淺析后錨固技術及應用

【摘要】本文結(jié)合工程實際應用介紹了后錨固技術的分類及適用范圍、設計及施工注意事項，論述了后錨固技術的應用前景。

【關鍵詞】錨固技術錨栓化學植筋承載力

前言

在民用及工業(yè)建筑物的維修改造中錨固技術得到日益廣泛的應用，促使錨固技術飛速發(fā)展。錨固技術分為預埋和后錨固兩類。預埋指在混凝土未澆筑時設置預埋件，需在設計時考慮預埋件的具體位置、尺寸等細節(jié)問題，施工后無法調(diào)整，對設計、施工質(zhì)量要求較高。后錨固是在混凝土硬化后根據(jù)工程需要確定錨固件安裝位置，然后鉆孔安裝，無需在混凝土澆筑前考慮錨固件的固定位置等細節(jié)問題。后錨固技術具有簡單、高效、靈活、經(jīng)濟等特點，倍受青睞。

1、后錨固技術工作原理

“后錨固”為將被安裝的物體通過相關技術手段可靠的固定在基材上，其中涉及到三種客體——基材、錨固件和被連接體。錨固件不但起到完成被錨固件與基材的連接，更起到將外加荷載直接傳遞到基材上的作用，從而達到牢靠、穩(wěn)定、安全的功效。

2、后錨固技術分類及適用范圍

2.1后錨固技術類型

后錨固系統(tǒng)以承載機理劃分為摩擦、機械鎖定以及化學植筋三種類型。

2.1.1摩擦型錨固。最能代表摩擦型錨固的是膨脹錨栓錨固。膨脹錨栓錨固是通過錐體與膨脹片（或膨脹套筒）的相對移動，使膨脹片膨脹，與孔壁混凝土產(chǎn)生膨脹擠壓力，通過剪切摩擦作用產(chǎn)生抗拔力，實現(xiàn)對被錨固連接件的錨固。按控制方式分為以扭力控制的扭矩控制式膨脹型錨栓和以位移控制的位移控制式膨脹型錨栓。缺點：膨脹錨栓因定型較粗短，埋深淺，受力容易產(chǎn)生脆性破壞，不符合國家規(guī)范中關于結(jié)構延性設計的理念，所以使用范圍受到較大的限制。

2.1.2機械鎖定型錨固。機械鎖定型錨固中最具代表性的是擴孔型錨栓錨固。擴孔型錨栓錨固是通過特殊的鉆孔工具，對鉆孔底部再次進行切槽擴孔，其錨固方式通過擴孔后形成的混凝土承壓面和錨栓擴大頭間的機械互鎖實現(xiàn)。具體又分為：預擴孔普通錨栓和自擴孔專用錨栓。 缺點：擴孔錨栓較膨脹錨栓膨脹剪切摩擦作用小，在破壞形態(tài)上無實質(zhì)改變，使用范圍受到較大的限制。

2.1.3化學植筋?；瘜W植筋即在已有的混凝土結(jié)構或構件上，根據(jù)工程需用的鋼筋以適當?shù)你@孔和深度，利用合適的錨固材料（錨固膠）使新增設的鋼筋與已有的混凝土牢結(jié)，使新增設的鋼筋能發(fā)揮所期望的作用?；瘜W植筋與其它錨固類型相比，具有以下優(yōu)點：①承載快，錨固力大。錨固膠是由高分子合成材料和無機建筑骨料組成的。具有固化時間短，產(chǎn)生強度快，固化即有強度，一般30min（常溫下）即可達到預期強度的90%，且強度高。能很快承受荷載，大大縮短施工周期，且施工方便。②滑移量小。以一般的化學植筋為例，用錨桿拉力計和位移計測試錨固拔拉力與位移量的關系時，由于膠粘劑錨固得很牢，移動量主要來自螺桿本身的彈塑性變形，當達到最大承載力時，其位移不到普通漲殼式錨栓的1/10。③適應性強、使用廣泛。植筋具有抗振動、抗沖擊及耐疲勞等特點，可用于混凝土張力區(qū)等各個部位。

