2.3.2 浆锚搭接连接
1.基本原理
传统现浇混凝土结构的钢筋搭接一般采用绑扎连接或直接焊接等方式。而装配式结构预制构件之间的连接除了采用钢套筒连接以外,有时也采用钢筋浆锚连接的方式。与钢套筒连接相比钢筋浆锚连接同样安全可靠、施工方便,成本相对较低。
钢筋浆锚连接的受力机理是将拉结钢筋锚固在预留孔内,通过高强度无收缩水泥砂浆的灌浆后实现力的传递。也就是说钢筋中的拉力是通过剪力传递到灌浆料中,再传递到周围的预制混凝土之间的界面中去,也称之为间接锚固或间接搭接。这种搭接技术在欧洲有多年的应用历史,我国已有多家单位对间接搭接技术进行了一定数量的研究工作,如哈尔滨工业大学、黑龙江宇辉新型建筑材料有限公司等对这种技术进行了大量试验研究,也取得了许多试验研究成果。
2.浆锚搭接预留孔洞的成型方式
(1)埋置螺旋的金属内模,构件达到强度后旋出内模。
(2)预埋金属波纹管做内模,完成后不抽出。
通过对两种成型方式对比,采用金属内膜旋出时容易造成孔壁损坏,也比较费工,因此金属波纹管方式可靠简单,如图2-37所示。
图2-37 浆锚搭接连接方式
3.浆锚搭接连接的种类
按照预留孔洞的成型方式不同,浆锚搭接连接可以分为钢筋约束浆锚搭接连接和金属波纹管浆锚搭接连接。
1)钢筋约束浆锚搭接连接
钢筋约束浆锚搭接连接是基于黏结锚固原理进行连接的方法,在竖向结构构件下段范围内预留出竖向孔洞,孔洞内壁表面留有螺纹状粗糙面,周围配有横向约束螺旋箍筋,将下部装配式预制构件预留钢筋插入孔洞内,通过灌浆孔注入灌浆料将上下构件连接成一体的连接方式,如图2-38所示。
图2-38 钢筋约束浆锚搭接连接
2)金属波纹管浆锚搭接连接
金属波纹管浆锚搭接连接是在竖向应用的预制混凝土构件中,首先在构件下端部预埋连接钢筋外绑设一条大口径金属波纹管,金属波纹管贴紧预埋连接钢筋并延伸到构件下端面形成一个波纹管孔洞,波纹管另一端向上从预制构件侧壁引出。构件在现场安装时,将另一构件的连接钢筋全部插入该构件上对应的波纹管内后,从波纹管上方孔注入高强灌浆料,灌浆料充满波纹管与连接钢筋的间隙,灌浆料凝固后即形成一个钢筋搭接锚固接头,实现两个构件之间的钢筋连接。图2-39所示为金属波纹管浆锚搭接连接示意图。图2-40所示为预制外墙板间竖向钢筋的金属波纹管浆锚搭接连接,其中外墙拼缝截面采用内高外低的防雨水渗漏构造。
图2-39 金属波纹管浆锚搭接连接
4.浆锚搭接灌浆料
灌浆料是以水泥为基本原料,其性能应符合表2-5的规定。
表2-5 浆锚搭接灌浆料性能要求
图2-40 预制外墙板间竖向钢筋的金属波纹管浆锚搭接连接
5.浆锚搭接连接的要求
钢筋采用浆锚搭接连接时,可在下层预制构件中设置竖向连接钢筋与上层预制构件内的连接钢筋通过浆锚搭接连接。纵向钢筋采用浆锚搭接连接时,对预留孔成孔工艺、孔道形状和长度、构造要求、灌浆料和被连接的钢筋,应进行力学性能以及适用性的试验验证。直径大于20mm的钢筋不宜采用浆锚搭接连接,直接承受动力荷载构件的纵向钢筋不应采用浆锚搭接连接。连接钢筋可在预制构件中通长设置,或在预制构件中可靠的锚固。