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裝配式建筑非新興工藝，老祖宗的裝配式木結(jié)構(gòu)早已使用在諸多廟宇建筑，20世紀初裝配式混凝土建筑被開發(fā)出來，1960年流行于法、英、北歐、蘇聯(lián)等國家，早期結(jié)構(gòu)系統(tǒng)以鉸接居多，結(jié)構(gòu)剛接系統(tǒng)自余占疏博士(Dr. Alfred A.Yee)于1960年后期發(fā)明套筒續(xù)接器(Splicesleeve)方得以使用，并首次應(yīng)用于38層樓高之裝配式建筑（阿拉莫阿納酒店,檀香山,夏威夷）的預(yù)制柱續(xù)接，此后即開創(chuàng)了豎向結(jié)構(gòu)套筒續(xù)接之篇章。

接下來的半個世紀中，套筒續(xù)接器技術(shù)一直持續(xù)在美國、日本和臺灣等地區(qū)進行改良、研發(fā)、試驗研究及應(yīng)用，采用此技術(shù)的裝配式建筑結(jié)構(gòu)物在全球各地已經(jīng)歷了無數(shù)大小地震的考驗，而近年對套筒研究最積極與提出最多研究報告的是國內(nèi)，有不少令人驚艷的成果產(chǎn)出。

套筒續(xù)接技術(shù)原理是將欲連接之兩段鋼筋插入套筒中，然后注入由水泥、細骨料與外加劑等組成的無收縮高強度砂漿，待灌漿料硬化后將套筒內(nèi)壁與鋼筋表面緊密的結(jié)合再一起，使應(yīng)力可以有效地傳遞。

裝配式建筑豎向結(jié)構(gòu)的連接方式，常用有『機械連接接頭』、『鋼筋倒插入套筒』、『金屬波紋管』與『鋼筋正插入套筒』等，機械連接接頭由于是干式連接，其可靠度可輕易由實驗室印證，鋼筋倒插入套筒連接型式如下圖：

此型式之施工流程說明如下，先將底座上安裝好墊片并封模后，再把套筒內(nèi)注滿高強度砂漿，接下來吊裝底端留有出筋的預(yù)制柱插入接合，使多余的砂漿溢出，此種工法可確保套筒內(nèi)的高強度砂漿填充確實，當預(yù)制柱起吊時要注意防止鋼筋碰撞彎折與弄臟，在高樓層時，其柱、梁節(jié)點需采機械連接或3D節(jié)點，工藝較為復(fù)雜，故一般工藝常用于獨立基腳的基礎(chǔ)上，其結(jié)構(gòu)連接是可靠的，唯一需管控的是高強度砂漿的攪拌，需符合砂漿廠家攪拌的規(guī)定及檢驗，此質(zhì)量管控需由工程人員直接管理，監(jiān)理人員在旁監(jiān)管。

金屬波紋管連接，鋼筋藉由砂漿填充具備韌性的金屬波紋管的續(xù)接方式，早已被證明可以有效的傳遞拉力、壓力和剪力，且便于柱與柱、柱與基礎(chǔ)及剪力墻等節(jié)點的連接。

國內(nèi)外也皆有相關(guān)的規(guī)范或是標準，例如：國內(nèi)機械行業(yè)標準JB-T6169-2006金屬波紋管中，對于金屬波紋管的結(jié)構(gòu)、波紋形狀、接口形式、制造材料及檢驗規(guī)則等都有完整的說明。美國PCI Design Handbook 8TH中對于金屬波紋管的連接提出以下幾項建議，提供參考：

 鋼筋正插入套筒連接：

此連接方式的關(guān)鍵質(zhì)量計有：1.鋼筋出筋精度的質(zhì)量2.套筒與鋼筋連接的質(zhì)量3.柱底與樓版面底部空氣的徹底排除4.連接成框架后結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，現(xiàn)逐一說明各關(guān)鍵質(zhì)量該如何達成與管控：

鋼筋出筋精度不精確時，是無法進入套筒的，故在樓版灌漿前，鋼筋精度的管控是非常重要，工程人員需管理每個步驟與最終的精度，并記錄每個步驟的數(shù)值，無法推責(zé)給工人，在此愿將潤泰發(fā)展出來的裝配式建筑基礎(chǔ)柱筋精準定位工具及定位方法向大家說明（注1）:

