植筋技術在加固改造工程中的應用

喬淑華 山西森特潔凈煤技術研究設計院有限公司，山西 太原 030021

由于設計原因，全現澆結構住宅樓的基礎部位，設計時未考慮設置基礎梁，導致該住宅樓南立面建筑圖的裝飾柱和部分承重結構不能生根。當時的施工現狀是外部裝修基本完成。為了滿足建筑外立面的整體效果，必須對原結構進行加固改造，以提高原結構的承載能力，滿足使用要求。

施工單位和建設單位、設計單位經過多次交涉，設計單位最終決定進行植筋處理，在基礎部分增加基礎梁，以滿足上部裝飾柱等結構構件的豎向荷載。

如何保證結構加固改造的施工質量，確保新加構件及增加截面與原結構能夠很好的共同工作，成為一個有機的整體，保障加固后的結構安全，是我們所要研究的問題，而加固中的植筋環節正是研究的核心問題。植筋的效果最終決定著整個加固改造的質量。

1 概述

根據設計要求，梁、柱節點和基礎梁加固部位的主筋和部分箍筋要進行植筋。植筋的直徑為12、14、16、20、22、25、32mm(螺紋Ⅲ級鋼筋)，對應的植筋孔徑為16、18、22、28、30、32、40mm，孔的深度按照設計要求在200～600mm 之間。植筋孔的方向以水平孔最多(基礎梁主筋)，局部為豎向孔(如基礎反梁的箍筋)。水鉆成孔，孔的內壁為比較潮濕光滑。

2 需要解決的問題

(1)植筋的質量是混凝土加固的關鍵環節之一，水鉆成孔后孔壁光滑潮濕，植筋數量多，植筋膠的用量大，因此對使用的植筋膠產品的穩定性和耐候性等指標要求高。

(2)植筋孔主要分為水平孔、孔口朝上和孔口朝下的豎向孔，其中水平孔和孔口朝下的豎向孔，其注膠的施工難度和飽滿度控制難度大。

(3)鋼筋植入后的固化期內嚴禁擾動，這直接影響鋼筋錨固的有效性和結構的安全性，在工期緊迫、上下樓層同時作業必須保證植筋在固化期內不被擾動。

(4)植筋孔由水鉆成孔，如何確保在成孔的過程中不傷及原結構的鋼筋，特別是確保不傷及原結構的柱、梁的主筋成為必須解決的難題。

(5)在基礎梁的加固過程中，由于原結構基礎的反梁之間存有少量的水，造成植筋的環境十分潮濕，如何保證帶水植筋的鋼筋錨固能夠滿足設計要求。

(6)梁柱節點處兩個方向的加固梁主筋必須上下錯開，否則在一個水平面上兩個方向的鋼筋互相沖突。另外，加固梁主筋要穿過柱子節點，鋼筋過長無法穿入，這必須加工短鋼筋，這樣鋼筋接頭增多，鋼筋接頭的形式和位置必須確定。

3 針對難點重點采取的技術措施

(1)針對本工程的植筋，在施工前我們選取了幾種植筋膠，與建設單位、監理單位和設計單位等共同對產品的廠家、產品的性能、質量、價格等指標進行考察。根據植筋實際情況，植筋的孔徑比較大，電鉆成孔的難度太大，用水鉆成孔比較適合，而水鉆成孔的孔內壁比較光滑、水分含量大，所選用的建筑結構膠必須有良好的耐水性和濕潤環境固化性，最終確定采用喜利得RE500 型建筑結構膠。喜利得RE500 型建筑結構膠的特點就是在孔壁光滑、孔洞潮濕、天氣炎熱等惡劣條件下表現優越，并且具有高強的結合力和混凝土滲透性能，尤其適用于大直徑鋼筋的植筋。為了保證植筋施工的質量，我們在植筋施工開始前，專門對選用的植筋膠進行了植筋拉拔試驗，在選取的柱子上按照設計要求的植筋深度，每種鋼筋做1 組，每組3 根進行試驗。經北京市檢測所專用的儀器檢測，無一根鋼筋被拉出，植筋抗拉強度均達到了設計要求。

整個工程的鋼筋植筋錨固的施工質量穩定，所有的拉拔承受的應力均能夠滿足設計要求，合格率為100%。

(2)水平孔植筋膠的飽滿程度不易控制，為了解決這一問題，我們在施工工藝上大膽創新，采用埋管法注膠，來保證植筋膠的飽滿度和密實性。根據設計要求，植筋孔洞分為通孔和非通孔兩種，注膠方法如下:

