無(wú)機(jī)錨固卷在老閘加固后錨固植筋中的應(yīng)用探討

張 凱 陳曉峰 卓燕文

后錨固是通過(guò)相關(guān)技術(shù)手段在既有混凝土結(jié)構(gòu)上的錨固，是相對(duì)于澆筑混凝土?xí)r預(yù)先埋設(shè)的先錨固（預(yù)埋）而命名的，在加固、改造工程中應(yīng)用廣泛，具有施工簡(jiǎn)便、使用靈活等優(yōu)點(diǎn)。本文通過(guò)黃墩湖滯洪區(qū)調(diào)整與建設(shè)工程新邳洪河閘加固無(wú)機(jī)錨固卷植筋加固進(jìn)行總結(jié)研究，對(duì)老閘加固的植筋方案編制、審核有一定的借鑒作用。

一、工程概況

新邳洪河閘建成于1986年，設(shè)計(jì)最大過(guò)閘流量310m3/s，主要功能為防洪、排澇、灌溉引水。閘分8 孔，分三塊底板布置，兩側(cè)為3 孔1 聯(lián)，中間為2 孔1 聯(lián)，閘孔凈寬6.6m，閘室總寬度67.7m。閘身加固改造從▽22.3m（非通航孔）、▽23.8m（通航孔）加高至▽35.0m，涵洞頂板以上交通橋拆除，新建一層框架，兼作交通橋；門槽以外部位的閘墩、排架、工作橋、檢修便橋按工作閘門、檢修閘門可移出閘身要求重建；接長(zhǎng)下游消力池、重建下游海漫及防沖槽。加固工程需要拆除工作橋排架及部分閘墩，交通橋及墩墻，交通橋墩在涵洞頂向上接高4.7m，所以拆除后必須進(jìn)行后錨固植筋施工。主要植筋施工部位在交通橋墩墻、閘墩接高部位，設(shè)計(jì)為Φ20、Φ22 兩種規(guī)格鋼筋植筋錨固，總計(jì)7900 根。

二、后錨固植筋材料的選擇

后錨固植筋材料分為有機(jī)錨固劑和無(wú)機(jī)錨固劑兩種，兩種錨固材料各有優(yōu)缺點(diǎn)。針對(duì)該工程后錨固植筋施工批量較大，加之工期較緊，施工期陰雨天氣較多，決定選擇硅酸鹽質(zhì)無(wú)機(jī)錨固卷作為植筋材料。硅酸鹽質(zhì)無(wú)機(jī)錨固卷本身強(qiáng)度高，不會(huì)降低錨固母體的本力結(jié)構(gòu)安全，同時(shí)具有錨固力大、耐老化等特點(diǎn)，與混凝土結(jié)構(gòu)同壽命，可帶水作業(yè)，可在各種惡劣條件下快速施工，可在各種氣候條件下快速固化，具有優(yōu)良的阻燃性等特點(diǎn)，與有機(jī)錨固劑相比具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。相較于普通植筋膠，產(chǎn)品施工工藝更簡(jiǎn)單，不需要用丙酮或二甲苯擦凈粘結(jié)面，不需要稱重配料和均勻攪拌，只需用水將鉆孔清洗干凈浮塵后，清水浸泡錨固劑60～90s 放入鉆孔內(nèi)，再把鋼筋（錨桿）直接植入，3min 即可凝固，鉆孔內(nèi)有水不影響使用效果，螺紋鋼頭部無(wú)需加工，直接植入即可?？偨Y(jié)以上特點(diǎn)，工程錨固卷施工方便，受陰雨天氣等環(huán)境影響小，可在大批量施工過(guò)程中使用。

三、施工方案及植筋效果

施工流程：鉆孔定位→鉆孔→清孔→泡藥卷→投放藥卷→植筋→固化養(yǎng)護(hù)→抽樣檢測(cè)。錨固卷植筋錨固相關(guān)參數(shù)參照《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》（JGJ145-2013），見(jiàn)表1。

1.鉆孔定位

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的鋼筋數(shù)量及位置，標(biāo)注出植筋位置。定位放線必須事先探測(cè)出原結(jié)構(gòu)主筋，盡量避開(kāi)原結(jié)構(gòu)受力主筋，以確定植筋鉆孔的準(zhǔn)確位置，鉆孔位置須滿足設(shè)計(jì)植筋間距20cm，邊距≥6.5cm 的要求。

2.鉆孔

鉆孔采用沖擊電錘成孔和空壓機(jī)帶動(dòng)風(fēng)鉆同時(shí)使用，如遇鋼筋宜調(diào)整孔位避開(kāi)。鉆孔孔徑、鉆孔深度見(jiàn)下表；鉆孔有效深度自構(gòu)件表面堅(jiān)實(shí)的混凝土算起；鉆孔不應(yīng)設(shè)置于構(gòu)件的保護(hù)層或裝飾層內(nèi)；鉆頭始終與混凝土構(gòu)件表面保持垂直；不合格者必須返工，對(duì)于廢孔用高強(qiáng)度等級(jí)的水泥砂漿填實(shí)。

3.清孔

鉆孔完成并經(jīng)檢查深度、直徑合格后，將孔周圍灰塵清理干凈，可用清水沖洗或采用鋼筋包裹土工布等沾水清理孔內(nèi)灰塵，應(yīng)做到孔內(nèi)清潔濕潤(rùn)無(wú)積水、無(wú)浮動(dòng)顆粒沉渣等。

