植筋技术分析整理

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植筋技术分析整理
一、材料规定 
通常我们所用有机结构锚固胶有JGN—1、2型、金草田、安得固、喜利得等建筑结构胶，所用无机结构锚固胶有CGM系列等。用无机结构锚固胶施工简单快捷，植后可满足钢筋焊接要求，同时有耐高温、抗火灾，可带明水作业等优点
结构胶的技术性能如下：
粘结拉伸强度 >30.0Mpa；拉伸剪切强度>20.0Mpa；压缩强度>50.0Mpa；弯曲强度>30.0Mpa；混合粘度（20℃时）<5000CP（不流淌）；适用时间（20℃时）>90min；硬化时间（20℃时）<3.0h。
二、植筋技术原理
植筋技术是一项新型的钢筋混凝土结构加固技术,是一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术。它是在已有混凝土结构或构件上以适当的直径和深度钻孔,并采用专用植筋胶,利用其粘结和锁键原理使新增的设计钢筋与原混凝土粘接牢固,使作用在植筋上的拉力通过化学粘接剂（植筋胶）向混凝土中传递,从而形成整体受力体。 
其工作原理是:利用其自身粘接材料的锚固力,使钢筋与基材有效地锚固在一起,产生的粘接强度与机械咬合力来承受受拉荷载,当植筋达到一定的锚固深度后,植入的钢筋就具有很强的抗拔力,从而保证了锚固强度。
植筋后受力分析：在加固过程中,新旧混凝土界面的抗剪力主要由以下几部分组成:界面混凝土内部结合力,界面摩擦力,植筋的抗剪力。当外力作用达到一定程度,界面混凝土内部结合力被抵消,新增的混凝土与原混凝土面理论上分离,产生相对位移,此时植筋受拉力和剪力产生的弯矩作用,作用值的大小依赖于界面的粗糙度和强度。如果界面足够粗糙,此时会产生附加的混凝土层间的内连锁作用(包括摩擦力和内部结合力),起到部分抵消外部剪力的功效。
三．植筋施工工艺:
定位 →钻孔 → 清孔 → 钢材除锈 → 锚固胶配制 → 植筋 → 固化、保护 → 检验
1.定位
按设计要求标示植筋钻孔位置、型号，若基材上存在受力钢筋，钻孔位置可适当调整，但均宜植在箍筋内侧（对梁、柱）或分布筋内侧（对板、剪力墙）。
2.钻孔
2.1.所用主要器具:电锤或风镐、水钻。
2.2.钻孔直径d+4∽10mm(小直径钢筋取低值，大直径钢筋取高值)。
2.3.在钻孔过程中，若遇到钻孔部位钢筋太密而无法按设计要求位置钻孔时，可在其附近钻一附加孔洞，植入钢筋，原钢筋仍按正确位置放置（即搁在正确钻孔部位上）。如果偏移距离≤35mm，则可在其间焊接长为5d的适当规格的联系筋，把二者联系在一起，使其受力转移。焊接采用双面焊，每隔600mm焊一个连系筋。当偏移距离＞35mm时，则可采用“ ”联系筋将其连系在一起并且转移受力，采用双面焊，每间隔800设一道。
3.清孔
3.1.所用主要器具:空压机、毛刷。
3.2.钻孔完毕，检查孔深、孔径合格后将孔内粉尘用压缩空气吹出，然后用毛刷、棉布将孔壁刷净，再次压缩空气吹孔，应反复进行3∽5次，直至孔内无灰尘碎屑，用丝棉将孔口临时封闭，避免水流入孔内或其它杂物落入其中，保持孔洞干燥。若有废孔，清净后用植筋胶填实。
4.钢筋下料、除锈
4.1. 所用主要器具:角磨机、钢丝轮片。 
