浅谈植筋技术在工程中的应用

摘要 植筋技术的运用是21世纪建筑工程运用的典范,除了在新工程中的广泛应用,也是当前我国进行城市改造中面对大量老房子的结构加固以及新旧房子连接中应用植筋技术,植筋技术在我国的应用来说起到了非常积极的作用和价值。植筋技术利胶粘剂很好的保护和控制了施工的难度,具有很高的应用价值。

关键词 植筋;结构胶;混凝土;钻孔

中图分类号TU528 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)22-0177-02

0 引言

植筋技术在我国是从80年代初期,由中科院大连化学物理研究所研制成功我国第一批建筑结构胶粘剂,90年代植筋技术开始推广应用。植筋,实际上是用一种胶粘剂对一些老房子进行结构性加固、局部补强以及新老结构连接还包括补埋钢筋、后埋钢构件等工程中的应用。植筋技术的应用关键取决于混凝土基材质量、钢筋质量、粘结剂强度、钢筋植入混凝土深度(锚固长度)、施工温度等因素。这几个因素是决定性因素,在钢筋的植入过程中如果混凝土基材强度不高或者很脆,那么这个植入是不会起到任何效果的。

根据《混凝土结构加固技术规范》,混凝土强度低于C15,一般不宜采用此种工艺进行加固。钢筋一般选用I级、Ⅱ级钢筋,其强度应符合现行国家标准,即《普通碳素结构钢技术条件》的规定;而胶粘剂的强度是植筋技术的关键,根据已有的试验结果得知,粘结剂的自身强度及粘接强度均能满足使用要求,混凝土植筋的破坏形式则主要取决于植筋的锚固深度[1]。

1 工程概况

工程中应用案例工程主要应用目的是把大型的制冷的设备放到大楼的地下二层,而大楼地下总共3层,地上部分主楼共18层,本工程结构形式为全现浇框架剪力墙结构,然后是伐板基础,基础底板厚度裙房为900mm,大楼为1 700mm,大楼的井筒部位为2 000mm,采用天然地基,地基土质为第三纪沉积砂土,承载力标准值为280Kpa,基础埋深处有地下水,地下水对混凝土结构无腐蚀性,抗震设防等级为一级,设防烈度8度,6级人防;最大跨度为9.0m。

1.1施工工艺操作顺序

定位钻孔清除灰尘清刷再次除尘(带水清刷吸干水份)注胶植入钢筋。

1.2 定位及钻孔

选用标准预制板,然后根据数量和比重计算预制板的重量,确定钢筋的承载力,并定出钻孔的数量,预制板的恒荷载标准值为7kN/O,活荷载标准值为3kN/O,荷载的总设计值为:1.3×7+3×1.2=12.7kN/O。确定了预制板的载荷后,我们通过对内力值的计算得出梁的植筋数为:9Φ(三级钢)28,其中上铁为:3Φ(三级钢)28,下铁为:6Φ(三级钢)28;箍筋Φ10@150;其中三级钢fy=360kN/mm2,梁的截面尺寸为300mm×500mm。钻孔的位置三排,每排三个孔。根据现场进行放线定位,标出钻孔位置,使用水钻进行钻孔,孔径>d+6mm,钻孔深度为20d(d为所选钢筋直径:28mm)。

1.3清孔清孔

清孔清孔是小工艺大概念,不能忽视一定要注意观察,时刻保持孔内的干燥。

1.4钢筋下料,钢筋除锈

植筋锚固长度为20d,这个长度的要求就是要满足预留设计搭接长度,要注意相邻两根错开35d。在加工完了以后要对钢筋进行特殊的除锈处理。对于一般没有严重锈蚀的要进行保护和清理。

1.5钢筋埋植

将经过除锈处理的钢筋插入已灌入有结构胶的孔内,然后通过拧动钢筋,并进行重复的插入拔出,把孔内间隙体完全消失,达到完整的不带有灰尘的固定。将钢筋扶正固定,在胶固化前不能扰动钢筋,以免影响锚固效果,见图1。

1.6植筋的时间要求

1)结构胶初凝时间很快,从拌胶到植筋完毕整个工序应在30min完成,植筋完成24h后即可进行下道工序施工;结构胶初凝结硬后,不可再用于植筋;