2.2后錨固技術適用范圍

①摩擦型錨固、機械鎖定型錨固絕大多數(shù)主要應用于非結(jié)構構件的后錨固連接，少數(shù)也應用于受壓、中心受剪、壓剪組合的結(jié)構構件的后錨固連接，受拉、邊緣受剪、拉剪復合受力的結(jié)構構件及生命線工程非結(jié)構構件的后錨固連接不適用此技術。主要應用于如固定彩板屋面、扶手、大門、管道、輕鋼雨篷、衛(wèi)生設備，采暖空調(diào)系統(tǒng)、煙火監(jiān)測和消防系統(tǒng)等。②抗震設防烈度不大于8度的受拉、邊緣受剪、拉剪復合受力的結(jié)構構件及非結(jié)構構件的后錨固連接可用粘結(jié)型錨固。如建筑物改擴建中新老混凝土連接處的鋼筋生根、后澆過梁、加固鋼筋、加寬橋梁、錨固設備基礎、鋼結(jié)構牛腿增加等。

3、后錨固技術在我廠工程中的應用

近幾年后錨固技術在我廠建、構筑物的改造、擴建以及維修中已經(jīng)有所應用。例如2010年薩北19號轉(zhuǎn)油站及鍋爐房更新維護工程、注水站冷卻水塔維修及18-5注入站注入表劑地面工藝改造等工程中都應用到了后錨固技術。以注水站冷卻水塔維修為例，工程分析如下。

3.1工程現(xiàn)狀

北十二冷卻水塔基礎無檢修平臺，造成工人對冷卻水塔檢修及維護工作現(xiàn)場操作困難，存在危險。

3.2改造方案

經(jīng)分析討論決定對原有結(jié)構進行擴建，利用后錨固技術在原基礎周邊擴建鋼檢修平臺。根據(jù)受力分析，結(jié)構A處錨固受到拉、彎、剪聯(lián)合作用，B處錨固受到壓、剪聯(lián)合作用?？紤]兩處錨固受力狀況及結(jié)構為載人平臺，選用安全系數(shù)較高、應用較為廣泛的化學植筋技術。根據(jù)計算確定錨筋的直徑、數(shù)量、錨固長度、錨固間距，將這些錨筋植入原有基礎的相應位置，最后進行擴建鋼檢修平臺的焊接。

3.3工程效果分析

對本工程進行效果分析如下：①施工方便快捷，與原地新建相比較，大大加快了施工進度，減少了材料、人工費用，降低了投資成本。②有利于快速更換設備，避免長期停運造成的經(jīng)濟損失，保證了生產(chǎn)的正常運行。

4、后錨固設計注意事項

①基材混凝土的強度等級不應低于C20，厚度應大于100mm，表面應堅實、平整，無起砂、起殼、蜂窩、麻面、油污等影響錨固承載力的現(xiàn)象。②錨固膠（粘結(jié)劑）性能應由廠家通過專門的試驗確定和國家認證，根據(jù)使用對象的特征和現(xiàn)場條件合理選用，不宜隨意增添摻料。 ③錨栓的類別、規(guī)格及間距應符合設計和相關標準，施工時必須進行除銹處理，然后使用工業(yè)丙酮除去油污和粉塵。④被植鋼筋環(huán)境潮濕或濕度較大時，應采取相應的施工措施，如自然風干或加熱烘干，保證孔壁干燥，確保被植鋼筋粘結(jié)用膠的固化。⑤鉆好的孔必須用鋼刷掃凈孔內(nèi)的灰屑雜質(zhì)，再用壓縮空氣清潔，直至粉塵完全除去。

5、結(jié)束語

隨著后錨固材料的更新發(fā)展，設計規(guī)范和設計理論的日益完善，后錨固技術作為一種迅速發(fā)展的技術在油田工程中的應用會越來越廣泛。

參考文獻

[1]郭樹華，張家勝編.《民用建筑后錨固技術的應用》

[2]JGJ145—2004.《混凝土結(jié)構后錨固技術規(guī)程》.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

作者簡介

宗偉（1982年5月出生），男，2005年畢業(yè)于大慶石油學院應用化學專業(yè)，現(xiàn)任第三采油廠第五油礦安全辦公室主任，從事安全監(jiān)督管理.