CN111593848A - 预制装配式混凝土构件密集套筒串联灌浆系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制装配式混凝土构件密集套筒串联灌浆系统及方法，该系统包括预埋于现有构件的多排多列钢筋，还包括与钢筋一一对应地预埋于装配构件的多排多列套筒，每个套筒外壁上部和下部各设有一个与套筒内腔连通的管口作为入浆管口和出浆管口，每列前排套筒的出浆管口通过水平连接管连接于后排套筒的入浆管口，每列首排套筒的入浆管口与开口于装配构件外壁的入浆口相通，每列末排套筒的出浆口与开口于装配构件外壁的出浆口相通。本发明对多排灌浆套筒进行串联连接，减少入浆通道和出浆通道长度，使得浆液的流动更加顺畅，也使得构件的整体性更好。同时还创新性地采用了套筒阶梯形布置，使灌浆能从套筒的底部开始，更好地保证了灌浆质量。

Description

预制装配式混凝土构件密集套筒串联灌浆系统及方法

技术领域

本发明涉及混凝土预制装配施工技术领域，涉及桥梁工程、工业民用建筑等领域预制混凝土构件的装配施工。

背景技术

传统的桥梁混凝土墩柱和工民建墙柱多采用现浇施工。随着施工技术的发展和环保要求的提高，预制装配化施工越来越普遍。预制装配化施工需要在预制厂把构件预制出来，然后再运输到现场进行安装。桥梁混凝土墩柱和工民建墙柱也可采用预制装配化施工，先把柱子和墙体分成一节或多节，在工厂预制好，再在现场安装。预制混凝土构件和现浇构件，预制混凝土构件之间的连接方式有许多种，灌浆套筒是一种普遍采用的连接方式。

采用灌浆套筒连接时，连接钢筋预埋在现有构件的一端，灌浆套筒预埋在装配构件的一端。安装时，需要把现有构件的连接钢筋插入装配构件的套筒中，两构件的贴面需铺一定厚度的混凝土浆料。在装配构件有临时支撑并处于稳定的条件下，通过预先埋设的灌浆孔给套筒灌浆。当套筒灌浆饱满时，浆液就会从出浆孔流出，就可以终止灌浆，对灌浆孔和出浆孔进行封堵。等待灌浆凝固，该节段的装配化安装完成。

套筒连接钢筋分两种情况，一种是套筒两端钢筋都采用灌浆连接法，另一种是套筒一端和钢筋机械连接，另一端和钢筋灌浆连接，如图7、图8所示。

现在普遍使用的钢筋套筒连接方式，从墩柱表面算起都只有单排钢筋，每个灌浆套筒都有一个入浆孔和一个出浆孔，如图1、图2、图7和图8所示。这种连接方式只适用于小尺寸的柱体和薄壁构件，已经广泛应用于工民建、港口和桥梁施工中。

对于尺度较大的柱体和墙体，会采用从柱墙表面算起多排多列钢筋的布置，也需要有多排多列灌浆套筒。如果每个套筒都需要一个单独的出浆口的话，会导致出浆孔过多，从而消弱混凝土的整体性，影响墩柱的外观质量。

为此，需要对现有技术做出改进。

发明内容

本发明的第一目的在于弥补现有技术的不足，提供一种采用串联方式对预制混凝土构件进行装配式灌浆套筒连接的施工系统。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：预制装配式混凝土构件密集套筒串联灌浆系统，包括预埋于现有构件的多排多列钢筋，还包括与钢筋一一对应地预埋于装配构件的多排多列套筒，

以面向现场工作人员，横向布置的钢筋为排，纵向布置的钢筋为列，每个套筒外壁上部和下部各设有一个与套筒内腔连通的管口作为入浆管口和出浆管口，每列前排套筒的出浆管口通过水平连接管连接于后排套筒的入浆管口，每列首排套筒的入浆管口与开口于装配构件外壁的入浆口相通，每列末排套筒的出浆口与开口于装配构件外壁的出浆口相通。

