植筋技术在加固改造工程中的应用

近年来, 植筋技术在加固改造工程中应用越来越常见。无论是对新建建筑物的改建和扩建, 还是对旧建筑物的加固改造, 几乎都要用到化学植筋技术。大量的研究试验和工程实践证明植筋技术已经是一项成熟的技术,通过植筋可以使新增构件与原构件紧密结合,共同工作。

植筋技术的优点是可以和整浇结构一样安全, 能有效地承受荷载和传递荷载，计算简单且植筋技术施工工艺简单,缩短了工期。植锚栓在动荷载作用下容易松动, 而化学植筋可以避免这个缺点。

小悍就植筋的破坏形态和植筋深度进行分析，同大家一起探讨。

一、植筋的破坏形态

1.混凝土被拉碎, 大量的试验证明混凝土被拉碎即植筋周围的混凝土呈倒锥体与主体混凝土脱离,发生劈裂破坏。

2.植筋胶与钢筋或者混凝土的粘结破坏,钢筋被拔出。

3.钢筋屈服破坏,即钢筋颈缩、拉断而破坏。

二、植筋的破坏形态分析引起第一种破坏形态原因分析, 如果植筋深度不够或植筋基体混凝土强度不够可能引起混凝土拉碎。在这种情况下, 植筋胶与钢筋或混凝土的粘结完好,钢筋强度未达到屈服强度或者刚刚达到屈服强度,但未超过极限强度。这种破坏属于脆性破坏,破坏前没有明显的预兆, 在设计中应该避免这种破坏。所以《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013中规定了较小植筋深度和基体混凝土的较小标号。

引起第二种破坏形态原因分析, 如果在加固工程中, 钢筋除锈、除污不彻底以及植筋孔未能充分排气造成植筋胶空鼓。或者植筋胶粘结强度不够等原因。胶混界面破坏时, 钢筋和混凝土都没有达到设计强度,所以在植筋过程中应严格按照施工工艺要求进行。

引起第三种破坏形态原因分析, 当植筋深度达到一定深度, 植筋破坏始于钢筋屈服。在钢筋屈服前, 混凝土与胶和钢筋都没有发生破坏。

前两种破坏是脆性破坏, 破坏时没有明显的预兆, 所以在植筋中应该避免这两种破坏形态。第三种破坏形态是延性破坏也是较理想的破坏形态。

三、植筋加固时注意事项下面针对植筋破坏形态, 提出植筋加固时应注意的问题。：

1. 植筋设计和施工时应注意的几个问题

1.1对原混凝土强度等级要求

1) 当新增构件为悬挑结构时, 原构件混凝土强度等级不得低于C25;

2) 当新增构件为其他结构时, 原构件混凝土强度等级不得低于C20;

3) 采用植筋锚固时, 锚固部位的混凝土不得有局部缺点。当有局部缺点,应进行补强或加固处理后再植筋。

2.植筋用粘贴剂的粘结强度设计值

植筋用粘贴剂的粘结强度设计值, 应根据所用胶粘剂等级、植筋间距、混凝土等级, 按照 《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013选取。

3.植筋深度

如果基材混凝土构件较厚,应按计算和规范规定的较小锚固深度两者较大的选取。在安全的条件下尽量浅埋, 太大可能遇到原构件的钢筋, 使植筋深度不能达到设计要求。在实际施工时 , 经常遇到钢筋而使植筋深度达不到设计要求,如果此孔作废不修补,将会影响基材混凝土的强度。不作废又达不到设计要求 。

4.注胶植入钢筋

注胶前,孔洞一定要进行清孔处理。注入孔洞的结构胶不应小于孔洞深度的 2/3, 并在要植钢筋上涂少量的结构胶,并扭转钢筋,使钢筋、孔洞与结构胶充分接触, 直至胶溢出孔洞且孔洞内结构胶达到饱和状态。

对新植入的钢筋在结构胶初凝之前, 不能有扰动,否则出现钢筋位置不准确。

特别注意在施工过程中严禁使用水钻成孔: 1)易切断基材钢筋; 2)水钻成孔内壁光滑, 有水影响胶与混凝土的结合力, 会影响安全使用。另外在植筋钻孔过程中, 经常会遇到钢筋, 或在钻孔施工时, 钻孔不能保证水平或竖直, 经常会出现斜植筋现象。还有一种情况是基材薄而无法满足植筋深度要求时, 设计者不建议打透眼, 因为一方面透眼成孔的成功率较低, 另一方面植筋胶不容易灌,孔内胶达不到饱和程度而产生孔隙削弱基材的强度。

在实际植筋过程中, 可能不能保证植筋孔水平或竖直, 或者当混凝土基材比较薄时,可以采取斜植筋。虽然斜植筋可以减少植筋的深度, 但在拐角处, 混凝土可能会出现应力集中现象, 拐角处会发生破坏。所以在施工钻孔中尽量保证钻孔水平。如需斜植筋其夹角不能太大。

四、植筋技术在加固改造中的具体应用比如：某框架结构,刚施工到3层发现梁的截面高度比原先设计小了200 mm,采用增大截面办法加固。梁内新增纵筋采用化学植筋方式植入原柱内。

比如：某商场改造后需增设扶梯,采取在框架柱上增设牛腿。牛腿与原柱的连接采用化学植筋。

或者，有时在构件施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救,上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长, 楼板封洞, 房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙等加固改建扩建工程都采用植筋技术,并可以取得较好效果。

通过大量的工程实践证明,植筋技术已经是一项比较成熟的技术, 新旧构件连接整体性比较好。在植筋过程中, 一定要按照植筋工艺严格进行。同时植筋技术与其他的加固技术相结合, 可以取得较好的经济效果。