景德镇植筋加固

上海毅实建设集团有限公司

建筑植筋技术施工工艺要求及流程
（1）清理出工作面、放线定位。植筋施工的工作面要求质地坚硬、强度高，在结构放线的基础上放出初始钻孔位置线。
（2）标记原结构钢筋位置。首先要确定原钢筋的位置，在初始放线基础上探出梁板、原墙、柱的钢筋，并针对钻孔部位钢筋的密集度及钢筋位置采取不同的施工措施，具体如下：①若钻孔部位钢筋过密，无法按照设计要求位置钻孔时，可在其附近钻一附加孔洞植入钢筋，原钢筋仍按正确位置放置;②如果钻孔偏移距离≤35mm，则可在其间焊接长为5d的适当规格的联系筋，焊接宜采用双面焊，并每隔600mm焊一个联系筋，以使其受力转移;③当偏移距离>35mm时，则每间隔800mm设一道联系筋将其联系在一起并且转移受力，宜采用双面焊。
（3）放出钻孔位置十字交叉线、填写钻孔孔位预检表、验收。
（4）固定水钻并钻孔。
（5）清孔并保护好孔洞。清孔时先用棉丝清除孔内积水及渣土，再用压缩空气或**吹风机吹净。为了防止水分、灰尘等杂物的进入，应注意保持清孔后的干燥清洁，可用棉丝堵住孔口。
（6）植筋前清洗打磨钢筋。植筋前必须清理钢筋表面，以确保有效粘结。若钢筋未严重锈蚀，可用角向磨光机或钢丝刷将埋植部分的杂物、浮锈清刷干净。此外，若钢筋粘有油污，宜用进行清洗。
（7）隐检。填写隐检表，报请验收，检查合格证及批号，经核准验收后方可进行作业。
（8）调胶、注胶、插筋。植筋所使用的结构胶对金属及非金属均具有很高的粘结强度，它以分子原料为主体，是一种双组合高强粘结剂。拌胶前宜用计量工具，按结构胶所需用量提取料和B料，其重量比宜为100：0.5～100：2.0，然后搅拌均匀，后将占孔体积80%以上的量的结构胶送入孔内。

植筋技术的缺陷及建议
众所周知，植筋为后锚固方式，与先锚固钢筋相比，后锚固钢筋的方式具有以下几种不利因素：①植筋时的钻孔对周围混凝土造成一定的损害;②注胶不饱满往往会降低实际的锚固深度;③结构胶本身存在质量及稳定性的问题;④清孔不彻底会使结构胶与混凝土之间的粘结力显着下降;⑤湿度、温度、振动等外界条件影响结构胶的耐久性。
针对植筋技术存在的缺陷提出以下几点建议：首先，应选择的施工公司进行施工;其次，在满足相关技术规范所要求的钢筋锚固深度求及结构胶的性能指标的前提下尽可能加大植筋的锚固深度;再次，针对特殊结构构件加固时，应采取相应的配合措施，以提高安全储备;后，应抽取一定比例植筋构件进行检测试验，以确保植筋的质量。
1植筋技术理论依据
新老混凝土界面粘结力主要来自范德华力，机械咬合力，化学力和表面张力。新老混凝土结合面是薄弱部位，新老混凝土在结合面上发生的破坏主要是由于垂直于结合面的拉应力过大产生的结合面张拉破坏，以及平行于结合面的剪应力过大产生的沿结合面滑动剪切破坏，或二者兼而有之[2]。因此结合面粘结剪切强度是衡量结合面力学性能的重要指标。而采用机械连接方法可以抵抗较大的剪力和拉力，提高结合面的粘结强度。
2影响新老混凝土粘结性因素
2.1由新老混凝土粘结力的来源可知，影响粘结性的因素归纳为如下
2.1.1结合面处理方法
新老混凝土结合面处理的目的在于增大新老混凝土之间机械连接力，从而提高粘结性能。具体方法如下：
1）人工打毛法
2）喷丸（砂）法
3）高压水射法
4）钢刷刷净法
2.1.2混凝土强度影响
修补混凝土的一般步骤是1）表面处理；2）浇粘结层或涂粘结剂；3）浇筑新混凝土；4）养护。表面处理是要清除老混凝土结合面上所有损坏的，松动的和附着骨料、砂浆及杂质杂物。然后浇筑新混凝土层。对于未设置钢筋连接件的新老混凝土，混凝土强度主要指的是抗拉强度。
2.1.3粘结剂的选择和使用
新老混凝土粘结界面是个薄弱层，提高新老混凝土层的粘结是保证结构修补成功的关键。
2.2新老混凝土植筋抗拔研究
2.2.1 植筋工艺
设置锚固钢筋又称植筋，是在原有混凝土构件上用**工具钻孔，然后在孔中关注结构胶并把钢筋植入已有结构物中，带粘结材料固化后，通过粘结锚固使钢筋能作为构造或受力筋使用的一种钢筋锚固技术[4]。植筋的的主要步骤为1）定位；2）钻孔；3）清孔；4）把即将植筋的接触面凿粗糙；5）结构胶；6）植筋。
2.2.2 粘结机理
钢筋和混凝土之间的粘结力由三部分组成：
1）混凝土中的水泥交替在钢筋表面产生的化学粘着力和吸附力，其抗剪值取决于水泥的性质和钢筋表面的粗糙程度，当钢筋受力后有较大变形、发生局部滑移后，粘着力就丧失了。
2）周围混凝土对钢筋的摩阻力，当混凝土的粘着力破坏后发挥作用。他取决于混凝土发生收缩或者荷载和反力等对钢筋的径向压应力，以及二者间的摩擦系数。
3）钢筋表面粗糙不平，或变形钢筋凸肋和混凝土之间的机械咬合作用，即混凝土对钢筋表面斜向压力的纵向分力。其值受混凝土的抗剪强度控制。
影响植入钢筋的主要因素如下：
2.2.3植筋破坏形式
研究表明[5]，不同植入深度的钢筋，在拉拔试验中表现为不同的破坏形式主要有1）混凝土锥面破坏；2）钢筋拔出破坏；3）钢筋颈缩后断裂
3 植筋的影响因素
植筋的粘结性能相对于普通钢筋混凝土中的钢筋与混凝土的粘结要复杂得多，影响其粘结性能的因素很多。如老混凝土的强度、粘结剂的性能、钻孔清孔情况、锚固长度、孔径、环境温湿度、老混凝土受约束情况等。
3.1混凝土强度
试验表明，在其他条件相同的情况下，平均粘结强度随混凝土强度提高而提高。主要是因为随着混凝土强度提高，混凝土和植筋胶之间的化学吸附力及机械咬合力提高，使得胶体与混凝土间的粘结力增大；同时，由于混凝土强度提高，其抗拉强度随之增大，延迟了混凝土内部裂缝的产生，限制了裂缝的发展，从而提高了粘结强度。
3.2植筋深度
随着植筋深度的增加，粘结强度也随之增大，粘结应力的分布也趋于均匀，荷载也相应增大。但平均粘结应力随着深度的增加而降低。
3.3植筋胶液的性能
由于植筋胶生产厂家较多，性能不一，不同的植筋胶试验结果不同，因此，植筋胶的性能（包括抗压、抗剪、抗拉等）对粘结强度有较大的影响。
3.4施工温度
植筋的施工温度直接影响植筋胶的固化时间。一般情况下，植筋所用植筋胶的固化时间随温度的升高而缩短；植筋的环境湿度直接影响胶液的固化时间和力学性能的发挥，故应确保环境温度不致过高。
4、有待进一步研究的问题
4.1应进行大量的试验工作以便得到较好的界面粘结剂及修补材料；
4.2进行微观试验分析以进一步揭示新老混凝土粘结机理；
4.3对新老混凝土粘结区的初应力进行分析和研究。
5 结论
以上论述了，影响新老混凝土粘结性能和植筋系统的影响因素，在新老混凝土结合面设置钢筋连接件不仅可以提高粘结强度而且可以改变结构的破坏形式，使结构破坏具有延性，具有十分重要的工程意义。

