一种可拆卸装配式全灌浆套筒的制作方法

本发明属于建筑产业现代建造技术领域，涉及一种预制混凝土构件连接的可拆卸装配式全灌浆套筒。

背景技术：

目前，我国正处于建筑产业化的快速发展阶段，大力推进装配式结构的建设是我国建筑产业现代化发展的主要方向，也是实现我国绿色建筑和建筑产业化发展的有效途径。

区别于传统的现浇混凝土结构，装配式预制混凝土建筑结构的钢筋连接最常用的是灌浆套筒连接和浆锚搭接，灌浆套筒的材质是钢材，在工厂预制构件制作的过程为将一端插有钢筋的套筒预先埋入构件内，再将构件运输到现场进行施工安装，后接钢筋插入灌浆套筒的预留孔内，最后向灌浆套筒中注入灌浆料将两端的钢筋固定联接在一起。市场应用比较广泛的合金钢灌浆套筒直接由钢管制成，具有自重和厚度大的特点。装配式混凝土结构的水平钢筋较多，安装要求高，实际工程中上下或左右预制构件的预留钢筋不在同一条直线或由于施工质量精度不高，采用传统的套筒很难连接。在施工中灌浆套筒套入钢筋存在困难，需把连接钢筋弯折才能套入灌浆套筒，之后还须将弯折的钢筋弯正才能实现钢筋插入到灌浆套筒中。上述市场中应用的灌浆套筒存在钢筋插入套筒难，钢筋连接困难，施工复杂等特点，极大地影响装配式预制混凝土构件的施工速度。

技术实现要素：

为了克服和避免现有钢制灌浆套筒灌浆自重大、厚度大、水平钢筋连接难度大，施工效率低等不足之处，本发明提出一种可拆卸装配式全灌浆套筒，本发明中的全灌浆套筒采用可拆卸的安装装配方式，降低了钢筋连接的施工难度，加快了施工速度，有效地提升了施工效率。

为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：

一种可拆卸装配式全灌浆套筒，套筒主体由至少两个分体式的套筒单元组合装配而成，且所述套筒主体在套筒单元的相应位置处分别设置有灌浆口和出浆口；所述套筒单元由结构钢制备而成。

优选的，所述套筒主体由两个半壳体状的套筒单元即套筒单元一、套筒单元二构成，且所述套筒单元一、套筒单元二采用机械咬合的卯榫结构组合装配在一起；所述套筒单元一的两端分别设有灌浆口和出浆口。

进一步优选的，所述套筒单元一、套筒单元二沿着套筒主体的轴线中心对称。

进一步优选的，所述套筒单元一和套筒单元二的沿套筒主体轴线方向的边缘处均设置有凹凸状的咬合部，所述套筒单元一、套筒单元二通过彼此边缘处的咬合部互相插接在一起；套筒上还设置有将所述套筒单元一、套筒单元二紧固在一起的连接部件。

更进一步优选的，所述咬合部由凸齿部分和凹槽部分间隔排布而成，所述咬合部的凸齿部分设置有销孔；所述套筒单元一和套筒单元二咬合插接装配为一个管体时，套筒单元一咬合部的凸齿部分的销孔与相对应的套筒单元二咬合部的凸齿部分的销孔共轴设置；所述连接部件包括销轴，所述销轴依次穿过此共轴设置的销孔而将所述套筒单元一和套筒单元二串接在一起，所述销轴的伸出在销孔外侧的两端部均设置有螺纹段，所述连接部件还包括紧固在螺纹段处的固定螺母。

优选的，所述套筒单元一和/或套筒单元二上设置有观察窗。

进一步优选的，所述观察窗中嵌设有双层钢化玻璃，所述钢化玻璃之间以及钢化玻璃与观察窗之间的缝隙处均填充有密封胶。

优选的，所述套筒单元一和套筒单元二的内侧中部设置有若干凸起，所述凸起沿套筒单元一和套筒单元二的周向均匀分布，相邻的凸起之间设置有供灌浆料通过的空缺部，此若干凸起的顶部沿套筒单元一和套筒单元二的径向延伸而构成限制两侧钢筋插入深度的限位结构。

优选的，所述套筒单元一的灌浆口和出浆口处均设置有自密封装置。

优选的，所述自密封装置包括挡板，所述挡板通过销轴铰接在管状所述灌浆口或管状所述出浆口的内部，管状所述灌浆口或管状所述出浆口中还设置有限制所述挡板向外开启的定位块。

