外露倒置钢筋灌浆套筒预制混凝土柱及施工方法与流程

本发明属于建筑技术领域，涉及一种装配式外露倒置钢筋灌浆套筒预制混凝土柱及施工方法。

背景技术

目前，装配式混凝土结构已经成为未来建筑发展的趋势，而且国家出台了装配式混凝土建筑应用技术规程，装配式建筑评价标准及相关配套的国家标准图集，但是在装配式混凝土框架结构中，预制混凝土柱作为最重要的竖向受力构件，如果竖向连接不牢固容易发生重大安全隐患。预制构件安装时，将预埋的钢筋灌浆套筒从上往下套进预留向上的竖向钢筋，钢筋与灌浆套筒位置无法查看，钢筋灌浆套筒内的灌浆密实度也不便于检查，灌浆施工过程不具有可视性、灌浆密实度可控性差。

上述方法中所涉及的钢筋灌浆套筒在预制混凝土柱制作时预埋于柱端，其具体结构为：套筒小头与柱内钢筋采用螺纹连接，大头开口朝向柱底，侧面设置的双孔位于同一侧，从柱的侧面引出，下孔为灌浆孔，上孔为溢浆孔。

在装配式预制混凝土柱现场施工过程中经常出现单个或多个套筒灌浆不密实，存在较大的安全隐患；同时，如需对灌浆施工质量检测，必须进行破坏性处理，而处理后的结构无法复原。因此，在现行情况下，竖向承重构件用于装配式建筑时，广大群众从心理上难以接受，为装配式建筑在我国的大力推广形成极大阻力。

为了避免预制混凝土框架柱竖向连接形成的钢筋套筒灌浆不密实的安全隐患，本发明结合现行设计规范、国家标准及相关图集的技术要求，创造了一种程序可控、施工可视、钢筋位置现场可调的装配式混凝土框架结构柱钢筋套筒灌浆连接技术。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种外露倒置钢筋灌浆套筒预制混凝土柱及施工方法，用于解决现有技术中钢筋插入套筒位置不可调整、操作过程不具有可视性、灌浆质量不便检查的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种外露倒置钢筋灌浆套筒预制混凝土柱及施工方法，该方法不仅适用于圆形柱、矩形柱还可适用于多边形柱及其它异形柱。

其主要发明内容包括：预制混凝土柱、倒置式单孔半灌浆钢筋套筒、专用环箍式可调节柱底金属模板、模板连接螺栓、水泥基物料、拌合机、空气压缩机、灌浆设备及计量设备等组成；

所述的外露倒置钢筋灌浆套筒预制混凝土柱，一端设置装配榫头，榫头的截面小于柱截面；榫头尺寸与倒置式单孔半灌浆钢筋套筒相匹配；柱另一端外露一定长度端部带有螺纹的钢筋。所述装配榫头的外围二次浇筑后的截面不小于预制混凝土柱的截面。

