植筋技術(shù)在加固改造工程中的應(yīng)用

喬淑華 山西森特潔凈煤技術(shù)研究設(shè)計(jì)院有限公司，山西 太原 030021

由于設(shè)計(jì)原因，全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)住宅樓的基礎(chǔ)部位，設(shè)計(jì)時(shí)未考慮設(shè)置基礎(chǔ)梁，導(dǎo)致該住宅樓南立面建筑圖的裝飾柱和部分承重結(jié)構(gòu)不能生根。當(dāng)時(shí)的施工現(xiàn)狀是外部裝修基本完成。為了滿足建筑外立面的整體效果，必須對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固改造，以提高原結(jié)構(gòu)的承載能力，滿足使用要求。

施工單位和建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位經(jīng)過(guò)多次交涉，設(shè)計(jì)單位最終決定進(jìn)行植筋處理，在基礎(chǔ)部分增加基礎(chǔ)梁，以滿足上部裝飾柱等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的豎向荷載。

如何保證結(jié)構(gòu)加固改造的施工質(zhì)量，確保新加構(gòu)件及增加截面與原結(jié)構(gòu)能夠很好的共同工作，成為一個(gè)有機(jī)的整體，保障加固后的結(jié)構(gòu)安全，是我們所要研究的問題，而加固中的植筋環(huán)節(jié)正是研究的核心問題。植筋的效果最終決定著整個(gè)加固改造的質(zhì)量。

1 概述

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，梁、柱節(jié)點(diǎn)和基礎(chǔ)梁加固部位的主筋和部分箍筋要進(jìn)行植筋。植筋的直徑為12、14、16、20、22、25、32mm(螺紋Ⅲ級(jí)鋼筋)，對(duì)應(yīng)的植筋孔徑為16、18、22、28、30、32、40mm，孔的深度按照設(shè)計(jì)要求在200～600mm 之間。植筋孔的方向以水平孔最多(基礎(chǔ)梁主筋)，局部為豎向孔(如基礎(chǔ)反梁的箍筋)。水鉆成孔，孔的內(nèi)壁為比較潮濕光滑。

2 需要解決的問題

(1)植筋的質(zhì)量是混凝土加固的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，水鉆成孔后孔壁光滑潮濕，植筋數(shù)量多，植筋膠的用量大，因此對(duì)使用的植筋膠產(chǎn)品的穩(wěn)定性和耐候性等指標(biāo)要求高。

(2)植筋孔主要分為水平孔、孔口朝上和孔口朝下的豎向孔，其中水平孔和孔口朝下的豎向孔，其注膠的施工難度和飽滿度控制難度大。

(3)鋼筋植入后的固化期內(nèi)嚴(yán)禁擾動(dòng)，這直接影響鋼筋錨固的有效性和結(jié)構(gòu)的安全性，在工期緊迫、上下樓層同時(shí)作業(yè)必須保證植筋在固化期內(nèi)不被擾動(dòng)。

(4)植筋孔由水鉆成孔，如何確保在成孔的過(guò)程中不傷及原結(jié)構(gòu)的鋼筋，特別是確保不傷及原結(jié)構(gòu)的柱、梁的主筋成為必須解決的難題。

(5)在基礎(chǔ)梁的加固過(guò)程中，由于原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的反梁之間存有少量的水，造成植筋的環(huán)境十分潮濕，如何保證帶水植筋的鋼筋錨固能夠滿足設(shè)計(jì)要求。

(6)梁柱節(jié)點(diǎn)處兩個(gè)方向的加固梁主筋必須上下錯(cuò)開，否則在一個(gè)水平面上兩個(gè)方向的鋼筋互相沖突。另外，加固梁主筋要穿過(guò)柱子節(jié)點(diǎn)，鋼筋過(guò)長(zhǎng)無(wú)法穿入，這必須加工短鋼筋，這樣鋼筋接頭增多，鋼筋接頭的形式和位置必須確定。

