淺談一種預制柱灌漿套筒進出漿孔成孔工藝

溫秋平， 歐陽征， 王啟雁， 寧倩文

(四川華西綠舍建筑科技有限公司， 四川德陽 618000)

1 鋼筋套筒灌漿連接

國家“十四五”規(guī)劃對建筑業(yè)的影響深遠，生態(tài)文明建設、綠色發(fā)展、碳達峰、碳中和、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化建設倒逼建筑業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展。國家及相關(guān)部門密集出臺建筑產(chǎn)業(yè)工業(yè)化、綠色建筑、裝配式建筑等系列政策，加速推動裝配式建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展[1]。鋼筋套筒灌漿連接作為裝配式結(jié)構(gòu)可靠的連接方式之一，現(xiàn)已廣泛運用于住宅、公共和工業(yè)建筑中。目前在帶有鋼筋連接用灌漿套筒的預制混凝土構(gòu)件制作時，要求灌漿套筒的進出漿孔與構(gòu)件表面貫通，形成通暢的灌漿料流動通道，從而實現(xiàn)灌漿套筒灌漿飽滿。因此灌漿套筒進出漿孔成孔質(zhì)量直接關(guān)系到預制構(gòu)件合格率，以及裝配式混凝土結(jié)構(gòu)連接的安全性和可靠性，是預制構(gòu)件生產(chǎn)過程中重要的控制環(huán)節(jié)。本文提出一種用橡膠堵頭代替原PVC或波紋管的全新灌漿套筒進出漿孔成孔工藝，旨在提高預制構(gòu)件中鋼筋連接用灌漿套筒進出漿孔成孔質(zhì)量和效率。

2 預制柱成孔工藝現(xiàn)狀

2.1 PVC管成孔工藝

現(xiàn)階段生產(chǎn)有灌漿套筒預制柱通常做法是：采用PCV管套在灌漿套筒進出漿孔上，PVC管另一端用膠帶、泡沫棒封堵后抵靠在模板面，待構(gòu)件脫模后再取出PVC管內(nèi)密封材料，從而形成通暢灌漿的通道。此方式因PVC管與模板面不能緊密頂靠、與模板面不垂直，導致灌漿套筒進出漿孔周圍混凝土漏漿、蜂窩、不密實等影響構(gòu)件質(zhì)量問題。甚至在混凝土澆筑過程中PVC管脫落，導致進出漿孔堵塞、構(gòu)件報廢。該成孔工藝導致材料浪費(PVC管)、構(gòu)件修補、構(gòu)件作廢等，造成構(gòu)件生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量低下，從而影響生產(chǎn)成本。

2.2 波紋管成孔工藝

帶灌漿套筒的預制柱件也常采用波紋管+磁釘?shù)姆绞竭M行制作。波紋管一端固定在灌漿套筒進出漿孔上，另一端采用磁釘?shù)姆绞焦潭ㄔ阡撃＞呱?，待?gòu)件脫模后再取出磁釘，從而形成灌漿通道[2-3]。

該方式在一定程度上解決了進出漿孔周圍的混凝土表觀質(zhì)量問題，但是在生產(chǎn)過程中磁釘存在位移，甚至沒入混凝土中導致構(gòu)件報廢，同時該方式增加磁釘固定和定位工序，降低構(gòu)件生產(chǎn)效率。在現(xiàn)場灌漿作業(yè)時因為部分波紋管管線過長，灌漿壓力損失較大，漿料在灌漿過程中流動度損失大，導致部分孔位不出漿或出漿慢，影響灌漿質(zhì)量和灌漿效率。

