高速公路改扩建桥梁工程中植筋技术的实践分析

魏应和

摘要：植筋技术具有较为简单的施工工艺和较高的施工效率，且具有较强的安全性和经济性，在高速公路改扩建桥梁工程中得到了广泛的应用。文章介绍了植筋技术的优点，并结合柳南高速公路改扩建工程实例，分析了植筋技术在高速公路改扩建桥梁工程中的施工工艺与注意事项。

关键词：高速公路;改扩建桥梁;植筋技术

The rebar planting technology has relatively simple construction technology and high construction efficiency，and has strong safety and economy，thus it has been widely used in the expressway bridge reconstruction and expansion projects.This article introduces the advantages of rebar planting technology，then，combining the example of Liunan Expressway reconstruction and expansion project，it analyzes the construction technology and precautions of rebar planting technology in expressway bridge reconstruction and expansion project.

Expressway;Bridge reconstruction and expansion;Rebar planting technology

0 引言

植筋是在施工部位實施钻孔，并将植筋胶注入钻孔中，再将钢筋插入其中，以满足结构传递受力要求。在高速公路改扩建桥梁工程中，采用植筋技术，能通过简单的施工步骤，取得良好的施工效果，并减少破损，降低施工成本。对此，要基于高速公路改扩建桥梁工程的实际情况，遵循施工工艺要求，对植筋技术进行灵活应用。

1 植筋技术概述

1.1 技术原理

植筋技术是在指定部位通过冲击钻按照预先确定的深度以及孔径实施钻孔，然后清孔，在孔内注入植筋胶，并将钢筋插入其中，借助植筋胶实现钢筋与混凝土的有效锚固，促进预埋钢筋形成良好的锚固效果，并满足结构传递受力相应标准的具体要求[1]的施工技术。植筋固化时间如表1所示。

1.2 植筋技术优点

在钢混结构中应用植筋技术，能有效防止开凿挖洞的实际范围过大。对植筋部位进行钻孔，并将植筋胶注入孔中，能促进钢筋与混凝土实现有效锚固，大幅度减少改造工程的实际工程量和资源消耗，且能避免严重损伤结构部件。植筋胶通过自身具备的黏性对钢筋与混凝土进行锚固，而不是依靠两者胀压以及摩擦形成的力。植筋深度与受拉荷载量成正比，能产生较大的抗拔力，有效保障锚固强度[2]。另外，植筋施工仅需直径较小的钻孔，且具有较大的黏结强度和较高的负载力。植筋胶具有较强的耐热性，能在近距离下实施有效的焊接作业。总体而言，植筋技术具有施工工艺简单且操作便捷的优点。植筋胶在短时间内即可固化，能及时有效地承受荷载，具有较强的安全性和经济性。

2 植筋技术在高速公路改扩建桥梁工程中的应用实践

2.1 工程简介

柳南高速公路改扩建工程No.5标段路面施工长度为58 km。本项目改扩建采用在原路基基础上两侧（原车道为四车道）加宽成标准八车道的形式，路基宽度为42 m，设计速度为120 km/h。汽车荷载等级为公路-Ⅰ级;设计洪水频率：特大桥为1/300，一般桥涵及路基为1/100。本项目为“边通车，边施工”的高速公路改扩建工程，为在不中断交通的前提下进行高速公路扩宽施工，本项目采用了植筋技术。

设计要求规定，桥涵结构物相应的加宽部分与原有结构物通过植筋方式进行连接，采用C25等级的混凝土以及C30等级的混凝土。按设计要求，植筋屈服强度与钢筋强度相同，均为335 N/mm2，采用“喜得利”植筋胶进行施工。该植筋胶的主要组成成分是胶粘剂和固化剂，在施工现场按照说明书提供的配合比对植筋胶进行配制。

