集约配筋间接搭接的预制剪力墙竖向连接构造及施工方法

本发明涉及装配式混凝土结构的设计和施工，具体涉及一种集约配筋间接搭接的预制剪力墙竖向连接构造及其施工方法。

背景技术：

1、剪力墙的竖向连接技术是装配式混凝土剪力墙结构和框架-剪力墙结构的重点技术之一。传统的装配式混凝土剪力墙竖向连接技术涉及多根竖向分布钢筋的定位和连接，连接钢筋数量多，连接节点区域内钢筋密集，现场湿作业量大，施工过程中有诸多不便，具体来说有：

2、(1)现有的“套筒灌浆连接”方法由于钢筋过细，根数过多，对钢筋和套筒之间的定位精度要求很高，现场连接工作量大，灌浆质量不易保证，由此造成结构安全存在隐患，不适合于细钢筋连接；套筒的加工制作成本较高。

3、(2)现有的“预留孔浆锚搭接”和“波纹管浆锚搭接”等一类浆锚搭接技术因金属波纹管的约束很小，需要连接钢筋有较长的锚固长度，造成钢筋甩出长度过长，影响构件运输和安装操作；连接钢筋数量和灌浆料用量均较多，预留的连接钢筋插入孔道直径较小，安装定位困难，施工操作不便。预留孔道周围的混凝土保护层过薄，容易开裂，影响搭接强度。

4、(3)现有的“双面叠合装配整体式剪力墙”体系需要在预制墙板之间浇筑大量混凝土，现场湿作业量大；预制墙板之间的距离较大，导致墙厚较大，不适合于较薄的墙体采用。

5、公开号为cn104847014a的专利说明书公开了一种装配式混凝土剪力墙竖向连接构造及施工方法。该预制多孔剪力墙为多孔空心墙，预制多孔剪力墙的竖向贯通孔两侧配有竖向分布钢筋和水平分布钢筋。在施工现场，通过在预制多孔剪力墙的竖向贯通孔和楼板现浇带内设置连接钢筋笼并浇筑混凝土或灌注砂浆，实现上层预制多孔剪力墙和下层预制多孔剪力墙的竖向连接。该专利技术的特点是：在墙体中心设置较大的竖向贯通孔，同时孔外侧保护层较厚并配有竖向和水平分布钢筋，可有效防止孔壁开裂；钢筋笼数量少，连接难度低，效率高，连接钢筋笼的竖向钢筋采用小直径可有效减小钢筋的锚固长度(钢筋笼伸入墙体的长度)；预制墙板两端钢筋不出头，便于运输。该专利技术的缺点是预留孔内混凝土浇筑或灌浆须分两次完成，而且在安装上层剪力墙时，钢筋笼已固结于楼盖混凝土及下层灌浆之中，钢筋笼形体较大，如果钢筋笼位置存在施工误差，可能导致上层墙体安装困难。此外，钢筋笼及周围混凝土(砂浆)所受约束较小，连接钢筋笼需要较大的锚固长度。因此，安装时如何缓解或消除施工误差的困扰和如何减小连接钢筋的搭接/锚固长度是需要解决的技术难题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种集约配筋间接搭接的预制剪力墙竖向连接构造，下层预制剪力墙的上端预留孔道内设有可向上延伸的保护套管(即双层金属波纹管伸缩型结构中的内管)，以防止楼板施工时混凝土填埋孔道，形成上下贯通孔，安装上层剪力墙时，连接钢筋在贯通孔内可以微动；可采用一次连续灌浆的方式，待灌浆料硬化后，通过连接钢筋和灌浆体实现上下剪力墙的竖向连接。本发明无需设置剪力墙内竖向贯通孔，只需在剪力墙的上、下两端分别预留一定长度的孔道，易于拼装施工和灌浆，灌浆体贯穿楼板，抗剪强度高，耐久性好。

2、一种集约配筋间接搭接的预制剪力墙竖向连接构造，预制剪力墙分为上层预制剪力墙和下层预制剪力墙，上层预制剪力墙和下层预制剪力墙之间是预制底板和后浇混凝土叠合层组合形成的叠合楼板；

3、预制剪力墙的上下两端墙芯处设有预留孔道，下层预制剪力墙的上端预留孔道内设置双层金属波纹管伸缩型结构，双层金属波纹管伸缩型结构包括内管和外管，在预制剪力墙的制作、运输和吊装阶段，内管可藏于外管中，在浇筑叠合楼板的混凝土叠合层时，内管可旋伸至高于叠合楼板面标高处形成楼板贯通孔，同时防止浇筑叠合楼板的混凝土叠合层时混凝土落入预留孔道；

4、上层预制剪力墙的下端预留孔道、楼板贯通孔以及下层预制剪力墙的上端预留孔道构成连通腔，所述连通腔内插置连接钢筋并填充灌浆料。

5、本发明在预制剪力墙的两端设置截面尺寸较大的预留孔道，增大了连接钢筋的微调活动空间；相比于现有的使用剪力墙内的分布钢筋进行连接的方案，减少了预留连接孔道的数量，并且降低了上层预制剪力墙安装定位的难度，提升施工效率和质量，提高连接构造的强度和耐久性。

