CN111350312B - 一种针对套筒内灌浆料强度偏低的加固结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对套筒内灌浆料强度偏低的加固结构，加固结构覆盖预制剪力墙底部的每个套筒灌浆连接接头，其中单个套筒灌浆连接接头的加固结构包括套筒、连接钢筋、灌浆料、剔凿区、预弯附加钢筋和超高性能混凝土；当套筒和连接钢筋通过灌浆料灌浆连接时，套筒与对应的连接钢筋采用两根预弯附加钢筋焊接连接，所述剔凿区位于焊接有预弯附加钢筋的套筒的筒体和连接钢筋周边，剔凿区内填充有超高性能混凝土；还提供一种针对上述加固结构的施工方法，以指导施工，满足加固需求。本发明能够在加固施工过程中，通过整体保留原有的套筒灌浆连接接头，既减小对原结构的破坏，又提高施工的安全性，且本发明加固连接方式简单，工程量小，成本可控。

Description

一种针对套筒内灌浆料强度偏低的加固结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及装配式建筑技术领域，具体涉及一种针对套筒内连接钢筋被截断的加固结构及其施工方法。

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。在套筒灌浆连接中，灌浆料的抗压强度是其材料性能的关键指标，也是连接钢筋与套筒之间锚固力的主要决定因素。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，而灌浆料则作为不同预制构件荷载传递的主要介质，因此，灌浆料需要符合设计抗压强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，由于操作不规范，施工现场会出现灌浆料拌制时用水量超过产品设计值，导致浆料的水灰比增加，降低了灌浆料的抗压强度，个别存在采用劣质灌浆料甚至普通水泥浆料以次充好的现象。上述情况中，严重的将直接导致预制构件连接节点的受力钢筋无法有效连接，影响结构安全和使用功能。

行业标准《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》JGJ355－2015的局部修订征求意见稿中，针对施工过程中发现灌浆料抗压强度、灌浆接头抗拉强度不符合要求的情况，给出了具体的处理方案：可委托专业检测机构按灌浆料实际抗压强度(对于满足实体检验条件的工程，灌浆料实际抗压强度可通过实体强度检测获得)制作灌浆接头试件按型式检验要求检验，如检验结果符合要求，可予以验收；如不符合，可根据实际抗拉强度，由设计单位进行核算，如经核算并确认仍可满足结构安全和使用功能的，可予以验收；对于核算不合格的情况，需返修或加固处理。由此可见，对于装配式混凝土结构，当套筒内灌浆料的实际抗压强度不能满足结构安全和使用功能要求时，对连接节点部位进行加固处理是十分必要的。

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，半灌浆套筒与上段连接钢筋之间采用机械连接，与下段连接钢筋之间采用套筒灌浆方式连接。区别于半灌浆套筒，全灌浆套筒与上、下段连接钢筋之间均采用套筒灌浆方式连接。当套筒内灌浆料抗压强度偏低时，对于半灌浆套筒，与上段连接钢筋之间的连接仍是可靠的，与下段连接钢筋之间的连接性能是被削弱的；对于全灌浆套筒，与上、下段连接钢筋之间的连接性能均是被削弱的。

根据套筒灌浆连接的施工工艺、连接机理以及装配式混凝土工程的施工进度，可归纳出套筒内灌浆料抗压强度偏低这一工程质量问题具有以下三项典型特征：(1)区别于个别套筒内下段钢筋被截断或灌浆不饱满，套筒内灌浆料抗压强度偏低具有整体性的特征，至少是单个预制构件或连续灌浆的相邻预制构件内的所有套筒灌浆连接，甚至是整个楼层的套筒灌浆连接都存在问题；(2)即使套筒内灌浆料的实际抗压强度不能满足结构安全和使用功能的要求，套筒与连接钢筋之间的机械连接端仍是可靠的，灌浆连接端的连接性能只是被削弱，仍有一定的剩余价值；(3)发现问题时，通常情况下存在问题的楼层其上部已安装完成多个楼层。

