1植筋技术理论依据
新老混凝土界面粘结力主要来自范德华力，机械咬合力，化学力和表面张力。新老混凝土结合面是薄弱部位，新老混凝土在结合面上发生的破坏主要是由于垂直于结合面的拉应力过大产生的结合面张拉破坏，以及平行于结合面的剪应力过大产生的沿结合面滑动剪切破坏，或二者兼而有之[2]。因此结合面粘结剪切强度是衡量结合面力学性能的重要指标。而采用机械连接方法可以抵抗较大的剪力和拉力，提高结合面的粘结强度。
2影响新老混凝土粘结性因素
2.1由新老混凝土粘结力的来源可知，影响粘结性的因素归纳为如下
2.1.1结合面处理方法
新老混凝土结合面处理的目的在于增大新老混凝土之间机械连接力，从而提高粘结性能。具体方法如下：
1）人工打毛法
2）喷丸（砂）法
3）高压水射法
4）钢刷刷净法
2.1.2混凝土强度影响
修补混凝土的一般步骤是1）表面处理；2）浇粘结层或涂粘结剂；3）浇筑新混凝土；4）养护。表面处理是要清除老混凝土结合面上所有损坏的，松动的和附着骨料、砂浆及杂质杂物。然后浇筑新混凝土层。对于未设置钢筋连接件的新老混凝土，混凝土强度主要指的是抗拉强度。
2.1.3粘结剂的选择和使用
新老混凝土粘结界面是个薄弱层，提高新老混凝土层的粘结是保证结构修补成功的关键。
2.2新老混凝土植筋抗拔研究
2.2.1 植筋工艺
设置锚固钢筋又称植筋，是在原有混凝土构件上用**工具钻孔，然后在孔中关注结构胶并把钢筋植入已有结构物中，带粘结材料固化后，通过粘结锚固使钢筋能作为构造或受力筋使用的一种钢筋锚固技术[4]。植筋的的主要步骤为1）定位；2）钻孔；3）清孔；4）把即将植筋的接触面凿粗糙；5）结构胶；6）植筋。
2.2.2 粘结机理
钢筋和混凝土之间的粘结力由三部分组成：
1）混凝土中的水泥交替在钢筋表面产生的化学粘着力和吸附力，其抗剪值取决于水泥的性质和钢筋表面的粗糙程度，当钢筋受力后有较大变形、发生局部滑移后，粘着力就丧失了。
2）周围混凝土对钢筋的摩阻力，当混凝土的粘着力破坏后发挥作用。他取决于混凝土发生收缩或者荷载和反力等对钢筋的径向压应力，以及二者间的摩擦系数。
3）钢筋表面粗糙不平，或变形钢筋凸肋和混凝土之间的机械咬合作用，即混凝土对钢筋表面斜向压力的纵向分力。其值受混凝土的抗剪强度控制。
影响植入钢筋的主要因素如下：
2.2.3植筋破坏形式
研究表明[5]，不同植入深度的钢筋，在拉拔试验中表现为不同的破坏形式主要有1）混凝土锥面破坏；2）钢筋拔出破坏；3）钢筋颈缩后断裂
3 植筋的影响因素
植筋的粘结性能相对于普通钢筋混凝土中的钢筋与混凝土的粘结要复杂得多，影响其粘结性能的因素很多。如老混凝土的强度、粘结剂的性能、钻孔清孔情况、锚固长度、孔径、环境温湿度、老混凝土受约束情况等。
3.1混凝土强度
试验表明，在其他条件相同的情况下，平均粘结强度随混凝土强度提高而提高。主要是因为随着混凝土强度提高，混凝土和植筋胶之间的化学吸附力及机械咬合力提高，使得胶体与混凝土间的粘结力增大；同时，由于混凝土强度提高，其抗拉强度随之增大，延迟了混凝土内部裂缝的产生，限制了裂缝的发展，从而提高了粘结强度。
3.2植筋深度
随着植筋深度的增加，粘结强度也随之增大，粘结应力的分布也趋于均匀，荷载也相应增大。但平均粘结应力随着深度的增加而降低。
3.3植筋胶液的性能
由于植筋胶生产厂家较多，性能不一，不同的植筋胶试验结果不同，因此，植筋胶的性能（包括抗压、抗剪、抗拉等）对粘结强度有较大的影响。
3.4施工温度
植筋的施工温度直接影响植筋胶的固化时间。一般情况下，植筋所用植筋胶的固化时间随温度的升高而缩短；植筋的环境湿度直接影响胶液的固化时间和力学性能的发挥，故应确保环境温度不致过高。
4、有待进一步研究的问题