本发明的有益效果在于：

1)本发明的可拆卸装配式全灌浆套筒采用了高强结构钢作为基本的筒体材料，由套筒单元一、套筒单元二和钢制销轴装配而成的组合管体，具有制作工艺简单、材料来源广泛、造价低廉、施工高效、可拆卸、可组装、采用超声波检测灌浆密实度等优点。本发明解决了当前困扰装配式混凝土预制构件水平钢筋多，且不在同一直线时连接复杂，施工复杂，施工速度慢、套筒连接质量检测难等弊端，为装配式混凝土结构预制构件钢筋连接提供了可靠的连接方法，提高了装配式预制混凝土结构的施工效率，可广泛应用于装配式混凝土结构中，具有广阔的应用前景。

2)目前市场应用比较广泛的合金钢灌浆套筒在装配式混凝土结构施工过程中存在套筒灌浆饱和度不够，套筒上部脱空，以及灌浆后质量不易检测，质量不合格后不易处理等技术难题，特别是采用目前的无损检测技术很难检测钢筋套筒灌浆的密实性。如装配式剪力墙厚度较大，灌浆套筒内部空间较小，约为5mm，采用超声波、红外线、冲击回波等技术无论从波形还是检测频率都无法定量地检测其灌浆密实度。电磁波检测方法无法克服钢筋套筒的屏蔽问题，也无法检测灌浆料的密实性，无法保装配式混凝土预制构件的连接质量，为装配式混凝土结构的建设中埋下安全隐患。

针对上述问题，本发明采用的可拆卸装配式全灌浆套筒，其套筒单元一和套筒单元二设有矩形钢化玻璃观察窗，钢化玻璃嵌入观察窗中并胶粘固定，通过所述观察窗可以观察施工的灌浆质量，也可以通过超声波的方法检测套筒灌浆的密实度，保证了套筒灌浆连接的质量。

3)本发明采用的可拆卸装配式全灌浆套筒，其套筒单元的内壁面均呈带有起伏的波纹形状，这种波纹形状可以有效地增强了套筒单元与连接钢筋的咬合力，提高了套筒单元与连接钢筋的连接强度和受力性能；与常规的凹凸肋相比，本发明中的套筒主体的形状不但不影响粘结材料在套筒内壁上的机械摩擦阻力，而且便于施工中的灌浆操作，改善了灌浆料在套筒内部的流动性，避免出现灌浆死角的情况，加快了施工速度。

4)本发明采用的可拆卸装配式全灌浆套筒，在套筒单元一两端的灌浆口和出浆口均设有自密封装置，所述自密封装置包括圆形挡板、销轴和定位块。本发明中的自密封装置利用灌浆料的外流作用力自封闭灌浆口和出浆口，避免浆料外漏和套筒上部浆料脱空，增强了套筒灌浆的饱和度和密封性。

5)本发明采用的可拆卸装配式全灌浆套筒，其套筒单元的中部设有若干凸起，此若干凸起使套筒中部内径逐渐缩小，从而起到了定位钢筋，控制两侧钢筋锚固长度的功能，所述凸起保证了套筒两端所插入钢筋的长度一致，提高了套筒的连接质量。

