套筒連接植筋技術(shù)

羅凌云

(粵水電建筑安裝建設(shè)有限公司,廣東 廣州 511300)

1 概述

在很多水利工程中，原有建筑物增加新的混凝土結(jié)構(gòu)，或者后期進(jìn)行預(yù)埋構(gòu)件施工，都會用到植筋錨固技術(shù)。常用的植筋錨固技術(shù)是利用鉆孔和注入植筋膠將鋼筋插入孔內(nèi)，使鋼筋有效的錨固在混凝土結(jié)構(gòu)中，具有施工速度快、工藝簡單的優(yōu)點(diǎn)。但在預(yù)留施工通道的混凝土底板或墻邊植入鋼筋后，由于植好的鋼筋外露過長，對往來人行或運(yùn)輸產(chǎn)生干擾，影響施工進(jìn)度。通過對常用的植筋技術(shù)進(jìn)行研究與試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)可以進(jìn)行創(chuàng)新。經(jīng)過研究并試驗(yàn)后，形成一種新的植筋技術(shù)—套筒連接植筋技術(shù)。

2 套筒連接植筋技術(shù)

該技術(shù)是在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)鉆孔，先安設(shè)鋼筋連接套筒，再用套筒連接鋼筋從而達(dá)到植筋的目的。前期只進(jìn)行鉆孔并安設(shè)錨固好鋼筋連接套筒，且套筒頂面與混凝土表面平齊，后期再將鋼筋連接進(jìn)套筒(見圖1)。因此，只要完成前期的套筒安設(shè)工作，并保護(hù)好套筒就可以有效解決常用植筋錨固技術(shù)外露鋼筋影響其他部位施工的問題。待受影響部位施工完成后再將鋼筋連接植入，并完成后續(xù)的混凝土澆筑施工即可。

2.1 套筒連接植筋施工方法及質(zhì)量控制

2.1.1施工工藝流程

彈線定位→鉆孔→洗孔→安設(shè)套筒→鋼筋剝肋滾軋→鋼筋機(jī)械連接→檢測試驗(yàn)。

圖1 套筒連接植筋技術(shù)示意

2.1.2主要施工方法

套筒連接植筋技術(shù)采用的施工工具主要有：全站儀、直螺紋剝肋滾絲機(jī)、沖擊鉆、吹風(fēng)機(jī)、力矩扳手、專用鐵錘、拉尺、專用量規(guī)等。

1) 彈線定位

依據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙，在已完成的結(jié)構(gòu)測量放樣標(biāo)示需要植筋的具體位置，并報(bào)監(jiān)理單位進(jìn)行檢查復(fù)核，監(jiān)理單位檢查測量數(shù)據(jù)及現(xiàn)場復(fù)核通過后才可以在標(biāo)示的位置上進(jìn)行鉆孔。

2) 沖擊鉆孔

一般采用沖擊鉆進(jìn)行鉆孔，鉆孔前應(yīng)針對需要植筋的鋼筋規(guī)格選擇配套的鋼筋連接套筒，然后依照鋼筋連接套筒的直徑選擇沖擊鉆的鉆頭直徑。沖擊鉆鉆頭直徑應(yīng)該比鋼筋連接套筒的直徑大5 mm左右，以便在孔內(nèi)注入適量植筋膠，鋼筋連接套筒在打入孔口內(nèi)后，通過膠體粘接和套筒與混凝土結(jié)構(gòu)部分的摩擦力雙重作用達(dá)到緊固的狀態(tài)。

3) 洗孔

植筋孔鉆孔完成后，需要對鉆好的孔口進(jìn)行檢查與清理，以免孔口內(nèi)含有灰渣和雜物，對植筋的質(zhì)量產(chǎn)生影響。

洗孔方法:采用直棒端部外套毛刷，對鉆孔進(jìn)行反復(fù)清理和刷洗，將孔內(nèi)雜物通過此毛刷將其帶出。并利用壓縮空氣將清理過的孔口內(nèi)的浮塵吹凈；禁止用水清洗鉆孔，可以用丙酮或酒精等易揮發(fā)物質(zhì)擦洗，及時(shí)揮發(fā)無殘留，不會影響最終成孔和植筋質(zhì)量；洗孔完成后應(yīng)報(bào)監(jiān)理單位進(jìn)行現(xiàn)場驗(yàn)收。

4) 安設(shè)套筒

在清洗好的孔內(nèi)注入約1/2容量的植筋膠，再將提前采購好的鋼筋連接套筒全部用專用鐵錘打入鉆孔內(nèi)，鋼筋連接套筒的中心線需要調(diào)整和孔口內(nèi)的中心線相一致，對孔吻合后即用鐵錘大力錘擊，錘擊貫入度以孔口與套筒邊吻合為準(zhǔn)。孔口溢出部分膠體須及時(shí)清理干凈。

