什么是鋼筋套筒灌漿連接應用技術規(guī)程規(guī)范

隨著裝配式混凝土結構近年來在我國快速發(fā)展，鋼筋套筒灌漿連接這種新型鋼筋連接方式的應用逐漸增多。作為鋼筋套筒灌漿連接設計、施工及驗收的主要依據(jù)，《鋼筋套筒灌漿連接應用技術規(guī)程》JGJ 355-2015已于2015年9月1日正式實施。
　　本文介紹了《規(guī)程》主要技術規(guī)定，原發(fā)于《混凝土世界》雜志2015年第7期。
　　1、立項背景和編制過程

 　　鋼筋套筒灌漿連接作為新型裝配式混凝土結構的主要鋼筋連接方式，近年來在國內快速發(fā)展。由于缺少針對性的技術標準，套筒灌漿連接相當長一段時間被當做機械連接的一種形式，施工及驗收僅能參照行業(yè)標準     《鋼筋機械連接技術規(guī)程》JGJ107（以下簡稱“《機械連接規(guī)程》”）的有關規(guī)定。但鋼筋套筒灌漿連接接頭（以下簡稱“接頭”）由三種材料（鋼筋、灌漿套筒、灌漿料）組成，其受力機理、施工操作、質量檢驗等方面均不 同于普通機械連接。
　　為規(guī)范鋼筋套筒灌漿連接技術的產品生產與應用，住房和城鄉(xiāng)建設部立項編制了灌漿料、灌漿套筒兩本產品標準與應用技術規(guī)程，其中行業(yè)產品標準《鋼筋連接用灌漿套筒》JG/T 398-2012、《鋼筋連接用套筒灌漿料》JG/T 408-2013完成編制較早。
　　《鋼筋套筒灌漿連接應用技術規(guī)程》JGJ 355-2015（以下簡稱“《規(guī)程》”）于2015年1月由住房和城鄉(xiāng)建設部正式發(fā)布，自2015年9月1日起實施?！兑?guī)程》編制過程中，編制組完成了國內主要產品接頭的型式檢驗及鋼筋套筒灌漿連接混凝土柱抗震性能試驗（圖1），對主要技術問題進行反復論證，并進行了工程調研與廣泛征求意見。審查會議認為，《規(guī)程》較全面反映了我國近年鋼筋套筒灌漿連接技術應用情況，為進一步規(guī)范其應用提供了依據(jù)，有利于該項技術在我國的推廣應用，總體上達到國際先進水平。
　　2、適用范圍及章節(jié)設置
　　《規(guī)程》適用于非抗震設防及抗震設防烈度為6度至8度地區(qū)，主要原因為缺少9度區(qū)的工程應用經驗。因缺少接頭疲勞試驗數(shù)據(jù)，《規(guī)程》未包括疲勞設計要求內容。鋼筋套筒灌漿連接采用金屬套筒，多用于豎向構件鋼筋對接，也可用于預制構件及既有建筑與新建結構相連時的水平鋼筋對接。
　　裝配式混凝土結構中還有鋼筋漿錨搭接連接的連接方式，其一般不采用金屬套筒，且具有單獨的施工操作方法，本規(guī)程未包括此內容。對于其他采用金屬熔融灌注的套筒連接，其應用應符合《機械連接規(guī)程》的有關規(guī)定。
　　《規(guī)程》的章節(jié)設置與《機械連接規(guī)程》基本相同，包括總則、術語、基本規(guī)定、設計、接頭型式檢驗、施工、驗收基本規(guī)定及附錄?！兑?guī)程》頒布實施后，將作為鋼筋套筒灌漿連接施工與驗收的基本技術要求。
　　3、材料要求
　　灌漿套筒應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《鋼筋連接用灌漿套筒》JG/T 398的有關規(guī)定。灌漿套筒主要有兩種（圖1）：兩端均采用套筒灌漿連接的全灌漿套筒；一端采用套筒灌漿連接，另一端采用機械連接方式的半灌漿套筒。
　　考慮我國鋼筋的外形與工程實際情況，《規(guī)程》對灌漿套筒灌漿連接端最小內徑提出了要求（表1），還規(guī)定了灌漿連接端用于鋼筋錨固的深度不宜小于8倍鋼筋直徑的要求。如采用小于8倍的產品，可將產品型式檢驗報告作為應用依據(jù)。
　　表1灌漿套筒灌漿段最小內徑尺寸要求