在开展植筋施工前，施工单位首先进行了抗拔力试验。施工单位对原有结构物所需的混凝土植筋部位分别植入3根12 mm钢筋和16 mm钢筋。植筋1 d后，对其进行抗拔力试验。试验主要对象是各类预应力张拉设备，诸如预应力穿心式千斤顶、压力表以及高压油泵等。试验满足如下条件，则表明植筋抗拔力试验合格：（1）钢筋屈服强度为335 N/mm2，达到该强度时，所植入的12 mm钢筋呈现出37.89 kN的轴向拉力，16 mm钢筋呈现出67.36 kN的轴向拉力。千斤顶设备形成的张拉力比上述拉力值低，且植筋锚固点未出现钢筋错位、混凝土松动以及变形。（2）当千斤顶对12 mm钢筋形成的张拉力为41.80 kN，对16 mm钢筋形成的张拉力为75.43 kN时，植筋锚固点相应的混凝土出现表面开裂现象，且钢筋出现颈缩变形，但混凝土未发生松动。

2.2 施工工艺

2.2.1 施工流程

植筋技术的主要施工流程如下：准备工作→实施钻孔→实施清孔→对钻孔进行除灰→对钻孔进行干燥处理→成孔→处理钢筋→配制植筋胶→注入植筋胶→插入钢筋→养生[3]。

2.2.2 施工方案

2.2.2.1 施工准备工作

将旧桥面以及相关附属物有效拆除，并遵循设计图纸要求对旧桥外侧边梁50 cm的悬臂进行切割，并对其进行清理。对需要植筋的相应混凝土面进行检查，判断其是否完好，通过钢筋探测仪将相应混凝土植筋部位中钢筋的具体位置准确测出，并对植筋部位进行准确核对和清晰标记，确保钻孔施工有效避开钢筋。遵循设计图纸的规定尺寸，并将拼接而成的箱梁配筋图作为依据，通过墨线在相应的混凝土植筋部位上弹出具体位置，形成清晰准确的标识[4]。

2.2.2.2 钻孔

要遵循设计要求，对钻孔深度进行确定，并参考植筋胶相应的配套资料。在完成一定数量的钻孔后，要逐个对钻孔内存在的灰尘进行清除，通过空气压缩机对其进行清洗，并实施干燥处理，有效清除孔壁内存在的灰尘。

2.2.2.3 钢筋处理

对钢筋进行检查，确保钢筋顺直，通过钢丝刷将锈蚀钢筋表面存在的锈渍进行有效刷除，并借助乙醇对其进行清洗，晾干钢筋后再使用。按照规格和长度，对钢筋进行分开存放。

2.2.2.4 配胶和注胶

参考植筋胶使用说明，考虑其种类特点，对植筋胶进行配制，确保一次完成注胶。在胶枪内直接放入植筋胶，对搅拌头进行旋转，使之到达植筋胶头部，扣动胶枪，使植筋胶流出。前三次打出的植筋胶，通常不能使用，待胶枪流出均匀灰色的植筋胶后，才能正常使用。注胶过程中，将搅拌头对孔底进行插入，实施注膠，大约注入孔内2/3。扣动胶枪后，要保持5～6 s的停顿，然后再次扣动胶枪，对下一钻孔进行注胶，要按住胶枪后面设置的舌头，防止植筋胶流出，避免造成浪费。对植筋胶进行更换，要按动胶枪后面设置的舌头，将拉杆拉出，并取出胶枪。

2.2.2.5 插入钢筋

对钢筋进行妥善处理后，通过手工方式缓慢旋转钢筋，将其插入孔底，确保植筋胶全面粘合钢筋，避免钻孔内的植筋胶出现外溢。为有效保障植筋胶实现对钢筋表面以及钢筋缝隙的均匀附着，要严格遵循植筋胶相应的固化时间表的各项规定，实施规范操作，避免对插好的钢筋造成扰动，待植筋结束和养生期结束后，再对钢筋进行绑扎以及焊接等施工。

