桥梁加固维修中的植筋技术研究

摘要：目前，植筋技术已成为现有多种桥梁加固技术必需的技术环节，其施工质量的好坏至关桥梁加固施工的成败。本文分析了桥梁维修加固中应用植筋技术应注意的几个问题，并详细阐述了植筋技术在桥梁工程中的应用流程。

关键词：桥梁；加固维修；植筋技术；混凝土；深度

中图分类号：U445.7+2文献标识码：A

植筋技术概述

植筋技术又称为锚筋技术，是一种新型混凝土结构加固技术。该技术采用冲击电钻在现有混凝土等结构上钻孔，然后用植筋专用结构胶填塞，最后栽植钢筋，

使钢筋和混凝土紧密结合，以达到增强新增加固材料与老结构的连接性能，同时又可使所植钢筋起到剪力钢筋的作用。评定植筋质量的技术指标是植筋的抗拉拔能力，而植筋抗拉拔力的大小主要与混凝土基材质量、钢筋质量、钢筋植入混凝土的深度，即植筋深度或锚固深度、植筋专用胶的强度与施工温度等因素有关。其中，植筋用胶的抗拉拔粘结强度和混凝土基材的抗剪强度至关植筋加固的成败，前者可通过选择合格的植筋用胶予以控制，后者则通过限定拟加固混凝土构件的最低强度等级予以保证。在桥梁加固领域，该技术常用于锚喷混凝土加固、套拱加固、增大截面加固以及桥面补强改造等桥梁加固维修工程中。

桥梁维修加固中应用植筋技术应注意的几个问题

（一）植筋材料力学指标的取值规定

植筋用结构胶应满足如下规定:

1、结构胶与加固构件相当强度等级混凝土锚固件的抗拔粘接强度，必须大于相应混凝土的设计抗剪强度值，混凝土抗剪强度设计值fcv可按《混凝土结构加固技术规范》(CECS25z90)规定值取用。

2、结构胶抗拔粘接强度的取值可按混凝土强度设计值fcv确定，并可根据加固构件的混凝土强度等级，适当考虑植筋周围混凝土的约束作用，在fcv的基础上乘以1.05～1.10的系数。

（二）植筋深度的取值规定

在工程实际中，锚筋的埋植深度可按新旧混凝土可靠粘接要求和锚筋屈服强度两种情况来确定。与前者有关的桥梁加固技术包括桥面铺装补强层加固法、增大截面和配筋加固法、锚喷混凝土加固法及粘贴钢板加固法。在上述加固设计中，可不必按植筋的屈服强度进行设计，植筋的深度与间距通常按经验确定，其中，挂网喷浆植筋间距一般采用20～30cm，植筋深度为5～10cm。

（三）植筋孔道孔径的取值规定

现有的检测数据证实，植筋孔道孔径的大小至关植筋强度的高低。根据研究，当植筋孔道孔径为植筋公称直径加6mm时，植筋的抗拔力为最大。这一孔径不但可保证结构胶充分包裹锚筋又节省粘接材料，并且界面粘接强度可达到较大值。从植筋-混凝土锚固件受力角度，当孔道孔径太小时，结构胶难以完全包裹植筋，影响界面粘接强度并导致抗拔力下降。当孔道间隙大于6mm时，由于孔径过大，一方面增加了结构胶的用量，同时因结构胶的弹性模量远低于混凝土的弹性模量，因此，对于不同规格的植筋必然对应着一个最佳孔道孔径。根据实验研究，建议孔道直径等于钢筋公称直径加6mm，根据近年来的工程经验，采用这一孔径规定是可行的。

植筋技术在桥梁维修加固中的施工技术要点

（一）混凝土缺陷与钢筋处理工艺

破损混凝土剔凿

对蜂窝麻面、松散、空洞、破碎、剥落等损伤部位及钢筋外露区域，采用人工凿除法或高速射水法将该处松散、污秽的部分清除，使该部位露出坚硬密实的部分，并保证该部位无油污、油脂、蜡状物、灰尘以及附着物等影响修补效果的物质。

2、钢筋锈蚀区域的清理

对外露钢筋表面的氧化层用钢刷予以清除，使之露出光洁部分；对由钢筋锈蚀探查确定的钢筋锈蚀区域应对该部位混凝土表面进行清洁处理，确保表面无油污、油脂、蜡状物等影响渗透的污物。

3、钢筋防锈、阻锈处理

对外露的钢筋涂刷钢筋保护剂，可以直接涂刷于钢筋表面，可以分层使用，每层厚度1.2mm；钢筋锈蚀区域采用多功能阻锈剂滚刷或喷涂于表面。

（二）植筋技术在桥梁工程中的应用流程

1、成孔

在做完清理之类的准备工作之后，要按照设计选定钻孔位置，严格控制误差，保证误差在2cm之内。钻孔时要小心注意，以免碰到钢筋。钻孔时要根据孔径和对应深度要求。在钻孔形成批量后，应该逐个清除孔内的灰尘，利用清水或者压缩空气清孔，然后反复应毛刷清理，以确保孔壁无灰尘。

