植筋技术运用浅析

徐健全

【摘要】植筋的过程是在钢筋混凝土结构上钻出合适的清洁孔洞，将锚固材料粘合剂注入孔洞，插入一定长度的锚固钢筋(或螺栓)，并待粘合剂固化。运用这种方法锚固钢筋犹如原有结构中预埋钢筋，能使植入钢筋的技术性能得到充分发挥。本文主要介绍植筋技术原理、植筋技术工艺流程，并就目前植筋技术的运用 ,提出了一些需要解决的问题。

【关键词】强度耐久性工艺流程问题

在工程施工过程中，因为失误在插筋过程中常有遗漏，如在剪力墙、柱、构造柱或梁板部位漏插钢筋，混凝土浇筑完毕后进行工程补救，或是设计变更须重新增加钢筋，由于植筋施工工艺简便，效果明显，作业方式灵活，工期短，造价低，操作方便，劳动强度低和质量易保证，工程技术人员常常会考虑到植筋技术的运用，也有些施工企业为了加快施工进度，对填充墙的拉结筋，在施工时不绑扎，而待日后植筋。总之近年来植筋的应用越来越多。但这一技术到目前为止还没有相应的施工技术标准，使得植筋的施工工艺无章可循。目前市场上的粘合剂种类、型号较多 ,其性能各异 ,本文通过苏州市建筑科学研究院SJN-C建筑结构胶粘剂为例，浅要介绍植筋技术原理、施工流程，并对施工中容易出现质量问题，就其操作工艺提出质量控制的关键工序，供工程技术人员参考。

1、植筋技术原理的可行性

1.1植筋概念。植筋就是在结构加固、补强、新老结构连接、补埋钢筋、后埋钢构件等工程中 ,在已有混凝土结构或构件上根据工程设计所用钢筋(通常称为植筋)直径 ,以适当的钻孔直径和深度钻孔 ,并采用建筑用化学胶粘剂使被植入钢筋与原混凝土粘接牢固 ,并使钢筋与原混凝土的粘接强度达到设计要求 ,从而使作用在植筋上的拉力通过化学粘接剂向混凝土中传递。植筋胶对钢筋的锚固作用不是靠锚筋与基材的胀压与摩擦产生的拉力来承受钢筋的受拉荷载 ,而是利用其自身粘接材料的锚固力 ,使锚杆与基材有效地锚固在一起 ,产生的粘接强度与机械咬合力 ,当植筋达到一定的锚固深度后 ,植入的钢筋就具有很强的抗拔力 ,并基本没有滑移 ,从而保证了锚固强度和持久的耐力强度

1.2植筋强度。按照张志强 等对 FISV360 植筋与混凝土和钢筋之间的胶结能力的试验研究 ,钢材在达到一定的锚固深度后其材性是可以充分发挥的 ,而且 ,拉拔试验以混凝土的锥形破坏为主 ,这说明胶接材料的胶接能力是可以信赖的。其试验利用一组(三件)Φ22螺纹钢筋种植在 C30混凝土试件上(尺寸为1000 mm×1000 mm×500 mm) ,其钻孔孔径 D =28 mm,孔深 T≈13.6D =300 mm,参照美国 ASTME488-90试验方法 ,由上海市建筑科学研究院检测站进行锚固拉拔试验 ,在当时环境气温12 ℃的条件下测定其 2 h 固化的极限拉拔荷载值并观察试件的破坏情况 ,试件均成混凝土锥形破坏模式 ,植筋极限荷载基本值分别为257、261、255 kN,均超过钢筋拉拔强度标准值 (127.3 kN) 。

2、植筋工艺流程

植筋的定位放线→植筋的钻孔→钻孔的清理、处理和验收→植筋钢筋处理→配制锚固结构胶→注胶→植入钢筋并临时固定→固化养护→植筋拉拔检验→钢筋绑扎并浇筑混凝土。

2.1植筋的定位放线。按设计要求标示植筋钻孔位置、型号。若基材上存在受力钢筋，钻孔位置可适当调整，但均宜植在箍筋内侧（对梁、柱）或分布筋内侧（对板、剪力墙）。

质量控制关键：应先对原结构中钢筋位置进行定位，以免钻孔时对原结构钢筋造成损伤。

2.2植筋的钻孔。钻孔主要器具用电锤，孔径取d+4~10mm(小直径钢筋取低值，大直径钢筋取高值)。当混凝土达到设计强度和28天龄期以上时， 按照设计要求确定钻孔的位置，孔径和深度，外侧孔壁与钢筋混凝土构件边缘间的宽度≥5mm以上，钻孔后的孔壁完好无裂缝和蜂窝等。

