钢筋套筒灌浆连接技术主要用于整体装配式混凝土结构建筑的竖向结构受力钢筋的连接。依据结构构件的位置、尺寸、和在结构受力体系部位的不同, 钢筋套筒灌浆接头的质量, 对于结构受力和建筑抗震都具有较重要的作用。而且钢筋套筒灌浆接头属于隐蔽工程, 具有不可视的特点, 给质量监督和检测带来了较大的困难。

因结构构件主要依靠钢筋套筒灌浆节点进行连接和传力, 规范对灌浆连接的高度做出明确规定不小于连接钢筋直径的8倍, 这是主要参数, 此外还有套筒质量、套筒与灌浆料的匹配性、灌浆料的强度、灌浆密实度、接头抗拉强度、接头变形性能等诸多的质量控制参数, 来确保钢筋套筒灌浆连接的可靠性。正因为需要控制的参数较多, 且除了原材料厂家生产外, 浆料拌制、钢筋对孔、坐浆、注浆等工艺均为现场人工操作, 不确定度或风险较大。某些地区将此工艺列为较大风险源项目进行严格监管, 甚至提出要求减少此类工艺的应用。

材料缺陷中, 危害较大的是预制构件中钢筋位置的偏差和长度的不足, 在工程实际中, 工人吊装过程中遇到钢筋入不了套筒, 往往一切了之。此外, 套筒自身机械强度低、与浆料匹配性差等问题, 也导致了一部分的灌浆连接抗拉强度达不到设计要求等质量问题。

在实际操作过程中, 虽然灌浆料会有一定的膨胀率、流动度要求, 但因浆料泌水和坐浆不密实导致的灌浆中期套筒液面回落, 灌浆高度、密实度达不到设计要求, 也是目前部分地区装配式结构遇到较多的问题。而依前文所述, 因浆料拌制也是人工操作, 配比和加水的时机、搅拌的程度、流动度的现场测试等均会影响灌浆的质量。

1) 建设单位应选择具备钢筋套筒灌浆连接检测经验和资质的检测单位, 从原材料到现场实体, 要求检测机构做好相应检测服务。

2) 施工单位应将钢筋套筒灌浆工艺列为专项施工内容, 编制方案, 现场灌浆班组要经过专业灌浆培训, 对浆料配制、灌注时机、试块留置和问题处理有较为丰富的经验, 施工单位现场要有质量员对每个节点进行检查, 并摄像留置资料。

3) 监理单位应编制钢筋套筒灌浆的旁站方案, 逐点进行旁站, 记录正常灌浆的过程和灌浆出现的异常情况及其处理过程。对班组的违规情况, 应及时予以制止, 并督促进行整改。监理工程师应及时要求施工单位做出灌浆检查记录和隐蔽验收记录, 并予以签字确认。

4) 提前制定钢筋套筒灌浆连接的检测方案, 包括原材料检测方案、工艺试验方案和实体检验方案, 其中对钢筋套筒灌浆进行的实体检测, 宜采取在相应操作面制作同一联通腔的结构体外同条件试件方式, 减少对结构的损伤。

5) 设计单位也可结合构件受力的情况, 在深化设计时, 选用全灌浆套筒, 并适当提高套筒灌浆的高度。

钢筋套筒灌浆连接的检测, 依据规范可以进行制作同样施工条件下的试件, 并进行检测, 但试件制作的浆料和灌浆操作与实际现场的情况又不太一致, 所以具有较高可靠性的检测, 只能依靠破损构件, 取出套筒接头进行实验室检测。

套筒灌浆接头质量检验检测, 依据现行规范和技术规程, 主要有灌浆料强度检测、灌浆密实度检测和接头抗拉强度检测3个主要控制指标 (见表1) 。

按照前文所述, 规范给出的钢筋套筒灌浆主要参数检测为单项指标的经验方法, 如对套筒灌浆密实度的取样数量只有江苏省地方标准明确提出, 各规范对抗拉强度检验批划分和取样数量的说法并不一致。笔者认为, 依据GB 50300-2013《建筑工程施工质量验收统一标准》给出的抽样方案, 当采用计数方案时, 对套筒灌浆接头进行的抽样, 可参照规范附表3.0.9检验批最小抽样数量进行取样。当然, 现场还可采取一次、二次抽样方案, 具体检测方案要在检测实施前制定。

现行规范对灌浆料强度单项指标都有明确的检验批划分、检测数量要求, 且较一致, 以层为检验批, 留置28 d试件, 并以试件抗压强度值是否符合设计要求作为判定灌浆料强度合格的依据。

对灌浆饱满单项指标, 现行规范是以出浆孔出浆为初步判定依据, 具体检查是以检查灌浆记录为准, 辅以制作平行模拟试件, 对模拟试件进行检验。其中只有江苏省技术规程给出了模拟试件检测的数量和范围, 每1 000个抽3个, 但各规范、规程均未给出灌浆密实度的判定指标。因设计规范有对钢筋套筒内钢筋锚固长度的要求, 灌浆饱满密实, 可视为锚固长度达到设计要求, 所以对灌浆高度的测量可视为对密实度的判定依据。检测方式可以为纵向剖开套筒, 观察及测量套筒内灌浆料的分部情况是否连续及有效高度 (见图1) 。

关于钢筋套筒灌浆接头抗拉强度单项指标检验批的划分方式, JGJ 355-2015《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》^[1]和DGJ 32/J184-2016《装配式结构工程施工质量验收规程》^[2]均提出以1 000个接头为一个检验批, 但DGJ 32/J184-2016《装配式结构工程施工质量验收规程》的3.0.10条又提出分项工程要以层为单位划分检验批, 与具体条款有冲突。目前阶段, 笔者较倾向于按楼层划分检验批, 如每层套筒数量>1 000个, 按每1 000个套筒为一个检验批。关于抗拉强度不合格的判定, 综合采取DGJ 32/J184-2016《装配式结构工程施工质量验收规程》和JGJ 107-2016《钢筋机械连接技术规程》中的要求, 检测试件3个中有1个不合格, 可再取6个进行复检, 复检中有1个不合格, 则该检验批判定不合格, 也即复检应全数合格。

钢筋套筒灌浆接头的抗拉强度、灌浆料强度和灌浆的密实性都是规范的主控项目, 但规范未明确不合格判定的具体方法。如接头的抗拉强度符合设计要求, 但灌浆试块评定不合格, 或灌浆高度不满足设计要求, 设计单位不予核定计算时, 是否可以扩大检测后予以再次验证?部分现场检测案例表明, 对钢筋套筒灌浆接头的质量判定参数较多, 要求灌浆高度达到设计值, 最终还是为了接头强度能符合一般性受力要求和地震荷载下的受力要求。如灌浆高度少于设计要求, 但接头抗拉强度检测结果符合设计要求时, 还应按JGJ 355-2015《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》进行反复拉压循环和变形性能的检测, 如力学性能均符合要求, 可判定连接节点质量符合要求, 否则应予以补强。

装配式剪力墙结构是目前应用较多的装配形式, 钢筋套筒灌浆接头的质量直接影响了结构稳定性和变形性能, 所以首先要做好现场的施工管理, 其次是采用可靠的检测方案, 进行可评判的实体检测或留样检测, 最后要做好相关数据的收集整理和评定工作。