陳榮根,馬朝強
浙江 紹興 312000
植筋技術是在需連接的舊混凝土構件上根據結構的受力特點,確定鋼筋的規格、數量、位置,在舊構件上經過鉆孔、清孔,之后注入植筋粘結劑,再將鋼筋插入孔中,使之固定。由于粘結劑固化后形成對鋼筋的握裹,從而實現了對鋼筋的錨固,滿足了加建結構在使用功能上的新要求。
植筋技術加固的主要原理是:先用植筋膠使鋼筋與混凝土粘結在一起,植筋膠對鋼筋有錨固力,從而使錨桿與基材產生的粘接強度和機械咬合力承擔受拉載荷;當植筋達到一定的錨固深度,并且植入的鋼筋具有很強的抗拉力時,澆注新混凝土,使新舊鋼筋混凝土達到有效連接,從而共同作用、整體受力。
作為一種新型的加固技術,植筋技術具有工作面小、工作效率高、適應性強、適用范圍廣、錨固結構的整體性能良好、價格低廉等優點。此外,植筋技術不僅減少了加固改造工程的工程量,還減輕了對原有結構構件的損傷。這是因為連接新、舊構件時,只需在植筋部位鉆孔,再利用化學錨固劑作為鋼筋與混凝土的粘合劑,就能使鋼筋與混凝土達到良好粘接,而不必再進行大量的開鑿挖洞。如今,植筋技術已被廣泛應用于建筑結構加固及混凝土的補強工程中。
1)清理出工作面、放線定位。植筋施工的工作面要求質地堅硬、強度高,在結構專業放線的基礎上放出初始鉆孔位置線;
2)標記原結構鋼筋位置。通常要先確定原鋼筋的位置,在初始放線基礎上探出梁板、原墻、柱的鋼筋,以便根據鉆孔部位鋼筋的密集程度以及鋼筋位置采取不同的施工措施。第一,鉆孔部位鋼筋過密,無法按照設計要求位置鉆孔時,可在其附近鉆一附加孔洞植入鋼筋,原鋼筋仍按正確位置放置;第二,如果鉆孔偏移距離≤35mm,則可在其間焊接長為5d的適當規格的聯系筋,焊接采用雙面焊,每隔600mm焊一個聯系筋,使其受力轉移;第三,當偏移距離>35mm時,則可采用聯系筋將其聯系在一起并且轉移受力,采用雙面焊,每間隔800mm設一道;
3)放出鉆孔位置十字交叉線、填寫鉆孔孔位預檢表、驗收;
4)固定水鉆并鉆孔;
5)清孔并保護好孔洞。清孔時先用棉絲清除孔內積水及渣土,再用壓縮空氣或專用吹風機吹凈。孔洞清理干凈后應注意保護,為了防止水分、灰塵等雜物的進入,保持孔內的干燥清潔,應用棉絲堵住孔口;
6)植筋前清洗打磨鋼筋。植筋前必須清理鋼筋表面,以確保能有效粘結。如果鋼筋沒有嚴重銹蝕,應用角向磨光機或鋼絲刷將埋植部分的雜物、浮銹清刷干凈。此外,粘有油污的鋼筋,應用丙酮進行清洗;
7)隱檢。填寫隱檢表,報請驗收,檢查合格證及批號,經核準驗收后方可進行作業;
8)調膠、注膠、插筋。植筋時所使用的結構膠對金屬及非金屬均具有很高的粘結強度,它以分子原料為主體,是一種雙組合高強粘結劑。拌膠前先用計量工具,按結構膠所需用量提取A料和B料,其重量比宜為100∶0.5~100∶2.0,然后攪拌均勻,最后將占孔體積80%以上的量的結構膠送入孔內。
應通過現場抗拉拔試驗來確定植筋的實際抗拉拔性能,以確保所植鋼筋滿足受力要求。因為植筋工程一旦出現質量問題,輕則耽誤工期,重則要對整個加固工程重新返工,甚至還要調整加固改造方案。因此,在植筋施工中,施工質量是至關重要的。植筋是混凝土澆注硬化后再植入鋼筋的一種技術,一般來說,鋼筋承受的所有荷載都要通過膠粘劑的連接傳遞給原有結構,所以粘結質量的好壞決定了加固改造工程的成敗。國家《混凝土結構后錨固技術規程》(JGJ 145-2004)對植筋的施工質量提出了具體要求。
1)鋼筋表面處理措施不當。建筑施工中鋼筋分為圓鋼筋和螺紋鋼筋兩大類,但是直徑8mm的圓鋼比1毫米以上的螺紋筋檢驗值要小得多,主要原因在于同樣直徑的圓鋼與膠體接觸面積較螺紋鋼小,且沒有螺紋鋼表面凸出的橫肋對混凝土的擠壓產生的機械咬合力。因此,圓鋼施工可靠性不如螺紋鋼,且容易發生鋼筋被整體拔出,但膠體未出現破壞的現象。螺紋鋼的表面除油除銹除塵不徹底,圓鋼的表面有刻痕都屬于鋼筋表面處理不當;
2)清孔措施不當。清孔是植筋工藝中的關鍵工序,檢測發現,30%的非達標破壞是因為清孔措施不當。清孔不徹底表現為:當膠粘劑和鋼筋作為一個整體從混凝土里拔出時,膠層表面有明顯的灰渣或泥漿。清孔時先要反復用硬毛刷刷孔壁,再用干凈無油的壓縮空氣吹出灰塵,如果孔壁上有油污,應用干凈棉布沾少量丙酮或酒精擦干凈;
3)膠粘劑配合比例不準確。統計資料表明,有6%的破壞是因為配比誤差較大。施工中,熟練工人往往沒有準確稱量膠粘劑,而是憑經驗配合。一旦誤差超出允許范圍,就會出現達到了固化時間而膠體不能固化的現象。與正常膠體相比,沒有固化的膠體較軟且顏色上存在差別;
4)注膠不飽滿。注膠不飽滿導致的粘結力不夠是產生非達標破壞的主要原因之一。在具體施工過程中,注膠不飽滿往往是以下原因造成的:第一,施工方偷工減料或施工器具不能保證從孔底開始注膠;第二,在水平或豎直往上植筋時未采取防護措施或者混凝土內部存在較大孔洞導致膠液流失,出現嚴重漏膠的情況。鋼筋和混凝土是依靠膠體連接的,膠體與混凝土及鋼筋接觸面積的大小直接關系到植筋錨固力的大小,因此,注膠不飽滿常表現為膠體跟鋼筋整體被拔出,且膠體薄厚不均勻。
植筋技術的應用研究,解決了工程結構由于使用功能變化、結構老化等原因而需結構加固的問題,還解決了由于設計缺陷、裝潢、施工遺漏等原因造成的結構加固問題。總而言之,植筋作為改造加固的常用工藝,其施工質量是穩定可靠的,通過加強施工現場的監督、管理,并通過權威檢測機構的檢測認定,完全可以滿足施工對質量的要求。
[1]張林,李瑩,曾兆青.建筑工程中植筋技術應用研究,2006.
[2]郭俊雄.淺談植筋技術加固原理及施工質量的控制,2009.
[3]彭文波,彭勃,單遠銘.植筋施工質量的統計分析,2006.
[4]張志強.植筋錨固技術,2001.