植筋技術在高速橋梁加寬施工中的應用研究

劉洪俊

摘要：近年來，我國在積極進行現代化建設的過程中，各地區的高速橋梁工程隨之增加，一定程度上緩解了各地區交通擁堵問題，提升了各地區的物流水平，為促進當地經濟的發展奠定了良好基礎。在高速橋梁加寬施工中，植筋技術呈現出了較高的應用價值，其不僅可以保證工程質量，還能夠最大限度的縮短工期。鑒于此，本文首先從案例分析入手，對植筋技術進行了簡要概述，并探討了植筋技術在高速橋梁加寬施工中的實際應用，以供參考。

Absrtact： In recent years， during the process of active modernization in China， the high-speed bridge projects in various regions have increased， which has alleviated the traffic congestion problem in various regions to a certain extent， raised the level of logistics in various regions， and laid a good foundation for promoting the development of the local economy. In the widening construction of high-speed bridges， the anchorage reinforcement has shown a high application value. It not only ensures the quality of the project， but also minimizes the construction period. In view of this， this article starts with the case analysis， gives a brief overview of the anchorage reinforcement technology， and discusses the practical application of the anchorage reinforcement technology in the widening construction of high-speed bridges for reference.

關鍵詞：植筋技術；高速橋梁；加寬施工；應用

Key words： anchorage reinforcement；high-speed bridge；widening construction；application

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）17-0251-03

0 引言

在高速橋梁加寬施工中應用植筋技術，要求施工人員嚴格遵守預定深度和孔徑規定展開施工，在鉆孔施工基礎上對其進行有效清理，并將植筋膠注入到孔位中，在此基礎上施工人員應在孔位中插入鋼筋，有效固定鋼筋與混凝土。植筋技術同鋼筋預埋技術具有異曲同工之處，在橋梁加寬施工中，能夠從整體上提升工程結構的牢固性和穩定性。施工人員在對這一技術進行有效應用的背景下，有助于提升工程質量，并縮短工期，因此有助于高速橋梁工程創造最大化經濟和社會效益。

1 案例分析

某高速公路擴建工程施工中，以“局部分離加寬、兩側拼接加寬”為主要施工原則，通過擴建采用雙向8車道取代原有的雙向4車道，擴建施工后車道擁有42.5m的整體路基寬度以及41.5m的橋梁寬度。將兩側加寬的方式應用于橋梁拼接模式中，其需要有效連接上部構造、跨徑以及結構，但是不與下部構造進行連接。將板式結構橋梁應用于上部構造中，在拼接新老結構時需要將原有橋外側邊板懸臂拆除，其寬度為25cm，在這一施工中鑿除工作量較大，會嚴重影響工程進度，因此，本工程在實際展開擴建施工的過程中，擬定將原橋外側邊板懸臂進行切割，在連接新老結構時需要采用植筋技術。為了保證工程施工質量，施工單位展開了以下研究工作。

2 植筋技術概述

2.1 植筋技術作用原理

植筋技術即嚴格按照深度和直徑規定在混凝土構件以及結構上鉆孔，為了保證原混凝土與新的鋼筋之間實現牢固粘接，需要對專用植筋膠進行應用，在此基礎上將拉力作用于植筋上，會在化學粘接劑這一媒介影響下被傳遞給混凝土，由此可以構建一個受力的整體。

植筋技術作用原理為：加固時抗剪力在新舊混凝土界面中包含植筋抗剪力、界面摩擦力和界面混凝土內部結合力三個組成部分。在產生一定數值的外力作用后，會抵消界面混凝土內部結合力，理論上分離的狀態會產生于原混凝土面和新增的混凝土之間，此時相對位移生成，在剪力和拉力基礎上彎矩作用產生于植筋當中，界面強度和粗糙度決定著作用值的大小[1]。如果擁有相對粗糙的截面，那么包含內部結合力和摩擦力在內的內連鎖作用會在混凝土層間生成，能夠對外部剪力產生一定抵消作用。

2.2 植筋技術特點

第一，擁有較強的混凝土、鋼筋黏結度。在高速橋梁加寬施工中，為了合理應用植筋技術，通常所選擇的植筋膠都具有較高黏度，其可以促使混凝土與鋼筋實現充分連接。通常，采用淺埋、小孔徑施工方法的植筋技術，能夠從根本上促使橋梁的荷載力達到理想值，同時能夠構建平衡性較強的橋梁整體結構，在這一過程中就可以保證橋梁整體質量，將因橋梁質量問題引發交通事故的概率降到最低。