4.1应进行大量的试验工作以便得到较好的界面粘结剂及修补材料；
4.2进行微观试验分析以进一步揭示新老混凝土粘结机理；
4.3对新老混凝土粘结区的初应力进行分析和研究。
5 结论
以上论述了，影响新老混凝土粘结性能和植筋系统的影响因素，在新老混凝土结合面设置钢筋连接件不仅可以提高粘结强度而且可以改变结构的破坏形式，使结构破坏具有延性，具有十分重要的工程意义。
建筑植筋技术施工工艺要求及流程
（1）清理出工作面、放线定位。植筋施工的工作面要求质地坚硬、强度高，在结构放线的基础上放出初始钻孔位置线。
（2）标记原结构钢筋位置。首先要确定原钢筋的位置，在初始放线基础上探出梁板、原墙、柱的钢筋，并针对钻孔部位钢筋的密集度及钢筋位置采取不同的施工措施，具体如下：①若钻孔部位钢筋过密，无法按照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;②如果钻孔偏移距离≤35mm，则可在其间焊接长为5d的适当规格的联系筋，焊接宜采用双面焊，并每隔600mm焊一个联系筋，以使其受力转移;③当偏移距离>35mm时，则每间隔800mm设一道联系筋将其联系在一起并且转移受力，宜采用双面焊。
（3）放出钻孔位置十字交叉线、填写钻孔孔位预检表、验收。
（4）固定水钻并钻孔。
（5）清孔并保护好孔洞。清孔时先用棉丝清除孔内积水及渣土，再用压缩空气或**吹风机吹净。为了防止水分、灰尘等杂物的进入，应注意保持清孔后的干燥清洁，可用棉丝堵住孔口。
（6）植筋前清洗打磨钢筋。植筋前必须清理钢筋表面，以确保有效粘结。若钢筋未严重锈蚀，可用角向磨光机或钢丝刷将埋植部分的杂物、浮锈清刷干净。此外，若钢筋粘有油污，宜用进行清洗。
（7）隐检。填写隐检表，报请验收，检查合格证及批号，经核准验收后方可进行作业。
（8）调胶、注胶、插筋。植筋所使用的结构胶对金属及非金属均具有很高的粘结强度，它以分子原料为主体，是一种双组合高强粘结剂。拌胶前宜用计量工具，按结构胶所需用量提取料和B料，其重量比宜为100：0.5～100：2.0，然后搅拌均匀，后将占孔体积80%以上的量的结构胶送入孔内。
植筋破坏的原因分析
（1）钢筋表面处理措施不当。例如螺纹钢的表面除油除锈除尘不彻底或圆钢的表面有刻痕等均会影响植筋施工的工艺质量。
（2）清孔措施不当。清孔是植筋工艺中的关键工序，根据调查发现，30%的非达标破坏都是因为清孔措施不当造成的。清孔不彻底主要表现为：当胶粘剂和钢筋作为一个整体从混凝土里拔出时，胶层表面有明显的灰渣或泥浆。因此，清孔时要先用硬毛刷反复刷孔壁，再用干净无油的压缩空气吹出灰尘，弱孔壁上有油污，则应用干净棉布沾少量或酒精擦干净。此外，在特殊条件下施工必须采取相应的措施，以保证孔内干燥清洁，例如，在雨季或潮湿环境下施工时，应对孔洞进行干燥处理或选用适合于潮湿环境的改性品种。
（3）胶粘剂配合比例不当。根据统计资料表明，有6%的植筋破坏是因为配比误差较大引起的。在施工中，往往由于没有准确称量胶粘剂，仅凭经验进行配合。一旦误差出允许范围，就会出现胶体达到固化时间而而不固化的现象。注胶不饱满导致的粘结力不够是产生非达标破坏的主要原因之一，在非达标破坏有16%的比例是因为这种原因造成的。钢筋和混凝土是依靠胶体连接的，胶体与混凝土及钢筋接触面积的大小直接关系到植筋锚固力的大小，若注胶不饱满较易引起胶体薄厚不均匀或胶体跟钢筋整体被拔出。植筋施工中，一般要求从孔底逐步向孔口注胶，这样能够保证孔内空气被排出以及注胶的饱满度。施工过程中，常见的导致注胶不饱满的原因有：①施工方偷工减料或施工器具不能保证从孔底开始注胶;②在水平或竖直往上植筋时未能采取有效的防护措施或混凝土内部存在较大孔洞导致胶液流失，以致出现严重漏胶的状况。
