后錨固填充墻拉結筋錨固承載力檢測影響因素分析

付 仁

(福建省建筑科學研究院有限責任公司 福建省綠色建筑技術重點實驗室 福建福州 350108)

0 引言

房屋建筑中的填充墻均需要布設拉結筋，使填充墻與主體結構整體協調，降低填充墻與主體結構接縫處的開裂概率，提高填充墻抗震性能。基于混凝土基材的填充墻拉結筋布設方式有兩種，一是預埋，二是后置。預埋的方式雖然具有可靠、拉結強度高等優勢，但是缺點更大，如拉結筋數量不夠、間距因各種原因錯位，或設計變更造成后期補充拉結筋等。目前，施工現場運用較多的是后置錨固方式進行填充墻拉結筋施工。國家、行業及各地區也均編制了很多相關標準以規范施工和驗收[1～4]。錨固承載力是后置錨固件最為主要的參數，關系到拉結筋的使用壽命。國內外學者對植筋錨固性能和施工工藝有較完整的總結歸納。Cook[5]通過歸納總結大量試驗數據，將植筋的破壞形式進行詳細劃分。國內張建榮[6]在Cook的基礎上對粘結錨固機理和破壞形式開展進一步研究。

后錨固填充墻拉結筋作為植筋系統中的一個類別，其錨固機理與植筋系統是一致的，只不過在施工工藝、檢測等方面略有區別。齊敬等[7]通過大量試驗，對填充墻拉結筋錨固承載力的影響因素進行分析。遲延濤[8]對填充墻拉結筋多種施工方法進行簡單評述。本文在其他專家學者的研究基礎上，簡單介紹基于混凝土基材的填充墻后置錨固拉結筋的基本特性，詳細闡述規范標準對檢測方面的具體規定，重點分析錨固承載力檢測結果的影響因素。

1 后錨固填充墻拉結筋基本特性

1.1 后錨固填充墻拉結筋系統

后錨固填充墻拉結筋系統，主要包含混凝土基材、鋼筋、粘結劑3個部分，圖1為它們之間組合關系。

圖1 填充墻后錨固拉結筋系統

根據現場施工情況及相關規范要求，填充墻后錨固拉結筋系統在施工過程應符合以下要求：

(1)鋼筋采用公稱直徑6mm熱軋帶肋鋼筋。工程中填充墻用拉結筋使用6mm鋼筋能夠充分滿足填充墻相關抗震性能要求。但是相關研究表明[4]，帶肋鋼筋的錨固承載力是光圓鋼筋的1.35倍，所以，不能用光圓鋼筋。

(2)研究表明[7]，在混凝土基材中植入帶肋鋼筋，其錨固承載力與錨孔直徑、深度關聯性不大。因此，這兩個取值以設計的具體要求為優選值，沒有設計要求時，錨孔直徑和錨固深度分別要達到10mm和75mm[4]。

(3)混凝土基材厚度、錨孔之間凈距、錨孔距基材邊緣距離等均要控制到位。

1.2 后錨固拉結筋受力機理

基于混凝土基材的填充墻后錨固拉結筋體系受力機理主要是：填充墻與基材結構連接荷載通過拉結筋傳遞到粘結劑，然后再順著錨固長度范圍的拉結筋傳導到混凝土基材，這一過程的實現，實質上依賴于粘結劑的粘結強度和施工水平。

2 規范標準對檢測方面的規定

2.1 不同規范標準的相關規定

(1)規范GB 50203-2011僅在判定依據和抽樣數量作出規定。

判定依據：非破壞性檢測值取6.0kN，此時混凝土基材無裂縫、鋼筋無滑移，且持荷2min內荷載值降低≤5%。檢測值的取值通過式(1)計算得到，拉結筋直徑為6mm，拉結筋屈服強度為235MPa。

Nt=0.90Asfyk

(1)

式中：Nt——填充墻拉結筋后錨固檢測值；

As——拉結筋面積；

fyk——拉結筋屈服強度標準值。

抽樣數量：由于施工水平的參差不齊，該規范規定的抽樣數量較嚴格，如表1所示。

表1 GB 50203-2011的抽樣數量 根/

(2)規范JGJ 145-2013在檢測方法、判定依據及抽樣數量等方面進行了詳細的規定。

檢測方法：加載方式分為連續加載和分級加載，有非破壞性檢測和破壞性檢測兩種手段。

抽樣數量：應取每一檢測批拉結筋總數的0.1%且不少于3件。

(3)規范DBJ/T 13-129-2010是在JGJ 145-2013基礎上，對后錨固填充墻拉結筋進行詳細說明。檢測方法、判定依據與JGJ 145-2013規范一致。抽樣數量方面，規定單位工程每一樓層為一個檢測批，每個檢測批取拉結筋總數的0.1%且不少于3個。