1.1在墊層上放樣柱邊線和中心線，精準定位柱位置。

1.2根據(jù)柱邊線和柱中心線定位并固定定位底座，此底座控制鋼筋籠的底部位置。

1.3基礎(chǔ)下層板筋綁扎。

1.4將下格網(wǎng)箍固定在定位底座上，下格網(wǎng)箍的網(wǎng)格對應(yīng)插入柱筋，且柱筋頂部需多留10cm的長度吸收誤差。

1.4基礎(chǔ)柱箍筋綁扎。

1.5基礎(chǔ)上層板筋綁扎。

1.6上格網(wǎng)箍按網(wǎng)格穿入對應(yīng)柱筋進行安裝，上格網(wǎng)箍低于樓板完成面以下至少5mm。  

1.7取四只可調(diào)式定位套筒，分別安裝于四個角落的柱筋上，通過螺桿先調(diào)節(jié)好可調(diào)節(jié)套筒與柱筋的相對位置以確定好灌漿面高度，保證安裝面高度，然后再安裝定位板，最后再安裝其它的防灌漿污染套筒。

其中可調(diào)節(jié)套筒的止擋凸起位于定位板下方，防灌漿污染套筒的止擋凸起位于定位板上方；調(diào)整柱鋼筋籠，以定位板比對檢核柱中心線，進入容許誤差范圍內(nèi)時，則將上格網(wǎng)箍與附近之鋼筋焊牢，以防灌漿時移位，工程人員需留下灌漿前的精度記錄，隨時提供備查。

1.8完成基礎(chǔ)柱筋調(diào)整與定位故結(jié)，澆筑混凝土。

1.9基礎(chǔ)混凝土凝固后，柱筋出筋與上部預(yù)制柱套筒連接。樓板板面灌漿時，出筋的保護是非常重要，如果不保護，出筋外表沾滿混凝土又未敲除，直接進入套筒續(xù)接，此時高強度續(xù)接砂漿抓到的不是鋼筋，而是鋼筋表面的 混凝土，如此續(xù)接鐵定失敗。

小結(jié)，續(xù)接出筋的精度與表面潔凈是鋼筋套筒續(xù)接的必檢工作，也是關(guān)鍵質(zhì)量的查核點。

1.10  預(yù)留出筋精度不準的探討：

1.10.1 產(chǎn)生原因為未依前述正確程序施做，未在每個步驟檢核精度。

1.10.2 套筒許容誤差過小，美、日續(xù)接套筒的容許誤差為+-10mm，而國內(nèi)套筒一般的容許誤差只有+-5mm～+-7mm，約為國外的1/2，故施工精度需較國外提高兩倍，另一解為改采用容許誤差為+-10mm套筒。

1.10.3當發(fā)現(xiàn)工地出筋不準，切鋼筋絕對是錯誤的，正確的矯正程序為在鋼筋根部的混凝土去除打深2~3cm（混凝土強度需達可打石之強度），再將鋼筋以小于1:6之斜率彎至可進入套筒的位置內(nèi)，此程序繁復(fù)，故最好還是將鋼筋出筋精度做準，一次做對。

為確保續(xù)接套筒與砂漿質(zhì)量是合格，使用的套筒與砂漿必須通過《鋼筋套筒灌漿連接應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JGJ355-2015》與《鋼筋連接用灌漿套筒JGT398-2012》的檢驗試驗，取得合格證明，方得使用。

每批套筒進貨時，需立即依JGT398規(guī)定抽樣套筒并進行試驗，以確保無不合格品。

套筒與鋼筋連接的質(zhì)量，除套筒外尚須現(xiàn)場正確的灌注工序，方能確保質(zhì)量； 

在此將正確的砂漿施工工序，向大家說明：

2.1 續(xù)接砂漿灌漿之施工工序套筒續(xù)接砂漿施工依其特性說明如下：

2.1.1 先檢查套筒續(xù)接砂漿是否仍在有效期間內(nèi)，超過6個月上禁止使用；3~6個月需過#8號篩去除硬塊后使用。

2.1.2 續(xù)接套筒內(nèi)部以小手電筒檢查，必須以高壓空氣清潔干凈。

2.1.3 柱底四周封模，可采用砂漿或木材為之，必須確實避免漏漿。

2.1.4 徹底檢查灌漿機具是否干凈，尤其輸送軟管不應(yīng)有殘余水泥硬塊。

2.1.5 攪拌水須做氯離子檢測，不能含有氯離子。

2.1.6 量測并記錄當日天氣、氣溫、水溫、續(xù)接砂漿溫度與濕度。各家材料對溫度的敏感程度不一，但都有共同點，就是溫度低時，續(xù)接砂漿強度發(fā)揮慢且弱，故在15度C以下執(zhí)行套筒續(xù)接砂漿灌注時，要特別留意其強度之發(fā)揮，當需求接強度未達標時，嚴禁繼續(xù)加載于預(yù)制豎向構(gòu)件上，例如版面的灌漿。