　　《規(guī)程》規(guī)定灌漿料性能及試驗方法應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《鋼筋連接用套筒灌漿料》JG/T 408的有關規(guī)定，并提出了抗壓強度、膨脹率及工作性能等檢驗要求。灌漿料的基本強度要求為28d強度不小于85MPa。企業(yè)也可開發(fā)更高強度的灌漿料，但應以型式檢驗報告作為應用依據(jù)，并按更高的設計強度對灌漿料進行驗收。
　　《規(guī)程》與《裝配式混凝土結構技術規(guī)程》JGJ 1-2014均未要求使用同一單位生產的灌漿套筒和灌漿料，但《規(guī)程》要求“應采用由接頭型式檢驗確定的相匹配的灌漿套筒、灌漿料”。工程中如采購不同企業(yè)產品，應由采購方完成包括型式檢驗在內的所有試驗，并對接頭質量負責；同樣，施工中如更換灌漿套筒、灌漿料，造成二者不匹配，同樣要重新完成型式檢驗、工藝檢驗、套筒進場檢驗等檢驗項目。從可靠、簡便及責任明確的角度出發(fā)，應采用同一企業(yè)的產品。
　　4、接頭性能要求
　　《規(guī)程》要求套筒灌漿連接接頭應滿足強度和變形性能要求，即滿足單向拉伸、高應力反復拉壓、大變形反復拉壓的檢驗項目要求。
　　《規(guī)程》第3.2.2條的強制性條文要求“接頭的抗拉強度不應小于連接鋼筋極限強度標準值，且破壞時應斷于接頭外鋼筋”。此規(guī)定主要考慮鋼筋套筒灌漿連接目前主要用于裝配式混凝土結構中墻、柱底部鋼筋同截面鋼筋100%連接處，且在框架柱中多位于箍筋加密區(qū)部位，并結合我國目前灌漿施工實際條件后提出的。此規(guī)定高于《機械連接規(guī)程》Ⅰ級接頭的要求，對于半灌漿接頭，為保證機械連接端滿足此要求，需要在普通機械連接工藝基礎上予以改進，以保證破壞時斷于鋼筋。
　　考慮到鋼筋可能超強，《規(guī)程》第3.2.5條規(guī)定接頭加載過程中拉力達到連接鋼筋抗拉荷載標準值的1.15倍而未發(fā)生破壞時，應判為抗拉強度合格，可停止試驗。此規(guī)定可作為接頭產品開發(fā)的依據(jù)。
　　為保證接頭在混凝土構件中的受力性能不低于連接鋼筋，《規(guī)程》第3.2.3條要求接頭的屈服強度不應小于連接鋼筋屈服強度標準值，僅型式檢驗和工藝檢驗有此要求。
　　接頭對中單向拉伸、高應力反復拉壓、大變形反復拉壓的加載與變形要求同《機械連接規(guī)程》。
　　5、設計要求
　　《規(guī)程》要求設計應符合國家現(xiàn)行標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB 50010、《建筑抗震設計規(guī)范》GB 50011、《裝配式混凝土結構技術規(guī)程》JGJ 1的有關規(guī)定，并提出構件混凝土強度等級不宜低于C30、全截面受拉構件同一截面不宜全部采用鋼筋套筒灌漿連接、構件中灌漿套筒的凈距不應小于25mm、灌漿套筒長度范圍內預制柱箍筋與預制混凝土墻最外層鋼筋混凝土保護層最小厚度分別為20mm與15mm的規(guī)定。
　　對于采用套筒灌漿連接的混凝土構件，《規(guī)程》第4.0.5條提出了設計需要注意的細節(jié)問題：
　?。?）連接鋼筋的強度等級不應高于灌漿套筒產品規(guī)定的連接鋼筋強度等級；
　?。?）連接鋼筋的直徑規(guī)格不應大于灌漿套筒產品規(guī)定的連接鋼筋直徑規(guī)格，且不宜小于灌漿套筒產品規(guī)定的連接鋼筋直徑規(guī)格一級以上；
　?。?）構件配筋方案（鋼筋間距、縱筋數(shù)量、箍筋加密區(qū)長度等）應根據(jù)灌漿套筒外徑、長度及灌漿施工要求確定；
　　（4）構件鋼筋插入灌漿套筒的錨固長度應符合灌漿套筒參數(shù)要求；
　?。?）豎向構件配筋設計應結合灌漿孔、出漿孔位置；