①對通孔的植筋注膠:a 將鋼筋插入孔內，再將注膠管插入孔內，注膠管位于孔深的2/3 處，安裝注膠槍并開始注膠，待另一端孔口有膠液溢出時，用專用膩子將另一端孔口封閉;b 繼續注膠，使膠嘴隨著膠液的逐漸注滿緩慢撤出，但必須保持注膠管口一直埋在膠液中，直至孔壁內充滿膠液為止;c 由于注膠時，管口一直埋在膠液中，造成從內向外的注膠壓力，只有內部密實后，膠液才向外溢出。并避免了內部氣泡的產生，保證膠的飽滿密實。

②對非通孔的植筋注膠:類似于通孔植筋注膠，要保持注膠管口一直埋在膠液中。不同之處在于，植筋孔清理干凈后，先向孔內注入植筋膠，要求注滿孔深的2/3，然后將處理后的鋼筋緩慢旋轉插入內，直至插入孔底，孔口處應有膠體溢出，最后做封口處理。

(3)植筋固化過程中是嚴禁擾動的，但是施工現場的震動，以及鋼筋自重所引起的變形，容易造成結構膠固化時鋼筋的移位，影響植筋質量。針對這一問題，我們合理調整施工工藝的銜接，在梁的主筋和箍筋初步安裝到位的情況下，先將加固梁的底模固定好，然后調整鋼筋，用箍筋和底模將主筋固定牢固，然后進行注膠施工。注膠完成后立即將該梁四周用鋼管封閉，并掛標志牌嚴禁擾動。根據喜利得RE500 結構膠在不同環境溫度下的固化時間，在規定的時間后拆除防護進行下一道工序的施工。根據施工實踐，喜利得RE500 結構膠在5—10℃的范圍內，必須達到24 小時后才能固化。

(4)原結構梁柱節點鋼筋是十分密集的，而加固梁植筋打孔主要集中在此部位，為了避免植筋水鉆成孔損傷原結構的鋼筋，我們專門配備了鋼筋探測儀，先對打孔部位的原結構鋼筋進行探測，用粉筆劃上鋼筋位置標記，根據原鋼筋分布情況，在保證設計原則的情況下，植筋確定孔位。

具體措施如下:

①在每道梁端的柱面上畫出梁加固輪廓線，在此范圍內探測原結構梁柱內鋼筋。探測時，要綜合考慮原結構柱兩側鋼筋分布情況確定孔位。

②將原結構鋼筋位置標注在柱表面上，繪制柱內鋼筋分布和梁的植筋位置圖，確定無誤后，根據植筋的直徑和混凝土保護層厚度，確定孔口尺寸，進行打孔。

③要求成孔時必須將鉆孔機垂直于柱面鉆入，保證孔位正確的同時保證孔道在柱內不傾斜、不移位，從而保證打孔過程中不損傷原結構鋼筋。

(5)在基礎梁加固植筋施工中，由于在地下部分，施工環境濕度大，我們根據施工現場的實際情況，分別在濕潤的孔、潮濕的孔、水分飽滿但沒有明水的孔、有明水的孔的孔內進行植筋試驗，固化3 天后，經專業人員檢測，植筋的抗拉強度均滿足設計要求。

(6)在混凝土梁加固施工前，我們仔細研究了設計變更圖紙，后來發現圖紙在施工過程中存在不易施工的問題，在圖紙中，同一個梁柱節點處兩個方向的加固梁尺寸相同，那么梁主筋勢必在同一個水平面上，但實際上這是無法實現的。另外，加固梁主筋必須穿過原結構的柱，鋼筋過長，現場情況無法施工，必須采用短鋼筋，鋼筋接頭勢必增加，這樣就必須確定鋼筋接頭的形式和位置。針對此問題，我們與建設單位、設計單位和監理單位根據現場實際情況，經過設計單位的結構計算，確定將梁柱節點處一個方向的加固梁端做成牛腿狀，這個方向加固梁鋼筋沿牛腿進行彎折，這樣兩個方向加固梁內部主筋就此錯開。另外由于加固梁底混凝土層較薄(一般為75mm)，梁主筋一般6—8 根，直徑為d=25mm、d=32mm兩種，如果鋼筋接頭采用搭接，不僅浪費鋼筋，最主要的是梁底鋼筋在搭接截面處過密，鋼筋空隙小，無法保證混凝土對鋼筋的握裹，從而影響混凝土結構質量。我們將現在建筑行業幾種鋼筋連接的施工方法進行了綜合比較，分析利弊，并經建設幾方協商最終確定，采用直螺紋鋼筋機械連接的方法，并按照設計和規范要求，將鋼筋機械連接接頭設置在合適的位置。

4 綜述

由于鋼筋混凝土加固的關鍵工序植筋的質量，直接關系到整個加固工程的成敗，對加固后的結構安全起著決定性作用，為了控制好植筋工程的施工質量，我們采取了以上的一系列措施，從結構膠的原材料開始，一直到施工工藝及具體的操作方法等方面，進行了有效的過程控制，在滿足工程進度，節約成本的情況下，很好的保證了加固改造工程的質量，取得了理想的效果。