植筋技术在工程中的应运

植筋技术在工程中的应运

王小龙徐森聂宗宝马川樊泽升潘硕鹏

中建钢构有限公司天津300000

摘要：随着建筑业蓬勃发展，混凝土模板体系不断提升，钢模和大模板的不断应运，导致许多钢筋无法一次预留，只能通过后期植筋。从而植筋技术在钢筋混凝土结构工程中得到广泛应用，但在工程实践中却普遍存在不统一的做法和不规范的行为。特别是某些植筋部位与生命线工程发生直接联系，如果植筋过程处理不当，将为工程留下安全隐患。

关键词：植筋，混凝土，胶粘剂，钻孔深度

引言：

某地下停车场根据施工工艺要求，混凝土墙体模板全部采用大钢模施工，导致所有砌体拉结筋和构造柱及汽车坡道出入口主体钢筋无法预留，后期必须进行植筋施工。砌体拉结筋采用6，构造柱采用12，汽车坡道出入口采用12进行植筋。对于植筋的力学性能的要求和深度要熟悉掌握。

1、植筋受力结构分析

根据植筋部位分析，砌体拉结筋6和构造柱12为墙体抗震要求所设均为构造钢筋；而坡道出入口12为主体承重构件为受力钢筋。由此可分析，构造不同而采取的植筋方式均不相同。

2、植筋技术相关规定

现阶段植筋技术主要依据为《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013及《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013和《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203-2011。同时不同地区还有地方要求，比如赤峰市地方质监站要求，现场进行植筋施工，设计院必须出具拉拔力要求。其中《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013第2.1.12条的术语：植筋—以专用的有机或无机胶粘剂将带肋钢筋或全螺纹螺杆种植于混凝土基材中的一种后锚固连接方法；《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第2.1.8条的术语：植筋—以专用的有机或无机胶粘剂将带肋钢筋或全螺纹螺杆种植于混凝土基材中的一种后锚固连接方法。这两个关于“植筋”的术语中限定了植筋所用钢筋的种类。

3、植筋材质选择

大部分工程设计中没有提及当无法在主体施工过程中无法预留钢筋时如何进行后期钢筋处理，而现实施工过程大部分采用植筋处理。植筋时砌体墙体拉结筋还是按照《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203-2011中规定预留6的钢筋型号进行。其实这是一种错误的理解。《砌体填充墙结构构造》12G614-1第8.4条规定：填充墙的拉结与混凝土墙、柱、梁、板采用化学植筋的方式连接时，应符合《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013的相关规定，并应按《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203-2011的要求进行实体检测。而《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013及《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013规定植筋不使用光圆钢筋，原因在于光圆钢筋不能形成机械牙键，所植钢筋长期锚固性能不能得到保障。同时《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013和《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013中都对植筋的胶体和植筋环境做出了要求。《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013第15.1.5中规定，植筋用的胶粘剂应采用改性环氧类结构胶粘剂或改性乙烯基酯类结构胶粘剂。当植筋的直径大于22mm时，应采用A级胶。第15.1.6中规定，采用植筋锚固的混凝土结构，其长期使用的环境温度不应高于60°C;处于特殊环境（如高温、高湿、介质腐蚀等）的混凝土结构采用植筋技术时，除应按国家现行有关标准的规定采取相应的防护措施外，尚应采用耐环境因素作用的胶粘剂。《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第3.4.4条规定，用于植筋的胶粘剂按材料性质可分为有机类和无机类，胶粘剂性能应符合现行行业标准《混凝土结构工程用锚固胶》JG/T340的相关规定。第3.4.5条规定，用于植筋的有机胶粘剂应采用改性环氧树脂类或改性乙烯基酯类材料，其固化剂不应使用乙二胺。第3.4.6条规定，采用植筋的混凝土结构，其锚固区基材的长期使用温度不应高于50°C;处于特殊环境的混凝土结构采用植筋时，除应按国家现行有关标准的规定采取相应的防护措施外，尚应采用耐环境因素作用的胶粘剂并按专门的工艺要求施工。可见对于植筋技术的运用有严格要求。《砌体填充墙结构构造》12G614-1第8.3条规定：填充墙与框架柱及剪力墙采用预拉结钢筋的连接方式。《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203-2011第9.2.3条规定，填充墙与承重墙、柱、梁的连接钢筋，当采用化学植筋的连接方式时，应进行实体检测。而其它砌体结构形式没有提到植筋连接方式。砌体结构施工中并不提倡用植筋的方式进行墙体拉结。