3 針對(duì)難點(diǎn)重點(diǎn)采取的技術(shù)措施

(1)針對(duì)本工程的植筋，在施工前我們選取了幾種植筋膠，與建設(shè)單位、監(jiān)理單位和設(shè)計(jì)單位等共同對(duì)產(chǎn)品的廠家、產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、價(jià)格等指標(biāo)進(jìn)行考察。根據(jù)植筋實(shí)際情況，植筋的孔徑比較大，電鉆成孔的難度太大，用水鉆成孔比較適合，而水鉆成孔的孔內(nèi)壁比較光滑、水分含量大，所選用的建筑結(jié)構(gòu)膠必須有良好的耐水性和濕潤(rùn)環(huán)境固化性，最終確定采用喜利得RE500 型建筑結(jié)構(gòu)膠。喜利得RE500 型建筑結(jié)構(gòu)膠的特點(diǎn)就是在孔壁光滑、孔洞潮濕、天氣炎熱等惡劣條件下表現(xiàn)優(yōu)越，并且具有高強(qiáng)的結(jié)合力和混凝土滲透性能，尤其適用于大直徑鋼筋的植筋。為了保證植筋施工的質(zhì)量，我們?cè)谥步钍┕ら_始前，專門對(duì)選用的植筋膠進(jìn)行了植筋拉拔試驗(yàn)，在選取的柱子上按照設(shè)計(jì)要求的植筋深度，每種鋼筋做1 組，每組3 根進(jìn)行試驗(yàn)。經(jīng)北京市檢測(cè)所專用的儀器檢測(cè)，無(wú)一根鋼筋被拉出，植筋抗拉強(qiáng)度均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

整個(gè)工程的鋼筋植筋錨固的施工質(zhì)量穩(wěn)定，所有的拉拔承受的應(yīng)力均能夠滿足設(shè)計(jì)要求，合格率為100%。

(2)水平孔植筋膠的飽滿程度不易控制，為了解決這一問題，我們?cè)谑┕すに嚿洗竽憚?chuàng)新，采用埋管法注膠，來(lái)保證植筋膠的飽滿度和密實(shí)性。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，植筋孔洞分為通孔和非通孔兩種，注膠方法如下:

①對(duì)通孔的植筋注膠:a 將鋼筋插入孔內(nèi)，再將注膠管插入孔內(nèi)，注膠管位于孔深的2/3 處，安裝注膠槍并開始注膠，待另一端孔口有膠液溢出時(shí)，用專用膩?zhàn)訉⒘硪欢丝卓诜忾];b 繼續(xù)注膠，使膠嘴隨著膠液的逐漸注滿緩慢撤出，但必須保持注膠管口一直埋在膠液中，直至孔壁內(nèi)充滿膠液為止;c 由于注膠時(shí)，管口一直埋在膠液中，造成從內(nèi)向外的注膠壓力，只有內(nèi)部密實(shí)后，膠液才向外溢出。并避免了內(nèi)部氣泡的產(chǎn)生，保證膠的飽滿密實(shí)。

②對(duì)非通孔的植筋注膠:類似于通孔植筋注膠，要保持注膠管口一直埋在膠液中。不同之處在于，植筋孔清理干凈后，先向孔內(nèi)注入植筋膠，要求注滿孔深的2/3，然后將處理后的鋼筋緩慢旋轉(zhuǎn)插入內(nèi)，直至插入孔底，孔口處應(yīng)有膠體溢出，最后做封口處理。

(3)植筋固化過(guò)程中是嚴(yán)禁擾動(dòng)的，但是施工現(xiàn)場(chǎng)的震動(dòng)，以及鋼筋自重所引起的變形，容易造成結(jié)構(gòu)膠固化時(shí)鋼筋的移位，影響植筋質(zhì)量。針對(duì)這一問題，我們合理調(diào)整施工工藝的銜接，在梁的主筋和箍筋初步安裝到位的情況下，先將加固梁的底模固定好，然后調(diào)整鋼筋，用箍筋和底模將主筋固定牢固，然后進(jìn)行注膠施工。注膠完成后立即將該梁四周用鋼管封閉，并掛標(biāo)志牌嚴(yán)禁擾動(dòng)。根據(jù)喜利得RE500 結(jié)構(gòu)膠在不同環(huán)境溫度下的固化時(shí)間，在規(guī)定的時(shí)間后拆除防護(hù)進(jìn)行下一道工序的施工。根據(jù)施工實(shí)踐，喜利得RE500 結(jié)構(gòu)膠在5—10℃的范圍內(nèi)，必須達(dá)到24 小時(shí)后才能固化。

