结构锚固 --锚栓介绍

在结构加固中，诸多地方需要用到锚固，尤其是节点的处理中用到最多。除了植筋是人们所熟知的方法外，还有另一种锚固技术——锚栓锚固。但是并不是所有的情况都适应锚栓锚固，在抗震设防要求的结构加固中，以及承受动力荷载的构件中，是不允许使用膨胀锚栓连接的。混凝土结构中，混凝土的强度等级不能小于规范规定值，重要构件的强度等级不小于C25；一般构件的强度等级不应小于C20。

  图1 锚栓类型         图2 特殊倒锥形胶粘锚栓

锚栓又分为自扩底、模扩底和胶粘型-模扩底三种不同的构造方式。用于承重结构中的胶粘型锚栓，应采用特殊倒锥形的胶粘锚栓。简而言之，锚栓安装流程中用所需的硬质的刃口切割水泥混凝土，在锚栓底端造成扩底作用。模扩底锚栓在施工前预先钻孔，产生扩底形状，然后通过施加的扭矩把膨胀锥送入钻孔底端，产生锁键效应。胶粘型-模扩底锚栓便是在模扩底锚栓的基础之上，扩大钻孔的直径，随后引入胶粘剂，起着坚固及避免松动作用，尤其是抗震或抗剪承载能力比较合适，但是胶粘型-模扩底锚栓比较少见。

图3 机械锚栓

机械锚栓与其他锚栓相比，在加固应用中具有自身特有的优势。首先，从工作原理角度出发，机械锚栓是利用机械锁键原理进行锚固锁定的，其工作原理简单易懂，锚固锁定效果理想。其次，可以从产品性能角度出发，具体可以从锚栓的耐高温可焊接性和抗震性两方面来看。机械锚栓使用的是金属材料，熔点高且不需要配合化学胶粘剂使用，有的锚栓采用的是化学原料，熔点相对较低，所以配合化学胶粘剂使用得锚栓耐温能力要比机械锚栓弱一些。由此可见，机械锚栓耐高温可焊接性更强，且适应场景多样。另外，机械锚栓抗震能力会更强，在遭遇地震时，能发挥出比较好的锚固力，可避免房屋倒塌带来的次生伤害。然后从施工角度出发，可以综合施工难易程度和施工时间长短进行评判。由于胶粘型锚栓需要配合化学胶粘剂使用，所以它在用胶过程中程序较多，还需要时间等待固化，工期相应长一些。而机械锚栓与一般锚栓一样，使用起来既简便又快捷，且不需要配合化学胶粘剂使用，也就不存在胶体固化，能节省不少的时间。

图4 锚栓锚入

用于承重结构中的机械锚栓，应该采用有锁键效应的锚栓。抗震设防区承重结构，应采用后扩底或特殊倒锥形胶粘锚栓，且抗震设防烈度不高于8度的Ⅰ、Ⅱ类场地。抗震设防区的承重结构或承受动力作用的构件中的锚栓，应通过现行行业标准《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》JG160的低周反复荷载作用或疲劳荷载作用检验。下面介绍一种常见的拉拔试验方法：采用JK-6型拉拔仪，先将拉拔杆螺套拧在被测埋件上，拧入长度不小于螺纹外径的1.5倍；将仪器的回油阀逆时针拧紧，再将仪器套在拉拔杆及埋件上，仪器底部与埋件混凝土平稳贴合；将开口垫圈插在活塞与拉拔杆圆肩之间，并拧动拉拔杆将其拧紧；检测墙体上的埋件，仪器的压力表一侧应朝上，并于垫圈插入后，将其上的钢丝挡圈旋转一个角度，挡住垫圈开口，以防掉下伤人；将手柄插入掀手中并反复掀动，拉力便在压力表中显示，直至压力表读数不再增加为止(即破坏荷载）或加载至最大设计荷载时的压力表读数。但压力表读数显示的是千斤顶油缸的工作压力，需将压力表读数值与通过核定的力值表相对照，得出拉拔力值。测得力值后，将回油阀逆时针拧松，拉力便消失，取下垫圈及仪器，卸下拉拔杆，并将伸出的活塞擦净，然后压下，便告完成。

图5 锚栓力学测试

锚栓在锚固技术中扮演了重要的角色，过去在结构加固中发挥了不可忽视的作用，在技术不断向前的今天，相信会有更优更安全的锚栓出现。