后錨固植筋技術(shù)在軌頂風(fēng)道結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

肖文瑤

(中國雄安集團基礎(chǔ)建設(shè)有限公司，河北 保定 071000)

1 工程概況

北京新機場站是新建北京機場城際聯(lián)絡(luò)線在北京大興機場設(shè)置的換乘站，位于北京新機場站(G1軸～G39軸/XR06軸～XR10軸)地下2層軌道交通區(qū)域，在其主體結(jié)構(gòu)施工過程中，地下室側(cè)墻上部分軌頂風(fēng)道側(cè)墻插筋、地下2層結(jié)構(gòu)梁板頂板部位部分軌頂風(fēng)道結(jié)構(gòu)豎向吊墻、軌頂風(fēng)道側(cè)墻插筋缺失，為保證軌頂風(fēng)道結(jié)構(gòu)安全，采用后錨固植筋技術(shù)對該區(qū)域進行植筋。

植筋區(qū)域軌頂風(fēng)道平面布置如圖1所示，其中G22軸以北地下2層頂板厚度為400 mm，頂板上部為回填土。G01軸～G22軸地下2層頂板厚度為300 mm，頂板上部為功能房間，無回填土。

2 后錨固植筋技術(shù)加固原理

該技術(shù)常被應(yīng)用于混凝土工程當(dāng)中，通過錨固施工，在混凝土中利用植筋黏結(jié)劑與后插入的鋼筋進行錨固，來解決未預(yù)埋鋼筋所帶來的問題。后錨固植筋技術(shù)使得鋼筋與混凝土為一個整體，實現(xiàn)了共同受力加固的目的[1-2]。

在施工過程中，主要采用該項技術(shù)對混凝土結(jié)構(gòu)部分進行加固處理，具有作業(yè)流程簡便、作業(yè)效果佳、作業(yè)風(fēng)險較小、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)勢。后錨固植筋技術(shù)通過對梁、樓板以及剪力墻進行加固處理，有效的改善了建筑的結(jié)構(gòu)強度，且有助于在短時間內(nèi)提升構(gòu)件性能，以其承載力增強為主，以此增強整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，發(fā)揮加固效果。

3 后錨固植筋技術(shù)方案

本工程后錨固植筋采用A級植筋膠，選用易爾改性環(huán)氧注射式植筋膠，其具有固化快、強度高、錨固力大、抗酸堿性強、耐老化、抗震性能好、可錨固各種規(guī)格的鋼筋等優(yōu)點。各區(qū)域后錨固植筋技術(shù)方案如下：

城際聯(lián)絡(luò)線北京新機場站地下2層軌道交通區(qū)域地下室主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻標(biāo)高為-10.35 m處，此處后續(xù)施工為軌頂風(fēng)道底板，板厚為200 mm，需在側(cè)墻植筋，植筋鋼筋為Φ14@100 mm，植筋深度不小于15d，風(fēng)道植筋采用長短分開布置，保留預(yù)留鋼筋同一斷面鋼筋間距不小于500 mm，詳見圖2。

城際聯(lián)絡(luò)線北京新機場站地下2層軌道交通區(qū)域地下室主體結(jié)構(gòu)梁或結(jié)構(gòu)板處，軌頂風(fēng)道結(jié)構(gòu)中部吊墻每隔3 m設(shè)置一道，吊墻結(jié)構(gòu)尺寸為200 mm×1 000 mm，吊墻豎向鋼筋為16Φ16。軌頂風(fēng)道結(jié)構(gòu)中部吊墻位置如圖3所示。

為增加軌頂風(fēng)道吊墻結(jié)構(gòu)承載力，保證施工質(zhì)量，在易爾改性環(huán)氧A級植筋膠螺紋鋼錨固建議參數(shù)15d基礎(chǔ)上進行增大[3]，在結(jié)構(gòu)梁板頂部所施工的吊墻鋼筋植筋深度為20d，風(fēng)道植筋采用長短分開布置，保留預(yù)留鋼筋同一斷面鋼筋間距不小于500 mm，如圖4～圖7所示。

為增加軌頂風(fēng)道后植筋區(qū)域結(jié)構(gòu)耐久性，針對部分區(qū)域進行加強處理。軌頂風(fēng)道G22軸以北地下2層頂板厚度為400 mm，頂板上部為回填土，此區(qū)域在進行植筋的同時，利用軌頂風(fēng)道頂部(地下1層-6.6 m)原每3 150 mm 一道東西向的結(jié)構(gòu)大梁，在結(jié)構(gòu)梁兩側(cè)進行植筋，為后續(xù)軌頂風(fēng)道側(cè)墻內(nèi)暗梁施工進行鋼筋預(yù)留，暗梁位置及在原結(jié)構(gòu)梁側(cè)植筋示意圖詳見圖8。

