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    后錨固填充墻拉結(jié)筋錨固承載力檢測影響因素分析

    2020-02-19 04:19:34
    福建建筑 2020年1期
    關(guān)鍵詞:結(jié)筋粘結(jié)劑后置

    付 仁

    (福建省建筑科學(xué)研究院有限責(zé)任公司 福建省綠色建筑技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 福建福州 350108)

    0 引言

    房屋建筑中的填充墻均需要布設(shè)拉結(jié)筋,使填充墻與主體結(jié)構(gòu)整體協(xié)調(diào),降低填充墻與主體結(jié)構(gòu)接縫處的開裂概率,提高填充墻抗震性能。基于混凝土基材的填充墻拉結(jié)筋布設(shè)方式有兩種,一是預(yù)埋,二是后置。預(yù)埋的方式雖然具有可靠、拉結(jié)強(qiáng)度高等優(yōu)勢,但是缺點(diǎn)更大,如拉結(jié)筋數(shù)量不夠、間距因各種原因錯(cuò)位,或設(shè)計(jì)變更造成后期補(bǔ)充拉結(jié)筋等。目前,施工現(xiàn)場運(yùn)用較多的是后置錨固方式進(jìn)行填充墻拉結(jié)筋施工。國家、行業(yè)及各地區(qū)也均編制了很多相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以規(guī)范施工和驗(yàn)收[1~4]。錨固承載力是后置錨固件最為主要的參數(shù),關(guān)系到拉結(jié)筋的使用壽命。國內(nèi)外學(xué)者對植筋錨固性能和施工工藝有較完整的總結(jié)歸納。Cook[5]通過歸納總結(jié)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù),將植筋的破壞形式進(jìn)行詳細(xì)劃分。國內(nèi)張建榮[6]在Cook的基礎(chǔ)上對粘結(jié)錨固機(jī)理和破壞形式開展進(jìn)一步研究。

    后錨固填充墻拉結(jié)筋作為植筋系統(tǒng)中的一個(gè)類別,其錨固機(jī)理與植筋系統(tǒng)是一致的,只不過在施工工藝、檢測等方面略有區(qū)別。齊敬等[7]通過大量試驗(yàn),對填充墻拉結(jié)筋錨固承載力的影響因素進(jìn)行分析。遲延濤[8]對填充墻拉結(jié)筋多種施工方法進(jìn)行簡單評述。本文在其他專家學(xué)者的研究基礎(chǔ)上,簡單介紹基于混凝土基材的填充墻后置錨固拉結(jié)筋的基本特性,詳細(xì)闡述規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對檢測方面的具體規(guī)定,重點(diǎn)分析錨固承載力檢測結(jié)果的影響因素。

    1 后錨固填充墻拉結(jié)筋基本特性

    1.1 后錨固填充墻拉結(jié)筋系統(tǒng)

    后錨固填充墻拉結(jié)筋系統(tǒng),主要包含混凝土基材、鋼筋、粘結(jié)劑3個(gè)部分,圖1為它們之間組合關(guān)系。

    圖1 填充墻后錨固拉結(jié)筋系統(tǒng)

    根據(jù)現(xiàn)場施工情況及相關(guān)規(guī)范要求,填充墻后錨固拉結(jié)筋系統(tǒng)在施工過程應(yīng)符合以下要求:

    (1)鋼筋采用公稱直徑6mm熱軋帶肋鋼筋。工程中填充墻用拉結(jié)筋使用6mm鋼筋能夠充分滿足填充墻相關(guān)抗震性能要求。但是相關(guān)研究表明[4],帶肋鋼筋的錨固承載力是光圓鋼筋的1.35倍,所以,不能用光圓鋼筋。

    (2)研究表明[7],在混凝土基材中植入帶肋鋼筋,其錨固承載力與錨孔直徑、深度關(guān)聯(lián)性不大。因此,這兩個(gè)取值以設(shè)計(jì)的具體要求為優(yōu)選值,沒有設(shè)計(jì)要求時(shí),錨孔直徑和錨固深度分別要達(dá)到10mm和75mm[4]。