4、植筋锚固深度计算

一般的施工过程中植筋深度按10-15D进行，或者根据植筋胶的说明书进行（喜得利和慧鱼）。其实这是一个错误认识。不同结构形式钢筋受力均不同，然而植筋的深度不同，《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013和《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013对于植筋深度都有详细计算规定。其中《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013第15.2章锚固计算15.2.1承重构件的植筋锚固计算应符合下列规定：

1植筋设计应在计算和构造上防止混凝土发生劈裂破坏；

2植筋仅承受轴向力，且仅允许按充分利用钢材强度的计算模式进行设计；

3植筋胶粘剂的粘结强度设计值应按本章的规定值采用；

4抗震设防区的承重结构，其植筋承载力仍按本节的规定进行计算，但其锚固深度设计值应乘以考虑位移延性要求的修正系数。

15.2.2单根植筋锚固的承载力设计值应符合下列公式规定：

15.2.3植筋的基本锚固深度ls应按下式确定：

15.2.4植筋用结构胶粘剂的粘结抗剪强度设计值fbd应按表15.2.4的规定值采用。当基材混凝土强度等级大于C30，且采用快固型胶粘剂时，其粘结抗剪强度设计值fbd应乘以调整系数0.8。

15.2.6承重结构植筋的锚固深度应经设计计算确定；不得按短期拉拔试验值或厂商技术手册的推荐值采用。

15.3构造规定

15.3.1当按构造要求植筋时，其最小锚固长度应符合下列构造规定：

1受拉钢筋铺固：max｛0.3ls；10d；100mm｝；

2受压钢筋铺固：max｛0.6ls；10d；100mm｝；

3对悬挑结构、构件尚应乘以1.5的修正系数。

5、胶粘剂的选择及检测抽检

不同环境对于胶粘剂的选择是不同的，这在《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013第4.4条和《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013第4.2条中均有规定。不同的胶粘剂固化时间是不一样的，在制定胶粘剂检验合格指标时，均是以胶粘剂产品使用说明书标示的固化期为准所取得的试验结果为依据确定的；同时对于胶粘剂安全性能检验标准在《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》GB50728-2011中针对工程最常用的改性环氧类结构胶，专门制定了适用于锚固型结构胶的检验项目及其合格指标供安全性鉴定使用。《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013附录C第2.2和2.3对于植筋的检验批划分和取样做出详细说明。植筋抗拔承载力现场检验分为非破损检验和破坏性检验。经非破损检验合格的植筋锚固件在整过检验过程中均未遭受损坏，检测过后还可以保证锚固件在结构中正常使用；破坏性检验后的锚固件已经在检验过程中被破坏，不能再用于结构构件中。由于破坏性检验完整地模拟了构件中锚固件的破坏过程，能够充分展现被检测锚固件的工作性能，所以其检测出劣质产品或不良施工质量的能力较高。现场破坏性检验宜选择锚固区以外的同条件位置，应取每一检验批锚固件总数的0.1%且不少于5件进行检验。锚固件为植筋且数量不超过100件时，可取3件进行检验。对重要结构构件及生命线工程的非结构构件，应取每一检验批植筋总数的3%且不少于5件进行检验；对一般结构构件，应取每一检验批植筋总数的1%且不少于3件进行检验；对非生命线工程的非结构构件，应取每一检验批锚固件总数的0.1%且不少于3件进行检验。

6、结语

牵涉到植筋技术的现行国家规范、行业标准、地方规程对植筋技术的要求不尽统一，导致了工程人员对植筋技术的认识和掌握不够全面，使植筋技术没能够在工程实践中合理运用。本文通过整理现行国家规范、行业标准、地方规程有关植筋技术的部分规定，分析某实际植筋工程施工方案中不够全面或不够恰当的技术要求，以望达到纠正植筋工程管理中非规范行为之目的。笔者认为在今后的图纸设计中设计人员一定要明确植筋技术所用标准及规范，同时对于植筋的拉拔力及植筋深度进行综合考虑，确保植筋安全。

参考文献

《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013

《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013

《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203-2011

《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》GB50728-2011

《建筑施工手册第五版》

《慧鱼高强环氧锚固胶说明书》

《喜利得锚固胶粘剂说明书》