化學植筋技術應用于油田建設工程

大慶油田設計院

化學植筋技術應用于油田建設工程

史冬東大慶油田設計院

植筋連接技術是一種新型的鋼筋混凝土結構改造技術，它是在需連接的舊混凝土構件上按照結構受力分析確定鋼筋數量、規格和位置，在舊構件上經過鉆孔、清孔、注植筋膠，最后植入所需鋼筋，使鋼筋錨入舊結構構件里，再澆筑新混凝土，從而完成新舊鋼筋混凝土的有效連接，達到共同作用、整體受力的設計目的。化學植筋技術不僅滿足了固定施工的要求，而且提高了工程質量，加快了工程速度，相對造價低，解決了施工中的一些難題，在以后的油田改造項目中具有廣泛的應用前景。

化學植筋；施工；鋼筋；黏結力

1 植筋原理與工藝流程

植筋連接技術是一種新型的鋼筋混凝土結構改造技術，它是在需連接的舊混凝土構件上按照結構受力分析確定鋼筋數量、規格、位置，在舊構件上經過鉆孔、清孔、注植筋膠，最后植入所需鋼筋，使鋼筋錨入舊結構構件里，再澆筑新混凝土，從而完成新舊鋼筋混凝土的有效連接，達到共同作用、整體受力的設計目的。

呈液狀的黏著植筋劑(膠狀樹脂)在混凝土中會滲透到混凝土縫隙和毛細孔中，植筋劑硬化后不僅產生摩擦力，還會在混凝土與鋼筋之間產生鎖鍵力，因而利用這種黏著和鎖鍵原理就能得到需要的所植鋼筋與舊混凝土之間黏結力。按照植筋理論要求，由植筋劑與鋼筋黏合界面黏合達到極限值時的黏合質抗拉力，以及植筋劑與混凝土表面達到黏合極限值時的混凝土抗拉力確定的植筋破壞力，必須大于所植鋼筋達到設計強度而產生破壞的拉力，并應有一定的安全儲備。

工藝流程為：施工準備→定位放線→鉆孔→清孔→質檢→注膠植筋→插入鋼筋→固化→清理。

2 工程實例

下面以某建設集團辦公樓改造工程為例進行詳細說明。

2.1 施工要點

搭設外腳手架至屋面以上1.5m，拆除女兒墻及屋面防水層，并全部清理至屋面結構層。在建筑物外墻框架柱側面剔鑿原抹灰層，露出結構柱面，剔鑿范圍是柱頂向下100mm左右，便于校核原柱軸線位置。外墻框架柱兩側面露出結構層后即可進行測量放線，在柱頂彈出新柱軸線及柱邊控制線。對原有柱頂混凝土進行剔鑿，深度為柱頂向下30～50mm，至柱頂筋全部露出為止，以便準確定位、鉆孔。

根據已確定的柱軸線和已露出的原綱筋位置確定鉆孔位置，用油漆畫圈標記，核實無誤后開始鉆孔。鉆孔為?36 mm，孔深為400 mm，用管型鉆頭，濕作業施工。不能損壞原結構柱筋。對已成孔進行高壓風處理，將孔內灰渣吹凈，用烤棒烤干，然后用丙酮清洗孔壁，要保持孔內清潔干燥。一排或若干個柱鉆孔完畢，立即清孔。

在注膠前必須經質檢員驗收，符合要求后可進行注膠植筋。樹脂膠的配制嚴格按實驗室批號配合比計量配置，隨用隨配。調配時要確保攪拌均勻，顏色一致。樹脂膠灌入孔內后，將經過處理并涂刷樹脂膠的鋼筋插入孔內，按一定方向旋轉十幾圈，使樹脂膠與鋼筋和混凝土表面黏結密實，然后將擠出柱面的膠清理干凈。此道工序完成后，24 h內不能碰動鋼筋。

注膠植筋完成后3天，做抽樣拉拔力實驗（實驗時間參照結構膠說明），實驗根數不少于3%植筋數量。在現場質檢過程中要求對植筋結構進行鋼筋的根根檢驗，以保證結構的可靠性。

施工主要機具包括沖擊鉆、鋼筋切斷機、鋼絲刷及計量容器。

施工材料：YJS—1型結構膠，?25鋼筋，5%濃度的鹽酸，丙酮溶液。

2.2 勞動組織與安全

現場植筋操作2人一組，流水作業，根據技術交底中工藝要求、質量標準進行注膠與植筋，其操作人員組數視工程量大小而定。

2.3 成品保護

成孔后，用棉紗塞好，防止雜物入內。固定好鋼筋后，24 h內不能碰動鋼筋。不得在鋼筋上行走，堆放物件，防止未固化前的擾動。砼結構養護時應注意不要把水灑到植筋結構上。

2.4 質量要求

各種原材料均要滿足設計要求。黏結劑進場后必須檢查其出廠合格證，合格證上應標明產地、品種、規格、數量及出廠日期，防止不合格產品和過期產品應用于工程。鋼筋必須有出廠合格證、復試報告及試植筋的拉拔試驗報告，符合設計要求后，方可大面積施工。植筋用鋼筋表面必須清潔，錨固端無油、無污垢、無浮銹，否者嚴禁使用。所鉆的孔必須經質檢人員逐個檢查，確保孔深、垂直度及孔徑符合設計和標準要求，并做好記錄。注膠要從孔底開始，注滿整個孔身。在注膠過程中做好保護，防止雜物落入孔內。植筋完成后，按設計要求做好竣工后的植筋拉拔試驗，合格后方可進行下道工序施工，試驗報告應存檔。

2.5 質量控制要點

鋼筋與混凝土的錨固黏結力為混凝土抗拉強度值，一般為3.0MPa。膠黏劑抗剪強度應大于9.0MPa。鉆孔檢查構件混凝土強度，必須達到C20以上，按照設計要求確定鉆孔的位置、孔徑和深度，外側孔壁與鋼筋混凝土構件邊緣間的寬度≥5mm以上，鉆孔后的孔壁應完好，無裂縫和蜂窩等。

鉆孔孔徑應比植入鋼筋直徑大4～6mm，鉆孔深度應不小于13 d（植筋直徑）。鉆孔后應立即清理，用刷子擦掃孔壁灰粉并用壓縮空氣吹凈鉆孔內的灰粉，然后用干凈物體臨時封堵封孔口，以防塵土、砂粒等雜物落入。鉆孔后必須清掃干凈，以增強與化學膠的黏結力。

植筋表面處理應先通過物理試驗，采用機械法或鋼絲刷擦除植筋部分表面鐵銹和氧化層，然后用丙酮（化學試劑）除去殘留油污，經處理的鋼筋應盡快植入孔內，避免二次污染。鋼筋植入部分必須表面干凈，以增加與化學膠的黏結力。大多數化學黏合劑均為雙組分材料，用長嘴器具深入成孔底部，通過擠壓器將化學黏合劑在孔內從里到外漸漸填孔并排出空氣。注漿量為孔深的1/2～1/3，從孔底開始注漿，漿體不得有氣泡存在。將處理好的植筋緩慢旋入孔內預定深度，植筋必須緩慢旋入。已植入孔內的鋼筋在常溫下養護，直至使用的化學黏合劑固結的規定時間。保證固結時間，中間不得擾動。

3 結語

通過以上工程實例分析可以看出，化學植筋技術不僅滿足了固定施工的要求，而且提高了工程質量，加快了工程速度，相對造價低，解決了施工中的一些難題，在以后且的油田改造項目中具有廣泛的應用前景。

（欄目主持 焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.7.068