2、钢筋处理

用钢刷清除外露在钢筋表面的氧化层，对钢筋锈蚀区域的混凝土表面进行清洁处理，一定要确保表面无影响渗透的污物。

3、配胶和注胶

配胶时要严格按照使用说明进行，而且要一次性完成注胶。具体操作为先将植筋胶直接放入胶枪，旋转搅拌头到头部，扣动胶枪直到胶流出，待到流出的胶呈均匀灰色时即可使用。注胶时，注入孔内 2/3 即可。在每次扣动胶枪后稍作停顿再次扣动胶枪。当为下一个孔注胶时，要按下胶枪后面的舌头，避免胶继续流出，造成不必要的浪费。

4、插筋

插筋是一项至关重要的工序，操作为要在注胶后对钢筋施加压力，同方向旋动使之缓缓植入孔内，在排出孔出残余空气的同时，将钢筋植入到设计深度，让胶溢出些许，保证胶饱满。一定要把溢出的胶清理干净，要确保后浇注混凝土与原混凝土之间的界面质量。要让植筋胶均匀地附着在钢筋的表面及缝隙中，注意一定要依据固化时间表的规定时间操作。

5、养生

如果是室外温度自然养护，当温度过低时，要改用耐低温改性结构胶，养生时间一般在24h 以上。要在插好固定后的钢筋胶养生期结束后再进行钢筋焊接绑扎及其它各项工作，在养生期间莫要尽量避免桥的震荡。

（三）锚喷混凝土流程

1、混凝土表面的凿除和凿毛

要将混凝土表面凿成毛面，确保加固新浇灌的混凝土与原结构混凝土结合良好并且共同受力。对混凝土表面缺陷要凿除松散层，应该使用环氧和高一级标号的混凝土进行修补，注意配制修补材料的强度一定要大于原结构混凝土强度的 1.2 倍，准确均匀地进行搅拌，对于在外的钢筋，一定要对其进行除锈处理，

还要涂上一薄层环氧浆液，保证其固化前压抹修补材料。用清刷将凿毛和凿除面清理干净。对于表面的松散层、附着物、污垢、灰尘等也要清洗干净。

2、安设补强钢筋网

选取植筋为锚固筋，在植筋后要将钢筋网牢固地绑扎或者焊接在锚固钢筋上，钢筋之间要留有足够的空间，确保喷射混凝土可以完全包裹钢筋。

3、喷射混凝土

在喷射混凝土之前，要对受喷表面先进行喷水湿润，并分段、分层地喷射，前后两层喷射时间的间隔不应该少于混凝土的终凝时间。喷射混凝土的时候要控制好水灰比例，用以保持喷射混凝土的表面平整，湿润光泽，无滑移、流淌等现象。喷嘴与受喷面应尽量保持垂直。施喷的顺序是自下而上，按30cm～50cm 划圆成螺旋形前进，每次喷射的厚度约为3cm 左右，前后层喷射间隔应在为半个小时左右。

4、混凝土厚度检查与修平喷射混凝土的时候要严格控制厚度，做好随时检查。在初凝之后要用刮刀及时把设计线外的多余材料刮掉，再喷抹一层砂浆来修整。

5、养护

喷射混凝土终凝两个小时之后，马上喷水养生，养生时间不少于14h。

（四）施工操作要点及注意事项

1、在施工前应对胶体的粘结强度以及胶与钢和胶与混凝土的粘结强度进行试验，满足设计及规范要求后方可施工。注射胶粘剂时，应从钻孔的底部开始，并且使胶粘剂注射均匀，胶粘剂使用量以钢筋插入后有少许浆液溢出为宜。

2、植筋施工应控制时机，一般宜在安设补强钢筋网施工之前进行，避免植入钢筋长期暴露锈蚀，否则要采取防锈、除锈措施。必须严格保证所植入钢筋与拼接新结构钢筋能可靠焊接。

3、施工中会遇到结构尺寸较小情况(如边距，间距及厚度)，为避免对混凝土工作面产生过大震动，钻孔时应尽量避免使用依靠凸轮传动原理工作的电锤，应使用电动、气动原理工作的冲击钻。

4、在胶固化期内禁止扰动钢筋。

5、尽量避免雨天施工;夏季施工气温较高时，结构表面温度可能达到60-70℃，宜在日温差较低时施工，如需要获得较长操作时间，可在结构表面洒水、孔内灌水降温，吹干孔内水分后进行灌胶植筋。植筋锚固的关键是清孔。孔内清理不干净或孔内潮湿均会对胶与混凝土的粘结产生不利影响，使其无法达到设计的粘结强度，影响锚固质量。

6、应加强喷射混凝土的施工质量，确保喷射混凝土密实连续、新旧混凝土的结合牢固，使其共同受力，从而提高结构承载能力。

参考文献

[1]齐建军，齐永华.植筋技术在治理桥面病害中的应用[J].黑龙江交通科技，2004.6.

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