植筋技術運用淺析

徐健全

【摘要】植筋的過程是在鋼筋混凝土結構上鉆出合適的清潔孔洞，將錨固材料粘合劑注入孔洞，插入一定長度的錨固鋼筋(或螺栓)，并待粘合劑固化。運用這種方法錨固鋼筋猶如原有結構中預埋鋼筋，能使植入鋼筋的技術性能得到充分發揮。本文主要介紹植筋技術原理、植筋技術工藝流程，并就目前植筋技術的運用 ,提出了一些需要解決的問題。

【關鍵詞】強度耐久性工藝流程問題

在工程施工過程中，因為失誤在插筋過程中常有遺漏，如在剪力墻、柱、構造柱或梁板部位漏插鋼筋，混凝土澆筑完畢后進行工程補救，或是設計變更須重新增加鋼筋，由于植筋施工工藝簡便，效果明顯，作業方式靈活，工期短，造價低，操作方便，勞動強度低和質量易保證，工程技術人員常常會考慮到植筋技術的運用，也有些施工企業為了加快施工進度，對填充墻的拉結筋，在施工時不綁扎，而待日后植筋?？傊陙碇步畹膽迷絹碓蕉?。但這一技術到目前為止還沒有相應的施工技術標準，使得植筋的施工工藝無章可循。目前市場上的粘合劑種類、型號較多 ,其性能各異 ,本文通過蘇州市建筑科學研究院SJN-C建筑結構膠粘劑為例，淺要介紹植筋技術原理、施工流程，并對施工中容易出現質量問題，就其操作工藝提出質量控制的關鍵工序，供工程技術人員參考。

1、植筋技術原理的可行性

1.1植筋概念。植筋就是在結構加固、補強、新老結構連接、補埋鋼筋、后埋鋼構件等工程中 ,在已有混凝土結構或構件上根據工程設計所用鋼筋(通常稱為植筋)直徑 ,以適當的鉆孔直徑和深度鉆孔 ,并采用建筑用化學膠粘劑使被植入鋼筋與原混凝土粘接牢固 ,并使鋼筋與原混凝土的粘接強度達到設計要求 ,從而使作用在植筋上的拉力通過化學粘接劑向混凝土中傳遞。植筋膠對鋼筋的錨固作用不是靠錨筋與基材的脹壓與摩擦產生的拉力來承受鋼筋的受拉荷載 ,而是利用其自身粘接材料的錨固力 ,使錨桿與基材有效地錨固在一起 ,產生的粘接強度與機械咬合力 ,當植筋達到一定的錨固深度后 ,植入的鋼筋就具有很強的抗拔力 ,并基本沒有滑移 ,從而保證了錨固強度和持久的耐力強度

1.2植筋強度。按照張志強 等對 FISV360 植筋與混凝土和鋼筋之間的膠結能力的試驗研究 ,鋼材在達到一定的錨固深度后其材性是可以充分發揮的 ,而且 ,拉拔試驗以混凝土的錐形破壞為主 ,這說明膠接材料的膠接能力是可以信賴的。其試驗利用一組(三件)Φ22螺紋鋼筋種植在 C30混凝土試件上(尺寸為1000 mm×1000 mm×500 mm) ,其鉆孔孔徑 D =28 mm,孔深 T≈13.6D =300 mm,參照美國 ASTME488-90試驗方法 ,由上海市建筑科學研究院檢測站進行錨固拉拔試驗 ,在當時環境氣溫12 ℃的條件下測定其 2 h 固化的極限拉拔荷載值并觀察試件的破壞情況 ,試件均成混凝土錐形破壞模式 ,植筋極限荷載基本值分別為257、261、255 kN,均超過鋼筋拉拔強度標準值 (127.3 kN) 。

2、植筋工藝流程

植筋的定位放線→植筋的鉆孔→鉆孔的清理、處理和驗收→植筋鋼筋處理→配制錨固結構膠→注膠→植入鋼筋并臨時固定→固化養護→植筋拉拔檢驗→鋼筋綁扎并澆筑混凝土。

2.1植筋的定位放線。按設計要求標示植筋鉆孔位置、型號。若基材上存在受力鋼筋，鉆孔位置可適當調整，但均宜植在箍筋內側（對梁、柱）或分布筋內側（對板、剪力墻）。

質量控制關鍵：應先對原結構中鋼筋位置進行定位，以免鉆孔時對原結構鋼筋造成損傷。

2.2植筋的鉆孔。鉆孔主要器具用電錘，孔徑取d+4~10mm(小直徑鋼筋取低值，大直徑鋼筋取高值)。當混凝土達到設計強度和28天齡期以上時， 按照設計要求確定鉆孔的位置，孔徑和深度，外側孔壁與鋼筋混凝土構件邊緣間的寬度≥5mm以上，鉆孔后的孔壁完好無裂縫和蜂窩等。

