：钢筋剪切机、钢筋滚丝机。,1）剪切机 机器采用半圆口型剪切模具，动剪模和固定剪模交错后间隙小， 切面应平齐，且垂直于钢筋轴线；钢筋端部横肋、基圆饱满，不得有明显损伤。 切断的钢筋长度偏差宜在0mm+10mm，使构件外露钢筋连接长度符合JGJ355要求。,2 施工与质量控制,2）滚丝机 加工范围应满足套筒连接螺纹的规格需要，可加工螺纹的钢筋直径最小为12mm; 加工的钢筋丝头 螺距、牙型角度、加工精度 应满足选购的半灌浆套筒接头型式检验报告中标注的连接螺纹参数; 常用牙型角：60和75 ；常用螺距：2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm。 将螺纹合格的钢筋与灌浆套筒连接，按规定扭紧力矩紧固，安装后验收连接质量。,2 施工与质量控制,2.1.3 套筒连接辅材 包括：将套筒固定在构件模板上的套筒固定件，套筒侧壁连接的进出浆管和管接头，套筒密封件等。,1）套筒固定件 与套筒连接紧固，模板上定位精确，能可靠密封套筒内腔。,2 施工与质量控制,螺杆橡胶塞式套筒固定件,凸轮杆橡胶塞式套筒固定件,轴销式刚性套筒固定件,2 施工与质量控制,2）进、出浆管材： 内（外）径应精确并与套筒接头（孔）相匹配，安装配合紧密间隙小、密封性能好；管壁坚固 不易破损或压癟，弯曲时不易折叠或扭曲变形影响管道内径，首选：硬质PVC管，其次：薄壁PVC增强塑料软管。,2 施工与质量控制,不同材料、不同长度、不同状态注浆管路过浆压力试验,结论： a. 墙体内引出的注浆管越长，灌浆所需压力越大。 b. 墙体内的注浆管不是直通道的，注浆管有弯曲的灌浆所需压力更大。 c. 注浆管材质也是影响灌浆难易的因素之一，就本实验而言，灌浆时同条件的波纹管比PVC管所需压力更大。,2 施工与质量控制,3）进出浆管接头： 接头内径尺寸及配套的接头灌浆料的通过性能相适应; 独立接头附件的连接强度要高，在侧向压力和冲击力下不易变形或脱落; 安装到位后与套筒本体无缝隙，防止震动的混凝土浆液侵入套筒; 接头遇意外脱落时，在生产线上应能方便、快速地安装修复。,与套筒螺纹连接并以用胶密封的钢接头,与套筒螺纹连接的塑料接头,与套筒点焊连接的钢接头,铸造套筒的凹槽接头,铸造套筒 凸型接头,2 施工与质量控制,4）套筒端口密封圈 弹性橡胶密封件，安装在灌浆套筒预制端口内，且与套筒配合牢固。 密封件与钢筋或套筒的配合紧，钢筋插拔时均不得松脱，浇筑混凝土时密封不漏浆。,2 施工与质量控制,2.1.4 连接工艺 包括：半灌浆套筒与钢筋的连接，全灌浆套筒的钢筋安装，进出浆管路的安装。,1）半灌浆套筒（螺纹连接）,钢筋滚丝加工,钢筋丝头检验,成品安全码放,严禁 油污,2 施工与质量控制,力矩扳手,钢筋与套筒连接,拧紧力矩检验,连接后码放与保护,避免接头脱落,2 施工与质量控制,连接钢筋的套筒 在预制墙模板上固定,连接钢筋的套筒 在预制柱模板上固定,2 施工与质量控制,2）全灌浆套筒,套筒在模板上固定,连接钢筋插入套筒并固定,保证钢筋插入套筒深度防止预制端密封圈脱落,2 施工与质量控制,3）灌浆、出浆管的安装与固定,进、出浆管安装,进、出浆管接头及管路情况检查,2 施工与质量控制,4） 构件成品检验 包括：构件外形尺寸，套筒及伸出钢筋的位置和尺寸，灌浆套筒通畅等。,质量要点,预制端连接的套筒、钢筋位置，进、出浆管路 孔口数量、位置应符合要求。 方法：肉眼观察、钢尺测量等。 套筒及外露钢筋中心位置偏差+2mm/0mm; 外露钢筋伸出长度偏差+10mm/0mm。 套筒内不得有水泥浆进入腔内。 半灌浆套筒可用光照肉眼观察； 全灌浆套筒需用专用检具。 进、出浆管孔管道通畅。 肉眼观察，直管采用钢棒探查； 软管弯曲管路用液体冲灌 以出水状况和 压力判断。