钢筋套筒灌浆连接技术工程应用指导

.验收资料之八OVM.GT型钢筋连接用灌浆套筒工程应用指导XX欧维姆机械股份有限公司2015年11月目 录1.应用范围2.适用标准3.性能特点4.全灌浆式钢筋连接套筒构造5.全灌浆式钢筋连接套筒施工工法5.1预制场安装5.2现场构件预制施工工艺-独立灌浆法5.3现场构件拼装施工工艺-并联灌浆法6.半灌浆式钢筋连接套筒构造7.半灌浆式钢筋连接套筒施工工法7.1预制场安装7.2现场构件预制施工工艺-独立灌浆法7.3现场构件拼装施工工艺-并联灌浆法8.常见问题处理9.声明1.应用范围本应用指南是关于欧维姆公司生产的GT型钢筋连接用灌浆套筒的设计与安装细则,该灌浆套筒主要用于装配式混凝土结构中钢筋的连接。与灌浆套筒相关的混凝土结构设计与细则未包含在此应用指导中,此相关内容应满足相关规范、标准或工程设计图纸的要求。2.适用标准1JGJ107-2010钢筋机械连接技术规程；2JG/T398-2012钢筋连接用灌浆套筒；3JG/T408-2013钢筋套筒连接用灌浆料；4GB 1499.2-2007钢筋混凝土用钢第二部分：热轧带肋钢筋5GB 13014-1991钢筋混凝土用余热处理钢筋6上海市预制拼装桥墩技术规程报批稿 7JGJ1-2014装配式混凝土结构技术规程； 8JGJ355-2015钢筋套筒灌浆连接应用技术规程。3.性能特点1套筒连接强度高：接头强度达到行业标准JGJ107-2010钢筋机械连接通用技术规程中的级接头性能的要求,钢筋接头抗拉强度不小于被连接钢筋实际抗拉强度或钢筋抗拉强度标准值的1.1倍,残余变形小并具有高延性及反复拉压性能。2套筒加工与高强砂浆工厂化作业,质量稳定,不占用施工工期。3独特的定位与密封设计使套筒与钢筋现场安装以及预制构件的拼装快速、精确。4 适用范围广：适用于直径16-50mm钢筋的连接。4.全灌浆式钢筋连接套筒构造GT型全灌浆式钢筋连接用套筒由连接套筒、钢筋、套筒灌浆料、灌浆管、管堵、密封环、密封端盖及密封柱塞组成,所有的零部件均可从欧维姆公司采购。图1：全灌浆式钢筋连接套筒示意图4.1连接套筒图2:连接套筒示意图表1 桥梁工程常用全灌浆套筒尺寸参数规格套筒尺寸钢筋插入长度ABCDEFmaxFminGmaxGminGT325575G3/410640315283315283GT366081G3/410720355319355319GT407095G3/410800395355395355GT5083115G3/4151000492442492442 满足JG/T398-2012钢筋连接用灌浆套筒的要求； 套筒采用球墨铸铁制造,材料符合GB/T1348的规定 套筒内壁设有交替布置的凹槽与凸肋,这有利于钢筋与高强砂浆、高强砂浆与套筒之间力的传递； 全灌浆套筒一端孔口尺寸较小如图2中的右端为预埋端,该端孔口安装密封环； 全灌浆套筒的另一端如图2中的左端孔口尺寸较大为现场装配端,该端孔口与钢筋有较大的间隙,保证现场安装时能吸收构件制造上的误差与安装偏差； 全灌浆套筒内孔中部靠预埋端侧分别设有轴向定位与横向定位的凸肋,保证预埋端的钢筋穿入时能快速定位； 套筒两端侧面设与灌浆管或出浆管连接的螺纹孔； 套筒外表面上铸有欧维姆商标OVM及其规格型号字码。4.2钢筋 符合GB 1499.2及GB 13014的要求； 钢筋直径为16-50mm,根据工程设计的规格进行选购； 钢筋牌号有HRB335、HRB400、HRB500三种级别,常用HRB400。