淺談植筋錨固技術在建筑工程施工中的應用

【摘 要】植筋錨固技術的應用與研究，不僅能夠解決既有工程結構由于使用功能變化、不可抗力、結構老化等原因而需結構加固的問題，而且能解決由于設計缺陷、裝潢、施工遺漏等原因造成的需結構加固的問題。本文結合工程實例，淺析植筋錨固技術在建筑工程施工中的應用。

【關鍵詞】植筋錨固；施工；應用

在民用及工業建筑中，有很多時候需要進行結構構件、機器設備等的連接，而這些構件、設備的安裝往往在主體結構施工時因為種種原因無法同時進行，因此，設計上多數情況是在設計、施工時考慮預埋板或鋼筋。使用預埋的方法存在一些缺點，實際工程中，由于建筑功能改變，承受荷載增加或者因質量事故等原因，使原結構構件承載力不足，或擴大斷面新增鋼筋等，需要在建筑本身建好以后再使用一些方法將新的結構、構件、設備連接到這些建筑主體或者建筑上來，下面對植筋錨固技術在工程中的應用作簡要論述。

一、工程概況

某工程框架結構2層，根據業主要求，在整個平面全面加建2層，加建后建筑物由3層框架及屋頂花園組成，在加層施工期間，原建筑物照常使用，以下主要介紹加層施工中柱植筋新技術。

二、錨固方法

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，確定鋼筋的數量、規格、位置，在舊構件上經過鉆孔、清孔、注入植筋粘結劑，再插入所需鋼筋，使鋼筋與混凝土通過結構膠粘結在一起，然后澆注新混凝土，從而完成新舊鋼筋混凝土的有效連接，達到共同作用、整體受力的目的。由于在鋼筋混凝土結構上植筋錨固已不必再進行大量的開鑿挖洞，而只需在植筋部位鉆孔后，利用化學錨固劑作為鋼筋與混凝土的粘合劑就能保證鋼筋與混凝土的良好粘接，從而減輕對原有結構構件的損傷，也減少了加固改造工程的工程量，又因植筋膠對鋼筋的錨固力，使錨桿與基材有效地錨固在一起，產生的粘接強度與機械咬合力來承受受拉載荷，當植筋達到一定的錨固深度后，植入的鋼筋就具有很強的抗拉力，從而保證了錨固強度。

本工程柱植筋錨固技術是采用建筑結構膠將直徑20mm的柱筋粘結在原結構柱上的一種化學錨固技術，其方法是鉆孔、注膠、錨固。結構膠使用之前，應在試驗室進行性能檢測，在施工現場做埋筋抗拔力實驗。

三、施工工藝

1．設計參數。柱植筋的設計參數見下表：

2．工藝流程。施工準備→定位放線→鉆孔→清孔→質檢→注膠植筋→固化→清理。

3．施工方法。加層共有柱41根，柱截面尺寸為450mm×450 mm。因原結構柱主筋有無偏差不能預料，鉆孔不允許損傷原柱筋，這就給鉆孔定位帶來一定困難，故施工按以下步驟進行。（1）施工準備。搭設外腳手架至屋面以上1．5m，拆除女兒墻和屋面防水層，并全部清理至屋面結構層。在建筑物外墻四角柱側面剔鑿原抹灰層，露出結構柱面，剔鑿范圍為柱頂向下1OOmm左右，便于校核原柱軸線位置。（2）定位放線。外墻四角柱兩側面露出結構層后即可進行測量放線，在柱頂彈出所有柱軸線、柱邊控制線。對所有柱頂混凝土進行剔鑿，深度為柱頂向下30～50mm，以柱主筋全部露出為止，以便準確定位、鉆孔。根據已確定的柱軸線和已露出的原柱筋位置確定鉆孔位置，柱主筋為直徑20mm、22mm兩種規格，用油漆畫圈標記，復核無誤后開始鉆孔。（3）鉆孔、注膠植筋。鉆孔孔徑為φ36，孔深為20d(400mm、440mm)，用管形鉆頭濕作業施工(水鉆)。在鉆孔過程中，如鉆在原柱筋上，應停止鉆孔，換位后重鉆。鉆孔應垂直向下，不能傾斜。鉆孔應避免較大的振動，不得損傷原結構柱主筋。鉆孔完畢立即進行清孔，要求孔內保持清潔干燥。一排柱或若干個柱鉆孔完畢，在注膠前必須經質檢員驗收，符合要求后即可進行注膠植筋，將膠調好迅速注入孔中，插入鋼筋，并敲擊鋼筋，使其端頭頂入孔底部，然后，將擠出柱面的膠清理干凈。此道工序完成后，要求在24h內不得碰動主筋。

