化學(xué)錨栓抗拔承載力試驗(yàn)中常見問題分析

馮宇健

(福建省建筑科學(xué)研究院 福州 350025)

0 引言

隨著我國建筑幕墻的飛速發(fā)展,后錨固技術(shù)已能適應(yīng)各類幕墻施工高效率、高質(zhì)量、高性能的要求,后錨固的施工已成為幕墻建設(shè)的重要方法,后錨固技術(shù)的施工質(zhì)量是保證建筑幕墻安全性能的關(guān)鍵要素,在近幾年對現(xiàn)場建筑幕墻后置錨固的化學(xué)螺栓進(jìn)行抗拔承載力試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)存在錨固深度不夠、膠液不夠飽滿等問題。文章對現(xiàn)場建筑幕墻使用的化學(xué)錨栓拉拔承載力試驗(yàn)中常見的幾個(gè)問題進(jìn)行簡要分析。

1 化學(xué)錨栓的應(yīng)用

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ102-2003)中5.5.4的要求：玻璃幕墻立柱與主體混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)通過預(yù)埋件連接,預(yù)埋件應(yīng)在主體結(jié)構(gòu)混凝土施工時(shí)埋入,預(yù)埋件的位置應(yīng)準(zhǔn)確；當(dāng)沒有條件采用預(yù)埋件連接時(shí),應(yīng)采取其他可靠的連接措施,并通過試驗(yàn)確定其承載力。常見幕墻工程中通常在混凝土主體結(jié)構(gòu)完成后再進(jìn)行幕墻施工,而預(yù)埋件與混凝土主體結(jié)構(gòu)同步施工時(shí)易發(fā)生預(yù)埋件偏移和遺漏,另外當(dāng)既有幕墻改造或者混凝土主體結(jié)構(gòu)完工后因設(shè)計(jì)變更需要增加幕墻部分時(shí),該部分混凝土結(jié)構(gòu)上并無預(yù)埋件,就需要在該位置使用后置埋件連接主體結(jié)構(gòu)。后錨固技術(shù)一般采用化學(xué)錨栓進(jìn)行連接,其施工順序?yàn)椋悍啪€-鉆孔-清孔-注膠錨固。

化學(xué)錨栓可分為普通化學(xué)錨栓和特殊倒錐形化學(xué)錨栓,是由金屬螺桿和錨固膠組成,通過錨固膠形成錨固作用的錨栓(圖1)?；瘜W(xué)錨栓相較其他類后置錨栓具有更多優(yōu)勢：

(1)施工工藝簡單安全且快速錨固。

(2)抗拔強(qiáng)度大,使用于重型安裝錨固。

(3)具有耐老化、耐風(fēng)化、耐酸堿性、抗震動(dòng)性等特性。

(4)基孔內(nèi)不產(chǎn)生由膨脹引起的應(yīng)力,且邊距間距小,適合多種基材等等。

圖1 化學(xué)錨栓安裝節(jié)點(diǎn)圖

2 化學(xué)錨栓抗拔承載力試驗(yàn)中的問題

化學(xué)錨栓在幕墻工程應(yīng)用當(dāng)中雖然簡單可靠,但仍有部分工程的化學(xué)錨栓未能達(dá)到質(zhì)量要求,對化學(xué)錨栓進(jìn)行抗拔承載力試驗(yàn)(圖2)是對施工質(zhì)量最有效的檢驗(yàn)。

圖2 抗拔承載力試驗(yàn)裝置示意圖

2.1 化學(xué)錨栓抗拔承載力試驗(yàn)

幕墻工程中,化學(xué)錨栓的抗拔承載力試驗(yàn)一般進(jìn)行非破損檢驗(yàn)。錨栓在持荷期間,錨固件無滑移、基材無裂紋或其他局部損壞跡象,且加載裝置的荷載示值在2min內(nèi)無下降或下降幅度不超過5%的檢驗(yàn)荷載時(shí),錨栓評定為合格。

本文針對某玻璃幕墻工程的化學(xué)錨栓進(jìn)行抗拔承載力非破損檢驗(yàn),試驗(yàn)中隨機(jī)抽取5根化學(xué)錨栓,其抗拔承載力的設(shè)計(jì)值為F0=15kN。試驗(yàn)過程中,其中4根化學(xué)錨栓拉力荷載示值的下降幅度均未超過5%的設(shè)計(jì)荷載值,剩下1根化學(xué)錨栓拉力荷載示值未達(dá)到設(shè)計(jì)值而導(dǎo)致錨栓脫離混凝土主體結(jié)構(gòu)。

2.2 化學(xué)錨栓破壞的分析

建筑幕墻工程的化學(xué)錨栓抗拔承載力試驗(yàn)不合格現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,試驗(yàn)過程中產(chǎn)生的破壞現(xiàn)象主要體現(xiàn)為：

(1)化學(xué)錨栓材質(zhì)強(qiáng)度不足、材料自身缺陷等問題導(dǎo)致螺栓斷裂。

(2)化學(xué)錨栓設(shè)計(jì)抗拔力超過混凝土基材抗拉強(qiáng)度或者混凝土基材本身強(qiáng)度不足而發(fā)生混凝土錐形破裂,錨栓與混凝土一同拔出。