軌頂風(fēng)道頂部原結(jié)構(gòu)大梁側(cè)進行植筋，形成吊墻內(nèi)暗梁，所增加暗梁鋼筋分別在結(jié)構(gòu)梁兩側(cè)進行植筋，植筋深度為15d，原結(jié)構(gòu)大梁側(cè)增加暗梁及暗梁植筋示意圖如圖9所示。后續(xù)施工風(fēng)道期間施作暗梁，作為風(fēng)道的結(jié)構(gòu)受力支撐，確保風(fēng)道結(jié)構(gòu)安全，增加結(jié)構(gòu)耐久性。

G01軸～G22軸地下2層頂板厚度為300 mm，頂板上部為功能房間，無回填土。為增加軌頂風(fēng)道后植筋區(qū)域結(jié)構(gòu)耐久性，此區(qū)域在進行植筋的同時，采用在軌頂風(fēng)道頂部(地下1層-6.6 m)樓板頂部穿孔塞焊的方式進行植筋，穿孔塞焊植筋每3 m設(shè)置一道，每隔3 m按塞焊錨板的方式設(shè)置兩根Φ25鋼筋，采用25 mm厚鋼板。非覆土區(qū)域風(fēng)道結(jié)構(gòu)墻增加穿孔塞焊做法詳見圖10，塞焊錨板節(jié)點做法詳見圖11[4]。

4 主要施工方法

4.1 植筋前拉拔試驗

首先需要在施工之前進行拉拔測試，以確保鋼筋、植筋膠等滿足施工要求。具體要求如下：

按照施工要求植入對應(yīng)的鋼筋，待固化完成后進行試驗。采用測力計對鋼筋進行測試，當(dāng)其達(dá)到指定強度后，鋼筋因頸縮而呈現(xiàn)出斷裂狀態(tài)，說明試驗滿足要求。

4.2 植筋施工

植筋施工工序為：測量放線→基層處理→機具鉆孔→氣泵吹灰→清理刷孔→氣泵吹灰→孔內(nèi)注膠→植入鋼筋→鋼筋固定→固化養(yǎng)護→抗拔試驗。

1)測量放線。根據(jù)施工圖紙，測量定位出軌頂風(fēng)道側(cè)墻底板、軌頂風(fēng)道吊墻和軌頂風(fēng)道側(cè)壁墻位置線，并彈線做好標(biāo)記。放線完成后，組織技術(shù)人員進行復(fù)線驗收，復(fù)線無誤后向監(jiān)理工程師報驗。

2)基層處理。側(cè)墻結(jié)構(gòu)和梁板頂部，混凝土結(jié)構(gòu)表面植筋區(qū)域用氣泵吹干凈。

3)機具鉆孔。按圖紙要求在施工面劃定鉆孔錨固準(zhǔn)確位置，并做出明顯標(biāo)記，技術(shù)人員自檢合格后，報監(jiān)理工程師進行驗收。鉆孔的位置用探測儀測定，以利鉆孔時避開鋼筋。用電錘鉆出錨固鋼筋的孔洞，鋼筋植入深度按圖紙和規(guī)范要求，實際鉆孔時，鉆頭應(yīng)始終與結(jié)構(gòu)面保持垂直。結(jié)構(gòu)頂板處鉆孔嚴(yán)禁將結(jié)構(gòu)板鉆透。鋼筋直徑與孔徑的關(guān)系嚴(yán)格按照規(guī)范要求，植筋孔深施工班組必須對每個孔進行自檢，自檢合格后，由技術(shù)人員對施工班組所報驗植筋區(qū)域孔深進行抽檢，抽檢數(shù)量為總數(shù)的5%。全部合格后報監(jiān)理工程師進行驗收。

4)鉆孔清洗。洗孔是整個施工中的關(guān)鍵節(jié)點。在鉆孔施工結(jié)束后，整個孔內(nèi)部存在較多雜質(zhì)，影響后期施工質(zhì)量。因此需要采用加長幫毛刷對鉆孔進行清潔，確?？變?nèi)的異物、灰塵等清除干凈，必要時還需要借助氣泵對孔內(nèi)浮塵進行清理。最后用鋼絲刷清孔，清孔后再次用氣泵吹灰清孔，直至孔中無灰塵清潔干凈為止。清洗結(jié)束后還需要用脫脂棉蘸酒精或丙酮等多鉆孔進行清潔。避免使用水等不宜揮發(fā)液體進行清潔。施工結(jié)束后，施工班組必須對每個孔進行自檢，自檢合格后，由技術(shù)人員對施工班組所報驗植筋區(qū)域孔深進行抽檢，抽檢數(shù)量為總數(shù)的5%。全部合格后上報監(jiān)理工程師，經(jīng)過驗收合格方能進行下一項工序。若清孔后不進行下一項作業(yè)，可用木棉等物堵孔以防異物或灰塵進入。

