植筋技术在工程中的运用

植筋技术在工程中的运用

戴建 徐训梅 叶志清

（江苏省华建建设股份有限公司海南分公司 海口 570125）

摘要：建筑植筋技术是一种利用化学药剂作为钢筋与混凝土的粘合剂保证钢筋与混凝土的良好粘接，从而减轻对原有结构构件的损伤的建筑技术。本技术应用于建筑物结构加固、功能改造等领域，为解决设计遗漏和续建工程提供了新的结构保障方法。本文通过大量的实验，总结建筑植筋技术的主要施工工艺及施工参数，为植筋工程提供有效的技术参考。 关键词：植筋；钻孔；加固

1、工程概况

上世纪九十年代中期，海南的出现对建筑行业带来巨大的影响，催生了一大批半拉子工程。随着我国的经济飞跃发展，很大一部分的半拉子工程又陆续重新开工。去年，我公司在海口金贸西路承建的蔚兰天成公寓，就是典型的半拉子工程。在我公司施工前，蔚兰天成公寓A栋工程已施工至一层地下室顶板，B栋工程已施工至十二层。该公寓原定A栋地下两层，地上三十五层，B栋地下一层，地上二十五层，我公司根据原先建筑的结构以及现在设计的要求，对已施工的部位进行了加固。施工过程中，我们大量采用植筋技术，加固混凝土结构，不单满足了设计的要求，而且符合业主的需要。目前该工程B栋已交付使用，A栋已进入装修阶段。经过我们的仔细观察，新旧混凝土结合部位未出现裂缝，植筋后浇筑的构件未发生变形及破坏。

2、植筋在本工程中的应用

我项目部提出植筋加固的方法是基于以下两点考虑的：第一、蔚兰天成A、B栋工程停工十二年，且地下室常年浸泡在积水中，混凝土结构强度已不能满足现在的结构要求；

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第二，设计院将原先的大户型房屋改为小户型，所以在图纸中增加了部分阳台。为了使建筑物满足现在的设计需求，我项目部技术人员积极与设计单位取得联系，并共同对植筋部位进行了力学验算。 2.1 验算方法及依据

根据材料力学中钢筋受拉时的应力曲线（见下图），钢筋的极限抗拉强度σｂ为400Ｎ/ｍｍ2，要使钢筋在此条件下不被拔出，则要求植筋胶的锚固强度在埋设深度为15ｄ的条件下达到6.6Ｎ/ｍｍ2。当然，不同直径、不同钢筋品种对于植筋胶的锚固强度要求也不同。但是，就采用承载力极限状态的设计来讲，钢筋的屈服极限(σｓ)和强度极限(σｂ)通称为极限应力(σ0)。对于设计的使用极限〔σ〕而言是用安全系数ｎ来保证的，即〔σ〕=σＮ/ｍｍ2的锚固强度既满足了设计要求也满足了使用的要求。

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ｎ。由于钢筋属于极限拉伸(δ)≥5%的塑性材料，因此，ｎ的取值范围应在1.5～2.5,即6.6

图4 钢筋受拉应力应变曲线

钢筋受拉应力曲线图

对于不同直径、不同品种的钢筋，其锚固长度(Ｌ)和锚固强度(ｆｂ)的计算可按下式进行:ｆｂ=0 25σｂ/Ｌ

式中:σｂ———钢筋的强度极限；Ｌ———埋设深度计算时，钢筋直径的倍数。 2.2 植筋材料的选用

经计算植筋的锚固深度为15ｄ时，植筋胶的抗拔强度必须达到6.6Ｎ/ｍｍ2，基于这一基本点，我们在海口市场进行广泛的调查研究，最终锁定在山东“固立特” 和德国“MKT”两种品牌。经过经济分析和业主认同，本工程采用山东“固立特”植筋胶。

3、施工工艺流程及施工注意事项

植筋施工的工艺流程：定位→钻孔→清孔→钢材除锈→锚固胶配制→植筋→固化、保护→检验 3.1定位

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技术人员根据设计要求在植筋部位标出钻孔位置、型号，如果某根钢筋植入部位存在受力钢筋，钻孔位置则作适当调整，钢筋应植在箍筋内侧（对梁、柱）或分布筋内侧（对板、剪力墙）。 3.2钻孔

3.2.1 使用冲击电锤钻孔，如遇钢筋应调整孔位避开。

3.2.2 钻孔孔径d+4～8mm(小直径钢筋取低值，大直径钢筋取高值，d为钢筋、螺栓直径)。 3.2.3 基材强度等级一般不得低于C20，对HRB335（Ⅱ级）、HRB400、RRB400（Ⅲ级）级螺纹钢筋，Q235、Q345级螺栓和5.6级螺杆，钻孔孔深15d，锚固力一般大于钢材屈服值即可。对无螺纹（即光圆）钢筋或螺杆，钻孔深度宜再增加5d。小直径圆钢植筋，端头可采用图2或图3带弯钩样式，锚固综合性能最好。此时钻孔孔径宜比端头尺寸大1~2mm。

3.2.4 实际钻孔深度可参考15d的基准，根据实际所需锚固力大小，并考虑构造要求，现场拉拔试验或按照有关规范计算确定。

3.2.5 当基材强度等级低于C20，或在素混凝土（或岩石）上植筋，应适当增加锚固深度。 3.2.6 当实际所需锚固力较小时（如用螺栓固定器具、管线、支架等），可按螺栓长度确定钻孔深度，但深度不宜小于5d。