一列偶数排灌浆套筒串联连接，首排套筒的入浆管口位于所在套筒的下部，与装配式构件外壁的入浆口相连，每排套筒的出浆管口通过水平连接管与次排套筒入浆管口相连，末排套筒的出浆管口位于套筒的下部，与装配式构件外壁出浆口相连，装配式构件的入浆口和出浆口位于构件不同侧。

一列奇数排灌浆套筒串联连接，首排套筒的入浆管口位于所在套筒的下部，与装配式构件外壁的入浆口相连，每排套筒的出浆管口通过水平连接管与次排套筒入浆管口相连，末排套筒的出浆管口位于套筒的上部，与装配式构件外壁出浆口相连。装配式构件的入浆口和出浆口位于装配式构件的不同侧。

末排套筒的出浆口采用长连接管道，与装配式构件出浆口相连，装配式构件入浆口和出浆口位于外壁同侧。

现有构件设有阶梯状上表面，装配构件设有与现有构件相适配的阶梯状下表面，装配构件的下表面设有多个阶梯式布置的灌浆套筒，每个套筒的入浆管口位于所在套筒的下部而出浆管口位于所在套筒的上部，首排套筒位于最低级阶梯，首排套筒的入浆管口连接位于装配构件下部的入浆口，前排套筒的出浆管口通过水平连接管连接位于同一高度的后排套筒的入浆管口，末排套筒的出浆管口连接位于装配构件上部的出浆口。

本发明的第二目的在于提供一种装配混凝土构件的施工方法。为了实现这一目的，本发明采用了以下技术方案：

一种采用如上一所述的预制装配式混凝土构件密集套筒串联灌浆系统进行装配混凝土构件的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

S1.将需装配的上部构件钢筋和套筒在胎架上绑孔成型，套筒呈阶梯状布置，与现有构件上表面相适应，使用水平上连接管和水平下连接管将相邻的套筒连接起来，并连接好入浆口和出浆口；

S2.把钢筋笼吊入模板内，浇注混凝土并养护，形成预制的上部装配构件；

S3.将现有构件上表面设计为阶梯状，在现场或预制厂制作，合模浇筑，预留好足够尺度和精度的外露钢筋；

S4.现场先进行预安装，再在现有构件表面铺垫砂垫层，吊装预制好的装配构件，采用千斤顶调整垂直度；

S5.把浆料注入入浆口，出浆口先保持开启以排出空气,当浆料从出浆口出来后，检查出浆的质量是否合适，就可停止灌浆。

本发明对多排灌浆套筒进行串联连接，采用了创新的入浆和出浆通道布置方式，从而减少入浆通道和出浆通道长度，使得浆液的流动更加顺畅，也使得构件的整体性更好。同时还创新性地采用了套筒阶梯形布置，使灌浆能从套筒的底部开始，更好地保证了灌浆质量。采取本发明的技术，能减少连接通道，提高混凝土的整体性和耐久性。

