高速公路改擴建橋梁工程中植筋技術的實踐分析

魏應和

摘要：植筋技術具有較為簡單的施工工藝和較高的施工效率，且具有較強的安全性和經濟性，在高速公路改擴建橋梁工程中得到了廣泛的應用。文章介紹了植筋技術的優點，并結合柳南高速公路改擴建工程實例，分析了植筋技術在高速公路改擴建橋梁工程中的施工工藝與注意事項。

關鍵詞：高速公路;改擴建橋梁;植筋技術

The rebar planting technology has relatively simple construction technology and high construction efficiency，and has strong safety and economy，thus it has been widely used in the expressway bridge reconstruction and expansion projects.This article introduces the advantages of rebar planting technology，then，combining the example of Liunan Expressway reconstruction and expansion project，it analyzes the construction technology and precautions of rebar planting technology in expressway bridge reconstruction and expansion project.

Expressway;Bridge reconstruction and expansion;Rebar planting technology

0 引言

植筋是在施工部位實施鉆孔，并將植筋膠注入鉆孔中，再將鋼筋插入其中，以滿足結構傳遞受力要求。在高速公路改擴建橋梁工程中，采用植筋技術，能通過簡單的施工步驟，取得良好的施工效果，并減少破損，降低施工成本。對此，要基于高速公路改擴建橋梁工程的實際情況，遵循施工工藝要求，對植筋技術進行靈活應用。

1 植筋技術概述

1.1 技術原理

植筋技術是在指定部位通過沖擊鉆按照預先確定的深度以及孔徑實施鉆孔，然后清孔，在孔內注入植筋膠，并將鋼筋插入其中，借助植筋膠實現鋼筋與混凝土的有效錨固，促進預埋鋼筋形成良好的錨固效果，并滿足結構傳遞受力相應標準的具體要求[1]的施工技術。植筋固化時間如表1所示。

1.2 植筋技術優點

在鋼混結構中應用植筋技術，能有效防止開鑿挖洞的實際范圍過大。對植筋部位進行鉆孔，并將植筋膠注入孔中，能促進鋼筋與混凝土實現有效錨固，大幅度減少改造工程的實際工程量和資源消耗，且能避免嚴重損傷結構部件。植筋膠通過自身具備的黏性對鋼筋與混凝土進行錨固，而不是依靠兩者脹壓以及摩擦形成的力。植筋深度與受拉荷載量成正比，能產生較大的抗拔力，有效保障錨固強度[2]。另外，植筋施工僅需直徑較小的鉆孔，且具有較大的黏結強度和較高的負載力。植筋膠具有較強的耐熱性，能在近距離下實施有效的焊接作業。總體而言，植筋技術具有施工工藝簡單且操作便捷的優點。植筋膠在短時間內即可固化，能及時有效地承受荷載，具有較強的安全性和經濟性。

2 植筋技術在高速公路改擴建橋梁工程中的應用實踐

2.1 工程簡介

柳南高速公路改擴建工程No.5標段路面施工長度為58 km。本項目改擴建采用在原路基基礎上兩側（原車道為四車道）加寬成標準八車道的形式，路基寬度為42 m，設計速度為120 km/h。汽車荷載等級為公路-Ⅰ級;設計洪水頻率：特大橋為1/300，一般橋涵及路基為1/100。本項目為“邊通車，邊施工”的高速公路改擴建工程，為在不中斷交通的前提下進行高速公路擴寬施工，本項目采用了植筋技術。

設計要求規定，橋涵結構物相應的加寬部分與原有結構物通過植筋方式進行連接，采用C25等級的混凝土以及C30等級的混凝土。按設計要求，植筋屈服強度與鋼筋強度相同，均為335 N/mm2，采用“喜得利”植筋膠進行施工。該植筋膠的主要組成成分是膠粘劑和固化劑，在施工現場按照說明書提供的配合比對植筋膠進行配制。

