植筋技術(shù)運用淺析

徐健全

【摘要】植筋的過程是在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上鉆出合適的清潔孔洞，將錨固材料粘合劑注入孔洞，插入一定長度的錨固鋼筋(或螺栓)，并待粘合劑固化。運用這種方法錨固鋼筋猶如原有結(jié)構(gòu)中預埋鋼筋，能使植入鋼筋的技術(shù)性能得到充分發(fā)揮。本文主要介紹植筋技術(shù)原理、植筋技術(shù)工藝流程，并就目前植筋技術(shù)的運用 ,提出了一些需要解決的問題。

【關(guān)鍵詞】強度耐久性工藝流程問題

在工程施工過程中，因為失誤在插筋過程中常有遺漏，如在剪力墻、柱、構(gòu)造柱或梁板部位漏插鋼筋，混凝土澆筑完畢后進行工程補救，或是設計變更須重新增加鋼筋，由于植筋施工工藝簡便，效果明顯，作業(yè)方式靈活，工期短，造價低，操作方便，勞動強度低和質(zhì)量易保證，工程技術(shù)人員常常會考慮到植筋技術(shù)的運用，也有些施工企業(yè)為了加快施工進度，對填充墻的拉結(jié)筋，在施工時不綁扎，而待日后植筋?？傊陙碇步畹膽迷絹碓蕉?。但這一技術(shù)到目前為止還沒有相應的施工技術(shù)標準，使得植筋的施工工藝無章可循。目前市場上的粘合劑種類、型號較多 ,其性能各異 ,本文通過蘇州市建筑科學研究院SJN-C建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑為例，淺要介紹植筋技術(shù)原理、施工流程，并對施工中容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，就其操作工藝提出質(zhì)量控制的關(guān)鍵工序，供工程技術(shù)人員參考。

1、植筋技術(shù)原理的可行性

1.1植筋概念。植筋就是在結(jié)構(gòu)加固、補強、新老結(jié)構(gòu)連接、補埋鋼筋、后埋鋼構(gòu)件等工程中 ,在已有混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上根據(jù)工程設計所用鋼筋(通常稱為植筋)直徑 ,以適當?shù)你@孔直徑和深度鉆孔 ,并采用建筑用化學膠粘劑使被植入鋼筋與原混凝土粘接牢固 ,并使鋼筋與原混凝土的粘接強度達到設計要求 ,從而使作用在植筋上的拉力通過化學粘接劑向混凝土中傳遞。植筋膠對鋼筋的錨固作用不是靠錨筋與基材的脹壓與摩擦產(chǎn)生的拉力來承受鋼筋的受拉荷載 ,而是利用其自身粘接材料的錨固力 ,使錨桿與基材有效地錨固在一起 ,產(chǎn)生的粘接強度與機械咬合力 ,當植筋達到一定的錨固深度后 ,植入的鋼筋就具有很強的抗拔力 ,并基本沒有滑移 ,從而保證了錨固強度和持久的耐力強度

1.2植筋強度。按照張志強 等對 FISV360 植筋與混凝土和鋼筋之間的膠結(jié)能力的試驗研究 ,鋼材在達到一定的錨固深度后其材性是可以充分發(fā)揮的 ,而且 ,拉拔試驗以混凝土的錐形破壞為主 ,這說明膠接材料的膠接能力是可以信賴的。其試驗利用一組(三件)Φ22螺紋鋼筋種植在 C30混凝土試件上(尺寸為1000 mm×1000 mm×500 mm) ,其鉆孔孔徑 D =28 mm,孔深 T≈13.6D =300 mm,參照美國 ASTME488-90試驗方法 ,由上海市建筑科學研究院檢測站進行錨固拉拔試驗 ,在當時環(huán)境氣溫12 ℃的條件下測定其 2 h 固化的極限拉拔荷載值并觀察試件的破壞情況 ,試件均成混凝土錐形破壞模式 ,植筋極限荷載基本值分別為257、261、255 kN,均超過鋼筋拉拔強度標準值 (127.3 kN) 。

2、植筋工藝流程

植筋的定位放線→植筋的鉆孔→鉆孔的清理、處理和驗收→植筋鋼筋處理→配制錨固結(jié)構(gòu)膠→注膠→植入鋼筋并臨時固定→固化養(yǎng)護→植筋拉拔檢驗→鋼筋綁扎并澆筑混凝土。

2.1植筋的定位放線。按設計要求標示植筋鉆孔位置、型號。若基材上存在受力鋼筋，鉆孔位置可適當調(diào)整，但均宜植在箍筋內(nèi)側(cè)（對梁、柱）或分布筋內(nèi)側(cè)（對板、剪力墻）。

質(zhì)量控制關(guān)鍵：應先對原結(jié)構(gòu)中鋼筋位置進行定位，以免鉆孔時對原結(jié)構(gòu)鋼筋造成損傷。

2.2植筋的鉆孔。鉆孔主要器具用電錘，孔徑取d+4~10mm(小直徑鋼筋取低值，大直徑鋼筋取高值)。當混凝土達到設計強度和28天齡期以上時， 按照設計要求確定鉆孔的位置，孔徑和深度，外側(cè)孔壁與鋼筋混凝土構(gòu)件邊緣間的寬度≥5mm以上，鉆孔后的孔壁完好無裂縫和蜂窩等。