2)如果对初凝时间有特殊要求,一般在对一些地下工程中常见的涉水工程是有一定的要求,那么可以根据使用时的环境温度及所需的锚固件使用要求,通过增减B料(固化剂)的用量来控制胶的初凝时间。B料用量的多少对锚固强度没有明显影响。

1.7案例结论

在这次地下二层中的应用中我们可以大略的得出植筋技术的应用主要还在于一方面是结构上的合理性,对不同的建筑用材进行科学分析,在这个基础上进行定位和钻孔并清理除锈,然后对埋植并掌握好时间,对有特殊要求的在时间上另外的控制固化剂,可以说整个流程是在可控范围内进行操作,在这里我想要关注一下植筋技术未来的发展方向。

植筋技术发展趋势从上面的案例只是一个非常普遍的植筋技术应用,现在采用植筋技术进行加固和改建等的工程已经是十分多了。随着工程项目的升级除了在民用建筑工程中同时也出现在水利工程、电力工程、煤矿、发电厂、江河道治理、甚到跨海大桥的施工等工程中都得到大量的应用。在国外植筋技术应用的非常广泛,因为国外植筋技术的应用非常成熟也很普遍,植筋技术不仅得到广泛应用,特别在植筋技术的研究也是领先于国内。植筋技术在建筑结构加固,特别是我国是地震多发国,这几年来陆续有一些地震发生,这对于应用这门技术提供了广阔的空间,同时对于后建筑的维修加固,特别是对于城市标志性建筑物地加固和改造以及升级具有特别重要的价值,因为这些工程是不允许有破坏的,特别是对于一些古迹。而在国外的应用别是对建筑物功能改变,也就是我们说到的升级功级以及市政扩改建和重要地段的难度施工应用等到了充分的发展,特别是有专门的机构进行专业的研究,对于植筋胶的研究可以说即有创新也有融合,因为植筋技术本身就需要与其它技术的融合发挥出更大的作用而不能简单的或者单一的使用,这不是现代建筑发展的方向。而国内应用较为广泛的HIT2HY150、FISV360等植筋技术都源于国外。从这一点上说,笔者认为引进是可以的,但是一定要创新,一定要有自己的研发,虽然近年来国内也有胶粘剂的出品,但是效果不好,这是事实。所以一定要克服困难迎头赶上。我们看到植筋技术与传统工艺相比,具有性能好、施工方便、速度快、文明施工程度高以及对原结构构件无破坏等优点;特别是我国现阶段社会正处于大规模的工程建设期和保护古建筑时期,以及国家巨大的基建投入项目;因此,植筋技术应用有着广泛的发展前景,随着植筋技术的应用普及和植筋技术应用研究的深入,特别是针对中国环境和自我胶粘脐的研发上一定要达到创新和创造。在植筋技术理论将进一步成熟的情况下。把设计、施工、验收将有据可依,而且植筋技术应用也将规范化和理论化。

2 植筋技术应用研究需要解决的问题

随着植筋技术的广泛应用,笔者还是发现了一些问题,这些问题不好好的解决可能会影响到植筋技术的发展。

1)目前,国内对于植筋技术应用的方法、技术程序和技术手段以及设备、仪器和人员的培训还存在诸多的问题或者说还没有形成系统,那么只有通过进一步的实践,在这个基础上形成形成成套的植筋技术范本和手册;

2)在施工过程中,要给出对于在施工中出现相关的技术标准,比如混凝土、钢筋、孔径和植筋深度的理论关系和技术标准,以及注意事项;

3)植筋技术一定要融入其它的技术中,特别是要完善加固技术,对于加固等技术要形成专门的团队,最终把植筋技术在加固上的问题圆满解决;

4)对工程用的胶粘剂要有一点标准和用量规范,不能肓目使用,特别是要根据施工的情况合理掌握。结束语:植筋技术的应用前景是非常广阔的同时也是需要不断的创新和发展的,我们知道植筋技术的应用研究,不仅能够解决既有工程结构变化带来的改变也能解决老化房子的加固问题,还能解决由于设计缺陷造成工程完成无法拆除重建了,可以用植筋技术,还有在装潢施工中出现遗漏等问题都可以使用,所以应用性很强,关键是我们如何把植筋技术的应用价值充分的挖掘出来,利用好。

参考文献

[1]混凝土结构加固技术规范.北京:中国计划出版社,1991.

[2]中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范(GB50009 -2002).北京:中国建筑工业出版社,2002.

[3]中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范 (GB50010-2002).北京:中国建筑工业出版社,2001.