建筑技术丨装配式建筑冬期灌浆套筒升温保温技术

近年来，国内对低温灌浆应用已有多年，主要包括低温型灌浆材料在建筑结构构件中应用状况、低温灌浆材料在混凝土结构等以及钢筋混凝土构筑物等工程上运用等方面的应用。通过工程实际案例分析，对研究冬期低温灌浆施工及解决冬期灌浆套筒难以正常施工具有很好的借鉴性，希望能为类似工程提供可参考的理论及实践素材。 

1 工程概况

工程位于北京市通州区于家务乡商品住宅精装修项目共有11栋住宅楼，建筑面积5.9万m²；采用装配整体剪力墙结构，地下室及首层墙体为现浇混凝土剪力墙结构，2层至顶层墙体采用“外墙部分预制+内墙部分预制、部分现浇”的结构形式，顶层以上采用现浇混凝土结构。

现浇剪力墙和预制混凝土墙板之间通过竖向及水平后浇段连接为整体，上、下层预制混凝土墙板的竖向钢筋采用半灌浆套筒连接。首层~次顶层采用桁架钢筋混凝土叠合板，由预制混凝土底板和上部后浇层组成；坡屋面采用现浇混凝土楼板。

1号楼与11号楼在3层以上采用预制混凝土楼梯，以下采用现浇混凝土楼梯；其他楼栋采用现浇混凝土楼梯。1号楼~11号楼装配率为62.6 %~65.1 %。

2 研究的目的

本工程工期紧、任务重、质量标准高；冬期低温时无法按照常规的装配式施工工艺技术完成套筒灌浆的施工，尤其对冬期施工的装配式建筑工程整体进度安排及质量保证造成很大困扰。

3 工程重难点

（1）建筑主体门窗洞口无挡风保温措施，灌浆部位施工作业加热保温难以保证。

（2）预制剪力墙体下部灌浆缝20 mm宽，灌浆完毕浆体温度下降快。

（3）本工程装配式主体结构施工处于冬期施工阶段，所用机具、材料加热保温保持难以控制。

4 研究的方法

如果预制构件墙体加工前提前埋入20W@8 mm的电伴热带，电伴热带埋入预制构件墙体第一道水平筋两端各增加一根钢筋固定电伴热带中部，并用绑扎带固定；电伴热尾端使用热缩管封口，禁止正负极连接；前端甩出墙体200 mm，做好保护。

建筑主体预留的门窗洞口、阳台口等，外侧用塑料布外贴双层岩棉被保温进行挡风措施；混凝土顶板浇筑完毕使用塑料布和双层保温被覆盖，形成封闭的保温加热空间。

5 施工工艺流程

预制构件吊装→现浇节点处预制墙体侧边封浆料封堵→现浇墙体钢筋、模板施工→叠合板三角架支撑施工→设置保温→顶板构件吊装→钢筋、水电管线布设→现浇墙体混凝土施工→顶板设置塑料布和双层保温→灌浆缝封堵→灌浆区保温→测温→灌浆料施工→测温→拆除预留洞口保温措施。

5.1 灌浆施工流程

施工准备→封堵灌浆缝→灌浆区域保温→制作灌浆料→测温（连通腔、前排套筒和后排套筒随机各选取一点）→套筒灌浆→自检及工作面清理→测温（连通腔）→拆除保温。

5.2 灌浆时间

如果在墙板吊装校正后立即灌浆，因顶板未施工，无法形成封闭的保温体系。为形成封闭的保温体系，以利于保温施工，确保冬期灌浆施工质量，采用后灌浆工艺，灌浆时间安排在顶板叠合板浇筑完成后，楼座自身形成密封区域，只需对门窗洞口和阳台口做简要封堵，采取加热措施，形成局部正温环境，满足低温封浆和低温灌浆料施工要求。