鉴于上述特征，在研究制定加固方案时，应考虑以下几点：(1)需要对预制构件的连接节点区域整体加固，而不是只对个别套筒灌浆接头进行加固；(2)加固时应根据灌浆料抗压强度偏低的程度及套筒的类型，合理地利用原套筒灌浆连接接头的剩余价值，并根据灌浆连接端的连接性能被削弱的程度制定不同量级的加固方法；(3)加固时应考虑到上部已有多个楼层安装完毕，已有上部荷载施加至需加固的楼层。

目前，常规的加固方法有两种，一种是将所有套筒全部切除，改用钢筋焊接连接，该方法需要在套筒切除后继续剔凿套筒两端的混凝土，直到露出至少12～13倍d(d为钢筋直径)长度的上段连接钢筋和下段连接钢筋，然后采用中间连接钢筋与上、下段连接钢筋之间进行单面搭接焊连接，焊接长度为10倍d，最后采用自密实混凝土对剔凿区进行修补。该方法的缺点是，将所有套筒全部切除对原结构损伤大，钢筋单面搭接焊的长度较长也进一步加大了混凝土的剔凿量，没有对套筒灌浆连接接头的剩余价值有效利用，经济成本较高。另一种方法是拆除问题构件，采用现浇的方式重新制作构件，该方法因上部多个楼层已安装，操作起来更加困难，工程量更大，经济成本更高。

因此，针对装配式混凝土结构连接节点区域的套筒内灌浆料抗压强度偏低，甚至实际抗压强度未达到设计抗压强度的50％的工况，有必要在充分利用原套筒灌浆连接接头的剩余价值，并在一定程度上突破灌浆套筒传统的连接机理的基础上，提供一种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结构及其施工方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对套筒内灌浆料抗压强度偏低，甚至实际抗压强度未达到设计抗压强度的50％的工况，提供一种整体保留原套筒灌浆连接接头的加固结构及其施工方法，充分利用原接头的剩余功能，对原结构的破坏较小，加固连接方式简单且成本可控。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种针对套筒内灌浆料强度偏低的加固结构，所述加固结构覆盖预制剪力墙底部的每个套筒灌浆连接接头，其中单个套筒灌浆连接接头的加固结构包括套筒、连接钢筋、灌浆料、剔凿区、预弯附加钢筋和超高性能混凝土；

当所述套筒和连接钢筋通过灌浆料灌浆连接时，套筒与对应的连接钢筋采用两根预弯附加钢筋焊接连接，所述剔凿区位于焊接有预弯附加钢筋的套筒的筒体和连接钢筋周边，剔凿区内填充有超高性能混凝土；

所述连接钢筋包括上段连接钢筋和下段连接钢筋，上段连接钢筋为预制剪力墙内的竖向受力钢筋，上段连接钢筋与套筒的上部通过灌浆料灌浆连接或机械连接；下段连接钢筋为伸出相邻下层的预制剪力墙顶部且穿过楼板的竖向受力钢筋，下段连接钢筋与套筒的下部通过灌浆料灌浆连接；

所述预弯附加钢筋包括一体连接的外扩连接部、预弯过渡段以及内收连接部，所述预弯附加钢筋用于增强套筒的灌浆连接段与对应的连接钢筋之间的连接，相配合的两根预弯附加钢筋对称设置，呈八字形，两根预弯附加钢筋的外扩连接部分别与套筒的外壁两侧单面搭接焊连接并形成焊缝，两根预弯附加钢筋的内收连接部分别与连接钢筋的两侧单面搭接焊连接并形成焊缝；

