分體式內(nèi)膨脹墻體拉結(jié)筋連接技術(shù)研究

汪 磊 張飛君

武漢建工集團股份有限公司 湖北 武漢 430000

目前，建筑工程施工中植筋技術(shù)是我國工程界廣泛使用的一種后錨固連接技術(shù)（植筋加固），特別是在砌體結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)交界部位應(yīng)用更為廣泛。從當前建筑施工的整體情況看，不管是采用預(yù)埋鋼筋，還是采用膨脹螺栓或注膠植筋等，后錨固連接的效果并不好[1-2]。預(yù)埋鋼筋方式對模板的損耗較大，且預(yù)埋預(yù)留位置難以精確掌控，一旦預(yù)留不準確，再來更換位置就只能采取其他方式；而膨脹螺栓對焊接要求高，理論上講不太適合于植筋用的細鋼筋。注膠植筋，在施工過程中對清孔、注膠、種筋、養(yǎng)護過程有嚴格的要求，施工操作復(fù)雜、耗時久、效率低、抗振性差。

為了解決上述問題，在便于施工的同時又易于現(xiàn)場操作和檢查，需要一種實用、高效、快捷的植筋方法來滿足以上要求。內(nèi)膨脹螺栓植筋技術(shù)正是在此背景下應(yīng)運而生的。

內(nèi)膨脹螺栓植筋是通過一種簡易小巧的鋼構(gòu)件組合替代傳統(tǒng)的化學(xué)植筋膠來連結(jié)錨固基體和錨固鋼筋的技術(shù)。施工后產(chǎn)生高抗拔力，不易移位，操作簡單，施工快速，省去了傳統(tǒng)植筋的注膠固化養(yǎng)護等過程，顯著提高施工效率，大大加快工程進度。

1 內(nèi)膨脹螺栓關(guān)鍵技術(shù)

內(nèi)膨脹螺栓錨固原理：內(nèi)膨脹螺栓是在膨脹螺栓的基礎(chǔ)上改進而來的一種新型的植筋錨固裝置。通過旋入植入鋼筋至膨脹錨固套管內(nèi)，致使套管內(nèi)的變截面圓柱楔子進入套管內(nèi)的變內(nèi)徑光滑區(qū)，膨脹固定套筒被脹開后緊緊固定在錨固基體上（圖1）。

圖1 內(nèi)膨脹螺栓錨固原理示意

1.1 施工工藝流程

定位放線→電鉆機鉆孔→孔徑、孔深及裂紋檢查→清孔→打入膨脹錨固套筒→放置變截面圓柱楔子→用扳手擰緊植入鋼筋→施工質(zhì)量檢查

1.2 操作要點

在鋼筋連接前，要對原材料進行檢驗，包括鋼筋出廠合格證和復(fù)驗報告。膨脹錨固套筒尺寸和規(guī)格應(yīng)嚴格按照設(shè)計要求制作，特別是端頭膨脹套筒質(zhì)量要符合要求。

1）連接用鋼筋應(yīng)滿足GB 1499—2013《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》要求。膨脹錨固套筒各部分應(yīng)優(yōu)選鋼材，其尺寸應(yīng)嚴格按照設(shè)計的規(guī)格進行，同時保證加工質(zhì)量和精度。鋼筋就位：將絲頭檢驗合格的鋼筋搬運至待連接處。

2）成孔洞口成型質(zhì)量：鉆孔鉆頭要與膨脹套筒相對應(yīng)，保證成孔大小與膨脹套筒較好地契合在一起。

3）植筋鋼筋端頭質(zhì)量：必須對預(yù)植筋鋼筋的端頭質(zhì)量進行控制，保證其絲口長度和規(guī)格滿足質(zhì)量要求。

1.3 植筋現(xiàn)場施工

1.3.1 定位放線

根據(jù)墻體深化設(shè)計排版的要求，結(jié)合砌塊的尺寸，合理設(shè)置后置錨固鋼筋的位置和數(shù)量。同時要保證成孔位置應(yīng)避開主體結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土中主筋的位置。

1.3.2 鉆孔

根據(jù)標識好的鉆孔位置，采用合適的鉆孔機械進行人工鉆孔。鉆孔時必須保證成孔的質(zhì)量，包括鉆孔大小和深度。

1.3.3 孔徑、孔深及裂縫檢查

孔徑應(yīng)比膨脹錨固套管外徑小1～2 mm，鉆孔深度不小于膨脹錨固套管長度。同時檢查孔洞周圍基體是否出現(xiàn)裂縫，如果是深度裂縫，則說明錨固基體被破壞，錨固強度不合要求，應(yīng)另行定位鉆孔（圖2）。