2.3清理、处理和验收。清理主要器具常用橡皮气囊、毛刷、空压机。钻孔完毕，检查孔深、孔径合格后将孔内粉尘用气流吹出，然后用毛刷、棉布将孔壁刷净，再次压缩空气吹孔，应反复进行3∽5次，直至孔内无灰尘碎屑，用丝棉将孔口临时封闭，避免水流入孔内或其它杂物落入其中，保持孔洞干燥。钻孔处理后应由工程监理业主参加逐孔验收并做好隐蔽工程记录。

质量控制关键：钻孔必须清扫干净，以增强孔壁与结构胶的粘结力。

2.4植筋钢筋处理。植筋应先通过物理试验，采用机械法或钢丝刷除去植筋表面铁锈和氧化层，然后用丙铜除去残留油污，经处理的钢筋应尽快植入孔内，避免再次污染。植筋外露长度应满足设计要求及规范规定，预留长度应能满足设计要求的搭接长度，视具体情况而定，且相邻两根错开35d。质量控制关键：钢筋植入部分表面干净，以增加与结构胶的粘结力。

2.5锚固结构胶的配制及注胶。拌胶前应准备好天秤等计量工具，按结构胶所需用量提取A料和B料进行称量，然后搅拌均匀，用长嘴器具深入成孔底部，通过挤压器将胶在孔内从里到外渐渐填孔并排出空气，注胶量为孔深的1/2～1/3。质量控制关键：胶体应现配现用，注胶时从底开始，胶体不得有气泡存在。。

2.6钢筋的植入和临时固定。将经过除锈处理的钢筋插入灌有结构胶的孔内，并向同一方向旋转钢筋，（小钢筋可反复的插入拔出），将孔壁残存的灰尘搅入结构胶内，，直至附在钢筋上的结构胶表面不带有灰尘。将钢筋扶正临时固定，在胶固化前不能扰动钢筋，以免影响锚固效果。质量控制关键：植筋必须缓慢旋入。

2.7植筋拉拔检验。植筋后3~4天可随机抽检，检验可用千斤顶、锚具、反力架和液压表组成的系统作拉拔试验。质量控制关键：一般加载至钢材的设计力值80%

3、植筋常见质量问题

3.1、施工人员未能按技术要领进行操作，不是往孔内先注胶，后插筋，而是将结构胶抹在钢筋表面，再随便插入孔内，导致植筋孔内结构胶不密实而影响其粘结力。

3.2钻孔完成后，由于下雨孔内进入泥水，而施工人员未进行有效的清理，从而影响了粘结质量。

3.3施工抢进度，混凝土尚未达到设计强度或植筋深度达不到要求。

4、植筋技术需要解决的问题

植筋技术应用有着广泛的发展前景，随着植筋技术的应用普及和植筋技术应用研究的深入，植筋技术理论将进一步成熟。不仅其设计、施工、验收将有据可依 ,而且植筋技术应用也将规范化和理论化。随着植筋技术的广泛应用，笔者认为目前植筋技术应着手解决好以下问题：a) 就植筋技术应用的方法、手段、设备、仪器，通过研究和实践形成成套的植筋技术；b) 给出混凝土、钢筋、孔径和植筋深度的理论关系；c) 完善加固技术，指导形成高技术加固公司 ,能使植筋等加固问题圆满解决；d) 对工程用粘接剂给出具体选择 ，以指导工程设计和施工；e) 指导形成关于植筋技术的设计、施工、验收规范。

5、结束语

植筋技术设备简单，操作方便，效果可靠，且施工难度小，较易控制，在工程补救及设计变更中不失为一种实用的新型施工工艺

参考文献：

[1]《FISV360植筋锚固技术》2001 张志强

[2]《植筋用粘合剂长期负荷性能检测与评估》2001 吴进张欣瞿培峰

[3]《植筋技术应用研究浅析》2003刘辉赵志璠等

[4]《SJN-C建筑结构胶粘剂钢筋锚固施工规范》苏州市建筑科学研究院

[5]《建筑结构检测鉴定与加固》袁海军姜红等