CN111350310B - 一种灌浆前发现全灌浆套筒内下段钢筋被截断的加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灌浆前发现全灌浆套筒内下段钢筋被截断的加固方法，在缺筋套筒内无下段钢筋，包括以下步骤：步骤1)除缺筋套筒外，对其余的全灌浆套筒进行灌浆施工；步骤2)凿除缺筋套筒周围的混凝土，不割断上段钢筋取出缺筋套筒；步骤3)找到对应下段钢筋，凿除楼板的混凝土使下段钢筋露出6d～7d的长度；步骤4)制备中间连接钢筋，将中间连接钢筋分别与上段钢筋及下段钢筋采用单面搭接焊连接，焊接长度不小于5d；步骤5)进行修整，得到待修复区；步骤6)向待修复区的空腔内灌注超高性能混凝土并养护成型；步骤7)拆除模板，完成加固。本发明具有不影响工期、对原结构的破坏较小、加固连接方式简单且成本可控的优点。

Description

一种灌浆前发现全灌浆套筒内下段钢筋被截断的加固方法

技术领域

本发明涉及装配式建筑技术领域，具体涉及一种灌浆前发现全灌浆套筒内下段钢筋被截断的加固方法。

背景技术

目前，我国的装配式混凝土结构中受力钢筋的竖向连接大部分采用套筒灌浆连接，是一种在预制混凝土构件内预埋的金属套筒中插入钢筋，并灌注高强、微膨胀的水泥基灌浆料而实现的钢筋对接连接方式。预制构件的连接节点是装配式混凝土结构理论上的薄弱环节，而套筒内的伸入钢筋是不同预制构件荷载传递的主要承担者。因此，套筒内的灌浆料与伸入钢筋需要足够的锚固长度才能保证将预制构件连接成整体，达到“等同现浇”的设计要求。但是，有时由于构件生产或现场安装偏差导致下段钢筋无法就位，个别存在下段钢筋被截断的现象，导致套筒内无下段钢筋，即使套筒内灌浆饱满也无法起到连接的作用，严重影响结构安全。所以，对装配式混凝土结构中套筒内连接钢筋被截断的情况进行加固是十分必要的。

灌浆套筒按照其形式可分为半灌浆套筒和全灌浆套筒。其中，全灌浆套筒是指筒体两端均采用套筒灌浆方式连接钢筋的灌浆套筒。在采用全灌浆套筒进行钢筋对接连接时，套筒内腔的上半段及下半段均有钢筋插入。套筒内腔的上段钢筋是在预制构件制作过程中插入的，由于全灌浆套筒中设置有限位凸台或定位销杆，可作为上段钢筋插入的定位点，因此基本可以保证上段钢筋插入套筒达到设计长度。由此可见，问题主要集中在下段钢筋上。为了加强施工质量控制，根据竖向构件安装的施工工序，通常应在竖向构件吊装完成后且灌浆施工前对全灌浆套筒内下段钢筋的插入长度进行检测，检测合格后方可按正常工序进行灌浆。目前，已有的检测方法包括内窥镜法、X射线法等，若在上述时间节点发现下段钢筋被截断，就应及时制定加固方案并采取加固措施。

因此，有必要针对在竖向构件吊装完成后且灌浆施工前发现全灌浆套筒内下段钢筋被截断这一典型工况，提供一种不影响工期、对原结构的破坏较小、加固连接方式简单且成本可控的加固方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在竖向构件吊装完成后且灌浆施工前发现全灌浆套筒内下段钢筋被截断的加固方法，具有不影响工期、对原结构的破坏较小、加固连接方式简单且成本可控的优点。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种灌浆前发现全灌浆套筒内下段钢筋被截断的加固方法，在预制剪力墙底部设置有全灌浆套筒，所述全灌浆套筒通过灌浆孔及出浆孔与预制剪力墙表面连接，所述预制剪力墙已安装就位且未灌浆施工，预制剪力墙内的竖向受力钢筋作为上段钢筋插入全灌浆套筒，相邻下层的预制剪力墙内的竖向受力钢筋作为下段钢筋在穿过楼板后插入全灌浆套筒，无下段钢筋插入的全灌浆套筒为缺筋套筒，包括以下步骤：

