白沙黎族自治县植筋加固

植筋加固【电话 申工】所谓“植筋”，就是将钢筋插入混凝土中，用JGN?C建筑结构粘合剂进行粘结锚固，使其达到设计要求的一种施工方法。JGN?C建筑结构粘合剂是一种高性能的建筑结构补强加固工程材料，用于水平钢筋的埋植锚固。 

　　二、施工方法比较 

　　（1）模板钻孔插拉结筋。该方法在目前的施工现场广泛采用，其原理是在混凝土初凝之前在柱模上钻眼，将拉结筋插入柱混凝土中，混凝土凝固后与钢筋连接成整体。其缺点在于3.1.1现在施工模板广泛采用木模板和钢模板，模板上钻孔后损坏模板，影响重复利用，易产生漏浆。（2）拉结筋先预埋法。一般做法是将拉筋在支柱模前绑扎在钢筋骨架上，伸出段紧靠模板向上或向下弯折，柱模拆除后再将锚筋凿除拉直。其缺点在于：一是由于混凝土的振动，绑扎在钢筋骨架上的拉结筋可能移位，准确确定其位置困难；二是为了找到预埋的拉结筋，不得不凿坏柱的侧表面，有时凿深大于保护层，对柱的承载力会产生影响；三是因拉结筋在混凝土振动时易错位，很难保证拉直后的拉结筋均在填充墙的灰缝位置，往往根部有残留弯曲，影响拉结效果。（3）植筋法施工拉结筋。植筋法施工拉结筋是在钢筋混凝土结构柱、墙要生根的位置上，按设计的钢筋数量、规格，经过钻孔按植筋工艺要求对钢筋及孔洞处理后，用强力结构胶植入钢筋的施工方法。由于植筋施工是后置法，墙柱施工已完成，拉结筋能够准确定位，只要能保证拉结筋受拉达到屈服而不被从混凝土柱、墙中拔出，拉结筋就能达到预期效果。实践证明：植筋按相应规程操作，钢筋植入混凝土达到规定深度，能保证钢筋受拉达到屈服而不被拔出。植筋施工拉结筋埋置位置准确，不损伤柱、墙混凝土，锚拉效果优于传统施工方法且易保证施工质量。 

　　三、钢筋基本锚固深度的确定 

　　钢筋的基本锚固深度按下式确定： 

　　根据被植钢筋的直径d，确定佳钻孔直径，钻孔直径D由植入钢筋直径及边肋宽度，施工因素确定，通常取D=d+（4mm～8mm）。一般情况下，当d≤12mm时，D=d+4mm；12mm＜d＜20mm时，D=d+6mm；d＞20mm时，D=d+8mm。 

　　四、植筋锚固的施工方法 

　　（1）定位放线。根据原设计图纸，在砌筑之前做好皮数杆，再用皮数杆统一在框架柱上（有墙的一面）画出具体的砌块（或砖）和灰缝的位置，根据图纸或规范的要求，标出每根钢筋需植入的位置。（2）成孔。一是检查混凝土强度等级，要求不得低于C15。二是根据图集和规范对拉结筋的要求，查明每根钢筋的规格，根据钢筋直径选择不同直径的钻头及钻孔深度。三是成孔机械可使用空心钻，也可使用电锤钻，但不得破坏原有混凝土构件的结构。在钻孔过程中如遇到原混凝土构件主筋必须避开，勿将原主筋切断，如确实无法避开主筋，致使钻头钻不进去，不能达到要求深度时，可适当增加孔洞数量。四是成孔后的孔壁必须完整无损，即无裂缝、无蜂窝、无孔洞。五是钻孔时钻头略微向下倾斜，使孔口略低，以便清孔。（3）清孔。一是成孔后应立即清孔，使用钢刷清除孔壁的灰粉，吹出粉尘、清理积水。孔内应尽可能的干燥。二是使用棉纱蘸取擦拭孔壁一遍。清孔后若不能及时植筋，必要时封堵孔口，防止尘土、砂粒等掉进孔内。（4）钢筋表面处理。采用机械方法或钢丝刷除去钢筋植入部位表面铁锈和氧化层，露出金属光泽，再使用除去残留的油污和汗渍。钢筋处理后应尽快植入孔内，避免重新生锈。（5）配胶。JGN?C建筑结构粘合剂为双组分胶，其中甲组分呈灰白色膏状，均匀无沉淀；乙组分为黑色粘稠膏状。甲、乙组分的重量配合比为4：1，分别准确计量后搅拌均匀。拌好的胶呈均匀的灰色。调配胶的量应根据现场的操作情况而定，一次不宜多调，保证能在15min～30min内用完。否则，在规定的操作时间内未注入孔内，粘合剂失去流动性和粘接性将会造成材料浪费。严禁使用任何溶剂对粘合剂进行稀释。（6）注胶、植筋。一是调配好的粘合剂应尽快注入到孔中，注胶量为孔深的1/2～2/3。二是将需植入的钢筋做除锈、除污、除水处理，下料后在钢筋上标出植入深度的标记。三是用待植钢筋蘸胶结材料插入孔洞，顺时针旋转3圈，再逆时针旋转3圈，拔出再次蘸胶结材料并插入，按一次的作法反复一次并拔出，三次适量蘸胶结材料插入即可。要求钢筋平直，胶体在孔口可见而不流出，拉结筋的端部弯钩应水平放置。（7）养护固化。已植入孔内的钢筋应在常温下养护，不得扰动，24h后可进行下步施工作业。　1.文献综述 