　?。?）底部設置鍵槽的預制柱，應在鍵槽處設置排氣孔。
　　6、接頭型式檢驗
　　針對接頭由三種材料組成的實際特點，《規(guī)程》在參照普通機械連接接頭型式檢驗的基礎上，提出了針對性要求?！兑?guī)程》實施后，以往以《機械連接規(guī)程》為依據(jù)的接頭型式檢驗報告均將作廢，需按《規(guī)程》要求重新完成。
　　6.1檢驗的條件
　　確定接頭性能時，灌漿套筒材料、工藝、結構改動時，灌漿料型號、成分改動時，鋼筋強度等級、肋形發(fā)生變化時，及型式檢驗報告超過4年，均需重新進行型式檢驗。
　　6.2檢驗的試件與檢驗項目
　　考慮工程中接頭連接鋼筋對接的可能性很小，《規(guī)程》增加了3個偏置單向拉伸試件要求（如圖2），型式檢驗的試件總數(shù)為12個。
　　為保證型式檢驗試件真實可靠，且采用與實際應用相同的灌漿套筒、灌漿料，《規(guī)程》要求試件制作應在型式檢驗單位監(jiān)督下由委托單位制作。
　　由于試驗時需要控制灌漿料強度，《規(guī)程》建議采用灌漿料拌合物制作不少于2組強度試件?？紤]到預估灌漿料抗壓強度等情況，實踐中建議再多留一些試件。
　　接頭試件及灌漿料試件應在標準養(yǎng)護條件下養(yǎng)護。
　　6.3灌漿料強度
　　型式檢驗時的灌漿料強度宜與工程實際情況基本一致，不應過高或過低?！兑?guī)程》規(guī)定了型式檢驗時的灌漿料強度范圍，對28d強度85MPa的灌漿料，要求接頭拉伸試驗當天的灌漿料抗壓強度為80MPa-95MPa，否則為無效檢驗。滿足強度區(qū)間的持續(xù)時間并不會太長，上述規(guī)定實際上也是規(guī)定了型式檢驗的時間范圍。如試驗時間過晚而造成灌漿料強度超過上限，則所有接頭試件均將作廢。
　　6.4試驗方法
　　除《規(guī)程》規(guī)定內容外，接頭型式檢驗試驗方法均同《機械連接規(guī)程》。考慮到偏置單向拉伸接頭試件的特點，《規(guī)程》規(guī)定僅量測抗拉強度，故采用零到破壞的一次加載制度即可。在考慮接頭變形特性的情況下，《規(guī)程》提出計算大變形反復拉壓試驗變形加載值時，灌漿套筒范圍內的計算長度對全灌漿套筒連接取套筒長度的1/4，對半灌漿套筒連接取套筒長度1/2，此規(guī)定僅適用于變形加載值確定，變形量測的標距仍同《機械連接規(guī)程》。
　　6.5合格判定與表格
　　《規(guī)程》要求12個接頭試件的抗拉強度實測值均應符合《規(guī)程》第3.2.2條要求，且3個對中試件、3個偏置試件的屈服強度實測值尚應符合《規(guī)程》第3.2.3條要求。殘余變形和最大力下總伸長率應符合《規(guī)程》第3.2.6條的規(guī)定。
　　《規(guī)程》附錄A給出了型式檢驗報告的格式，檢測機構出具的檢驗報告應符合此要求。報告排版可以修改，但內容要符合附錄A的規(guī)定，不得少項。
　　7、施工要求
　　7.1基本要求
　　套筒灌漿連接施工應編制專項施工方案，施工方案應包括灌漿套筒在預制生產中的定位、構件安裝定位與支撐、灌漿料拌合、灌漿施工、檢查與修補等內容。灌漿施工的操作人員應經專業(yè)培訓后上崗，培訓一般宜由接頭提供單位的專業(yè)技術人員組織。對于首次施工，宜選擇有代表性的單元宜在正式施工前通過試制作、試安裝、試灌漿驗證施工方案、施工措施的可性能。施工現(xiàn)場灌漿料宜存儲在室內，并應采取防雨、防潮、防曬措施。
　　7.2構件制作
　?。?）預制構件鋼筋及灌漿套筒的安裝應采取可靠措施，以保證連接鋼筋在全灌漿套筒中的插入深度、灌漿套筒與構件底部模板的垂直、灌漿套筒的可靠密封、灌漿管與出漿管的準確定位等。
　?。?）對半灌漿連接，機械連接端的鋼筋絲頭加工、連接安裝、質量檢查應符合《機械連接規(guī)程》的有關規(guī)定。
