植筋技術(shù)規(guī)范

PAGEPAGE4一、植筋技術(shù)規(guī)范一、引言近年來，植筋技術(shù)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程中廣泛應(yīng)用，但在工程實踐中卻普遍存在不統(tǒng)一的做法和不規(guī)范的行為。植筋工程的施工質(zhì)量直接影響到整個工程的質(zhì)量，當(dāng)引起工程人員的重視，特別是某些植筋工程與生命線工程發(fā)生直接聯(lián)系，如果植筋過程處理不當(dāng)，可能為工程留下影響結(jié)構(gòu)安全的隱患。本文意在通過整理植筋技術(shù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定，來糾正植筋工程管理中的不規(guī)范行為！某商住樓工程根據(jù)政府規(guī)劃部門的意見，將原設(shè)計面向小區(qū)外側(cè)的入口門廳拆除，將該工程的入口門廳重新調(diào)整到面向小區(qū)中庭一側(cè)，根據(jù)工程實際現(xiàn)狀，需要植筋新增11根框架柱；并對原有框架柱中的4根相關(guān)剪力墻進(jìn)行植筋加固；在采光井處新增一塊長跨6.9m、短跨4.5m的屋面板，屋面板采用與該工程現(xiàn)澆樓板配筋一樣的冷軋扭鋼筋，分別有一條短邊和兩條長邊需要植筋；新增的框架梁中部分鋼筋也需植筋。該植筋工程施工方案中部分文字內(nèi)容如下：1、植筋工程的方案編制、施工作業(yè)、檢測驗收均以《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》CECS25︰90為標(biāo)準(zhǔn)。2、植筋規(guī)格、數(shù)量、鉆孔深度如下：植筋規(guī)格（mm）φ8φ18φ22φ25植筋數(shù)量（根）36611648106鉆孔深度（mm）1202703303753、挑梁上部鋼筋膠粘劑采用喜利得結(jié)構(gòu)膠，其他部位鋼筋膠粘劑采用國產(chǎn)A級膠。鋼筋植入后7日內(nèi)嚴(yán)禁受到觸動和干擾，并按結(jié)構(gòu)膠說明書要求加強保養(yǎng)和圍護(hù)。4、鋼筋植入固化10日后，委托具備相應(yīng)資質(zhì)的檢測單位，在監(jiān)理見證下隨機抽樣進(jìn)行現(xiàn)場抗拔抽檢，每種規(guī)格鋼筋現(xiàn)場抗拔數(shù)量不得少于壹組，經(jīng)檢測合格后，才能進(jìn)行鋼筋連接和安裝綁扎等后序工作。5、現(xiàn)場檢測抗拔力，當(dāng)鋼筋為Ⅲ級螺紋鋼時抗拔力要求必須≥360MPa；當(dāng)鋼筋為Ⅱ級螺紋鋼時抗拔力要求必須≥300MPa；當(dāng)鋼筋為Ⅰ級鋼時抗拔力要求必須≥210MPa。二、植筋技術(shù)相關(guān)規(guī)范及規(guī)定該工程方案編制、植筋施工、檢測驗收均以《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》CECS25︰90為標(biāo)準(zhǔn)，其實該標(biāo)準(zhǔn)對于“植筋技術(shù)”并無非常具體的規(guī)定，這個古老的規(guī)范已經(jīng)被《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB50367－2006（以下簡稱GB50367－2006）所替代，GB50367－2006第12章“植筋技術(shù)”對植筋提出了更具體的要求。與植筋驗收關(guān)系更大的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》JGJ145-2004（以下簡稱JGJ145-2004），同時不同地區(qū)還有地方標(biāo)準(zhǔn)，比如重慶市地方標(biāo)準(zhǔn)《混凝土無機錨固材料植筋施工及驗收規(guī)程》DBJ/T50-032-2004（以下簡稱DBJ/T50-032-2004）。