　　1.1加筋土挡土墙的发展与研究现状 

　　1.1.1加筋土技术的发展概况 

　　所谓加筋土是一种在土中加入加筋材料而形成的复合土。在土中加入加筋材料可以提高土体的强度，增强土体的稳定性。因此，凡在土中加入加筋材料而使整个土工系统的力学性能得到改善和提高的土工加固方法均称为土工加筋技术，形成的结构亦称之为加筋土结构。加筋土技术从广义上讲是一门土工增强技术，或称土工补强技术。土工增强技术常见的有加筋土、纤维土、复合土、改性土等。加筋土技术应用于工程结构中形成加筋土结构，加筋土结构在工程中应用较多的是加筋土挡土墙、加筋土边坡、加筋土地基以及加筋路面。 

　　土体虽然具有一定抗压和抗剪强度，而它们的抗拉强度却很低。在土内掺入或铺设适当的筋材后，可以不同程度地改善土体的强度与变形特征。筋材埋在土体中，可以扩散土体的应力，增加土体的变形模量，传递拉应力，限制土体侧向位移；还能增加土体和其它材料之间的摩擦阻力，提高土体及有关建筑物的稳定性。 

　　加筋土结构与传统的挡土结构相比，具有以下特点：①结构新颖，造型美观。②技术简单，施工方便。③对材料要求较低，节省材料。④施工速度快，工期短。⑤造价低廉，效益明显。⑥适应性强。因为加筋土结构有这些显着特点，自70年代，加筋土技术在世界上很多国家开始研究和应用。日本在该技术上起步比较早。其次，西班牙于1971年建造了他们的一座加筋土挡土墙，随后的发展和推广应用也相当快。到八十年代，在**，加筋土工程已从加筋土挡土墙发展应用到桥台、护岸、堤坝、建筑物基础、铁路路堤、码头、防波堤、水库、尾矿坝、储仓及核设施、*设施等多个领域。 

　　我国在加筋土技术方面的发展和应用是70年代末开始的。1978-1979年云南煤矿设计院在田坝矿区建成了3座仅2-4m高的试验性加筋土挡土墙，这是我国一座加筋土挡土墙。1980年又在该矿区建成了一座长57m、高8.3m加筋土挡土墙，建成后使用效果良好。该工程的成功引起了我国土木建筑行业工程技术人员很大的兴趣，随后在公路、铁路、水运、煤炭、林业、水利、城建等行业和部门迅速发展和推广应用。 

　　重庆长江滨江路工程，长约6km，护岸挡土墙和公路挡土墙均采用加筋土结构，墙高达33m，加筋土挡土墙面积约11万1m，它是世界上规模大的加筋土工程。迄今为止，我国已建成数千座加筋土工程，大部分应用于公路和城市建设、水运和水利工程。总之，加筋土工程在我国应用范围越来越广，工程的规模也越来越大。特别是在高速公路的路基处理方面，也越来越倚重于加筋土结构。 

　　由于加筋土在技术上的优越、显着的经济性和广泛的适用性，加筋土技术获得了国内外更多的青睐。为适应加筋土技术的推广应用，世界上许多国家先后制定并颁发了有关加筋土工程的设计、施工规范和标准，或实际设计施工指南等。我国也制定了相关的规范，对我国加筋土技术的推广应用将起到强有力的推动作用。 

