混凝土植筋施工工藝措施探究

宋沛士

（山西省安裝集團(tuán)股份有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

隨著我國(guó)建筑領(lǐng)域突飛猛進(jìn)的發(fā)展，建筑行業(yè)逐漸成為支撐我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè)之一。與此同時(shí)，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，廣大人民群眾生活水平也有了大幅度提升，無(wú)論是我國(guó)建筑施工水平還是施工規(guī)模，均處于不斷上升的趨勢(shì)，高層建筑、超高層建筑數(shù)量逐年遞增，社會(huì)公眾對(duì)建筑工程也提出了更為嚴(yán)格的要求。植筋技術(shù)作為新興起的技術(shù)，在建筑工程建設(shè)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍。針對(duì)植筋技術(shù)來(lái)講，是在植筋區(qū)域開展打孔作業(yè)，并利用黏合劑促使混凝土結(jié)構(gòu)中的金屬構(gòu)件形成握裹力，以此來(lái)為建筑工程的穩(wěn)固性提供保障。

1 工程概況

山西省安裝集團(tuán)股份有限公司承接的山西焦化廠1#、2#焦?fàn)t地面除塵站改造項(xiàng)目，是在原除塵站車間側(cè)新增加長(zhǎng)18m、寬7m 的除塵車間，新建車間為混凝土框架結(jié)構(gòu)，新增框架柱在原有除塵車間獨(dú)立基礎(chǔ)承臺(tái)上植筋連接，框架柱植筋共需48 個(gè)。植筋作為一種新技術(shù)，具有工作面小、施工效率高的特點(diǎn)[1]。

2 植筋施工工藝的應(yīng)用范圍

植筋施工工藝應(yīng)用范圍如下：①建筑結(jié)構(gòu)梁、墻、柱鋼筋錨固的加固；②建筑結(jié)構(gòu)預(yù)留鋼筋錨定改建和擴(kuò)建；③鋼結(jié)構(gòu)螺桿錨定系統(tǒng)。

將植筋施工工藝全面落實(shí)在建筑結(jié)構(gòu)中，為混凝土結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)固性提供保障的同時(shí)，也能進(jìn)一步強(qiáng)化金屬構(gòu)件的耐久度與強(qiáng)度，并且其在使用階段不會(huì)降低混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量[2]。

3 植筋施工工藝技術(shù)概括

3.1 植筋施工工藝原理

針對(duì)植筋施工工藝來(lái)講，主要是對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)施錨固和連接的一種技術(shù)，起到加固混凝土結(jié)構(gòu)的作用。植筋施工工藝在具體實(shí)施階段，應(yīng)以原有混凝土構(gòu)件、結(jié)構(gòu)之上深度與直徑為基礎(chǔ)，科學(xué)合理地開展鉆孔作業(yè)，利用植筋膠，借助其相關(guān)原理，促使原有混凝土和新增設(shè)計(jì)鋼筋之間保持緊密粘連，利用化學(xué)黏接劑所具備的作用，將植筋拉力逐漸轉(zhuǎn)移到混凝土中，促使其產(chǎn)生受力體。現(xiàn)階段，植筋施工工藝在建筑物改造和加固中的應(yīng)用要更為常見(jiàn)[3]。

3.2 植筋施工工藝優(yōu)勢(shì)

植筋施工工藝優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在靈活性、便利性、受力均勻、承載力高、造價(jià)低等方面，具體如下：①針對(duì)靈活性優(yōu)勢(shì)來(lái)講，植筋施工工藝可設(shè)計(jì)在鋼筋混凝土任意位置，圍繞結(jié)構(gòu)不同受力特點(diǎn)，對(duì)植筋規(guī)格與數(shù)量開展科學(xué)合理的設(shè)計(jì)工作。②針對(duì)便利性來(lái)講，其在設(shè)置預(yù)埋件方面要更為明顯，通常情況下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與其他結(jié)構(gòu)連接區(qū)域會(huì)為預(yù)埋件留有空間，但值得注意的是，在精準(zhǔn)把控具體位置方面存在一定的難度，但借助植筋施工工藝的特點(diǎn)，在可靠性方面幾乎和預(yù)埋件相差無(wú)幾。③和普通焊接方式相比，植筋施工工藝受力更為均勻，并且在實(shí)際焊接的過(guò)程中，材料不會(huì)形成熱應(yīng)力，增加植筋施工工藝的耐疲勞性。④植筋施工工藝具備一定的承載力，通過(guò)精準(zhǔn)計(jì)算的植筋，能最大程度滿足受力要求，再加上不需要消耗過(guò)多的施工時(shí)間，工藝便捷，可在48～72h 內(nèi)投入使用。⑤植筋技術(shù)不需要投入過(guò)多的成本，比如砌塊填充墻和框架柱的錨拉筋。經(jīng)實(shí)踐表明，1kg 植筋膠能植入100 根錨拉筋，植筋所需結(jié)構(gòu)膠成本未超過(guò)0.5 元，再加上植筋工藝相對(duì)簡(jiǎn)易，每人一天最少能植50 根鋼筋，每根鋼筋成本約1.5 元，與其他施工方式相比，植筋施工工藝造價(jià)更低[4]。