第二，無應力。在高速橋梁加寬施工中應用植筋技術，能夠確保基材毫無應力，因此有助于實現精確的小間距施工，完善工程細節，保證橋梁施工質量。

第三，耐高溫。傳統的近距離焊接施工方案由于高溫抗性問題無法滿足施工要求。植筋技術擁有較強的高溫耐性，能夠滿足近距離焊接操作需求，有助于保證工程施工質量。

第四，工藝簡單。針對高速橋梁加寬施工來講，工程本身具有較強的復雜性，施工難度高且工程量大，而植筋技術擁有相對簡單的操作流程，對操作人員的專業操作能力要求并不高，不僅能夠高質量完成施工，同時還可以縮短施工時間，快速承載現象可以在水泥土與鋼筋之間有效實現，施工效率較高[2]。

2.3 材料選擇

2.3.1 鋼筋

鋼筋質量對植筋技術應用效果具有直接影響，如果鋼筋質量不符合要求，那么即使鋼筋與混凝土之間能夠形成有效連接，橋梁加寬施工質量也得不到保證。鋼筋選擇中，應對其抗力強度和質量進行嚴格控制，確保穩定的受力能夠在橋梁內部生成。

2.3.2 植筋膠

現階段我國高速橋梁加寬施工中采用的植筋膠為EPCONC6型號，其是按照1：1的比例來調和樹脂與固化劑的，配有手動注射槍，在噴嘴處可以實現充分混合固化劑與樹脂的目的，確保植筋膠在應用過程中能夠達到最佳性能。通常情況下，植筋膠應用過程中應呈現出以下特點：①擁有較短固化時間，能夠確保混凝土與鋼筋在短時間內形成一個統一整體；②應力不存在于基礎材料中，有助于小邊距和小間距精細化施工的實現；③材料擁有較強的抗腐蝕性、抗老化性和抗疲勞性；④安全性高，具備高閃點和抗電壓的能力；⑤擁有較強抗振動能力，因此使用范圍較廣。

3 植筋技術在高速橋梁加寬施工中的實際應用

3.1 植筋施工步驟

第一，準備工作。檢查混凝土表面穩定性，確保植筋施工的順利進行，測量混凝土內植筋位置，此時應對鋼筋探測儀進行應用，對這一位置進行標記和核對，確保鉆孔施工中可以對鋼筋進行有效避讓。

第二，鉆孔。嚴格按照設計圖紙對鉆孔植筋位置進行劃定，在有效放樣基礎上鉆孔施工應使用電錘。①孔深與鋼筋埋深相等，確定植筋深度與植筋直徑時，應采取以下計算公式：Ib，min≥10d≥100mm≥0.31Ib（Ib，min為直入深度最小值；d為植入鋼筋直徑；Ib為鋼筋屈服時植入深度）；②鉆孔施工中不可以產生較小的孔間距；③嚴格遵守設計規定控制孔洞深度；④鉆孔施工中一旦遇到混凝土內部鋼筋，違法滿足設計孔深與鉆進需求時，應結合實際合理增設孔洞。通常選用22mm和Φ16作為孔徑和植筋參數值。以鋼筋直徑為依據，孔深應為這一數值的10倍以上。

第三，孔洞清理。鉆孔施工后，應采用水或壓縮空氣對孔內的灰塵逐個清除，使用毛刷進行清理，指導孔壁中不再有灰塵為止[3]。

第四，鋼筋處理。檢查鋼筋質量，確保其處于順直、無銹漬。必要時應采用丙酮或乙醇進行清洗。

第五，注膠。應一次性完成注膠操作。在膠槍中放入植筋膠，旋轉攪拌頭至膠頭處，扣動膠槍，最初三次打出的膠不可以應用于具體施工中，直到流出的膠為均勻灰色以后才能夠對其進行應用。注膠時，應插入攪拌頭至孔的底部，注入量控制在2/3。兩次膠槍扣動間隔為5～6s，需要在按下膠槍后面的舌頭后才可以進行下一個孔的注射，從而實現節約材料的目的。在應用新膠時，應將拉桿拉出后取出膠槍。

第六，插筋。鋼筋處理好以后應插入到孔中，操作人員應緩緩旋轉鋼筋最后將其插入孔底，確保鋼筋與膠能夠實現有效粘結，同時可以避免膠外溢現象的產生。在這一過程中，植筋膠可以在孔洞和鋼筋表面均勻附著，不可以再次擾動插好的鋼筋，在植筋膠養生期結束后才可以展開鋼筋綁扎、焊接等操作。嚴禁橋上產生嚴重震動從而影響插筋及養護操作。

