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

本发明专利技术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。本发明专利技术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，且本发明专利技术加固连接方式简单，工程量小，成本可控。

A reinforcement structure and its construction method for the low strength of grouting material in the sleeve

【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术涉及装配式建筑
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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；/n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；/n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；/n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；/n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。/n...

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾盛，陈满军，丁晨晨，原义伟，杨健，唐柏鉴，
申请(专利权)人：昆山市建设工程质量检测中心，
类型：发明
国别省市：江苏;32