优选地，装配式建筑预制混凝土柱外露倒植钢筋套筒倒植法外露钢筋套筒灌浆方法的设备灌浆套筒采用倒置式使用，其具体结构为：

该倒置式单孔半灌浆钢筋套筒的一端为锥形部，其侧面底部设有灌浆孔，套筒的另一端为插筋口，插筋口同时为观察口。

优选地，装配式建筑预制混凝土柱倒植法外露钢筋套筒灌浆方法的专用环箍式可调节柱底金属模板，包括：

金属模板、模板固定栓孔、螺栓、橡胶垫组成，其具体结构为：

该模板为组装式结构，主要分为左模板和右模板，左右模板连接处设有橡胶垫，并且采用螺栓紧固；

所述左模板和右模板的下部为竖直外模板，上部设有坡形灌浆槽。

竖直外模板和坡形灌浆槽为一体成型。

所述竖直外模板的方向与柱截面的形心线平行。

所述竖直外模板的高度与预制混凝土上层柱的底面之间有间距，其间距为0.5-1.5cm。

所述坡形灌浆槽与竖直外模板的夹角呈30-50度。

所述坡形灌浆槽的高度高于预制混凝土上层柱的底面2-3cm。

所述左模板和右模板设有模板栓孔。

预制混凝土柱具体制作步骤如下：

1、根据预制混凝土柱设计详图，配制专用模具；

2、按设计详图要求对预掉柱钢筋下料，并对端部进行剥肋滚轧直螺纹处理；

3、根据预制详图进行钢筋绑扎；

4、将绑扎完毕的预制柱钢筋固定于专用模具内并浇筑混凝土，连接处各外露表面均做毛化处理；

5、根据气候条件、交货时间的要求选择自然养护或蒸汽养护；

6、达到规定强度后，进行拆模、弹线、堆放、运输、吊装等其他工作。

在已装配楼面上的连接方法如下：

1、根据施工图要求，弹出建筑物拟建楼层的轴线、构件的中心线；

2、除掉钢筋上端的螺纹保护套；

3、将单口倒置钢筋灌浆套筒安装于相应的钢筋螺纹上，使钢筋灌浆套筒上表面位于设计标高上，并使灌浆套筒的灌浆口朝向柱外侧，钢筋灌浆套筒与柱内连接钢筋同轴；

4、在拟吊装柱榫头位置的四角放入钢楔；

5、吊装柱，柱底的外露钢筋全部插入到单口倒置钢筋灌浆套筒内；

6、安装临时斜撑固定预制混凝土柱；

7、调整钢楔及斜撑，使柱侧面的定位线与楼层面上所弹的柱中心线对齐，保证柱的标高和垂直度符合相关要求；

8、采用低压灌浆法从单口倒置钢筋灌浆套筒的注浆口注入水泥基灌浆料，待灌浆料与灌浆套筒的上口平齐，即可停止灌浆，将榫头外围所有单口倒置钢筋灌浆套注浆灌实；

9、安装柱底环箍式模板，对榫头底部间隙及外围进行二次浇筑物料；

10、二次浇筑的物料达到相应强度后，拆除柱底环箍式模板，将坡形灌浆槽多余物料切除；进行下道工序。

如上所述，本发明具有以下有益效果：

采用本发明的积极效果是使用本技术，可以达到装配式混凝土框架结构的预制柱在竖向连接时，钢筋与半灌浆钢筋套筒的相对位置可以调整到更接近于同心，钢筋套筒灌浆程序可视、可控，灌注时灌浆料不浪费，灌浆质量得以保障，从而做到装配式混凝土框架结构的安全性高于现浇混凝土框架结构。发明中所用的预制混凝土柱除要进行钢筋的准确定位外，还要对连接部位的箍筋进行预留、对混凝土连接面进行骨料外露处理。倒置式单孔半灌浆钢筋套筒区别于传统的装配式混凝土结构的预埋方式，采用上层预制混凝土柱吊装前进行手工拧紧和竖向及水平向三维校正，待上层预制混凝土柱吊装就位后，可直接将上层预制混凝土柱底的竖向钢筋插入钢筋灌浆套筒内，调整上层柱的水平及竖向标高，然后采用斜支撑临时固定，在钢筋灌浆套筒内逐个灌入水泥基灌浆料，直到完成。倒置式单口半灌浆钢筋套筒材质符合便于加工、购买和存储、占用空间小等特点，可用预制混凝土外挂墙板半内嵌半外露的要求，且可以达到墙板与主体结构变形相适应的要求，从而避免构件在地震作用下的破坏，提高抗震安全性能，还可以减小因墙板支座突出于内墙面造成的内墙面装修占用较大建筑使用空间的效果。

使用本发明的积极效果是针对预制装配式混凝土框架柱底连接二次灌浆做的模块化的模板，与预制装配式混凝土柱便于固定，模板内灌浆时具有可视性，在实用时具有较强的针对性，还可以提高模板的周转次数。

附图说明

图1显示为本发明的楼层平面柱连接正视图。

图2显示为本发明的柱底侧视图。

图3显示为本发明的方柱柱底正视图。

图4显示为本发明的圆柱柱底正视图。

图5显示为本发明的柱身剖视图。

图6显示为本发明的倒置式单孔半灌浆钢筋套筒。

图7显示为本发明预制混凝土柱的立体图。

图8显示为本发明另一实施例圆柱形预制混凝土柱的立体图。

图9显示为本发明专用环箍式可调节柱底金属模板的结构示意图。

标号说明

1为预制混凝土上层柱、2为外露核心、3为预制混凝土上层柱底部钢筋、4为倒置式单孔半灌浆钢筋套筒、5为钢楔、6为预制混凝土下层柱外露钢筋、7为混凝土现浇楼板、8为叠合梁、9为预制混凝土下层柱、10为柱底部预埋螺纹套筒、11为箍筋、12为注浆孔、13为插筋口、14为榫头。

15为左模板、16为右模板、17为螺栓、18为橡胶垫、19竖直外模板、20为坡形灌浆槽。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图9。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例1

以预制混凝土柱为矩形柱为例进一步说明。

本发明提供一种外露倒置钢筋灌浆套筒预制混凝土柱及施工方法，该方法主要发明内容包括：预制混凝土柱、倒置式单孔半灌浆钢筋套筒、专用环箍式可调节柱底金属模板、模板连接螺栓、水泥基物料、拌合机、空气压缩机、灌浆设备及计量设备等组成；