植筋加固【电话--申工】220kV楼子河变电所220kV少油开关更换工程是宜昌供电公司今年技改项目的工程之一，时间紧、任务重。按照中调的要求单独一个间隔的开关改造从停电到恢复送电只有短短7天时间，这其中涉及到变电一次、二次、保护、土建等多个的工作，因此必须在各个环节上想方设法抓紧时间。而基础施工是容易耽搁时间的地方，因为设计院的施工图是按照新施工的间隔要求所出，而非改造所用，如按此施工则需拆除原少油开关基础，再在原地重建，所需时间起码要十天左右，这显然是不可能的，怎么办？从接到任务的那一刻起，有关技术人员就在积极的思考采用其它安全易行的办法。
经过谨慎考虑终决定采用“化学植筋”的方法，使新旧混凝土连接牢固，这样在不停电的时候就可以完成98%的土建工作量，大大缩短停电时间。这一想法，得到变电检修中心生技科的大力赞成。他们马上报电力设计院，申请作设计变更。在得到设计院和监理的一致同意下，楼子河变电站基础改造终形成新的sf6开关基础。在此我就本次施工的情况总结如下：
何谓“化学植筋”呢？即在已有混凝土结构或构件上根据工程拟需用钢筋规格以适当的钻孔直径和深度，采用化学粘合剂使新增的拟用钢筋与原混凝土粘合牢固，使新增钢筋如同预埋钢筋，钢筋的强度得以充分利用，并发挥至设计所期望的性能。
1.本工程基础改造具体施工过程：
1.1化学植筋材料的选择
化学植筋方法随着化学植筋材料的不同，施工方法有很大的区别。我们选择的化学植筋胶是高性能固立特（GOOLIT）WZF系列无机质植筋锚固胶，该产品蠕变性能优良，锚固硬化体与被锚固结构粘接牢固，在载荷作用下的变性性能与被锚固钢筋混凝土的变形一致，使锚固结构的整体工作性良好。具体特点为：
不怕水：植筋孔内潮湿、微水不妨碍施工。
耐老化性好：属无机类材料，具有比普通混凝土更好的耐久性能，使用寿命可达80年以上。
耐高温：比**胶具有更高的耐高温性，可实现先胶后焊，较大地方便了施工；或用于常年高温场所的植筋。
强度较高：在相同植锚深度和施工条件下，具有较高的拉拔力。
新旧界面粘结度高，线膨胀系数于混凝土相同：胶与砼同属无机类材料，适用于弹性模量较高的场所。
绿色环保：不含乙烯等成分，施工中不会对施工人员造成伤害，施工后不产生有害气体。
施工简单：*现场混合搅拌，价格较低*使用胶。
1.2化学植筋的施工工艺
定位→钻孔→清孔→植筋→养护→检验与验收。
1.2.1定位：
对拟植钢筋位置进行定位放线：先弹出所需增加结构的位置线后用粉笔标出被植钢筋的位置。
1.2.2植筋的钻孔：
首先确定钻孔的深度和孔径，钻孔深度：Φ12钢筋为140mm，钻孔孔径为Φ14，后用冲击电钻钻孔。
1.2.3清孔：
钻孔完毕，检查孔深和孔径合格后将孔内粉尘用压缩空气吹出，然后用毛刷将孔壁刷净，再次用压缩空气清孔，后用水将孔清洗干净。
1.2.4植筋：
将植筋胶放入水中浸泡至无气泡冒出（约30-60秒），将泡好的植筋胶放入待植筋孔内，剂量以钢筋植入时微有溢出为准，用锤子锤出螺纹旋转植入至孔底。
1.2.5养护：
植筋胶凝固时间很快，钢筋植好后，需保养24小时，期间不能晃动。
1.2.6检验与验收：
同规格、同型号，基本相同的部位的植筋组成一个验收批次抽取数量按每批植筋总数的1‰计算，且不少于3根。
1.2.7按照新基础的尺寸支模、浇筑混凝土，成型。
3.质量保证措施：
植筋胶应有合格证，并在有效期内使用；钻孔直径和深度一定要准确合理；先做植筋试验，合格后方可全面施工。
根据植筋的工艺要求，由建设单位、监理、施工单位三方组成实验小组，在其中一处基础处进行了植筋试验，大拉拔力达到了8T，满足设计要求，并由三方出具了实验报告。根据拉拔试验的结果，可以进行大面积的施工。
植筋质量检查还应包括以下内容：
3.1文件资料检查