预制剪力墙与相邻下层的预制剪力墙在套筒灌浆连接接头处通过连接钢筋、套筒、预弯附加钢筋、灌浆料、焊缝和超高性能混凝土形成一个整体。

进一步的，所述套筒为半灌浆套筒或全灌浆套筒，当为半灌浆套筒时，所述上段连接钢筋与半灌浆套筒的上部机械连接，当为全灌浆套筒时，所述上段连接钢筋与全灌浆套筒的上部通过灌浆料灌浆连接。

进一步的，当套筒为半灌浆套筒时，所述剔凿区为下段凿除区，所述下段凿除区包括下段筒体凿除空间和对应套筒外部的下段钢筋凿除空间，所述下段筒体凿除空间和下段钢筋凿除空间贯通连接；当套筒为全灌浆套筒时，所述剔凿区为上段凿除区和下段凿除区，上段凿除区包括上段筒体凿除空间和对应套筒外部的上段钢筋凿除空间，所述上段筒体凿除空间和上段钢筋凿除空间贯通连接，下段凿除区包括下段筒体凿除空间和对应套筒外部的下段钢筋凿除空间，所述下段筒体凿除空间和下段钢筋凿除空间贯通连接。

进一步的，所述下段筒体凿除空间的大小范围应使得套筒从底部往上露出6d～7d的长度，d为下段连接钢筋的直径，所述上段筒体凿除空间的大小范围应使得套筒从顶部往下露出6d～7d的长度，且保证预弯附加钢筋与套筒的外壁焊接后，预弯附加钢筋与套筒的筒体分别至剪力墙剔凿区内壁之间的距离均不小于30㎜。

进一步的，所述下段钢筋凿除空间的大小范围应使得下段连接钢筋从套筒底部起向下计量7d～9d的长度，且保证预弯附加钢筋与下段连接钢筋焊接后，预弯附加钢筋与下段连接钢筋分别至下段钢筋凿除空间内壁之间的距离均不小于30㎜；所述上段钢筋凿除空间的大小范围应使得上段连接钢筋从套筒顶部起向上计量7d～9d的长度，且保证预弯附加钢筋与上段连接钢筋焊接后，预弯附加钢筋与上段连接钢筋分别至上段钢筋凿除空间内壁之间的距离均不小于30㎜。

进一步的，所述预弯附加钢筋的规格不低于上段连接钢筋和下段连接钢筋，预弯附加钢筋与对应的套筒的外壁、上段连接钢筋以及下段连接钢筋在预制剪力墙长度方向上并拢焊接并形成焊缝，套筒两侧的焊缝、下段连接钢筋两侧的焊缝以及上段连接钢筋两侧的焊缝均对称设置，焊接长度均不小于5d。

进一步的，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。

一种施工方法，用于制备上述任一项所述的针对套筒内灌浆料强度偏低的加固结构，包括以下步骤：

步骤1)判断套筒的类型，从每个套筒靠近预制剪力墙表面的一侧凿除混凝土；当套筒为半灌浆套筒时，使套筒从底部往上露出6d～7d的长度，d为下段连接钢筋的直径，得到下段筒体凿除空间；当套筒为全灌浆套筒时使套筒从底部往上露出6d～7d的长度、从顶部往下露出6d～7d的长度，d为下段连接钢筋的直径，得到下段筒体凿除空间和上段筒体凿除空间；

步骤2)凿开套筒下方剪力墙底部接缝以及楼板的混凝土，沿套筒底部开始向下凿除下段连接钢筋周围的混凝土，使下段连接钢筋露出7d～9d的长度，得到下段钢筋凿除空间；当套筒为全灌浆套筒时，还需要凿开套筒上方的混凝土，沿套筒顶部开始向上凿除上段连接钢筋周围的混凝土，使上段连接钢筋露出7d～9d的长度，得到上段钢筋凿除空间；

