植筋技术在高速桥梁加宽施工中的应用研究

刘洪俊

摘要：近年来，我国在积极进行现代化建设的过程中，各地区的高速桥梁工程随之增加，一定程度上缓解了各地区交通拥堵问题，提升了各地区的物流水平，为促进当地经濟的发展奠定了良好基础。在高速桥梁加宽施工中，植筋技术呈现出了较高的应用价值，其不仅可以保证工程质量，还能够最大限度的缩短工期。鉴于此，本文首先从案例分析入手，对植筋技术进行了简要概述，并探讨了植筋技术在高速桥梁加宽施工中的实际应用，以供参考。

Absrtact： In recent years， during the process of active modernization in China， the high-speed bridge projects in various regions have increased， which has alleviated the traffic congestion problem in various regions to a certain extent， raised the level of logistics in various regions， and laid a good foundation for promoting the development of the local economy. In the widening construction of high-speed bridges， the anchorage reinforcement has shown a high application value. It not only ensures the quality of the project， but also minimizes the construction period. In view of this， this article starts with the case analysis， gives a brief overview of the anchorage reinforcement technology， and discusses the practical application of the anchorage reinforcement technology in the widening construction of high-speed bridges for reference.

关键词：植筋技术；高速桥梁；加宽施工；应用

Key words： anchorage reinforcement；high-speed bridge；widening construction；application

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）17-0251-03

0 引言

在高速桥梁加宽施工中应用植筋技术，要求施工人员严格遵守预定深度和孔径规定展开施工，在钻孔施工基础上对其进行有效清理，并将植筋胶注入到孔位中，在此基础上施工人员应在孔位中插入钢筋，有效固定钢筋与混凝土。植筋技术同钢筋预埋技术具有异曲同工之处，在桥梁加宽施工中，能够从整体上提升工程结构的牢固性和稳定性。施工人员在对这一技术进行有效应用的背景下，有助于提升工程质量，并缩短工期，因此有助于高速桥梁工程创造最大化经济和社会效益。

1 案例分析

某高速公路扩建工程施工中，以“局部分离加宽、两侧拼接加宽”为主要施工原则，通过扩建采用双向8车道取代原有的双向4车道，扩建施工后车道拥有42.5m的整体路基宽度以及41.5m的桥梁宽度。将两侧加宽的方式应用于桥梁拼接模式中，其需要有效连接上部构造、跨径以及结构，但是不与下部构造进行连接。将板式结构桥梁应用于上部构造中，在拼接新老结构时需要将原有桥外侧边板悬臂拆除，其宽度为25cm，在这一施工中凿除工作量较大，会严重影响工程进度，因此，本工程在实际展开扩建施工的过程中，拟定将原桥外侧边板悬臂进行切割，在连接新老结构时需要采用植筋技术。为了保证工程施工质量，施工单位展开了以下研究工作。

2 植筋技术概述

2.1 植筋技术作用原理

植筋技术即严格按照深度和直径规定在混凝土构件以及结构上钻孔，为了保证原混凝土与新的钢筋之间实现牢固粘接，需要对专用植筋胶进行应用，在此基础上将拉力作用于植筋上，会在化学粘接剂这一媒介影响下被传递给混凝土，由此可以构建一个受力的整体。

植筋技术作用原理为：加固时抗剪力在新旧混凝土界面中包含植筋抗剪力、界面摩擦力和界面混凝土内部结合力三个组成部分。在产生一定数值的外力作用后，会抵消界面混凝土内部结合力，理论上分离的状态会产生于原混凝土面和新增的混凝土之间，此时相对位移生成，在剪力和拉力基础上弯矩作用产生于植筋当中，界面强度和粗糙度决定着作用值的大小[1]。如果拥有相对粗糙的截面，那么包含内部结合力和摩擦力在内的内连锁作用会在混凝土层间生成，能够对外部剪力产生一定抵消作用。

2.2 植筋技术特点

第一，拥有较强的混凝土、钢筋黏结度。在高速桥梁加宽施工中，为了合理应用植筋技术，通常所选择的植筋胶都具有较高黏度，其可以促使混凝土与钢筋实现充分连接。通常，采用浅埋、小孔径施工方法的植筋技术，能够从根本上促使桥梁的荷载力达到理想值，同时能够构建平衡性较强的桥梁整体结构，在这一过程中就可以保证桥梁整体质量，将因桥梁质量问题引发交通事故的概率降到最低。