设计施工单位图纸及相关文件、植筋胶的出厂质量保证书（或检查证明，其中应有主要组成及性能指标、生产日期、产品标号等）、螺栓的质量合格证书（含钢号、尺寸规格等）、施工工艺记录及操作规程和施工自检人员的检查结果等。
3.2植筋孔的质量检查
检查内容：植筋孔的位置、直径、孔深和垂直度；植筋孔的清孔情况；植筋孔周围混凝土是否存在缺陷，环境温度是否符合要求；钻孔是否伤及钢筋等。
3.3植筋后质量检查
应对照施工图检查植筋位置、尺寸、垂直（水平）度及胶浆外观固化情况，用铁钉刻划检查胶浆固化情况，用手摇方式初步检查被植钢筋是否锚牢锚实等。
4.工程结论
化学植筋技术是混凝土结构后锚固技术的一种，即运用高强度的化学粘合剂使钢筋、螺杆等与混凝土产生握固力，从而达到预留效果。化学植筋技术不仅满足了固定施工的要求，而且提高了质量，加快了速度，降低了成本，解决了施工中的一些难题，在以后的设备基础改造中可以大面积推广使用。
植筋加固【电话--申工】70～80年代修建的建筑物大部分已进入老化阶段，需要对其进行检测加固，然而随着经济的繁荣，人民需求的不断增长，人们对建筑物的改造也变得越来越频繁，怎样在保证结构物的可靠度的前提下对建筑物进行改造，越来越受到大众的关注。
植筋技术以其价格低、操作简便，以及其耐久性由于普通加固方法而越来越受到施工单位的青睐，应用越来越广泛。植筋技术就是在已浇筑成型的混凝土结构物上通过钻孔技术，将钢筋插入其结构内部，并用特殊的化学试剂对其进行固定的施工技术。通过试验分析得出，植入钢筋的强度普遍**普通钢筋强度的70%，较一般的钢筋混凝土结构物具有更强的效能。此种施工工艺一般用于对已有钢筋混凝土建筑物的加固，植筋技术具有对原建筑物的伤害小等优点。
2、植筋技术的应用及其耐久性研究
2.1 工程概况
在某小区住宅修建工程中在主体结构已完成70%时，为了适应大众需求增加卖点，建筑设计要实施修改，要在原外墙增加竖向装饰线，其设计尺寸为长400mm×200mm和400mm×600mm；原阳台向外加宽500mm；在窗台上设置尺寸为200mm×400mm的栏板。依照传统施工工艺，需要对外柱砼面层进行开凿，在原钢筋结构上焊接新增加的钢筋结构，并进行二次浇筑。但是这样会对原结构造成较大的伤害，影响原结构的可靠性，同时也增加了施工工作量，延长了施工工期，不能按期交付使用。
因此建设单位根据现场施工条件以及监理单位的意见，采用结构植筋技术进行改造。方案如下：针对增设的两种竖向饰线，一是在梁柱节点出沿梁方向植入4φ12的面以及筋4φ12的底筋；增设设有结构小柱的悬臂梁其结构尺寸为400mm×200mm；二是沿梁柱节点植入4φ14面筋以及4φ12的底筋，增设设有结构小柱的悬臂梁其结构尺寸为400mm×600mm，并在外墙植入拉结筋其尺寸数量为2φ12@600；对应于栏板，则将其主筋植入楼板层，并进行绑扎，后进行砼二次浇筑。
2.2 植筋设计
根据方案要求计算出植筋位置以及植筋尺寸，然后在植筋位置钻出符合植筋尺寸的以及设计深度的孔洞，再将调制好的室内固话黏胶注入孔洞中，并立即将植筋插入孔洞中进行黏胶固定，此锚固作用是通过冷固后的黏胶与砼之间形成的高度粘结力实现的。
钢筋混凝土结构所承受的力是由砼传递给内部钢筋的，而有植筋的钢筋混凝土结构在使用时，受力部分分为植筋胶、砼以及钢筋三部分，其中钢筋是先达到设计屈服强度的。
钢筋设计屈服强度值
式中：r表示钢筋半径（mm），fy表示钢筋设计抗拉强度（N*mm-2）；
植筋黏胶使用强度值
式中：h表示钻孔深度（mm），D表示钻孔直径（mm），τ表示植筋胶黏贴强度，rb表示安全系数，一般取值2.0；
砼安全使用强度值
式中：C表示修正系数，取值0.85，h表示钻孔深度（mm），fck表示砼抗压强度，rc表示安全系数，一般取值2.0；