    (3)混凝土基材厚度、錨孔之間凈距、錨孔距基材邊緣距離等均要控制到位。

    1.2 后錨固拉結(jié)筋受力機(jī)理

    基于混凝土基材的填充墻后錨固拉結(jié)筋體系受力機(jī)理主要是:填充墻與基材結(jié)構(gòu)連接荷載通過拉結(jié)筋傳遞到粘結(jié)劑,然后再順著錨固長度范圍的拉結(jié)筋傳導(dǎo)到混凝土基材,這一過程的實(shí)現(xiàn),實(shí)質(zhì)上依賴于粘結(jié)劑的粘結(jié)強(qiáng)度和施工水平。

    2 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對檢測方面的規(guī)定

    2.1 不同規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定

    (1)規(guī)范GB 50203-2011僅在判定依據(jù)和抽樣數(shù)量作出規(guī)定。

    判定依據(jù):非破壞性檢測值取6.0kN,此時(shí)混凝土基材無裂縫、鋼筋無滑移,且持荷2min內(nèi)荷載值降低≤5%。檢測值的取值通過式(1)計(jì)算得到,拉結(jié)筋直徑為6mm,拉結(jié)筋屈服強(qiáng)度為235MPa。

    Nt=0.90Asfyk

    (1)

    式中:Nt——填充墻拉結(jié)筋后錨固檢測值;

    As——拉結(jié)筋面積;

    fyk——拉結(jié)筋屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。

    抽樣數(shù)量:由于施工水平的參差不齊,該規(guī)范規(guī)定的抽樣數(shù)量較嚴(yán)格,如表1所示。

    表1 GB 50203-2011的抽樣數(shù)量 根/

    (2)規(guī)范JGJ 145-2013在檢測方法、判定依據(jù)及抽樣數(shù)量等方面進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。

    檢測方法:加載方式分為連續(xù)加載和分級加載,有非破壞性檢測和破壞性檢測兩種手段。

    抽樣數(shù)量:應(yīng)取每一檢測批拉結(jié)筋總數(shù)的0.1%且不少于3件。

    (3)規(guī)范DBJ/T 13-129-2010是在JGJ 145-2013基礎(chǔ)上,對后錨固填充墻拉結(jié)筋進(jìn)行詳細(xì)說明。檢測方法、判定依據(jù)與JGJ 145-2013規(guī)范一致。抽樣數(shù)量方面,規(guī)定單位工程每一樓層為一個(gè)檢測批,每個(gè)檢測批取拉結(jié)筋總數(shù)的0.1%且不少于3個(gè)。

    2.2 比較分析

    通過分析比較,規(guī)范JGJ 145-2013對整個(gè)后置錨固體系的規(guī)定最為全面,而DBJ/T 13-129-2010是其在后錨固填充墻拉結(jié)筋方面的具體化。

    一方面,GB 50203-2011規(guī)定的6.0kN檢測取值,已不符合目前施工現(xiàn)場的情況,比如拉結(jié)筋的鋼材普遍使用帶肋鋼筋HRB400。DBJ/T 13-129-2010的相關(guān)規(guī)定能夠很好地契合目前施工環(huán)境。

    后錨固填充墻拉結(jié)筋的破壞形式[5-6]主要有拉結(jié)筋拉斷、混凝土基材破壞、粘結(jié)界面破壞,如圖2~圖3所示。因此,非破壞性檢驗(yàn)取值,不僅要考慮鋼筋破壞,還要將混凝土基材破壞的情況綜合分析。規(guī)范DBJ/T 13-129-2010和JGJ 145-2013充分考慮了鋼筋破壞和混凝土基材破壞兩種模式的檢測取值,較為合理。

