改革开放以来, 我国的社会经济水平已经不断的提升, 在大规模基础设施建设的发展当中, 建筑产业化的发展已经朝着装配式混凝土结构的方向发展。对于当前的现浇混凝土结构来说, 采用的主要是焊接连接、挤压套筒或者搭接连接的方式来实现钢筋的连接, 这些方式都是采用机械的方式进行连接, 使得连接施工技术相对来说比较复杂, 同时需要具备较高的施工技术。钢筋连接工作的开展, 必须要在浇筑混凝土之前, 这就使得在进行预制混凝土结构的装配式施工当中, 很难与之相适应, 这也就推动了灌浆式套筒连接技术的应用。在具体的施工当中, 根据钢筋与套筒连接方式的差别, 可以将这种技术分为全灌浆式套筒以及半灌浆式套筒, 其中半灌浆套管的优势较为明显, 获得了更多的关注。所以说, 在目前的建筑施工过程中, 半灌浆套筒连接技术的应用, 能够更好的适应装配式施工项目的发展, 在节省灌浆料用量的基础上, 减少钢筋连接的套管, 同时避免一些建筑缺陷的发展, 为装配式结构施工质量的提升做出了巨大的贡献。

在当前的工程施工当中, 全灌浆套筒在进行连接的过程中, 采用灌浆连接的方式来进行两端钢筋的连接, 在被连接的钢筋当中, 使用的都是带肋钢筋。但是在半灌浆式套筒的施工当中, 采用的是螺纹连接的方式, 通过形成一个螺纹接头, 将两端的套筒内部凹凸部分进行连接, 在将无收缩的高强度水泥砂浆灌入到套筒当中, 然后实现两者之间的结合。在进行半灌浆式套筒的施工当中, 主要是发挥出砂浆粘结以及螺纹连接的方式, 实现钢筋的连接, 在当前的应用当中比较广泛。

全灌浆式套筒的传力介质为灌浆材料, 同时套筒的长度必须较长, 从而满足粘结强度的需求。在预埋钢筋与套筒的时候, 需要在套筒的一端孔口进行密封, 采用弹性橡胶密封圈, 从而避免在浇筑的过程中, 将混凝土混入套筒当中。但是在实际施工的过程中, 难度相对较大, 弹性橡胶密封圈在套筒孔口处定位比较苦难, 这就使得其密封效果受到了严重的影响, 使得预制构件质量较差。而对于一些定位偏差较大的预制构件来说, 会出现拼装困难甚至无法拼装的情况。半灌浆式套筒钢筋连接技术相较于全灌浆式套筒钢筋连接来说, 表现出了三方面的特点:

(1) 半灌浆式套筒在施工当中, 能够实现灌浆材料使用量的降低, 同时缩短了长度尺寸。

(2) 半灌浆式套筒的生产效率相对较高, 能够有效的发挥出高强铸件的优势。

(3) 半灌浆式套筒连接技术的应用, 能够使得整个的操作更加的简单, 实现套筒与钢筋之间更为准确的定位, 更好的改善施工质量。

在灌浆式套筒钢筋连接技术的研究当中, 国外建筑行业已经取得了较大的成就, 同时总结出了许多的经验。从目前的研究来看, 这种技术的关键在于提高钢筋与砂浆间的粘结应力, 而粘结应力不仅会受到套筒构造的影响, 同时也与砂浆的抗压轻度与构造有关。对于半灌浆式套筒钢筋连接构造来说, 主要包括套管、高强砂浆、螺纹钢筋以及端锚板等等 (见图1) 。

在套筒制作的过程中, 采用的是球墨铸铁, 套筒的截面构造 (详见图2) 需要按照相应的规范。因此, 在选择相应的制作材料当中, 应该严格的按照国家的相关标准进行, 在抗拉强度控制的时候, 必须要保证其大于600MPa, 同时需要将延伸率控制在3%以上, 对于球化率来说, 应该在85%以上。在进行制作之后, 必须要进行严格的性能检验, 从而提升其自身的质量。套筒一端的孔口尺寸相对较小, 为预埋端, 这一端口需要设置内螺纹, 从而与外螺纹的钢筋相连接。而对于孔口尺寸较大的另一端来说, 为现场装配端, 同时钢筋与该端孔口之间需要保持较大的间隙, 从而保证在安装的过程中能够降低误差与偏差。

