植筋加固的原理與技術(shù)

時間：2020-06-04作者：上海凱諾實(shí)業(yè)有限公司瀏覽：71

1、植筋理論分析

1.1 植筋錨固的工作原理

植筋錨固是指在原有的混凝土構(gòu)件上，根據(jù)工程需要，在混凝土上鉆開直徑、深度適當(dāng)?shù)目锥?，注入化學(xué)錨固膠?；瘜W(xué)錨固膠在凝固后能產(chǎn)生高強(qiáng)度的粘結(jié)力，使螺桿、鋼筋等與混凝土通過錨固膠的粘結(jié)作用，成為一個共同受力體，以承受足夠的拉應(yīng)力或者剪應(yīng)力，從而達(dá)到預(yù)埋效果。作用在植筋上的拉力是通過化學(xué)植筋膠向混凝土中傳遞。

1.2 常見的植筋錨固結(jié)構(gòu)破壞形式

就目前來看，在碼頭工程中，常見的植筋錨固結(jié)構(gòu)的破壞方式有四種形式：鋼筋拉斷；混凝土錐體破壞；結(jié)構(gòu)膠與混凝土粘結(jié)滑移破壞；錐體-粘結(jié)復(fù)合破壞鋼筋拉斷：鋼筋在拉力作用下被拉斷。當(dāng)植筋錨固深度比較大，混凝土和錨固膠的強(qiáng)度都比較高時，鋼筋的直徑比較小，鋼筋拉應(yīng)力**過了鋼筋的抗拉強(qiáng)度而被拉斷?；炷铃F體破壞：鋼筋周圍的混凝土在拉力作用下被拉裂而破壞。這種破壞一般發(fā)生在錨固長度比較小的情況下，此時鋼筋周圍的混凝土承受的拉應(yīng)力**過混凝土抗拉強(qiáng)度，呈錐體狀被拉裂。粘結(jié)破壞：混凝土和錨固膠體發(fā)生滑移，錨固膠體隨著鋼筋一起被拔出?；炷量孜粌?nèi)水氣、粉塵、油污等清理不干凈，錨固膠體強(qiáng)度低，或者凍融均易發(fā)生這種形式的破壞。錐體-粘結(jié)復(fù)合破壞：破壞時混凝土表面的鋼筋周圍發(fā)生錐體破壞，錐體以下的錨固段發(fā)生滑移，膠層體隨著鋼筋一起從混凝土中拔出。

1.3植筋粘結(jié)性能影響因素

植筋粘結(jié)性能的影響因素很多。除了鋼筋直徑、鉆孔直徑、混凝土保護(hù)層厚度以及施工質(zhì)量外，還受到錨固基材混凝土強(qiáng)度、植筋深度、溫度三個主要方而的影響。植筋錨固承載力的確定首先是基于試驗結(jié)果。但是實(shí)驗室條件和現(xiàn)場施工條件完全不同。為了研究各個不同工作條件對植筋承載力的影響，某些重要的影響因素，則通過分組實(shí)驗，把各個因素分開考慮，除了考慮的因素變化外，其他條件按基本實(shí)驗條件不變。錨固基材混凝土強(qiáng)度：單向拉拔植筋試件的實(shí)驗結(jié)果表明，當(dāng)植筋的植入深度較?。ㄤ摻盥裆钚∮?/span>15 d），且在混凝土中沒有橫向配筋時，往往會發(fā)生混凝土的錐形破壞。在此情況下，混凝土抗拉強(qiáng)度或抗裂強(qiáng)度將影響試件破壞時極限承載力的大小。當(dāng)植入深度達(dá)到15d或者較大時，鋼筋拉拔后的破壞形式，主要為鋼筋屈服?；炷翗?gòu)件的植筋粘結(jié)強(qiáng)度與混凝土的強(qiáng)度等級成正比。植筋深度：隨著錨固長度的增加，承載能力增大。但平均粘結(jié)強(qiáng)度減小，錨固長度較短時，這種變化尤為明顯。錨固較長時，這種變化則漸趨平緩。溫度：將植入鋼筋預(yù)**行高溫加熱處理后，其粘結(jié)強(qiáng)度明顯大于沒有做任何處理的植筋粘結(jié)強(qiáng)度，且植筋粘結(jié)性能與混凝土強(qiáng)度成正比。

2、化學(xué)植筋技術(shù)在加固改造工程中對材料的要求

在目前的碼頭工程施工過程中，化學(xué)植筋技術(shù)對材料要求較高，其中主要是對混凝土基材、錨筋和錨固膠的要求。（1）對混凝土基材的要求?；炷粱膽?yīng)具有較大的體量，強(qiáng)度等級不得小于C20，能夠承擔(dān)對被連接件的錨固與全部附加荷載。對于一些風(fēng)化的、不密實(shí)的或者破損的混凝土或者混凝土的強(qiáng)度等級**C20，由于其錨固承載力非常低，不得作為錨固基材。（2）對錨筋的要求?；瘜W(xué)植筋技術(shù)所使用的螺桿與鋼筋，應(yīng)采用Q345，Q235鋼螺桿和HRB335，HRB400級帶肋鋼筋，選用螺桿與鋼筋要根據(jù)結(jié)構(gòu)的使用要求。鋼筋的強(qiáng)度指標(biāo)必須符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定。（3）對錨固膠的要求。植筋用的錨固劑必須通過專門的試驗確定，獲準(zhǔn)后方可使用。除錨固膠說明書規(guī)定可以摻入定量的填料外，現(xiàn)場施工中不宜隨意增添摻料。當(dāng)植筋的直徑大于22 mm時，應(yīng)采用級膠。錨固用膠粘劑的質(zhì)量和性能應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范的規(guī)定。