从而得到剔凿区；

步骤3)对套筒外露部分的表面及连接钢筋的表面进行清理；

步骤4)制备两根预弯附加钢筋，将两根预弯附加钢筋的外扩连接部与下段筒体凿除空间内的套筒沿预制剪力墙长度方向的两侧外壁采用单面搭接焊连接，将两根预弯附加钢筋的内收连接部与下段连接钢筋沿预制剪力墙长度方向的两侧采用单面搭接焊连接，焊接长度均不小于5d；当套筒为全灌浆套筒时，还需要再制备两根预弯附加钢筋，将两根预弯附加钢筋的外扩连接部与上段筒体凿除空间内的套筒沿预制剪力墙长度方向的两侧外壁采用单面搭接焊连接，将两根预弯附加钢筋的内收连接部与上段连接钢筋沿预制剪力墙长度方向的两侧采用单面搭接焊连接，焊接长度均不小于5d；

步骤5)重复步骤4)，直至所有套筒均焊接完成，进行下一步；

步骤6)对剔凿区进一步修整，确保套筒外露部分、预弯附加钢筋及连接钢筋的表面至对应的剔凿区内壁之间的距离均不小于30㎜，得到待修复区；

步骤7)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；

步骤8)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9)拆除模板，完成加固。

进一步的，步骤1)中，通过参照灌浆孔的位置向下剔凿混凝土找到套筒的底部，然后根据套筒的底部往上继续剔凿混凝土，使套筒露出6d～7d的长度；通过参照出浆孔的位置向上剔凿混凝土找到套筒的顶部，然后根据套筒的顶部的位置往下继续剔凿混凝土，使套筒露出6d～7d的长度。

本发明的有益效果：

1、基于当灌浆料抗压强度偏低时，套筒与连接钢筋之间的机械连接端仍是可靠的，灌浆连接端的连接性能只是被削弱，仍有一定的剩余价值，本发明充分利用了原套筒灌浆连接接头的剩余价值，将所有套筒保留下来，通过预弯附加钢筋来增强套筒的灌浆连接段与对应连接钢筋之间的连接，因此只需在灌浆连接段对应的套筒的筒体和连接钢筋的周边剔凿混凝土，相比较直接切除所有套筒的方案，减少了混凝土凿除量，另外通过整体保留原有的套筒灌浆连接接头，也减小了对原结构的损伤。

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，并与单面搭接焊结合使用，将预弯附加钢筋与套筒的搭接长度及预弯附加钢筋与连接钢筋的搭接长度大大减小，从而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、本发明的加固结构连接方式简单，传力路径明确，施工方便。

附图说明

图1是本发明的全灌浆套筒连接接头的整体加固结构透视示意图；

图2是本发明的图1中俯视结构示意图；

图3是本发明图2中部分结构放大示意图；

图4是本发明的半灌浆套筒连接接头的整体加固结构透视示意图；

图5是本发明的施工流程示意图；

图6是本发明剔凿后的结构示意图；

图7是本发明焊接后的结构示意图。

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至图4所示，本发明的针对套筒内灌浆料强度偏低的加固结构的一实施例，其加固结构覆盖预制剪力墙1底部的每个套筒灌浆连接接头，其中单个套筒灌浆连接接头的加固结构包括套筒2、连接钢筋3、灌浆料4、剔凿区5、预弯附加钢筋6和超高性能混凝土7；

该加固结构主要用于套筒与连接钢筋之间采用抗压强度偏低的灌浆料进行连接，导致节点连接性能被削弱的工况，与套筒连接的连接钢筋分为上段连接钢筋31和下段连接钢筋32，上段连接钢筋为预制剪力墙内的竖向受力钢筋，上段连接钢筋与套筒的上部通过灌浆料灌浆连接或机械连接；下段连接钢筋为伸出相邻下层的预制剪力墙顶部且穿过楼板33的竖向受力钢筋，下段连接钢筋与套筒的下部通过灌浆料灌浆连接；即下段连接钢筋必定采用灌浆料灌浆连接，而上段连接钢筋与套筒的连接方式则需要进一步判断；

