植筋加固【电话--申工】天津滨海新区新港四号路地道设计为双向十车道，因受津滨轻轨高架桥墩柱和基础的影响,须对津滨轻轨高架桥339（制动墩）和340（联接墩）墩进行基础托换。托换梁是该托换工程实现荷载转换的直接传力构件，采用梁包墩、墩梁固接的双向预应力结构，托换梁与上部桥墩节点的连接是托换工程的关键部位。
2.墩柱企口、植筋施工
由于托换上部结构轴力大，墩―梁结合周长小，墩―梁接合处承受剪力大，并且两个墩柱均在轻轨曲线上，托换结构受力性能复杂，给托换力的调整和位移控制带来很大的难度。托换结构与既有轻轨墩柱固结，固结处混凝土浇筑时列车不中断运行，混凝土受列车振动影响；而振动直接影响了钢筋与混凝土的握裹力。因此在施工过程中应加强墩柱企口、植筋工艺施工质量控制。
2.1墩柱企口处理
（1）对被托换墩柱与托换大梁接触面四面做企口，以增强托换梁体与既有柱之间的接合及握裹效果，作业时确保不破坏墩柱钢筋。
对托换柱在被裹入托换梁部分的柱表面进行企口放样，弹划墨线。
利用手持式砼切割机在划线位置将砼锯入25mm深度。
采用人工手持钎锤和凿间隔将柱表面砼凿入25mm企口，形成齿槽；未凿入部分柱砼将其表面浮浆凿除，全部露出砼新鲜界面，使用钢丝刷清刷开凿部位砼碎屑，并用清水清洗干净。
（2）对被托换墩柱与托换大梁接触面四面进行植筋，Φ32钢筋1.1m长按15×15cm间距植入墩柱内500mm，采用植筋技术和植筋胶，植筋锚固构造措施满足《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2006）的有关规定。
2.2植筋施工
2.2.1植筋的概念。植筋锚固技术是一项较简捷、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施工要求的深度钻孔，并采用**植筋胶，利用其粘结原理，使设计图纸要求的钢筋与原混凝土粘接牢固，使作用在植筋上的拉力通过粘接剂向混凝土中传递，从而形成受力整体。
2.2.2植筋施工工艺。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。其中清孔、孔壁和钢筋处理、固定是关键工序。
2.2.3植筋施工质量关键控制点。
（1）定位。施工前采用钢筋探测仪探出现状轻轨墩柱钢筋的位置，尤其是箍筋的位置。按设计要求标示钻孔位置、型号，若遇到轻轨墩柱钢筋时，适当调整植筋的位置。
（2）钻孔。钻孔用电锤成孔，如遇钢筋调整孔位避开。钻孔孔径d+4～8mm(小直径钢筋取低值，大直径钢筋取高值，d为钢筋、螺栓直径)。钻孔必须跳钻，采用隔排梅花形布置钻孔，待钻好的孔钢筋锚固完毕后，再钻下一批锚孔，如此循环，直至锚完所有锚筋。
（3）清孔。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，后用棉布蘸拭净孔壁，将孔口临时封闭。若有废孔，清净后用植筋胶填实。
（4）钢材除锈。钢材锚固长度范围的铁锈、油污应清除干净（新钢筋、螺栓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）植筋。使用**的手动注射，通过混合喷嘴将树脂砂浆和固化剂充分混合后固化。将锚固剂注入孔中的1/2-2/3满处，将钢筋缓缓旋入孔中，在固化时间内切勿扰动。
（6）固化、保护。植筋胶有一个固化过程，日平均气温25℃以上12h内不得扰动钢筋，日平均气温25℃以下24h内不得扰动钢筋，若有较大扰动宜重新植。喜得利植筋胶在常温、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。
（7）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。植筋完成后对所置钢筋进行拉拔试验。
4.结语
托换梁与上部桥墩节点的连接是托换工程的关键部位，而植筋施工是梁墩连接质量的关键点，对整个托换体系进行原位检验、预负荷加载以消除托换梁和新桩的部分长期变形，以及实现托换荷载由原桩向新桩转换的关键环节。天津滨海新区新港四号路地道轻轨托换已顺利完成，植筋施工工艺在托换工程中的成功应用，无论在施工安全、质量，还是进度方面均取得了良好的效果，为类似施工提供了可借鉴经验。
随着时间的推移，运营中的很多桥梁因为各种内在和外在的因素，产生了不同程度的病害，进而影响到其结构安全，使得一些桥梁承载力不足，从而使得桥梁加固成为研究的热点。而FRP筋材嵌入式加固是近年来出现的一种新型加固方法，它具有承载力高，成本低，施工简单，施工速度快等优点。本文通过试验对影响嵌入式抗弯性能的影响因素进行了研究。