附图说明

图1是圆型柱体有多列一排钢筋。

图2是方型柱有多列一排钢筋。

图3是圆型柱体有多列多排钢筋，虚线方框为一组连通套筒，面向现场工作人员，横向布置的钢筋为排，纵向布置的钢筋为列。

图4是方型柱体有多列多排钢筋，虚线方框为一组连通套筒，面向现场工作人员，横向布置的钢筋为排，纵向布置的钢筋为列。

图5：有二排钢筋的墙体，虚线方框为一组连通套筒。

图6：有多排钢筋的墙体，虚线方框为一组连通套筒。

图7是现有的单排套筒安装连接示意图，钢筋和套筒一端机械连接，一端灌浆连接。

图8是现有的单排套筒安装连接示意图，钢筋和套筒均采用灌浆连接。

图9是双排钢筋采用套筒串联连接时的管道布置方式。

图10是三排钢筋采用套筒串联连接时的管道布置方式。

图11是四排钢筋采用套筒串联连接时的管道布置方式。

图12是多排钢筋套筒采用阶梯式串联布置时平面图，入浆口和出浆口在异侧。

图13是多排钢筋套筒采用阶梯式串联布置时立面图，入浆口和出浆口在异侧。

图14是多排钢筋套筒采用阶梯式串联布置时，入浆口和出浆口在同侧。

图15是多排钢筋套筒采用阶梯式串联布置时，入浆口和出浆口在同侧。

其中，现有技术中的套筒1，现有技术中的入浆口1.1，现有技术中的出浆口1.2，现有技术中的钢筋2，现有技术中的承台或墩柱下节段3，套筒100，入浆口101，出浆口102，首排套筒的入浆管口103，首排套筒的出浆管口104，次排套筒的入浆管口105，下部构件预埋钢筋201，上部构件预埋钢筋202，下部构件300，阶梯状上表面301，上部构件400，第一侧外壁401，第二侧外壁402，阶梯状下表面403，水平连接管500，砂垫层600

具体实施方式

本发明的预制装配式混凝土构件密集套筒串联灌浆系统，作为最基本的结构，其包括预埋于现有构件的多排多列钢筋，及与钢筋一一对应地预埋于装配构件的多排多列套筒。以面向现场工作人员，横向布置的钢筋为排，纵向布置的钢筋为列，每个套筒外壁上部和下部各设有一个与套筒内腔连通的管口作为入浆管口和出浆管口，每列前排套筒的出浆管口通过水平连接管连接于后排套筒的入浆管口，每列首排套筒的入浆管口与开口于装配构件外壁的入浆口相通，每列末排套筒的出浆口与开口于装配构件外壁的出浆口相通。浆料从入浆口经首排套筒入浆管口注入首排套筒，在注满首排套筒内腔后从位于其上部的出浆管口流出，并经水平连接管流至次排套筒上部入浆管口，注满次排套筒后从其下部出浆管口流至下一排套筒，直至注满所有套筒后从出浆口流出。

上部构件在预制厂生产。套筒可用球墨铸铁或钢管制作，钢筋和套筒在胎架上绑孔成型，把钢筋笼吊入模板内，浇注混凝土并养护。下部构件在现场或预制厂制作而成，注意外露足够长度和精度的钢筋。

现场安装按照常规的方法进行：先进行预安装，再铺垫砂垫层600，吊装上部构件400，采用千斤顶调整垂直度。把浆料注入入浆口时，出浆口先保持开启以排出空气。当浆料从出浆口出来后，检查出浆的质量是否合适。

现结合各图对各种实施方式加以说明。

实施例一

如图9所示的下部构件设有多列钢筋，每列有两排预埋钢筋，对应地，上部构件也预埋有两排套筒100。上部构件预埋钢筋202与套筒采用机械连接的方式固定。上部构件的左侧壁开设有入浆口101，右侧壁开设有出浆口102。首排套筒的入浆管口103设于下部，出浆管口104设于上部，均与套筒内腔相通。首排套筒的入浆管口与入浆口101连接，出浆管口与第二排套筒的入浆管口通过水平连接管500连接。浆料从入浆口灌入，由下至上灌满首排套筒，然后经水平连接管灌注到第二排套筒，从上至下灌满第二排套筒，再从出浆口流出。

本例中出浆口与入浆口开口于上部构件的相对侧外壁。

实施例二

如图10所示，下部构件300设有多列钢筋，每列有3排预埋钢筋，对应地，上部构件400也预埋有三排套筒100。上部构件预埋钢筋202与套筒采用机械连接的方式固定。上部构件的左侧壁开设有入浆口101，右侧壁开设有出浆口102。首排套筒及第三排套筒的入浆管口均设于下部，出浆管口设于上部，均与套筒内腔相通。而第二排套筒的入浆管口设于上部，出浆管口设于下部。首排套筒的入浆管口与入浆口101连接，位于上部的出浆管口与同位于上部的第二排套筒入浆管口通过水平连接管500连接。位于下部的第二排套筒出浆管口与同位于下部的第三排套筒入浆管口通过水平连接管500连接。位于上部的第三排套筒出浆管口与出浆口102连接。