由于套筒分为全灌浆套筒和半灌浆套筒，半灌浆套筒的结构为上段连接钢筋与半灌浆套筒的上部机械连接，参照图4所示，而全灌浆套筒的结构为上段连接钢筋与全灌浆套筒的上部通过灌浆料灌浆连接，参照图1所示；因此，当套筒为半灌浆套筒时，只需要针对半灌浆套筒的灌浆连接段以及对应的下段连接钢筋进行加固即可，而当套筒为全灌浆套筒时，则需要针对全灌浆套筒以及对应的下段连接钢筋和上段连接钢筋进行加固才行。可以通过连接方式进行判断，即当套筒和连接钢筋通过灌浆料灌浆连接时，套筒与对应的连接钢筋采用两根预弯附加钢筋焊接连接；剔凿区是在预制剪力墙及其下方的楼板上凿除混凝土得到的区域，以便于安置预弯附加钢筋，因此剔凿区位于焊接有预弯附加钢筋的套筒的筒体和连接钢筋周边；

具体的，当套筒为半灌浆套筒时，剔凿区为下段凿除区51，下段凿除区包括下段筒体凿除空间52和对应套筒外部的下段钢筋凿除空间53，下段筒体凿除空间和下段钢筋凿除空间贯通连接；而当套筒为全灌浆套筒时，剔凿区为上段凿除区54和下段凿除区，上段凿除区包括上段筒体凿除空间55和对应套筒外部的上段钢筋凿除空间56，上段筒体凿除空间和上段钢筋凿除空间贯通连接，下段凿除区包括下段筒体凿除空间和对应套筒外部的下段钢筋凿除空间，下段筒体凿除空间和下段钢筋凿除空间贯通连接，从而保证每一处连接强度偏低的位置均得到加强。

然后在剔凿区内填充有超高性能混凝土，以保证结构受力性能；超高性能混凝土材料(UltraHighPerformanceConcrete)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与钢筋以及套筒单面搭接焊结合使用，可进一步将搭接长度缩短为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。

具体的，由于套筒的外壁和连接钢筋不在同一直线上，因此预弯附加钢筋包括一体连接的外扩连接部61、预弯过渡段62以及内收连接部63，通过套筒和连接钢筋的相对位置对预弯过渡段进行弯曲制备；

预弯附加钢筋用于增强套筒的灌浆连接段与对应的连接钢筋之间的连接，相配合的两根预弯附加钢筋对称设置，呈八字形，两根预弯附加钢筋的外扩连接部分别与套筒的外壁两侧单面搭接焊连接并形成焊缝，两根预弯附加钢筋的内收连接部分别与连接钢筋的两侧单面搭接焊连接并形成焊缝；

为了保证焊接后的强度可靠性，针对各参数进行限定，下段筒体凿除空间的大小范围应使得套筒从底部往上露出6d～7d的长度，d为下段连接钢筋的直径，上段筒体凿除空间的大小范围应使得套筒从顶部往下露出6d～7d的长度，且保证预弯附加钢筋与套筒的外壁焊接后，预弯附加钢筋与套筒的筒体分别至剪力墙剔凿区内壁之间的距离均不小于30㎜。下段钢筋凿除空间的大小范围应使得下段连接钢筋从套筒底部起向下计量7d～9d的长度，且保证预弯附加钢筋与下段连接钢筋焊接后，预弯附加钢筋与下段连接钢筋分别至下段钢筋凿除空间内壁之间的距离均不小于30㎜；上段钢筋凿除空间的大小范围应使得上段连接钢筋从套筒顶部起向上计量7d～9d的长度，且保证预弯附加钢筋与上段连接钢筋焊接后，预弯附加钢筋与上段连接钢筋分别至上段钢筋凿除空间内壁之间的距离均不小于30㎜。