JGJ145-2004第2.1.5條的術(shù)語：化學(xué)植筋—以化學(xué)粘結(jié)劑（錨固膠），將帶肋鋼筋及長螺桿等膠結(jié)固定于混凝土基材錨孔中的一種后錨固生根鋼筋；GB50367－2006第2.1.10條的術(shù)語：植筋—以專用的結(jié)構(gòu)膠粘劑將帶肋鋼筋或全螺紋螺桿錨固于基材混凝土中。這兩個關(guān)于什么叫“植筋”的術(shù)語中限定了植筋所用鋼筋的種類：帶肋鋼筋或全螺紋螺桿。帶肋鋼筋的橫肋能夠使植筋膠體在錨固段形成與鋼筋橫肋相咬合的肋體，這些肋體是保證所植鋼筋長期錨固性能的機械牙鍵，牙鍵太淺不能形成與鋼筋橫肋的有效咬合，牙鍵太深則不能抵抗與鋼筋橫肋咬合作用的剪切，GB50367－2006第12.1.4條規(guī)定帶肋鋼筋的相對肋面積應(yīng)滿足0.055≤Ar≤0.08,就是為了控制牙鍵的深淺。冷軋扭鋼筋的外形不但不能形成機械牙鍵，還會使膠體局部過厚導(dǎo)致較大收縮影響錨固效果，而且還使錨固段膠體厚薄相差較大，膠體越厚在鋼筋受力后的剪切作用下剪切變形就越大，剪切應(yīng)力相應(yīng)變小，而膠體較薄的位置剪切應(yīng)力相應(yīng)增大，從而導(dǎo)致鋼筋與膠體之間的粘結(jié)剪切應(yīng)力不均勻而影響植筋效果。所以該工程屋面板設(shè)計植筋用冷軋扭鋼筋是不恰當(dāng)?shù)模≈步畈荒苁褂美滠埮や摻?，能使用光圓鋼筋嗎？筆者曾經(jīng)在某工程中看到用直徑8mm的Ⅰ級鋼筋運用于剪力墻豎向分布鋼筋植筋錨固的實例。對于Ⅰ級鋼能否用于“植筋”，目前業(yè)界爭議較大。JGJ145-2004和GB50367－2006規(guī)定不使用光圓鋼筋，原因在于光圓鋼筋不能形成機械牙鍵，所植鋼筋長期錨固性能不能得到保障。DBJ/T50-032-2004第3.0.1條規(guī)定：混凝土植筋技術(shù)不適用于各種輕質(zhì)混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)以及采用圓鋼作為植入鋼筋的承重結(jié)構(gòu)，對非承重結(jié)構(gòu)的拉接構(gòu)造的植筋施工可參照本規(guī)程執(zhí)行。根據(jù)這個規(guī)定區(qū)分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性，框架結(jié)構(gòu)填充墻拉結(jié)筋如果設(shè)計光圓鋼筋采用植筋方式施工應(yīng)該允許，而運用Ⅰ級鋼筋剪力墻豎向分布筋植筋錨固則不太恰當(dāng)。應(yīng)該注意的是，地方標(biāo)準(zhǔn)西南05G701系列圖集中的填充墻拉結(jié)筋推薦了三種做法，第一種是預(yù)留拉結(jié)筋法，第二種是預(yù)埋鐵件法，最后一種是才是植筋法。然而在其后頒發(fā)的國家標(biāo)準(zhǔn)06SG614圖集中卻限定使用預(yù)留拉結(jié)筋和預(yù)埋鐵件兩種方法，并不主張采用植筋方式施工填充墻拉結(jié)筋。三、植筋錨固深度與鉆孔深度植筋施工鉆孔成型后，應(yīng)報監(jiān)理檢查驗收鉆孔直徑和鉆孔深度，我曾經(jīng)看到監(jiān)理人員在驗孔時要求的鉆孔深度正好是設(shè)計的植筋深度，本文列舉方案中的鉆孔深度正好是鋼筋直徑的15倍，而該工程的設(shè)計植筋深度也是鋼筋直徑的15倍,這反應(yīng)出一個現(xiàn)狀:植筋深度被認(rèn)為就是鉆孔深度。有一定現(xiàn)場經(jīng)驗的技術(shù)人員一定知道，鋼筋切斷加工很難保證其端面平整，不能使具有360°完整圓周鋼筋面與孔底側(cè)面對齊；植筋鉆孔作業(yè)會對孔位周邊表皮混凝土造成輕微損傷，不能保證孔口對膠體形成有效基體。