分體式內(nèi)膨脹墻體拉結(jié)筋連接技術(shù)研究

汪 磊 張飛君

武漢建工集團(tuán)股份有限公司 湖北 武漢 430000

目前，建筑工程施工中植筋技術(shù)是我國工程界廣泛使用的一種后錨固連接技術(shù)（植筋加固），特別是在砌體結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)交界部位應(yīng)用更為廣泛。從當(dāng)前建筑施工的整體情況看，不管是采用預(yù)埋鋼筋，還是采用膨脹螺栓或注膠植筋等，后錨固連接的效果并不好[1-2]。預(yù)埋鋼筋方式對模板的損耗較大，且預(yù)埋預(yù)留位置難以精確掌控，一旦預(yù)留不準(zhǔn)確，再來更換位置就只能采取其他方式；而膨脹螺栓對焊接要求高，理論上講不太適合于植筋用的細(xì)鋼筋。注膠植筋，在施工過程中對清孔、注膠、種筋、養(yǎng)護(hù)過程有嚴(yán)格的要求，施工操作復(fù)雜、耗時(shí)久、效率低、抗振性差。

為了解決上述問題，在便于施工的同時(shí)又易于現(xiàn)場操作和檢查，需要一種實(shí)用、高效、快捷的植筋方法來滿足以上要求。內(nèi)膨脹螺栓植筋技術(shù)正是在此背景下應(yīng)運(yùn)而生的。

內(nèi)膨脹螺栓植筋是通過一種簡易小巧的鋼構(gòu)件組合替代傳統(tǒng)的化學(xué)植筋膠來連結(jié)錨固基體和錨固鋼筋的技術(shù)。施工后產(chǎn)生高抗拔力，不易移位，操作簡單，施工快速，省去了傳統(tǒng)植筋的注膠固化養(yǎng)護(hù)等過程，顯著提高施工效率，大大加快工程進(jìn)度。

1 內(nèi)膨脹螺栓關(guān)鍵技術(shù)

內(nèi)膨脹螺栓錨固原理：內(nèi)膨脹螺栓是在膨脹螺栓的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來的一種新型的植筋錨固裝置。通過旋入植入鋼筋至膨脹錨固套管內(nèi)，致使套管內(nèi)的變截面圓柱楔子進(jìn)入套管內(nèi)的變內(nèi)徑光滑區(qū)，膨脹固定套筒被脹開后緊緊固定在錨固基體上（圖1）。

圖1 內(nèi)膨脹螺栓錨固原理示意

1.1 施工工藝流程

定位放線→電鉆機(jī)鉆孔→孔徑、孔深及裂紋檢查→清孔→打入膨脹錨固套筒→放置變截面圓柱楔子→用扳手?jǐn)Q緊植入鋼筋→施工質(zhì)量檢查

1.2 操作要點(diǎn)

在鋼筋連接前，要對原材料進(jìn)行檢驗(yàn)，包括鋼筋出廠合格證和復(fù)驗(yàn)報(bào)告。膨脹錨固套筒尺寸和規(guī)格應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求制作，特別是端頭膨脹套筒質(zhì)量要符合要求。

1）連接用鋼筋應(yīng)滿足GB 1499—2013《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》要求。膨脹錨固套筒各部分應(yīng)優(yōu)選鋼材，其尺寸應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的規(guī)格進(jìn)行，同時(shí)保證加工質(zhì)量和精度。鋼筋就位：將絲頭檢驗(yàn)合格的鋼筋搬運(yùn)至待連接處。

2）成孔洞口成型質(zhì)量：鉆孔鉆頭要與膨脹套筒相對應(yīng)，保證成孔大小與膨脹套筒較好地契合在一起。

3）植筋鋼筋端頭質(zhì)量：必須對預(yù)植筋鋼筋的端頭質(zhì)量進(jìn)行控制，保證其絲口長度和規(guī)格滿足質(zhì)量要求。

1.3 植筋現(xiàn)場施工

1.3.1 定位放線

根據(jù)墻體深化設(shè)計(jì)排版的要求，結(jié)合砌塊的尺寸，合理設(shè)置后置錨固鋼筋的位置和數(shù)量。同時(shí)要保證成孔位置應(yīng)避開主體結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土中主筋的位置。

1.3.2 鉆孔

根據(jù)標(biāo)識好的鉆孔位置，采用合適的鉆孔機(jī)械進(jìn)行人工鉆孔。鉆孔時(shí)必須保證成孔的質(zhì)量，包括鉆孔大小和深度。

1.3.3 孔徑、孔深及裂縫檢查

孔徑應(yīng)比膨脹錨固套管外徑小1～2 mm，鉆孔深度不小于膨脹錨固套管長度。同時(shí)檢查孔洞周圍基體是否出現(xiàn)裂縫，如果是深度裂縫，則說明錨固基體被破壞，錨固強(qiáng)度不合要求，應(yīng)另行定位鉆孔（圖2）。