还需要对预弯附加钢筋的规格及焊接长度进行限定，其规格不低于上段连接钢筋和下段连接钢筋，预弯附加钢筋与对应的套筒的外壁、上段连接钢筋以及下段连接钢筋在预制剪力墙长度方向上并拢焊接并形成焊缝，套筒两侧的焊缝、下段连接钢筋两侧的焊缝以及上段连接钢筋两侧的焊缝均对称设置，焊接长度均不小于5d。

最终，预制剪力墙与相邻下层的预制剪力墙在套筒灌浆连接接头处通过连接钢筋、套筒、预弯附加钢筋、灌浆料、焊缝和超高性能混凝土形成一个整体。

本发明还公开一种施工方法，参照图5所示，用于制备上述任一项的针对套筒内灌浆料强度偏低的加固结构，包括以下步骤：

首先判断套筒的类型，优先从套筒靠近预制剪力墙表面的一侧凿除混凝土，若遇到外墙，在不具备搭设外脚手架条件的情况下统一从外墙内侧进行凿除；当套筒为半灌浆套筒时，使套筒从底部往上露出6d～7d的长度，d为下段连接钢筋的直径，得到下段筒体凿除空间；当套筒为全灌浆套筒时使套筒从底部往上露出6d～7d的长度、从顶部往下露出6d～7d的长度，d为下段连接钢筋的直径，得到下段筒体凿除空间和上段筒体凿除空间；每个套筒均需要凿除；

由于是初始凿除，为了便于达到准确的凿除精度，可以通过参照灌浆孔的位置向下剔凿混凝土找到套筒的底部，然后根据套筒的底部往上继续剔凿混凝土，使套筒露出6d～7d的长度；通过参照出浆孔的位置向上剔凿混凝土找到套筒的顶部，然后根据套筒的顶部的位置往下继续剔凿混凝土，使套筒露出6d～7d的长度，从而能够得到剔凿标准，避免对不必要的位置进行剔凿。

随后凿开套筒下方剪力墙底部接缝以及楼板的混凝土，沿套筒底部开始向下凿除下段连接钢筋周围的混凝土，使下段连接钢筋露出7d～9d的长度，得到下段钢筋凿除空间；当套筒为全灌浆套筒时，还需要凿开套筒上方的混凝土，沿套筒顶部开始向上凿除上段连接钢筋周围的混凝土，使上段连接钢筋露出7d～9d的长度，得到上段钢筋凿除空间；

从而得到剔凿区，参照图6所示；

在焊接前需要对套筒外露部分的表面及连接钢筋的表面进行清理；

随后制备两根预弯附加钢筋，该预弯附加钢筋将两根预弯附加钢筋的外扩连接部与下段筒体凿除空间内的套筒沿预制剪力墙长度方向的两侧外壁采用单面搭接焊连接，将两根预弯附加钢筋的内收连接部与下段连接钢筋沿预制剪力墙长度方向的两侧采用单面搭接焊连接，焊接长度均不小于5d；当套筒为全灌浆套筒时，还需要再制备两根预弯附加钢筋，将两根预弯附加钢筋的外扩连接部与上段筒体凿除空间内的套筒沿预制剪力墙长度方向的两侧外壁采用单面搭接焊连接，将两根预弯附加钢筋的内收连接部与上段连接钢筋沿预制剪力墙长度方向的两侧采用单面搭接焊连接，焊接长度均不小于5d；重复制备和焊接的工序直至每个套筒均得到加固，参照图7所示。

然后对剔凿区进一步修整，确保套筒外露部分、预弯附加钢筋及连接钢筋的表面至对应的剔凿区内壁之间的距离均不小于30㎜，得到待修复区；

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；最后即可拆除模板，完成加固。

本发明的加固结构及其施工方法，剔凿区域基本围绕套筒筒体的必要区段以及对应的连接钢筋周边范围进行，凿除总量少，施工强度也随之降低，操作步骤简单易懂，便于推广应用。

以上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 (9)