附图说明

图1、2和3均是本发明中的可拆卸装配式全灌浆套筒的结构示意图。

图4是图1的a-a剖视图。

图5是360度密封环处的剖视图。

图6是可拆卸装配式全灌浆套筒两端的剖面图。

图7a、7b均是自密封装置的局部放大图。

图8是图7中自密封装置的挡板的结构示意图。

图9a、9c分别是套筒单元一、套筒单元二的结构示意图。

图9b是销轴的结构示意图。

图10是固定螺母的结构示意图。

图11是套筒单元一和套筒单元二观察窗中的钢化玻璃示意图

图12a、12b分别是套筒单元一和套筒单元二的俯视图。

图13、14均是施工现场完成灌浆后套筒连接效果图。

图15是施工现场装配式混凝土结构水平钢筋连接示意图。

图中的标记含义如下：

10-套筒单元一10a-套筒单元一咬合部11-灌浆口

12-出浆口13-凸起14-空缺部

15-自密封装置151-销轴152-挡板153-定位块

16-定位卡槽17-密封环

20-套筒主体二20a-套筒单元二咬合部

30-灌浆料30a/30b-固定螺母

40a-预留钢筋40b-后插入钢筋

50-销轴50a/50b-螺纹段

60a/60b-销孔61a/61b/62a/62b-钢化玻璃

70-装配式剪力墙筒体灌浆连接结构

具体实施方式

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。

如图1、2、3所示，一种可拆卸装配式全灌浆套筒，由高强钢制造而成。所述套筒的套筒主体为分体式，即套筒主体由至少两个套筒单元组合装配而成。比如套筒主体可以由三个套筒单元组合而成，此三个套筒单元的大小可以相同，也可以不同，只要其三者对合起来能够构成一个完整的套筒主体即可。当然，套筒主体也可以由两个套筒单元组合装配而成，也是可以四个套筒单元组合装配而成。

套筒单元可以沿着套筒主体的轴向组合装配成套筒主体，或者，套筒单元也可以沿着套筒主体的周向组合装配成套筒主体。

本实施例中的套筒主体由两个半壳体状的套筒单元一10、套筒单元二20构成，套筒单元一10和套筒单元二20为采用结构钢制备而成的可拆卸组合管体。如图9a、9c所示，所述套筒单元一10和套筒单元二20的结构基本相同，区别在于套筒单元一10的两侧还设置有灌浆口11和出浆口12。所述套筒单元一10和套筒单元二20沿着套筒主体的轴线中心对称。

如图9a、9c所示，所述套筒单元一10和套筒单元二20的沿套筒主体轴线方向的边缘处均设置有凹凸状的咬合部，所述咬合部由凸齿部分和凹槽部分间隔排布而成。所述咬合部的凸齿部分设置有销孔，即如图9a所示，套筒单元一咬合部10a的凸齿部分设置有销孔60a；如图9c所示，套筒单元二咬合部10b的凸齿部分设置有销孔60b。如图3所示，所述套筒单元一10、套筒单元二20通过彼此边缘处的咬合部互相插接在一起，即套筒单元一咬合部10a的凸齿部分插入套筒单元二咬合部10b的凹槽部分，套筒单元二咬合部10b的凸齿部分插入套筒单元一咬合部10a的凹槽部分。当所述套筒单元一10和套筒单元二20如图3所示咬合插接装配为一个管体时，套筒单元一咬合部10a的凸齿部分的销孔60a与相对应的套筒单元二咬合部20a的凸齿部分的销孔60b共轴设置。

所述套筒上还设置有将所述套筒单元一10、套筒单元二20紧固在一起的连接部件。如图3、9b所示，所述连接部件包括钢制的销轴50，所述销轴50依次穿过共轴设置的销孔60a和销孔60b而将所述套筒单元一10和套筒单元二20串接在一起。如图9b所示，所述销轴50的伸出在销孔外侧的两端部分别设置有螺纹段50a和螺纹段50b。当销轴50如图2、3所示将所述套筒单元一10、套筒单元二20串接在一起时，销轴50的左端的螺纹段50a上设置有固定螺母30a，销轴50的右端的螺纹段50b上设置有固定螺母30b，所述固定螺母30a、固定螺母30b共同拧紧而将套筒单元一10、套筒单元二20牢固地连接为一体。

所述套筒单元10和套筒单元二20的机械咬合结构以及钢制销轴的连接配合，保证了套筒的可拆卸、可组装的连接方便性，也保证了套筒的整体质量。

如图1所示，所述套筒单元一10的设置有出浆口12的一端为预留钢筋40a的插入端，设置有灌浆口11的一端为后插入钢筋40b的插入端。所述出浆口12与预留钢筋40a的插入端端面之间的距离为10mm～15mm；所述灌浆口11与后插入钢筋40b的插入端端面之间的距离为15mm～25mm。

如图1、2、3所示，所述套筒单元一10上设置有安装钢化玻璃61a和钢化玻璃62a的观察窗，所述套筒单元二20上设置安有钢化玻璃61b和钢化玻璃62b的观察窗，所述钢化玻璃61a、钢化玻璃62a、钢化玻璃61b和钢化玻璃62b均为双层钢化玻璃，钢化玻璃卡在观察窗的卡槽内，钢化玻璃与观察窗的缝隙处充填有保证连接紧密的密封胶。