4.3套筒灌浆料 套筒灌浆料是一种以水泥为基本材料,配以适当的细骨料、矿物掺合料、外加剂等材料混合成的干粉砂浆； TZH10型高强砂浆是欧维姆公司针对OVM灌浆套筒专门设计、生产的； 加水搅拌后具有较大流动度、早强、高强、微膨胀等性能,填充于套筒与连接钢筋间隙内,形成钢筋灌浆连接接头； 符合JG/T408-2013钢筋套筒连接用灌浆料的要求,且28d的抗压强度不小于100MPa； TZH10型高强砂浆以每袋50kg提供,每袋高强砂浆可灌注的套筒数大概如下,注意灌浆管中所需的量不计算在内。表2 高强砂浆灌注量规格GT16GT20GT25GT28GT32GT36GT40GT50每袋砂浆可灌套筒数量3625171311974 高强砂浆搅拌用水需符合混凝土用水标准,水灰比为0.12,允许用水误差为水质量的5%,在开始实际灌浆前应通过搅拌试验来确定准确的用水量。 高强砂浆的工作温度一般在535,超出此温度范围的建议不工作或采取额外的措施。OVM.TZH10套筒灌浆料的性能指标检测项目性能指标流动度/mm初始30030min260抗压强度/ MPa1d353d6028d100竖向膨胀率/%3h0.0224h与3h差值0.020.5氯离子含量/%0.03泌水率/%0图3 套筒灌浆料4.4 拼接面专用砂浆OVM.TZH6为不同构件拼接缝间的拼接面专用砂浆,具有强度高、无收缩、可工作时间长、不泌水、对钢筋无锈蚀等特点。OVM.TZH6拼接面专用砂浆的性能指标检测项目性能指标抗压强度/MPa1d203d4028d60竖向膨胀率/%3h0.0224h与3h差值0.020.5泌水率%04.5灌浆管 管的一端头设计有螺纹与套筒连接,可采用PVC管/PE管/钢管制成,内孔不小于15mm,能承受1MPa的灌浆压力； 套筒两端侧面各设计一根管,一根用于灌浆,一根用于出浆。 客户可根据现场情况自行配制。4.6管堵 管堵由橡胶或塑料制成,用于灌浆前和灌浆后对灌浆管进行封堵,在灌浆前封堵以防止杂物和混凝土浇筑时进入管内,在灌浆后封堵以防止已灌入套筒中的高强砂浆泄漏。图4 管堵4.7密封环 一般由橡胶制造,锥形的密封环有利于钢筋对中且安装方便； 安装于套筒的预埋端,防止预制时混凝土进入套筒。图5 密封环4.8密封端盖 一般由橡胶或塑料制造,用于套筒的装配端； 两构件拼装前安装,防止两构件中间的垫层砂浆进入套筒。图6 密封端盖4.9密封柱塞 密封柱塞是由圆形橡胶环与螺栓、螺母等组成的一个定位与密封用装置,用于把灌浆套筒定位于端模板上并实现密封,防止混凝土浇筑时混凝土进入套筒内,混凝土硬化后要取下来,密封柱塞不作为结构连接的一部分,可以重复使用。图7 密封柱塞5.全灌浆式钢筋连接套筒施工工法根据施工场地不同,分为预制场构件预制和现场构件拼装两阶段施工,下面是以预制桥墩为例的施工工法。其它预制构件的施工工法可参照执行。5.1预制场构件预制施工工艺5.1.1确定钢筋长度通常情况下根据工程设计图确定钢筋的总长、钢筋突出构件端面的长度。如工程图没有明确,可参照以下方法确定。钢筋突出构件端面的长度等于两端面之间垫层的厚度加上允许的钢筋插入套筒中的长度图2中的尺寸F,注意尺寸F允许的公差。总的钢筋安装长度等于构件高度加上两端面之间垫层的厚度。垫层的厚度由设计确定,一般10-20mm。 图8钢筋长度确定示意图5.1.2套筒及其配件安装 根据设计要求,核查套筒及其配件是否齐全,规格是否正确,如密封柱塞、密封环、灌浆管和管堵等。 密封柱塞安装：在端模模板上精确定位出套筒的安装位置,把密封柱塞安装于端模模板上。图9密封柱塞在端模板上安装示意图 套筒安装：把套筒装配端大孔口端套入密封柱塞至套筒端面贴紧端模板,用工具如扳手拧紧端模板外面的螺母,橡胶柱塞在螺栓拉力作用外向外膨胀使得橡胶柱塞与套筒内壁紧密贴合,实现对套筒的定位密封。安装时注意两端侧面的螺纹孔口应向外垂直于构件端面,以方便灌浆管与出浆管与其连接。图10套筒安装示意图 预埋端钢筋安装：把密封环套入钢筋至离钢筋端头距离大于1/2套筒长度,把钢筋插入套筒直至套筒中部的定位肋,用工具把密封环塞入套筒端口,为保证密封可靠,需加涂密封胶或填缝剂等密封材料。