1.一种针对套筒内灌浆料强度偏低的加固结构，其特征在于，所述加固结构覆盖预制剪力墙底部的每个套筒灌浆连接接头，其中单个套筒灌浆连接接头的加固结构包括套筒、连接钢筋、灌浆料、剔凿区、预弯附加钢筋和超高性能混凝土；

当所述套筒和连接钢筋通过灌浆料灌浆连接时，套筒与对应的连接钢筋采用两根预弯附加钢筋焊接连接，所述剔凿区位于焊接有预弯附加钢筋的套筒的筒体和连接钢筋周边，剔凿区内填充有超高性能混凝土；

所述连接钢筋包括上段连接钢筋和下段连接钢筋，上段连接钢筋为预制剪力墙内的竖向受力钢筋，上段连接钢筋与套筒的上部通过灌浆料灌浆连接或机械连接；下段连接钢筋为伸出相邻下层的预制剪力墙顶部且穿过楼板的竖向受力钢筋，下段连接钢筋与套筒的下部通过灌浆料灌浆连接；

所述预弯附加钢筋包括一体连接的外扩连接部、预弯过渡段以及内收连接部，所述预弯附加钢筋用于增强套筒的灌浆连接段与对应的连接钢筋之间的连接，相配合的两根预弯附加钢筋对称设置，呈八字形，两根预弯附加钢筋的外扩连接部分别与套筒的外壁两侧单面搭接焊连接并形成焊缝，两根预弯附加钢筋的内收连接部分别与连接钢筋的两侧单面搭接焊连接并形成焊缝；

预制剪力墙与相邻下层的预制剪力墙在套筒灌浆连接接头处通过连接钢筋、套筒、预弯附加钢筋、灌浆料、焊缝和超高性能混凝土形成一个整体。

2.如权利要求1所述的针对套筒内灌浆料强度偏低的加固结构，其特征在于，所述套筒为半灌浆套筒或全灌浆套筒，当为半灌浆套筒时，所述上段连接钢筋与半灌浆套筒的上部机械连接，当为全灌浆套筒时，所述上段连接钢筋与全灌浆套筒的上部通过灌浆料灌浆连接。

3.如权利要求2所述的针对套筒内灌浆料强度偏低的加固结构，其特征在于，当套筒为半灌浆套筒时，所述剔凿区为下段凿除区，所述下段凿除区包括下段筒体凿除空间和对应套筒外部的下段钢筋凿除空间，所述下段筒体凿除空间和下段钢筋凿除空间贯通连接；当套筒为全灌浆套筒时，所述剔凿区为上段凿除区和下段凿除区，上段凿除区包括上段筒体凿除空间和对应套筒外部的上段钢筋凿除空间，所述上段筒体凿除空间和上段钢筋凿除空间贯通连接，下段凿除区包括下段筒体凿除空间和对应套筒外部的下段钢筋凿除空间，所述下段筒体凿除空间和下段钢筋凿除空间贯通连接。

4.如权利要求3所述的针对套筒内灌浆料强度偏低的加固结构，其特征在于，所述下段筒体凿除空间的大小范围应使得套筒从底部往上露出6d～7d的长度，d为下段连接钢筋的直径，所述上段筒体凿除空间的大小范围应使得套筒从顶部往下露出6d～7d的长度，且保证预弯附加钢筋与套筒的外壁焊接后，预弯附加钢筋与套筒的筒体分别至剪力墙剔凿区内壁之间的距离均不小于30㎜。