3、植筋施工工藝

1）定位：按照設(shè)訓(xùn)一要求標(biāo)示出植筋鉆孔位置、型號?？蛇m當(dāng)調(diào)整孔位以錯開原結(jié)構(gòu)鋼筋位置。2）材料準(zhǔn)備：按照加固設(shè)計的要求確定植入鋼筋的下料長度和鋼筋直徑。用鋼絲刷將所需植入長度范圍內(nèi)的鋼筋表而的油污、銹漬除掉，然后將其烘烤使其清潔干燥。3）機(jī)械鉆孔：鉆孔宜采用沖擊鉆或風(fēng)鎬鉆，也可用水鉆鉆孔。用沖擊鉆鉆孔，鉆頭直徑應(yīng)比鋼筋直徑大5 mm左右，鉆頭始終與結(jié)構(gòu)而保持垂直，且孔距不得小于5倍鋼筋直徑。4）清孔：清孔是植筋中重要的一個環(huán)節(jié)?？足@完后內(nèi)部會有很多灰粉、灰渣；用水鉆鉆孔時，孔里而會有殘留水漬，這會直接影響到植筋的粘結(jié)性能，所以一定要把孔內(nèi)雜物清理干凈。方法是：先用毛刷伸至孔底，來回反復(fù)抽刷，把孔底和孔壁的灰塵、碎渣帶出，再用壓縮空氣，吹出孔內(nèi)浮塵。吹完后再用脫脂棉蘸酒精洗孔內(nèi)壁。若采用水鉆鉆孔，可對孔進(jìn)行烘烤，以保證孔內(nèi)干燥。5）注膠植筋：把膠粘劑通過注膠從孔底慢慢向孔口注膠，注膠邊注膠邊慢慢后退，使孔內(nèi)的空氣排出，確保注膠飽滿。注膠至3 /4孔洞處后，把鋼筋植入設(shè)計深度的標(biāo)志處后，繼續(xù)注膠填滿孔洞。鋼筋插入時要注意以單一方向慢慢旋轉(zhuǎn)，使膠體與鋼筋充分粘結(jié)并不留空隙，同時應(yīng)保證植入鋼筋垂直于混凝土表而。6）固化保護(hù)：在錨固膠凝固之前要防止鋼筋受到擾動。若發(fā)現(xiàn)鋼筋受到大的擾動，必須將其馬上拔出，重新植筋。7）檢測：植筋后進(jìn)行非破損性拉拔試驗，檢測的數(shù)量是植筋總數(shù)的10%。梯度加載至設(shè)計錨固力并保持3min，若構(gòu)件未受到破壞滿足承載力要求即可。

4、植筋技術(shù)在碼頭結(jié)構(gòu)改造工程中的運(yùn)用情況

某碼頭一直作為砂石料卸貨碼頭。后需將其按?？?/span>14 000 kW大型救助船的系靠要求對該碼頭進(jìn)行加固改造為某東海救助局碼頭。改造方案為：1）岸側(cè)300H拱形橡膠護(hù)舷預(yù)埋螺栓采用鉆孔后化學(xué)錨固，螺栓埋設(shè)完成后安裝300H拱形橡膠護(hù)舷本體。錨固螺栓型號為M30，材質(zhì)為1 Cr13錨固深度60。，，錨固螺栓抗拔力檢測要求為M30}30 kN，鉆孔直徑采用38 mmo 2）在碼頭*設(shè)置4座混凝土斜梯。斜梯長7 m，寬1.5 m，厚度42 cm}斜梯上下高差3.2 m0斜梯上部與排架上橫梁連接，下部通過化學(xué)植筋與排架下橫梁連接。植筋鋼筋采用上下兩排共20根直徑25的HRB335鋼筋，植筋長度為600 mm，鉆孔直徑為32 mm。在加固過程中，錨固膠采用HY150植筋膠。在粘結(jié)終凝后，經(jīng)現(xiàn)場拉拔試驗，拉力達(dá)到167 kN時，未發(fā)生任何情況的破壞現(xiàn)象。該工程2012年加固改造完畢投入使用后，至今未出現(xiàn)任何異常，完全滿足使用要求。

5、結(jié)語

化學(xué)植筋技術(shù)作為一種新型的鋼筋錨固技術(shù)，具有工藝簡單，適用性強(qiáng)等特點(diǎn)，而且省時省工，操作方便，節(jié)約了資金，保證了工程的順利施工，較重要的是錨固性能、質(zhì)量能夠得到保證。


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