第二，无应力。在高速桥梁加宽施工中应用植筋技术，能够确保基材毫无应力，因此有助于实现精确的小间距施工，完善工程细节，保证桥梁施工质量。

第三，耐高温。传统的近距离焊接施工方案由于高温抗性问题无法满足施工要求。植筋技术拥有较强的高温耐性，能够满足近距离焊接操作需求，有助于保证工程施工质量。

第四，工艺简单。针对高速桥梁加宽施工来讲，工程本身具有较强的复杂性，施工难度高且工程量大，而植筋技术拥有相对简单的操作流程，对操作人员的专业操作能力要求并不高，不仅能够高质量完成施工，同时还可以缩短施工时间，快速承载现象可以在水泥土与钢筋之间有效实现，施工效率较高[2]。

2.3 材料选择

2.3.1 钢筋

钢筋质量对植筋技术应用效果具有直接影响，如果钢筋质量不符合要求，那么即使钢筋与混凝土之间能够形成有效连接，桥梁加宽施工质量也得不到保证。钢筋选择中，应对其抗力强度和质量进行严格控制，确保稳定的受力能够在桥梁内部生成。

2.3.2 植筋胶

现阶段我国高速桥梁加宽施工中采用的植筋胶为EPCONC6型号，其是按照1：1的比例来调和树脂与固化剂的，配有手动注射枪，在喷嘴处可以实现充分混合固化剂与树脂的目的，确保植筋胶在应用过程中能够达到最佳性能。通常情况下，植筋胶应用过程中应呈现出以下特点：①拥有较短固化时间，能够确保混凝土与钢筋在短时间内形成一个统一整体；②应力不存在于基础材料中，有助于小边距和小间距精细化施工的实现；③材料拥有较强的抗腐蚀性、抗老化性和抗疲劳性；④安全性高，具备高闪点和抗电压的能力；⑤拥有较强抗振动能力，因此使用范围较广。

3 植筋技术在高速桥梁加宽施工中的实际应用

3.1 植筋施工步骤

第一，准备工作。检查混凝土表面稳定性，确保植筋施工的顺利进行，测量混凝土内植筋位置，此时应对钢筋探测仪进行应用，对這一位置进行标记和核对，确保钻孔施工中可以对钢筋进行有效避让。

第二，钻孔。严格按照设计图纸对钻孔植筋位置进行划定，在有效放样基础上钻孔施工应使用电锤。①孔深与钢筋埋深相等，确定植筋深度与植筋直径时，应采取以下计算公式：Ib，min≥10d≥100mm≥0.31Ib（Ib，min为直入深度最小值；d为植入钢筋直径；Ib为钢筋屈服时植入深度）；②钻孔施工中不可以产生较小的孔间距；③严格遵守设计规定控制孔洞深度；④钻孔施工中一旦遇到混凝土内部钢筋，违法满足设计孔深与钻进需求时，应结合实际合理增设孔洞。通常选用22mm和Φ16作为孔径和植筋参数值。以钢筋直径为依据，孔深应为这一数值的10倍以上。

第三，孔洞清理。钻孔施工后，应采用水或压缩空气对孔内的灰尘逐个清除，使用毛刷进行清理，指导孔壁中不再有灰尘为止[3]。

第四，钢筋处理。检查钢筋质量，确保其处于顺直、无锈渍。必要时应采用丙酮或乙醇进行清洗。

第五，注胶。应一次性完成注胶操作。在胶枪中放入植筋胶，旋转搅拌头至胶头处，扣动胶枪，最初三次打出的胶不可以应用于具体施工中，直到流出的胶为均匀灰色以后才能够对其进行应用。注胶时，应插入搅拌头至孔的底部，注入量控制在2/3。两次胶枪扣动间隔为5～6s，需要在按下胶枪后面的舌头后才可以进行下一个孔的注射，从而实现节约材料的目的。在应用新胶时，应将拉杆拉出后取出胶枪。