,2 施工与质量控制,2.1.5 施工和管理人员 1）技术培训 包括：钢筋下料工人，钢筋螺纹加工设备操作工人，套筒与钢筋连接作业工人，构件模具组装钢筋和套筒人员，套筒进出浆管安装人员，质量监督人员。,操作工艺规范、质量要求： 实际操作及制作连接接头； 质量检验记录； 工序质量监督。,2 施工与质量控制,2）现场监督与检验（依据JGJ355-2016 第7章 验收）,套筒外观检验,检查项目：灌浆套筒的外观质量、标识和尺寸偏差，检验结果应符合JG/T398及JGJ355第3.1.2条的有关规定。 检查数量：同批一号、同一类型、同一规格的灌浆套筒，不超过1000个为一批，每批随机抽取10个灌浆套筒。,接头工艺检验,套筒抗拉强度检验,灌浆套筒埋入预制构件时，工艺检验应在预制构件生产前进行； 工艺检验应模拟施工条件制作接头试件，并应按接头提供单位提供的施工操作要求进行； 每种规格钢筋应制作3个对中套筒灌浆连接接头，并应检查灌浆质量； 采用灌浆料拌合物制作的40mm40mm160mm试件不应少于1组； 接头试件及灌浆料试件应在标准养护条件下养护28天； 每个接头的抗拉强度、屈服强度，3个接头的残余变形的平均值应符合规定；灌浆料的抗压强度符合接头设计要求的28天抗压强度要求。,检验时间：灌浆套筒进厂时，应抽取灌浆套筒并采用与之匹配的灌浆料制作对中连接试件，进行抗拉强度检验。 合格标准：接头的抗拉强度不应小于连接钢筋抗拉强度标准值，且破坏时应断于接头外钢筋； 检查数量：同批一号、同一类型、同一规格的灌浆套筒，不超过1000个为一批，每批随机抽取3个灌浆套筒制作对中连接接头试件。 检验方法：检查质量证明文件和抽样检验报告。,2 施工与质量控制,2.2 构件现场安装与灌浆连接,质量控制关键点 连接材料：套筒灌浆料、座浆料、结构伸出的连接钢筋； 施工和管理人员：技术培训、现场监督与检验； 施工方案：编制及实体灌浆验证。,检验和验收 材料检验； 构件验收； 结构连接面和连接钢筋检验； 灌浆密封腔检验； 灌浆施工灌浆料及灌浆饱满度检验。,2 施工与质量控制,构件安装,工艺流程,灌浆连接,工艺流程,2 施工与质量控制,2.2.1 连接材料 1）套筒灌浆料、座浆料及复检 套筒灌浆料 有效的接头型式检验报告（JGJ355-2016）； 有效的灌浆l料型式检验报告（ JG/T408-2013的要求）； 在灌浆施工前，提前将套筒灌浆料送指定检测机构进行复验。 如使用与构件内灌浆套筒原配套的灌浆料不同的材料时，则执行JGJ355-2016第7.0.2条，由新的灌浆连接接头提供单位（采购灌浆套筒和灌浆料，并集成为新的灌浆连接接头施工技术）完成接头型式检验和组织相关灌浆连接各项检验试验和施工技术培训。,2 施工与质量控制,座浆料 用于预制构件底部接缝座浆，强度应满足设计要求（GB/T 51231-2016）。 有效的强度检验报告（70.7mm立方体试件，28d强度）； 在灌浆施工前，提前将座浆料送指定检测机构进行复验。 封缝座浆料 非结构性材料，早强、快硬，满足灌浆腔密封施工要求，强度也应满足设计要求。 有效的强度检验报告（28d强度高于预制构件强度值）。 施工前进行复检。,2 施工与质量控制,2.2.2 施工和管理人员 技术培训及接头工艺检验 包括：灌浆料检验试验员，灌浆施工工人，灌浆腔密封作业工人，施工管理和质量监督人员。,操作工艺规范、质量要求： 相关设备实际操作； 模拟施工条件制作工艺检验接头和试块； 质量检验及记录。,2 施工与质量控制,2.2.3 施工方案编制与验证 根据构件结构特点、施工环境温度条件等，确定单采用水平缝座浆的单套筒灌浆、水平缝联通腔封缝的多套筒灌浆、水平缝联通腔分仓封缝的多套筒灌浆施工方案，并以实际样品构件、施工机具、灌浆材料等进行方案验证，确认后正式实施。,水平缝座浆单套筒灌浆：不流动、不收缩的水泥基座浆料铺设在连接面上，由座浆料将每个灌浆套筒底部封堵与外界隔离。座浆料凝固后对各个套筒独立灌浆，并从套筒下方灌浆口注浆。 