步骤1)除缺筋套筒外，对其余的全灌浆套筒进行灌浆施工；

根据预制剪力墙底部接缝的施工工艺，若底部接缝采用的是坐浆法工艺，则除缺筋套筒外直接对其余的全灌浆套筒逐个进行单独灌浆；若底部接缝采用的是连通腔封缝工艺，则先对缺筋套筒进行封堵处理，再采用连通腔灌浆方式对其余全灌浆套筒进行灌浆；

步骤2)待灌浆料强度达到设计要求后，凿除缺筋套筒周围的混凝土，形成套筒周边剔凿区，在不割断缺筋套筒内上段钢筋的基础上取出缺筋套筒，露出上段钢筋；

步骤3)在套筒周边剔凿区的下方找到露出楼板的下段钢筋，沿下段钢筋凿除楼板的混凝土，形成楼板剔凿区，使下段钢筋露出6d～7d的长度，d为钢筋直径，对下段钢筋表面进行清理；

步骤4)根据上段钢筋与下段钢筋的相对位置制备中间连接钢筋，将中间连接钢筋分别与上段钢筋及下段钢筋采用单面搭接焊连接，焊接长度不小于5d；

步骤5)对套筒周边剔凿区及楼板剔凿区进一步修整，确保上段钢筋、中间连接钢筋及下段钢筋的表面至对应套筒周边剔凿区及楼板剔凿区内壁之间的距离均不小于30㎜，得到待修复区；

步骤6)清理待修复区的混凝土碎屑，在待修复区对应的预制剪力墙及楼板表面安装模板，向待修复区的空腔内灌注超高性能混凝土并养护成型；

步骤7)拆除模板，完成加固。

进一步的，步骤1)中若底部接缝采用的是连通腔封缝工艺，对缺筋套筒进行封堵处理的方法为：采用胶管从缺筋套筒的灌浆孔伸入缺筋套筒内腔注射聚氨酯发泡剂，同时采用内窥镜从缺筋套筒的出浆孔伸入套筒内腔向下监测聚氨酯发泡剂的注入程度，聚氨酯发泡剂应环向充满灌浆孔高度附近的套筒内腔区域，且注入高度不超出缺筋套筒中部的钢筋限位件，注射完毕后撤出内窥镜和胶管，然后采用塞子封堵缺筋套筒的出浆孔和灌浆孔。

进一步的，步骤2)中从缺筋套筒靠近预制剪力墙表面的一侧凿除缺筋套筒周围的混凝土，直至缺筋套筒完全露出，对缺筋套筒的下半段进行切割取出，然后将缺筋套筒的上半段往下拔离上段钢筋并取出，上段钢筋留在墙体上；凿除混凝土及切割缺筋套筒时应尽量不破坏预制剪力墙内的分布钢筋，若切断分布钢筋应将其焊接连接。

进一步的，步骤2)中若缺筋套筒内上段钢筋长度不足6d～7d，则在取出缺筋套筒后沿上段钢筋继续凿除预制剪力墙的混凝土，使上段钢筋露出6d～7d的长度。

进一步的，步骤4)中所述中间连接钢筋的规格不低于上段钢筋及下段钢筋的规格，中间连接钢筋与上段钢筋及下段钢筋在预制剪力墙的长度方向上并拢，所述单面搭接焊的焊接面平行于预制剪力墙表面。

进一步的，步骤6)中所述超高性能混凝土的抗压强度不小于150MPa，抗拉强度不小于7MPa。

本发明的有益效果：

1.在预制剪力墙吊装完成后且灌浆施工前，对于缺少下段钢筋的全灌浆套筒，通常情况下其内部的上段钢筋是能够达到设计插入长度的，且上段钢筋未被灌浆料包裹，本发明通过阻止缺筋套筒进浆并在取出缺筋套筒时将上段钢筋保留在墙体上，从而有效利用了原本位于缺筋套筒内的上段钢筋，将其直接作为连接段与中间连接钢筋焊接，无需再凿除缺筋套筒上方的混凝土得到上段钢筋，减少了混凝土凿除量，减小了对原结构的破坏。

2.本发明将超高性能混凝土应用到装配式混凝土结构连接节点的修复加固中，利用超高性能混凝土用于钢筋搭接连接时有直锚、短连接的优点，并与钢筋单面搭接焊结合使用，将上下连接钢筋的搭接长度从普通混凝土结合单面搭接焊所需的10倍d减小到5～6倍d，进一步减少了混凝土凿除量及修复加固的工作量，减小了对原结构的破坏；此外，超高性能混凝土还具有早强、自流平便于施工的特点，极大的降低了修复加固难度，提高了修复加固的效率，最终降低了修复加固的综合成本。

