王鴻斌 向林林 楊俊驍 王 鵬

(常州市遠瀚建筑設(shè)計有限公司，江蘇 常州 213003)

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后錨固技術(shù)在工程中的應用

王鴻斌 向林林 楊俊驍 王 鵬

(常州市遠瀚建筑設(shè)計有限公司，江蘇 常州 213003)

結(jié)合工程實例，分析對比了后錨固平板式和牛腿式梁托在設(shè)計與施工中的優(yōu)缺點，從敲鑿搭接、定位、成孔、鋼筋處理等方面，闡述了平板式梁托后錨固的施工技術(shù)，指出平板式梁托在后錨固施工中具有簡單、便捷、高效的優(yōu)點。

后錨固，平板式梁托，牛腿式梁托，化學植筋

目前，隨著國家經(jīng)濟的不斷上行，一般建筑物的原有建筑功能已經(jīng)不滿足經(jīng)濟發(fā)展的需求。由于重新建造業(yè)主需求的建筑物，費用較高，耗費周期較長。因此按照建筑功能需求，在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上加固改造，迅速發(fā)展了起來。而后錨固技術(shù)作為一種快捷方便的方法，其施工周期快，目標設(shè)計性能好以及費用大幅度降低等優(yōu)點，快速成為建筑業(yè)市場采用的方法。在后錨固技術(shù)中，后錨固植筋技術(shù)(又稱為植筋混凝土后錨固技術(shù))較為廣泛采用[1]，這種技術(shù)在目前建筑市場中成熟而又新穎。下文通過結(jié)合工程案例，從實際應用角度出發(fā)，介紹了化學植筋后錨固技術(shù)應用的合理方法。

1 化學植筋的破壞形式

以化學錨固膠為膠粘劑，將帶肋或全螺紋螺桿膠結(jié)固定于混凝土基材錨孔中的一種后錨固生根鋼筋或螺桿稱為化學植筋[2]?；瘜W植筋連接的破壞類型包括：1)化學植筋鋼材破壞[3]；2)膠結(jié)劑破壞[3]；3)混凝土基材破壞[3]。

其中膠結(jié)劑破壞分為：化學植筋沿膠筋界面拔出破壞；化學植筋沿膠與混凝土界面拔出破壞。此類型破壞屬于脆性破壞，為充分利用鋼筋的抗拉強度。防止第一類破壞形式的有效途徑是保證廠家生產(chǎn)的化學錨固膠的質(zhì)量，正式施工前需提供有效的相關(guān)參數(shù)以供參考，確保鋼筋與膠體之間的粘結(jié)力遠大于鋼筋的受拉承載力；第二類的破壞形式主要受限于施工質(zhì)量，即在植筋成孔時，做好相關(guān)的專業(yè)措施以保證膠體與基材之間的粘結(jié)力。

混凝土基材破壞形式：化學植筋受拉時以基材上部混凝土椎體及深部粘結(jié)拔出的混合型破壞；基材邊緣劈裂破壞；化學植筋受剪時形成以植筋軸為頂點的一定深度的楔形體破壞。此類破壞形式屬于脆性破壞。第一類破壞形式主要需要控制植入鋼筋受拉區(qū)的總的受拉設(shè)計值不應大于混凝土椎體破壞受拉承載力；基材邊緣的劈裂破壞，主要是由于植入鋼筋在基材上的布置不當和施工不當造成的，因此需要在受拉區(qū)配置能夠限制裂縫的鋼筋以及確保鋼筋離基材的邊緣構(gòu)造厚度；第三類的破壞形式主要是由于鋼筋在構(gòu)件邊緣受剪，混凝土沿楔形體破壞，目標設(shè)計應控制混凝土的受剪承載力大于受剪設(shè)計值。

化學植筋鋼材破壞分為：化學植筋受拉破壞；化學植筋的受剪破壞以及化學植筋復合受拉剪破壞。此種破壞形式中，以充分利用植入鋼筋受拉強度為前提，混凝土基材或后破壞或不破壞，在構(gòu)件破壞形式中屬于延性破壞，是結(jié)構(gòu)設(shè)計的目標設(shè)計破壞形式。即在設(shè)計后錨固連接時，應控制植入鋼筋破壞，而不應控制混凝土的基材破壞。