4 植筋施工工藝的方法及步驟

4.1 植筋標(biāo)準(zhǔn)施工程序

植筋標(biāo)準(zhǔn)施工程序如下：劃線定位→鉆孔→清除孔塵→灌注結(jié)構(gòu)膠→鋼筋處理→植入鋼筋→養(yǎng)護(hù)固化→質(zhì)量檢驗(yàn)，如圖1 所示。

圖1 植筋施工

4.2 植筋施工工藝操作方法

①劃線定位設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谥步畹钠矫嫖恢蒙?，用墨線或直尺劃出縱橫線條；②鉆孔一般要垂直混凝土構(gòu)件平面，傾斜度不大于8°（特殊要求除外）。

4.3 清孔除塵

①清孔方法。一般采用高壓氣沖洗（用空壓機(jī)、打氣筒等），也可以用高壓水沖洗（但是在植筋前，孔內(nèi)必須達(dá)到干燥）。②孔壁處理。用上述方法清除后，在灌膠前，用水清洗一遍，達(dá)到孔壁無(wú)灰塵、無(wú)油污、無(wú)有機(jī)雜質(zhì)。

4.4 灌注結(jié)構(gòu)膠

①配制比例，結(jié)構(gòu)膠為雙組份，A 組份:B 組份=4:1（重量比），誤差不得超過(guò)3%。②攪拌，首先分別將A、B組份膠攪拌均勻，然后按比例配備，用專用電動(dòng)攪拌機(jī)攪拌3min。原則上不用人工攪拌，特殊情況，設(shè)專人攪拌，最少攪拌5min，一定要攪拌均勻（見(jiàn)使用說(shuō)明）。③注入膠，用專用工具將攪拌好的膠注入清洗過(guò)的孔內(nèi)。④配膠、注膠、插筋必須流水作業(yè)，連續(xù)進(jìn)行。⑤配制結(jié)構(gòu)膠必須設(shè)專人負(fù)責(zé)，并做出詳細(xì)記錄，記錄內(nèi)容包括配膠量、使用部位、時(shí)間、固化情況等[5]。

4.5 鋼筋處理

①植筋長(zhǎng)度的確定，視情況而定，如外部加焊鋼筋，其最小長(zhǎng)度為孔深+搭焊長(zhǎng)度+200mm，以免焊接時(shí)高溫影響膠的強(qiáng)度。②鋼筋表面處理，用電動(dòng)鋼絲刷或人工鋼絲刷，清除鋼筋表面的銹蝕，用丙酮或酒精清除鋼筋表面油污及灰塵。③如植入基腳螺栓，應(yīng)先將螺絲加工好，并將螺絲段用塑料管套保護(hù)好。

4.6 植入鋼筋

①將處理好的鋼筋，植入灌注好結(jié)構(gòu)膠的孔內(nèi)。②養(yǎng)護(hù)固化。鋼筋植入定位后應(yīng)加以保護(hù)，防止碰撞和移位，保持3d，待結(jié)構(gòu)膠固化原材料后方可受力。

4.7 養(yǎng)護(hù)技術(shù)

用于粘連植筋的膠體，可在室內(nèi)自然溫度下實(shí)現(xiàn)完全固化，但值得注意的是，具體固化時(shí)間長(zhǎng)短，是基于溫度和條件下配方比例為前提的，普遍來(lái)講，在歷經(jīng)3d 的固化之后，便可開展后續(xù)作業(yè)，但在此階段，切記不可對(duì)植入的植筋造成干擾，不然需要二次開展植入。

4.8 檢測(cè)技術(shù)

