植筋技術規(guī)范

PAGEPAGE4一、植筋技術規(guī)范一、引言近年來，植筋技術在鋼筋混凝土結構工程中廣泛應用，但在工程實踐中卻普遍存在不統(tǒng)一的做法和不規(guī)范的行為。植筋工程的施工質量直接影響到整個工程的質量，當引起工程人員的重視，特別是某些植筋工程與生命線工程發(fā)生直接聯系，如果植筋過程處理不當，可能為工程留下影響結構安全的隱患。本文意在通過整理植筋技術相關規(guī)范規(guī)定，來糾正植筋工程管理中的不規(guī)范行為！某商住樓工程根據政府規(guī)劃部門的意見，將原設計面向小區(qū)外側的入口門廳拆除，將該工程的入口門廳重新調整到面向小區(qū)中庭一側，根據工程實際現狀，需要植筋新增11根框架柱；并對原有框架柱中的4根相關剪力墻進行植筋加固；在采光井處新增一塊長跨6.9m、短跨4.5m的屋面板，屋面板采用與該工程現澆樓板配筋一樣的冷軋扭鋼筋，分別有一條短邊和兩條長邊需要植筋；新增的框架梁中部分鋼筋也需植筋。該植筋工程施工方案中部分文字內容如下：1、植筋工程的方案編制、施工作業(yè)、檢測驗收均以《混凝土結構加固技術規(guī)范》CECS25︰90為標準。2、植筋規(guī)格、數量、鉆孔深度如下：植筋規(guī)格（mm）φ8φ18φ22φ25植筋數量（根）36611648106鉆孔深度（mm）1202703303753、挑梁上部鋼筋膠粘劑采用喜利得結構膠，其他部位鋼筋膠粘劑采用國產A級膠。鋼筋植入后7日內嚴禁受到觸動和干擾，并按結構膠說明書要求加強保養(yǎng)和圍護。4、鋼筋植入固化10日后，委托具備相應資質的檢測單位，在監(jiān)理見證下隨機抽樣進行現場抗拔抽檢，每種規(guī)格鋼筋現場抗拔數量不得少于壹組，經檢測合格后，才能進行鋼筋連接和安裝綁扎等后序工作。5、現場檢測抗拔力，當鋼筋為Ⅲ級螺紋鋼時抗拔力要求必須≥360MPa；當鋼筋為Ⅱ級螺紋鋼時抗拔力要求必須≥300MPa；當鋼筋為Ⅰ級鋼時抗拔力要求必須≥210MPa。二、植筋技術相關規(guī)范及規(guī)定該工程方案編制、植筋施工、檢測驗收均以《混凝土結構加固技術規(guī)范》CECS25︰90為標準，其實該標準對于“植筋技術”并無非常具體的規(guī)定，這個古老的規(guī)范已經被《混凝土結構加固設計規(guī)范》GB50367－2006（以下簡稱GB50367－2006）所替代，GB50367－2006第12章“植筋技術”對植筋提出了更具體的要求。與植筋驗收關系更大的標準應該是《混凝土結構后錨固技術規(guī)程》JGJ145-2004（以下簡稱JGJ145-2004），同時不同地區(qū)還有地方標準，比如重慶市地方標準《混凝土無機錨固材料植筋施工及驗收規(guī)程》DBJ/T50-032-2004（以下簡稱DBJ/T50-032-2004）。JGJ145-2004第2.1.5條的術語：化學植筋—以化學粘結劑（錨固膠），將帶肋鋼筋及長螺桿等膠結固定于混凝土基材錨孔中的一種后錨固生根鋼筋；GB50367－2006第2.1.10條的術語：植筋—以專用的結構膠粘劑將帶肋鋼筋或全螺紋螺桿錨固于基材混凝土中。這兩個關于什么叫“植筋”的術語中限定了植筋所用鋼筋的種類：帶肋鋼筋或全螺紋螺桿。帶肋鋼筋的橫肋能夠使植筋膠體在錨固段形成與鋼筋橫肋相咬合的肋體，這些肋體是保證所植鋼筋長期錨固性能的機械牙鍵，牙鍵太淺不能形成與鋼筋橫肋的有效咬合，牙鍵太深則不能抵抗與鋼筋橫肋咬合作用的剪切，GB50367－2006第12.1.4條規(guī)定帶肋鋼筋的相對肋面積應滿足0.055≤Ar≤0.08,就是為了控制牙鍵的深淺。冷軋扭鋼筋的外形不但不能形成機械牙鍵，還會使膠體局部過厚導致較大收縮影響錨固效果，而且還使錨固段膠體厚薄相差較大，膠體越厚在鋼筋受力后的剪切作用下剪切變形就越大，剪切應力相應變小，而膠體較薄的位置剪切應力相應增大，從而導致鋼筋與膠體之間的粘結剪切應力不均勻而影響植筋效果。