圖2 電鉆成孔

1.3.4 清孔

清孔環(huán)節(jié)非常重要，清孔質(zhì)量的好壞直接決定鋼筋錨固效果，應(yīng)該引起足夠的重視。注漿植筋的效果不好主要就是清孔環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，導(dǎo)致鋼筋、膠體與結(jié)構(gòu)不能較好地連接在一起。雖然內(nèi)膨脹套筒不像注漿植筋那樣對灰塵那么敏感，但是也會(huì)影響錨固效果，因此必須進(jìn)行清孔處理。清孔可采用毛刷或者使用電吹風(fēng)機(jī)，但要注意防止灰塵飛揚(yáng)（圖3、圖4）。

圖3 鋼刷清孔

圖4 吹風(fēng)機(jī)清孔

1.3.5 安裝膨脹錨固套管

膨脹錨固套管配置有軟塑料芯，空間形狀與套管內(nèi)部空間一致，作用是在安裝膨脹錨固套管時(shí)防止塵粒進(jìn)入套管內(nèi)部，從而造成楔子放置錯(cuò)位及植入鋼筋旋緊困難。為了避免在打入膨脹錨固套管時(shí)鋼錘對管口的破壞，應(yīng)在管口加裝可拆卸鋼管帽，并采用“重錘輕擊”的方式將膨脹錨固套管打入鉆孔內(nèi)，達(dá)到錨固長度的要求后，方可拆下鋼管帽（圖5）。

圖5 安裝膨脹錨固套管

1.3.6 放置變截面圓柱楔子

把膨脹錨固套管內(nèi)的軟塑料芯取出，小端朝里大端朝外往膨脹錨固套管內(nèi)放置變截面圓柱楔子，并用鋼絲推至套管內(nèi)部。

1.3.7 安裝植入鋼筋

安裝植入鋼筋前，檢查鋼筋絲口處及膨脹錨固套管內(nèi)是否粘有塵土沙粒，有則必須清除干凈。旋入鋼筋，最后用扳手?jǐn)Q緊。為了保證套管內(nèi)的楔子脹開套管底端，鋼筋的旋入長度應(yīng)該大于膨脹錨固套管內(nèi)螺紋區(qū)長度5 mm以上（圖6）。

圖6 安裝植入鋼筋

1.4 植筋質(zhì)量檢查

1）采用分體式內(nèi)膨脹拉結(jié)筋錨固施工時(shí)，要嚴(yán)格按照國標(biāo)GB 50367—2013《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ 145—2013《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》[4]的要求組織施工。鉆孔后應(yīng)符合：位置中心點(diǎn)偏差±5 mm，錨固深度必須不小于膨脹錨固套管長度或相關(guān)的設(shè)計(jì)深度，植筋數(shù)量不得低于設(shè)計(jì)數(shù)量。

2）根據(jù)JGJ 145—2013《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》并結(jié)合工程特點(diǎn)，植筋檢測采用非破壞性試驗(yàn)檢測，試驗(yàn)采用ML-20錨桿拉拔儀在現(xiàn)場進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，并由業(yè)主、監(jiān)理認(rèn)可的第三方進(jìn)行。抽樣檢測數(shù)量不少于植筋總數(shù)的1%。抽樣檢測的鋼筋抗拉拔應(yīng)力必須達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，其抽樣合格率必須達(dá)到98%以上（圖7）。

圖7 現(xiàn)場抗拔力試驗(yàn)

2 效益分析

1）抗拔力：采用內(nèi)膨脹螺栓進(jìn)行植筋錨固，錨固力分別由膨脹錨固套管與錨固基體之間的摩擦力和機(jī)械咬合力組成，與傳統(tǒng)注膠植筋的膠固黏結(jié)力相比，其抗拔力大、抗振性能好、錨固質(zhì)量高。

2）現(xiàn)場施工：由于鋼筋絲頭現(xiàn)場加工，而分體式內(nèi)膨脹套筒在工廠加工完成，質(zhì)量和精度都可得到滿足。分體式內(nèi)膨脹套筒設(shè)計(jì)合理，作業(yè)人員可快速掌握，安裝過程簡單，無需大型機(jī)械設(shè)備。

3）施工進(jìn)度：由于鋼筋絲頭及內(nèi)膨脹螺栓提前制作，現(xiàn)場施工裝配作業(yè)，與注膠植筋相比，省去了注膠固化養(yǎng)護(hù)的過程，裝配完成后檢驗(yàn)合格即可進(jìn)行下一步工序，對工人的技術(shù)要求也不高，現(xiàn)場施工速度大大提高。

3 結(jié)語

分體式內(nèi)膨脹螺栓連接施工技術(shù)是基于膨脹螺栓和注膠植筋技術(shù)而發(fā)展衍生出來的一種連接技術(shù)，鋼筋與墻體之間通過微膨脹錨固套管進(jìn)行連接，連接質(zhì)量和連接強(qiáng)度能夠得到充分保證。同時(shí)由于鋼筋連接過程中只需與套筒進(jìn)行連接，操作簡單方便，非常適合后置墻體與鋼筋混凝土之間的連接，另外在裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場的鋼筋連接方面推廣應(yīng)用價(jià)值較大。