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植筋锚固技术在建筑工程中的应用

2018-6-20 12:03:57      点击:
随着新技术新材料的不断产生,植筋技术在工程施工当中逐步推广,运用越来越普遍。由于植筋技术免去了预埋插筋的种种麻烦,操作过程中不仅具有施工简便灵活、操作面小、工作效率高,而且适应性强、锚固后结构的整体性能良好、造价低廉等优点,在工程施工中被广泛采用。本文主要对植筋技术的工作原理、施工工艺、植筋质量的影响因素进行分析。

  关键词:植筋;拉结筋;技术;结构胶
  1、引言
  随着新技术新材料的不断产生,植筋(bonded rebars)技术在工程施工当中逐步推广,运用越来越普遍。由于植筋技术免去了预埋插筋的种种麻烦,操作过程中不仅具有施工简便灵活、操作面小、工作效率高,而且适应性强、锚固后结构的整体性能良好、造价低廉等优点,所以在工程施工中被广泛采用。植筋技术主要运用在老房子加固、局部补强、两种结构的连接等。本文主要探讨某钢筋混凝土框架结构中填充墙与原混凝土结构的连结。该工程为五层框架结构,局部为三层,填充墙为加气混凝土砌块墙,墙体拉结筋和构造柱采用植筋技术进行施工。
  2、植筋技术工作机理
  植筋技术是一种后锚固技术,也是一种新型的钢筋混凝土结构加固技术,是在原有结构、构件上采用机械钻出施工需要的孔径和孔深的空洞,然后填满专用的植筋胶,利用粘接材料自身的锚固力,使钢筋与基材有效地锚固在一起,其产生的粘接强度与机械咬合力来承受受拉荷载,当植筋达到一定的锚固深度后,植入的钢筋就具有很强的抗拉拔力,从而保证了锚固强度。
  植筋新技术也称为钢筋锚固技术,是运用高强度的化学粘合剂,使钢筋与混泥土结构产生较大的握固力,从而达到预埋效果,免除了前期进行钢筋预埋留设的麻烦,保证了预留钢筋位置的准确性。锚固后所承担的荷载完全能够达到钢筋或螺栓的极限荷载。《混凝土结构加固设计规范》中规定植筋技术适用于混凝土强度等级不低于C20。由于是通过化学粘合固定,不但对基材不会产生膨胀破坏,而且更适合边距、间距较小的工程部位。施工简便迅速、灵活安全并符合环保要求,造价低廉,施工周期短,效率高,因此被广泛采用于工程施工中。
  在钢筋混凝土框架结构填充墙砌筑过程中,为了满足规范设计要求,在填充墙中要按照规范要求设置拉结筋和构造柱与原有框架结构连结,在实际施工过程中,如若采用预埋钢筋的方法,往往很难施工,而且预留位置难以保证其准确性,因此通常采用在原有结构上钻眼后植筋的方法设置墙体拉结筋和构造柱钢筋。
  3、植筋施工工艺
  3.1材料
  钢筋:应优先选用HRB335热轧带肋钢筋,钢筋的质量应符合现行国家标准的规定。
  锚固基材:植筋承载力大小与混凝土强度有很大关系,用于结构加固的混凝土强度应比原结构、构件提高一个等级,且不得低于C20。
  胶粘剂:植筋主要依靠植筋胶充当介质,利用钢筋和植筋胶以及混凝土和植筋胶之间的良好粘结性能,间接地将钢筋锚固在混凝土结构中。
  3.2、植筋埋深的确定
  当埋置深度较小时,植筋发生混凝土锥形破坏,承载力较低,不但不能发挥钢筋的作用,而且呈脆性破坏。当埋置深度较大时,钢筋发生断裂破坏,钢筋植入部分没有发生丝毫滑移,强度未充分发挥,造成材料浪费。只有埋置达到适当的深度时,植筋破坏始于钢筋屈服,有明显的预兆,符合工程需要,在建筑工程中植筋埋置深度通常采用15d。
  3.3、施工程序
  现场凿除清理→成孔→清孔→钢筋表面处理→配胶→注胶植筋→固化养护→支模→浇混凝土养护。
  3.3.1清孔
  成孔后要立即清理,使用钢刷清除孔壁的灰粉,孔内要尽可能的干燥。成孔扣若不能及时植筋,必须临时封堵孔口,防止尘土、砂粒及水侵入。
  3.3.2钢筋表面处理
  采用机械方法或钢丝刷除去钢筋植入部分表面铁锈和氧化层,然后使用丙酮除去残留的油污或汗渍。已经处理过的钢筋应尽快植入孔内,避免再次生锈。
  3.3.3配胶
  宜采用JGN.AC建筑结构粘合剂,此为双组份胶,甲组白色胶与乙组黑色胶的质量比为4:1。分别准确计量后搅拌均匀,拌好的胶呈均匀的灰色。粘合剂失去流动性和粘接性时不可使用,帮搅拌量要进行控制。严禁使用任何溶剂对粘合剂进行稀释。可操作时间为30~50min,施工温度为5~30℃。
  3.3.4注胶、植筋。将调配好的粘合剂尽快注入孔中,注胶量为孔深的1/2~1/3。钢筋插入孔中至底,上下提动旋转数下,排除气泡,以保证胶层饱满。水平孔的灌注胶,应使用适当的工具将胶送入孔的最深处,由里到外逐渐排出空气,将钢筋插入。钢筋埋好后定位,并使用硬性水泥砂浆及时封堵孔口,以防粘合剂溢出影响饱满度。
  3.3.5养护固化
  已经植入的钢筋应在常温下养护,不得扰动。24h后可进行下一步施工作业。一般情况下温度在20℃,粘合剂在3~5d后可完全固化,现场抽样检验应在5d后进行。
  4、植筋质量的影响因素。
  影响植筋质量的因素主要包括:钢筋原材质量、混凝土基材强度、植筋胶的质量、埋孔深度、埋孔是否清理干净、施工温度等。
  4.1钢筋原材料的质量。钢筋原材的质量从根本上决定了植筋是否满足拉拔强度要求,如果钢筋原材不符合国家规范标准,植筋质量很难保证,因此必须保证钢筋的强度符合现行国家标准《普通碳素结构钢技术条件》的规定,而且必须对钢筋进行复试,对不符合标准的钢筋严禁使用。
  4.2混凝土基材强度。《混凝土结构加固设计规范》中规定植筋技术适用于混凝土强度等级不低于C20。如果基材混凝土基材强度过低,不宜采取植筋的方法进行施工。
  4.3植筋胶的质量。植筋胶存放时间过长或者调和比例不均匀都会对植筋的粘接强度产生不利影响。因此进场的植筋胶原料必须有出厂合格证,而且不能长期积压,避免植筋胶过期仍然使用的现象;在调配植筋胶的过程中要严格按照比例进行均匀调制,同时植筋胶必须充满植筋孔。
  4.4埋孔的深度。一般埋孔深度为钢筋直径的15倍。切不可埋孔过浅或者过深,埋孔过浅,拉拔强度不能满足规范设计要求;埋孔过深造成材料的浪费。在钻孔时要严格按照要求进行施工,埋孔一般要比钢筋直径大2~6mm,埋孔过大也会影响植筋质量。