2.2.2.6 养生

在室外温度条件下，实施自然养护。温度在5 ℃以下时，使用耐低温改性结构胶，并确保养生超过24 h。

2.3 施工注意事项

（1）要遵循设计具体要求，对植筋孔直径以及具体位置进行确定，并符合如下要求：要控制钢筋保护层的实际厚度，确保其小于净边距，并确保钢筋植入位置在原结构箍筋相应的内侧部位;被植入钢筋结构物实际深度要等于植筋孔实际深度，或者比植筋孔深度>40 mm。

（2）要从钻孔底部对胶粘剂进行注射，并有效确保均匀注射。要对胶粘剂的实际使用量进行有效控制，通常插入钢筋后，溢出少量浆液即可。

（3）开展植筋施工，要对时机进行科学控制。通常对连接部位进行施工前，适宜开展植筋施工。要防止植入钢筋出现长时间的暴露，避免钢筋锈蚀，要采取有效措施进行防锈和除锈工作。同时，要确保植入钢筋能实现与新结构钢筋的良好焊接。

（4）在植筋施工过程中，遇到边距、厚度以及间距较小的结构尺寸时，为防止对混凝土工作面形成的震动过大，在钻孔过程中，要尽量少用电锤，尽量使用冲击钻。

（5）要遵循设计具体要求，对钢筋植入的实际深度进行严格控制。植入深度应将混凝土表面存在的剥落层以及裂缝层有效扣除。

（6）在植筋胶进行固化期间，要禁止对钢筋造成扰动。

（7）避免在雨天和夏季高温期间开展植筋施工。在日温差较低的情况下，适合开展植筋施工。当所需的操作时间较长时，可对结构表面实施洒水，或者对钻孔进行灌水，实现有效降温。将孔内水分有效吹干后，再灌注植筋胶，并植入钢筋。

2.4 质量验收及评价

实施质量验收，适合在施工现场开展抗拔非破坏性试验。对每100根规格相同的钢筋，进行一组随机抽样，每组钢筋数量为3根，开展试拉。若未能拔出钢筋，则表明其满足安全拉力要求，植筋质量合格。另外，可采取如下方法实施锚栓抗拔检验：（1）连续加载。将连续加载时间控制为23 min，通过匀速加载的方式达到设定荷载，或达到锚固破坏。（2）分级加载。将预计极限荷载的10%划分为一级，逐级实施加载，每级荷载时间保持为1～2 min，达到设定荷载，或者达到锚固破坏。

对检验结果进行评价。对非破坏性检验荷载而言，混凝土基材不存在裂缝，锚栓以及植筋不存在滑移现象，在时长2 min的持荷期内，实际荷载降低<5%时，判定合格。若检验不合格，需另外抽取3个以上的锚栓，实施破坏性检验，并作出科学判断。实施破坏性检验，要确保所抽取的锚栓具备良好的极限抗拔力，能满足相关规范的具体要求。常见破坏形式包括混凝土锥体破坏、混合破坏以及胶筋界面破坏等。

3 结语

综上所述，植筋技术能促进钢筋与混凝土实现有效锚固，能大幅度减少改造工程的实际工程量和资源消耗，且能避免严重损伤结构部件，具有较强的安全性和经济性。在高速公路改扩建桥梁工程中，对植筋技术进行实践应用，要严格遵循植筋施工流程，并制定科学合理的施工方案，做好施工准备工作和钻孔、钢筋处理、配胶和注胶、插入钢筋以及养生等各项工作，同时做好各项施工注意事项，实施科学有效的质量验收及评价，有效保障植筋施工质量。

参考文献：

[1]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（上旬刊），2016（2）：144-145.

[2]贾红虎.植筋技术在高速公路改扩建桥梁工程中的应用[J].建筑技术开发，2018，45（13）：105-106.

[3]唐绘龙.浅析预压、植筋、UEA混凝土在公路改扩建工程桥梁拼接中的应用[J].山东工业技术，2015（11）：120-121.

[4]罗道生.浅析高速公路改扩建工程新老桥连接植筋技术[J].中国新技术新产品，2014（3）：56.