所以該工程屋面板設計植筋用冷軋扭鋼筋是不恰當的！植筋不能使用冷軋扭鋼筋，能使用光圓鋼筋嗎？筆者曾經在某工程中看到用直徑8mm的Ⅰ級鋼筋運用于剪力墻豎向分布鋼筋植筋錨固的實例。對于Ⅰ級鋼能否用于“植筋”，目前業(yè)界爭議較大。JGJ145-2004和GB50367－2006規(guī)定不使用光圓鋼筋，原因在于光圓鋼筋不能形成機械牙鍵，所植鋼筋長期錨固性能不能得到保障。DBJ/T50-032-2004第3.0.1條規(guī)定：混凝土植筋技術不適用于各種輕質混凝土結構、砌體結構以及采用圓鋼作為植入鋼筋的承重結構，對非承重結構的拉接構造的植筋施工可參照本規(guī)程執(zhí)行。根據這個規(guī)定區(qū)分結構構件的重要性，框架結構填充墻拉結筋如果設計光圓鋼筋采用植筋方式施工應該允許，而運用Ⅰ級鋼筋剪力墻豎向分布筋植筋錨固則不太恰當。應該注意的是，地方標準西南05G701系列圖集中的填充墻拉結筋推薦了三種做法，第一種是預留拉結筋法，第二種是預埋鐵件法，最后一種是才是植筋法。然而在其后頒發(fā)的國家標準06SG614圖集中卻限定使用預留拉結筋和預埋鐵件兩種方法，并不主張采用植筋方式施工填充墻拉結筋。三、植筋錨固深度與鉆孔深度植筋施工鉆孔成型后，應報監(jiān)理檢查驗收鉆孔直徑和鉆孔深度，我曾經看到監(jiān)理人員在驗孔時要求的鉆孔深度正好是設計的植筋深度，本文列舉方案中的鉆孔深度正好是鋼筋直徑的15倍，而該工程的設計植筋深度也是鋼筋直徑的15倍,這反應出一個現狀:植筋深度被認為就是鉆孔深度。有一定現場經驗的技術人員一定知道，鋼筋切斷加工很難保證其端面平整，不能使具有360°完整圓周鋼筋面與孔底側面對齊；植筋鉆孔作業(yè)會對孔位周邊表皮混凝土造成輕微損傷，不能保證孔口對膠體形成有效基體?；谶@兩個原因，如果用端面不夠平整的鋼筋植入15倍鋼筋直徑的混凝土孔內，肯定不能保證所植鋼筋的有效錨固長度達到15倍鋼筋直徑。歐美植筋的鉆孔深度一般要求比設計植筋深度大2～3倍鋼筋植筋，DBJ/T50-032-2004第6.0.4條規(guī)定的鉆孔深度為設計植筋深度+（10～15）mm其實是一個深度較淺的要求。國內早期普遍按照鋼筋直徑15倍要求植筋深度，筆者在2003年以前的植筋工程管理中就是按照設計要求的15倍鋼筋直徑實施，其中包括一些懸挑構件、大跨度主梁的植筋。調查我國植筋技術發(fā)展歷史分析，這個15d來自于國外進口植筋用結構膠使用說明書上的要求，但被忽略的是這個要求是構造性鋼筋的植筋荷載最小值”為多少，而應該規(guī)定“檢驗荷載”為多少。為什么呢？DBJ/T50-032-2004附錄C第1.2條規(guī)定：植筋錨固承載力現場驗收檢測應為非破損檢驗，檢測所植鋼筋在正常使用狀態(tài)下的錨固性能，其抗拔承載力應達到檢驗荷載要求。這條規(guī)定有兩個地方值得注意，那就是使抗拔承載力“達到”檢驗荷載，在不“破損”所植鋼筋的條件下,檢測所植鋼筋在正常使用狀態(tài)下的錨固性能，如果讓抗拔承載力“超過”檢驗荷載怎么能保證所植鋼筋不被“破損”?這樣一來，有的工程人員認為應該“抗拔力=鋼筋設計強度×鋼筋斷面積×1.2”才是正確的。然而“抗拔力=鋼筋設計強度×鋼筋斷面積×1.2”是否恰當呢？《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010-2002第11.2.3條規(guī)定一、二級抗震等級結構鋼筋的屈服強度實測值與強度標準值的比值不應大于1.3。如果Ⅲ級螺紋鋼的屈服強度實測值為430MPa，未超過強度標準值的1.3倍，應該可以用于一、二級抗震等級結構，如果所植鋼筋抗拔應力拉到設計強度360MPa的1.2陪即432MPa，使“抗拔力=432MPa×鋼筋斷面積”，鋼筋就可能屈服卻又不被拉斷，也就是說鋼筋已經被破壞了，并未達到“非破損檢驗”目的，這也是DBJ/T50-032-2004不夠嚴謹的地方。