2 后錨固設(shè)計方案

2.1 平板式和牛腿式梁托

某工程因功能需求，需將一已有結(jié)構(gòu)上的懸臂板(如圖1所示)改造成梁托。結(jié)合工程現(xiàn)有情況，對工程提出了兩種改造設(shè)計方案，如圖2(平板式梁托)和圖3(牛腿式梁托)所示。原懸臂板平面尺寸為30 cm，實際加固改造時，原懸臂板兩側(cè)各擴出30 cm以分散應力。如圖2所示設(shè)計方法為通過后錨固植筋，在受力范圍內(nèi)原結(jié)構(gòu)懸臂板板面底現(xiàn)澆增加一塊平板式混凝土梁托，用于增加懸臂板根部的截面面積，增大了懸臂板根部的抗剪承載力和抗彎承載力，增加了構(gòu)件的安全度。圖2a)為平板梁托的水平箍筋示意圖，圖2b)為平板梁托的豎向縱筋示意圖。圖3為以牛腿設(shè)計為前提，在原結(jié)構(gòu)混凝土懸臂板下，后錨固牛腿式梁托，增大了懸臂板根部的抗剪和抗彎承載力。圖3a)為牛腿式梁托水平箍筋示意圖，圖3b)為牛腿式梁托的豎向縱筋示意圖。

2.2 平板式和牛腿式梁托優(yōu)缺點

2.2.1 相同點

圖2和圖3的設(shè)計方案相同點：

1)都以增大懸臂構(gòu)件的根部截面為途徑，以增加懸臂板在豎向承載力作用下的抗剪承載力和抗彎承載力為目的。2)所設(shè)計方法均是在原有懸臂板構(gòu)件的底部增加梁托，懸臂構(gòu)件的受拉區(qū)位于梁頂部，因后錨固的鋼筋離原結(jié)構(gòu)基材(梁)上邊緣較遠，防止基材邊緣劈裂破壞。3)矩形梁截面的中和軸上剪應力最大，向上下兩端剪應力逐漸減小。本設(shè)計方案中受剪鋼筋集中于梁截面的上端，通過計算，配置適當?shù)匿摻羁煞乐够炷粱牡男ㄐ误w破壞。4)上部受拉區(qū)的鋼筋均勻的分散了植入鋼筋的受拉，可防止基材上部混凝土椎體及深部粘結(jié)拔出的混合型破壞。

2.2.2 不同點

圖2為平板式梁托設(shè)計方案，從構(gòu)件受力角度考慮，需要配置上部抗彎鋼筋和下部構(gòu)造鋼筋。如圖3所示牛腿式梁托，按照GB 10010—2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范要求，需配置水平箍筋，縱筋以及彎起鋼筋。

相對于圖2所示平板式梁托，圖3所示牛腿式梁托增加了水平箍筋和彎起鋼筋。在后錨固技術(shù)前提下，圖3所示設(shè)計方法的施工工藝較為繁瑣，主要反映在以下幾點：1)水平箍筋，縱筋以及彎起鋼筋在后錨固區(qū)域均需按設(shè)計要求錨入原結(jié)構(gòu)框架梁內(nèi)，原結(jié)構(gòu)梁會因為局部植筋較多，在鉆孔階段，很大程度上削弱了原結(jié)構(gòu)的梁的承載能力；2)如果需配置彎起鋼筋，由于彎起鋼筋的末端必須斜向伸入原結(jié)構(gòu)構(gòu)件150 mm，斜向角度在施工鉆孔階段較難控制，因而較難滿足精確的設(shè)計要求。因而圖2所示設(shè)計方案，在能夠達到目標設(shè)計性能的前提下，只需植入上部抗彎受力鋼筋和下部構(gòu)造鋼筋，施工工藝簡單方便，又能防止混凝土基材的破壞。

3 平板式梁托后錨固施工工藝

1)敲鑿搭接。加固的目的是為了實現(xiàn)構(gòu)件在有限的承載力范圍內(nèi)達到功能使用的需求，為了使原構(gòu)件懸臂板與后錨固的構(gòu)件緊密結(jié)合在一起，從而進行協(xié)同工作。需將原結(jié)構(gòu)懸臂板鑿除200 mm混凝土，其一目的是將后植入的鋼筋向上彎折La(長度)至原結(jié)構(gòu)懸臂板中，和原結(jié)構(gòu)懸臂板中的上部受拉鋼筋進行搭接；其二是方便后澆筑的混凝土從上部進行振搗。

2)定位。根據(jù)設(shè)計方案，對植入鋼筋進行定位作業(yè)，考慮到施工工藝的特殊性，電鉆不能緊貼原結(jié)構(gòu)懸臂板的板底作業(yè)。因此在植入后錨固的平板上部受力鋼筋時，需考慮此處施工的特殊性，將后錨固的梁托上部鋼筋的定位適當下移，留有足夠電鉆施工作業(yè)的空間。此外，鋼筋的植入位置需避開原結(jié)構(gòu)梁的受力鋼筋，設(shè)計方案時，需參考原結(jié)構(gòu)梁的施工圖。在實際施工時，需根據(jù)現(xiàn)場特點，合理避開原結(jié)構(gòu)梁的鋼筋。

