浅述植筋技术在加建工程中的应用

1 工程概况

某办公楼原设计十层, 采用钢筋砼框架结构, 已于1998年施工完成五层, 一年后柱筋用低标号砂浆封固, 2006年3月决定加层施工。待工程队进场凿开柱头砂浆后, 发现部分钢筋存在不同程度的锈蚀, 为确保新施工的砼柱与厚砼的刚性连接, 经过多种方案比较, 宜采用植筋技术对新、旧柱之间的结构进行改造。

2 植筋设计方案

2.1 植筋原理

植筋技术是一种新型的钢筋砼结构改造技术。本工程采用UPAT UPM33植筋粘结灰浆植筋技术。它是在原有结构需改造的部位如柱、墙等结构构件上, 按结构设计计算的钢筋数量、规格、位置, 经过钻孔、清孔、注入植筋胶、载入植筋的方法, 实现结构的改造, 使结构筋按设计要求承受在正常施工和使用时可能出现的各种荷载。本工程共有76根钢筋需作植筋处理, 直径为Φ18～Φ25。

2.2 植筋材料选用

德国琥珀牌 (UPAT UPM33) 植筋粘结灰浆是一种利用粘着和锁键原理产生固结力的固定剂, 其有如下特性: (1) 非膨胀性锚固; (2) 不含苯乙稀; (3) 低含水量、感应量; (4) 抗高温, 短时间内可抵抗120°C的高温; (5) 抗碱性; (6) 低间距; (7) 硬包装套筒使得剩余的灰浆可以储存再次使用; (8) 在建议拉力范围内拉拔的位移≤0.5mm; (9) 反应时间见表1。

2.3 质量控制

UPM33植筋化学粘结灰浆质量稳定, 施工工艺可靠, 技术较为成熟, 是目前较好的植筋锚固材料, UPM33强度设计理论按3种破坏形式考虑: (1) 钢筋达到设计强度而破坏; (2) 粘合剂与钢筋粘合界面达到极限而破坏; (3) 粘合剂与砼表面粘合达到极限值而破坏。

为了便于操作UPM3提出了建议拉力计算公式:

所受拉力red、Fz=建议安全拉力rec、Fz×边距缓冲系数Lar2.1×Lar2.2×la

根据大量的实验, UPM33提出了受边距影响时拉力的缓冲系数Lar和受影响拉力的缓冲系数。

3 施工工艺

(1) 测量放线, 根据柱位置弹出四边墨线, 按设计要求确定钢筋位置; (2) 用大型电钻钻孔不得伤及原有钢筋, 一次达到设计要求的钻孔深度; (3) 用钢丝刷清除孔内破碎砼粉末, 并用气泵吹出剩余粉末, 保证孔内清洁, 然后用纸团将孔临时封闭, 以防粉末或杂物掉入孔内; (4) 用注射器从孔底开始向外灌注植筋力, 注剂量不少于孔深2/3, 并保证一次注填完成; (5) 填入前要对钢筋进行除锈, 并作好插入深度控制标记; (6) 在注射完毕后, 要立即植入钢筋; (7) 在固结时间内不得触动钢筋。

4 施工效果

整个植筋过程完成后, 对粘结前植钢筋抽样进行非破坏抗拔试验, 下面以Φ25钢筋试验过程为例分述: (1) 试验设备.Φ25植筋抗拔试验采用YQ60A-250型油压千斤顶、百分表, 油压表均经省计量部检定合格。 (2) 试验标准.由于植筋试验目前仍没有标准规范鉴于锚固性质基本与锚杆相似, 故本试验参考《土层锚杆设计与施工规范》中有关规定进行。

A.荷载分级:加载以推荐设计抗拔力为试验基本荷载值, 以要求推荐设计抗反力的10%、25%、75%、100%进行分级, 以第一循环时10%试荷作为位移测量的初始值, 加载至100%试荷后, 分别以试荷的75%、50%、25%分级卸荷至10%, 再按上述分级作第二次加载, 加载至100%试荷后, 直接卸载至10%试荷, 测读残余变形后卸荷至零, 至此检定性试验结束。

B位移测读, 第一循环试验时, 加载时每级荷载施加后立即测读位移值, 持荷3分钟再测读一次, 便施加下一级荷载, 卸荷时, 每级卸荷后立即测读位移值, 持荷一分钟后再测读一次, 便卸下一级荷载;卸荷至10%试荷时, 以按卸荷测读的时间测读位移值后, 即进行第二循环加载试验, 每级荷载在加载后测读位移值, 持荷1分钟, 再测读一次, 之后便施加下一级荷载, 当加荷至要求最大试荷 (100%试荷) 时, 恒荷3分钟, 按加荷测读时间测读位移值后, 便直接卸荷至10%荷载, 测读残余位移值。

本试验共对两根Φ25植筋进行抗拔试验, 试验记录分别见表3、表4均达到要求。

5 施工体会

施工中应注意几个问题: (1) 植筋孔按设计要求布孔定位后, 施工单位应配备钢筋探测仪, 用钢筋探测仪测定孔位处有无受力钢筋, 有钢筋时位置适当变更。尽量避免伤及原有钢筋。 (2) 结构胶若有沉淀, 使用前应搅拌均匀。 (3) 为保证植筋质量, 植筋用螺纹钢必须表面整洁, 无披口并且无油渍;当钢筋表面有锈蚀时, 必须先进行除锈, 直到露出金属光泽为止。 (4) 要严格按照立位标线一次性钻孔达到要求, 同时要保证孔内清洁。 (5) 植筋后要检查钢筋的垂直度, 发现问题及时调整, 不可在规定凝胶时间的触动钢筋。

Φ25植筋试验号:试1

Φ25植筋试验号:试2

摘要：简述植筋在加建工程方案设计及施工工艺

关键词：植筋技术,清孔,结构胶,钻孔粘锚,固化,抗拔试验