图11 钢筋安装示意图 管件安装：把灌浆管和出浆管拧紧在套筒两端侧面的螺纹孔内,保证连接牢固,密封可靠；管件的长度一般要求安装后,其端头与构件表面平齐,为保证混凝土浇注时砂浆不进入管道,用管堵塞住管口；如管件要伸出构件表面伸出侧模板外,伸出的孔口处也需进行密封处理；管件一般为硬管,在特殊情况下才用软管,但也需保证在浇筑时软管不扭绞或破坏,因为在灌浆发生堵塞的情况下,软管中的堵塞物是很难处理的。图12 管件安装示意图5.1.3浇筑混凝土前的检查 检查套筒的规格尺寸是否符合设计要求； 检查套筒预埋端的密封环是否塞紧于套筒孔口,其密封是否可靠； 检查套筒是否正确地、牢固定位在模板中； 检查预制端的钢筋是否顶到套筒内的中心定位肋； 检查突出构件端面的钢筋长度是否在允许的公差范围内； 检查灌浆管是否可靠地与套筒连接及是否用管堵进行可靠封堵； 检查灌浆管的长度是否顶到了侧模板或穿出侧模板。5.1.4混凝土浇筑 当套筒及其它配筋全部安装就位且检查无误后,按设计要求浇注混凝土,在用振动器振捣时注意保证套筒、钢筋、附件不移位。5.1.5模板拆除 混凝土浇注后,进行养护之前,松开密封柱塞上的螺母,这样能延长密封柱塞的使用次数。 养护结束时,拆除构件全部模板。5.1.6拼装前的最后检查 拆模后,用电筒光通过套筒大端孔口检查套筒内部及灌浆管内孔是否有多余物如水、污物、碎片等,可用压缩空气或水吹洗干净； 检查突出构件端面的钢筋长度是否在允许的误差内； 用电筒光通过套筒大端孔口检查钢筋是否顶到套筒内的中心定位肋； 肉眼检查突出构件端面的钢筋是否有影响粘结的物质,如油和污物等； 确认套筒的数量、钢筋尺寸及其位置是否符合设计图纸要求； 确认灌浆口与出浆口的位置,确认孔口内没有混凝土,孔道都是畅通的。 注意！如果突出构件端面的钢筋长度小于允许的最小值,应向工程师征求修补的处理意见,如果突出构件端面的钢筋长度大于允许的最大值,可以切短到需要长度。5.1.7运输与存储 预制构件在运输与存储的过程中,防止污物进入套筒与管件； 预制构件在运输与存储的过程中,防止污物污染突出构件端面的钢筋； 预制构件在运输与存储的过程中,防止突出构件端面的钢筋被损伤或被弯折。5.2现场构件拼装施工工艺-独立灌浆法 先铺设接缝砂浆,再拼装构件,待接缝砂浆终凝后再进行套筒灌浆,每个套筒的空腔都是独立空间,需分别进行灌注。5.2.1承台浇筑 承台现浇：基础承台一般在现场预先浇筑,所需连接的钢筋预埋于承台中,且钢筋伸出承台顶面一段长度,其伸出的长度等于插入套筒的长度加上中间垫层的厚度如图8。这些伸出基础承台的钢筋需特别注意保证在水平方向与垂直方向上是平行的,因为承台一般是现浇的,如果没有安装特制模板,此钢筋很容易出现不平行现象。 以下方法有助于预制构件与现浇构件能顺利进行装配：1） 现浇构件中钢筋的位置公差应限于3mm内；2） 拼装方应告知基础承包方注意使用模板来保证基础承台中钢筋的位置公差；3） 可要求基础承包方先使用比要求稍长的钢筋,后面可以通过切断的方法调整到合适长度；5.2.2设置围堰 清理承台顶面,在承台顶面做一个由钢板或木条制成的临时四边形围堰,此围堰内将用于辅设接缝砂浆； 此围堰的高度由设计确定,一般不小于20mm,其面积稍大于立柱的底面面积。图13 设置围堰示意图5.2.3预拼装 起吊立柱至承台上方,调整立柱方位使得立柱底面的套筒孔口与承台顶面突出的钢筋一一对齐,之后缓慢放下立柱。如果立柱垂直度不满足设计要求,要在承台顶面围堰内放置薄垫片来调整直至立柱垂直度满足设计要求； 立柱的垂直度满足要求后,起吊立柱离开承台。5.2.4辅设接缝砂浆 拌制OVM.TZH6接缝砂浆,搅拌好后倒入围堰内,砂浆层的厚度约10-25mm,且应覆盖住先前放置的薄垫片。