建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)植筋技術(shù)的應(yīng)用

/建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)植筋技術(shù)的應(yīng)用摘要：植筋結(jié)構(gòu)應(yīng)用主要在改造工程中梁生根的植筋錨固。鋼筋混凝土植筋結(jié)構(gòu)在我國(guó)應(yīng)用的時(shí)間并不長(zhǎng)，缺乏系統(tǒng)深化的試驗(yàn)探討，特別是在抗震區(qū)，如何鑒定原有建筑物的加固潛力，保證新舊建筑物的結(jié)合具有良好的抗震性能；如何保證植筋結(jié)構(gòu)的耐久性，植筋結(jié)構(gòu)在高溫環(huán)境中的受力性能等，尚有若干技術(shù)問(wèn)題亟待解決。本文主要對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)植筋技術(shù)的工作機(jī)理、應(yīng)用及質(zhì)量限制進(jìn)行了分析和探究。關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；植筋技術(shù)；建筑工程；應(yīng)用一、植筋的工作機(jī)理分析化學(xué)法植筋是指建筑工程化學(xué)法植筋膠植筋，簡(jiǎn)稱植筋，又叫種筋，是建筑結(jié)構(gòu)抗震加固工程上的一種鋼筋后錨固利用結(jié)構(gòu)膠鎖鍵握緊力作用的連接技術(shù)，是結(jié)構(gòu)植筋加固和重型荷載緊固應(yīng)用的最佳選擇。化學(xué)法植筋是指在混凝土、墻體巖石等基材上鉆孔，然后注入高強(qiáng)植筋膠，（注：高強(qiáng)建筑植筋膠大致分為注射式植筋膠和桶裝式植筋膠兩種）。再插入鋼筋或型材，膠固化后將鋼筋和基材粘接為一體，是加固補(bǔ)強(qiáng)行業(yè)較常用的一種建筑工程技術(shù)。植筋工作機(jī)理結(jié)構(gòu)連接荷載通過(guò)植筋鋼筋傳遞給植筋粘結(jié)劑，植筋粘結(jié)劑將荷載沿植筋長(zhǎng)度方向傳遞給混凝土，這種傳力機(jī)理主要靠鋼筋和植筋粘結(jié)劑以及混凝土和植筋粘結(jié)劑之間的粘結(jié)作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其粘結(jié)作用的大小主要取決于植筋粘結(jié)劑和混凝土、植筋粘結(jié)劑和植筋鋼筋之間接觸面上的充溢程度和浸潤(rùn)程度。二、植筋技術(shù)的應(yīng)用在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上，植筋錨固不必進(jìn)行大量的開(kāi)鑿?fù)诙?，只需在植筋部位鉆孔后，利用化學(xué)錨固劑作為鋼筋和混凝土的粘合劑，就能保證鋼筋和混凝土的良好粘結(jié)。從而減輕對(duì)原有結(jié)構(gòu)件的損傷，削減了加固改造工程的工作植筋膠對(duì)鋼筋的錨固作用不是靠錨筋和基材的脹壓摩擦產(chǎn)生的拉力來(lái)承受鋼筋的受拉荷載，而是利用其自身粘接材料的錨固力，使錨桿和基材有效地錨固在一起，產(chǎn)生了粘接強(qiáng)度和機(jī)械咬合力。當(dāng)植筋達(dá)到確定錨固深度后，植入的鋼筋就具有很強(qiáng)的抗拔力，并基本沒(méi)有滑移，從而保證了許久的錨固強(qiáng)度。因而被廣泛的推廣應(yīng)用。例如鞍山大德會(huì)館，在地上1.45m標(biāo)高處的梁板，應(yīng)業(yè)主要求將原洞口封閉改做它用，就是應(yīng)用了植筋技術(shù)，整澆成了新的梁板樓蓋。