在開展植筋施工前，施工單位首先進行了抗拔力試驗。施工單位對原有結構物所需的混凝土植筋部位分別植入3根12 mm鋼筋和16 mm鋼筋。植筋1 d后，對其進行抗拔力試驗。試驗主要對象是各類預應力張拉設備，諸如預應力穿心式千斤頂、壓力表以及高壓油泵等。試驗滿足如下條件，則表明植筋抗拔力試驗合格：（1）鋼筋屈服強度為335 N/mm2，達到該強度時，所植入的12 mm鋼筋呈現出37.89 kN的軸向拉力，16 mm鋼筋呈現出67.36 kN的軸向拉力。千斤頂設備形成的張拉力比上述拉力值低，且植筋錨固點未出現鋼筋錯位、混凝土松動以及變形。（2）當千斤頂對12 mm鋼筋形成的張拉力為41.80 kN，對16 mm鋼筋形成的張拉力為75.43 kN時，植筋錨固點相應的混凝土出現表面開裂現象，且鋼筋出現頸縮變形，但混凝土未發生松動。

2.2 施工工藝

2.2.1 施工流程

植筋技術的主要施工流程如下：準備工作→實施鉆孔→實施清孔→對鉆孔進行除灰→對鉆孔進行干燥處理→成孔→處理鋼筋→配制植筋膠→注入植筋膠→插入鋼筋→養生[3]。

2.2.2 施工方案

2.2.2.1 施工準備工作

將舊橋面以及相關附屬物有效拆除，并遵循設計圖紙要求對舊橋外側邊梁50 cm的懸臂進行切割，并對其進行清理。對需要植筋的相應混凝土面進行檢查，判斷其是否完好，通過鋼筋探測儀將相應混凝土植筋部位中鋼筋的具體位置準確測出，并對植筋部位進行準確核對和清晰標記，確保鉆孔施工有效避開鋼筋。遵循設計圖紙的規定尺寸，并將拼接而成的箱梁配筋圖作為依據，通過墨線在相應的混凝土植筋部位上彈出具體位置，形成清晰準確的標識[4]。

2.2.2.2 鉆孔

要遵循設計要求，對鉆孔深度進行確定，并參考植筋膠相應的配套資料。在完成一定數量的鉆孔后，要逐個對鉆孔內存在的灰塵進行清除，通過空氣壓縮機對其進行清洗，并實施干燥處理，有效清除孔壁內存在的灰塵。

2.2.2.3 鋼筋處理

對鋼筋進行檢查，確保鋼筋順直，通過鋼絲刷將銹蝕鋼筋表面存在的銹漬進行有效刷除，并借助乙醇對其進行清洗，晾干鋼筋后再使用。按照規格和長度，對鋼筋進行分開存放。

2.2.2.4 配膠和注膠

參考植筋膠使用說明，考慮其種類特點，對植筋膠進行配制，確保一次完成注膠。在膠槍內直接放入植筋膠，對攪拌頭進行旋轉，使之到達植筋膠頭部，扣動膠槍，使植筋膠流出。前三次打出的植筋膠，通常不能使用，待膠槍流出均勻灰色的植筋膠后，才能正常使用。注膠過程中，將攪拌頭對孔底進行插入，實施注膠，大約注入孔內2/3。扣動膠槍后，要保持5～6 s的停頓，然后再次扣動膠槍，對下一鉆孔進行注膠，要按住膠槍后面設置的舌頭，防止植筋膠流出，避免造成浪費。對植筋膠進行更換，要按動膠槍后面設置的舌頭，將拉桿拉出，并取出膠槍。

2.2.2.5 插入鋼筋

對鋼筋進行妥善處理后，通過手工方式緩慢旋轉鋼筋，將其插入孔底，確保植筋膠全面粘合鋼筋，避免鉆孔內的植筋膠出現外溢。為有效保障植筋膠實現對鋼筋表面以及鋼筋縫隙的均勻附著，要嚴格遵循植筋膠相應的固化時間表的各項規定，實施規范操作，避免對插好的鋼筋造成擾動，待植筋結束和養生期結束后，再對鋼筋進行綁扎以及焊接等施工。