5)注植筋膠。注膠施工在鉆孔完成以后，等待孔內(nèi)溫度降低后，再進行注膠施工。注膠時將注射器上的混合噴頭伸進孔底部，如長度不夠可用塑料管加長，然后感覺到注射器扳機有壓力時進行緩慢抽出，以便于排出孔內(nèi)空氣。注膠時在套管內(nèi)加入藥劑，并配合混合器將其放置于注射器當(dāng)中。在施工時，對于前兩次注射處的藥劑應(yīng)當(dāng)丟棄，避免藥劑未充分混合影響施工效果。為了使鋼筋植入后孔內(nèi)膠液飽滿，又不能使膠液外流，孔內(nèi)注膠藥劑填滿孔徑約2/3時，停止注射，達(dá)到70%即可?？變?nèi)注滿膠后須立即植筋，整個注膠過程控制在3 min之內(nèi)，以免膠液初凝。

6)植筋。在植筋之前，需要采取有效的措施對鋼筋進行除銹、去污處理。必要時使用酒精等對其表面油漬進行清除。在完成鉆孔注膠后應(yīng)當(dāng)立刻進行植筋施工，插筋時鋼筋應(yīng)順時針旋轉(zhuǎn)慢慢單向旋插入孔中直至鋼筋伸入孔底。旋入時不可中途逆向反轉(zhuǎn)，以保證膠與鋼筋良好結(jié)合黏結(jié)牢固。新植入口鋼筋產(chǎn)生錯位時，屬規(guī)范允許偏差可繼續(xù)下步施工作業(yè)；大于規(guī)范允許偏差時，為防止混凝土局部因保護層過大而產(chǎn)生裂縫，需在新植入偏差較大部位鋼筋處加設(shè)安裝鋼筋網(wǎng)片。

7)臨時固定。插入鋼筋后，為保證鋼筋與水平面的垂直度，在孔口周圍采取適當(dāng)措施，調(diào)整鋼筋水平與垂直度。

8)固化養(yǎng)護。鋼筋植入后，在植筋膠完全固化前不能振動鋼筋。錨固工作完畢要有專人看護，以防碰動，直至膠完全凝固為止[5-8]。

4.3 植筋效果檢測

植筋效果檢測主要是檢測植筋的抗拔力，進行非破損性拉拔試驗。檢測時，施加的力小于鋼筋的屈服強度，大于設(shè)計要求的植筋設(shè)計錨固值，如果鋼筋無頸縮、混凝土無開裂等破壞現(xiàn)象，表明植筋質(zhì)量合格。

本工程委托廊坊市中鐵物探勘察有限公司對所有后錨固植筋進行拉拔檢測，抽取一定數(shù)量的點進行拉拔力試驗，點位由業(yè)主、監(jiān)理及檢測方共同選定。檢測抽樣率為植筋總數(shù)的3%且不少于5件。拉拔力試驗裝置采用CH-10，CH-30拉拔儀，在試驗點整平安置穿孔液壓千斤頂，把拉拔裝置按順序一次就位。本次加載的荷載要高于設(shè)計要求的20%以上，通過同步施工并輸出相關(guān)數(shù)據(jù)，來對混凝土表面錨固件的位移情況進行數(shù)據(jù)分析，描繪出對應(yīng)的位移曲線?，F(xiàn)場后錨固植筋拉拔檢測如圖12所示。

經(jīng)檢測，所有后錨固植筋試樣在持荷期間，錨固件未出現(xiàn)位移，對應(yīng)混凝土未出現(xiàn)裂縫等質(zhì)量問題，同時根據(jù)加載試驗來看，滿足荷載加載試驗要求，2 min內(nèi)未出現(xiàn)顯著的荷載下降且幅度低于5%。軌頂風(fēng)道植筋區(qū)域所有后錨固植筋效果均滿足規(guī)范和設(shè)計要求[9-12]。

5 結(jié)語

城際鐵路聯(lián)絡(luò)線北京新機場站軌頂風(fēng)道結(jié)構(gòu)施工過程中，采用后錨固植筋技術(shù)，很好地解決了軌頂風(fēng)道結(jié)構(gòu)側(cè)墻插筋、豎向吊墻等插筋缺失的問題，為后續(xù)軌頂風(fēng)道結(jié)構(gòu)施工提供了保障。后錨固植筋技術(shù)施工安全性高、可靠性好、施工操作簡便，增強了北京新機場站的整體穩(wěn)定性，保證了軌頂風(fēng)道結(jié)構(gòu)安全，其在本工程中的成功應(yīng)用，為后續(xù)類似工程施工提供了借鑒。