基于這兩個原因，如果用端面不夠平整的鋼筋植入15倍鋼筋直徑的混凝土孔內(nèi)，肯定不能保證所植鋼筋的有效錨固長度達(dá)到15倍鋼筋直徑。歐美植筋的鉆孔深度一般要求比設(shè)計植筋深度大2～3倍鋼筋植筋，DBJ/T50-032-2004第6.0.4條規(guī)定的鉆孔深度為設(shè)計植筋深度+（10～15）mm其實是一個深度較淺的要求。國內(nèi)早期普遍按照鋼筋直徑15倍要求植筋深度，筆者在2003年以前的植筋工程管理中就是按照設(shè)計要求的15倍鋼筋直徑實施，其中包括一些懸挑構(gòu)件、大跨度主梁的植筋。調(diào)查我國植筋技術(shù)發(fā)展歷史分析，這個15d來自于國外進(jìn)口植筋用結(jié)構(gòu)膠使用說明書上的要求，但被忽略的是這個要求是構(gòu)造性鋼筋的植筋荷載最小值”為多少，而應(yīng)該規(guī)定“檢驗荷載”為多少。為什么呢？DBJ/T50-032-2004附錄C第1.2條規(guī)定：植筋錨固承載力現(xiàn)場驗收檢測應(yīng)為非破損檢驗，檢測所植鋼筋在正常使用狀態(tài)下的錨固性能，其抗拔承載力應(yīng)達(dá)到檢驗荷載要求。這條規(guī)定有兩個地方值得注意，那就是使抗拔承載力“達(dá)到”檢驗荷載，在不“破損”所植鋼筋的條件下,檢測所植鋼筋在正常使用狀態(tài)下的錨固性能，如果讓抗拔承載力“超過”檢驗荷載怎么能保證所植鋼筋不被“破損”?這樣一來，有的工程人員認(rèn)為應(yīng)該“抗拔力=鋼筋設(shè)計強度×鋼筋斷面積×1.2”才是正確的。然而“抗拔力=鋼筋設(shè)計強度×鋼筋斷面積×1.2”是否恰當(dāng)呢？《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002第11.2.3條規(guī)定一、二級抗震等級結(jié)構(gòu)鋼筋的屈服強度實測值與強度標(biāo)準(zhǔn)值的比值不應(yīng)大于1.3。如果Ⅲ級螺紋鋼的屈服強度實測值為430MPa，未超過強度標(biāo)準(zhǔn)值的1.3倍，應(yīng)該可以用于一、二級抗震等級結(jié)構(gòu)，如果所植鋼筋抗拔應(yīng)力拉到設(shè)計強度360MPa的1.2陪即432MPa，使“抗拔力=432MPa×鋼筋斷面積”，鋼筋就可能屈服卻又不被拉斷，也就是說鋼筋已經(jīng)被破壞了，并未達(dá)到“非破損檢驗”目的，這也是DBJ/T50-032-2004不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤?。JGJ145-2004附錄A第4.3條規(guī)定非破損檢驗，荷載檢驗值應(yīng)取0.9Asfyk及0.8Rk,cN計算之較小值。Rk,cN為非鋼材破壞承載力標(biāo)準(zhǔn)值，它反映了“非破損檢驗”還應(yīng)保證不破壞混凝土基體。筆者認(rèn)為JGJ145-2004“非破損檢驗”方式的檢驗荷載規(guī)定，其先進(jìn)合理性高于GB50367－2006“非破損檢驗”方式的檢驗荷載規(guī)定。七、結(jié)語牽涉到植筋技術(shù)的現(xiàn)行國家規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方規(guī)程對植筋技術(shù)的要求不盡統(tǒng)一，導(dǎo)致了個別工程人員對植筋技術(shù)的認(rèn)識和掌握不夠全面，使他們在實際工作中容易造成非故意的錯誤，同時為那些被利益驅(qū)使的工程人員斷章取義地蒙騙相關(guān)工程人員提供了機會，本文通過整理現(xiàn)行國家規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方規(guī)程有關(guān)植筋技術(shù)的部分規(guī)定，分析某實際植筋工程施工方案中不夠全面或不夠恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)要求，以望達(dá)到糾正植筋工程管理中非規(guī)范行為之目的。