1、植筋埋深的確定混凝土和結(jié)構(gòu)膠之間的粘接強(qiáng)度可以通過(guò)以下公式計(jì)算：式中：τ結(jié)構(gòu)膠和混凝土之間的平均粘接強(qiáng)度。粘接破壞時(shí)最大荷載值。D鉆孔直徑。Lq植筋的埋置深度。當(dāng)埋置深度較小時(shí)，植筋發(fā)生混凝土錐形破壞，承載力較低，不但不能發(fā)揮鋼筋的作用，而且呈脆性破壞。當(dāng)埋置深度較大時(shí)，鋼筋發(fā)生斷裂破壞，鋼筋植入部分沒(méi)有發(fā)生絲毫滑移，強(qiáng)度未充分發(fā)揮，造成材料奢侈。只有埋植達(dá)到適當(dāng)?shù)纳疃葧r(shí)，植筋破壞始于鋼筋屈服，有明顯的預(yù)兆，符合工程須要。在建筑工程中通常接受15d。2、施工程序現(xiàn)場(chǎng)鑿除清理→成孔→清孔→鋼筋表面處理→配膠→注膠植筋→固化養(yǎng)護(hù)→支?！鷿不炷痢B(yǎng)護(hù)。3、施工要點(diǎn)（1）成孔機(jī)械可運(yùn)用空芯鉆或電錘鉆，鉆孔前應(yīng)檢查構(gòu)件混凝土強(qiáng)度，并按設(shè)計(jì)要求確定鉆空位置、深度、孔徑。如遇原有鋼筋密集，使間隙不足時(shí)，經(jīng)結(jié)構(gòu)工程師許可后變更孔位，以保證充分發(fā)揮被錨固鋼筋的作用。鋼筋埋置深度不應(yīng)小于15d，孔徑應(yīng)大于鋼筋直徑4～6mm，外側(cè)孔壁和鋼筋混凝土構(gòu)件邊緣間的寬度（最小孔壁厚度）應(yīng)不小于5cm。成孔后的孔壁必需完整無(wú)損，無(wú)裂縫、蜂窩、空洞。（2）清孔。成孔后要立刻進(jìn)行清理，運(yùn)用剛刷清除孔壁的灰粉，孔內(nèi)要盡可能的干燥。成孔后若不能剛好植筋，必需臨時(shí)封堵孔口，防止塵土、砂粒及水侵入。（3）鋼筋表面處理。接受機(jī)械方法或鋼絲刷除去鋼筋植入部分表面鐵銹和氧化層，然后運(yùn)用丙酮除去殘留的油污或汗?jié)n。已經(jīng)處理過(guò)的鋼筋應(yīng)盡快植入孔內(nèi)，避開(kāi)再次生銹。（4）配膠。宜接受JGN.AC建筑結(jié)構(gòu)黏合劑，此為雙組份膠，甲組白色膠和乙組黑色膠的質(zhì)量比為4?U1。分別精確計(jì)量后攪拌勻整，拌好的膠呈勻整的灰色。黏合劑失去流淌性和粘接性時(shí)不行運(yùn)用，故攪拌量要進(jìn)行限制。嚴(yán)禁運(yùn)用任何溶劑對(duì)黏合劑進(jìn)行稀釋。可操作時(shí)間為30～50min，施工溫度為5～30℃.（5）注膠、植筋。將調(diào)配好的黏合劑盡快注入孔中，注膠量為孔深的1/2～1/3。鋼筋插入孔中至底，上下提動(dòng)旋轉(zhuǎn)數(shù)下，解除氣泡，以保證膠層飽滿。水平孔的灌注膠，應(yīng)運(yùn)用適當(dāng)?shù)墓ぞ邔⒛z送入孔的最深處，由里到外慢慢排出空氣，將鋼筋插入。鋼筋埋好后定位，并運(yùn)用硬性水泥砂漿剛好封堵孔口，以防黏合劑溢出影響飽滿度。（6）養(yǎng)護(hù)固化。已經(jīng)植入的鋼筋應(yīng)在常溫下養(yǎng)護(hù)，不得擾動(dòng)。24h后可進(jìn)行下一步施工作業(yè)。一般狀況下溫度在20℃時(shí)，黏合劑在3～5d后可完全固化，現(xiàn)場(chǎng)抽樣檢驗(yàn)應(yīng)在5d后進(jìn)行。三、質(zhì)量限制措施1、在植筋施工前，要對(duì)所用鋼筋及植筋膠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拉拔試驗(yàn)，以確定鋼筋及植筋膠是否符合設(shè)計(jì)要求。