3.2.7 钻孔有效深度自构件表面坚实的混凝土算起。 3.2.8 钻孔不应设置于构件的保护层或装饰层内。 3.2.9 所用主要器具:电锤或风镐。 3.3清孔

3.3.1 钻孔完毕，检查孔深、孔径合格后，将孔内粉尘用压缩空气吹出，然后用毛刷将孔壁刷净，再次压缩空气吹孔，应反复进行3到5次，直至孔内无灰尘碎屑，最后用棉布蘸丙酮拭净孔壁，将孔口临时封闭。若有废孔，清净后用植筋胶填实。 3.3.2 钻孔孔内应保持干燥。 3.3.3 所用主要器具:空压机、毛刷。 3.4钢材除锈

3.4.1 钢材锚固长度范围的铁锈、油污应清除干净（新钢筋、螺栓的青色氧化外皮也应除去），并打磨出金属光泽，采用角磨机和钢丝轮片速度较快。 3.4.2 所用主要器具:角磨机、钢丝轮片。 3.5钢固胶配置

3.5.1 植筋胶一般为A、B两组份，配胶宜采用机械搅拌，搅拌器可由电锤和搅拌齿组成，搅拌齿可采用电锤钻头端部焊接十字形Φ14钢筋制成。少量可用细钢筋棍人工搅拌。 3.5.2 取洁净容器（塑料或金属盆，不得有油污、水、杂质）和称重衡器按配合比混合，并用搅拌器搅拌10分钟左右至A、B组份混合均匀为止。搅拌时最好沿同一方向搅拌,尽量

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避免混入空气形成气泡。

3.5.3 胶应现配现用，每次配胶量不得大于5公斤。 3.5.4 所用主要器具:搅拌器、容器、衡器、腻刀、手套。 3.6植筋

3.6.1 垂直孔植筋将胶直接流、捣进孔中即可。

3.6.2 水平孔植筋可用Φ6细钢筋配合托胶板（干净木板）往孔内捣胶，也可让施工人员戴好皮手套，将配好的胶成团塞、捣进孔内。

3.6.3 倒垂孔植筋请选用高触变型植筋胶，该胶不流淌，可成团塞、捣入孔。

3.6.4 钢筋、螺栓可采用旋转或手锤击打方式入孔，手锤击打时，一手应扶住钢筋或螺栓，以保证对中并避免回弹。也可将一较短电锤钻头端部焊接6mm厚小铁板，然后将电锤功能调为冲击状态，利用电锤的持续冲击力，可克服植筋胶的阻力，快速无回弹地将钢筋送至孔底。大量或大直径植筋推荐采用此方式。

3.6.5 锚固胶填充量应保证插入钢筋后周边有少许胶料溢出。 3.6.6 所用主要器具:手套、细钢筋、托胶板、手锤。 3.7固化、保护

3.7.1 植筋胶有一个固化过程，日平均气温25℃以上12小时内不得扰动钢筋，日平均气温25℃以下24小时内不得扰动钢筋，若有较大扰动宜重新植。

3.7.2 植筋胶应选用在常温、低温下固化较好的。如固化温度在25℃左右，2天即可承受设计荷载；如固化温度在5℃左右，4天即可受设计荷载，且锚固力随时间延长继续增长。 3.8检验

植筋后3~4天可随机抽检，检验可用千斤顶、锚具、反力架组成的系统作拉拔试验。一般加载至钢材的设计力值，检测结果直观、可靠。 3.9注意事项

3.9.1 锚固构造措施满足《混凝土结构加固设计规范GB50367-2006》的有关规定。 3.9.2 孔内尘屑是否清净、钢筋、螺栓是否除锈、胶配比是否准确、是否搅拌均匀、孔内胶是否密实决定锚固效果的好坏。

3.9.3 结构胶添加纳米防沉材料，但每次使用前一定要检查包装桶内胶有无沉淀是良好的习惯，若有沉淀，用细棍重新搅拌均匀即可。

3.9.4 结构胶完全固化后为无毒级材料，但未固化前个别组分对皮肤、眼睛有刺激性，而且胶固化后也不易清除，所以施工人员应注意适当的劳动保护，如配备安全帽、工作服、手套等。人体直接接触后应立即用清水冲洗干净。

3.9.5 周围环境温度越高，每次配胶量越大，但可操作性时间越短。预估适用期内的每次配胶量，避免不必要的浪费。

3.9.6 结构胶宜在阴凉干燥处密闭保存，禁止使用过期的结构胶。

4、植筋的检测结果

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根据规范要求，我们对植入的钢筋进行了抗拔检测（试验结果见图4），植入的钢筋均符合设计及规范的要求，达到了预期的效果。

图4、植筋检测结果汇总

试件钻孔钻孔锚固设计荷检测日期 型号 直径 深度 深度 载(KN) Φ22 Φ22 Φ22 Φ18 Φ18 Φ20 Φ20 Φ20 Φ20 2005.7.19 2005.8.30 2005.8.30 2005.7.19 2005.8.30 2005.7.19 2005.9.13 2005.9.13 2005.9.13 30 30 30 25 25 28 28 25 25 330 330 330 270 270 300 300 270 270 330 330 330 270 270 300 300 270 270 117.8 117.8 117.8 78.9 78.9 97.3 97.3 78.9 78.9 实拉荷 载(KN) 120 120 120 80 80 100 100 80 80 试件及基材状况 完好 完好 完好 完好 完好 完好 完好 完好 完好 备注 五层梁7／K-J 十一层E/7外加阳台 十层E/7外加阳台 五层梁7／K-J 十一层J/1外加阳台 五层梁D-E／1 十三层板4/B 十三层柱F/3 十三层柱F/4

5、结束语

植筋技术在我公司的其他一些工程中也有所运用，技术掌握得也越来越熟练。事实证明，植筋技术不仅能够弥补设计中的瑕疵，而且施工简便，对原结构的破坏小，工期短，取得的经济效益也非常的显著。

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