5.2.5立柱吊装 接缝砂浆辅设好后,把密封端盖穿入在突出承台的钢筋上； 尽快再次起吊立柱至承台上方,调整立柱方位使得立柱底面的套筒孔口与承台顶面突出的钢筋一一对齐,之后缓慢放下立柱。图14 立柱吊装示意图调垂直度 落下立柱后应立即精调垂直度,可使用千斤顶配手动泵完成精调工作。制备套筒灌浆料 采用高速搅拌机进行搅拌,拌合用水应符合混凝土用水标准,加水量需严格按照水灰比,建议搅拌时间为先低速1分钟,再高速搅3分钟,搅拌时间应根据搅拌机转速不同,做匹配试验后确定。 灌浆料搅拌好后应先静置23分钟,以待高速搅拌带入的气泡消除。套筒灌浆 把搅拌好的套筒灌浆料倒入灌浆泵的储浆桶内,开动灌浆泵直至灌浆泵的出浆管流出均匀稠密的浆体,暂停灌浆泵,把灌浆泵的出浆管与套筒的进浆口相连接,之后重新开动灌浆泵进行灌注,当均匀稠密的浆体从套筒的出浆管处流出时,用堵头堵上出浆管,关闭灌浆泵。拆除灌浆泵出浆管与套筒进浆管的连接,用堵头封堵套筒进浆管管口。 重复上述操作完成各个套筒的灌注。图15 高强砂浆灌注示意图套筒灌浆 当砂浆未达到规定强度前,不能移动临时固定立柱的设施。养护到高强浆体初凝后可开始切除突出的管件如管件伸出构件侧面或用砂浆修补由管口形成的凹坑管件未伸出构件侧面并去除围堰,清理拼装结合面。5.3现场构件拼装施工工艺-并联灌浆法先拼装构件,并完成垂直度精调,从接缝处进行灌浆,该拼接面的所有套筒空间通过接缝处空腔呈并联状态,从拼接面灌浆,待所有套筒出浆口流出浆料时完成灌浆。该拼接方式接缝处密实度可靠,灌浆效率高,但对围堰密封要求高。5.3.1承台浇筑 同5.2.1承台浇筑5.3.2设置围堰 同5.2.2设置围堰。5.3.3拼装 起吊立柱至承台上方,调整立柱方位使得立柱底面的套筒孔口与承台顶面突出的钢筋一一对齐,之后缓慢放下立柱。如果立柱垂直度不满足设计要求,要在承台顶面围堰内放置薄垫片来调整直至立柱垂直度满足设计要求。5.3.4调垂直度 落下立柱后应立即精调垂直度,可使用千斤顶配手动泵完成精调工作。5.3.5围堰密封 将围堰与立柱、承台的缝隙密封,密封措施应能承受1MPa压力。5.3.6制备套筒灌浆料 制备套筒灌浆料5.3.7套筒灌浆 把搅拌好的套筒灌浆料倒入灌浆泵的储浆桶内,开动灌浆泵直至灌浆泵的出浆管流出均匀稠密的浆体,暂停灌浆泵； 从围堰预留的灌浆口插入灌浆管,管口大致插入到拼接面的中间,开动灌浆泵进行灌注,当均匀稠密的浆体从该拼接面的所有套筒的出浆管处流出时,抽出灌浆管,快速堵住围堰灌浆口,再用堵头堵上各套筒的出浆管,关闭灌浆泵。5.3.8高强砂浆养护 当砂浆未达到规定强度前,不能移动临时固定立柱的设施。养护到高强砂浆初凝后去除围堰,清理拼装结合面。6.半灌浆式钢筋连接套筒构造 半灌浆式钢筋连接套筒由连接套筒、钢筋、高强砂浆或称灌浆料、灌浆管、管堵及密封端盖组成。除连接套筒外,其它零部件与全灌浆式钢筋连接套筒中的零件相同。密封端盖灌浆管管堵钢筋钢筋高强砂浆连接套筒图17 半灌浆式连接套筒示意图图18 连接套筒示意图表3 桥梁工程常用半灌浆套筒尺寸参数规格ABCDL1L2GTB32M32.5x35575G3/4350410GTB36M36.5x36081G3/4400460GTB40M40.5x37095G3/4460525GTB50M50.5x383115G3/4550610注：尺寸可根据工程需要作修改。 满足钢筋连接用灌浆套筒报批稿的要求； 套筒采用球墨铸铁制造,材料符合GB/T1348的规定：抗拉强度大于600MPa,延伸率大于3%,球化率大于85%。 