灌浆套筒连接技巧-装配式混凝土建筑设计

（1）钢筋连接套筒的种类

①通过高强度灌浆料注入套筒内,实现钢筋和连接套筒咬合的钢筋连接。

②竖向钢筋连接套筒（柱、剪力墙）,一端丝扣连接,一端注浆连接;水平钢筋连接套筒（梁）为两端注浆连接。

③连接材料宜为球墨铸铁,铸造工艺成型。

④钢筋套丝后,要求丝扣全部扭入套筒内。

⑤需注意的是直径C12以下的钢筋连接套筒,市场上供应量较少。

（2）钢筋连接套筒的应用要点

①采用钢筋套筒灌浆连接的混凝土结构,设计应符合国家标准《混凝土结构设计规范（2015年版）》（GB 50010—2010）、《建筑抗震设计规范（2016年版）》（GB 50011—2010）、《装配式混凝土结构技术规程》（JGJ 1—2014）的有关规定。

②采用套筒灌浆连接的构件混凝土强度等级不宜低于C30。

③当装配式混凝土结构采用符合本规程规定的套筒灌浆连接接头时,全部构件纵向受力钢筋可在同一截面上连接。

④混凝土结构中全截面受拉构件同一截面不宜全部采用钢筋套筒灌浆连接。

（3）采用套筒灌浆连接的混凝土构件设计应符合的规定

①接头连接钢筋的强度等级不应高于灌浆套筒规定的连接钢筋强度等级。

②接头连接钢筋的直径规格不应大于灌浆套筒规定的连接钢筋直径规格,且不宜小于灌浆套筒规定的连接钢筋的直径规格级别以上。

③构件配筋方案应根据灌浆套筒外径、长度及灌浆施工要求确定。

④构件钢筋插入灌浆套筒的锚固长度应符合灌浆套筒的参数要求。

⑤竖向构件配筋设计应结合灌浆孔、出浆孔位置。

⑥底部设置键槽的预制柱,应在键槽处设置排气孔。

⑦混凝土构件中灌浆套筒的净距不应小于25mm。

⑧混凝土构件的灌浆套筒长度范围内,预制混凝土柱箍筋的混凝土保护层厚度不应小于20mm,预制混凝土墙最外层钢筋的混凝土保护层厚度不应小于15mm。

⑨灌浆套筒连接钢筋不能用作防雷引下线,防雷采用镀锌钢板单独设置或采用其他现浇部位焊接连接钢筋。

（4）套筒采用的方式

①正连接。套筒在上,下端伸出钢筋插入套筒内,然后进行封堵注浆;也可采用套筒在下,上端伸出钢筋插入套筒内的连接方式。第一种方法应用的较多,构件制作运输和安装方便,但是套筒灌浆需要压力灌浆,而且连接部位容易吸水,灌浆料施工完毕后产生回落。

②套筒先灌浆后再插入钢筋,套筒内灌浆饱满,但必须保证安装精度,在灌浆料初凝之前完成墙板构件调整和连接部位灌浆。

（5）套筒注浆连接工艺检验

属于下列情况时,应进行接头型式检验:

①确定接头性能时。

②灌浆套筒材料、工艺、结构改动时。

③灌浆料型号、成分改动时。

④钢筋强度等级、肋形发生变化时。

⑤型式检验报告超过4年时。

用于型式检验的钢筋、灌浆套筒、灌浆料应符合国家标准《钢筋混凝土用钢　第2部分:热轧带肋钢筋》（GB 1499.2—2018）、《钢筋混凝土用余热处理钢筋》（GB /T13014—2013）、《钢筋连接用灌浆套筒》（JG/T398—2019）、《钢筋连接用套筒灌浆料》（JG/T408—2019）的规定。

（6）套筒灌浆连接接头要求

每种套筒灌浆连接接头型式检验的试件数量与检验项目应符合的规定。

①对中接头试件应为9个,其中3个做单向拉伸试验、3个做高应力反复拉压试验、3个做大变形反复拉压试验。

②偏置接头试件应为3个,做单向拉伸试验。

③钢筋试件应为3个,做单向拉伸试验。

④全部试件的钢筋均应在同一炉（批）号的1根或2根钢筋上截取。

（7）套筒灌浆连接接头型式检查

用于型式检验的套筒灌浆连接接头试件应在检验单位监督下由送检单位制作,并应符合规定。

3个偏置接头试件应保证一端钢筋插入灌浆套筒中心,一端钢筋偏置后钢筋横肋与套筒壁接触;9个对中接头试件的钢筋均应插入灌浆套筒中心;所有接头试件的钢筋应与灌浆套筒轴线重合或平行,钢筋在灌浆套筒的插入深度应为灌浆套筒的设计锚固深度。

（8）接头试件应按下列标准进行灌浆

灌浆料使用前,应检查产品包装上的有效期和产品外观。

①拌和用水应符合现行行业标准《混凝土用水标准》（JGJ 63—2006）的有关规定。

②加水量应按灌浆料使用说明书的要求确定,并应按质量计量。

③灌浆料拌合物应采用电动设备搅拌充分、均匀,并宜静置2min后使用。(www.xing528.com)

④搅拌完成后,不得再次加水。

⑤每工作班应检查灌浆料拌合物初始流动度不少于1次,指标应符合《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》（JGJ 355—2015）第3.1.3条的规定。