混凝土植筋施工工藝在完成之后，應(yīng)安排專人對(duì)其強(qiáng)度與質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，當(dāng)然，對(duì)植入鋼筋等嵌入物長(zhǎng)度、位置、大小等方面的審核也不容忽視，為了避免產(chǎn)生問(wèn)題，可采取抽樣檢測(cè)的方式，對(duì)其強(qiáng)度質(zhì)量進(jìn)行檢查，并將最終檢查結(jié)果全面記錄在內(nèi)。

5 植筋施工工藝質(zhì)量控制措施

5.1 植筋結(jié)構(gòu)膠

在植筋施工工藝實(shí)施階段，植筋結(jié)構(gòu)膠是關(guān)鍵施工材料之一，所以，加大植筋結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量的把控尤為重要。在選擇植筋結(jié)構(gòu)膠階段，應(yīng)審核植筋結(jié)構(gòu)膠是否具備出廠日期及合格出廠證明，并且在保質(zhì)期內(nèi)使用。

5.2 植筋用鋼筋

在選擇植筋用鋼筋階段，應(yīng)加大植筋用鋼筋質(zhì)量審核力度。在正式開展施工之前，應(yīng)對(duì)植筋用鋼筋進(jìn)行全面的清潔，避免植筋用鋼筋表明存在銹漬、油污等，如若不然，則會(huì)對(duì)工程施工質(zhì)量帶來(lái)不利影響。除此之外，在實(shí)際施工階段，施工人員應(yīng)對(duì)鋼筋表面實(shí)施機(jī)械壓紋處理，如此一來(lái)，不僅能進(jìn)一步提升鋼筋表面接觸效果，而且也能為施工管理提供有利條件。

5.3 植筋工具具體要求

植筋所需工具包括鋼卷尺、墨斗、毛筆、電錘、錘頭、空壓機(jī)、手持磨光機(jī)、手錘。

鋼卷尺、墨斗、毛筆主要是按設(shè)計(jì)圖紙來(lái)確定植筋位置，用縱橫墨線早出確定交叉點(diǎn)，再用毛筆蘸紅油漆做出標(biāo)記。電錘、錘頭主要用來(lái)在指定的位置鉆孔?？諌簷C(jī)用來(lái)壓縮空氣吹出空內(nèi)灰塵。手持磨光機(jī)用于鋼筋除銹。手錘主要用于把鋼筋打入孔內(nèi)。

6 注意事項(xiàng)及安全控制要點(diǎn)

6.1 注意事項(xiàng)

①由于結(jié)構(gòu)膠內(nèi)包含了納米防沉材料，在使用之前，相關(guān)人員應(yīng)檢查包裝桶內(nèi)膠是否沉淀，如果在沉淀的情況下，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行充分?jǐn)嚭汀＂诋?dāng)溫度較低的情況下，A 組分偶爾出現(xiàn)結(jié)晶且發(fā)稠的狀況下，若想避免降低膠性能，應(yīng)將A 膠水加熱至50℃，當(dāng)結(jié)晶完全消散之后即可。③檢查孔內(nèi)是否存在塵屑，膠配比是否合理、孔內(nèi)膠是否緊密、以及鋼筋是否存有銹漬，在各方面檢查無(wú)誤后，則能確保錨固效果達(dá)標(biāo)。④加大攪拌時(shí)間的把控力度，A、B 膠配膠工具應(yīng)單獨(dú)使用。⑤在高空作業(yè)且所鉆孔徑不小于18mm 時(shí)，必須兩人同時(shí)操作電錘，并且系好安全帶。⑥鉆孔過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到鋼筋，如遇到鋼筋應(yīng)立即停止，重新更換孔位。⑦孔內(nèi)如遇下雨進(jìn)水，必須用棉紗吸干浸水，并且用加熱管烘干，方可注膠插筋。⑧鉆孔時(shí)進(jìn)度不宜太快，以免鉆頭發(fā)熱影響鉆孔周圍混凝強(qiáng)度或損壞鉆機(jī)。⑨確保錨固構(gòu)造措施與《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》（JGJ 145—2004）相關(guān)規(guī)定相符。⑩雖然結(jié)構(gòu)膠在完成凝固之后，并不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，但在未干透之前，個(gè)別分組會(huì)對(duì)眼睛、皮膚帶來(lái)刺激，再加上膠固化之后難以清理，因此在實(shí)際施工階段，施工人員應(yīng)佩戴安全帽、手套、防護(hù)服，如在接觸到結(jié)構(gòu)膠的情況下，應(yīng)在第一時(shí)間用流水清洗[6]。