在选择套筒灌浆连接的高强砂浆的时候, 必须要保证其性能符合相应的要求 (详见表1) 。

为了更好的对半灌浆式套筒连接试件的实际强度以及变形性能进行试验, 从而确定其性能等级。半灌浆式套筒的实验装置见图3。在具体的连接性能试验当中, 需要进行钢筋试件拉伸试验、套筒试件的单向拉伸试验、套筒试件的高应力反复拉压试验、套筒试件的大变形反复拉压试验等等。

一般情况下, 在确定钢筋的总长度以及突出构件端面的长度时, 需要根据工程设计图来进行。但是如果工程图没有进行相关数据的明确, 就需要根据总钢筋安装长度与构件高度和两端面间垫层的厚度来进行确定, 总钢筋长度等于两者之和。钢筋突出构件端面的长度一般来说不小于20mm, 确定的过程中按照两端面间垫层的厚度与允许钢筋插入套筒的长度之和来进行计算, 而垫层的厚度按照相关设计标准来确定。

在进行套筒与配件进行安装之前, 需要根据相关的设计要求来进行核查。在进行预埋端钢筋安装的时候, 需要将套筒孔口的内螺纹与端头的外螺纹钢筋进行连接, 然后按照规定力矩拧紧。在套筒安装的时候, 需要套入密封柱塞到套筒端面, 然后贴紧端模板, 使用工具将端模板外面的螺母拧紧, 然后在螺栓拉力的作用下, 使橡胶柱塞向外膨胀, 达到套筒内壁与橡胶柱塞紧密贴合的目的, 实现定位密封。在进行安装的时候, 需要注意两端层面的螺纹孔口, 保证其向外与构件端面垂直, 从而为灌浆管与出浆管的对接提供便利的条件。

在进行高强砂浆配制的过程中, 必须要严格的按照相应的配合比, 在相关设计工艺的要求下, 采用高速搅拌机来进行搅拌, 从而保证高强砂浆的均匀。在高强砂浆搅拌好之后, 需要将其导入到灌浆泵当中, 在开动灌浆泵之后, 出浆管当中流出的浆体均匀稠密之后, 暂停灌浆泵, 然后将出浆管与套筒进行连接, 之后重新启动灌浆泵, 进行砂浆灌注。在均匀稠密的浆体从套筒当中溢出之后, 堵住出浆管, 然后关闭灌浆泵。

在半灌浆套筒钢筋连接技术的应用当中, 现场进行预留钢筋与半灌浆套筒连接的过程中, 应该将预留钢筋全部插入到灌浆套筒当中, 对于插入的深度来说, 必须要满足规范要求的锚固深度, 持续8d。灌浆料必须要经过时性检测。对于时性检测来说, 指的是灌浆料从加水搅拌开始, 到灌浆料停止流动所经过的时间。在进行检查之后, 能够更好的对灌浆料的可操作时间进行判断, 同时排除相关的影响因素, 避免由于浆料失效出现凝结缓慢的情况, 同时规避强度降低所产生的质量风险, 从而为灌浆质量的提升提供可靠的保障。除此之外, 需要采取相应的措施来进行漏浆防治。针对不同的情况, 采用的防治措施也各不相同, 小范围的漏浆需要直接进行封堵, 采用干粉状坐浆料作为原材料;而对于漏浆较多的情况来说, 需要在进行干粉状坐浆料封堵的同时, 使用模板进行加固。

对于半灌浆套筒技术在当前的应用当中, 采用的方法主要为粘结连接以及螺纹连接, 这样就能够有效的降低套筒的长度, 实现灌浆使用量的减低。根据相关有限元软件在进行计算之后, 对于外荷载作用在超过钢筋抗拉强度, 就会出现钢筋局部应力过大的情况, 严重的甚至会出现断裂, 而通过套筒应力的作用下, 能够实现屈服强度的降低, 从而保障正常工作, 这就使得在半灌浆式套筒的作用下, 能够保证连接强度, 超越钢筋的强度, 为建筑施工的发展提供了可靠的保障。所以说, 在目前的建筑施工过程中, 半灌浆套筒连接技术的应用, 能够更好的适应装配式施工项目的发展, 在节省灌浆料用量的基础上, 减少钢筋连接的套管, 同时避免一些建筑缺陷的发展, 为装配式结构施工质量的提升做出了巨大的贡献。