植筋技術在橋梁維修加固中的應用
隨著時代在日新月異的變革,植筋技術被廣泛應用在鐵路、公路、建筑、水利等工程建設各領域,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合,植筋法具有粘結力強、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,增強了結構的抗剪強度及抗拉強度。
1、應用實例:
植筋技術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,南欽聯絡線那平特大橋13#墩~17#臺與欽柳上行聯絡線(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,對既有墩臺身表面進行鑿毛處理后采用植筋技術。
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,嚴格執行施工工藝要求,鉆頭要垂直于作業面,待鉆孔作業完畢后,測量孔深滿足設計要求后,用高壓風清空孔內雜物如上圖(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插入,完成植筋,并進行養護。如下圖(圖3、圖4)所示:
順利完成植筋共計6320根,經抽樣拉拔試驗,合格率100%。
2、植筋技術施工要求
2.1 鋼筋:植入混凝土結構基材中的鋼筋應用 HRB 335 或特制的Q235螺栓,按規定抽樣檢驗力學性能,符合標準GB 1499-1998規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:《混凝土結構加固設計規范》GB50367-2006規定植筋技術對混凝土強度的要求,對重要構件不應低于C30級,對一般構件不應低于C20。
2.3 錨固膠:錨固膠稱植筋膠(又稱結構膠)、環氧樹脂膠,是一種在常溫下固化的經過改性后無溶劑雙組分環氧型高分子聚合物。
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),確保孔徑及錨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構膠的良好粘結。
2.6 結構膠劑量控制:用一定比例調制而成的結構膠注入孔道內前,應計算鉆孔內需注入植筋膠量(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,目的把孔內填滿同時排除孔內空氣。
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安放入孔內并輕輕搖晃,以利于膠體與鋼筋充分粘結,操作中要防止產生氣泡。
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 養護:已完成植筋需在常溫下自然養護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→養護
4、影響植筋效果的關鍵技術卡控點
4.1 鉆孔 1)特別注意在施工時嚴禁使用水鉆成孔,因為水鉆成孔內壁光滑,有水影響膠與混凝土的結合力,會影響安全使用;2)植筋鉆孔過程中,經常會遇到鋼筋,或施工時,鉆孔不能保證水平或垂直,經常會出現斜筋。
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作用,在植筋過程不規范的操作很容易使膠體內產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。