4.2.植筋锚固长度为应满足设计要求及规范规定，预留长度应能满足设计要求的搭接长度，视具体情况而定，且相邻两根错开35d。 钢筋加工完毕，应进行除锈处理。钢材锚固长度范围的铁锈、油污应清除干净（新钢筋的青色氧化外皮也应除去），并打磨出金属光泽，采用角磨机和钢丝轮片速度较快。
5.调制结构胶、灌胶
5.1 所用主要器具:搅拌器、容器、衡器、腻刀、手套。
5.2. 植筋所使用的结构胶是以分子原料为主体的双组合高强粘结剂，对金属及非金属均具有很高的粘结强度。拌胶前应准备好天秤等计量工具，按结构胶所需用量提取A料和B料进行称量，然后搅拌均匀，将其装进手动泵浆机或直接用送胶棒，将胶灌进孔内，且胶量应占孔体积80%以上。
5.3. 胶应现配现用，每次配胶量一般不宜大于3公斤。
6.钢筋埋植
6.1所用主要器具:手套、细钢筋、托胶板、手锤。
6.2 将经过除锈处理的钢筋插入灌有结构胶的孔内，并向同一方向旋转钢筋，（小钢筋可反复的插入拔出），将孔壁残存的灰尘搅入结构胶内，直至附在钢筋上的结构胶表面不带有灰尘。将钢筋扶正固定，在胶固化前不能扰动钢筋，以免影响锚固效果。
6.3植筋的时间要求
结构胶初凝时间很快，从拌胶到植筋完毕整个工序应在30分钟内完成，植筋完成24小时后即可进行下道工序施工。结构胶初凝结硬后，不可再用于植筋。
如果对初凝时间有特殊要求，可根据使用时的环境温度及所需的锚固件使用要求，通过增减B料（固化剂）的用量来控制胶的初凝时间。B料用量的多少对锚固强度没有明显影响。
7.固化、保护
7.1.植筋胶有一个固化过程，植筋后夏季12小时内（冬季24小时内）不得扰动钢筋，若有较大扰动宜重新植。
7.2.植筋胶在常温、低温下均可良好固化，若固化温度25℃左右，2天即可承受设计荷载；若固化温度5℃左右，4天即可承受设计荷载，且锚固力随时间延长继续增长。
8.检验
植筋后3∽4天可随机抽检，检验可用千斤顶、锚具、反力架组成的系统作拉拔试验。一般加载至钢材的设计力值，检测结果直观、可靠。
四、植筋注意事项
1.1.结构胶添加了纳米防沉材料，但每次使用前检查包装桶内胶有无沉淀是良好的习惯，若有沉淀，用细棍重新搅拌均匀即可。
1.2.冬季气温低时，A组分偶有结晶变稠现象，只需对A胶水浴加热至50℃左右，待结晶消除搅匀即可，对胶性能无影响。
1.3.孔内尘屑是否清净、钢筋是否除锈、胶配比是否准确、是否搅拌均匀、孔内胶是否密实决定了锚固效果的好坏。
1.4.推荐的搅拌时间应予以保证，A、B胶配胶工具不得混用。
1.5.锚固构造措施尚宜满足《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004的有关规定。
1.6.施工场所平均温度低于0℃，可采用碘钨灯、电炉或水浴等增温方式对胶使用前预热至30∽50℃左右使用。施工场所平均温度低于-5℃，建议对锚固部位也加温0℃以上，并维持24小时以上。
1.7.结构胶完全固化后为无毒级材料，但未固化前个别组分对皮肤、眼睛有刺激性，而且胶固化后也不易清除，所以施工人员应注意适当的劳动保护，如配备安全帽、工作服、手套等。人体直接接触后应用清水冲洗干净。
1.8.周围环境温度越高，每次配胶量越大，可操作时间越短。预估适用期内的每次配胶量，以避免不必要的浪费。
1.9.结构胶宜在阴凉处密闭保存，保质期8个月。
2.1.植筋锚固的关键是清孔。孔内清理不干净或孔内潮湿均会对胶与混凝土的粘结产生不影响，使其无法达到设计的粘结强度，影响锚固质量。
2.2.确定合理的锚固参数，例如钻孔直径、深度。