5) 鋼筋剝肋滾軋

連接套筒的鋼筋接頭應(yīng)用直螺紋剝肋滾絲機(jī)械滾軋成直螺紋。直螺紋接頭的現(xiàn)場加工應(yīng)符合下列規(guī)定：

① 仔細(xì)檢查鋼筋的外觀，需加工的鋼筋兩個(gè)端部不應(yīng)有橫向裂紋；

② 配套鋼筋端部如果不平整,則需要進(jìn)行鐓平或者切平，才能保證最終鋼筋連接緊密合格；

③ 配套鋼筋絲頭加工時(shí)最終的精度需滿足規(guī)范要求；

④ 采用專業(yè)的螺紋量規(guī)檢驗(yàn)，除達(dá)到必須的擰入長度還要滿足止規(guī)旋入不大于3P的要求。

6) 鋼筋直螺紋接頭安裝

將滾軋成直螺紋的鋼筋接頭與孔內(nèi)口的套筒連接，連接方式是用力矩扳手?jǐn)Q緊。鋼筋直螺紋接頭的安裝質(zhì)量應(yīng)該符合下列要求：

① 采用力矩扳手將鋼筋與套筒擰緊，標(biāo)準(zhǔn)型鋼筋接頭擰緊后的外露螺紋須滿足規(guī)范要求或不宜超過2P；

② 擰緊扭矩值應(yīng)滿足規(guī)范要求，直螺紋接頭的最小擰緊扭矩值[1]見表1所示。

表1 直螺紋接頭最小扭矩值對照

7) 檢測試驗(yàn)

在鉆孔、清孔、套筒安設(shè)和鋼筋連接等整套施工工序完成后，應(yīng)當(dāng)按相關(guān)規(guī)范的要求，針對植入孔口內(nèi)的鋼筋連接套筒進(jìn)行拉拔力試驗(yàn)，以測試植入鉆孔內(nèi)的套筒連接拉拔力是否符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

2.1.3質(zhì)量控制

1) 原材料質(zhì)量控制

進(jìn)場的鋼筋原材應(yīng)該按照規(guī)范要求檢查外觀質(zhì)量，鋼筋表面不應(yīng)該有油污和裂紋以及結(jié)疤等，也不應(yīng)該有嚴(yán)重銹蝕等情況發(fā)生。

每捆鋼筋進(jìn)場必須具備廠家名稱、標(biāo)牌、尺寸規(guī)格、爐號、批次等，并且分類堆放，按要求將底部架空并放置標(biāo)識牌，注意防雨防潮。

應(yīng)按照《鋼筋混凝土用鋼第2部分：熱軋帶肋鋼筋》(GB/T 1499.2-2018)規(guī)范的規(guī)定，抽取試件作力學(xué)性能檢驗(yàn)，主要檢驗(yàn)鋼筋的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率等，其試驗(yàn)檢驗(yàn)結(jié)果須符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定[2]。

連接套筒進(jìn)場應(yīng)具有出廠合格證，現(xiàn)場檢驗(yàn)時(shí)依據(jù)相關(guān)規(guī)范進(jìn)行，如套筒的外觀表面無肉眼可見裂紋，無明顯起皮的嚴(yán)重銹蝕等，外形尺寸采用游標(biāo)卡尺或?qū)Ｓ昧烤卟簧儆?個(gè)方向進(jìn)行測量，套筒力學(xué)性能實(shí)測受拉承載力不應(yīng)小于被連接鋼筋受拉承載力的1.1倍等[3]。如圖2所示鋼筋套筒應(yīng)帶有保護(hù)蓋，防止套筒螺牙銹蝕和污染。并且應(yīng)當(dāng)按照規(guī)范要求取樣做接頭試件抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)。

圖2 部分型號的鋼筋套筒和保護(hù)蓋成品照片

2) 施工過程的質(zhì)量控制

在施工過程中，新型套筒植筋連接接頭在同條件下以每500個(gè)為1批進(jìn)行驗(yàn)收，套筒內(nèi)鋼筋擰緊后抽取接頭的10%進(jìn)行擰緊扭矩檢查，發(fā)現(xiàn)不合格的必須重新再擰緊，達(dá)到規(guī)定的扭矩值。

套筒連接鋼筋施工完成后，按規(guī)范要求及項(xiàng)目單元工程劃分，分批次在混凝土構(gòu)造中隨機(jī)選擇3個(gè)接頭，現(xiàn)場作抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)滿足相應(yīng)設(shè)計(jì)和規(guī)范要求后才可將該批次評為合格，如果有1個(gè)試驗(yàn)結(jié)果不滿足要求，則再抽取雙倍的接頭按相同條件進(jìn)行復(fù)檢，若復(fù)檢仍有不合格件則該批次就應(yīng)該評為不合格。

3 工程應(yīng)用

3.1 工程概況

肇慶市西區(qū)重建排澇泵站站址選定舊站東側(cè)，工程的主要功能為排澇，與其他排澇工程共同發(fā)揮作用，改善澇區(qū)內(nèi)水環(huán)境。重建泵站翼墻與原有擋墻連接，局部新建防洪墻。還需挖除外江河灘歷史遺留的堆積棄土約3萬m3，保證河道行洪安全。

