一种灌浆插筋挤密灌浆套筒预制混凝土柱及施工方法

1.本发明涉及建筑工程技术领域，特别是涉及一种灌浆插筋挤密灌浆套筒预制混凝土柱及施工方法。


背景技术：

2.目前，随着社会经济发展,城镇化进程的加快，我国建筑房屋面积每年都在不断增加。装配式建筑能够打破传统房屋筑造过程中的局限性，同时还能够通过先进的技术手段,为建筑工程施工质量，安全稳定性提供有效保障。
3.装配式建筑指由建筑预制构件生产工厂生产建筑预制构件，并运输到项目施工现场进行模块化安装而形成的建筑，与传统现浇建造方式相比，装配式建筑大幅降低了工程建造过程中的能源资源消耗，减少传统施工造成的环境污染和项目现场临时用地，提高劳动生产效率，改善工人的工作环境。在装配式建筑的连接区域，预制构件之间常采用套筒灌浆连接。然而这门工艺还不够成熟，往往会出现套筒内腔灌浆不饱满，存在注浆不饱满、孔洞等，甚至套筒内无灌浆料，导致预制构件的连接强度存在安全隐患。
4.目前，灌浆套筒连接是预制混凝土(pc)装配式柱的最主要的连接形式之一，其拼接方式是下段柱的连接钢筋朝上，浇筑完钢筋混凝土楼面板后，上段柱的钢筋套筒朝下套入连接钢筋，然后在连接缝处做压力注浆的分区和缝周边密封工作，然后通过注浆孔进行一系列复杂的压力注浆工序。一旦注浆孔、出浆孔或套筒内形成堵塞或密封处出现漏浆，则套筒内很容易形成注浆不密实等的注浆缺陷。由于缺陷多位于钢筋套筒内，目前除了破拆等有损检测外，尚无简单有效的检测手段对套筒内的注浆缺陷进行全面检测，易形成连接位置承载力不足等安全隐患。连接位置的数量众多的灌浆孔，一旦存在注浆不饱满等缺陷问题，其施工操作的补救措施也异常麻烦。同时，pc装配式柱的连接截面平齐，新老混凝土可能由于界面或收缩等问题形成通缝，缺少有效的横向抗剪措施。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种灌浆插筋挤密灌浆套筒预制混凝土柱及施工方法，以解决上述现有技术存在的问题，可以确保所有套筒内的灌浆料均填满密实，无需在试件套筒插入钢筋后再进行复杂的分仓和压力注浆环节，大大降低传统方式压力注浆的施工难度和质量风险，不会存在注浆不密实的空洞等缺陷，确保连接位置的传力安全可靠。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
7.本发明提供一种灌浆插筋挤密灌浆套筒预制混凝土柱，包括多段上下连接的预制混凝土柱，所述预制混凝土柱的顶部设置有圆钢管套管和若干灌浆套筒，所述预制混凝土柱的侧面设置有分别与各个所述灌浆套筒内腔相通的注浆口和出浆口，所述预制混凝土柱的底部凸出有与所述圆钢管套管对应的圆钢管混凝土抗剪键和与各个所述灌浆套筒一一对应的连接钢筋，所述连接钢筋的顶部连接所述灌浆套筒的底部，拼接各段所述预制混凝土柱时，上段的所述预制混凝土柱的底部凸出的圆钢管混凝土抗剪键插入下段的所述预制
混凝土柱的顶部圆钢管套管内，所述圆钢管套管内充满高强灌浆料将所述圆钢管混凝土抗剪键和圆钢管套管连接成整体，上段的所述预制混凝土柱的底部凸出的所述连接钢筋插入下段的所述预制混凝土柱的顶部灌浆套筒内，所述灌浆套筒内充满高强灌浆料将所述连接钢筋和所述灌浆套筒连接成整体。