6.2 安全控制要點(diǎn)

在混凝土植筋施工工藝實(shí)施階段，應(yīng)貫徹落實(shí)安全、預(yù)防為主的相關(guān)原則，以施工現(xiàn)場(chǎng)可能產(chǎn)生的事故為基礎(chǔ)，對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生的安全隱患進(jìn)行深入分析，擬定切實(shí)可行的安全措施與制度。首先，要求施工人員在實(shí)際開展施工階段，佩戴安全防護(hù)設(shè)施，如果在需要高空作業(yè)的情況下，則要求施工人員佩戴安全繩，并將其放在安全區(qū)域，避免產(chǎn)生高空墜物的問(wèn)題。其次。做好腳手架的搭建，并提出具體要求。針對(duì)易產(chǎn)生安全問(wèn)題的地方來(lái)講，應(yīng)要求相關(guān)負(fù)責(zé)人和管理人員深入施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面的調(diào)查，一旦發(fā)現(xiàn)安全隱患，應(yīng)在第一時(shí)間采取措施加以完善。再次，如果在需要夜間施工的情況下，則應(yīng)做好照明措施，值得注意的是，應(yīng)在避免夜間施工對(duì)周邊居民生活造成影響的同時(shí)，確保施工現(xiàn)場(chǎng)亮度與施工要求相符，當(dāng)然，也應(yīng)對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行嚴(yán)格把控，切記不可為了追趕制度，而出現(xiàn)疲勞施工現(xiàn)象。最后，做好化學(xué)物品的保管與處理。尤其是易燃物，更是要加大保管工作的重視力度，如丙酮類。由于此類化學(xué)物品揮發(fā)性較強(qiáng)，一旦處理工作未落實(shí)到實(shí)處，則可能會(huì)產(chǎn)生火災(zāi)。因此，在條件允許的情況下，應(yīng)為這些易燃的化學(xué)物品配備單獨(dú)的滅火器。

7 混凝土植筋施工工藝在施工中應(yīng)用可行性

①由于混凝土植筋施工工藝適用性較強(qiáng)，可用于錨固很多混凝土橋梁或者建筑物，在混凝土建筑物中合理利用植筋施工工藝，有利于進(jìn)一步強(qiáng)化其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)，確保其承受最大應(yīng)力。②混凝土植筋技術(shù)造價(jià)低。與其他改造方式相對(duì)比而言，如部件更換或開鑿?fù)诙?，通過(guò)科學(xué)合理的應(yīng)用植筋施工工藝，不僅能減少施工量，而且也能最大程度彰顯原有建筑物經(jīng)濟(jì)價(jià)值。③混凝土植筋施工工藝施工簡(jiǎn)單，不需要大面積挖掘、復(fù)雜的技術(shù)作為支撐、以及價(jià)格高昂的重型機(jī)械設(shè)備。④混凝土植筋施工不需要消耗過(guò)多的施工時(shí)間，與其他工藝相對(duì)比而言，混凝土植筋施工工藝固化強(qiáng)度更為突出，科學(xué)合理的利用混凝土植筋施工工藝，能在確保質(zhì)量的同時(shí)，加快施工進(jìn)度。⑤與傳統(tǒng)焊接技術(shù)相對(duì)比而言，混凝土植筋施工工藝力學(xué)性能更為突出，尤其在不易受力均勻的材料上更為明顯。

8 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)上文的分析可以明確，混凝土植筋施工工藝作為一項(xiàng)非常成熟的技術(shù)，其在工程改造中的應(yīng)用越來(lái)越普遍，并且也獲得了良好的應(yīng)用成效，與此同時(shí)，也為設(shè)計(jì)方帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但值得注意的是，植筋施工工藝在具體應(yīng)用階段依舊有可繼續(xù)加強(qiáng)空間，需要業(yè)內(nèi)人士在實(shí)踐中不斷摸索，充分掌握植筋施工工藝施工方法及步驟、混凝土植筋施工工藝在施工中應(yīng)用可行性、以及注意事項(xiàng)及安全控制要點(diǎn)等方面，促進(jìn)我國(guó)工程項(xiàng)目未來(lái)的長(zhǎng)遠(yuǎn)、持續(xù)發(fā)展。