3 不同成孔工藝對比試驗

選擇預制柱截面尺寸600 mm×600 mm，采用全灌漿套筒，分別對PVC管成孔工藝、波紋管成孔工藝、橡膠堵頭成孔工藝進行預制柱制作對比試驗。

試驗發(fā)現(xiàn)PVC管成孔工藝制作的預制柱進出漿處混凝土普遍存在漏漿、成孔不規(guī)則現(xiàn)象，見圖1。波紋管成孔工藝存在波紋管易破碎、磁釘固定與脫取困難、生產(chǎn)效率低等情況，其成孔方式見圖2。通過對比，橡膠堵頭成孔工藝制作的預制柱表觀質(zhì)量、成孔質(zhì)量、生產(chǎn)效率、材料利用率等方面均優(yōu)于PVC管和波紋管成孔工藝，見圖3。

圖1 PVC管成孔方式及預制構(gòu)件成型效果

圖2 波紋管成孔方式

圖3 橡膠堵頭成孔方式及預制構(gòu)件成型效果

4 橡膠堵頭成孔工藝

采用錐形的橡膠堵頭，在預制柱模具合模之前，將橡膠堵頭的錐形小頭塞入灌漿套筒進出漿孔中，待模具合模時，調(diào)整橡膠堵頭大平面尾部完全與模板面緊貼，同時保持橡膠堵頭垂直于灌漿套筒和模板面，從而保證成孔垂直。待預制柱混凝土澆筑、脫模以后，將錐形的橡膠堵頭取出，從而形成規(guī)整、貫通的灌漿孔，見圖3。

當預制柱灌漿套筒進出漿孔方向為非模板面，或者需要引導到其他構(gòu)件面灌漿時，通過旋轉(zhuǎn)其角部灌漿套筒，使進出漿孔朝向可以灌漿作業(yè)的模板面。對于不能通過旋轉(zhuǎn)方式進行橡膠成孔的灌漿套筒，可結(jié)合PVC成孔工藝或波紋管成孔工藝進行進出漿孔成孔。

5 橡膠堵頭成孔工藝原理

橡膠堵頭成孔工藝充分利用灌漿套筒進出漿孔中空、圓形特點，同時根據(jù)進出漿孔與模板面間距范圍固定、橡膠可壓縮變形的特性，在灌漿套筒的進出漿孔處，采用一種特制的橡膠堵頭，在灌漿套筒的進出漿孔處與模具表面形成密實連接，見圖4。因為橡膠的可壓縮性，可確保模板面和橡膠堵頭接觸面沒有縫隙，確保構(gòu)件成型后預留孔道的通暢、構(gòu)件表觀質(zhì)量優(yōu)秀。另外構(gòu)件脫模后，橡膠被壓縮的變形自動恢復，從而使得橡膠堵頭大平面尾部突出構(gòu)件表面，作為工人操作著力點，便于橡膠堵頭取出。

根據(jù)GB50010-2010(2015年版)《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》、JGJ1-2014《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》對預制構(gòu)件混凝土保護層的要求，不同規(guī)格的灌漿套筒進出漿孔與模板面間距為10～40 mm。因此橡膠堵頭的錐形頭長度范圍為30～50 mm，本工藝中采用50 mm，從而保證橡膠堵頭適用于連接鋼筋直徑φ14～φ40 mm的所有灌漿套筒，增加橡膠堵頭的通用性。

通過帶有錐度的圓形橡膠頭，便于工人進行塞入灌漿套筒灌漿孔操作，同時一定錐形長度的橡膠頭設計還能解決不同品牌灌漿套筒灌漿孔大小不一的情況，進一步提高橡膠堵頭的通用性。另外待構(gòu)件脫模后，帶有錐度的橡膠堵頭便于該工裝從預制柱上退出。另外橡膠堵頭尾部為一定面積的平整面，能與模具平面緊貼，防止橡膠堵頭在模具合模、混凝土澆筑等工序時移動，保證進出漿成型孔不移位且通暢。

以上方式確保了灌漿套筒進出漿孔處混凝土成型的質(zhì)量，使得構(gòu)件表面密實、平整，構(gòu)件進出漿孔規(guī)整、貫通，同時能減少預制柱生產(chǎn)工序，從而提高其生產(chǎn)效率，有效降低生產(chǎn)成本。