3)成孔、清理孔。鉆孔孔徑不宜過大或過小。鉆孔深度應避免鑿穿原結(jié)構(gòu)梁，鉆孔有效深度自構(gòu)件表面堅實的混凝土算起，設(shè)計方案中的計算深度不應包括已有結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裝飾層及抹灰層厚度。鉆孔完畢，檢查孔深、孔徑合格后，應先用空氣壓縮機或手動氣筒徹底吹凈孔內(nèi)碎渣和粉塵(不得帶進油污)，再用丙酮擦拭孔道，并保持孔道干燥。本施工工藝需在施工階段加大監(jiān)管，保證質(zhì)量，其目的在于防止化學植筋沿膠與混凝土界面拔出破壞。

4)鋼筋處理。鋼筋銹蝕會減少鋼筋的截面面積，進而引起鋼筋的力學性能降低；鋼筋的銹蝕也會影響鋼筋與混凝土的膠結(jié)力，機械咬合力等，如此直接導致構(gòu)件的承載力降低，化學植入的鋼筋可能會出現(xiàn)膠體破壞(鋼筋被拔出)。因此鋼筋處理的效果會直接影響構(gòu)件的承載能力，尤其是會影響后錨固構(gòu)件的目標設(shè)計性能。因此，后錨固技術(shù)中，尤其要注重鋼筋處理。

5)調(diào)制膠、灌膠、植入鋼筋?；瘜W植筋用的錨固膠的質(zhì)量是直接影響化學植筋沿膠筋界面拔出破壞的重要因素，其錨固性能應通過專門的實驗確定。除廠方特殊工藝，現(xiàn)場施工時不應隨意增添摻料。在現(xiàn)場調(diào)制化學錨固膠，攪拌時最好沿同一方向攪拌,盡量避免混入空氣形成氣泡。配膠宜采用機械攪拌，人工攪拌不能確保均勻。灌膠時一定保證孔洞內(nèi)膠體飽滿，灌膠完成后需迅速植入鋼筋。采用旋轉(zhuǎn)法將鋼筋或螺栓邊旋轉(zhuǎn)邊插入至孔底，使得鋼筋在化學植入時膠體能夠均勻的包裹在鋼筋周身，在插入的同時按住密封油氈，防止膠液流出。最后進行密封處理，固化保護。本措施中的注意事項都是影響化學植筋沿膠筋界面拔出破壞的重要因素。

4 結(jié)語

1)本文通過比較平板式梁托和牛腿式梁托在設(shè)計方法和施工工藝的優(yōu)劣，得出了平板式梁托在后錨固技術(shù)上具有設(shè)計方法簡單，施工工藝便捷等優(yōu)點，注重強調(diào)了化學植筋應控制植筋破壞，防止原基材的破壞；2)本文通過結(jié)合實際工程，重點闡述了后錨固技術(shù)在加固改造梁托時，需注重原結(jié)構(gòu)和后錨固構(gòu)件的鋼筋的敲鑿搭接，鋼筋的定位和成孔需避開原結(jié)構(gòu)懸臂板以方便施工；注重鋼筋在施工前的處理。這些措施是防止產(chǎn)生膠結(jié)破壞的有效途徑。

[1] 丁鑄鐸.后錨固植筋技術(shù)在工程改造中的應用[J].民營科技，2015(6)：113.

[2] GB 50367—2013，混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范[S].

[3] 王文棟.混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013:810-834.

On application of post-installed anchorage in projects

Wang Hongbin Xiang Linlin Yang Junxiao Wang Peng

(ChangzhouYuanhanArchitecturalDesignCo.,Ltd,Changzhou213003,China)

Combining with engineering cases, the paper analyzes and compares the advantages and disadvantages of the post-installed anchorage plate and corbel in the design and construction, illustrates the construction of the plate corbel post-anchorage from the lapping of chisel, positioning, holing, reinforcement treatment, and points out the advantages of the plate corbel in post-installed anchorage construction with simple and convenient construction and higher efficiency.

post-installed anchorage, plate corbel, bracket corbel, chemically planted bar

1009-6825(2016)13-0038-03

2016-02-27

王鴻斌(1972- )，男，高級工程師； 向林林(1983- )，男，工程師； 楊俊驍(1991- )，男，助理工程師；

TU318

A

王 鵬(1990- )，男，助理工程師