5.如权利要求3所述的针对套筒内灌浆料强度偏低的加固结构，其特征在于，所述下段钢筋凿除空间的大小范围应使得下段连接钢筋从套筒底部起向下计量7d～9d的长度，且保证预弯附加钢筋与下段连接钢筋焊接后，预弯附加钢筋与下段连接钢筋分别至下段钢筋凿除空间内壁之间的距离均不小于30㎜；所述上段钢筋凿除空间的大小范围应使得上段连接钢筋从套筒顶部起向上计量7d～9d的长度，且保证预弯附加钢筋与上段连接钢筋焊接后，预弯附加钢筋与上段连接钢筋分别至上段钢筋凿除空间内壁之间的距离均不小于30㎜；

d为下段连接钢筋的直径。

6.如权利要求1所述的针对套筒内灌浆料强度偏低的加固结构，其特征在于，所述预弯附加钢筋的规格不低于上段连接钢筋和下段连接钢筋，预弯附加钢筋与对应的套筒的外壁、上段连接钢筋以及下段连接钢筋在预制剪力墙长度方向上并拢焊接并形成焊缝，套筒两侧的焊缝、下段连接钢筋两侧的焊缝以及上段连接钢筋两侧的焊缝均对称设置，焊接长度均不小于5d；

d为下段连接钢筋的直径。

7.如权利要求1所述的针对套筒内灌浆料强度偏低的加固结构，其特征在于，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。

8.一种施工方法，其特征在于，用于制备如权利要求1至7任一项所述的针对套筒内灌浆料强度偏低的加固结构，包括以下步骤：

步骤1)判断套筒的类型，从每个套筒靠近预制剪力墙表面的一侧凿除混凝土；当套筒为半灌浆套筒时，使套筒从底部往上露出6d～7d的长度，d为下段连接钢筋的直径，得到下段筒体凿除空间；当套筒为全灌浆套筒时使套筒从底部往上露出6d～7d的长度、从顶部往下露出6d～7d的长度，d为下段连接钢筋的直径，得到下段筒体凿除空间和上段筒体凿除空间；

步骤2)凿开套筒下方剪力墙底部接缝以及楼板的混凝土，沿套筒底部开始向下凿除下段连接钢筋周围的混凝土，使下段连接钢筋露出7d～9d的长度，得到下段钢筋凿除空间；当套筒为全灌浆套筒时，还需要凿开套筒上方的混凝土，沿套筒顶部开始向上凿除上段连接钢筋周围的混凝土，使上段连接钢筋露出7d～9d的长度，得到上段钢筋凿除空间；

从而得到剔凿区；

步骤3)对套筒外露部分的表面及连接钢筋的表面进行清理；

步骤4)制备两根预弯附加钢筋，将两根预弯附加钢筋的外扩连接部与下段筒体凿除空间内的套筒沿预制剪力墙长度方向的两侧外壁采用单面搭接焊连接，将两根预弯附加钢筋的内收连接部与下段连接钢筋沿预制剪力墙长度方向的两侧采用单面搭接焊连接，焊接长度均不小于5d；当套筒为全灌浆套筒时，还需要再制备两根预弯附加钢筋，将两根预弯附加钢筋的外扩连接部与上段筒体凿除空间内的套筒沿预制剪力墙长度方向的两侧外壁采用单面搭接焊连接，将两根预弯附加钢筋的内收连接部与上段连接钢筋沿预制剪力墙长度方向的两侧采用单面搭接焊连接，焊接长度均不小于5d；

步骤5)重复步骤4)，直至所有套筒均焊接完成，进行下一步；

步骤6)对剔凿区进一步修整，确保套筒外露部分、预弯附加钢筋及连接钢筋的表面至对应的剔凿区内壁之间的距离均不小于30㎜，得到待修复区；

步骤7)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；

步骤8)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9)拆除模板，完成加固。

9.如权利要求8所述的施工方法，其特征在于，步骤1)中，通过参照灌浆孔的位置向下剔凿混凝土找到套筒的底部，然后根据套筒的底部往上继续剔凿混凝土，使套筒露出6d～7d的长度；通过参照出浆孔的位置向上剔凿混凝土找到套筒的顶部，然后根据套筒的顶部的位置往下继续剔凿混凝土，使套筒露出6d～7d的长度。

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