　　1.1.2加筋土理论研究现状 

　　在工程实践中，我们知道松散沙土可堆成具有自然安息角的沙堆，粘性土体可开挖出一定高度的垂直坡面。如果在沙土中分层埋设水平方向的加筋材料，则这种由沙土和加筋材料形成的筋土复合体可保持一定的高度和直立状态而不塌成斜坡，它与粘性土体相类似。这表明沙土加筋后所形成的复合体的力学性能和稳定性比未加筋前有所改善和提高。如果利用加筋后的复合体来建筑某种建筑物，如挡土墙、边坡等，则加筋技术就具有一定的工程实际意义，并可获得一定的经济效果。加筋土技术的提出、应用正是从这一思路出发而发展起来的。 

　　土在自重或外荷载作用下易产生严重变形或坍塌。若在土中沿应变方向埋置有挠性的拉筋材料，则土与拉筋材料产生摩擦，使加筋土犹如具有某种程度的粘聚力，从而改良了土的力学特性。根据迄今为止的研究结果，筋-土之间相互作用的基本原理大致可归纳为两大类： 

　　①、摩擦加筋理论；②、准粘性理论(或莫尔一库仑理论，或似粘聚力原理)。 

植筋加固【电话 申工】自20世纪80年代至今，加筋土理论研究及各种分析方法不断发展。平衡法使用为普遍，其次是有限元法。平衡理论，即假设破裂面、筋材从土中拔出或拔断来分析加筋土体粘着破坏或拉力破坏时的承载力，无法描述结构的变形机理。法国的J?G?Gourc和Ph?Delms等人，在平衡法的基础上，引入了土与筋的应变相容关系，于1966年提出了位移法，这一方法己在法国开始应用，并在不断发展改进。进入90年代，有些国家开始采用状态法，较大地改进了平衡法，但目前尚未普遍采用。有限元法可以提供受荷土体的应力场和位移场，由于对土与加筋材料本构关系研究的日益深入，并且随着计算机的发展，有限元法的应用发展很快。但至今为止研究仍处于初级阶段。以上方法还未涉及动荷载的作用和影响问题，然而震动或地震作用对加筋土结构的影响是不容忽视的，国内外许多学者进行了模型试验，并且在试验基础卜作了理论分析，但所得理论结果只是作为一种观点，或只能做一些定性的讨论。由于土体本身的力学性质复杂多变，并且埋在土体内的拉筋有蠕变性和温度效应，具有复杂的应力、应变状态，再加上动荷载的影响，因此加筋土的设计尚未能依靠严密的理论分析方法去解决实际问题，理论还滞后于实践。许多加筋土挡土结构依靠经验或半经验公式，参照土力学原理及相关计算公式进行设计，使得有些设计偏于保守，浪费材料，工程造价大，没有发挥加筋土挡土结构固有的优点；而另一些挡土结构因设计或施工不合理而失稳破坏，酿成工程事故。 

　　1.1.3加筋土挡土墙失稳类型 

　　加筋土挡土墙是由面板、筋带和填料三部分所组成的复合结构，依靠填料与筋带的摩擦力来平衡面板所承受的水平压力，即保持加筋土挡土墙的内部稳定；并以这一复合结构去抵抗筋带、一般填料所产生的土压力、即起支挡作用，获得加筋土挡土墙的外部稳定。加筋土挡土墙的面板一般采用钢筋混凝土预制块件，厚度为8cm左右，形状可为十字形、六角形、L形、槽形等。墙**和角隅可采用异形板和角隅面板。加筋材料是加筋土结构的关键部分，正是因为加筋材料的研究开发才使加筋土技术得以广泛应用和不断向前发展。加筋材料有扁钢带、钢筋混凝土带、聚烯土工带、钢一塑复合加筋带等等。加筋体填料好采用一定级配的砂、砂类土，也可采用碎石土，中低液限粘性土、稳定土以及满足质量要求的工业废渣。一般不要采用高液限粘性土及腐殖土等不良土壤作填料。 

　　加筋士挡土墙由面板、筋带和填料共同形成一种稳定的，并且有柔性的复合支挡结构。它不仅是自稳结构，同时还能够抵抗外部的土压力；加筋土结构维持其自稳结构的能力称为内部稳定性，加筋土结构作为支挡结构抵抗外部压力的能力称为整体稳定性，又称外部稳定性。所以，相应的加筋土挡土墙失稳类型也分为内部失稳和整体失稳。 