第六，插筋。钢筋处理好以后应插入到孔中，操作人员应缓缓旋转钢筋最后将其插入孔底，确保钢筋与胶能够实现有效粘结，同时可以避免胶外溢现象的产生。在这一过程中，植筋胶可以在孔洞和钢筋表面均匀附着，不可以再次扰动插好的钢筋，在植筋胶养生期结束后才可以展开钢筋绑扎、焊接等操作。严禁桥上产生严重震动从而影响插筋及养护操作。

第七，养生。如果施工现场环境温度不超过5摄氏度，所采用的胶应为改性结构胶，其具有耐低温特点，通常应保持24h的养生时间。完成养生后，应采用抽样调查的方式，每100根钢筋中选取3根进行试拉操作，确保其不会被拉出以后，才能够说明此项操作符合工程施工质量要求。

3.2 植筋的质量验收

3.2.1 施工前试验

此时以破坏性试验为主。在植筋施工中，首先选择后期会进行凿除的混凝土展开操作，这部分混凝土应处于桥梁工程的非重要位置和不参与受力的位置，经过试验发现植筋施工能够满足工程强度要求以后，应展开抗拔试验，此时确定的试验控制参数应为抗拔力，根据设计孔深等规定，对混凝土被拉裂、钢筋屈服现象进行标准检验，确保试验结果与抗拔力、植筋深度等相符以后才可以展开后续施工。如果经过试验发现需要对植筋胶进行更换，那么必须重复上述施工前试验方法进行重新检测。

3.2.2 施工后验收试验

此时应以现场抗拔试验为主要方法。这一试验属于非破坏性抗拉拔试验，每100根钢筋中选取3根进行试拉操作，确保其不会被拉出以后，则证明植筋施工质量合格。在拉拔试验中，可以对钢筋的受力筋根数、锚固长度、横向配筋等因素进行有效分析，每4根钢筋为一组，共5组进行拉拔试验。由于变形钢筋是试验受力筋，且较大的粘结力存在于环氧树脂胶中，假设d为钢筋直径，那么取15d为钢筋相对锚固长度，植筋轴向拉力会在衡量+千斤顶的基础上产生，拉拔试验应严格遵守GB228-87《金属拉伸试验方法》这一规定，所产生的试验结果可以作为荷重-滑动变形关系曲线绘制的依据，为握裹强度的计算奠定良好基础。

在计算特征抗拉荷载时，假设Fy为钢筋特征抗拉荷载极限，则有Fy=0.25×π×d2×fyk/（Ys×Yq），其中fyk和d的取值范围分别为：fyk≤550N/mm2；8mm≤d≤25mm。

3.2.3 植筋分项工程的质量检验评定标准

在拼接构造物与桥梁的过程中，离不开对钢筋的有效应用，因此在实际施工中对钢筋的质量和具体施工工艺具有较高的要求。所以在采用植筋技术施工以后，质量检验和验收工作应以一个分项工程的方式来展开。在这一分项工程中，质量检验评定标准如下：

第一，基本要求。确保采用性能和质量都符合标准的植筋胶，质量检验评定过程中，应对植筋胶的厂家质量检测报告进行检查；从国家桥梁加宽施工有关标准出发来进行钢筋技术性能以及品种规格的检验，在将钢筋应用于植筋施工以前，必须确保其处于干燥、顺直、无锈蚀状态。

第二，外观鉴定。严禁裂缝、混凝土破碎现象产生于植筋后部位，确保产生饱满填充的植筋孔，严禁缝隙和空洞现象的产生。

4 结束语

综上所述，桥梁工程质量与其内部钢筋承载能力具有直接联系，因此在桥梁加宽施工中，必须构建稳定的桥梁整体结构，严禁桥梁整体结构受到来自添加部分的应力过大。而在高速桥梁加宽施工中合理应用植筋技术能够从根本上保证桥体加宽部位的稳定性。值得注意的是，在实际施工中，施工单位应在严格遵守植筋技术施工流程的基础上，高度重视后期的质量验收工作，跟踪验证高速桥梁通车运营效果，从根本上保证高速桥梁加宽施工中植筋技术的功能得以充分发挥。

参考文献：

[1]朱敏.钢筋混凝土植筋技术在施工中的应用[J].价值工程， 2015（36）.

[2]郎海峰.高速公路改扩建桥梁工程中植筋技术的应用[J].交通世界，2016（Z1）.

[3]李巍.植筋技术在桥梁拓宽中的应用[J].交通世界，2016（12）.