2.2 比較分析

通過分析比較，規范JGJ 145-2013對整個后置錨固體系的規定最為全面，而DBJ/T 13-129-2010是其在后錨固填充墻拉結筋方面的具體化。

一方面，GB 50203-2011規定的6.0kN檢測取值，已不符合目前施工現場的情況，比如拉結筋的鋼材普遍使用帶肋鋼筋HRB400。DBJ/T 13-129-2010的相關規定能夠很好地契合目前施工環境。

后錨固填充墻拉結筋的破壞形式[5-6]主要有拉結筋拉斷、混凝土基材破壞、粘結界面破壞，如圖2～圖3所示。因此，非破壞性檢驗取值，不僅要考慮鋼筋破壞，還要將混凝土基材破壞的情況綜合分析。規范DBJ/T 13-129-2010和JGJ 145-2013充分考慮了鋼筋破壞和混凝土基材破壞兩種模式的檢測取值，較為合理。

(a)拉結筋拉斷 (b)混凝土基材破壞圖2 鋼筋拉斷與混凝土基材破壞

(a)粘結劑-混凝土界面 (b)粘結劑-拉結筋界面圖3 粘結界面破壞

另一方面，一味地強調檢測數量得多，并不能很好地綜合評定施工質量，DBJ/T 13-129-2010將檢測數量均勻地分布在單位工程的每一個樓層，可以對任一施工段的后置錨固質量全面識別，比較有代表性。

3 后錨固拉結筋承載力檢測影響因素

3.1 檢測人員

無論哪種檢測工作，檢測人員的影響都是最大的。檢測人員需熟悉相關規范，熟練使用檢測儀器，具備嚴格的公正性素養。抗拔力檢驗取值、檢測時間點的確定和加載速率是最容易被疏忽的兩個方面。

抗拔力檢驗取值：實際檢測情況中，很多檢測員對規范不熟悉，對拉結筋的受力機理也不清楚，抗拔力檢驗取值往往沒有將混凝土基材破壞和拉結筋拉斷兩種形式進行綜合考慮，僅取0.9fykAs作為檢驗值。這樣是不準確的，當該值比混凝土基材破壞模式的計算值更高時，容易對檢測結果造成誤判。

檢測時間點的確定：很多檢測員沒有根據規范對檢測時間點嚴格確定，經常在粘結劑固化3天后再試驗，使得質量不合格的粘結劑強度增長到合格，但是實際安全性和耐久性是達不到要求的，最終導致結果錯判。

加載速率的控制：很多場合，檢測人員為圖方便、快速，經常超過規范要求速率(非破壞性2min～3min內勻速，破壞性2min～7min內勻速)加載，容易對后錨固填充墻拉結筋系統造成沖擊破壞，導致誤判。

3.2 儀器設備

填充墻后錨固拉結筋檢測主要用液壓拉拔儀進行檢測，如圖4所示。

圖4 液壓拉拔儀

一般來說，檢測數值宜處于拉拔儀量程范圍的20%～80%之間，制作檢測方案時，要預估實際檢測值范圍，優選合適量程的拉拔儀。

液壓加荷裝置要確保5min內，降荷值≤5%，這樣才能將評定依據中持荷2min內下降≤5%的要求進行很好地包絡。

4 結論

本文通過比對現行GB 50203-2011、JGJ 145-2013、DBJ/T 13-129-2010 3本標準在后錨固拉結筋方面的規定，認為規范DBJ/T 13-129-2010無論在檢驗取值還是抽樣數量都能夠很好地契合目前施工現場情況，能夠更合理地綜合評價施工質量。

填充墻拉結筋后錨固承載力檢測結果容易因外界因素影響造成誤判，主要體現在檢測人員、儀器設備兩個方面。檢測人員需熟悉相關規范，熟練使用檢測儀器，具備嚴格的公正性素養。儀器設備應進行檢定并經使用人員按規范確認參數后用于檢測工作。