灌浆施工应严格控制灌浆时间，选择温度较高日并在气温较高时间段内完成灌浆，一般灌浆施工应在上午10:00至下午2:00之间完成。

5.3 测温线放置

本项目使用电子测温仪进行测温。墙板吊装前将测温线导线按要求放置于测温区域。

测温线放置于灌浆连通腔区域内且靠近连接钢筋，距墙边40 mm的部位。

5.4 灌浆保障措施

为确保冬期灌浆施工质量，拟采用后灌浆工艺（当2层及以上集中灌浆时，应经设计确认），如果采用后灌浆法将对结构质量带来一些不良影响。具体影响及措施如下。

（1）预制墙板垂直度偏差较大，其在支模、绑钢筋施工中易发生位移，造成拼缝不严密。

控制措施：1）减少模板支设对预制墙体构件造成变形，如禁止采用大锤敲打、撬棍硬撬等操作；2）混凝土浇筑前逐个排查墙体位移情况，对预制墙体构件进行二次微调，使位移构件归位；3）现场预制墙体斜支撑配置2层，支撑体系配置3层，灌浆作业层斜支撑必须等灌浆施工完，并达到35 MPa拆模强度，允许拆除斜支撑。

（2）后灌浆工艺对斜支撑的刚度要求较高，楼板上预先埋置的斜支撑螺母可能因混凝土强度不足而失效。

控制措施：1）在叠合板中深化埋入构件预埋螺管，不必再等上部叠合层强度；2）加强浇筑前，螺母定位的准确性和牢固性，增加和增大附加钢筋直径与桁架筋焊牢固；3）采用后灌浆施工，应逐层及时灌浆，当2层及以上集中灌浆时，应经设计确认。现浇混凝土结构混凝土强度及套筒灌浆强度达到相关规定后方可拆除外墙结构支撑。

（3）“低温灌浆料施工”两步走。第一步，称料、配比、加水搅拌、灌浆，其施工过程的环境温度要低，以保证灌浆料30 min的流动性。第二步，灌浆料养护。此时，可以加温，环境温度升高，有利于灌浆料强度增长。

（4）“灌浆料温度看环境”，当环境温度相对高，水温0~5℃；环境温度较低，水温5~10℃，此时灌浆料温度相对高更有利。环境温度控制在0~10℃，浆料温度最好在5~10℃。 

控制措施：1）墙体校正后先对现浇节点处进行勾缝封边处理，并在墙体端部超过150 mm，保证混凝土浇筑时混凝土浆体未流入预制墙体，随后用保温被覆盖并用暖风机加热；2）暖风机3 m以上不得直吹测温点。

（5）外防护架拉结点无法承受拉结荷载，稳定性差；采用后灌浆施工工艺，在本项目作业施工时，外防护架可采用在下一层顶板拉结点处增加向上抛撑拉结外架，确保外架整体稳定性，待本层套筒灌浆料同条件试件强度大于35 MPa且现浇混凝土强度达到临界强度后按外脚手架方案要求补充外架拉结点，方可拆除下一层抛撑。

5.5 保温加热措施（仅限后灌浆法）

5.5.1 保温加热依据

灌浆料施工环境：当环境温度低于5℃时，应使用低温型专用产品，低温型产品的适用温度为套筒部位温度–5~10℃，本项目低温灌浆料作业温度要求为–3~10℃。气温低于–3℃封闭保温并加热。

说明：当室外气温连续5 d低于5℃，即进入冬期施工阶段，此时应封存常温灌浆料并启用低温灌浆料。建议环境温度控制在0~10℃，并兼顾现浇混凝土的养护节点。

5.5.2 施工区域保温（后灌浆法）

后灌浆法是指墙柱梁板现浇混凝土浇筑完成后再进行钢筋套筒灌浆施工；钢筋套筒灌浆时，冬期施工混凝土保温所需的施工楼层及相邻层所有外窗、电梯井、楼梯间等洞口外侧塑料布封闭严实，内侧防火布、双层保温棉毡封闭均已到位；现浇墙体外侧保温棉毡及塑料布也已覆盖到位；顶板混凝土浇筑完毕，覆膜后盖双层保温棉毡。如图1所示。

图1 封闭空间示意

提前开启外墙外侧预制墙根部灌浆部位通长敷设的20W，直径8 mm电伴热带，通过温控箱控制温度不超过10℃，外侧通过双层50 mm厚保温棉毡保温，防止温度流失，确保外墙外侧灌浆部位温度在–3~10℃。