　　1.1.3.1内部失稳 

　　内部失稳形成的破坏形式有：拉筋开裂造成的断裂破坏，拉筋与填土结合力不足造成的拔出破坏，以及墙体过大变形引起的破坏。（1）拉筋开裂造成的断裂破坏：筋材沿筋带受到的拉力不是均匀分布的，根据大量的试验证实，筋材受到的拉力存在一个大值点拉筋在墙处的拉力为大拉力的0.75倍。由筋材大拉力点的连线将填土区分为两个区，即活动区和稳定区。在活动区，填土有滑移的趋势，但被筋材的摩擦力所维系，剪应力朝外：在稳定区，剪应力被发挥作用，阻止筋材被拔出，方向向里，端点筋材拉力为零。（2）拉筋与填土结合力不足造成的拔出破坏：由于填土的压实度不够，以及筋带在锚固区内布置的长度不够，或是受水的作用等等因素的影响，造成了拉筋与填土之间摩擦力不够大，摩擦力小于拉筋的大拉应力，使得拉筋从稳定区被拔出，形成了拔出破坏，造成了墙体失稳。（3）过大变形引起的破坏：由于筋材的刚度较低，变形较大，筋材的拉伸量过大，使得墙体产生较大的位移，造成变形破坏。 

　　1.1.3.2整体失稳 

　　整体失稳的形式包括：整体滑移，圆弧滑动，以及倾覆破坏。（1）整体滑移：加筋土挡土结构沿破裂面发生整体的移动，其破裂主要发生在加筋层下面。(2)圆弧滑动：加筋体连同部分地基一起沿一个圆弧面向前滑动，滑动面在挡土墙基础以下。 (3)倾覆破坏：墙体上部向外产生很大的位移，向外倾倒。 

　　2.加筋土挡土墙失稳机理研究及加固方案选取 

　　2.1工程概况 

　　本课题是某立交桥挡土墙加固工程。该公路车流量大，运输任务繁忙。该桥全长700余米，走向为南北走向。在桥的东侧是倾斜土坡(土坡路肩)，上有植被护坡；桥的西侧有一条宽3米多的小河，河的走向与桥的走向平行，所以西侧路肩无法采用倾斜坡，只能用直立挡土墙，如图2.1所示。该桥西侧采用的是当时比较先进的加筋土挡土墙技术。加筋土挡土墙高处为6.1米，低2米，墙体采用硅预制块加筋砌筑而成，硅预制块为330×500mm2的矩形块。 

　　图2.1挡土墙断面图 

　　自2000年以来，墙体出现变形，至2002年墙体变形严重：①、墙面变形；整个墙体沿主线方向明显外鼓，鼓出量达10cm以上，垂直方向外倾，尤其南侧挡土墙外倾严重，外倾位移达10cm；墙面硅预制块间缝隙明显，预制块部分位置有破碎缺失现象，局部可观察到明显的挤压破坏。②、路面开裂：沿挡土墙延伸方向，路面出现大量纵向裂缝，并伴随着路面的局部下陷。③、挡土墙基础：挡土墙基础周围土体产生松动及鼓起，局部土体剪切擦痕清晰可见。从现场的观测情况可以看出，挡土墙已经失稳，严重影响了交通的安全，必须采取措施进行处理。 

　　2.2加筋土挡土墙失稳特征及原因分析 

　　2.2.1加筋土档土墙失稳特征 

　　加筋土挡土墙虽然建设时间、地点甚至具体设计参数不尽相同，但其失稳特征却十分相似，因此，加筋土挡土墙所出现的失稳问题不是个例而是具有普遍性。其共同的特征有： 

　　2.2.1.1墙体外鼓 

　　这种现象约占70%，主要有以下两种表现形式：①弧形外鼓，见图2.2()。调查发现，全国现有的加筋土挡土墙运行5年以上的，都不同程度地出现了墙体外鼓，路面两侧护栏内倾，且墙体越高，外鼓现象越严重，外鼓位移大处一般发生在离地面高度的213处。②s形外鼓，见图2.2(b)。一般这种现象不是孤立出现的，而是伴随着弧形外鼓出现(例如104国道界河立交柳，其主要特征是总体仍属外鼓失稳，但在墙体中下部又出现另一外鼓现象。