水平缝联通腔封缝的多套筒灌浆、水平缝联通腔分仓封缝的多套筒灌浆：用不流动、不收缩的封缝座浆料或者弹性密封材料将构件水平缝四周密封，或分隔成多段分别密封，多个套筒在1个联通腔内，并通过底部水平缝相连通。封缝座浆料凝固后对各个联通腔独立 灌浆，用压力较高的灌浆设备从套筒下方灌浆口注浆。,2 施工与质量控制,2.2.4 构件验收 主要检查灌浆套筒内腔和灌浆、出浆管路是否通畅，保证后续灌浆作业顺利。,用气泵或钢棒检测灌浆套筒内有无异物，管路是否通畅； 确定各个进、出浆管孔与各个灌浆套筒的对应关系： 了解构件连接面实际情况和构造，为制定施工方案做准备； 确认构件另一端面伸出连接钢筋长度符合设计要求； 对发现问题构件提前进行修理，达到可用状态。,2 施工与质量控制,2.2.5 结构连接面检验 检验内容：连接钢筋的位置、钢筋表面质量、钢筋直线度和伸出长度、结构表面平整度和凿毛处理。,连接钢筋检查：用钢制模板检查钢筋中心位置偏差；用直尺检查外露连接钢筋长度，外露长度、顶点标高允许偏差0mm+15mm；钢筋表面应干净，无严重锈蚀和粘附异物； 连接面处理：构件连接表面经凿毛处理，粗糙面深度不小于6mm，也不宜大于10mm；连接面平整，最高点标高基本一致，与理论标高偏差0mm5mm。,2 施工与质量控制,2.2.6 灌浆腔密封 根据灌浆施工方案，进行水平缝座浆、水平缝联通腔封缝、水平缝联通腔分仓封缝。,1）水平缝座浆：浆料层须高于构件底面标高，宜中间、高两边低，以防空气憋堵在构件底部； 构件落实后，套筒底部被座浆料密封但浆料不能进入套筒内部；座浆料为承载结构性材料，其抗压强度高于构件混凝土强度；连接钢筋设独立刚性密封件，避免降低承载面积。,2 施工与质量控制,2 ）水平缝联通腔封缝：用水泥基封缝座浆料塞实在构件水平缝的3面或4面，封缝座浆料应压实，并分别嵌入上下混凝土结构表面；如使用弹性密封材料，须保证联通腔四周的密封结构可靠、均匀，密封强度须满足套筒灌浆压力的需求；密封材料不能减小构件的设计承载面积或强度。,2 施工与质量控制,3 ）水平缝联通腔分仓封缝：用不流动、不收缩的封缝座浆料塞在构件水平缝下方，形成3040mm宽的分仓隔墙；将长度较大的构件底面分成2部分或3部分，单仓最大尺寸不宜超过1.5m，周圈再用封缝座浆料密封压实，形成15mm20mm厚密封外墙，等待封缝料硬化达到预期强度后实施后续灌浆施工。,2 施工与质量控制,2.2.7 灌浆施工 1）灌浆施工及检验机具 灌浆施工前应准备好灌浆料拌合、检验、灌浆用机具：搅拌容器、称量器具、干净水、量杯、流动度截锥试模、灌浆料抗压试块三联试模等，,1）测温仪或温度计,2）搅拌桶,4）大刻度杯（3L）,6）灌浆泵和灌浆枪,5）电动搅拌机1200W，0800RPM， 片状或圆盘搅拌头,8）铸铁三联模4040160,7）流动度试模和玻璃板,3）电子秤（精度10g）,2 施工与质量控制,2）灌浆料机械拌合 按照产品使用说明书要求，称量适量拌合水，用电动搅拌机将灌浆料与水拌合均匀。,在灌浆料使用前，先检查其包装完好程度及产品有效期； 打开包装后，检查灌浆料干粉外观，看有无结块等异常现象； 按产品使用要求规范操作，搅拌灌浆料成浆状，并静置排气； 检查灌浆料拌合物的初始流动度和30分钟流动度，合格后方可使用。,2 施工与质量控制,3）多种形式的灌浆施工机具,2 施工与质量控制,4）套筒灌浆作业 灌浆套筒灌浆、出浆管路内无异物、无异常后进行灌浆作业（环境温度5以上）。,按照施工前经过验证的灌浆施工方案进行手动或电动压力灌浆； 取有利于排出水平缝气体的接头低位注浆孔位置进行联通腔灌浆； 高温环境下可用水注满联通腔，灌浆前24小时放空，无积水后灌浆； 灌浆速度应与灌浆料流动性、构件和套筒孔道适应，严禁压力过大而致漏浆； 出浆孔有浆料柱状流出后，用专用密缝件依次封堵各个出浆口； 低温环境灌浆时，灌浆料不得受冻，后续施工需等灌浆料试件满足强度要求。