化学植筋技术应用于油田建设工程

2014-03-08大庆油田设计院

油气田地面工程 2014年7期

大庆油田设计院

化学植筋技术应用于油田建设工程

史冬东大庆油田设计院

植筋连接技术是一种新型的钢筋混凝土结构改造技术，它是在需连接的旧混凝土构件上按照结构受力分析确定钢筋数量、规格和位置，在旧构件上经过钻孔、清孔、注植筋胶，最后植入所需钢筋，使钢筋锚入旧结构构件里，再浇筑新混凝土，从而完成新旧钢筋混凝土的有效连接，达到共同作用、整体受力的设计目的。化学植筋技术不仅满足了固定施工的要求，而且提高了工程质量，加快了工程速度，相对造价低，解决了施工中的一些难题，在以后的油田改造项目中具有广泛的应用前景。

化学植筋；施工；钢筋；黏结力

1 植筋原理与工艺流程

植筋连接技术是一种新型的钢筋混凝土结构改造技术，它是在需连接的旧混凝土构件上按照结构受力分析确定钢筋数量、规格、位置，在旧构件上经过钻孔、清孔、注植筋胶，最后植入所需钢筋，使钢筋锚入旧结构构件里，再浇筑新混凝土，从而完成新旧钢筋混凝土的有效连接，达到共同作用、整体受力的设计目的。

呈液状的黏着植筋剂(胶状树脂)在混凝土中会渗透到混凝土缝隙和毛细孔中，植筋剂硬化后不仅产生摩擦力，还会在混凝土与钢筋之间产生锁键力，因而利用这种黏着和锁键原理就能得到需要的所植钢筋与旧混凝土之间黏结力。按照植筋理论要求，由植筋剂与钢筋黏合界面黏合达到极限值时的黏合质抗拉力，以及植筋剂与混凝土表面达到黏合极限值时的混凝土抗拉力确定的植筋破坏力，必须大于所植钢筋达到设计强度而产生破坏的拉力，并应有一定的安全储备。

工艺流程为：施工准备→定位放线→钻孔→清孔→质检→注胶植筋→插入钢筋→固化→清理。

2 工程实例

下面以某建设集团办公楼改造工程为例进行详细说明。

2.1 施工要点

搭设外脚手架至屋面以上1.5m，拆除女儿墙及屋面防水层，并全部清理至屋面结构层。在建筑物外墙框架柱侧面剔凿原抹灰层，露出结构柱面，剔凿范围是柱顶向下100mm左右，便于校核原柱轴线位置。外墙框架柱两侧面露出结构层后即可进行测量放线，在柱顶弹出新柱轴线及柱边控制线。对原有柱顶混凝土进行剔凿，深度为柱顶向下30～50mm，至柱顶筋全部露出为止，以便准确定位、钻孔。

根据已确定的柱轴线和已露出的原纲筋位置确定钻孔位置，用油漆画圈标记，核实无误后开始钻孔。钻孔为Ø36 mm，孔深为400 mm，用管型钻头，湿作业施工。不能损坏原结构柱筋。对已成孔进行高压风处理，将孔内灰渣吹净，用烤棒烤干，然后用丙酮清洗孔壁，要保持孔内清洁干燥。一排或若干个柱钻孔完毕，立即清孔。

在注胶前必须经质检员验收，符合要求后可进行注胶植筋。树脂胶的配制严格按实验室批号配合比计量配置，随用随配。调配时要确保搅拌均匀，颜色一致。树脂胶灌入孔内后，将经过处理并涂刷树脂胶的钢筋插入孔内，按一定方向旋转十几圈，使树脂胶与钢筋和混凝土表面黏结密实，然后将挤出柱面的胶清理干净。此道工序完成后，24 h内不能碰动钢筋。

注胶植筋完成后3天，做抽样拉拔力实验（实验时间参照结构胶说明），实验根数不少于3%植筋数量。在现场质检过程中要求对植筋结构进行钢筋的根根检验，以保证结构的可靠性。

施工主要机具包括冲击钻、钢筋切断机、钢丝刷及计量容器。

施工材料：YJS—1型结构胶，Ø25钢筋，5%浓度的盐酸，丙酮溶液。

2.2 劳动组织与安全

现场植筋操作2人一组，流水作业，根据技术交底中工艺要求、质量标准进行注胶与植筋，其操作人员组数视工程量大小而定。

2.3 成品保护

成孔后，用棉纱塞好，防止杂物入内。固定好钢筋后，24 h内不能碰动钢筋。不得在钢筋上行走，堆放物件，防止未固化前的扰动。砼结构养护时应注意不要把水洒到植筋结构上。

2.4 质量要求

各种原材料均要满足设计要求。黏结剂进场后必须检查其出厂合格证，合格证上应标明产地、品种、规格、数量及出厂日期，防止不合格产品和过期产品应用于工程。钢筋必须有出厂合格证、复试报告及试植筋的拉拔试验报告，符合设计要求后，方可大面积施工。植筋用钢筋表面必须清洁，锚固端无油、无污垢、无浮锈，否者严禁使用。所钻的孔必须经质检人员逐个检查，确保孔深、垂直度及孔径符合设计和标准要求，并做好记录。注胶要从孔底开始，注满整个孔身。在注胶过程中做好保护，防止杂物落入孔内。植筋完成后，按设计要求做好竣工后的植筋拉拔试验，合格后方可进行下道工序施工，试验报告应存档。

2.5 质量控制要点

钢筋与混凝土的锚固黏结力为混凝土抗拉强度值，一般为3.0MPa。胶黏剂抗剪强度应大于9.0MPa。钻孔检查构件混凝土强度，必须达到C20以上，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，钻孔后的孔壁应完好，无裂缝和蜂窝等。

钻孔孔径应比植入钢筋直径大4～6mm，钻孔深度应不小于13 d（植筋直径）。钻孔后应立即清理，用刷子擦扫孔壁灰粉并用压缩空气吹净钻孔内的灰粉，然后用干净物体临时封堵封孔口，以防尘土、砂粒等杂物落入。钻孔后必须清扫干净，以增强与化学胶的黏结力。

植筋表面处理应先通过物理试验，采用机械法或钢丝刷擦除植筋部分表面铁锈和氧化层，然后用丙酮（化学试剂）除去残留油污，经处理的钢筋应尽快植入孔内，避免二次污染。钢筋植入部分必须表面干净，以增加与化学胶的黏结力。大多数化学黏合剂均为双组分材料，用长嘴器具深入成孔底部，通过挤压器将化学黏合剂在孔内从里到外渐渐填孔并排出空气。注浆量为孔深的1/2～1/3，从孔底开始注浆，浆体不得有气泡存在。将处理好的植筋缓慢旋入孔内预定深度，植筋必须缓慢旋入。已植入孔内的钢筋在常温下养护，直至使用的化学黏合剂固结的规定时间。保证固结时间，中间不得扰动。