方法是：制作和要植筋部位混凝土構(gòu)件相同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土試件，按植筋步驟，植入3組鋼筋，待植筋膠完全固化后，進(jìn)行拉拔試驗(yàn)。試驗(yàn)用專用的鋼筋測(cè)力計(jì)，當(dāng)加力達(dá)到Ⅱ級(jí)鋼筋屈服強(qiáng)度（450N/mm2）時(shí)，出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象，繼而拉斷。測(cè)試時(shí)測(cè)力計(jì)施加于卡具的力應(yīng)符合FC≥FYK（FC：測(cè)力計(jì)施加的力，N/mm2；FYK：鋼筋的屈服強(qiáng)度，N/mm2）試驗(yàn)證明：植筋用的植筋膠強(qiáng)度大于鋼筋的屈服強(qiáng)度，植筋的破壞是鋼筋的屈服破壞，不是膠的粘結(jié)破壞，這表明鋼筋和植筋膠都是合格的。植筋后進(jìn)行非破損性拉拔試驗(yàn)，用來(lái)檢測(cè)工作狀態(tài)下的植筋質(zhì)量，檢測(cè)的數(shù)量是植筋總數(shù)的10%。檢測(cè)中，測(cè)力計(jì)施加的力要小于鋼筋的屈服強(qiáng)度、大于由設(shè)計(jì)部門(mén)供應(yīng)的植筋設(shè)計(jì)錨固力值。公式為：FM<FC<FYK（FC：測(cè)力計(jì)施加的力，N/mm2；FYK：鋼筋的屈服強(qiáng)度，N/mm2；FM：植筋設(shè)計(jì)錨固力，N/mm2）。檢測(cè)試驗(yàn)合格后就可進(jìn)行下道工序。2、植筋后，一般不允許在所植鋼筋上焊接，如的確須要焊接時(shí)，焊點(diǎn)距離基材混凝土表面應(yīng)大于15d，且應(yīng)接受冰水浸漬的毛巾包袱植筋外露部分的根部。承臺(tái)圍堰必需堅(jiān)實(shí)，確保在植筋期間不能有水流入承臺(tái)范圍，承臺(tái)要保持干燥。假如不能保障承臺(tái)干燥，那此方案不行行。留意天氣變更，植筋施工起從前要查看天氣預(yù)報(bào)，要確保在植筋施工期間天氣狀況良好，不要在陰雨天氣施工。鋼筋必需按要求除銹，鋼筋表面不能有油漬等雜物。植筋所用的錨固膠必需是合格產(chǎn)品，各項(xiàng)性能指標(biāo)要符合規(guī)范要求。為了保證植筋質(zhì)量，必需避開(kāi)第四條中提到的影響植筋質(zhì)量缺陷的各個(gè)因素發(fā)生，我們要從工、料、機(jī)、工藝、環(huán)境以及方法等幾個(gè)方面綜合考慮，要做到萬(wàn)無(wú)一失。植筋施工用電要依據(jù)項(xiàng)目的用電規(guī)程操作，避開(kāi)違章。植筋所用的設(shè)備及機(jī)具必需按找該設(shè)備或機(jī)具的操作規(guī)程操作，不允許違章操作。植筋所用的材料不能到處亂扔污染環(huán)境。四、結(jié)束語(yǔ)綜上所述，由于植筋技術(shù)具有諸多優(yōu)越性，可以預(yù)見(jiàn)，植筋技術(shù)在將來(lái)建筑結(jié)構(gòu)加固改造業(yè)以及混凝土的補(bǔ)強(qiáng)工程中將會(huì)有一個(gè)奇妙的前景，隨著植筋技術(shù)的應(yīng)用普及和植筋技術(shù)的深化探討，其理論將進(jìn)一步成熟，并且其設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收將有據(jù)可依，植筋技術(shù)應(yīng)用也將進(jìn)一步規(guī)范化和理論化。參考文獻(xiàn)[1]閻鋒.張惠英.在鋼筋混凝土基材上植筋的拉拔試驗(yàn)探討[J].建筑技術(shù)，2003，34[2]何勇.徐遠(yuǎn)杰等.混凝土