⑥强度检验试件的留置数量应符合验收及施工控制要求。

（9）灌浆施工应按下列标准实施

①灌浆操作全过程应有专职检验人员负责现场监督并及时形成施工检查记录。

②灌浆施工时,环境温度应符合灌浆料产品使用说明书的要求;环境温度低于5℃时不宜施工,低于0℃时不得施工;当环境温度高于30℃时,应采取降低灌浆料拌合物温度的措施。

③对竖向钢筋套筒灌浆连接,灌浆作业应采用压浆法从灌浆套筒下灌浆孔注入,当灌浆料拌合物从构件其他灌浆孔、出浆孔流出后应及时封堵。

④竖向钢筋套筒灌浆连接采用连通腔灌浆时,宜采用一点灌浆的方式;当一点灌浆遇到问题而需要改变灌浆点时,各灌浆套筒已封堵灌浆孔,出浆孔应重新打开,待灌浆料拌合物再次流出后进行封堵。

⑤对水平钢筋套筒灌浆连接,灌浆作业应采用压浆法从灌浆套筒灌浆孔注入,当灌浆套筒灌浆孔、出浆孔的连接管或连接头处的灌浆料拌合物均高于灌浆套筒外表面最高点时应停止灌浆,并及时封堵灌浆孔和出浆孔。

⑥灌浆料宜在加水后30min内用完。

⑦散落的灌浆料拌合物不得二次使用;剩余的拌合物不得再次添加灌浆料和水后混合使用。

（10）半灌浆套筒连接规定

对半灌浆套筒连接,机械连接端的加工应符合现行行业标准《钢筋机械连接技术规程》（JGJ 107—2016）的有关规定。

①采用灌浆料拌合物制作的40mm×40mm×160mm试件不应少于1组,并宜留设不少于2组;接头试件及灌浆料试件应在标准养护的条件下养护;接头试件在试验前不应进行预拉。

②型式检验试验时,灌浆料抗压强度不应小于80N/mm2,且不应大于95N/mm2;当灌浆料28d抗压强度合格指标fg的数值高于85N/mm2时,试验时的灌浆料抗压强度低于28d抗压强度合格指标fg的数值不应大于5N/mm2,且超过28d抗压强度合格指标fg的数值不应大于10 N/mm2与0.1f二者的较大值;当型式检验试验的灌浆料抗压强度低于28d抗压强度合格指标fg时,应增加检验灌浆料28d抗压强度。

（11）型式检验方法

型式检验的试验方法应符合行业标准《钢筋机械连接技术规程》（JGJ 107—2016）的有关规定。

①偏置单向拉伸接头试件的抗拉强度试验应采用零到破坏的一次加载制度。

②大变形反复拉压试验的前后反复4次变形加载值分别应取2εykLg和5εykLg,其中,εyk是应力为屈服强度标准值时的钢筋应变,长度Lg应按下式计算:

全灌浆套筒连接:

半灌浆套筒连接:

式中　L——灌浆套筒长度,mm;

ds——钢筋公称直径,mm。

当型式检验试验结果符合下列规定时,可评为合格。

a.强度检验:每个接头试件的抗拉强度实测值均应符合钢筋套筒灌浆连接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。3个对中单向拉伸试件、3个偏置单向拉伸试件的屈服强度实测值均应符合钢筋套筒灌浆连接接头的屈服强度不应小于连接钢筋屈服强度标准值。

b.变形检验:对残余变形和最大力下总伸长率,相应项目的3个试件实测值的平均值应符合表3.1的规定。套筒灌浆连接接头的变形性能应符合表3.1的规定。当频遇荷载组合下,构件中钢筋应力高于钢筋屈服强度标准值fx的0.6倍时,设计单位可对单向拉伸残余变形的加载峰值u0提出调整要求,见表3.1。

表3.1　套筒灌浆连接接头的变形性能

注:u0——接头试件加载至0.6fyk并卸载后在规定标距内的残余变形;
Asgt——接头试件的最大力下总伸长率;
u20——接头试件按规定加载制度经高应力反复拉压20次后的残余变形;
u4——接头试件按规定加载制度经大变形反复拉压4次后的残余变形;
u8——接头试件按规定加载制度经大变形反复拉压8次后的残余变形。

（12）剪力墙纵向钢筋连接套筒位置

①墙体分布钢筋可采用套筒梅花连接,但在结构受力计算时,剪力墙分布钢筋配筋率按照实际采用与套筒连接的钢筋面积输入。

②采用套筒连接位置的竖向分布钢筋的保护层厚度以套筒外侧的水平分布钢筋为准,套筒位置的纵向钢筋位置应向墙内侧偏移。

③墙体竖向分布钢筋可采用单排钢筋套筒连接,可减少连接套筒的数量,如图3.3所示。

（13）梁纵向钢筋连接套筒位置

①如果连梁有延性要求,且钢筋采用套筒连接,套筒位置应避开梁端塑性铰区域,一般为1.0倍梁高范围内不出现套筒,如图3.4所示。

②次梁没有延性要求,套筒位置不受限制,次梁端部可采用套筒连接。

图3.3　两种套筒灌浆连接构造

1—竖向连接钢筋;2—背衬材料;3—纵筋连接套筒;4—硬质橡胶条;5—出浆孔;6—注浆孔;7—坐浆

图3.4　纵向钢筋在后浇梁段内连接示意图

1—预制剪力墙;2—后浇节点;3—预制连梁