3.本发明的加固方法在发现缺筋套筒后，不妨碍对其余全灌浆套筒的灌浆施工，不影响正常的施工进度。

附图说明

图1是本发明的加固方法流程示意图；

图2是本发明的坐浆法施工工况结构示意图；

图3是本发明坐浆法施工工况中凿除缺筋套筒周围的混凝土示意图；

图4是本发明坐浆法施工工况中去除缺筋套筒以及凿出下段钢筋后的示意图；

图5是本发明坐浆法施工工况中焊接后的示意图；

图6是本发明焊接后的部分截面结构示意图；

图7是本发明连通腔封缝工艺工况结构示意图；

图8是本发明连通腔封缝工艺工况中封堵施工示意图；

图9是本发明连通腔封缝工艺工况中封堵结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1所示，为本发明的加固方法流程示意图。本发明的加固方法应用了超高性能混凝土材料(Ultra High Performance Concrete,简称UHPC)，UHPC是根据颗粒最紧密堆积、水灰比小于0.25和纤维增强等原则进行设计，从而具备超高强度、超高韧性、超高耐久性及良好的施工性能等优异性能的新品种水泥基结构材料。相关研究发现，UHPC用于钢筋搭接连接时有直锚、短连接的优点，钢筋与UHPC协同工作时的搭接长度仅需10d。本发明将UHPC与钢筋单面搭接焊结合使用，可进一步将钢筋的搭接长度缩短为5～6倍d，大大减小了修复时的开凿范围。UHPC还具有早强、自流平便于施工的特点,可以降低修复加固难度，材料强度发展快(养护24h即可拆模)，修复加固的效率高，从而最大限度减少对结构受力性能和工期的影响。

参照图2所示，在该工况中，预制剪力墙1内具有全灌浆套筒2，全灌浆套筒通过灌浆孔及出浆孔与预制剪力墙表面连接，预制剪力墙内的竖向受力钢筋作为上段钢筋3插入全灌浆套筒，相邻下层的预制剪力墙内的竖向受力钢筋作为下段钢筋4在穿过楼板5后插入全灌浆套筒，预制剪力墙已经被安装就位且未灌浆施工，在安装期间，由于其中一个全灌浆套筒对应的下段钢筋错位，工人在安装过程中将对应的下段钢筋割断，在灌浆施工前进行内窥镜法检测全灌浆套筒内下段钢筋插入长度时发现上述问题，此时被割断的下段钢筋所对应的全灌浆套筒即为缺筋套筒6。其中预制剪力墙底部接缝的施工工艺采用的是坐浆法工艺；具体包括以下加固步骤：

首先除缺筋套筒外，直接对其余的全灌浆套筒逐个进行单独灌浆；

待灌浆料强度达到设计要求后，凿除缺筋套筒周围的混凝土，形成套筒周边剔凿区7，参照图3所示；在不割断缺筋套筒内上段钢筋的基础上取出缺筋套筒，露出上段钢筋；此处优选从缺筋套筒靠近预制剪力墙表面的一侧凿除缺筋套筒周围的混凝土(即近端面凿除)，直至缺筋套筒完全露出，对缺筋套筒的下半段进行切割取出，然后将缺筋套筒的上半段往下拔离上段钢筋并取出，上段钢筋留在墙体上；凿除混凝土及切割缺筋套筒时应尽量不破坏预制剪力墙内的分布钢筋，若切断分布钢筋应将其焊接连接，从而完成缺筋套筒取出。

此时可以对上段钢筋进行测量，若缺筋套筒内上段钢筋长度不足6d～7d，d为钢筋直径，则在取出缺筋套筒后沿上段钢筋继续凿除预制剪力墙的混凝土，使上段钢筋露出6d～7d的长度。

随后在套筒周边剔凿区的下方找到露出楼板的下段钢筋，沿下段钢筋凿除楼板的混凝土，形成楼板剔凿区8，使下段钢筋露出6d～7d的长度，对下段钢筋表面进行清理，得到参照图4所示的区域结构；