浆料从入浆口灌入，由下至上灌满首排套筒，然后经水平连接管灌注到第二排套筒，从上至下灌满第二排套筒，再经水平连接管灌注到第三排套筒，从下至上灌满后从出浆口流出。

本例中出浆口与入浆口开口于上部构件的相对侧外壁。

实施例三

如图11所示，下部构件300设有多列钢筋，每列有4排预埋钢筋，对应地，上部构件400也预埋有4排套筒100。上部构件预埋钢筋202与套筒采用机械连接的方式固定。上部构件的左侧壁开设有入浆口101，右侧壁开设有出浆口102。首排套筒及第三排套筒的入浆管口均设于下部，出浆管口设于上部，均与套筒内腔相通。而第二排及第四排套筒的入浆管口设于上部，出浆管口设于下部。首排套筒的入浆管口与入浆口101连接，位于上部的出浆管口与同位于上部的第二排套筒入浆管口通过水平连接管500连接。位于下部的第二排套筒出浆管口与同位于下部的第三排套筒入浆管口通过水平连接管500连接，以此类推。最后，位于下部的第四排套筒的出浆管口与出浆口102连接。

浆料从入浆口灌入，由下至上灌满首排套筒，然后经水平连接管灌注到第二排套筒，从上至下灌满第二排套筒，再经水平连接管灌注到第三排套筒，从下至上灌满后再到第四排套筒，全部灌满后从出浆口流出。

本例中出浆口与入浆口开口于上部构件的相对侧外壁。

实施例四

如图12图13所示，下部构件300设有多列钢筋，每列有多排预埋钢筋，对应地，上部构件400也预埋有多排套筒100。上部构件预埋钢筋202与套筒采用机械连接的方式固定。

特别之处在于，下部构件的上表面设计成阶梯状，相应地，上部构件下表面也设计成阶梯状，套筒分布于各梯级中。

上部构件的左侧壁下部开设有入浆口101，右侧壁上部开设有出浆口102。各排套筒均设置成入浆管口位于下部而出浆管口位于上部的形式。首排套筒的入浆管口与入浆口101连接，位于上部的出浆管口与同位于同一水平位置的第二排套筒的入浆管口通过水平连接管500连接。第二排套筒的出浆管口与位于同一水平位置的第三排套筒的入浆管口通过水平连接管500连接，以此类推。最后一排套筒的出浆管口与出浆口102连接。

浆料从入浆口灌入，由下至上灌满首排套筒，然后经水平连接管灌注到第二排套筒，依次从下至上灌满第二排套筒、第三排套筒，直至最后一排套筒，全部灌满后从出浆口流出。

阶梯式套筒连接时混凝土施工质量非常重要。对于多节段的墩柱和墙体可采用短线配法保证接口的连接紧密。节段的上部如需要做成阶梯形，需要采用定制模板来保证混凝土质量。现场浇筑的下部结构需要采用特制的模板保障精度。

实施例五

如图14图15所示，下部构件300设有多列钢筋，每列有多排预埋钢筋，对应地，上部构件400也预埋有多排套筒100。上部构件预埋钢筋202与套筒采用机械连接的方式固定。下部构件的上表面设计成阶梯状，相应地，上部构件下表面也设计成阶梯状，套筒分布于各梯级中。

与实施例四不同之处在于，上部构件的左侧壁下部开设有入浆口101，在同为左侧壁的上部则开设有出浆口102。各排套筒均设置成入浆管口位于下部而出浆管口位于上部的形式。首排套筒的入浆管口与入浆口101连接，位于上部的出浆管口与同位于同一水平位置的第二排套筒的入浆管口通过水平连接管500连接。第二排套筒的出浆管口与位于同一水平位置的第三排套筒的入浆管口通过水平连接管500连接，以此类推。最后一排套筒的出浆管口入浆管口设置在同侧，出浆管口通过水平连接管连接到位于上部构件左侧壁的出浆口102。

