植筋技术的探讨

2022-10-11

植筋是近年来发展比较快的一门新技术, 属于粘贴技术的一种, 随着化学建材在我国的大力推广应用, 高粘度建筑结构胶及植筋工艺技术已在建筑工程中广泛应用, 化学建材的使用前景广阔。

1 技术的适用范围较广

目前植筋工艺在建筑工程中广泛应用, 尤其在旧楼改造、扩建、加固以及施工过程中遇到的已建结构设计变更等工程实际中, 植筋技术主要是在砼 (或石材) 中钻孔埋植受力钢筋, 施工的工作条件是:温度低于600度;相对湿度小于70%;构件砼 (或石材) 强度等级大于C15。

2 植筋工艺的优点

植筋技术是对新旧建筑构件进行联接的方法, 与传统的方法比较有很多优点: (1) 结构胶粘结强度高, 固化后其自身的强度大大超过原来砼, 且具有良好的耐水性和耐介质性能; (2) 连接的构件与一般铆接、焊接相比, 构件的连接处受力均匀, 不会产生应力集中现象, 耐疲劳性和整体性好; (3) 用结构胶连接构件施工方便, 安装快捷, 施工速度快, 工期短, 一般胶粘的构件可在2～3天内即可受力投入使用; (4) 在结构连结构件的施工过程中, 新增加的重量小, 被连结的构件外形不容易受到影响, 外观保持良好; (5) 用结构胶连接构件的工艺比较简单, 施工方便, 施工速度快, 效率高, 成本低, 效果好。

3 植筋工艺的工作流程 (见图1)

3.1 锚筋设计

根据设计要求, 由专业技术人员进行锚筋设计, 有这方面经验的设计者应优先考虑, 由于影响锚固力的因素很多, 目前还没有可靠的计算公式, 因此锚筋设计可参考结构粘结胶厂家提供的数据 (表1为某一进口植筋胶RE500结合力特征值) 。

3.2 钻孔与清孔

根据设计图纸砼构件配筋图, 查明每根钢筋的规格, 并根据钢筋直径选择不同直径的钻头及钻孔深度, 用冲击电钻在砼上钻孔, 孔壁用硬毛刷或硬质尼龙刷刷干净, 然后用压缩机或气泵把孔内尘土吹出如此反复进行不小于3次, 孔深超过20cm使用混合管延长器, 如果使用高压水冲洗孔洞, 则应保证孔壁完全干燥后方可进行下一道工序施工, 否则会影响结构胶与砼的粘结及固化。

3.3 配胶与注胶

目前结构胶绝大多数为A、B两组环氧树脂类, 须在使用时在现场试配后使用, 配胶的比例要严格控制, 实施时工序比较繁琐, 但是如果采用RE500粘结胶施工则较为方便快捷, 注射器内有内置混合管, 施工时, 将混合管直接伸入孔底, 一边注射胶体一边将混合管匀缓提升, 已确保孔内空气完全排出而不产生气泡, 注胶一定要饱满否则将直接影响锚固力的大小, 另外, 注胶完成后必需要按所用胶体使用说明书上厂家提供的固化时间和凝胶时间内插入钢筋, 不得超过使用时间, RE500粘结胶的初凝时间大约30分钟, 具体还要根据不同的工作条件来确定。 (表2为某一进口植筋胶RE500的固化时间) 。

3.4 植筋

植筋时为了增加锚固力应尽量使用螺纹钢, 植筋前要将钢筋表面进行除锈、除污、除水处理, 并在钢筋上作标记以确定插入深度, 然后, 将钢筋缓慢旋转插入注满胶的植筋孔内, 直至到达钢筋标记孔口以确保埋植深度, 将孔口溢出的胶刮干净, 立即用适当方法封堵孔口 (如橡皮塞、塑料泡沫等) , 防止漏胶。

3.5 固化

施工完成后进入固化阶段, 固化期间应禁止对钢筋扰动, 一般情况下固化一天即可, 三天后可受力使用, 应该注意的是不同厂家的产品会有不同的固化时间, 应严格按厂家提供的时间进行。

3.6 检验

在整个植筋施工过程中, 栽植钢筋质量的好坏将直接影响结构的受力性能, 甚至影响建筑结构的安全性能, 然而栽植钢筋施工质量的好坏无法用“尺量、眼看”等普通建筑工程施工验收方法进行判断, 因此, 为保证栽植钢筋施工质量, 对化学植筋工程的栽植钢筋进行现场抽检是必要的;主要用穿心式千斤顶、基座、压力传感器、百分表、秒表等进行检测, 抽检数量一般按相同类型、相同规格型号、尺寸和用于相同部位构件设计强度等级的栽植钢筋分批, 每批按工程量的1%抽取并不少于3根;另外, 外观检查主要有:看是否有流胶现象, 注胶是否饱满, 固化是否正常。

3.7 植筋工艺在实际工程中的应用

位于广州市白云区广园小区的综合办公大楼已于1997年底完工, 2002年中建设单位决定改变首层使用功能, 拟在首层加一夹层, 由原来一层变成二层, 经原设计人员核算后同意本改造工程新旧结构的联接采用粘结胶植筋工艺, 在原有的柱子上植筋加建砼梁, 在原有的柱位上植筋加建柱子, 该改建工程由于锚筋设计合理, 在植筋施工中能严格按照施工工序的每一步精心施工, 植筋完成后, 经检验所植钢筋抗拔力100%达到设计要求, 由于植筋施工速度快, 工程比用传统的改建方法提前20天工期, 取得了良好的经济效益。

4 保证植筋工程质量的几点建议

(1) 粘胶植筋法虽然具有施工方便, 安装快捷, 施工速度快等优点, 但不要滥用, 要根据工程实际需要使用, 笔者认为结构项目改造要委托有相应资质的设计单位来设计, 严把设计质量关。

(2) 施工时要把好钻孔质量关, 钻孔前应彻底了解原设计, 特别是连接处原结构的钢筋分布, 施工时用钢筋探测仪 (FS-10) 对原构件探测分析, 辩别出原有钢筋的分布位置, 分析钢筋钻孔的位置, 并作标志以保证一次钻孔成功, 尽量避免重钻, 孔洞应尽量避开原构件钢筋。而对工人必须进行加强教育, 提高员工素质, 要求由专业技术工人具体操作每一工序, 严把质量关。

(3) 关于钢筋锚固深度问题:笔者认为要根据不同的受力部位来确定锚固深度建议受力较大部位锚固20d (如植梁筋) ;一般可锚固10d～15d。

(4) 目前由于产品质量和施工技术鱼龙混杂的情况下, 结构粘胶和钢材的质量是确保整体植筋技术质量的大前提, 建议由有资质的植筋技术队伍负责施工。