JGJ145-2004附錄A第4.3條規(guī)定非破損檢驗，荷載檢驗值應取0.9Asfyk及0.8Rk,cN計算之較小值。Rk,cN為非鋼材破壞承載力標準值，它反映了“非破損檢驗”還應保證不破壞混凝土基體。筆者認為JGJ145-2004“非破損檢驗”方式的檢驗荷載規(guī)定，其先進合理性高于GB50367－2006“非破損檢驗”方式的檢驗荷載規(guī)定。七、結語牽涉到植筋技術的現行國家規(guī)范、行業(yè)標準、地方規(guī)程對植筋技術的要求不盡統(tǒng)一，導致了個別工程人員對植筋技術的認識和掌握不夠全面，使他們在實際工作中容易造成非故意的錯誤，同時為那些被利益驅使的工程人員斷章取義地蒙騙相關工程人員提供了機會，本文通過整理現行國家規(guī)范、行業(yè)標準、地方規(guī)程有關植筋技術的部分規(guī)定，分析某實際植筋工程施工方案中不夠全面或不夠恰當的技術要求，以望達到糾正植筋工程管理中非規(guī)范行為之目的。二、植筋工藝及錨固長度植筋是一種不得已而采用的施工工藝，如由于建筑功能變化、設計變更、結構加固改造等情況下使用的一種工藝，它不是應該提倡的主流技術，因為它的錨固強度依靠錨固膠而不是鋼筋與混凝土之間的粘結力，并且錨固膠代價不菲，雖然植筋長度比鋼筋錨固長度短但造價卻比正常的鋼筋混凝土錨固要高。一些施工單位采用國內生產的劣質錨固膠根本達不到錨固強度。我經常在施工現場看到植入墻內拉結筋可以輕松用人力拉下來，根本起不到拉結的作用，形成安全隱患和抗震薄弱環(huán)節(jié)。植筋使用的粘結劑分為兩類：以水泥為主要成份，與微膨脹劑組成的普通粘結劑和以聚氨酯甲基丙烯酯等組成的高性能粘結劑。錨固膠的性能應通過專門的試驗確定，施工時不得隨意添加摻料?！爱敱恢步畹幕炷两Y構可提供足夠錨固長度，且受靜力作用時，可采用普通粘結劑；若被植筋的混凝土結構受動荷載作用，或其構造上難以增大錨固長度而又要求所植鋼筋不致發(fā)生脆性破壞時，應選用高性能粘結劑?！比缡褂铆h(huán)氧基錨固膠，錨固膠的性能指標應符合《混凝土結構后錨固技術規(guī)程》JGJ145-2004的規(guī)定?！痘炷两Y構加固設計規(guī)范》GB50367－2006對植筋基本錨固長度的規(guī)定：lb=afylb—植筋錨固長度；fy—鋼筋抗拉強度設計值。系數a按下表混凝土強度鋼筋直徑（㎜）C15C20C25≥c3080.440.380.340.33100.640.550.490.46120.860.740.660.61141.10.950.850.77161.31.121.010.93181.571.361.221.11201.81.561.391.3222.11.821.631.50252.632.282.041.84323.853.342.982.7注：1、當混凝土強度等級不低于C40時，對抗剪強度最小值不低于21N/㎜2的粘結劑，其植筋的系數a值乘以修正系數0.9。2、當構件中的一個截面中有30%以上的受拉鋼筋需與所植的鋼筋搭接時，其植筋的基本錨固長度lb（或lb，d）應乘以放大系數1.4~2.0植筋最小錨固長度：受拉區(qū)錨固lb,min=max{0.6lb;10d;150mm}，受壓區(qū)錨固lb,min=max{0.3lb;7d;100mm}，植筋的施工流程：彈線定位→鉆孔→洗孔→鋼筋處理→注膠→植筋→固化養(yǎng)護→抗拔試驗→綁扎。用沖擊鉆鉆孔，鉆頭直徑應比鋼筋直徑大4～8mm左右，鋼筋直徑為Φ25，鉆頭選用φ32的合金鉆頭。鉆孔深度按照《混凝土結構加固設計規(guī)范》GB50367－2006中提供的植筋基本錨固長度。洗孔是植筋中最重要的一個環(huán)節(jié)，因為孔鉆完后內部會有很多混凝土灰渣垃圾，直接影響植筋的質量，所以孔洞應清理干凈?？捎每諌簷C吹出浮沉，保證孔內干燥無積水。清孔完成后方可注膠，灌注方式應不妨礙孔洞中空氣排出。錨固膠要選用合格的植筋專用膠水，使鋼筋植入后