植筋技術在灌漿廊道加固工程中的應用

彭開勝，肖海濤

(中國水利水電第七工程局，四川 郫縣 611730)

1 前 言

植筋是指在已澆筑的混凝土構造物上通過鉆孔插入鋼筋并利用結構膠將其錨固在老混凝土中的一種施工技術。種植的鋼筋強度一般要求能達到普通鋼筋的強度80%以上，代替普通鋼筋混凝土發揮效能。這種施工工藝常常應用于結構加固和增建構造物，它對施工空間要求較小，對原結構物的傷害程度能有效控制在一定的范圍之內。

2 灌漿廊道工程概況

獅子坪水電站基礎灌漿廊道布置于壩軸線上，全長85.34m，樁號為0+100.06～0+185.40m。灌漿廊道為城門洞形，成型后凈空斷面尺寸為3.5m(寬)×4.0m(高)，底板設計高程為2 410.5m，頂部高程為2 414.5m，與左、右兩岸2 410.5m灌漿平洞相連接，連接處設置永久縫，縫內充填2cm厚瀝青木板。灌漿廊道邊墻及頂拱澆筑混凝土厚度均為1m，底板與基礎防滲墻澆筑成整體。

2008年“5.12”汶川地震后，對獅子坪電站大壩灌漿廊道進行了震損檢查，檢查發現河床廊道底板出現裂縫，兩岸沉降縫產生變形并有局部滲水，隨后對河床廊道底板裂縫進行了詳細的檢測。檢測結果表明，裂縫位于距上游邊墻10多厘米到1m的部位，從左岸至右岸沿壩軸線方向連續分布，總體長度超過80m。河床右側裂縫寬約3～6mm，河床左側裂縫寬約2～4mm，中間裂縫寬約6-11mm，局部有滲水，裂縫為陡傾角(約80°以上)，傾向上游，最大深度超過2m。裂縫分布示意見圖1。

圖1 廊道底板裂縫分布示意

3 灌漿廊道裂縫加固設計方案

設計根據實際情況制定出灌漿廊道裂縫加固的處理方案為：對廊道底板裂縫進行鉆孔沖洗和化學灌漿處理，底板及兩側邊墻采用槽鋼、工字鋼鎖固，在廊道底板、邊頂拱上植筋和加固鋼結構相連，在廊道內側襯砌鋼筋混凝土，進行新老混凝土接縫灌漿，通過廊道對壩底進行固結灌漿，同時加強施工和蓄水期間的變形觀測。

植筋采用鋼筋直徑φ32，鉆孔直徑D不小于40mm；鉆孔直徑為φ36，鉆孔直徑D不小于44mm。鉆孔需避開原廊道內部鋼筋。植筋用膠粘劑為A級膠。化學植筋置入錨孔后，在固化完成之前，應進行固化養生，固化期間禁止振動。植筋受拉承載力N設計值為200kN。

4 施工技術措施

4.1 施工方案

植筋施工順序：側墻、底板部位植筋(分段、隔段進行)→頂拱部位植筋(工字鋼拱架安裝完后)→跨縫斜筋(化灌、環氧止漿條施工完后進行)。

植筋施工流程為：金屬探測儀探測混凝土內鋼筋→錨筋孔定位 →鉆孔 → 清孔 → 鋼材除銹 → 錨固膠配制 → 植筋 → 固化、保護 → 檢驗。

(1)探測混凝土內鋼筋。用金屬探測儀探測灌漿廊道混凝土內鋼筋，并用紅油漆在表面標出來。

(2)定位。按設計要求標示鉆孔位置、型號，若孔位在結構鋼筋位置，鉆孔位置應作適當調整。

(3)鉆孔。選用YT-28氣腿鉆造孔，鉆頭選用φ40mm、φ50mm。施工用風由布置在右岸2 428m高程施工支洞里的一臺20m3移動式油動空壓機供風。造孔之前必須嚴格按照設計通知單中孔位放樣，造孔時嚴格按照孔徑、孔位、孔向、孔深施工。