(3)化學(xué)錨栓現(xiàn)場安裝操作不規(guī)范,導(dǎo)致化學(xué)錨栓與混凝土基材未牢固連接,發(fā)生化學(xué)錨栓與混凝土基材脫離并且被拔出,而混凝土基材未產(chǎn)生明顯破壞。

(4)因錨固膠質(zhì)量問題或注膠不飽滿等原因,試驗(yàn)過程中加載的荷載示值下降幅度過大。

結(jié)合眾多幕墻工程檢測出現(xiàn)的破壞現(xiàn)象,大多數(shù)化學(xué)錨栓破壞屬于第三、四種現(xiàn)象,第一、二種現(xiàn)象較為少見?？梢娤啾扔诼菟ㄅc混凝土的質(zhì)量問題,現(xiàn)場施工操作更容易造成化學(xué)錨栓錨固質(zhì)量問題。

3 錨栓抗拔承載力不滿足試驗(yàn)要求的原因分析及措施

目前中國的建筑行業(yè)內(nèi),各種施工技術(shù)與工藝水平均已成熟可靠,但許多施工人員的技術(shù)水平和工藝認(rèn)識程度卻未達(dá)到要求,在施工過程中沒有按照施工要求嚴(yán)格對待,忽視了各種因素對材料的影響,導(dǎo)致錨栓抗拔承載力降低,因此在使用過程中應(yīng)格外注意對化學(xué)錨栓的保護(hù)。

3.1 錨固膠的儲藏與使用

化學(xué)錨栓是完全依靠錨固膠將螺栓與混凝土相結(jié)合,化學(xué)錨栓的錨固膠為改性環(huán)氧樹脂類或改性乙烯基酯類材料,因此在使用之前和使用過程中都必須保證錨固膠的有效性。

錨固膠存放時(shí),應(yīng)嚴(yán)格按照使用說明放置,保證儲藏環(huán)境氣溫要求和存放時(shí)間,防止不利環(huán)境對其造成影響。化學(xué)錨栓的錨固膠一般不具耐高溫性,安裝過程中應(yīng)注意膠水的使用溫度范圍,不得隨意對化學(xué)錨栓進(jìn)行電焊。在不確定錨固膠的使用環(huán)境時(shí),應(yīng)及時(shí)與生產(chǎn)廠家溝通

3.2 施工質(zhì)量的問題

化學(xué)錨栓的安裝施工方法較為簡單,但在實(shí)際施工過程中由于現(xiàn)場施工環(huán)境條件、施工工期的緊張、施工人員的技術(shù)等各種原因,完成后的錨栓抗拔檢測并不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,在安裝施工過程應(yīng)時(shí)刻注意以下幾點(diǎn)：

(1)化學(xué)錨栓安裝時(shí)應(yīng)確?；牡刃юB(yǎng)護(hù)齡期超過600℃·d。

(2)嚴(yán)格按照錨栓的規(guī)格尺寸控制鉆孔深度和鉆孔孔徑。鉆孔深度過淺或者接觸到鋼筋,導(dǎo)致錨固深度不足；鉆孔過深或孔徑過大,又導(dǎo)致錨固膠填充不足。

(3)孔洞的清潔。灰塵和積水清除不徹底嚴(yán)重降低錨栓抗拔承載力甚至致其無效。大多數(shù)化學(xué)錨栓抗拔承載力不合格的原因都是由于施工過程中孔洞的清潔不徹底。

(4)植入錨栓時(shí)確保旋轉(zhuǎn)充分,使藥劑充分?jǐn)嚢璨⒕鶆蚋采w錨栓。

(5)錨栓安裝完成后,靜置時(shí)間必須滿足產(chǎn)品要求的固化時(shí)間,才可進(jìn)行下一道工序施工。

(6)錨栓安裝一段時(shí)間后,螺栓螺帽會出現(xiàn)一定松動(dòng),在安裝完成后應(yīng)再次對其確認(rèn)收緊。

4 結(jié)語

化學(xué)錨栓在建筑幕墻工程中的應(yīng)用已越來越普遍,而化學(xué)錨栓作為幕墻結(jié)構(gòu)與混凝土主體結(jié)構(gòu)的連接,其施工技術(shù)水平的高低將直接影響幕墻的整體質(zhì)量,施工人員往往在安裝過程中會因工期、費(fèi)用等各種因素忽視了施工技術(shù)的重要性,嚴(yán)重時(shí)將造成幕墻整體或局部滑移。因此,在施工過程中應(yīng)加強(qiáng)對施工人員的培訓(xùn)學(xué)習(xí),嚴(yán)格控制施工質(zhì)量,安裝后也要及時(shí)對錨栓進(jìn)行抗拔承載力試驗(yàn),加強(qiáng)對施工質(zhì)量的監(jiān)督與驗(yàn)收。

[1]JGJ 102-2003,玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范.

[2]JGJ 145-2013,混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程.