2.3清理、處理和驗收。清理主要器具常用橡皮氣囊、毛刷、空壓機。鉆孔完畢，檢查孔深、孔徑合格后將孔內(nèi)粉塵用氣流吹出，然后用毛刷、棉布將孔壁刷凈，再次壓縮空氣吹孔，應反復進行3∽5次，直至孔內(nèi)無灰塵碎屑，用絲棉將孔口臨時封閉，避免水流入孔內(nèi)或其它雜物落入其中，保持孔洞干燥。鉆孔處理后應由工程監(jiān)理業(yè)主參加逐孔驗收并做好隱蔽工程記錄。

質(zhì)量控制關(guān)鍵：鉆孔必須清掃干凈，以增強孔壁與結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)力。

2.4植筋鋼筋處理。植筋應先通過物理試驗，采用機械法或鋼絲刷除去植筋表面鐵銹和氧化層，然后用丙銅除去殘留油污，經(jīng)處理的鋼筋應盡快植入孔內(nèi)，避免再次污染。植筋外露長度應滿足設計要求及規(guī)范規(guī)定，預留長度應能滿足設計要求的搭接長度，視具體情況而定，且相鄰兩根錯開35d。質(zhì)量控制關(guān)鍵：鋼筋植入部分表面干凈，以增加與結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)力。

2.5錨固結(jié)構(gòu)膠的配制及注膠。拌膠前應準備好天秤等計量工具，按結(jié)構(gòu)膠所需用量提取A料和B料進行稱量，然后攪拌均勻，用長嘴器具深入成孔底部，通過擠壓器將膠在孔內(nèi)從里到外漸漸填孔并排出空氣，注膠量為孔深的1/2～1/3。質(zhì)量控制關(guān)鍵：膠體應現(xiàn)配現(xiàn)用，注膠時從底開始，膠體不得有氣泡存在。。

2.6鋼筋的植入和臨時固定。將經(jīng)過除銹處理的鋼筋插入灌有結(jié)構(gòu)膠的孔內(nèi)，并向同一方向旋轉(zhuǎn)鋼筋，（小鋼筋可反復的插入拔出），將孔壁殘存的灰塵攪入結(jié)構(gòu)膠內(nèi)，，直至附在鋼筋上的結(jié)構(gòu)膠表面不帶有灰塵。將鋼筋扶正臨時固定，在膠固化前不能擾動鋼筋，以免影響錨固效果。質(zhì)量控制關(guān)鍵：植筋必須緩慢旋入。

2.7植筋拉拔檢驗。植筋后3~4天可隨機抽檢，檢驗可用千斤頂、錨具、反力架和液壓表組成的系統(tǒng)作拉拔試驗。質(zhì)量控制關(guān)鍵：一般加載至鋼材的設計力值80%

3、植筋常見質(zhì)量問題

3.1、施工人員未能按技術(shù)要領(lǐng)進行操作，不是往孔內(nèi)先注膠，后插筋，而是將結(jié)構(gòu)膠抹在鋼筋表面，再隨便插入孔內(nèi)，導致植筋孔內(nèi)結(jié)構(gòu)膠不密實而影響其粘結(jié)力。

3.2鉆孔完成后，由于下雨孔內(nèi)進入泥水，而施工人員未進行有效的清理，從而影響了粘結(jié)質(zhì)量。

3.3施工搶進度，混凝土尚未達到設計強度或植筋深度達不到要求。

4、植筋技術(shù)需要解決的問題

植筋技術(shù)應用有著廣泛的發(fā)展前景，隨著植筋技術(shù)的應用普及和植筋技術(shù)應用研究的深入，植筋技術(shù)理論將進一步成熟。不僅其設計、施工、驗收將有據(jù)可依 ,而且植筋技術(shù)應用也將規(guī)范化和理論化。隨著植筋技術(shù)的廣泛應用，筆者認為目前植筋技術(shù)應著手解決好以下問題：a) 就植筋技術(shù)應用的方法、手段、設備、儀器，通過研究和實踐形成成套的植筋技術(shù)；b) 給出混凝土、鋼筋、孔徑和植筋深度的理論關(guān)系；c) 完善加固技術(shù)，指導形成高技術(shù)加固公司 ,能使植筋等加固問題圓滿解決；d) 對工程用粘接劑給出具體選擇 ，以指導工程設計和施工；e) 指導形成關(guān)于植筋技術(shù)的設計、施工、驗收規(guī)范。

5、結(jié)束語

植筋技術(shù)設備簡單，操作方便，效果可靠，且施工難度小，較易控制，在工程補救及設計變更中不失為一種實用的新型施工工藝

參考文獻：

[1]《FISV360植筋錨固技術(shù)》2001 張志強

[2]《植筋用粘合劑長期負荷性能檢測與評估》2001 吳進張欣瞿培峰

[3]《植筋技術(shù)應用研究淺析》2003劉輝趙志璠等

[4]《SJN-C建筑結(jié)構(gòu)膠粘劑鋼筋錨固施工規(guī)范》蘇州市建筑科學研究院

[5]《建筑結(jié)構(gòu)檢測鑒定與加固》袁海軍姜紅等