第七，養生。如果施工現場環境溫度不超過5攝氏度，所采用的膠應為改性結構膠，其具有耐低溫特點，通常應保持24h的養生時間。完成養生后，應采用抽樣調查的方式，每100根鋼筋中選取3根進行試拉操作，確保其不會被拉出以后，才能夠說明此項操作符合工程施工質量要求。

3.2 植筋的質量驗收

3.2.1 施工前試驗

此時以破壞性試驗為主。在植筋施工中，首先選擇后期會進行鑿除的混凝土展開操作，這部分混凝土應處于橋梁工程的非重要位置和不參與受力的位置，經過試驗發現植筋施工能夠滿足工程強度要求以后，應展開抗拔試驗，此時確定的試驗控制參數應為抗拔力，根據設計孔深等規定，對混凝土被拉裂、鋼筋屈服現象進行標準檢驗，確保試驗結果與抗拔力、植筋深度等相符以后才可以展開后續施工。如果經過試驗發現需要對植筋膠進行更換，那么必須重復上述施工前試驗方法進行重新檢測。

3.2.2 施工后驗收試驗

此時應以現場抗拔試驗為主要方法。這一試驗屬于非破壞性抗拉拔試驗，每100根鋼筋中選取3根進行試拉操作，確保其不會被拉出以后，則證明植筋施工質量合格。在拉拔試驗中，可以對鋼筋的受力筋根數、錨固長度、橫向配筋等因素進行有效分析，每4根鋼筋為一組，共5組進行拉拔試驗。由于變形鋼筋是試驗受力筋，且較大的粘結力存在于環氧樹脂膠中，假設d為鋼筋直徑，那么取15d為鋼筋相對錨固長度，植筋軸向拉力會在衡量+千斤頂的基礎上產生，拉拔試驗應嚴格遵守GB228-87《金屬拉伸試驗方法》這一規定，所產生的試驗結果可以作為荷重-滑動變形關系曲線繪制的依據，為握裹強度的計算奠定良好基礎。

在計算特征抗拉荷載時，假設Fy為鋼筋特征抗拉荷載極限，則有Fy=0.25×π×d2×fyk/（Ys×Yq），其中fyk和d的取值范圍分別為：fyk≤550N/mm2；8mm≤d≤25mm。

3.2.3 植筋分項工程的質量檢驗評定標準

在拼接構造物與橋梁的過程中，離不開對鋼筋的有效應用，因此在實際施工中對鋼筋的質量和具體施工工藝具有較高的要求。所以在采用植筋技術施工以后，質量檢驗和驗收工作應以一個分項工程的方式來展開。在這一分項工程中，質量檢驗評定標準如下：

第一，基本要求。確保采用性能和質量都符合標準的植筋膠，質量檢驗評定過程中，應對植筋膠的廠家質量檢測報告進行檢查；從國家橋梁加寬施工有關標準出發來進行鋼筋技術性能以及品種規格的檢驗，在將鋼筋應用于植筋施工以前，必須確保其處于干燥、順直、無銹蝕狀態。

第二，外觀鑒定。嚴禁裂縫、混凝土破碎現象產生于植筋后部位，確保產生飽滿填充的植筋孔，嚴禁縫隙和空洞現象的產生。

4 結束語

綜上所述，橋梁工程質量與其內部鋼筋承載能力具有直接聯系，因此在橋梁加寬施工中，必須構建穩定的橋梁整體結構，嚴禁橋梁整體結構受到來自添加部分的應力過大。而在高速橋梁加寬施工中合理應用植筋技術能夠從根本上保證橋體加寬部位的穩定性。值得注意的是，在實際施工中，施工單位應在嚴格遵守植筋技術施工流程的基礎上，高度重視后期的質量驗收工作，跟蹤驗證高速橋梁通車運營效果，從根本上保證高速橋梁加寬施工中植筋技術的功能得以充分發揮。

參考文獻：

[1]朱敏.鋼筋混凝土植筋技術在施工中的應用[J].價值工程， 2015（36）.

[2]郎海峰.高速公路改擴建橋梁工程中植筋技術的應用[J].交通世界，2016（Z1）.

[3]李巍.植筋技術在橋梁拓寬中的應用[J].交通世界，2016（12）.