所述套筒单元10和套筒单元二20上的观察窗实现了套筒灌浆质量的检测，解决了套筒灌浆的密实度检测难题，保证了套筒连接的质量。

如图1、2所示，所述套筒单元一10和套筒单元二20的内壁面设置为高低不平的起伏状。即所述套筒单元一10和套筒单元二20的管体内部呈波纹状或波浪状。波浪状的套筒主体内侧上设置交错排布的高低峰，高低峰之间的高差为10mm～20mm。

如图1、4所示，所述套筒单元一10和套筒单元二20的中部设置有若干凸起13，所述凸起13沿套筒单元一10和套筒单元二20的周向均匀分布，相邻的凸起13之间设置有供灌浆料通过的空缺部14，此若干凸起13的顶部沿套筒单元一10和套筒单元二20的径向延伸而构成限制两侧钢筋插入深度的限位结构。

图4中所示的凸起13为锥形体，四个锥形体沿圆周方向均匀分布，相邻的锥形体之间即构成空缺部14。四个锥形体的设置使套筒单元10的中部内径缩小，从而预留钢筋40a、后插入钢筋40b均无法通过，由此四个锥形体有效地控制了两侧钢筋的锚固长度，保证套筒单元一10和套筒单元二20两端所插入的钢筋的长度较为一致。

所述套筒单元一10和套筒单元二20与设置在其中部的若干凸起13整体铸造成型，有效地保证了套筒主体的力学性能和凸起的整体性。

如图5、6所示，所述套筒单元一10和套筒单元二20在预留钢筋40a的插入端和后插入钢筋40b的插入端均预设有定位卡槽16，定位卡槽16中配置360度柔性密封环17，以实现密封套筒单元一10和套筒单元二20的功能。

如图1、7a、7b所示，所述套筒单元一10的灌浆口11和出浆口12处均设置有自密封装置。所述自密封装置15包括挡板152，所述挡板152通过销轴151铰接在管状所述灌浆口11或管状所述出浆口12的内部，管状所述灌浆口11或管状所述出浆口12中还设置有限制所述挡板152向外开启的定位块153。由于定位块153的设置，从而所述挡板152只能向套筒主体10的内部一侧开启，如图7a所示。图7b所示为挡板152处于封闭状态的结构示意图。

下面结合具体的工作过程对本发明做进一步详细描述。

第一步，将预埋钢筋40a穿过定位卡槽16，将半壳体状的套筒单元一10和套筒单元二20上下包住预埋钢筋40a，用钢制销轴50通过机械咬合后的凸起销孔处插入，并在销轴50两端的螺纹段50a、螺纹段50b分别设置固定螺母30a和固定螺母30b而形成可拆卸的套筒整体；使用密封环17嵌入定位卡槽16，对套筒单元一10和套筒单元二20的两端均进行密封，保证套筒组合体内不会落入杂物，并确保灌浆口11和出浆口12不堵塞，然后预埋钢筋40a和套筒整体放入模具内浇筑混凝土并制作装配式混凝土预制剪力墙构件，如图13所示。

第二步，将第一步制备得到的剪力墙构件运输到现场，并吊装剪力墙构件，将套筒单元一10和套筒单元二20的灌浆口11一侧的开口套入已经施工好的剪力墙构件的外伸钢筋即后插入钢筋40b上，在该剪力墙上安装并固定定位装置，使用专用支撑构件支撑剪力墙使其保持竖直状态，然后做好剪力墙下部底座的坐浆和封仓。

在上述施工过程中，可以先将密封环17套设在待插入套筒组合体的钢筋上，等钢筋插入套筒组合体后，再将密封环17嵌入定位卡槽16进行密封。

第三步，待坐浆养护好后，在灌浆之前先用一段短钢筋插入出浆口12，将自密封装置的挡板152轻轻顶开，保证浆料畅通无阻流出。利用注浆泵将灌浆料30通过灌浆口11注入套筒单元一10和套筒单元二20的内腔，直到灌浆料30注满从出浆口12流出，拔出出浆口12的短钢筋，自密封装置15的密封挡板152在浆料外流的推力下完成自密封。同时拔出灌浆泵的注入端，同理灌浆口11处的自密封装置15完成灌浆的封堵，最终完成装配式混凝土剪力墙装配式灌浆套筒连接，如图14和15所示。