8.优选地，所述圆钢管套管设置于所述预制混凝土柱的柱心处，所述灌浆套筒设置于所述圆钢管套管的外周。
9.优选地，所述圆钢管混凝土抗剪键设置于所述预制混凝土柱的柱心处，所述连接钢筋设置于所述圆钢管混凝土抗剪键的外周。
10.优选地，所述预制混凝土柱的楼面高度处的侧面预埋有一排槽型钢筋，通过所述槽型钢筋连接楼面预制混凝土楼板或现浇楼板中的钢筋。
11.优选地，所述预制混凝土柱在与框架梁上、下排受力钢筋的连接处，预埋有内螺纹高强套筒，所述内螺纹高强套筒与所述预制混凝土柱的受力钢筋连接或通过锚固钢筋牢固锚固在所述预制混凝土柱内；吊装完成后，安装框架梁时，框架梁的连接钢筋通过对应位置的内螺纹高强套筒与预制混凝土柱连接在一起。
12.优选地，所述预制混凝土柱的顶部相对的两个柱角处设置有直角定位角钢。
13.基于上述灌浆插筋挤密灌浆套筒预制混凝土柱，本发明还提供了一种灌浆插筋挤密灌浆套筒预制混凝土柱的施工方法，包括以下步骤：
14.1)一组工人负责检查测量预制混凝土柱的顶面水平度，如果偏差超过安装规定，调整顶面的水平度；将2个直角定位角钢用螺栓固定在预制混凝土柱的对角上；然后取下灌浆套筒和圆钢管套管顶面的盖帽，采用手电筒对灌浆套筒内部、注浆口和出浆口进行检查，确保其通畅无堵塞；先将预制混凝土柱侧面的注浆口和出浆口用橡胶塞塞紧；按照灌浆套筒用高强灌浆料的配置比例和搅拌要求，进行灌浆料的配制工作，搅拌完成静置消除气泡后，用漏斗或压力注浆管将灌浆套筒和圆钢管套管内部灌满或低于灌浆套筒和圆钢管套管内部，灌浆料到顶面的空缺体积小于插入的连接钢筋或圆钢管混凝土抗剪键体积，确保连接钢筋和圆钢管混凝土抗剪键插入后，灌浆料能把灌浆套筒和圆钢管套管内部空间填满；
15.2)另一组工人负责起吊上层的预制混凝土柱，预制混凝土柱的连接钢筋朝下，起吊时调整吊钩位置，保证起吊后预制混凝土柱的轴线竖直；待接缝处的所有灌浆料灌注完成后，立即将预制混凝土柱起吊安装，上部的预制混凝土柱吊至下部的预制混凝土柱的上方后，将上部的预制混凝土柱的底部柱角对齐进入下部的预制混凝土柱的对角的两个直角定位角钢内，防止柱身倾斜或转动，缓慢下落预制混凝土柱，直至连接钢筋的外凸的全部长度插入灌浆套筒内部，并且上部的预制混凝土柱的内圆钢管混凝土抗剪键全部插入下部的预制混凝土柱的圆钢管套筒内，清理外部溢出的灌浆料，在预制混凝土柱的相邻两侧用斜撑将预制混凝土柱与地面的楼面板固定，以防扰动后影响灌浆料的硬化强度。
16.优选地，所述预制混凝土柱的顶面水平度通过抹浆或添加垫片方式调整。
17.优选地，如果需要抽查某个灌浆套筒内部的灌浆料灌注情况，将该灌浆套筒上排的出浆口用l形透明塑料导管塞紧，l型塑料管顶面不封闭直接与大气相通，顶面的高度高于预制混凝土柱的接缝；当连接钢筋的全部长度插入灌浆套筒内部时，检查l型透明塑料导管内的灌浆料液面是否与接缝保持平齐。
18.本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
19.(1)常规连接方法易出现注浆不密实，且缺少有效手段对套筒内的灌浆情况做无损检测。本发明的先注浆后插筋的方式可以确保所有套筒内的灌浆料均填满密实，无需在试件套筒插入钢筋后再进行复杂的分仓和压力注浆环节，大大降低传统方式压力注浆的施工难度和质量风险，不会存在注浆不密实的空洞等缺陷，确保连接位置的传力是可靠的。
