化學(xué)植筋技術(shù)在橋墩接高施工中的應(yīng)用

于普　蔣碩

【摘 要】化學(xué)植筋技術(shù)以其可操作性強(qiáng)，施工靈活等優(yōu)點(diǎn)在工程建設(shè)行業(yè)中被廣范采用。本文以某舊橋加固工程為例，對化學(xué)植筋的施工方法與質(zhì)量檢驗(yàn)等方面作了比較詳細(xì)的闡述。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)植筋；施工工藝；質(zhì)量檢測

0 前言

化學(xué)植筋又稱為種筋，是運(yùn)用高強(qiáng)度的化學(xué)粘合劑，使鋼筋、螺桿等與混凝土產(chǎn)生握固力，從而達(dá)到預(yù)留效果。施工后產(chǎn)生高負(fù)荷承載力，不易產(chǎn)生移位、拔出，并且密封性能良好，無需作任何防水處理。由于其通過化學(xué)粘合固定，不但對基材不會產(chǎn)生膨脹破壞，而且對結(jié)構(gòu)有補(bǔ)強(qiáng)作用。化學(xué)植筋后錨固技術(shù)施工方便，使用靈活，錨固后強(qiáng)度增長快，可滿足施工工期短、施工部位有較高強(qiáng)度要求的工程施工需要，被廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁、隧道等各類施工中。

1 化學(xué)植筋技術(shù)應(yīng)用

某舊橋除險、加固工程中，需要在原橋墩的基礎(chǔ)上進(jìn)行混凝土接高并鋪設(shè)預(yù)制梁板。接高部位配筋為？準(zhǔn)20mm螺紋鋼筋，超筋方式配筋；距原橋墩邊距小，不易采用鋼筋預(yù)埋法，經(jīng)研究決定采用化學(xué)植筋方法進(jìn)行施工。

化學(xué)植筋施工方案為施工前準(zhǔn)備、植筋施工與植筋質(zhì)量檢驗(yàn)三個階段，每個階段的工作都必須十分重視，嚴(yán)格把關(guān)，避免出現(xiàn)植筋定位不準(zhǔn)確、孔深和孔徑不足、鉆孔不清理、數(shù)量不足、錨固膠的質(zhì)量達(dá)不到規(guī)范要求，錨固后現(xiàn)場拉拔檢測結(jié)果不合格等質(zhì)量問題。

1.1 施工前準(zhǔn)備

1.1.1 鉆孔深度與孔徑的確定

參照施工圖紙和有關(guān)舊橋墩的技術(shù)資料，根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》（CECS25：90）和《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》（JGJl45-2013）的要求設(shè)計鉆孔深度與孔徑。鉆孔直徑一般為D+4～10mm（小直徑鋼筋取低值，大直徑鋼筋取高值）；植筋錨固深度的設(shè)計值：

Ld≥ΨNΨaeLS

式中：Ld─植筋錨固深度設(shè)計值；

ΨN─考慮各種因素對植筋受拉承載力影響而需要加大錨固深度的修正系數(shù)；

Ψae─考慮植筋位移延性要求的修正系數(shù)；

LS─植筋基本錨固深度。

1.1.2 鉆孔位置的確定

先把舊橋墩鋼筋的保護(hù)層鑿除，探明原結(jié)構(gòu)鋼筋的位置，根據(jù)圖紙要求準(zhǔn)確放線標(biāo)明鋼筋錨固點(diǎn)的鉆孔位置。如遇原混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋位置影響植筋，可適量調(diào)整被植鋼筋的位置。

1.1.3 植筋膠的檢驗(yàn)

植筋膠進(jìn)場后檢查出廠合格證、生產(chǎn)日期和終止使用日期，并取有代表性的樣品進(jìn)行試驗(yàn)，以防止使用不合格品及過期產(chǎn)品。

1.1.4 植筋鋼筋的處理

對擬植鋼筋進(jìn)行除銹處理，除銹清理的長度大于錨固深度50mm為宜，用磨光機(jī)或用鋼絲刷將除銹清理長度內(nèi)的鋼筋表面打磨出金屬光澤為止。將處理后的鋼筋整齊擺放，并清點(diǎn)數(shù)量。

1.1.5 植筋質(zhì)量預(yù)檢

正式施工前取不少于3根植筋鋼筋進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，實(shí)測的軸向錨固拉力荷載值全部超過設(shè)計荷載值后方可進(jìn)行正式施工。

1.1.6 施工安全保證措施

（1）施工前應(yīng)在橋墩周圍搭設(shè)腳手架，并設(shè)置植筋后臨時固定支架。

（2）化學(xué)粘合劑對眼睛具有刺激性且接觸皮膚可能造成過敏，因此給工人配備護(hù)目鏡、口罩、膠皮手套等防護(hù)用品。

1.2 植筋施工

1.2.1 錨固孔的鉆孔與清理

根據(jù)設(shè)計的孔深、孔徑鉆孔，完成后將鉆孔周圍灰塵清理干凈。用氣泵和毛刷清孔，將氣泵深入孔底吹出粉灰再用毛刷仔細(xì)清理，清刷完畢后，用棉絲沾丙酮液清刷孔洞內(nèi)壁，使鉆孔洞內(nèi)達(dá)到清潔干燥。鉆孔工作完后，用干凈棉絲將清潔過的孔洞封堵，防止灰塵和異物落入。在鉆孔過程中如遇到原結(jié)構(gòu)物受力主筋應(yīng)及時避開，對于廢孔用錨固膠填實(shí)。由質(zhì)檢、監(jiān)理人員檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行下一步施工。