6、优选的，上层预制剪力墙的下端和叠合楼板的混凝土叠合层之间设置水平缝封堵砂浆，水平缝封堵砂浆围成的水平缝与上层预制剪力墙的下端预留孔道、楼板贯通孔连通，构成所述连通腔的一部分。

7、在一实施例中，所述连接钢筋的两端带有截面尺寸小于预留孔道截面尺寸的机械式锚头，可减小连接钢筋的搭接/锚固长度。

8、在一实施例中，所述连接钢筋为直径在16mm以上的大直径钢筋。

9、所述灌浆料可为水泥基灌浆料和/或超高性能水泥基灌浆料。

10、水泥基灌浆料是以水泥为基本材料，掺入外加剂和其他辅助材料，加水拌合后具有大流动度、早强、高强、微膨胀等性能的干混材料。

11、超高性能水泥基灌浆料是以超细粉、细骨料、水泥、高性能减水剂和水为基本组成材料，额外添加钢纤维以及粉煤灰、矿粉等矿物外加剂所配制而成的具有超高力学性能、超高抗渗性能的高韧性水泥基复合材料。超高性能水泥基灌浆料水胶比在0.10～0.25之间；经过28天常温养护后，抗压强度在100～200mpa之间，抗弯强度在18～50mpa之间。超高性能水泥基灌浆料中掺入的钢纤维，长度宜为6～25mm，直径约0.10～0.30mm，抗拉强度不低于2000mpa。

12、超高性能水泥基灌浆料具有显著优于水泥基灌浆料的粘结强度，增强了对连接钢筋的约束，可减小连接钢筋在孔道中的锚固长度，降低灌浆材料的用量；同时形成了连接上下剪力墙的水平剪力键；此外还具有突出的耐久性，保护连接钢筋，为结构提供充足的安全储备。

13、优选的，上层预制剪力墙的下端预留孔道和/或下层预制剪力墙的上端预留孔道侧面连接灌浆口和/或灌浆完成确认孔。

14、在一实施例中，灌浆口设于上层预制剪力墙的下端预留孔道底部对应的墙体侧面，灌浆完成确认孔设于上层预制剪力墙的下端预留孔道顶部对应的墙体侧面。

15、优选的，预留孔道的外侧配置约束钢筋，可进一步增强对连接钢筋的约束，减小连接钢筋的搭接/锚固长度。

16、本发明还提供了所述的集约配筋间接搭接的预制剪力墙竖向连接构造的施工方法，从下层预制剪力墙的顶面开始，施工顺序为：旋伸出内置于下层预制剪力墙的上端预留孔道内的金属波纹内管至高于叠合楼板面标高处形成楼板贯通孔，并对内管口加盖封堵→铺设预制板，设置叠合楼板内分布钢筋后，浇筑混凝土叠合层→待混凝土叠合层浇筑完成后，取下内管口的封堵，在下层预制剪力墙的上端预留孔道内插入连接钢筋，在叠合楼板表面的上层预制剪力墙安装位置处铺设水平缝封堵砂浆→吊装上层预制剪力墙，使下层预制剪力墙的上端预留孔道内的连接钢筋插入上层预制剪力墙对应位置的下端预留孔道内→向由上层预制剪力墙的下端预留孔道、水平缝封堵砂浆围成的水平缝、楼板贯通孔和下层预制剪力墙的上端预留孔道构成的连通腔内灌浆→待灌浆料养护完成后，按上述相同步骤进行上一层的施工。

17、本发明与现有技术相比，有益效果有：

18、1、本发明将墙体的预留孔道设置于墙体中心，周围有墙体分布筋和较厚的混凝土层，能有效降低孔壁周围开裂的可能性。

19、2、本发明的预制剪力墙预留孔道截面尺寸较大，且连接钢筋本身能够微动，因此连接钢筋能够被便捷地插入孔道，降低了上部预制剪力墙安装定位的难度，有助于提高施工效率。

20、3、本发明所用预制剪力墙不使用竖向分布钢筋作为连接钢筋，墙体两端没有甩出的钢筋，下层剪力墙上端预留孔道的保护套管事先设置于预留孔道内，无外露部分，方便构件的制作、运输、吊装等工序的进行。

21、4、连接钢筋为集约型大直径等代钢筋，即：预制剪力墙内的竖向分布钢筋不用作连接钢筋，而是另外设置附加连接钢筋于预留孔道中，一根大直径连接钢筋或一个端锚型连接钢筋与预留孔道周围的剪力墙内多根竖向分布钢筋之间形成间接搭接，在上、下层剪力墙和楼板之间实现力的传递。保证了连接处的截面配筋率不会损失，减少了预留孔和连接钢筋数量，有助于提高施工速度。

22、5、本发明使用力学强度和耐久性能均明显优于普通水泥基灌浆料的超高性能水泥基灌浆料作为灌浆材料，能降低竖向连接钢筋在上、下层预制剪力墙中的搭接/锚固长度。与连接钢筋组合而成的连接节点具有较高的力学强度和良好的耐久性。

23、6、本发明使用的连接钢筋两端带有机械式锚头，提高锚固性能，减少连接钢筋在预制剪力墙预留孔道中的锚固长度，因此对灌浆材料要求较低，材料成本较为低廉，且容易获得。