  4.5埋孔是否清理干净。孔内清理不干净或孔内潮湿均会导致植筋胶与混凝土不能够很好的粘结,对粘结质量产生不利影响,使其无法达到设计的粘结强度,影响锚固质量。清孔时应先用气筒吹尽孔内浮灰,再用毛刷刷尽孔壁上附着灰尘,反复多次,直到把埋孔清干净。禁止埋孔未清理干净就进行注胶。
  4.6施工温度。植筋时的施工温度直接影响粘结剂的固化时间。一般情况下,植筋所用粘结剂的固化时间随温度的升高而缩短;植筋的温度直接影响粘结剂的固化时间和力学性能的发挥,因此应根据植筋胶养护要求保证合适的环境温度、湿度,以最大的发挥植筋胶的效力。
  5、植筋技术的检验
  植筋施工完成后对植筋质量的检查采用拉拨仪进行检验,将拉拨千斤套在被检钢筋上,然后采用锚具固定斤,将拉拨仪与千斤连接好后开始加压,依靠混凝土提供的反力为被锚钢筋提供一个向外的拉拨力,用来检测被锚钢筋;
  检测可分为破坏性检测和非破损检测,破坏性检测是将被锚钢筋完全拉断或将被锚固混凝土拉碎或拉出,但这种检测构件被破坏后无法进行修复故一般采用非破损检测,非破损检测一般是将被锚拉筋拉至一定数值,然后持荷2min,如无异常即可卸压,该根钢筋锚固合格。
  检验数量及拉拨值的规定:拉拨试验同规格的钢筋三根为一组,代表批量为100根,检验拉拨值一般应由设计单位给出,在《混凝土结构后锚固技术规程》(JGJ145-2004)中规定钢材屈服强度的90%做为拉拨试验的检测拉拨值。如果设计单位有特别要求或标注应按设计文件要求强度进行拉拨试验。
  6、植筋技术的优点
  6.1施工的灵活性:可以根据需要和受力特征在原钢筋混凝土的任何部位进行植筋。
  6.2植筋的可靠性优于预埋钢筋:比如在框架结构中砌块墙与混凝土结构之间的拉结筋需要埋设在砌块墙砖缝中,如果提前在混凝土结构中预埋钢筋难以保证位置的准确,所以通常采取后植筋的方法。而且具有灵活性,其使用功能与预留插筋基本相同。
  6.3承载力大:按设计计算和规范要求施工的植筋完全能满足受力要求。
  6.4工艺简单,施工周期短,短时间内即可以使用,进行下一道工序。
  6.5施工成本低:框架柱与砌块填充墙之间的拉结筋常采用这种方法进行后植筋,比别的方法造价较低,施工简便。