植筋加固「电话--申工】植筋技术是一项针对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术。可植入普通钢筋，也可植入螺栓式锚筋。现已广泛应用在现代住宅的加固改造工程中，如：施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救，构件加大截面加固的补筋，上部结构扩跨、**升对梁、柱的接长，房屋加层接柱等。
一、植筋技术加固原理
植筋技术是在需连接的旧混凝土构件上根据结构的受力特点，经设计计算确定钢筋的数量、规格、位置，在旧构件上经过钻孔、清孔、注入植筋粘结剂，再插入所需钢筋，使钢筋与混凝土通过结构胶粘结在一起，然后浇注新混凝土，从而完成新旧钢筋混凝土的有效连接，达到共同作用、整体受力的过程。
由于在钢筋混凝土结构上植筋锚固已不必再进行大量的开凿挖洞，而只需在植筋部位钻孔后，利用化学锚固剂作为钢筋与混凝土的粘合剂就能保证钢筋与混凝土的良好粘接，从而减轻对原有结构构件的损伤，也减少了加固改造工程的工程量，又因植筋胶对钢筋的锚固力，使锚杆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载荷，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拉力，从而保证了锚固强度。作为一种新型的加固技术，植筋技术不仅具有有方便、工作面小、工作效率高的特点，而且还具有适应性强、适用范围广、锚固结构的整体性能良好、价格低廉等优点。因此被广泛应用于建筑结构加固及混凝土的补强工程中。目前，在现代住宅建筑中也常使用植筋技术进行加固。
二、植筋的应用形式
植筋技术在已有的现代住宅建筑加固及改造工程中的应用，主要有以下几种形式：
（1）在原有结构上增加新构件，改变原有结构的布置和形式，如新增梁、柱 。
（2）增大原有结构构件的截面尺寸。
（3）改变原有混凝土结构构件的约束条件和受力特征。
（4）充当预埋件和锚栓的作用。
三、植筋技术施工质量关键控制点
（1）材料准备
按照加固设计的要求确定植入钢筋的直径和下料长度，植筋施工之前，用砂磨机上的钢丝刷将钢筋表面的油污、锈渍除去，打磨出原有金属的光泽并用酒精棉纱擦拭干净。
（2）定位
依照设计图纸的要求，对所需植筋的部位进行定位放线。在所需植筋点作出明显的标志，以便钻孔。定位时，要结合设计图纸及《混凝土结构设计规范》GB50010-2002的有关要求，尽量避免原结构中钢筋所处位置，以免钻孔时钻到原钢筋，影响植入钢筋的深度而减弱植筋的效果。
（3）钻孔
用冲击钻钻孔，钻头直径应比钢筋直径大5mm左右，钻头选用φ30的合金钢钻头，孔深大小>15d。钻孔时，钻头应始终与柱面保持垂直。
（4）洗孔
洗孔是植筋中重要的一个环节，因为孔钻完后内部会有很多灰粉、灰渣，直接影响植筋的质量，所以一定要把孔内杂物清理干净。方法是：用毛刷套上加长棒，伸至孔底，来回反复抽动，把灰尘、碎渣带出，再用压缩空气，吹出孔内浮尘。吹完后再用脱脂棉沾酒精或擦洗孔内壁。但不能用水擦洗，因酒精和易挥发，水不易挥发。用水擦洗后孔内不会很快干燥。钻孔清洗完后要请设计等有关单位验收，合格后方可注胶。
（5）植筋表面处理
植入钢筋的规格、数量一般由设计单位进行计算确定。设计人员依据混凝土结构工程加固所需的承载力或弥补结构不足的实际情况，依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002的有关要求确定所需植入钢筋的规格、数量。另外，施工中需预埋、预插的钢筋错位或遗漏时，植入钢筋的规格、数量同原设计要求。
植筋应先通过物理试验，采用机械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。其质量控制关键是钢筋植入部分需表面干净，以增加与化学胶的粘结力。
（6）注胶
取一组强力植筋胶，装进套筒内，安置到**手动注射器上，慢慢扣动板机，排出铂包口处较稀的胶液废弃不用，然后将螺旋混合嘴伸入孔底，如长度不够可用塑料管加长，然后扣动板机，板机孔动一次注射器后退一下，这样能排出孔内空气。为了使钢筋植入后孔内胶液饱满，又不能使胶液外流，孔内注胶达到80%即可。孔内注满胶后应立即植筋。