　?。?）構件混凝土澆筑前，應參考現(xiàn)行國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》GB 50204（以下簡稱“《驗收規(guī)范》”）的有關規(guī)定進行隱蔽工程驗收。
　?。?）預制構件制作及運輸過程中，應對外露鋼筋、灌漿套筒分別采取包裹、封蓋措施。
　　（5）預制構件出廠前，應對灌漿套筒的灌漿孔和出漿孔進行透光檢查，并清理灌漿套筒內的雜物。
　　7.3偏差控制
　　預制構件及后續(xù)施工偏差控制是影響接頭施工質量的重要因素，規(guī)程對預制構件及現(xiàn)澆結構施工后的尺寸偏差要求如表2。表2遠高于常規(guī)預制構件、現(xiàn)澆結構的要求，施工中應采取可靠措施以滿足要求?！兑?guī)程》第7章主要規(guī)定與灌漿套筒有關的驗收要求，預制構件進場及現(xiàn)澆結構施工后，應按表2及《驗收規(guī)范》的要求進行允許偏差驗收。
　　表2預制構件及現(xiàn)澆結構施工后的允許偏差要求
　　7.4安裝施工準備
　　（1）連接部位現(xiàn)澆混凝土施工過程中，應采取設置定位架等措施保證外露鋼筋的位置、長度和順直度，并應避免污染鋼筋。
　?。?）預制構件吊裝前，應檢查構件的類型與編號。當灌漿套筒內有雜物時，應清理干凈。
　?。?）預制構件就位前，應檢查現(xiàn)澆結構與預制構件的結合面；且外露連接鋼筋的表面不應粘連混凝土、砂漿，不應發(fā)生銹蝕；當外露連接鋼筋傾斜時，應進行校正。
　?。?）預制柱、墻安裝前，應在預制構件及其支承構件間設置墊片。宜采用鋼質墊片。可通過墊片調整預制構件的底部標高和構件垂直度；《規(guī)程》還提出了墊片處混凝土局部受壓驗算方法。
　　7.5灌漿施工準備
　?。?）應根據(jù)構件類型合理選擇灌漿施工及構件安裝方式。鋼筋水平連接時，灌漿套筒應各自獨立灌漿；豎向構件宜采用連通腔灌漿，并應合理劃分連通灌漿區(qū)域；豎向預制構件不采用連通腔灌漿方式時，構件就位前應設置座漿層。
　　（2）預制柱、墻的安裝的臨時固定措施設置應符合現(xiàn)行國家標準《混凝土結構工程施工規(guī)范》GB 50666的有關規(guī)定；
　?。?）采用連通腔灌漿方式時，灌漿施工前應對各連通灌漿區(qū)域進行封堵，且封堵材料不應減小結合面的設計面積。
　?。?）水平灌漿套筒連接主要用于預制梁和既有結構改造現(xiàn)澆部分的鋼筋連接，《規(guī)程》第6.3.7條提出了詳細的施工措施要求。
　　7.6灌漿施工
　?。?）《規(guī)程》第6.3.8條對灌漿料用水、加水量、攪拌作出規(guī)定，并要求灌漿施工中每工作班應檢查灌漿料拌合物初始流動度不少于1次，灌漿料強度檢驗試件的留置數(shù)量應符合驗收及施工控制要求。
　　（2）《規(guī)程》第6.3.9條對灌漿施工提出了詳細的要求：灌漿操作全過程應有專職檢驗人員負責現(xiàn)場監(jiān)督并及時形成施工檢查記錄，檢查記錄應包括可以證明灌漿施工質量的照片、錄像資料；環(huán)境溫度應符合灌漿料產品使用說明書要求，不宜低于5℃且不得低于0℃，高于30℃時應采取降溫措施；豎向鋼筋連接應采用壓漿法從灌漿套筒下灌漿孔注入；連通腔灌漿宜采用一點灌漿的方式，當一點灌漿遇到問題而需要改變灌漿點時，已封堵灌漿孔、出漿孔應重新打開，待灌漿料拌合物再次流出后進行封堵；灌漿料宜在加水后30min內用完；散落的灌漿料拌合物不得二次使用；剩余的拌合物不得再次添加灌漿料、水后混合使用。