浆料从入浆口灌入，由下至上灌满首排套筒，然后经水平连接管灌注到第二排套筒，依次从下至上灌满第二排套筒、第三排套筒，直至最后一排套筒，全部灌满后经由水平出浆管连向出浆口而流出。

Claims (6)

1.预制装配式混凝土构件密集套筒串联灌浆系统，包括预埋于现有构件的多排多列钢筋，还包括与钢筋一一对应地预埋于装配构件的多排多列套筒，其特征在于：

以面向现场工作人员，横向布置的钢筋为排，纵向布置的钢筋为列，每一列套筒外壁上部和下部各设有一个与套筒内腔连通的管口作为入浆管口和出浆管口，每列前排套筒的出浆管口通过水平连接管连接于后排套筒的入浆管口，每列首排套筒的入浆管口与开口于装配构件外壁的入浆口相通，每列末排套筒的出浆管口与开口于装配构件外壁的出浆口相通。

2.根据权利要求1所述的预制装配式混凝土构件密集套筒串联灌浆系统，其特征在于：一列偶数排灌浆套筒串联连接，首排套筒的入浆管口位于所在套筒的下部，与装配式构件外壁的入浆口相连，每排套筒的出浆管口通过水平连接管与次排套筒入浆管口相连，末排套筒的出浆管口位于套筒的下部，与装配式构件外壁出浆口相连，装配式构件的入浆口和出浆口位于构件不同侧。

3.根据权利要求1所述的预制装配式混凝土构件密集套筒串联灌浆系统，其特征在于：一列奇数排灌浆套筒串联连接，首排套筒的入浆管口位于所在套筒的下部，与装配式构件外壁的入浆口相连，每排套筒的出浆管口通过水平连接管与次排套筒入浆管口相连，末排套筒的出浆管口位于套筒的上部，与装配式构件外壁出浆口相连。装配式构件的入浆口和出浆口位于装配式构件的不同侧。

4.根据权利要求1所述的预制装配式混凝土构件密集套筒串联灌浆系统，其特征在于：末排套筒的出浆口采用长连接管道，与装配式构件出浆口相连，装配式构件入浆口和出浆口位于外壁同侧。

5.根据权利要求1所述的预制装配式混凝土构件密集套筒串联灌浆系统，其特征在于：现有构件设有阶梯状上表面，装配构件设有与现有构件相适配的阶梯状下表面，装配构件的下表面设有多个阶梯式布置的灌浆套筒，每个套筒的入浆管口位于所在套筒的下部而出浆管口位于所在套筒的上部，首排套筒位于最低级阶梯，首排套筒的入浆管口连接位于装配构件下部的入浆口，前排套筒的出浆管口通过水平连接管连接位于同一高度的后排套筒的入浆管口，末排套筒的出浆管口连接位于装配构件上部的出浆口。

6.一种采用如权利要求5任一所述的预制装配式混凝土构件密集套筒串联灌浆系统进行装配混凝土构件的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

S1.将需装配的上部构件钢筋和套筒在胎架上绑孔成型，套筒呈阶梯状布置，与现有构件上表面相适应，使用水平上连接管和水平下连接管将相邻的套筒连接起来，并连接好入浆口和出浆口；

S2.把钢筋笼吊入模板内，浇注混凝土并养护，形成预制的上部装配构件；

S3.将现有构件上表面设计为阶梯状，在现场或预制厂制作，合模浇筑，预留好足够尺度和精度的外露钢筋；

S4.现场先进行预安装，再在现有构件表面铺垫砂垫层，吊装预制好的装配构件，采用千斤顶调整垂直度；

S5.把浆料注入入浆口，出浆口先保持开启以排出空气,当浆料从出浆口出来后，检查出浆的质量是否合适，就可停止灌浆。

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