4.錨筋加固

錨固用鋼筋的型號(hào)、規(guī)格須符合設(shè)計(jì)要求并經(jīng)檢測(cè)合格，在設(shè)計(jì)長(zhǎng)度或設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)做好標(biāo)記以控制錨入深度，將標(biāo)識(shí)好的成品鋼筋分類碼放整齊備用。

5.浸泡藥卷

表1 錨固卷植筋錨固相關(guān)參數(shù)表

打開(kāi)藥卷包裝箱，查看合格證和生產(chǎn)日期；去掉錨固卷外包裝放入清水中，浸泡1.5min。藥卷要隨用隨浸，不可一次浸泡過(guò)多。

6.投放藥卷

剝?nèi)ソ^(guò)水的錨固卷的透水紙，將錨固卷材料輕輕放入鉆孔中，如有副卷，應(yīng)先填副卷后填主卷。

7.錨筋植入

植入錨筋后用錘子錘擊至孔底，要確保錨固劑能從孔口溢出。從孔口溢出的錨固劑應(yīng)盡量重新壓回鉆孔內(nèi)，最好用細(xì)鐵棒搗實(shí)孔口周圍的錨固劑，以保證充填質(zhì)量；從浸水開(kāi)始到植入鋼筋須在3min 內(nèi)完成，植入的鋼筋24h 內(nèi)切勿晃動(dòng)，以免外力碰撞影響錨固質(zhì)量。鋼筋植入節(jié)點(diǎn)如圖1所示。

8.固化養(yǎng)護(hù)

該工程用錨固卷屬于硅酸鹽質(zhì)無(wú)機(jī)錨固卷，在固化溫度15℃左右時(shí)，2h 即可承受設(shè)計(jì)荷載，應(yīng)注意在強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值前不得擾動(dòng)鋼筋，以免外力碰撞造成破壞和偏位。

9.檢查驗(yàn)收

現(xiàn)場(chǎng)錨栓抗拔承載力采用非破壞性檢驗(yàn)，錨固拉拔承載力荷載檢驗(yàn)值取0.9fykAs。

圖1 鋼筋植入節(jié)點(diǎn)圖

表2 新邳洪河閘后錨固鋼筋拉拔檢測(cè)統(tǒng)計(jì)表

具體檢驗(yàn)方法為：在植筋后3 ～4d內(nèi)開(kāi)展試驗(yàn)檢測(cè)，采用千斤頂、錨具、反力架組成的系統(tǒng)作拉拔試驗(yàn)，連續(xù)加載，在2～3min 時(shí)間內(nèi)加載至設(shè)定的檢驗(yàn)荷載，并持荷2min，檢測(cè)植筋外觀完好，無(wú)裂紋、頸縮現(xiàn)象，即判為合格，形成書(shū)面檢測(cè)報(bào)告。合格后進(jìn)行隱蔽驗(yàn)收，然后進(jìn)行鋼筋綁扎、支模、澆筑混凝土等后續(xù)工作。錨筋抗拉承載力設(shè)計(jì)值表HRB400 鋼筋 fyk=400N/mm2。

該工程委托河海大學(xué)實(shí)驗(yàn)中心對(duì)后錨固鋼筋進(jìn)行拉拔實(shí)驗(yàn)300 組，結(jié)果全部合格，見(jiàn)表2。

四、結(jié)論

通過(guò)對(duì)新邳洪河閘工程后錨固施工工藝及試驗(yàn)結(jié)果的分析，硅酸鹽質(zhì)無(wú)機(jī)錨固卷作為后錨固材料收到良好的效果，有效保證工程質(zhì)量、進(jìn)度等目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，且節(jié)約了成本，可在老閘加固等工程中優(yōu)先選用。

在硅酸鹽質(zhì)無(wú)機(jī)錨固卷運(yùn)用中應(yīng)注意幾方面問(wèn)題：（1）材料雖可帶水作業(yè)，但植筋施工前后，確保施工范圍內(nèi)的構(gòu)件表面濕潤(rùn)即可，不宜有外部水流入。（2）鋼筋必須按要求除銹，鋼筋表面不能有油漬等雜物；群錨植筋長(zhǎng)度注意按規(guī)范要求預(yù)留搭接長(zhǎng)度，錨桿應(yīng)長(zhǎng)短結(jié)合。（3）植筋高度若超過(guò)1.5m 的，要搭設(shè)穩(wěn)固的專用操作臺(tái)，在保證作業(yè)安全的同時(shí)，起到架立穩(wěn)固植入鋼筋的作用，避免外力碰撞產(chǎn)生位移破壞。（4）在使用過(guò)程中注意操作工藝的連續(xù)性，盡量縮短施工時(shí)間，錨固卷從浸水開(kāi)始到植入鋼筋須在3min 內(nèi)完成以避免初凝影響植筋效果，植入的鋼筋需進(jìn)行靜置固化，在達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前切勿晃動(dòng)，以免影響錨固強(qiáng)度。（5）若錨筋的位置稍有偏差，應(yīng)在初凝前及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，否則錨固卷固化后無(wú)法調(diào)整。（6）植筋所用的錨固劑必須是合格產(chǎn)品，不能超過(guò)產(chǎn)品有效使用期。（7）植筋施工用電要按照施工用電安全規(guī)程操作，避免違章。（8）植筋所用的材料不能到處亂扔污染環(huán)境■