20.(2)传统预制柱的接缝位置在柱底面(楼面板的顶面位置)，该位置往往也是柱子的弯矩最大的位置(控制截面)，对拼接连接的承载力要求也最大。本发明的上下柱接缝位置在楼面顶面以上，接近柱子的层间反弯点位置，可以大大减小预制柱的层间弯矩对连接接缝的影响，降低设计和施工难度。
21.(3)利用定位角钢确保钢筋插入时上、下层柱体的安装精度，连接钢筋全部插入套筒中的灌浆料后，上、下层柱体的表面在同一个平面上，上下对齐，无需再对预制柱进行校正或调整。
22.(4)利用上、下柱端的内部圆钢管起到加强预制柱接头的作用，钢管侧面四个方向沿长度均匀布置栓钉，圆钢管混凝土抗剪键全部插入套筒中的灌浆料后，加强钢管与混凝土的连接，凸出的圆钢管段作为抗剪措施起到增加接缝处的抗剪作用。
23.(5)需要抽查套筒内灌浆料的密实情况，只需要在上排的出浆孔位置安装l型透明导杆，即可清楚查看钢筋插入后，套筒内部的灌浆料液面高低。方便操作，且检查成本极低。
24.(6)预制柱的楼面高度位置预制挑板或预埋槽型钢筋，方便与楼面板的预制板或现浇钢筋混凝土板中的钢筋进行连接。框架梁受力钢筋通过预埋在柱内的内螺纹连接套筒与外部钢筋进行连接，连接方便，且便于预制柱的堆放和运输。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明中灌浆插筋挤密灌浆套筒预制混凝土柱的两段预制混凝土柱的拼接状态的结构示意图；
27.图2为本发明中圆钢管套管与圆钢管混凝土抗剪键的拼接结构示意图；
28.图3为本发明中灌浆套筒的结构示意图；
29.图中：1-预制混凝土柱、2-圆钢管套管、3-灌浆套筒、4-注浆口、5-出浆口、 6-圆钢管混凝土抗剪键、7-连接钢筋、8-槽型钢筋、9-橡胶塞、10-l型透明塑料导管、11-内螺纹高强套筒、12-直角定位角钢、13-栓钉、14-高强灌浆料。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.本发明的目的是提供一种灌浆插筋挤密灌浆套筒预制混凝土柱及施工方法，以解
决现有技术存在的问题。
32.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
33.本实施例中的灌浆插筋挤密灌浆套筒预制混凝土柱，如图1-3所示，包括多段上下连接的预制混凝土柱1，预制混凝土柱1的顶部设置有圆钢管套管2 和若干灌浆套筒3，预制混凝土柱1的侧面设置有分别与各个灌浆套筒3内腔相通的注浆口4和出浆口5，预制混凝土柱1的底部凸出有与圆钢管套管2对应的圆钢管混凝土抗剪键6和与各个灌浆套筒3一一对应的连接钢筋7，连接钢筋7的顶部连接灌浆套筒3的底部，拼接各段预制混凝土柱1时，上段的预制混凝土柱1的底部凸出的圆钢管混凝土抗剪键6插入下段的预制混凝土柱1 的顶部圆钢管套管2内，圆钢管套管2内充满高强灌浆料14将圆钢管混凝土抗剪键6和圆钢管套管2连接成整体，上段的预制混凝土柱1的底部凸出的连接钢筋7插入下段的预制混凝土柱1的顶部灌浆套筒3内，灌浆套筒3内充满高强灌浆料将连接钢筋7和灌浆套筒3连接成整体。
