后錨固植筋技術(shù)在軌頂風(fēng)道結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

肖文瑤

(中國(guó)雄安集團(tuán)基礎(chǔ)建設(shè)有限公司，河北 保定 071000)

1 工程概況

北京新機(jī)場(chǎng)站是新建北京機(jī)場(chǎng)城際聯(lián)絡(luò)線(xiàn)在北京大興機(jī)場(chǎng)設(shè)置的換乘站，位于北京新機(jī)場(chǎng)站(G1軸～G39軸/XR06軸～XR10軸)地下2層軌道交通區(qū)域，在其主體結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，地下室側(cè)墻上部分軌頂風(fēng)道側(cè)墻插筋、地下2層結(jié)構(gòu)梁板頂板部位部分軌頂風(fēng)道結(jié)構(gòu)豎向吊墻、軌頂風(fēng)道側(cè)墻插筋缺失，為保證軌頂風(fēng)道結(jié)構(gòu)安全，采用后錨固植筋技術(shù)對(duì)該區(qū)域進(jìn)行植筋。

植筋區(qū)域軌頂風(fēng)道平面布置如圖1所示，其中G22軸以北地下2層頂板厚度為400 mm，頂板上部為回填土。G01軸～G22軸地下2層頂板厚度為300 mm，頂板上部為功能房間，無(wú)回填土。

2 后錨固植筋技術(shù)加固原理

該技術(shù)常被應(yīng)用于混凝土工程當(dāng)中，通過(guò)錨固施工，在混凝土中利用植筋黏結(jié)劑與后插入的鋼筋進(jìn)行錨固，來(lái)解決未預(yù)埋鋼筋所帶來(lái)的問(wèn)題。后錨固植筋技術(shù)使得鋼筋與混凝土為一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)了共同受力加固的目的[1-2]。

在施工過(guò)程中，主要采用該項(xiàng)技術(shù)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行加固處理，具有作業(yè)流程簡(jiǎn)便、作業(yè)效果佳、作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)較小、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)勢(shì)。后錨固植筋技術(shù)通過(guò)對(duì)梁、樓板以及剪力墻進(jìn)行加固處理，有效的改善了建筑的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，且有助于在短時(shí)間內(nèi)提升構(gòu)件性能，以其承載力增強(qiáng)為主，以此增強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，發(fā)揮加固效果。

3 后錨固植筋技術(shù)方案

本工程后錨固植筋采用A級(jí)植筋膠，選用易爾改性環(huán)氧注射式植筋膠，其具有固化快、強(qiáng)度高、錨固力大、抗酸堿性強(qiáng)、耐老化、抗震性能好、可錨固各種規(guī)格的鋼筋等優(yōu)點(diǎn)。各區(qū)域后錨固植筋技術(shù)方案如下：

城際聯(lián)絡(luò)線(xiàn)北京新機(jī)場(chǎng)站地下2層軌道交通區(qū)域地下室主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻標(biāo)高為-10.35 m處，此處后續(xù)施工為軌頂風(fēng)道底板，板厚為200 mm，需在側(cè)墻植筋，植筋鋼筋為Φ14@100 mm，植筋深度不小于15d，風(fēng)道植筋采用長(zhǎng)短分開(kāi)布置，保留預(yù)留鋼筋同一斷面鋼筋間距不小于500 mm，詳見(jiàn)圖2。

城際聯(lián)絡(luò)線(xiàn)北京新機(jī)場(chǎng)站地下2層軌道交通區(qū)域地下室主體結(jié)構(gòu)梁或結(jié)構(gòu)板處，軌頂風(fēng)道結(jié)構(gòu)中部吊墻每隔3 m設(shè)置一道，吊墻結(jié)構(gòu)尺寸為200 mm×1 000 mm，吊墻豎向鋼筋為16Φ16。軌頂風(fēng)道結(jié)構(gòu)中部吊墻位置如圖3所示。

為增加軌頂風(fēng)道吊墻結(jié)構(gòu)承載力，保證施工質(zhì)量，在易爾改性環(huán)氧A級(jí)植筋膠螺紋鋼錨固建議參數(shù)15d基礎(chǔ)上進(jìn)行增大[3]，在結(jié)構(gòu)梁板頂部所施工的吊墻鋼筋植筋深度為20d，風(fēng)道植筋采用長(zhǎng)短分開(kāi)布置，保留預(yù)留鋼筋同一斷面鋼筋間距不小于500 mm，如圖4～圖7所示。