所述的外露倒置钢筋灌浆套筒预制混凝土柱，预制混凝土柱的结构为矩形结构，一端设置装配榫头，榫头的截面小于柱截面；榫头尺寸与倒置式单孔半灌浆钢筋套筒相匹配；柱另一端外露一定长度端部带有螺纹的钢筋。所述装配榫头的外围二次浇筑后的截面不小于预制混凝土柱的截面。

以图1的方向基准，预制混凝土柱包括预制混凝土上层柱和预制混凝土下层柱；预制混凝土上层柱的下方为榫头，其榫头的截面小于制混凝土上层柱截面；预制混凝土下层柱与叠合梁装配；预制混凝土下层柱的上方为混凝土现浇楼板。

所述预制混凝土上层柱的柱底设有预制混凝土上层柱底部钢筋。

所述预制混凝土下层柱的上面设有预制混凝土下层柱外露钢筋，并且端部进行套丝。

所述的混凝土现浇楼板通过设置钢楔后与榫头形成2cm的距离。

所述预制混凝土下层柱的柱底处设有预埋螺纹套筒。

所述榫头的外围设有外露核心，具体的说，榫头的外围设有箍筋和倒置式单孔半灌浆钢筋套筒。

优选地，装配式建筑预制混凝土柱外露倒植钢筋套筒倒植法外露钢筋套筒灌浆方法的设备灌浆套筒采用倒置式使用，具体的说锥形部在下方，圆柱形结构在上面，其具体结构为：

该倒置式单孔半灌浆钢筋套筒的一端为锥形部，其侧面底部设有灌浆孔，套筒的另一端为插筋口，插筋口同时为观察口。

优选地，装配式建筑预制混凝土柱倒植法外露钢筋套筒灌浆方法的专用环箍式可调节柱底金属模板，包括：

金属模板、模板固定栓孔、螺栓、橡胶垫组成，其具体结构为：

该模板为组装式结构，主要分为左模板和右模板，左右模板连接处设有橡胶垫，并且采用螺栓紧固；

所述左模板和右模板的下部为竖直外模板，上部设有坡形灌浆槽。

竖直外模板和坡形灌浆槽为一体成型。

所述竖直外模板的方向与柱截面的形心线平行。

所述竖直外模板的高度与预制混凝土上层柱的底面之间有间距，其间距为1cm。

所述坡形灌浆槽与竖直外模板的夹角呈40度。

所述坡形灌浆槽的高度高于预制混凝土上层柱的底面2.5cm。

所述左模板和右模板设有模板栓孔。

预制混凝土柱具体制作步骤如下：

1、分解预制混凝土柱设计详图，配制专用模具；

2、根据设计详图要求对预留的柱上部连接钢筋端部进行剥肋滚轧直螺纹处理；

3、柱下端钢筋外露，外露长度及位置应满足相应的钢筋灌浆套筒深度、保护层厚度的相关要求；

4、在去除钢筋灌浆套筒所需要的尺寸外，柱下端竖向钢筋所围成的核心区混凝土应随柱身一并浇筑，而该处各外露表面均做键槽或毛化处理以增加与二次灌浆混凝土之间的粘结力；

5、检查外露钢筋的位置、长度是否与设计详图要求相符，如不相符，及时进行调整；

6、在模具内浇筑混凝土，混凝土强度等级应符合设计要求；

7、根据气候条件、交货时间的要求选择自然养护或蒸汽养护；

8、达到设计强度后，进行拆模、弹线、堆放、运输、吊装等其他工作。

在已装配楼面上的连接方法如下：

1、根据施工图要求，弹出建筑物拟建楼层的轴线、构件的中心线；

2、除掉钢筋上端的螺纹保护套；

3、将单口倒置钢筋灌浆套筒连接于相应的钢筋螺纹上，使钢筋灌浆套筒上表面处于同一水平标高上，并使灌浆套筒的灌浆口朝向柱外侧，钢筋灌浆套筒与水平面垂直；

4、在拟吊装柱榫头位置的四角放入钢楔；

5、吊装柱，使柱底的外露钢筋全部插入到单口倒置钢筋灌浆套筒内；

6、安装临时斜撑固定预制混凝土柱；

7、调整钢楔及斜撑，使柱侧面的中心线与楼层面上所弹的柱中心线对齐，保证柱的标高和垂直度符合施工要求；

8、采用低压灌浆法从单口倒置钢筋灌浆套筒的注浆口注入调制好的水泥基高强灌浆料，待灌浆料与灌浆套筒的上口平齐，即可停止灌浆，将榫头外围所有单口倒置钢筋灌浆套注浆灌实；

9、安装柱底环箍式模板，对榫头及外围进行二次浇灌物料；

10、二次浇筑的物料达到相应强度后，拆除柱底环箍式模板，将坡形灌浆槽多余物料切除；进行下道工序。

实施例2

与实施例1的不同之处在于制混凝土柱为圆柱形。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。