2.3清理、處理和驗收。清理主要器具常用橡皮氣囊、毛刷、空壓機。鉆孔完畢，檢查孔深、孔徑合格后將孔內粉塵用氣流吹出，然后用毛刷、棉布將孔壁刷凈，再次壓縮空氣吹孔，應反復進行3∽5次，直至孔內無灰塵碎屑，用絲棉將孔口臨時封閉，避免水流入孔內或其它雜物落入其中，保持孔洞干燥。鉆孔處理后應由工程監理業主參加逐孔驗收并做好隱蔽工程記錄。

質量控制關鍵：鉆孔必須清掃干凈，以增強孔壁與結構膠的粘結力。

2.4植筋鋼筋處理。植筋應先通過物理試驗，采用機械法或鋼絲刷除去植筋表面鐵銹和氧化層，然后用丙銅除去殘留油污，經處理的鋼筋應盡快植入孔內，避免再次污染。植筋外露長度應滿足設計要求及規范規定，預留長度應能滿足設計要求的搭接長度，視具體情況而定，且相鄰兩根錯開35d。質量控制關鍵：鋼筋植入部分表面干凈，以增加與結構膠的粘結力。

2.5錨固結構膠的配制及注膠。拌膠前應準備好天秤等計量工具，按結構膠所需用量提取A料和B料進行稱量，然后攪拌均勻，用長嘴器具深入成孔底部，通過擠壓器將膠在孔內從里到外漸漸填孔并排出空氣，注膠量為孔深的1/2～1/3。質量控制關鍵：膠體應現配現用，注膠時從底開始，膠體不得有氣泡存在。。

2.6鋼筋的植入和臨時固定。將經過除銹處理的鋼筋插入灌有結構膠的孔內，并向同一方向旋轉鋼筋，（小鋼筋可反復的插入拔出），將孔壁殘存的灰塵攪入結構膠內，，直至附在鋼筋上的結構膠表面不帶有灰塵。將鋼筋扶正臨時固定，在膠固化前不能擾動鋼筋，以免影響錨固效果。質量控制關鍵：植筋必須緩慢旋入。

2.7植筋拉拔檢驗。植筋后3~4天可隨機抽檢，檢驗可用千斤頂、錨具、反力架和液壓表組成的系統作拉拔試驗。質量控制關鍵：一般加載至鋼材的設計力值80%

3、植筋常見質量問題

3.1、施工人員未能按技術要領進行操作，不是往孔內先注膠，后插筋，而是將結構膠抹在鋼筋表面，再隨便插入孔內，導致植筋孔內結構膠不密實而影響其粘結力。

3.2鉆孔完成后，由于下雨孔內進入泥水，而施工人員未進行有效的清理，從而影響了粘結質量。

3.3施工搶進度，混凝土尚未達到設計強度或植筋深度達不到要求。

4、植筋技術需要解決的問題

植筋技術應用有著廣泛的發展前景，隨著植筋技術的應用普及和植筋技術應用研究的深入，植筋技術理論將進一步成熟。不僅其設計、施工、驗收將有據可依 ,而且植筋技術應用也將規范化和理論化。隨著植筋技術的廣泛應用，筆者認為目前植筋技術應著手解決好以下問題：a) 就植筋技術應用的方法、手段、設備、儀器，通過研究和實踐形成成套的植筋技術；b) 給出混凝土、鋼筋、孔徑和植筋深度的理論關系；c) 完善加固技術，指導形成高技術加固公司 ,能使植筋等加固問題圓滿解決；d) 對工程用粘接劑給出具體選擇 ，以指導工程設計和施工；e) 指導形成關于植筋技術的設計、施工、驗收規范。

5、結束語

植筋技術設備簡單，操作方便，效果可靠，且施工難度小，較易控制，在工程補救及設計變更中不失為一種實用的新型施工工藝

參考文獻：

[1]《FISV360植筋錨固技術》2001 張志強

[2]《植筋用粘合劑長期負荷性能檢測與評估》2001 吳進張欣瞿培峰

[3]《植筋技術應用研究淺析》2003劉輝趙志璠等

[4]《SJN-C建筑結構膠粘劑鋼筋錨固施工規范》蘇州市建筑科學研究院

[5]《建筑結構檢測鑒定與加固》袁海軍姜紅等