圖4 橡膠堵頭示意及實物

6 效益分析

在裝配式建筑中，預制柱主要采用鋼筋套筒灌漿連接，上、下柱通過灌漿套筒與微膨灌漿料連接。預制柱具有整體性好、抗震性能好、剛度大、抗裂性好等，易實現(xiàn)裝配式建筑工業(yè)化(設計標準化、制造工業(yè)化、施工裝配化、管理信息化)，同時構(gòu)件制作不受季節(jié)和氣候的限制，能有效保證構(gòu)件質(zhì)量。

帶有灌漿套筒的預制柱制作時，灌漿套筒進出漿孔成孔質(zhì)量直接關(guān)系到預制構(gòu)件合格率，以及裝配式混凝土結(jié)構(gòu)連接的安全性和可靠性。因此，預制柱灌漿套筒進出漿孔成孔工藝適用于帶有灌漿套筒的預制混凝土構(gòu)件，尤其是預制柱這類側(cè)模板較高、鋼筋籠入模后無操作空間安裝進出漿成孔管道的構(gòu)件。

采用橡膠堵頭進行灌漿套筒進出漿孔成孔工藝有幾方面具有明顯優(yōu)勢：

(1)橡膠具有良好的彈性，通過適當加長橡膠堵頭，能大幅提升其通用性。同時加長的橡膠堵頭通過模板的擠壓，能更好緊貼在模具表面，具有良好的穩(wěn)固性和密封性，從而提升灌漿套筒進出漿孔附近的混凝土外觀成型質(zhì)量。

(2)帶錐形的橡膠堵頭設計，方便其塞入進出漿孔和取出操作，減少安裝灌漿通道管(PVC管/波紋管)和定位、密封、固定通道管工序，有效提升生產(chǎn)效率5%。

(3)橡膠堵頭可多次重復利用，降低生產(chǎn)成本。

(4)有效避免生產(chǎn)過程中PVC管/波紋管、泡沫棒、發(fā)泡劑等建渣的產(chǎn)生。

7 項目實施成效

本技術(shù)成果已成功應用于四川東部新區(qū)草池鎮(zhèn)某工程、成都市高新西區(qū)某中小學及幼兒園工程、成都市東安新城綜合運管中心工程等主體建造施工中。

以上項目通過采用灌漿套筒進出漿孔成孔工藝生產(chǎn)的預制柱，因其外立面平整，能準確快速的安裝定位；灌漿通道通暢，灌漿作業(yè)順利；表觀質(zhì)量優(yōu)秀，后期裝飾工序簡單等優(yōu)勢，保證了上述項目主體施工的順利完工，施工質(zhì)量達到既定目標。

8 結(jié)束語

裝配式建筑是傳統(tǒng)建筑業(yè)與先進制造業(yè)的良性互動，是建筑工業(yè)化和建筑信息化深度融合的產(chǎn)物。推進裝配式建筑發(fā)展，對推動建筑生產(chǎn)方式變革、保障工程建設質(zhì)量安全、促進建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革等具有重要意義[4-5]。作為裝配式建筑的一部分，采用橡膠堵頭進行預制柱灌漿套筒進出漿孔成孔工藝，可以避免使用PCV管或波紋管一類的一次性材料，一定長度的錐形橡膠頭設計，能解決不同品牌、型號灌漿套筒灌進出漿孔大小和模板間距不一的情況，增加其通用性和可操作性。同時，橡膠材料可多次重復利用，有效提高材料重復利用率，減少生產(chǎn)過程中產(chǎn)生廢物垃圾，使其成為構(gòu)件生產(chǎn)過程中使用的一種工具將呈上升趨勢。

綜上，利用橡膠堵頭實現(xiàn)預制柱灌漿套筒進出漿孔成孔工藝綜合效益顯著，在帶鋼筋連接用灌漿套筒的預制柱生產(chǎn)應用應大力推廣。