参照图5所示，根据上段钢筋与下段钢筋的相对位置制备中间连接钢筋9，中间连接钢筋包括上段连接部91、中段应变部92以及下段连接部93，将上段连接部与上段钢筋及下段连接部与下段钢筋采用单面搭接焊连接，焊接长度不小于5d；其中，中间连接钢筋的规格不低于上段钢筋及下段钢筋的规格，中间连接钢筋与上段钢筋及下段钢筋在预制剪力墙的长度方向上并拢，单面搭接焊的焊接面平行于预制剪力墙表面，即焊缝是朝向预制剪力墙表面的。上述中间连接钢筋的中段应变部根据上段钢筋和下段钢筋的错位位置进行弯曲制备，当然中段应变部也可以为直段。并且中段应变部的存在，能够广泛的适应各种错位情况，并始终保持中间连接钢筋与上段钢筋及下段钢筋均能够在预制剪力墙的长度方向上并拢，方便焊接。

随后对套筒周边剔凿区及楼板剔凿区进一步修整，确保上段钢筋、中间连接钢筋及下段钢筋的表面至对应套筒周边剔凿区及楼板剔凿区内壁之间的距离均不小于30㎜，参照图6所示，得到待修复区10；其中图6中并未示出下段钢筋以及中间连接钢筋的中段应变部和下段连接部，未示出部分也需要满足距离尺寸要求。

清理待修复区的混凝土碎屑，在待修复区对应的预制剪力墙及楼板表面安装模板，向待修复区的空腔内灌注超高性能混凝土并养护成型，其中，超高性能混凝土的抗压强度不小于150MPa，抗拉强度不小于7MPa；养护成型后拆除模板，即可完成加固。

在一实施例中，参照图7所示，当底部接缝采用的是连通腔封缝工艺，则先对缺筋套筒进行封堵处理，再采用连通腔灌浆方式对其余全灌浆套筒进行灌浆；封堵处理的方法为：参照图8所示，采用胶管11从缺筋套筒的灌浆孔伸入缺筋套筒内腔注射聚氨酯发泡剂12，且伸入后可以朝上摆放，同时采用内窥镜13从缺筋套筒的出浆孔伸入套筒内腔向下监测聚氨酯发泡剂的注入程度，聚氨酯发泡剂应环向充满灌浆孔高度附近的套筒内腔区域，且注入高度不超出缺筋套筒中部的钢筋限位件14，避免聚氨酯发泡剂与上段钢筋黏连结合，可省去后续对上段钢筋表面进行清理工作，注射完毕后撤出内窥镜和胶管，然后采用塞子封堵缺筋套筒的出浆孔和灌浆孔，得到如图9所示的封堵结构。胶管朝上能够尽可能的保证聚氨酯发泡剂在缺筋套筒下半段的中部膨胀，避免或减少聚氨酯发泡剂进入底部的连通腔内。当然，通过试验发现，即使直接在灌浆孔位置注射聚氨酯发泡剂，由于聚氨酯发泡剂快速发泡，且套筒的内径有限，加之发泡剂粘结力较强，因此最多只会有小部分发泡剂出冒出套筒底部，该部分发泡剂与套筒内的发泡剂仍是连成一体的，套筒正下方的发泡剂不会对连通腔灌浆造成影响。聚氨酯发泡剂能够对缺筋套筒下半段进行封堵，有效阻止灌浆料进入缺筋套筒内，并且即使聚氨酯发泡剂因施工操作或者品质不良而被顶升，由于全灌浆套筒存在钢筋限位件，聚氨酯发泡剂会被钢筋限位件阻挡，从而有效阻止灌浆料的进入。再者，在灌浆施工前已预先用塞子封堵了出浆孔和灌浆孔，从而使得缺筋套筒内的空气无法顺利排出，也能够阻止灌浆料进入，进一步保障缺筋套筒去除操作的便捷度。

该实施例中去除缺筋套筒后的操作步骤与上述实施例一致。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (6)

1.一种预制混凝土构件灌浆前发现全灌浆套筒内下段钢筋被截断的加固方法，在预制剪力墙底部设置有全灌浆套筒，所述全灌浆套筒通过灌浆孔及出浆孔与预制剪力墙表面连接，所述预制剪力墙已安装就位且未灌浆施工，预制剪力墙内的竖向受力钢筋作为上段钢筋插入全灌浆套筒，相邻下层的预制剪力墙内的竖向受力钢筋作为下段钢筋在穿过楼板后插入全灌浆套筒，无下段钢筋插入的全灌浆套筒为缺筋套筒，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)除缺筋套筒外，对其余的全灌浆套筒进行灌浆施工；

