预制装配式混凝土构件密集套筒并联连接技术

刘永锋，黄国忠，周翰斌

(中交四航局第一工程有限公司，广东 广州 510310)

0 引言

传统的桥梁混凝土墩柱和工民建墙柱多采用现浇施工。随着施工技术的发展和对环保要求的提高，预制装配化施工越来越普遍。桥梁混凝土墩柱和工民建墙柱也可采用预制装配化施工。预制混凝土构件和现浇构件，预制混凝土构件间常采用灌浆套筒连接。

套筒连接钢筋分为2种：①钢筋两端均采用灌浆连接；②一端与钢筋机械连接，另一端与钢筋灌浆连接。

现在普遍使用的钢筋套筒连接方式，从墩柱表面算起都只有单排钢筋(见图1)，每个灌浆套筒有1个入浆孔、1个出浆孔。这种连接方式只适用于小尺寸的墩柱和薄壁构件，已在工民建、港口和桥梁施工中广泛应用。

图1 1排钢筋墩柱

对于较大尺寸墩柱，从墩柱表面算起布置多排多列钢筋(见图2,3)，对应需多排多列灌浆套筒，若每个套筒都需1个单独出浆口，会导致出浆孔过多，从而削弱混凝土整体性，影响墩柱外观质量。

图2 多排多列钢筋墩柱

图3 2,3排钢筋墙体

为此，将多排灌浆套筒并联连接，减少入浆通道和出浆通道长度，使浆液流动更加顺畅，提高构件整体性。同时采用隔浆板，避免灌浆料堵塞通道，防止灌浆产生孔洞。

该技术既适用于钢筋一端机械连接、一端灌浆连接套筒，也适用于两端灌浆连接套筒。

1 密集套筒并联连接技术

装配式结构密集套筒并联灌浆系统通过水平连接管连接同一列套筒，减少灌浆通道和出入口。并联连接一列套筒的同时供应灌浆料，因此称为并联灌浆系统。

并联灌浆系统最大的问题是砂浆从套筒流出时会互相干扰，堵塞通道，从而影响某处的灌浆质量。为此设计隔浆板，隔浆板上的孔隙可通过空气，也可被砂浆中的骨料堵塞，从而阻止砂浆的流动，按次序一个套筒一个套筒进行灌浆，保证灌浆质量。

隔浆板可采用钢板制作，设孔径小于灌浆骨料粒径的排气孔。排气孔采用机械方法钻孔或制成格栅状，如图4所示。隔浆板可采用反吊的方式挂在套筒口，也可从套筒底部塞入，停止在限位器之前，限位器为灌浆套筒的一部分，在制作灌浆套筒时一并形成，如图5所示。

图4 隔浆板

图5 隔浆板安装示意

1.1 双排钢筋套筒连接

采用双排钢筋和灌浆套筒的预制墩柱和墙体，出浆口与入浆口在同侧，适用于实心墩柱和墙体(见图6a)；出浆口与入浆口在异侧，适用于空心墩柱(见图6b)。为避免堵塞灌浆通道，需在靠近出浆口的位置设置隔浆板。

图6 双排钢筋套筒并联连接

1.2 多排钢筋套筒连接

采用多排钢筋和套筒并联连接的大型预制混凝土墩柱，上下水平连接管连接同列套筒，且只有1组灌浆出口和入口，如图7所示。

图7 多排钢筋套筒并联连接

最末排套筒不设置隔浆板，其他各套筒均设置隔浆板。灌浆从入浆口最近的套筒开始，灌浆饱满后，骨料堵塞隔浆板，该套筒灌浆结束，进行下一个套筒的灌浆。灌浆有序进行，直至将所有套筒灌满。

1.3 套筒分组设置

采用多排钢筋和套筒的大型墩柱，可分组进行灌浆，以使灌浆通道更加通畅。如图8所示，一组出浆口和入浆口在预制构件的同侧，另一组在异侧。

图8 多排钢筋套筒并联分组连接

除最末排套筒外，第1组其他各排套筒均需设置隔浆板。第2组首排套筒不设隔浆板，其他各排套筒均设置，这样可保证灌浆有序进行，且每个套筒灌浆饱满。

2 密集套筒并联连接应用

新技术在深圳某装配式桥梁工程中得到部分应用。该工程采用1.6m方形预制墩柱，双排钢筋，采用钢套筒连接。施工分预制厂制作和现场安装两部分。

1)预制厂制作 钢筋和套筒在胎架上绑扎成型，隔浆板安装于套筒内；水平连接管采用与套筒相同的材料，与套筒紧密连接，并用钢筋绑扎；将钢筋笼吊入墩柱模板内，浇筑混凝土并养护，形成预制墩柱。

2)现场安装 先进行墩柱预安装，再铺砂垫层，吊装墩柱到位，采用千斤顶调整垂直度。灌浆料使用前需进行堵塞试验，保证骨料能够堵塞隔浆板孔洞。现场将灌浆料注入入浆口，出浆口保持开启以排出空气。由于靠近出浆口的套筒设置了隔浆板，气体能从套筒内经隔浆板向上排出，但浆料受阻不会流出隔浆板，从而继续流向第2排套筒直至注满该套筒。砂浆从出浆口流出，检查出浆质量合格后，停止灌浆。

通过采用该技术，减少41%灌浆时间，节省约11%灌浆材料和8.7%管材，改善了预制构件外观，提高了墩柱整体性。

3 结语

预制装配化施工的混凝土构件常采用钢套筒连接。对于大型混凝土构件，如大型桥梁墩柱和大型工民建墙柱，钢筋会有多排，若每个套筒都设单独出浆口和入浆口，则会影响混凝土表面的外观和耐久性。采用套筒并联连接方式，可减少灌浆套筒通道和出入口，改善预制构件的外观和整体性，提高构件耐久性。