,2 施工与质量控制,5） 灌浆质量检验 检查内容：各个灌浆、出浆孔的密封情况；构件周圈各水平缝密封处有无漏浆。,灌浆过程中检查：压力灌浆过程中，全称监控套筒出浆和构件接缝处有无漏浆；如有未出浆接头或管孔，待全部其它接头出浆后，可从该接头下方灌浆口补灌；确定无法灌入灌浆料的构件，应及时吊起，用水冲洗掉各处已灌入的灌浆料； 灌浆后检查：灌浆完成后，应进行填写灌浆记录表；灌浆1224小时后应再次对全部灌浆套筒出浆口检查，观察浆料充满情况。对灌浆料充满度不符合要求的接头，应进行标记，按施工方案采取补救措施。 非直观的灌浆饱满度检测方法，应待其实际效果得到确认后使用。 灌浆料饱满程度应符合接头的设计要求。 确认套筒灌浆料有少许不足的，允许从出浆管采用细管插到套筒腔内进行补浆作业。,2 施工与质量控制,套筒灌浆饱满度，合格指标可以参考钢筋灌浆接头型式检验所确定的钢筋锚固段灌浆料顶部与出浆孔的相对位置，确定构件出浆孔灌浆料允许的最低位置限值。比如：北京思达建茂的产品规定为出浆孔下缘以上5mm为合格线，即依据其相关的接头型式检验。,2 施工与质量控制,6） 其它竖向接头灌浆饱满度检验方法,2 施工与质量控制,7）水平连接套筒灌浆饱满度 以灌浆套筒进、出浆孔口内灌浆料浆面不低于灌浆套筒外表面最高点为合格。,在构件安装现场采用螺纹方式连接钢筋或组合套筒的水平连接灌浆套筒接头，需将螺纹拧紧达到规定的力矩值要求。,2 施工与质量控制,2.2.8 检验与验收（依据JGJ355-2016 第7章 验收）,套筒料进场复检,检查项目：灌浆拌合物30min流动度、泌水率、3天抗压强度、28天抗压强度、3h竖向膨胀率、24h与3h竖向膨胀率差值，检验结果应符合JGJ355第3.1.3条的有关规定。 检查数量：同一成分、同一批号的灌浆料，不超过50吨为一批，每批按JG/T408的有关规定随机抽取灌浆料制作试件。 检验方法：检查质量证明文件和抽样检验报告。,接头工艺检验,当现场灌浆施工单位与工艺检验时的灌浆单位不同，灌浆前应再次进行工艺检验； 工艺检验应模拟施工条件制作接头试件，并应按接头提供单位提供的施工操作要求进行； 每种规格钢筋应制作3个对中套筒灌浆连接接头，并应检查灌浆质量； 采用灌浆料拌合物制作的40mm40mm160mm试件不应少于1组； 接头试件及灌浆料试件应在标准养护条件下养护28天； 每个接头的抗拉强度、屈服强度，3个接头的残余变形的平均值应符合规定； 灌浆料的抗压强度符合接头设计要求的28天抗压强度要求。,2 施工与质量控制,灌浆试块制作与检验 在灌浆施工同等环境温度条件下，取实际接头灌浆的灌浆料制作灌浆料抗压强度试件。 低温环境下施工时，除验收用28天标养条件抗压强度试件外，还需制备同条件抗压强度试件。,灌浆料抗压强度试件应使用拌制合格的灌浆料制作； 灌浆料试件不得使用拌合后长时间静置的灌浆料，浇制试件时灌浆料流动度应符合产品设计要求； 灌浆料试件在现场制作时，应用湿布覆盖表面，防止失水，以尽可能接近现场封闭在灌浆套筒和结构缝中的灌浆料状态； 灌浆料验收试件在凝固并达到拆模条件后拆模，然后置于标养 状态；同条件试块应放置在构件周边，在与构建同温度条件下水养。,2 施工与质量控制,现场制作的套筒灌浆料试块28天抗压强度,检查项目：灌浆料天的抗压强度应符合JGJ355第3.1.3条的有关规定。 检查数量：每工作班取样不得少于1次，每楼层取样不得少于3次。每次抽取1组40mm40mm160mm试件标准养护28天后进行抗压强度试验。 检验方法：检查灌浆施工记录及抗压强度试验报告。,灌浆质量检验,检验项目：灌浆质量； 合格标准：灌浆应密实饱满，所有出浆口均应出浆； 检查数量：全数检查； 检查方法：观察，检查灌浆施工记录。 1）抽取灌浆套筒并采用与之匹配的灌浆料制作对中连接试件，进行抗拉