由于挖除外江河灘棄土的運(yùn)輸?shù)缆肺恢眯枰陆ǚ篮閴?，因此，該處需先挖除外江棄土再施工防洪墻。按照施工總體計(jì)劃，必須在一個(gè)枯水季內(nèi)完成新建防洪墻和舊墻加高施工，確保來年安全度汛。為滿足整體工期要求，在新建擋墻位置預(yù)留一個(gè)防洪墻單元，長度為20 m作為土方運(yùn)輸通道，該單元先施工攪拌樁基礎(chǔ)及混凝土底板，待外江棄土挖運(yùn)完成后再通過植筋施工后續(xù)墻身?？梢怨?jié)省后續(xù)樁基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)備二次進(jìn)場的費(fèi)用與時(shí)間，且采用套筒連接植筋技術(shù)，先平行作業(yè)安設(shè)并保護(hù)好套筒，后期只需要直接將鋼筋連接植入套筒內(nèi)即可，縮短了傳統(tǒng)植筋技術(shù)需要進(jìn)行鉆孔植筋和等待膠體固結(jié)的時(shí)間，加快了施工進(jìn)度，為后續(xù)整個(gè)防洪墻連接閉合提供有利條件。

3.2 套筒連接植筋施工

新建防洪墻墻身為豎向單排鋼筋，間距為200 mm，根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范，一般情況下混凝土強(qiáng)度為C25，墻身寬度為200 mm，鋼筋HRB335直徑為16 mm的植筋拉拔設(shè)計(jì)要求承載力為60.6 kN[4]。依據(jù)上述植筋技術(shù)要求，在預(yù)留土方運(yùn)輸?shù)男陆ǚ篮閴炷恋装迳蠎?yīng)用套筒連接植筋技術(shù)。

整體新建防洪墻攪拌樁基礎(chǔ)施工完成，需預(yù)留通道的單元防洪墻底板先期進(jìn)行施工。待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，按圖紙間距要求進(jìn)行鉆孔并安設(shè)套筒。套筒安設(shè)完成后進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)，采用海綿將套筒填塞，防止雜物進(jìn)入?；炷恋装迳箱佋O(shè)鋼板用于車輛通行，保護(hù)底板混凝土和安設(shè)好的套筒。當(dāng)外江土方全部運(yùn)輸完成，撤離鋼板，清理套筒，將鋼筋按照前述套筒連接植筋施工方法連接后進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果合格再進(jìn)行混凝土墻身的鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑施工。

3.3 應(yīng)用效果

套筒植筋施工完成后進(jìn)行抗拉拔檢驗(yàn)，現(xiàn)場實(shí)際拉拔試驗(yàn)檢測值在65 kN以上，均大于設(shè)計(jì)規(guī)范要求的承載力為60.6 kN[4]。完全可以滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范的錨固要求。

套筒連接植筋技術(shù)采用在植筋孔口內(nèi)埋入鋼筋連接套筒，依靠鋼筋連接套筒和孔口內(nèi)的緊固程度達(dá)到植筋目的，滿足設(shè)計(jì)要求。通過前期安設(shè)套筒，后期再連接鋼筋兩個(gè)獨(dú)立環(huán)節(jié)，避免常用植筋錨固技術(shù)下鋼筋外露長度過長，影響其他部位施工的問題。避免對相鄰施工部位的干擾，在一定程度上可以加快施工進(jìn)度，也可以避免由于施工干擾影響造成施工費(fèi)用增加。肇慶市西區(qū)澇區(qū)整治工程施工過程中應(yīng)用效果較好，有較強(qiáng)實(shí)用性，可為同類施工提供借鑒。

4 結(jié)語

套筒連接植筋技術(shù)可以避免常用植筋技術(shù)由于植好的鋼筋外露過長，對往來人行或運(yùn)輸產(chǎn)生干擾，加快施工進(jìn)度。且常用植筋技術(shù)如要避開干擾需將植入好的鋼筋進(jìn)行彎曲，待后期再恢復(fù)調(diào)直，而套筒連接植筋技術(shù)鋼筋采用機(jī)械連接，可后期直接安裝，比常用植筋技術(shù)更能保證施工質(zhì)量。但也有一定的局限性，經(jīng)過多次的對比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如目前鋼筋連接套筒的規(guī)格型號一般在A16～A40，所以該項(xiàng)技術(shù)對于A16以下的鋼筋植筋由于沒有配套的鋼筋套筒，無法使用該項(xiàng)施工技術(shù)，僅適用于鋼筋型號在A16～A40的區(qū)段內(nèi)，有相應(yīng)的配套鋼筋套筒。但目前水利工程中的大多數(shù)工程項(xiàng)目在設(shè)計(jì)指定部位植筋的鋼筋型號一般都在A16～A40的區(qū)段內(nèi)，因此，本文所闡述的新型套筒連接植筋技術(shù)有較大的應(yīng)用范圍。