植筋技術(shù)在橋梁維修加固中的應用
隨著時代在日新月異的變革,植筋技術(shù)被廣泛應用在鐵路、公路、建筑、水利等工程建設各領(lǐng)域,植筋主要采用化學高分子膠黏劑將帶肋鋼筋與混凝土完美結(jié)合,植筋法具有粘結(jié)力強、硬化快、強度高、有一定的防水、耐腐蝕等特點,鋼筋或螺桿通過植筋膠和混凝土基材粘接后,增強了結(jié)構(gòu)的抗剪強度及抗拉強度。
1、應用實例:
植筋技術(shù)在南寧鐵路樞紐南欽線那平雙線特大橋綁寬處理中首次應用,南欽聯(lián)絡線那平特大橋13#墩~17#臺與欽柳上行聯(lián)絡線(預留)部分4#墩~0#臺需從既有南欽線那平特大橋21#墩~25#臺進行綁寬處理,為加強新舊混凝土的粘結(jié),對既有墩臺身表面進行鑿毛處理后采用植筋技術(shù)。
植筋首先對既有墩、臺身表面進行鑿毛處理,鑿毛要求凹凸差不小于6mm,完成鑿毛處理后,按設計植筋孔位間隔要求進行彈墨線,對孔位做上標記(按梅花狀布置)如下圖(圖1);
再進行鉆孔作業(yè),嚴格執(zhí)行施工工藝要求,鉆頭要垂直于作業(yè)面,待鉆孔作業(yè)完畢后,測量孔深滿足設計要求后,用高壓風清空孔內(nèi)雜物如上圖(圖2),然后在孔壁涂一層丙酮,最后用壓膠槍注入A級植筋膠,要求注膠同時注膠槍緩慢從孔底拔出,一般注膠量達鉆孔體積的80%以上,應立即緩慢將鋼筋旋轉(zhuǎn)插入,完成植筋,并進行養(yǎng)護。如下圖(圖3、圖4)所示:
順利完成植筋共計6320根,經(jīng)抽樣拉拔試驗,合格率100%。
2、植筋技術(shù)施工要求
2.1 鋼筋:植入混凝土結(jié)構(gòu)基材中的鋼筋應用 HRB 335 或特制的Q235螺栓,按規(guī)定抽樣檢驗力學性能,符合標準GB 1499-1998規(guī)定的要求才能使筋或螺栓的直徑 、長度應按設計要求 。
2.2 混凝土:《混凝土結(jié)構(gòu)加固設計規(guī)范》GB50367-2006規(guī)定植筋技術(shù)對混凝土強度的要求,對重要構(gòu)件不應低于C30級,對一般構(gòu)件不應低于C20。
2.3 錨固膠:錨固膠稱植筋膠(又稱結(jié)構(gòu)膠)、環(huán)氧樹脂膠,是一種在常溫下固化的經(jīng)過改性后無溶劑雙組分環(huán)氧型高分子聚合物。
2.4 鉆孔:鉆孔保證鉆頭與墻體基本垂直,鉆頭要選用與設計孔徑及錨固長度相匹配的鉆頭(參考表5.3),確??讖郊板^固深度符合設計要求。
2.5 清孔:完成鉆孔后用高壓空氣壓縮機進行清孔,用沾有丙酮的刷子清洗混凝土孔道周壁,以保證基材孔壁與結(jié)構(gòu)膠的良好粘結(jié)。
2.6 結(jié)構(gòu)膠劑量控制:用一定比例調(diào)制而成的結(jié)構(gòu)膠注入孔道內(nèi)前,應計算鉆孔內(nèi)需注入植筋膠量(鉆孔體積減去錨入鋼筋所占的體積為需要注入植筋膠量),一般膠體占孔道體積80%,避免造成不必要的浪費,注膠可用粘膠灌注器從孔底一邊注射一邊緩慢向外拔出注膠管,目的把孔內(nèi)填滿同時排除孔內(nèi)空氣。
2.7 植入鋼筋:注膠完成后,人工立即將鋼筋或螺桿通過緩慢旋轉(zhuǎn)安放入孔內(nèi)并輕輕搖晃,以利于膠體與鋼筋充分粘結(jié),操作中要防止產(chǎn)生氣泡。
2.8 植筋接長:植筋接長一般可采用焊接或機械式接頭,焊接時應考慮焊接高溫對膠的不良影響,故應采取有效的降溫措施,采用冰水浸漬的濕毛巾包裹植筋外露部分的的根部,其焊點離開基材混凝土表面應大于15d。
2.9 養(yǎng)護:已完成植筋需在常溫下自然養(yǎng)護3~4天,植筋膠固化期間不得對植入鋼筋有任何擾動,在20~25℃常溫下粘結(jié)劑7天即可完全固化。
3、施工工藝流程
定位鉆孔位置→采用與設計孔徑匹配的鉆頭鉆孔→空壓機清孔→孔壁涂刷丙酮→注入植筋膠→植入鋼筋→養(yǎng)護
4、影響植筋效果的關(guān)鍵技術(shù)卡控點
4.1 鉆孔 1)特別注意在施工時嚴禁使用水鉆成孔,因為水鉆成孔內(nèi)壁光滑,有水影響膠與混凝土的結(jié)合力,會影響安全使用;2)植筋鉆孔過程中,經(jīng)常會遇到鋼筋,或施工時,鉆孔不能保證水平或垂直,經(jīng)常會出現(xiàn)斜筋。
4.2 清孔要徹底由于鉆孔后會留有待加固體的粉末或粉塵,一般采用高壓風將孔內(nèi)殘留的粉塵及水吹干凈,因為水分子和粉塵都會影響植筋的抗拔力。
4.3 膠體飽和度植筋膠對加固件起到粘結(jié)作用,在植筋過程不規(guī)范的操作很容易使膠體內(nèi)產(chǎn)生氣泡造成膠體不飽和,或注膠量不足也可造成膠體不飽和,均會影響植筋的效果。