2.2.2.6 養生

在室外溫度條件下，實施自然養護。溫度在5 ℃以下時，使用耐低溫改性結構膠，并確保養生超過24 h。

2.3 施工注意事項

（1）要遵循設計具體要求，對植筋孔直徑以及具體位置進行確定，并符合如下要求：要控制鋼筋保護層的實際厚度，確保其小于凈邊距，并確保鋼筋植入位置在原結構箍筋相應的內側部位;被植入鋼筋結構物實際深度要等于植筋孔實際深度，或者比植筋孔深度>40 mm。

（2）要從鉆孔底部對膠粘劑進行注射，并有效確保均勻注射。要對膠粘劑的實際使用量進行有效控制，通常插入鋼筋后，溢出少量漿液即可。

（3）開展植筋施工，要對時機進行科學控制。通常對連接部位進行施工前，適宜開展植筋施工。要防止植入鋼筋出現長時間的暴露，避免鋼筋銹蝕，要采取有效措施進行防銹和除銹工作。同時，要確保植入鋼筋能實現與新結構鋼筋的良好焊接。

（4）在植筋施工過程中，遇到邊距、厚度以及間距較小的結構尺寸時，為防止對混凝土工作面形成的震動過大，在鉆孔過程中，要盡量少用電錘，盡量使用沖擊鉆。

（5）要遵循設計具體要求，對鋼筋植入的實際深度進行嚴格控制。植入深度應將混凝土表面存在的剝落層以及裂縫層有效扣除。

（6）在植筋膠進行固化期間，要禁止對鋼筋造成擾動。

（7）避免在雨天和夏季高溫期間開展植筋施工。在日溫差較低的情況下，適合開展植筋施工。當所需的操作時間較長時，可對結構表面實施灑水，或者對鉆孔進行灌水，實現有效降溫。將孔內水分有效吹干后，再灌注植筋膠，并植入鋼筋。

2.4 質量驗收及評價

實施質量驗收，適合在施工現場開展抗拔非破壞性試驗。對每100根規格相同的鋼筋，進行一組隨機抽樣，每組鋼筋數量為3根，開展試拉。若未能拔出鋼筋，則表明其滿足安全拉力要求，植筋質量合格。另外，可采取如下方法實施錨栓抗拔檢驗：（1）連續加載。將連續加載時間控制為23 min，通過勻速加載的方式達到設定荷載，或達到錨固破壞。（2）分級加載。將預計極限荷載的10%劃分為一級，逐級實施加載，每級荷載時間保持為1～2 min，達到設定荷載，或者達到錨固破壞。

對檢驗結果進行評價。對非破壞性檢驗荷載而言，混凝土基材不存在裂縫，錨栓以及植筋不存在滑移現象，在時長2 min的持荷期內，實際荷載降低<5%時，判定合格。若檢驗不合格，需另外抽取3個以上的錨栓，實施破壞性檢驗，并作出科學判斷。實施破壞性檢驗，要確保所抽取的錨栓具備良好的極限抗拔力，能滿足相關規范的具體要求。常見破壞形式包括混凝土錐體破壞、混合破壞以及膠筋界面破壞等。

3 結語

綜上所述，植筋技術能促進鋼筋與混凝土實現有效錨固，能大幅度減少改造工程的實際工程量和資源消耗，且能避免嚴重損傷結構部件，具有較強的安全性和經濟性。在高速公路改擴建橋梁工程中，對植筋技術進行實踐應用，要嚴格遵循植筋施工流程，并制定科學合理的施工方案，做好施工準備工作和鉆孔、鋼筋處理、配膠和注膠、插入鋼筋以及養生等各項工作，同時做好各項施工注意事項，實施科學有效的質量驗收及評價，有效保障植筋施工質量。

參考文獻：

[1]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（上旬刊），2016（2）：144-145.

[2]賈紅虎.植筋技術在高速公路改擴建橋梁工程中的應用[J].建筑技術開發，2018，45（13）：105-106.

[3]唐繪龍.淺析預壓、植筋、UEA混凝土在公路改擴建工程橋梁拼接中的應用[J].山東工業技術，2015（11）：120-121.

[4]羅道生.淺析高速公路改擴建工程新老橋連接植筋技術[J].中國新技術新產品，2014（3）：56.