為增加軌頂風(fēng)道后植筋區(qū)域結(jié)構(gòu)耐久性，針對(duì)部分區(qū)域進(jìn)行加強(qiáng)處理。軌頂風(fēng)道G22軸以北地下2層頂板厚度為400 mm，頂板上部為回填土，此區(qū)域在進(jìn)行植筋的同時(shí)，利用軌頂風(fēng)道頂部(地下1層-6.6 m)原每3 150 mm 一道東西向的結(jié)構(gòu)大梁，在結(jié)構(gòu)梁兩側(cè)進(jìn)行植筋，為后續(xù)軌頂風(fēng)道側(cè)墻內(nèi)暗梁施工進(jìn)行鋼筋預(yù)留，暗梁位置及在原結(jié)構(gòu)梁側(cè)植筋示意圖詳見(jiàn)圖8。

軌頂風(fēng)道頂部原結(jié)構(gòu)大梁側(cè)進(jìn)行植筋，形成吊墻內(nèi)暗梁，所增加暗梁鋼筋分別在結(jié)構(gòu)梁兩側(cè)進(jìn)行植筋，植筋深度為15d，原結(jié)構(gòu)大梁側(cè)增加暗梁及暗梁植筋示意圖如圖9所示。后續(xù)施工風(fēng)道期間施作暗梁，作為風(fēng)道的結(jié)構(gòu)受力支撐，確保風(fēng)道結(jié)構(gòu)安全，增加結(jié)構(gòu)耐久性。

G01軸～G22軸地下2層頂板厚度為300 mm，頂板上部為功能房間，無(wú)回填土。為增加軌頂風(fēng)道后植筋區(qū)域結(jié)構(gòu)耐久性，此區(qū)域在進(jìn)行植筋的同時(shí)，采用在軌頂風(fēng)道頂部(地下1層-6.6 m)樓板頂部穿孔塞焊的方式進(jìn)行植筋，穿孔塞焊植筋每3 m設(shè)置一道，每隔3 m按塞焊錨板的方式設(shè)置兩根Φ25鋼筋，采用25 mm厚鋼板。非覆土區(qū)域風(fēng)道結(jié)構(gòu)墻增加穿孔塞焊做法詳見(jiàn)圖10，塞焊錨板節(jié)點(diǎn)做法詳見(jiàn)圖11[4]。

4 主要施工方法

4.1 植筋前拉拔試驗(yàn)

首先需要在施工之前進(jìn)行拉拔測(cè)試，以確保鋼筋、植筋膠等滿(mǎn)足施工要求。具體要求如下：

按照施工要求植入對(duì)應(yīng)的鋼筋，待固化完成后進(jìn)行試驗(yàn)。采用測(cè)力計(jì)對(duì)鋼筋進(jìn)行測(cè)試，當(dāng)其達(dá)到指定強(qiáng)度后，鋼筋因頸縮而呈現(xiàn)出斷裂狀態(tài)，說(shuō)明試驗(yàn)滿(mǎn)足要求。

4.2 植筋施工

植筋施工工序?yàn)椋簻y(cè)量放線(xiàn)→基層處理→機(jī)具鉆孔→氣泵吹灰→清理刷孔→氣泵吹灰→孔內(nèi)注膠→植入鋼筋→鋼筋固定→固化養(yǎng)護(hù)→抗拔試驗(yàn)。

1)測(cè)量放線(xiàn)。根據(jù)施工圖紙，測(cè)量定位出軌頂風(fēng)道側(cè)墻底板、軌頂風(fēng)道吊墻和軌頂風(fēng)道側(cè)壁墻位置線(xiàn)，并彈線(xiàn)做好標(biāo)記。放線(xiàn)完成后，組織技術(shù)人員進(jìn)行復(fù)線(xiàn)驗(yàn)收，復(fù)線(xiàn)無(wú)誤后向監(jiān)理工程師報(bào)驗(yàn)。