在实际工程建筑中，钢筋设计屈服值要不大于植筋黏胶安全使用值，钢筋设计屈服值不大于砼安全使用强度值，即
因而可以得出植筋锚固深度为
2.3 植筋施工流程
定位→结构钻孔→钻孔清理→灌胶→植筋→固化→植筋质检→后续工作
2.4 植筋施工要求以及质量要求
一、植筋位置精准。精准定位植筋位置是植筋能否起到预期效果的重要影响因素之一。钻孔时要避免破外原结构内的钢筋，做到一次成功，避免多次钻孔对钢筋结构造成破坏，钻孔的深度要依据设计标准，偏差因保持在5mm以内；应采用冲击钻来进行钻孔，保证孔壁具有一定的粗糙度，孔壁不宜较光滑，因为粗糙度越高植筋黏胶与砼之间的黏着力越大，结构越稳定。
二、孔洞清理要仔细。孔洞钻好后要对其进行清理，宜采用硬塑类的毛刷清理孔壁，并将孔内灰尘用**吹风机吹除，为了保证清理的质量，一般清理4-6次，注意一定不要用水清洗，宜采用试剂清洗孔内壁。
三、植筋黏胶配比要合理。根据不同植筋与不同比例混合黏胶的黏着性质，采用配比合适的黏胶进行灌孔；灌孔时要注意用注胶机器从孔洞底部开始注胶，注胶速度不宜过快，尽量减少注胶过程中产生的气泡；注胶的量应以插入植筋后有微量黏胶溢出为宜，注胶量一般为孔深度的3/4。
四、植筋质量要符合设计要求。植筋的选取应以设计为依据，所选植筋必须符合检验标准，表面无严重锈蚀；植筋锚固端要用试剂除去表面污物，清刷的尺寸要符合锚固要求，一般设计锚固长度为20d；植筋时速度要慢，一次性插入孔底，若植筋直径较大可使用铁锤敲击以辅助植筋插入。
五、固化过程。固化过程的好坏决定着植筋是否能正常发挥效果。黏胶年黏附于植筋和砼壁之间，起到传到力的作用，而黏胶固化过程受到环境因素影响，潮湿的环境不利于黏胶固化，因此要保证孔壁的干燥，植筋过程一般限制在30分钟，缩短孔壁与外界环境的接触时间。
六、施工检测。
植筋全过程完成需要48h的时间，48h内部的对其有任何触碰。待植筋完成后需要对植筋效果进行检测，并按照一定的比例对植筋进行抽样检测，对不符合要求的进行记录并制定二次维修计划，做好试验记录工作。
2.5 植筋技术耐久性研究
钢筋混凝土植筋耐久性包括抗渗性、抗冻性以及抗腐蚀性。由于钢筋表面具有一定的电势差，当混凝土保护层碳化破损后，会直接与空气中的氧气等发生溶解渗透现象，形成电化学作用，迅速腐蚀钢筋，破外钢筋混凝土结构的稳定性。
冻融破坏是无可避免的，钢筋混凝土结构暴露在空气中，受到周围环境温度的影响，随其变化而变化，钢筋混凝土内部的水分不断随外界气温收缩膨胀，对内部结构损害力随着其变化程度而不同。
混凝土主要由水泥、掺合料以及外加剂构成，其中含有大量的碱性物质，其会与结构内的水分反应，生产的物质具有膨胀性，损坏内部结构。
外部混凝土破损会将植筋黏胶暴露于空气中，空气中的性气体会与之发生化学反应，腐蚀黏胶物质，而黏胶又在钢筋与混凝土间传递力的媒介，因而黏胶的腐蚀会削弱植筋的力承载能力。降低整个结构的承载力。
为了降低空气对钢筋以及植筋黏胶的腐蚀，要严格控制混凝土原料配比，做好混凝土养护和维护工作，技术管理者应该严格按照规程进行从操作；控制水胶比，减少水分，并添加细掺料，提高钢筋混凝土内部结构的密实度，增加其强度；添加抗氧化、抗腐蚀、吸水性能能较好的活性矿物质，增加钢筋混凝土结构的抗腐蚀，提高钢筋混泥土植筋的耐久性。钢筋混凝土植筋技术对于原结构损伤小，保证了原结构的耐久性。
3、总结
钢筋混凝土结构的植筋技术操作简单，应用范围广，对原结构损伤较小，检测结果合格率高达**，其耐久性较一般的加固方法更好。植筋技术不仅缩短了施工工期，符合技术要求，而且投资小，因而此技术肯定会的到更广泛的应用。
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