參考例：套筒續(xù)接砂漿強度對溫度之曲線。

2.1.7 套筒續(xù)接砂漿用水量以產(chǎn)品之使用說明為準，不得任意增減用水量。 (例:潤泰-mix每包續(xù)接砂漿用水量為3.4公升 ± 0.2公升)。

2.1.8 續(xù)接砂漿攪拌時間必須攪拌均勻后再攪拌2分鐘，且禁止使用鋁制攪拌器(鋁制攪拌器的鋁粉脫落會造成砂漿產(chǎn)生超額的膨脹率)。

2.1.9 記錄流度值、濕度與溫度檢核流度值是否滿足使用廠牌所要求的數(shù)值范圍。(例：潤泰-mix的流度為20cm~30cm)。

2.1.10 每日均需做一組續(xù)接試體與兩組抗壓試塊，作為日后檢測所用。試體必須與現(xiàn)場預(yù)制柱放于相同之養(yǎng)護環(huán)境，并綁扎固定牢靠不受擾動。

2.1.11 灌漿時由底部注入，由頂部流出至圓柱狀，方能以塑料塞塞住。

2.1.12 灌漿作業(yè)之障礙處理遇有爆模必須立即處理，每支套筒內(nèi)必須充滿續(xù)接砂漿，不能有氣泡存在。若有爆模污染外墻面必須立即清洗，隔日則無法處理。如果遇有無法出漿之情形，應(yīng)立即停止灌漿作業(yè)，排除無法出漿之障礙。灌漿完成后必須將工作面清潔干凈，所有施工機具也一并清洗干凈。

2.1.13 合格施工人員發(fā)證之建議

套筒續(xù)接砂漿作業(yè)于裝配式建筑的重要性就如電焊作業(yè)于鋼結(jié)構(gòu)工程，我們對電焊均要求要有焊工證照，同樣地套筒續(xù)接砂漿作業(yè)建議可以考慮發(fā)照，以利管理；在發(fā)照制度未施行前，則由工程人員嚴格依施工步驟執(zhí)行。例：日本東京鐵鋼所發(fā)證照。

為了確保裝配式豎向結(jié)構(gòu)灌漿套筒續(xù)接之安全，針對采用灌漿套筒之預(yù)制梁柱接頭進行側(cè)力和軸力加載試驗，由滯回曲線結(jié)果顯示出預(yù)制結(jié)構(gòu)之性能表現(xiàn)不劣于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實驗對照照片如下：                          

另外，日本也對于預(yù)制柱構(gòu)造之柱腳接縫和主筋套筒續(xù)接的影響進行側(cè)力和軸力加載試驗，亦同樣得出預(yù)制結(jié)構(gòu)不劣于現(xiàn)澆強度之試驗結(jié)果。

國內(nèi)也有不少專家學(xué)者針對這種套筒灌漿連接進行研究，例如清華大學(xué)錢稼茹教授等人(注3)利用5個剪跨比相同的剪力墻試體試驗證明：套筒灌漿連接能夠有效傳遞豎向鋼筋的應(yīng)力，使用套筒連接的剪力墻破壞機理與現(xiàn)澆構(gòu)件基本一致。

裝配式豎向受力構(gòu)件連接系統(tǒng)的可靠度在這五十多年內(nèi)，全球各地區(qū)有無數(shù)多個項目可以證明在技術(shù)上及實務(wù)上是絕對可行，亦已經(jīng)無數(shù)的地震考驗，這些高樓有達200多米的超高層，只要有明確清晰的施作流程和工地管理及責(zé)任體系，就能將質(zhì)量維持在標準上。建筑工程的現(xiàn)代化在推進與發(fā)展過程中，初期因經(jīng)驗不足必然會遇上些許瓶頸，在了解問題所在后，非常容易突破現(xiàn)有障礙，在技術(shù)與創(chuàng)新全面提升的同時，工程人員更應(yīng)接受新工法、新觀念且同步提升管理系統(tǒng)，確保工程質(zhì)量，迎向新時代的來臨。

來源：潤鑄建筑工程