（7）植筋
植筋前要把钢筋植入部分用钢丝刷反复刷，清除锈污，再用酒精或清洗。钻孔内注完胶后，把经除锈处理过的钢筋立即放入孔口，然后慢慢单向旋入，不可中途逆向反转，直至钢筋伸入孔底。
（8）固化养护
钢筋植入后，在强力植筋胶固化前不能振动钢筋。强力植筋胶在常温下就可完成固化，50h后便可进行下道工序施工。
（9）检测试验
在植筋施工前，要对所用钢筋及植筋胶进行现场拉拔试验，以确定钢筋及植筋胶是否符合设计要求。
检测方法是：制作与要植筋部位混凝土构件相同强度等级的混凝土试件，按植筋步骤，植入3组钢筋，待植筋胶固化后，进行拉拔实验。实验用**的钢筋测力计，当加力达到Ⅱ级钢筋屈服强度（450N/mm2）时，出现颈缩现象，继而拉断。 测试时测力计施加于卡具的力应符合FC≥FYK（FC：测力计施加的力，N/mm2；FYK：钢筋的屈服强度，N/mm2） 试验证明：植筋用的植筋胶强度大于钢筋的屈服强度，植筋的破坏是钢筋的屈服破坏，不是胶的粘结破坏，这表明钢筋和植筋胶都是合格的。
植筋后进行非破损性拉拔试验，用来检测工作状态下的植筋质量，检测的数量是植筋总数的10%。检测中，测力计施加的力要小于钢筋的屈服强度、大于由设计部门提供的植筋设计锚固力值。公式为：FM 检测实验合格后就可进行下道工序。
四、质量保证措施
（1）植筋用的钢筋必须选用螺纹钢，并保证表面洁净、无锈蚀和油渍。钢筋应有足够的长度，以便于植筋检测及搭。
（2）应采用冲击电钻钻孔，不宜采用钻石钻孔机钻孔（如必须使用时应对孔壁进行打毛处理） ，以确保孔壁的粗糙度。
（3）钻孔的孔径和孔深应符合设计要求。
（4）应采用硬塑毛刷及硬质尼龙刷、压缩空气进行清孔 ，不宜用水冲洗 。
（5）在地下室、雨天等相似情况下植筋时，钻孔、清孔、植筋应连续进行，并有相应措施保证孔壁干燥、洁净。
（6）植筋胶应首先分别搅匀，再按比例混和，否则不宜使用。
（7）注射器的混合管应伸入孔底后再开始注胶 ，边注射边提升，以保证挤出气泡，混合管不够长时应使用延长管。注胶量应以插入钢筋后有少许溢出为准。
（8）钢筋应清刷干净，插筋时应慢慢地旋转插 入，宜一次插入。
种植较大直径的钢筋时，可用铁锤敲击外露钢筋端部，以确保钢筋插入孔底。
（9）植筋完毕后，应保证植入的钢筋在植筋胶固化前不受外力影响 。
（10）植筋完成48h后方可进行钢筋搭接及钢筋网绑扎。
五、实例应用简介
我公司开发的光华世家项目因拆迁影响，分期开发，一期地下室早已建成。在二期开发过程中，按设计功能和设计计算，一二期地下室连接处需在原有结构上增加新构件，改变原有结构的布置和形式，如新增梁、柱。在与设计充分沟通基础上，决定采用植筋加固技术来完成。设计单位出具植筋加固施工图后，我公司经过择优选定加固施工单位，按上述施工要点顺利完成了植筋。一二期地下室亦实现无缝连通，解决了无法连接的设计缺陷。
结论：
目前植筋技术已在现代住宅加固改造中广泛使用，其优点很多。为了保证施工质量，在进行植筋时必须要按照规范要求进行合理设计，同时严格控制施工过程中的钢筋处理、固定养护与清孔等环节。
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。
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。
近年来，混凝土修补已成了结构工程的一个分支，新老混凝土粘结性能研究受到了广大工程界的关注。 国外关于新老混凝土粘结性研究较成熟，不仅制定相关规范和标准，并侧重不同深度、介质钢筋上或混凝土内氧化物等环境对植筋腐蚀及钢筋强度的影响，而且研究植筋尺寸和梁尺寸效应的影响。美国E.Wlte和 ier[1]早提出新老混凝土结合使用机械连接方法。继而F.Seible和C.T.Lthm将机械连接件用于桥梁面板全深混凝土结构铺装修补，试验结果表明可以有效提高修补桥梁的抗剪性能和使用寿命。此外，《瑞典混凝土结构工程》（Swedish Regultion for Concrete Structures）规定要增加钢筋连接用以提高叠合构件抗剪性能。欧洲和美国混凝土规范也规定，在剪力比较大情况下必须要依靠钢筋连接件加强保证结合面的抗剪能力。
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