2)基層處理。側(cè)墻結(jié)構(gòu)和梁板頂部，混凝土結(jié)構(gòu)表面植筋區(qū)域用氣泵吹干凈。

3)機(jī)具鉆孔。按圖紙要求在施工面劃定鉆孔錨固準(zhǔn)確位置，并做出明顯標(biāo)記，技術(shù)人員自檢合格后，報(bào)監(jiān)理工程師進(jìn)行驗(yàn)收。鉆孔的位置用探測(cè)儀測(cè)定，以利鉆孔時(shí)避開(kāi)鋼筋。用電錘鉆出錨固鋼筋的孔洞，鋼筋植入深度按圖紙和規(guī)范要求，實(shí)際鉆孔時(shí)，鉆頭應(yīng)始終與結(jié)構(gòu)面保持垂直。結(jié)構(gòu)頂板處鉆孔嚴(yán)禁將結(jié)構(gòu)板鉆透。鋼筋直徑與孔徑的關(guān)系嚴(yán)格按照規(guī)范要求，植筋孔深施工班組必須對(duì)每個(gè)孔進(jìn)行自檢，自檢合格后，由技術(shù)人員對(duì)施工班組所報(bào)驗(yàn)植筋區(qū)域孔深進(jìn)行抽檢，抽檢數(shù)量為總數(shù)的5%。全部合格后報(bào)監(jiān)理工程師進(jìn)行驗(yàn)收。

4)鉆孔清洗。洗孔是整個(gè)施工中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。在鉆孔施工結(jié)束后，整個(gè)孔內(nèi)部存在較多雜質(zhì)，影響后期施工質(zhì)量。因此需要采用加長(zhǎng)幫毛刷對(duì)鉆孔進(jìn)行清潔，確保孔內(nèi)的異物、灰塵等清除干凈，必要時(shí)還需要借助氣泵對(duì)孔內(nèi)浮塵進(jìn)行清理。最后用鋼絲刷清孔，清孔后再次用氣泵吹灰清孔，直至孔中無(wú)灰塵清潔干凈為止。清洗結(jié)束后還需要用脫脂棉蘸酒精或丙酮等多鉆孔進(jìn)行清潔。避免使用水等不宜揮發(fā)液體進(jìn)行清潔。施工結(jié)束后，施工班組必須對(duì)每個(gè)孔進(jìn)行自檢，自檢合格后，由技術(shù)人員對(duì)施工班組所報(bào)驗(yàn)植筋區(qū)域孔深進(jìn)行抽檢，抽檢數(shù)量為總數(shù)的5%。全部合格后上報(bào)監(jiān)理工程師，經(jīng)過(guò)驗(yàn)收合格方能進(jìn)行下一項(xiàng)工序。若清孔后不進(jìn)行下一項(xiàng)作業(yè)，可用木棉等物堵孔以防異物或灰塵進(jìn)入。

5)注植筋膠。注膠施工在鉆孔完成以后，等待孔內(nèi)溫度降低后，再進(jìn)行注膠施工。注膠時(shí)將注射器上的混合噴頭伸進(jìn)孔底部，如長(zhǎng)度不夠可用塑料管加長(zhǎng)，然后感覺(jué)到注射器扳機(jī)有壓力時(shí)進(jìn)行緩慢抽出，以便于排出孔內(nèi)空氣。注膠時(shí)在套管內(nèi)加入藥劑，并配合混合器將其放置于注射器當(dāng)中。在施工時(shí)，對(duì)于前兩次注射處的藥劑應(yīng)當(dāng)丟棄，避免藥劑未充分混合影響施工效果。為了使鋼筋植入后孔內(nèi)膠液飽滿(mǎn)，又不能使膠液外流，孔內(nèi)注膠藥劑填滿(mǎn)孔徑約2/3時(shí)，停止注射，達(dá)到70%即可。孔內(nèi)注滿(mǎn)膠后須立即植筋，整個(gè)注膠過(guò)程控制在3 min之內(nèi)，以免膠液初凝。

