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植筋锚固的特点及适用范围?

发布时间:2020-03-18

植筋锚固的特点及适用范围?

一、概述

植筋锚固技术是因建筑结构胶的发明而产生的新技术。随着我国经济的快速增长,建筑业也迅猛发展,植筋锚固技术以其锚固力大、工艺简单、操作方便,施工速度快、效率高、工期短、相对成本低等优点,已广泛应用于建筑物的改造及补强加固工程中,成为梁、板、柱和墙等构件后加、连接、重置的有效手段。   

二、特点及要求

植筋,即将后增加部分结构的钢筋(或用于受力的螺栓)伸入到原有结构内,使之可靠地锚固,从而将新旧结构定美地结合起来,是使后增结构钢筋得到可靠锚固的种专项施工技术。
植筋施工首先采用专用钻孔机械按设计位置、孔径、深度钻孔,然后灌入专用高强度胶粘剂,再插入钢筋,作适当养护使胶粘剂达到设计强度,从而使后增钢筋与原有混凝土结构可靠地连接。

1.优点

(1)所植人钢筋锚固可靠,可以达到规范要求的锚固性能要求。


(2)施工工艺简单,操作简便,施工工期短,施工质量易得到保证。

(3)经济性好,可以节省费用。

2适用范围及要求

(1)用于工程改建、扩建中新增钢筋混凝土结构构件钢筋的锚固。

(2)由于使用功能、施工、设计等原因需要在结构的某些部位增加钢筋时。

(3)基层混凝土的强度等级高于C20。

三、设计理论

1. 破坏模式

根据实验分析,在钢筋混凝土构件上植入的螺纹钢筋的受力破坏形式主要有三种:

(1)钢筋受拉破坏  这种破坏形式发生在混凝土和粘结强度都较高,而且锚固长度较长时。

(2)混凝土锥体破坏  这种破坏发生在锚固长度较小的情况下 ,破坏时钢筋周围的混凝土呈锥状拉裂形成锥体。

(3)粘结破坏   由于植筋大多采用螺纹钢筋, 粘结破坏多产生于凝固胶体和混凝土的界面,破坏时胶体包围在钢筋周围随钢筋一起被拔出。

混凝土维体破坏一般是由于植人深度不足引起的,胶体-混凝土界面的粘结破坏一 般是由于施工不当(植筋前未有效清孔)引起的。这两种破坏可以由必要的构造措施和施工措施来避免。设计中通常用第一种破坏模式来确定植筋窃的抗拉承载力。

2.设计计算

(1)植筋锚固抗拉计算

植筋锚固抗拉承载力和普通植筋抗拔实验测得的抗拉强度不同。一般做植筋抗拔实验时拉拔装置的夹具和钢筋之间有足够的嵌固力,使得钢筋能充分发挥其抗拉强度而被拉断。而植筋锚固的拉力由螺栓承受,螺栓受拉破坏是其主要破坏形式。所以锚固钢筋的抗拉强度按植筋螺栓的抗拉强度计算


(2)钻孔直径的确定

钻孔直径D由选定的钢筋直径d及钢筋表面状态等决定。钻孔直径过大,易造成两个同题:①使植筋偏位或者偏向,影响施工精度,造成锚固不紧, 降低节点安全性;②使接触界向胶层出现气泡影响胶结质量。若钻孔直径过小,又会造成钢筋周围胶层过薄,边肋位置出现无胶,甚至不能达到预定深度,从而影响植筋质量。 公式如下:

D=d+(4~8mm)
当d≤12mm时取D=d + 4mm;
当12mm<d<20mm时取D=d+6mm;
当d>20mm时取D=d+8mm。

(3)锚固深度的确定

设计人员可以采用植筋胶生产厂家提供的推荐深度钻孔,一般情况下可以满足要求,使所锚固的钢筋达到设计要求甚全钢筋能够拉断。但植筋胶生产厂家提供的这种深度通常是指钢筋在C30混凝土中的埋深。实际设计中考虑到混凝土构件本身的钢筋影响及不同混凝土强度等级的影响,采用分析计算和试验结果验证的方法确定植筋深度。

植筋设计时应采用植筋三种破坏模式得到的抗拉荷载的最小值作为植筋抗拉承载力。为使钢筋被充分利用,一般以胶体与混凝土之间的粘结力大于钢筋设计拉力时的锚固长度作为最小锚固长度L。

四、植筋用结构胶的种类和特点


1.专用植筋结构胶

这类植防胶有瑞士HILTI(喜利得)公司的HIT-HY150植筋胶,美国ITW公司的Epcon6植筋胶,德国慧鱼hy-150植筋胶,国产的美亚MY-360植筋胶等。其特点是:双组分包装,用专用胶枪通过混合嘴充分混合后注出,使用方便,固化时间短,阻燃性能好。

2.既能植筋又能粘贴钢板等材料的结构胶
有辽宁建筑科学研究院的JGN结构胶,冶金部建筑研究总院的YJS-1结构胶,煤炭科学研究院的JCT结构胶等。其特点是易流动、能充分浸润填没凹凸不平的部位,粘结范限广。

五、施工技术措施

(1)按设计要求的位置宽度和高度对植筋部位进行混凝土凿面。要求轻锤凿面,凿毛。凿面后要去掉松散颗粒,用钢丝刷净,高压水冲洗干净,以利于新旧混凝土连结,保证新旧结构的整体性。

(2)植筋锚固的关键是清孔。钻孔后用刷子将孔壁上的尘屑清刷,然后用高压风彻底清洁孔壁,将孔内粉尘及灰渣吹净,用烤棒烤干,然后用丙酮清洗孔壁。

(3)胶体配制时计量必须准确,否则胶体凝结的时间不易控制,甚至会造成胶体凝结固化后收缩,使粘结强度降低。胶体配制好后应迅速用专用挤胶喷嘴将胶注人孔内,注胶量要掌握准确实际注胶最应控制为钻孔容积的一半。

(4)植筋时用手将备好的螺栓杆旋转着缓缓插人孔底,使得锚固剂均匀地附着在螺栓杆表面及缝隙中。植筋24h后方可进行混凝土浇注或螺栓安装紧固。

(5)在施工前要先进行植筋抗拔试验,根据试验结果对植筋方案进行验证或调整。