将从预制构件表面外伸一定长度的不连续钢筋插入所连接的预制构件对应位置的预留孔道内,钢筋与孔道内壁之间填充无收缩、高强度灌浆料,形成钢筋浆锚连接,目前国内普遍采用的连接构造包括约束浆锚连接和金属波纹管浆锚连接,构造示意详见图2-1。其中,约束浆锚连接在接头范围预埋螺旋箍筋,并与构件钢筋同时预埋在模板内;通过抽芯制成带肋孔道,并通过预埋PVC软管制成灌浆孔与排气孔用于后续灌浆作业;待不连续钢筋插入孔道后,从灌浆孔压力灌注无收缩、高强度水泥基灌浆料;不连续钢筋通过灌浆料、混凝土,与预埋钢筋形成搭接连接接头。金属波纹管浆锚搭接连接采用预埋金属波纹管成孔,在预制构件模板内,波纹管与构件预埋钢筋紧贴,并通过扎丝绑扎固定;波纹管在高处向模板外弯折至构件表面,作为后续灌浆料灌注口;待不连续钢筋伸入波纹管后,从灌注口向管内灌注无收缩、高强度水泥基灌浆料;不连续钢筋通过灌浆料、金属波纹管及混凝土,与预埋钢筋形成搭接连接接头。
从图2-1中可以看出,约束浆锚连接和金属波纹管浆锚连接明显的区别包括两个方面:①约束浆锚连接采用抽芯成孔,而金属波纹管浆锚连接则采用预埋金属波纹管成孔;②约束浆锚在接头范围内设置螺旋箍筋作为加强筋,而金属波纹管浆锚连接未采取加强措施。同时,对于约束浆锚连接,灌浆料的灌注仅能采用压力灌浆工艺,而金属波纹管浆锚连接可根据实际情况及设计要求,采用压力灌浆或重力式灌浆工艺。另外,两者均采用后灌浆工艺[图2-2(a)],即待钢筋插入孔道后,再灌注灌浆料。也有采用先灌浆工艺[图2-2(b)],即先在孔道内注满灌浆料,后将浆锚钢筋插入将多余浆料挤出,该工艺要求孔道设置于下层预制构件的顶部,且一般用于钢筋连接数量不是很多的框架柱中,近年来在国内已较少应用。
图2-1 钢筋浆锚连接构造示意
图2-2 钢筋浆锚连接灌浆工艺示例照片(www.daowen.com)
无论约束浆锚连接还是金属波纹管浆锚连接,其不连续钢筋应力均通过灌浆料、孔道材料(预埋管道成孔)及混凝土之间的粘结应力传递至预制构件内预埋钢筋,实现钢筋的连续传力。考虑到钢筋搭接连接接头的偏心传力性质,一般对其连接长度有较严格的规定。约束浆锚连接采用的螺旋加强筋,可有效加强搭接传力范围内混凝土的约束,延缓混凝土的径向劈裂,从而提高钢筋搭接传力性能。而对于金属波纹管浆锚连接,也可借鉴其做法,在搭接接头外侧设置螺旋箍筋加强,但应尤其注意控制波纹管与螺旋箍筋之间的净距离,以免影响该关键部位混凝土的浇筑质量。
《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ 1—2014)及有关地方标准对钢筋浆锚连接做出了详细规定,归纳如下:①使用前应对接头的力学性能和适用性进行试验验证;②适用于直径20 mm及以下的热轧带肋钢筋,且不应用于直接承受动力荷载的构件;③灌浆料1 d、3 d、28 d抗压强度分别至少为35 MPa、55 MPa和80 MPa,其他性能要求见JGJ 1—2014表4.2.3;④钢筋浆锚连接长度可按混凝土母材计算得到的受拉钢筋锚固长度(非抗震)或抗震锚固长度(抗震)确定;⑤不宜用于房屋高度大于12 m或层数超过3层的框架结构预制柱的纵向钢筋连接;⑥不宜用于一级抗震等级剪力墙及二、三级抗震等级底部加强部位的剪力墙的边缘构件竖向钢筋。
图2-3 钢筋套筒灌浆连接构造示意
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