四、施工中注意事項

（1）植筋錨固的關鍵是清孔。孔內清理不干凈或孔內潮濕均會對膠與混凝土的粘結產生不利影響，使其無法達到設計的粘結強度，影響錨固質量。確定合理的錨固參數，例如鉆孔直徑、深度。膠體配制時計量必須準確，否則膠體凝結的時間不好控制，甚至會造成膠體凝結固化后收縮。（2）注膠量要掌握準確，不能過多也不能過少。過多，插入鋼筋時漏出，造成浪費或污染；過少，則膠體不夠滿，造成粘結強度不夠。插入鋼筋時要注意向一個方向旋轉，且要邊旋轉邊插入，以使膠體與鋼筋充分粘結。在施工前應對膠體的粘結強度以及膠與鋼和膠與混凝土的粘結強度進行試驗，滿足設計及規范要求后方可施工。施工完畢后，抽樣進行拉拔試驗，檢驗拔力為每根鋼筋強度設計值的80％。（3）植筋錨固使用部位的問題。在結構上植筋作為鋼筋錨固及搭接連接是一種采用較多的應用方法，由于植筋使用部位不同，植筋錨固的要求應有所不同，對某些使用部位要進行限制。現行多種規范對現澆混凝土結構鋼筋搭接錨固的使用部位做了限制性規定。而在相關標準中對機械連接、焊接接頭的強度和延性規定的要求也較嚴格，并在設計規范中對其使用的部位有一定的限制。當前對植筋的錨固及搭接和連接形式沒有相應的操作規程，也缺乏系統的試驗參考依據，因此在植筋施工中要區分抗震結構和非抗震結構，區分結構的部位，從而有效降低不安全因素。（4）植筋錨固長度問題。鋼筋錨固長度是個較復雜的問題，植筋錨固粘結強度包括鋼筋表面與錨固材料間的摩擦力、鋼筋表面與錨固材料的粘結力、帶肋鋼筋摩阻力、鋼筋滑動的機械約束力、錨固材料與混凝土孔壁間的摩擦阻力等。在考慮這幾個因素的同時，錨固長度除依據承受荷載類型等因素外，還取決于錨固或連接部位混凝土的強度、約束條件、橫向配筋等。從表面看，在同等條件下能滿足承載力要求的錨固深度越小，則植筋膠的錨固力越大，這是許多設計者、應用者的理解。實際上現場抗拔試驗與實際構件受力有較大的差別，現場抗拔試驗時為單根植筋受力，而實際構件往往是多根植筋同時受力，使混凝土受力區處于彎、剪、扭等復雜受力狀態。在較低荷載下便會發生脆性破壞，這是結構設計所不允許的;另外，現場抗拔試驗的設備頂撐在植筋周圍混凝土上，提高了植筋特別是錨固長度較短的植筋抵抗沿混凝土錐體破壞的能力。由此可見現場抗拔試驗值并不能完全真實反映出實際構件中植筋的承載力，植筋錨固長度必須嚴格按規范計算確定。

五、施工效果

本工程鉆孔柱41個，植筋328根，鉆孔植筋總工期僅8d，為后續工序打下良好的基礎。在施工過程中，未發生對原結構的破壞，抗拉拔試驗100％符合設計要求，工程竣工后2年多，使用情況良好，此項植筋新技術在本工程中的應用，縮短了施工周期，保證了結構性能。

總之，植筋技術施工要點在于鉆孔深度、孔徑及垂直度一定要保證符合設計要求。植筋的抗拉粘結力與鋼筋的錨固植入深度成正比，為保證鋼筋強度的充分發揮，植筋的錨固植入深度不能小于規定值，其值隨粘結劑種類、鋼筋直徑而異，且鉆孔直徑也隨之變化，方能有效發揮鋼筋的作用，并確保錨固承載力達到設計要求。

參 考 文 獻

[1]吳建紅．植筋在建筑工程中的應用[J]．山西建筑．2006（10）

[2]萬觀水．植筋錨固技術應用規程[J]．廣東建材．2006（8）