1.2.2 鋼筋埋植

（1）配置植筋用錨固膠。植筋膠分為注射式植筋膠和桶裝式植筋膠兩種，由A、B兩組份組成。配膠嚴(yán)格按照說明的配比進(jìn)行，采用機(jī)械攪拌配制，攪拌器可由電錘和攪拌齒組成，攪拌齒可采用電錘鉆頭端部焊接十字形Φ14mm鋼筋制成，少量時可用細(xì)鋼筋棍人工攪拌。取潔凈容器（塑料或金屬盆，不得有油污、水、雜質(zhì)）和稱重衡器按配合比混合，并用攪拌器攪拌10分鐘左右至A、B膠混合均勻?yàn)橹?。攪拌時應(yīng)沿同一方向攪拌，盡量避免混入空氣形成氣泡。結(jié)構(gòu)膠初凝時間很快，從拌膠到植筋整個工序應(yīng)在半個小時以內(nèi)完成，根據(jù)每次施工的需要，配制適量的膠，防止浪費(fèi)。炎熱天氣下施工應(yīng)注意隨用隨配，避免植筋膠凝結(jié)過快無法使用。

（2）垂直植筋時，把注膠器的噴嘴盡量伸到孔洞底部將錨固用膠注入孔深約2/3，將處理好的鋼筋邊向同一方向旋轉(zhuǎn)，邊緩慢將鋼筋插入洞內(nèi)，直至到達(dá)孔的洞底部為止。插筋到底，如無錨固膠從孔內(nèi)溢出，說明注膠量不夠，須將鋼筋拔出，重新注膠，再次插入鋼筋，直至有錨固膠溢出洞口為止；水平植筋時用Φ6細(xì)鋼筋配合托膠板（干凈木板）往孔內(nèi)搗膠，也可讓施工人員戴好皮手套，將配好的膠成團(tuán)塞、搗進(jìn)孔內(nèi)。在鋼筋植入后，為防止植筋膠未凝結(jié)前流淌應(yīng)使用擋片封堵洞口，并架設(shè)支架定位橫向筋。

（3）在植筋完成24小時以內(nèi)不得擾動鋼筋，應(yīng)進(jìn)行必要的圍擋，設(shè)置明顯的標(biāo)準(zhǔn)，做好保護(hù)工作。

（4）用蘸有少許丙酮的棉布擦拭孔周圍遺留的膠，清理工作面的垃圾。

（5）鋼筋埋植工作完成后，報請現(xiàn)場質(zhì)量負(fù)責(zé)人檢查驗(yàn)收。

1.3 植筋質(zhì)量檢驗(yàn)

植筋質(zhì)量檢驗(yàn)又可分為植筋外觀檢查和錨固承載力的檢測，植筋質(zhì)量的評定都必須嚴(yán)格遵守《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》和《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定予以驗(yàn)收。

1.3.1 植筋外觀檢查

對照施工圖紙檢查植筋位置、尺寸、垂直（水平）度，植筋數(shù)量及膠漿外觀固化情況（用鐵釘刻劃檢查膠漿固化程度）等。

1.3.2 錨固承載檢測

錨固承載力檢測主要是通過對植入鋼筋進(jìn)行拉拔試驗(yàn)以檢測植筋的抗拔承載力是否滿足設(shè)計要求。錨固抗拔承載力現(xiàn)場檢驗(yàn)可分為非破壞性檢驗(yàn)和破壞性檢驗(yàn)，本工程采用非破壞性檢驗(yàn)方法，對同品種、同規(guī)格、同強(qiáng)度的錨筋進(jìn)行隨機(jī)取樣，由于橋墩屬于重要結(jié)構(gòu)件，抽樣數(shù)量按每一檢驗(yàn)批植筋總數(shù)的3%計算，且不少于5件。

（1）根據(jù)設(shè)計拉拔力和鋼筋型號選取合適的加荷設(shè)備，因此我方選用錨桿拉力計，其支撐環(huán)內(nèi)徑D0=280mm>Max（12d，250mm）（d：鋼筋的公稱直徑），滿足規(guī)范要求。

（2）試驗(yàn)前檢查儀器油量，不應(yīng)少于油缸總?cè)莘e的3/4，連接好儀器后要排放儀器內(nèi)部存在的空氣。進(jìn)行試驗(yàn)時先將儀器千斤頂套在預(yù)檢鋼筋上，安裝錨環(huán)與夾片，加壓缸正平放置，加荷時用力應(yīng)均勻，緩緩加壓。加荷過程可以根據(jù)需要有以下兩種方法：

a.連續(xù)加載：應(yīng)以勻速率在2min～3min時間內(nèi)加載至設(shè)定的檢驗(yàn)荷載，并持荷2min。

b.分級加載：每級荷載保持1min，直至設(shè)定的檢驗(yàn)荷載，并持荷2min。

（3）檢驗(yàn)結(jié)果評定。在達(dá)到設(shè)計荷載的作用下，混凝土墩身無裂縫、不發(fā)生劈裂破壞；植筋無滑移、植筋膠無裂損現(xiàn)象；且2min持荷期間荷載降低不大于設(shè)計荷載的5%時為合格。在一個檢驗(yàn)批中不合格的試樣超過5%時，該檢驗(yàn)批評定為不合格。

綜上所述采用化學(xué)植筋技術(shù)，操作簡便，設(shè)備簡單，減少了人工預(yù)留鋼筋和剔鑿混凝土工程量；由于植筋膠固化速度快，強(qiáng)度增長快，而且對原結(jié)構(gòu)物無損害，所以極大地提高了施工效率，縮短施工工期，節(jié)約了施工成本。但是對其設(shè)計、施工、檢測個各環(huán)節(jié)的工程質(zhì)量也應(yīng)給予充分的重視，加強(qiáng)監(jiān)督管理，才能讓此技術(shù)得以更好、更安全的運(yùn)用。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：王楠]