根据预制剪力墙底部接缝的施工工艺，若底部接缝采用的是坐浆法工艺，则除缺筋套筒外直接对其余的全灌浆套筒逐个进行单独灌浆；若底部接缝采用的是连通腔封缝工艺，则先对缺筋套筒进行封堵处理，再采用连通腔灌浆方式对其余全灌浆套筒进行灌浆；

步骤2)待灌浆料强度达到设计要求后，凿除缺筋套筒周围的混凝土，形成套筒周边剔凿区，在不割断缺筋套筒内上段钢筋的基础上取出缺筋套筒，露出上段钢筋；

步骤3)在套筒周边剔凿区的下方找到露出楼板的下段钢筋，沿下段钢筋凿除楼板的混凝土，形成楼板剔凿区，使下段钢筋露出6d～7d的长度，d为钢筋直径，对下段钢筋表面进行清理；

步骤4)根据上段钢筋与下段钢筋的相对位置制备中间连接钢筋，将中间连接钢筋分别与上段钢筋及下段钢筋采用单面搭接焊连接，焊接长度不小于5d；

步骤5)对套筒周边剔凿区及楼板剔凿区进一步修整，确保上段钢筋、中间连接钢筋及下段钢筋的表面至对应套筒周边剔凿区及楼板剔凿区内壁之间的距离均不小于30㎜，得到待修复区；

步骤6)清理待修复区的混凝土碎屑，在待修复区对应的预制剪力墙及楼板表面安装模板，向待修复区的空腔内灌注超高性能混凝土并养护成型；

步骤7)拆除模板，完成加固。

2.如权利要求1所述的预制混凝土构件灌浆前发现全灌浆套筒内下段钢筋被截断的加固方法，其特征在于，步骤1)中若底部接缝采用的是连通腔封缝工艺，对缺筋套筒进行封堵处理的方法为：采用胶管从缺筋套筒的灌浆孔伸入缺筋套筒内腔注射聚氨酯发泡剂，同时采用内窥镜从缺筋套筒的出浆孔伸入套筒内腔向下监测聚氨酯发泡剂的注入程度，聚氨酯发泡剂应环向充满灌浆孔高度附近的套筒内腔区域，且注入高度不超出缺筋套筒中部的钢筋限位件，注射完毕后撤出内窥镜和胶管，然后采用塞子封堵缺筋套筒的出浆孔和灌浆孔。

3.如权利要求1所述的预制混凝土构件灌浆前发现全灌浆套筒内下段钢筋被截断的加固方法，其特征在于，步骤2)中从缺筋套筒靠近预制剪力墙表面的一侧凿除缺筋套筒周围的混凝土，直至缺筋套筒完全露出，对缺筋套筒的下半段进行切割取出，然后将缺筋套筒的上半段往下拔离上段钢筋并取出，上段钢筋留在墙体上；凿除混凝土及切割缺筋套筒时应尽量不破坏预制剪力墙内的分布钢筋，若切断分布钢筋应将其焊接连接。

4.如权利要求3所述的预制混凝土构件灌浆前发现全灌浆套筒内下段钢筋被截断的加固方法，其特征在于，步骤2)中若缺筋套筒内上段钢筋长度不足6d～7d，则在取出缺筋套筒后沿上段钢筋继续凿除预制剪力墙的混凝土，使上段钢筋露出6d～7d的长度。

5.如权利要求1所述的预制混凝土构件灌浆前发现全灌浆套筒内下段钢筋被截断的加固方法，其特征在于，步骤4)中所述中间连接钢筋的规格不低于上段钢筋及下段钢筋的规格，中间连接钢筋与上段钢筋及下段钢筋在预制剪力墙的长度方向上并拢，所述单面搭接焊的焊接面平行于预制剪力墙表面。

6.如权利要求5所述的预制混凝土构件灌浆前发现全灌浆套筒内下段钢筋被截断的加固方法，其特征在于，步骤6)中所述超高性能混凝土的抗压强度不小于150MPa，抗拉强度不小于7MPa。

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