34.于本具体实施例中，圆钢管套管2设置于预制混凝土柱1的柱心处，灌浆套筒3设置于圆钢管套管2的外周；圆钢管混凝土抗剪键6设置于预制混凝土柱1的柱心处，连接钢筋7设置于圆钢管混凝土抗剪键6的外周；圆钢管套管 2和圆钢管混凝土抗剪键6通过栓钉13与预制混凝土柱1连接。
35.于本具体实施例中，预制混凝土柱1的楼面高度处的侧面预埋有一排槽型钢筋8，通过槽型钢筋8连接楼面预制混凝土楼板或现浇楼板中的钢筋；预制混凝土柱1在与框架梁上、下排受力钢筋的连接处，预埋有内螺纹高强套筒 11，内螺纹高强套筒11与预制混凝土柱1的受力钢筋连接或通过锚固钢筋牢固锚固在预制混凝土柱1内；吊装完成后，安装框架梁时，框架梁的连接钢筋通过对应位置的内螺纹高强套筒11与预制混凝土柱1连接在一起。
36.于本具体实施例中，预制混凝土柱1的顶部相对的两个柱角处设置有直角定位角钢12。
37.基于上述灌浆插筋挤密灌浆套筒预制混凝土柱，本实施例还提供了一种灌浆插筋挤密灌浆套筒预制混凝土柱的施工方法，包括以下步骤：
38.1)一组工人负责检查测量预制混凝土柱的顶面水平度，如果偏差超过安装规定，通过抹浆或添加垫片方式调整顶面的水平度；将2个直角定位角钢 12用螺栓固定在预制混凝土柱1的对角上；然后取下灌浆套筒3和圆钢管套管2顶面的盖帽，采用手电筒对灌浆套筒3内部、注浆口4和出浆口5进行检查，确保其通畅无堵塞；先将预制混凝土柱1侧面的注浆口4和出浆口5用橡胶塞9塞紧；按照灌浆套筒3用高强灌浆料的配置比例和搅拌要求，进行灌浆料的配制工作，搅拌完成静置消除气泡后，用漏斗或压力注浆管将灌浆套筒3 和圆钢管套管2内部灌满或低于灌浆套筒3和圆钢管套管2内部，灌浆料到顶面的空缺体积小于插入的连接钢筋7或圆钢管混凝土抗剪键6体积，确保连接钢筋7和圆钢管混凝土抗剪键6插入后，灌浆料能把灌浆套筒3和圆钢管套管 2内部空间填满；
39.2)另一组工人负责起吊上层的预制混凝土柱1，预制混凝土柱1的连接钢筋7朝下，起吊时调整吊钩位置，保证起吊后预制混凝土柱1的轴线竖直；待接缝处的所有灌浆料灌注完成后，立即将预制混凝土柱1起吊安装，上部的预制混凝土柱1吊至下部的预制混凝土柱1的上方后，将上部的预制混凝土柱 1的底部柱角对齐进入下部的预制混凝土柱1的对角的两个直角定位角钢12 内，防止柱身倾斜或转动，缓慢下落预制混凝土柱1，直至连接钢筋7
的外凸的全部长度插入灌浆套筒3内部，并且上部的预制混凝土柱1的内圆钢管混凝土抗剪键6全部插入下部的预制混凝土柱1的圆钢管套筒内，清理外部溢出的灌浆料，在预制混凝土柱1的相邻两侧用斜撑将预制混凝土柱1与地面的楼面板固定，以防扰动后影响灌浆料的硬化强度。
40.上述施工过程中，如果需要抽查某个灌浆套筒3内部的灌浆料灌注情况，将该灌浆套筒3上排的出浆口5用l形透明塑料导管10(如图3所示)塞紧， l型透明塑料导管10顶面不封闭直接与大气相通，顶面的高度高于预制混凝土柱1的接缝；当连接钢筋7的全部长度插入灌浆套筒3内部时，检查l型透明塑料导管10内的灌浆料液面是否与接缝保持平齐。
41.本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。