　?。?）灌漿質量是影響接頭連接性能的主要因素?！兑?guī)程》第6.3.10條規(guī)定了灌漿施工無法出漿時的建議措施：對于未密實飽滿的豎向連接，當在灌漿料加水30min內時，應首選在灌漿孔補灌；當灌漿料拌合物已無法流動時，可從出漿孔補灌，并應采用手動設備結合細管壓力灌漿；補灌應在灌漿料拌合物達到設計規(guī)定的位置后停止，并應在灌漿料凝固后再次檢查其位置符合設計要求；對豎向連接灌漿施工，當灌漿料拌合物未凝固并具備條件時，宜將構件吊起后沖洗灌漿套筒、連接面與連接鋼筋，并重新安裝、灌漿。
　?。?）灌漿料同條件養(yǎng)護試件抗壓強度達到35MPa后（一般為24h），方可進入下一道工序施工；臨時固定措施的拆除應在灌漿料抗壓強度能確保結構達到后續(xù)施工承載要求后進行。
　　8、驗收要求
　　裝配式混凝土結構驗收應符合《驗收規(guī)范》的有關規(guī)定，可劃入裝配式結構分項工程。具體驗收內容如下：
　?。?）型式檢驗報告核查。施工前及工程驗收時均應核查型式檢驗報告：應由接頭提供單位提交所有規(guī)格接頭的有效型式檢驗報告；型式檢驗報告應在4年有效期內，可按灌漿套筒進廠（場）日期確定；型式檢驗報告的內容應符合《規(guī)程》附錄A的規(guī)定，并與現(xiàn)場灌漿套筒、灌漿料應用情況一致。
　?。?）灌漿套筒進廠（場）應驗收外觀質量、標識和尺寸偏差。
　?。?）灌漿料進場驗收。灌漿料進場時，應對灌漿料拌合物30min流動度、泌水率及3d抗壓強度、28d抗壓強度、3h豎向膨脹率、24h與3h豎向膨脹率差值進行檢驗。
　　（4）接頭工藝檢驗。灌漿施工前，應對不同鋼筋生產企業(yè)的進場鋼筋進行接頭工藝檢驗：應模擬施工條件制作3個對中接頭試件和不少于1組的灌漿料強度試件，接頭試件及灌漿料試件均應標養(yǎng)28d；接頭工藝檢驗的內容為接頭試件的抗拉強度、屈服強度及殘余變形，灌漿料抗壓強度；工藝檢驗可復檢。
　?。?）灌漿套筒進廠（場）接頭力學能能檢驗。灌漿套筒進廠（場）時，按不超過1000個灌漿套筒為一批，每批隨機抽取3個灌漿套筒制作對中連接接頭試件標養(yǎng)28d，并進行抗拉強度檢驗。此項為強制性條文，且不可復檢。
　?。?）預制構件進場驗收。按《驗收規(guī)范》第9章的有關規(guī)定執(zhí)行。對于專業(yè)企業(yè)生產的預制構件，進場時應按《規(guī)程》的有關規(guī)定提供驗收資料：套筒灌漿接頭型式檢驗報告；套筒進場外觀檢驗報告；第一批灌漿料進場檢驗報告；接頭工藝檢驗報告；套筒進場接頭力學性能檢驗報告；等等。
　?。?）灌漿施工中灌漿料按批檢驗。灌漿施工中，每工作班取樣不得少于1次，每樓層取樣不得少于3次，每次抽取1組試件標養(yǎng)28d后進行抗壓強度試驗。
　?。?）灌漿質量檢驗。灌漿應密實飽滿，所有出漿口均應出漿。
　　對于裝配式混凝土結構，當灌漿套筒埋入預制構件時，以上2~5項檢驗應在預制構件生產前或生產過程中進行（其中第3項灌漿料進場為第一批），此時安裝施工單位、監(jiān)理單位應將部分監(jiān)督及檢驗工作向前延伸到構件生產單位。第4、5項檢驗的接頭試件可在預制構件生產地點制作，也可在灌漿施工現(xiàn)場制作，并宜由現(xiàn)場灌漿施工單位（隊伍）完成。如工藝檢驗在構件生產地點完成，而接頭不是由現(xiàn)場灌漿施工單位（隊伍）制作完成，則在現(xiàn)場灌漿前應再次進行一次工藝檢驗。
　　9、小結
　　《規(guī)程》實施后，將作為鋼筋套筒灌漿連接設計、施工及驗收的主要依據(jù)
　　《規(guī)程》與《機械連接規(guī)程》的主要不同之處總結如表3。
　　表3 JGJ355與JGJ107規(guī)定的主要不同之處
　　《規(guī)程》的貫徹實施，將對促進鋼筋套筒灌漿連接施工質量提高及裝配式混凝土結構發(fā)展發(fā)揮重要作用。歡迎讀者對《規(guī)程》提出意見和建議，以便不斷修訂完善。

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