以下为灌浆施工时室内暖风机设置要求：根据不同面积户型设置柴油暖风机加热器（工业柴油暖风机30 kW，有效取暖面积250 m²），当冬期施工现浇混凝土加热设备少于以下配置时，应按以下配置补齐后，达到正温环境后再进行灌浆作业。

1号、11号楼单层面积940 m²，单层配备4台30 kW柴油暖风机，根据测温情况随时增减，确保室内封闭区域温度不低于5℃。

2号、4号楼单层480 m²，单层配备3台30 kW柴油暖风机，根据测温情况随时增减，确保室内封闭区域温度不低于5℃。

3号、5号楼单层720 m²，单层配备4台30 kW柴油暖风机，根据测温情况随时增减，确保室内封闭区域温度不低于5℃。

6号楼单层540 m²，单层配备3台30 kW柴油暖风机，根据测温情况随时增减，确保室内封闭区域温度不低于5℃。

7号、8号楼单层850 m²，单层配备4台30 kW柴油暖风机，根据测温情况随时增减，确保室内封闭区域温度不低于5℃。

9号、10号楼单层570 m²，单层配备3台30 kW柴油暖风机，根据测温情况随时增减，确保室内封闭区域温度不低于5℃。

6 研究过程

如图2、图3所示，本项目优选的一种装配式墙体预制构件冬期灌浆套筒升温保温系统，包括电伴热带和测温线，所述电伴热带预埋在预制墙板根部，且其设置标高位于灌浆套筒顶底标高之间，电伴热带放置在承托钢筋上并通过绑扎丝与承托钢筋绑扎固定。

图2 预制构件配筋

图3 电伴热带布置

所述承托钢筋两端搭设在预制墙板根部的第一道水平钢筋上并通过绑扎丝与水平钢筋绑扎固定，电伴热带采用20W@8 mm宽型号，一端通过热缩管进行绝缘封口以防短接，另一端从预制墙板中穿出并预留200 mm甩出长度，所述测温线一端埋设在灌浆连通腔的灌浆体中，另一端伸出灌浆连通腔，所述电伴热带和测温线外伸的一端均接入温控箱并通过漏电保护插头连接外部电源，测温线在预制墙板吊装前提前放置于灌浆区域内，测温线放置于灌浆连通腔区域内且靠近连接钢筋设置，测温线布设位置距墙边40 mm/45 mm等部位为宜。

如图4所示，所述电伴热带可通过两种布线方式实现预埋，为了保证预制墙板两侧灌浆套筒均匀受热，电伴热带在预制墙板内可以按直线布设，且其布设线位于预制墙板板厚的中部位置。

图4 节点示意

为了进一步提高升温速度，电伴热带在预制墙板内可以按折线布设方式进行优化，此时，其布设线位以预制墙板板厚的中部位置为基准并向灌浆套筒处凸出。

由于甩出的电伴热带后期需要剪除，为了不影响预制墙板的平整美观，同时防止电伴热带与预制墙板接触位置产生较大磨损，电伴热带穿出预制墙板的位置可增设梯形凹槽状的沉孔。

预制墙板预制时，提前绑扎好承托钢筋和电伴热带，浇筑时直接将承托钢筋、电伴热带和预制墙板的竖向钢筋及水平钢筋浇筑为一体，浇筑时，注意沉孔的预留以及电伴热带甩出段的保护即可。

为了提高环境室温，施工现场住宅主体预留的门窗洞口和阳台口均需采用岩棉被或防火布进行封闭，结构楼板叠合现浇层浇筑完毕后立即用塑料布及保温被覆盖，整个灌浆施工区域通过主体结构墙、板、门窗洞口封闭保温、保温被覆盖形成封闭的保温空间，还可以根据不同面积户型设置电加热器（比如5 kW暖风机）进一步升温。

7 结语

低温灌浆料在施工中的应用解决了装配式结构预制墙体冬期施工期间竖向连接难题，为装配式建筑冬期施工期间施工正常运行提供了保障，符合国家绿色可持续发展的要求，具有广阔的市场前景，同时也申请实用新型专利有很好的借鉴性。