2.3.胶体配制时计量必须准确，否则胶体凝结的时间不好控制，甚至会造成胶体凝结固化收缩，粘结强度降低；胶体配制好后应立即放入孔内。
2.4.注胶量要掌握准确，不能过多也不能过少。过多，插入钢筋时漏出。造成浪费或污染；少则胶体不够满，造成粘结强度不够。
2.5.插入钢筋时要注意向一个方向旋转，且要边旋转边插入，以使胶体与钢筋充分粘结。
2.6.在施工前应对胶体的粘结强度以及胶与钢和胶与混凝土的粘结强度进行试验，满足设及规范要求后方可施工。
2.7.施工完毕后，抽样进行拉拔试验，检验拔力为每根钢筋强度设计值的80%.具体试验果详见附件。
2.8.钻孔前，应先对原结构中钢筋位置进行测定，以免钻孔时对原结构钢筋造成损伤。
2.9. Ⅰ、Ⅱ级钢筋搭接单面焊10d,植完筋后外露10d以外施焊,对胶的影响不大,但施焊应在植完筋后24小时以后进行。
五、质量保证措施
（1）工程使用的结构胶应有出厂合格证，并在有效期内使用。
（2）结构胶的配比一定要准确合理。
（3）每层试验植筋，由质检单位进行抗拉拔试验，合格后方可全面展开施工。
（4）对于原结构钢筋较密的植筋部位，在钻孔过程中应探明构件钢筋，将其避开进行钻孔，不能切断原构件的主筋。
（5）无论用哪种方法钻孔，孔内部必须清理干净，有水和粉尘将会影响锚固。
六、植筋技术其他要求 
植筋技术的成败主要取决于混凝土基材质量、钢筋质量、粘结剂强度、钢筋植入混凝土深度(锚固长度)、施工温度等因素。 
1)混凝土本身强度如果很低,植入高强度钢筋的强度没有任何意义。所以根据《混凝土结构加固技术规范》规定,混凝土强度不宜低于C15。 
2)钢筋一般选用I级、Ⅱ级钢筋,其强度应符合现行国家标准,即《普通碳素结构钢技术条件》的规定。粘结剂的自身强度及粘接强度必须满足使用要求。 
3)混凝土植筋的破坏形式则主要取决于植筋的锚固深度,就植筋的埋置深度而言,试验研究表明,埋深较小时,植筋发生混凝土锥形破坏,承载力较低,不但不能发挥钢筋的作用,而且呈脆性破坏;埋置深度较大时,钢筋发生断裂破坏,钢筋植入部分没有发生丝毫滑移,强度未充分发挥,容易造成材料浪费;只有埋置达到适当的深度时,植筋破坏始于钢筋屈服,有明显的预兆,符合工程需要。这个“适当的深度”需要通过试验来确定,目前还没有准确的理论计算公式可应用于指导植筋工程设计目前的结构加固和改造工程中大家普遍凭经验采用深度为15d（板或剪力墙）或20d（梁或柱）。 
七、结束语
植筋技术设备简单,操作方便,效果可靠,其施工要点在于钻孔深度、孔径及垂直度一定要保证符合设计要求,且施工中植入钢筋一定要保持洁净,对植筋胶的选用一定要严格,施工前必须先做试验,若能保证以上措施,植筋效果能达到要求。总的来说植筋技术的应用研究,不仅能够解决既有工程结构由于使用功能变化、不可抗力(指地震等自然灾害)、结构老化等原因而需结构加固的问题,而且,还能解决由于设计缺陷、装潢、施工遗漏等原因造成的需结构加固问题。同时,随着更多需结构加固工程和改造工程的出现和植筋技术被广泛的应用及其可靠性被工程界和广大业主的认可,为植筋技术的应用和研究提供了有利条件。但是,随着植筋技术的广泛应用,应着手解决好以下问题:植筋技术应用的方法、手段、设备、仪器,通过研究和实践形成成套的植筋技术;给出混凝土、钢筋、孔径和植筋深度的理论关系;形成关于植筋技术的设计、施工、验收规范等,从而使该技术进一步理论化、规范化。相信,随着植筋技术的成熟和成本的不断降低,它在工程实践中的运用将越来越普遍。