    (a)拉結(jié)筋拉斷 (b)混凝土基材破壞圖2 鋼筋拉斷與混凝土基材破壞

    (a)粘結(jié)劑-混凝土界面 (b)粘結(jié)劑-拉結(jié)筋界面圖3 粘結(jié)界面破壞

    另一方面,一味地強(qiáng)調(diào)檢測數(shù)量得多,并不能很好地綜合評定施工質(zhì)量,DBJ/T 13-129-2010將檢測數(shù)量均勻地分布在單位工程的每一個(gè)樓層,可以對任一施工段的后置錨固質(zhì)量全面識別,比較有代表性。

    3 后錨固拉結(jié)筋承載力檢測影響因素

    3.1 檢測人員

    無論哪種檢測工作,檢測人員的影響都是最大的。檢測人員需熟悉相關(guān)規(guī)范,熟練使用檢測儀器,具備嚴(yán)格的公正性素養(yǎng)。抗拔力檢驗(yàn)取值、檢測時(shí)間點(diǎn)的確定和加載速率是最容易被疏忽的兩個(gè)方面。

    抗拔力檢驗(yàn)取值:實(shí)際檢測情況中,很多檢測員對規(guī)范不熟悉,對拉結(jié)筋的受力機(jī)理也不清楚,抗拔力檢驗(yàn)取值往往沒有將混凝土基材破壞和拉結(jié)筋拉斷兩種形式進(jìn)行綜合考慮,僅取0.9fykAs作為檢驗(yàn)值。這樣是不準(zhǔn)確的,當(dāng)該值比混凝土基材破壞模式的計(jì)算值更高時(shí),容易對檢測結(jié)果造成誤判。

    檢測時(shí)間點(diǎn)的確定:很多檢測員沒有根據(jù)規(guī)范對檢測時(shí)間點(diǎn)嚴(yán)格確定,經(jīng)常在粘結(jié)劑固化3天后再試驗(yàn),使得質(zhì)量不合格的粘結(jié)劑強(qiáng)度增長到合格,但是實(shí)際安全性和耐久性是達(dá)不到要求的,最終導(dǎo)致結(jié)果錯(cuò)判。

    加載速率的控制:很多場合,檢測人員為圖方便、快速,經(jīng)常超過規(guī)范要求速率(非破壞性2min~3min內(nèi)勻速,破壞性2min~7min內(nèi)勻速)加載,容易對后錨固填充墻拉結(jié)筋系統(tǒng)造成沖擊破壞,導(dǎo)致誤判。

    3.2 儀器設(shè)備

    填充墻后錨固拉結(jié)筋檢測主要用液壓拉拔儀進(jìn)行檢測,如圖4所示。

    圖4 液壓拉拔儀

    一般來說,檢測數(shù)值宜處于拉拔儀量程范圍的20%~80%之間,制作檢測方案時(shí),要預(yù)估實(shí)際檢測值范圍,優(yōu)選合適量程的拉拔儀。

    液壓加荷裝置要確保5min內(nèi),降荷值≤5%,這樣才能將評定依據(jù)中持荷2min內(nèi)下降≤5%的要求進(jìn)行很好地包絡(luò)。

    4 結(jié)論

    本文通過比對現(xiàn)行GB 50203-2011、JGJ 145-2013、DBJ/T 13-129-2010 3本標(biāo)準(zhǔn)在后錨固拉結(jié)筋方面的規(guī)定,認(rèn)為規(guī)范DBJ/T 13-129-2010無論在檢驗(yàn)取值還是抽樣數(shù)量都能夠很好地契合目前施工現(xiàn)場情況,能夠更合理地綜合評價(jià)施工質(zhì)量。

    填充墻拉結(jié)筋后錨固承載力檢測結(jié)果容易因外界因素影響造成誤判,主要體現(xiàn)在檢測人員、儀器設(shè)備兩個(gè)方面。檢測人員需熟悉相關(guān)規(guī)范,熟練使用檢測儀器,具備嚴(yán)格的公正性素養(yǎng)。儀器設(shè)備應(yīng)進(jìn)行檢定并經(jīng)使用人員按規(guī)范確認(rèn)參數(shù)后用于檢測工作。

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