圖2 電鉆成孔

1.3.4 清孔

清孔環(huán)節(jié)非常重要，清孔質(zhì)量的好壞直接決定鋼筋錨固效果，應(yīng)該引起足夠的重視。注漿植筋的效果不好主要就是清孔環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，導(dǎo)致鋼筋、膠體與結(jié)構(gòu)不能較好地連接在一起。雖然內(nèi)膨脹套筒不像注漿植筋那樣對灰塵那么敏感，但是也會影響錨固效果，因此必須進行清孔處理。清孔可采用毛刷或者使用電吹風機，但要注意防止灰塵飛揚（圖3、圖4）。

圖3 鋼刷清孔

圖4 吹風機清孔

1.3.5 安裝膨脹錨固套管

膨脹錨固套管配置有軟塑料芯，空間形狀與套管內(nèi)部空間一致，作用是在安裝膨脹錨固套管時防止塵粒進入套管內(nèi)部，從而造成楔子放置錯位及植入鋼筋旋緊困難。為了避免在打入膨脹錨固套管時鋼錘對管口的破壞，應(yīng)在管口加裝可拆卸鋼管帽，并采用“重錘輕擊”的方式將膨脹錨固套管打入鉆孔內(nèi)，達到錨固長度的要求后，方可拆下鋼管帽（圖5）。

圖5 安裝膨脹錨固套管

1.3.6 放置變截面圓柱楔子

把膨脹錨固套管內(nèi)的軟塑料芯取出，小端朝里大端朝外往膨脹錨固套管內(nèi)放置變截面圓柱楔子，并用鋼絲推至套管內(nèi)部。

1.3.7 安裝植入鋼筋

安裝植入鋼筋前，檢查鋼筋絲口處及膨脹錨固套管內(nèi)是否粘有塵土沙粒，有則必須清除干凈。旋入鋼筋，最后用扳手擰緊。為了保證套管內(nèi)的楔子脹開套管底端，鋼筋的旋入長度應(yīng)該大于膨脹錨固套管內(nèi)螺紋區(qū)長度5 mm以上（圖6）。

圖6 安裝植入鋼筋

1.4 植筋質(zhì)量檢查

1）采用分體式內(nèi)膨脹拉結(jié)筋錨固施工時，要嚴格按照國標GB 50367—2013《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》[3]和行業(yè)標準JGJ 145—2013《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》[4]的要求組織施工。鉆孔后應(yīng)符合：位置中心點偏差±5 mm，錨固深度必須不小于膨脹錨固套管長度或相關(guān)的設(shè)計深度，植筋數(shù)量不得低于設(shè)計數(shù)量。

2）根據(jù)JGJ 145—2013《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》并結(jié)合工程特點，植筋檢測采用非破壞性試驗檢測，試驗采用ML-20錨桿拉拔儀在現(xiàn)場進行拉拔試驗，并由業(yè)主、監(jiān)理認可的第三方進行。抽樣檢測數(shù)量不少于植筋總數(shù)的1%。抽樣檢測的鋼筋抗拉拔應(yīng)力必須達到設(shè)計標準，其抽樣合格率必須達到98%以上（圖7）。

圖7 現(xiàn)場抗拔力試驗

2 效益分析

1）抗拔力：采用內(nèi)膨脹螺栓進行植筋錨固，錨固力分別由膨脹錨固套管與錨固基體之間的摩擦力和機械咬合力組成，與傳統(tǒng)注膠植筋的膠固黏結(jié)力相比，其抗拔力大、抗振性能好、錨固質(zhì)量高。

2）現(xiàn)場施工：由于鋼筋絲頭現(xiàn)場加工，而分體式內(nèi)膨脹套筒在工廠加工完成，質(zhì)量和精度都可得到滿足。分體式內(nèi)膨脹套筒設(shè)計合理，作業(yè)人員可快速掌握，安裝過程簡單，無需大型機械設(shè)備。

3）施工進度：由于鋼筋絲頭及內(nèi)膨脹螺栓提前制作，現(xiàn)場施工裝配作業(yè)，與注膠植筋相比，省去了注膠固化養(yǎng)護的過程，裝配完成后檢驗合格即可進行下一步工序，對工人的技術(shù)要求也不高，現(xiàn)場施工速度大大提高。

3 結(jié)語

分體式內(nèi)膨脹螺栓連接施工技術(shù)是基于膨脹螺栓和注膠植筋技術(shù)而發(fā)展衍生出來的一種連接技術(shù)，鋼筋與墻體之間通過微膨脹錨固套管進行連接，連接質(zhì)量和連接強度能夠得到充分保證。同時由于鋼筋連接過程中只需與套筒進行連接，操作簡單方便，非常適合后置墻體與鋼筋混凝土之間的連接，另外在裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場的鋼筋連接方面推廣應(yīng)用價值較大。