国内关于设置钢筋连接件新老混凝土的研究相对较少，大多为验证性试验，很少能提出具体的植筋规范规程。早大连理工赵志方[3]教授通过改善新老混凝土界面粘结来提高界面粘结强度。郑州大学张雷顺教授对不同植筋率、不同界面处理方式的新老混凝土界面进行试验研究，并将研究成果应用于实际钢筋混凝土桥面板加固整修中，实践结果表明设置钢筋连接件可以有效提高修补桥面使用寿命。
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。
试件设计
FRP筋材加固混凝土构件，由于FRP筋材具有很高的抗拉强度，所以决定加固性能的因素是界面强度，而影响界面强度的因素有锚固长度、开槽距离试件边缘的距离、开槽宽度、槽间净距、FRP直径、嵌帖数量和混凝土强度。因此，为了研究影响FRP筋材嵌入式加固抗弯性能的影响因素，我们设计了如下试件，见表1、图1，并按照图1所示荷载位置递增加载。而且在试件制作过程中，为了防止发生混凝土受压区破坏和剪切破坏，在试件中分别配置了受压钢筋和箍筋。
混凝土本身的强度及组成、混凝土浇筑位置及浇注质量、钢筋的外形特征、保护层厚度和钢筋的净距、横向配筋和横向压应力、加载方式等都是影响钢筋混凝土工作性能的因素，而植筋的工作性能比一般的钢筋混凝土工作性能更为复杂，因此影响植筋工作性能的因素很多，但归结起来，主要有以下五点（1）植筋粘结剂的影响
目前市场上供应的植筋粘结剂种类、型号较多目_性能各异，其按化学组成分为：**型和无机型；按组合方式分为：单组分及双组分植筋粘结剂，包括粘结剂与固化剂混合物或单独的复合粘结剂；按施工使用方式分为：管装式、机械注入式和现场配制灌注式。目前国内市场上几种常用植筋粘结剂的基本情况、化学性能、力学性能及植筋粘结剂和混凝土、钢材弹性模量的比较详见表1.1一表1.4
在实际施工应用中，选择一种安全可靠，质量稳定，性能较好的粘结剂是确保工程质量的一项重要措施。本论文试验采用快硬水泥为基料的粘结剂，因其与混凝土结构材料性能一致，故可在不影响正常生产运营的情况下较快达到预期强度，延长结构的使用寿命，施工设备简单，施工快捷方便。
（2）混凝土基材的影响
在其他条件相同的情况下，植筋拉拔力随混凝土强度的提高而提高，一是因为随着混凝土强度的提高，植筋粘结剂与混凝土粘结力增大；二是因为混凝土强度提高将会提高植筋粘结剂与混凝土之间的啮合作用，从而提高粘结强度。
混凝土基材应坚实，且具有较大的体量，能承担对被连接件的拉拔力和全部附加荷载的要求，目_基材混凝土强度等级不应低十 C20。存在严重缺陷和混凝土强度等级较低的基材，承载力较低，目_很不可靠，所以风化混凝土、严重裂损混凝土、不密实混 在植筋边距较小的情况下，植筋周围混凝土会发生劈裂破坏。
（3）植筋施工质量的影响
植筋施工质量控制主要有以下几点：
①定位：植筋定位要准确，应按图纸设计要求准确布置，保证植筋钢筋与设计受力情况一致。
②钻孔：植筋成孔采用冲击电钻钻孔，钻孔时要避免打断原结构钢筋，成孔后的孔壁应完好，无裂缝或其它质量缺陷，以避免影响构件的强度。其质量控制关键是钻孔直径及钻孔深度。
③清孔：钻孔后立即清理，用刷子擦扫孔壁灰粉，然后用干净物体临时封堵孔口，以防尘土、砂粒等杂物落入，影响植筋钢筋与粘结剂的粘结力。
④植筋表面处理：采用机械方法或钢丝刷擦除植筋部分表面铁锈和氧化层，然后用（化学试剂）除去残留油污，经处理的钢筋应尽快植入孔内，避免二次污染，以增加钢筋与植筋粘结剂的粘结力。
⑤注入粘结剂：将配好的粘结剂，用**注料筒从孔底注料，应注满孔体积的二分之二。
⑥插筋：注料后，应立即将除锈后的钢筋植入孔内，孔口应有少量粘结料溢出以压平孔口。
⑦养护固化：已植入孔内的钢筋在常温下养护，直至达到使用的粘结剂固结的规定
时间，在固结时间内不得扰动，以保证植筋粘结力。
⑧现场拉拔试验：植筋后，应在现场随机抽样，进行非破损性拉拔试验，以检验植筋质量是否达到设计要求。抽样数量按植筋总数的0.1%计算，且不少于3根。
（4）植筋深度及植筋的间距和边距的影响
在相同条件的拉拔试验中，不同的植筋深度，不同类型的钢筋会产生不同的破坏形态，具有不同的拉拔力。当植筋深度达到或过一定植筋深度时，植筋钢筋屈服的同时，周围混凝土也发生破坏，有明显的预兆，即合理的植筋深度。
当植筋钢筋间距较小时，在靠近混凝土表面发生锥体破坏的部分，其锥体面会重合
如图1.1所示。
（5）植筋试件所处使用环境的影响
植筋试件的使用环境对植筋的粘结质量也有一定影响。过高的温度、过大的振动和腐蚀介质都会对粘结质量有不同程度的影响。其次，植筋承受的荷载形式对粘结强度也会产生一定的影响，如静载或动载作用时，植筋的工作性能亦有区别。凝土、结构抹灰层、装饰层等，均不得作为植筋基材；否则，应对混凝土基材施行加固处理后才可作为植筋基材。
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