试件设计
FRP筋材加固混凝土构件，由于FRP筋材具有很高的抗拉强度，所以决定加固性能的因素是界面强度，而影响界面强度的因素有锚固长度、开槽距离试件边缘的距离、开槽宽度、槽间净距、FRP直径、嵌帖数量和混凝土强度。因此，为了研究影响FRP筋材嵌入式加固抗弯性能的影响因素，我们设计了如下试件，见表1、图1，并按照图1所示荷载位置递增加载。而且在试件制作过程中，为了防止发生混凝土受压区破坏和剪切破坏，在试件中分别配置了受压钢筋和箍筋。

试验现象及数据分析
3.1 试验现象
整个试验过程中，试验现象基本相似，只是破坏荷载有所不同。对于嵌入两根FRP筋材的试件，因为开槽边距和开槽间距的不同，发生了不一样的破坏形式。其中开槽边距较小的试件KWL4和开槽间距较小的试件KWL8均发生筋材周围混凝土劈裂破坏，而对于开槽间距和开槽边距适中的KWL5和KWL6发生混凝土-胶层界面劈裂破坏，部分试验现象见图2。
3.2 试验数据
试验中，采得各试件破坏数据见表2。
3.3 试验现象和试验数据分析
根据试验现象和表2中的数据，试件KWL4和KWL8均发生了混凝土劈裂破坏，而KWL5～7基本没有发生混凝土劈裂破坏，而是在混凝土和胶凝材料界面发生破坏，说明开槽距离边缘的距离，和开槽间距都会影响到加固构件的抗弯承载力。
分析实验数据（表2），KWL2-1和KWL2-2虽然增大了配筋直径，但是相比KWL1-1和KWL1-2承载力提高并不明显（分别提高4.0%和5.2%），但是KWL4相比KWL1-1承载力仍然有很大提高（提高53.3%），特别是KWL5，KWL6相对于KWL1-1，KWL7和KWL8相对于KWL2-1更是具有很大提高，接近于前者的两倍（分别提高77.4%，75.3%和87.5%，65.1%），说明FRP筋材嵌入式加固构件抗弯承载力取决于FRP筋材的与混凝土的粘结性能。KWL3-1和KWL3-2相对于KWL2-1和KWL2-2，承载力提高也很明显（分别提高30.3%和27.6%），说明提高混凝土强度对于提高加固构件的抗弯性能具有一定的作用。同样分别对比KWL1-1和1-2、KWL2-1和2-2、KWL3-1和3-2的数据，承载力具有明显提高（分别提高14.7%、16.0%和13.5%），说明锚固长度对承载力影响比较明显。