(4)清孔。鉆孔完畢，檢查孔深、孔徑，合格后將孔內粉塵用壓縮空氣吹出，然后用毛刷、棉布將孔壁刷凈，再次用壓縮空氣吹孔。應反復進行3～5次，直至孔內無灰塵碎屑，最后用棉布蘸丙酮拭凈孔壁，將孔口臨時封閉。若有廢孔，清潔后用M25水泥砂漿填實。

(5)鋼材除銹。錨筋的鐵銹用角磨機、鋼絲刷清除，再用除銹劑徹底清除鐵銹。錨筋的鐵銹、油污應清除干凈(新鋼筋、螺栓的青色氧化外皮也應除去)，并打磨出金屬光澤，再用棉紗擦拭干凈。

(6)植筋。垂直孔可將膠液細流緩慢注入孔中，水平孔須先將膠注入灌漿注漿器中(用塑料薄膜制作)，然后注入孔中。孔外溢出粘合劑為最佳狀態，灌膠應一次完成。

將處理好的鋼筋緩慢插入孔中，讓孔與鋼筋全面粘合，然后用堵孔膠堵口。放入鋼筋時要防止氣泡產生。

(7)固化、保護養護。在常溫下自然養護，養護期間不應擾動。若固化溫度在25℃左右，一般24h可受力使用；環境溫度在5℃左右時，4天即可承受荷載。為了縮短固化時間，在環境溫度較低時應采用在作業面兩端掛保溫被保溫，安裝5個3 000kW電取暖器升溫養護。

(8)檢驗。植筋后3～4天隨機抽檢。檢驗采用錨桿拉拔儀。按照設計要求，對于植筋非破損檢驗的荷載檢驗值為230kN，加載至設計檢驗荷載值，錨桿未被拉出即為合格。

(9)植筋后的其它工序。 植筋完成并經檢驗符合設計要求后，再進行其它工序：鎖固鋼結構安裝、鋼筋綁扎、焊接、模板安裝和混凝土澆筑工作。

4.2 質量保證措施

(1)所有材料均應有出廠合格證書和試驗報告單等資料，其性能指標必須符合設計要求，并在有效期內使用。

(2)在施工前應對植筋膠的粘結強度、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。

(3)灌漿廊道原結構鋼筋較密，在鉆孔過程中應采用金屬探測器探明鋼筋的位置，必須避開原結構鋼筋鉆孔，以免鉆孔對原結構鋼筋造成損傷。

(4)孔內部必須清理干凈，有水和粉塵的孔不能進行植筋施工。

(5)嚴格按使用說明書使用植筋膠，計量要準確，按配比用磅秤稱量(或做量筒標注)，配膠安排專人負責，攪拌要均勻；配制好的植筋膠必須在規定時間內用完。

(6)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。

(7)由具備相應資質的試驗室進行抗拉拔試驗，合格后方可進行后續施工。

4.3 安全措施

(1)員工進入施工現場，必須佩帶安全防護用品，著裝安全、整潔，聽從指揮。

(2)施工前進行技術交底，施工過程中嚴格檢查執行情況。

(3)在使用植筋膠時施工人員必須穿工作服，戴手套，戴護目鏡，盡量避免與皮膚、頭發直接接觸。

(4)若結構膠不慎濺入眼中，應立即用清水沖洗并到醫院進行救治。

(5)施工操作應嚴格按照安全操作規程和安全技術條例規定進行；高空鉆孔時，應搭設腳手架，并設操作平臺，做好安全防護工作。

5 實施效果

此次加固處理共植筋4 900根。按照GB50367-2006《混凝土結構加固設計規范》有關的規定及設計要求進行抗拉拔力試樣檢測，檢測結果均滿足設計要求(大于230kN)，質量合格。

采用植筋錨固技術，工效較高、操作方便、節約資金，滿足灌漿廊道鋼結構鎖固要求，保證了灌漿廊道加固施工的順利實施，更重要的是對原灌漿廊道結構損傷較小。錨固性能、質量能夠得到保證。

6 結束語

植筋技術作為一種新技術主要應用于混凝土加固工程，尤其在“5.12”地震后被廣泛用于震中受損的鋼筋混凝土工程加固。植筋技術在獅子坪大壩基礎灌漿廊道加固工程中應用表明，植筋的錨固性能、質量均達到了設計要求，應用效果良好。