(4)原結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋是十分密集的，而加固梁植筋打孔主要集中在此部位，為了避免植筋水鉆成孔損傷原結(jié)構(gòu)的鋼筋，我們專門配備了鋼筋探測(cè)儀，先對(duì)打孔部位的原結(jié)構(gòu)鋼筋進(jìn)行探測(cè)，用粉筆劃上鋼筋位置標(biāo)記，根據(jù)原鋼筋分布情況，在保證設(shè)計(jì)原則的情況下，植筋確定孔位。

具體措施如下:

①在每道梁端的柱面上畫出梁加固輪廓線，在此范圍內(nèi)探測(cè)原結(jié)構(gòu)梁柱內(nèi)鋼筋。探測(cè)時(shí)，要綜合考慮原結(jié)構(gòu)柱兩側(cè)鋼筋分布情況確定孔位。

②將原結(jié)構(gòu)鋼筋位置標(biāo)注在柱表面上，繪制柱內(nèi)鋼筋分布和梁的植筋位置圖，確定無(wú)誤后，根據(jù)植筋的直徑和混凝土保護(hù)層厚度，確定孔口尺寸，進(jìn)行打孔。

③要求成孔時(shí)必須將鉆孔機(jī)垂直于柱面鉆入，保證孔位正確的同時(shí)保證孔道在柱內(nèi)不傾斜、不移位，從而保證打孔過(guò)程中不損傷原結(jié)構(gòu)鋼筋。

(5)在基礎(chǔ)梁加固植筋施工中，由于在地下部分，施工環(huán)境濕度大，我們根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，分別在濕潤(rùn)的孔、潮濕的孔、水分飽滿但沒有明水的孔、有明水的孔的孔內(nèi)進(jìn)行植筋試驗(yàn)，固化3 天后，經(jīng)專業(yè)人員檢測(cè)，植筋的抗拉強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求。

(6)在混凝土梁加固施工前，我們仔細(xì)研究了設(shè)計(jì)變更圖紙，后來(lái)發(fā)現(xiàn)圖紙?jiān)谑┕み^(guò)程中存在不易施工的問題，在圖紙中，同一個(gè)梁柱節(jié)點(diǎn)處兩個(gè)方向的加固梁尺寸相同，那么梁主筋勢(shì)必在同一個(gè)水平面上，但實(shí)際上這是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。另外，加固梁主筋必須穿過(guò)原結(jié)構(gòu)的柱，鋼筋過(guò)長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)情況無(wú)法施工，必須采用短鋼筋，鋼筋接頭勢(shì)必增加，這樣就必須確定鋼筋接頭的形式和位置。針對(duì)此問題，我們與建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位和監(jiān)理單位根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)單位的結(jié)構(gòu)計(jì)算，確定將梁柱節(jié)點(diǎn)處一個(gè)方向的加固梁端做成牛腿狀，這個(gè)方向加固梁鋼筋沿牛腿進(jìn)行彎折，這樣兩個(gè)方向加固梁內(nèi)部主筋就此錯(cuò)開。另外由于加固梁底混凝土層較薄(一般為75mm)，梁主筋一般6—8 根，直徑為d=25mm、d=32mm兩種，如果鋼筋接頭采用搭接，不僅浪費(fèi)鋼筋，最主要的是梁底鋼筋在搭接截面處過(guò)密，鋼筋空隙小，無(wú)法保證混凝土對(duì)鋼筋的握裹，從而影響混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量。我們將現(xiàn)在建筑行業(yè)幾種鋼筋連接的施工方法進(jìn)行了綜合比較，分析利弊，并經(jīng)建設(shè)幾方協(xié)商最終確定，采用直螺紋鋼筋機(jī)械連接的方法，并按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，將鋼筋機(jī)械連接接頭設(shè)置在合適的位置。

4 綜述

由于鋼筋混凝土加固的關(guān)鍵工序植筋的質(zhì)量，直接關(guān)系到整個(gè)加固工程的成敗，對(duì)加固后的結(jié)構(gòu)安全起著決定性作用，為了控制好植筋工程的施工質(zhì)量，我們采取了以上的一系列措施，從結(jié)構(gòu)膠的原材料開始，一直到施工工藝及具體的操作方法等方面，進(jìn)行了有效的過(guò)程控制，在滿足工程進(jìn)度，節(jié)約成本的情況下，很好的保證了加固改造工程的質(zhì)量，取得了理想的效果。