套筒大部分内壁设有交替布置的凹槽与凸肋,这有利于钢筋与高强砂浆、高强砂浆与套筒之间力的传递； 套筒一端孔口尺寸较小如图14中的左端为预埋端,该端孔口设内螺纹与有外螺纹的钢筋连接； 套筒的另一端如图14中的右端孔口尺寸较大为现场装配端,该端孔口与钢筋有较大的间隙,保证现场安装时能吸收构件制造上的误差与安装偏差； 套筒两端侧面设与灌浆管或出浆管连接的螺纹孔； 套筒外表面上铸有欧维姆商标OVM及其规格型号字码。7.半灌浆式钢筋连接套筒施工工艺根据施工场地不同,分为预制场构件预制和现场构件拼装两阶段施工,下面是以预制桥墩为例的施工工法。其它预制构件的施工工法可参照执行。7.1预制场构件预制施工工艺7.1.1确定钢筋长度图19 钢筋长度确定示意图 通常情况下根据工程设计图确定钢筋的总长、钢筋突出构件端面的长度。如工程图没有明确,可参照以下方法确定。 确定方法与5.1.1相同。突出构件端面的钢度长度等于插入套筒的长度最大尺寸见图18中的L1,最小尺寸不小于L1-20加上垫层砂浆的厚度,钢筋安装长度等于构件高度。7.1.2套筒及其配件安装 密封柱塞的安装同5.1.2； 预埋端钢筋安装：把端头开有螺纹的钢筋与套筒孔口的内螺纹连接,按规定力矩拧紧。 套筒安装：把套筒装配端大孔口端套入密封柱塞至套筒端面贴紧端模板,用工具如扳手拧紧端模板外面的螺母,橡胶柱塞在螺栓拉力作用外向外膨胀使得橡胶柱塞与套筒内壁紧密贴合,实现对套筒的定位密封。安装时注意两端侧面的螺纹孔口应向外垂直于构件端面,以方便灌浆管与出浆管与其连接。 管件的安装同5.1.2。图20 钢筋与套筒安装示意图7.1.3浇筑混凝土前的检查 检查套筒的规格尺寸是否符合设计要求； 检查套筒预埋端的螺纹连接是否到位； 检查套筒是否正确地、牢固定位在模板中； 检查突出构件端面的钢筋长度是否在允许的公差范围内； 检查灌浆管是否可靠地与套筒连接及是否用管堵进行可靠封堵； 检查灌浆管的长度是否顶到了侧模板或穿出侧模板。7.1.4混凝土浇筑 同5.1.4。7.1.5模板拆除 同5.1.5。7.1.6拼装前的最后检查 同5.1.6。7.1.7运输与存储 同5.1.7。7.2现场构件拼装施工工艺-独立灌浆法 同5.27.3现场构件拼装施工工艺-并联灌浆法 同5.38.常见问题处理问题处理办法灌浆管或出浆管没有达到构件表面。1. 根据工程图检查管口位置后做好标记。2. 凿破标记处的混凝土至管件,清除碎片。3. 通入压缩空气使管道通顺,用电筒光检查确认。2.因没有安放封密端盖,灌浆管被垫层砂浆封堵。如果垫层砂浆未硬化：1. 吊起上部构件,用高压水清理套筒内的砂浆。2. 安装密封端盖后重新吊装上部构件,用电筒光确认管道通畅。如果垫层砂浆已硬化：1. 在管道内插入一根钢棒,用锤子敲打,凿去堵塞管道的砂浆。2. 通入压缩空气使管道通顺。3. 确认足够的砂浆能灌入套筒,如果不能,报告结构工程师。3.管道被混凝土块堵塞或管堵被挤进管道内。对于混凝土块堵塞：1.在管道内插入一根钢棒,用锤子敲打,凿去混凝土块。2.通入压缩空气使管道通顺,用电筒光确认管道通畅。对于管堵被挤进管道内：1. 用一个铁钩抓住管堵拉出管道。2. 通入压缩空气使管道通顺,用电筒光确认管道通畅。4.灌浆时连接面外浆体渗漏。1.用棉纱或聚氨脂等密封连接面。2.重新灌浆。5.构件未能拼装到位。1.如因突出的钢筋过长切去过长部份。2.如因套筒内存留杂物去除套筒底部的碎片、硬浆或水等杂物,用压缩空气吹干净。9.声明 本应用指南是针对欧维姆公司生产的灌浆式钢筋连接套筒产品,所有的产品零件都可从欧维姆公司订购。 套筒所配套的TZH10型高强砂浆是特制的,不应使用其它类型的砂浆,其详细的使用说明请向欧维姆公司资询。 施工前,务必先阅读本应用指南,操作人员应进行过培训或有类似的施工经验；施工过程中,务必按本应用指南操作。如已有试验证实,可采用其它类似的工法进行施工。 新的技术将在后续版本中不断修订。.