6)植筋。在植筋之前，需要采取有效的措施對(duì)鋼筋進(jìn)行除銹、去污處理。必要時(shí)使用酒精等對(duì)其表面油漬進(jìn)行清除。在完成鉆孔注膠后應(yīng)當(dāng)立刻進(jìn)行植筋施工，插筋時(shí)鋼筋應(yīng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)慢慢單向旋插入孔中直至鋼筋伸入孔底。旋入時(shí)不可中途逆向反轉(zhuǎn)，以保證膠與鋼筋良好結(jié)合黏結(jié)牢固。新植入口鋼筋產(chǎn)生錯(cuò)位時(shí)，屬規(guī)范允許偏差可繼續(xù)下步施工作業(yè)；大于規(guī)范允許偏差時(shí)，為防止混凝土局部因保護(hù)層過(guò)大而產(chǎn)生裂縫，需在新植入偏差較大部位鋼筋處加設(shè)安裝鋼筋網(wǎng)片。

7)臨時(shí)固定。插入鋼筋后，為保證鋼筋與水平面的垂直度，在孔口周?chē)扇∵m當(dāng)措施，調(diào)整鋼筋水平與垂直度。

8)固化養(yǎng)護(hù)。鋼筋植入后，在植筋膠完全固化前不能振動(dòng)鋼筋。錨固工作完畢要有專(zhuān)人看護(hù)，以防碰動(dòng)，直至膠完全凝固為止[5-8]。

4.3 植筋效果檢測(cè)

植筋效果檢測(cè)主要是檢測(cè)植筋的抗拔力，進(jìn)行非破損性拉拔試驗(yàn)。檢測(cè)時(shí)，施加的力小于鋼筋的屈服強(qiáng)度，大于設(shè)計(jì)要求的植筋設(shè)計(jì)錨固值，如果鋼筋無(wú)頸縮、混凝土無(wú)開(kāi)裂等破壞現(xiàn)象，表明植筋質(zhì)量合格。

本工程委托廊坊市中鐵物探勘察有限公司對(duì)所有后錨固植筋進(jìn)行拉拔檢測(cè)，抽取一定數(shù)量的點(diǎn)進(jìn)行拉拔力試驗(yàn)，點(diǎn)位由業(yè)主、監(jiān)理及檢測(cè)方共同選定。檢測(cè)抽樣率為植筋總數(shù)的3%且不少于5件。拉拔力試驗(yàn)裝置采用CH-10，CH-30拉拔儀，在試驗(yàn)點(diǎn)整平安置穿孔液壓千斤頂，把拉拔裝置按順序一次就位。本次加載的荷載要高于設(shè)計(jì)要求的20%以上，通過(guò)同步施工并輸出相關(guān)數(shù)據(jù)，來(lái)對(duì)混凝土表面錨固件的位移情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，描繪出對(duì)應(yīng)的位移曲線(xiàn)。現(xiàn)場(chǎng)后錨固植筋拉拔檢測(cè)如圖12所示。

經(jīng)檢測(cè)，所有后錨固植筋試樣在持荷期間，錨固件未出現(xiàn)位移，對(duì)應(yīng)混凝土未出現(xiàn)裂縫等質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)根據(jù)加載試驗(yàn)來(lái)看，滿(mǎn)足荷載加載試驗(yàn)要求，2 min內(nèi)未出現(xiàn)顯著的荷載下降且幅度低于5%。軌頂風(fēng)道植筋區(qū)域所有后錨固植筋效果均滿(mǎn)足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求[9-12]。

5 結(jié)語(yǔ)

城際鐵路聯(lián)絡(luò)線(xiàn)北京新機(jī)場(chǎng)站軌頂風(fēng)道結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，采用后錨固植筋技術(shù)，很好地解決了軌頂風(fēng)道結(jié)構(gòu)側(cè)墻插筋、豎向吊墻等插筋缺失的問(wèn)題，為后續(xù)軌頂風(fēng)道結(jié)構(gòu)施工提供了保障。后錨固植筋技術(shù)施工安全性高、可靠性好、施工操作簡(jiǎn)便，增強(qiáng)了北京新機(jī)場(chǎng)站的整體穩(wěn)定性，保證了軌頂風(fēng)道結(jié)構(gòu)安全，其在本工程中的成功應(yīng)用，為后續(xù)類(lèi)似工程施工提供了借鑒。