二、植筋工藝及錨固長度植筋是一種不得已而采用的施工工藝，如由于建筑功能變化、設(shè)計變更、結(jié)構(gòu)加固改造等情況下使用的一種工藝，它不是應(yīng)該提倡的主流技術(shù)，因為它的錨固強度依靠錨固膠而不是鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力，并且錨固膠代價不菲，雖然植筋長度比鋼筋錨固長度短但造價卻比正常的鋼筋混凝土錨固要高。一些施工單位采用國內(nèi)生產(chǎn)的劣質(zhì)錨固膠根本達(dá)不到錨固強度。我經(jīng)常在施工現(xiàn)場看到植入墻內(nèi)拉結(jié)筋可以輕松用人力拉下來，根本起不到拉結(jié)的作用，形成安全隱患和抗震薄弱環(huán)節(jié)。植筋使用的粘結(jié)劑分為兩類：以水泥為主要成份，與微膨脹劑組成的普通粘結(jié)劑和以聚氨酯甲基丙烯酯等組成的高性能粘結(jié)劑。錨固膠的性能應(yīng)通過專門的試驗確定，施工時不得隨意添加摻料。“當(dāng)被植筋的混凝土結(jié)構(gòu)可提供足夠錨固長度，且受靜力作用時，可采用普通粘結(jié)劑；若被植筋的混凝土結(jié)構(gòu)受動荷載作用，或其構(gòu)造上難以增大錨固長度而又要求所植鋼筋不致發(fā)生脆性破壞時，應(yīng)選用高性能粘結(jié)劑。”如使用環(huán)氧基錨固膠，錨固膠的性能指標(biāo)應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》JGJ145-2004的規(guī)定?！痘炷两Y(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB50367－2006對植筋基本錨固長度的規(guī)定：lb=afylb—植筋錨固長度；fy—鋼筋抗拉強度設(shè)計值。系數(shù)a按下表混凝土強度鋼筋直徑（㎜）C15C20C25≥c3080.440.380.340.33100.640.550.490.46120.860.740.660.61141.10.950.850.77161.31.121.010.93181.571.361.221.11201.81.561.391.3222.11.821.631.50252.632.282.041.84323.853.342.982.7注：1、當(dāng)混凝土強度等級不低于C40時，對抗剪強度最小值不低于21N/㎜2的粘結(jié)劑，其植筋的系數(shù)a值乘以修正系數(shù)0.9。2、當(dāng)構(gòu)件中的一個截面中有30%以上的受拉鋼筋需與所植的鋼筋搭接時，其植筋的基本錨固長度lb（或lb，d）應(yīng)乘以放大系數(shù)1.4~2.0植筋最小錨固長度：受拉區(qū)錨固lb,min=max{0.6lb;10d;150mm}，受壓區(qū)錨固lb,min=max{0.3lb;7d;100mm}，植筋的施工流程：彈線定位→鉆孔→洗孔→鋼筋處理→注膠→植筋→固化養(yǎng)護(hù)→抗拔試驗→綁扎。用沖擊鉆鉆孔，鉆頭直徑應(yīng)比鋼筋直徑大4～8mm左右，鋼筋直徑為Φ25，鉆頭選用φ32的合金鉆頭。鉆孔深度按照《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB50367－2006中提供的植筋基本錨固長度。洗孔是植筋中最重要的一個環(huán)節(jié)，因為孔鉆完后內(nèi)部會有很多混凝土灰渣垃圾，直接影響植筋的質(zhì)量，所以孔洞應(yīng)清理干凈?？捎每諌簷C吹出浮沉，保證孔內(nèi)干燥無積水。清孔完成后方可注膠，灌注方式應(yīng)不妨礙孔洞中空氣排出。錨固膠要選用合格的植筋專用膠水，使鋼筋植入后