案例工程構造柱鋼筋及砌體拉結筋均采用提前預埋施工,但由于在混凝土澆築振搗時會導緻部分構造柱鋼筋及牆體拉結筋脫落,針對該部分脫落鋼筋采取化學植筋法進行施工。化學植筋工法适用于鋼筋混凝土結構填充牆拉結筋後錨固連接,端部無支撐圈過梁鋼筋在混凝土内的錨固。采用鋼筋植筋錨固膠,将拉結筋牢固地粘結錨固于混凝土内,保證了兩者的拉結質量,提高了混凝土結構與填充牆的整體性。
1、定位
按設計要求标示鑽孔位置、型号,若基材上存在受力鋼筋,鑽孔位置可适當調整,注意要避開混凝土柱的受力鋼筋,但均宜植在箍筋内側(對梁、柱)或分布筋内側(對闆、剪力牆)。
2、鑽孔
1)在确定的位置鑽孔。應采用沖擊電鑽鑽孔,不宜采用鑽孔機鑽孔,以便保證孔壁的粗糙度。鑽孔直徑應比鋼筋直徑大4~8mm左右,如鋼筋直徑為A6,鑽頭應選用A10的合金鑽頭。在正确位置始終保持鑽頭垂直于工作面,鑽頭進度控制時不宜過于用力,不能使設備晃動過大以及傾斜與工作面或偏離原定位置,保證植筋孔不偏斜。
2)鑽孔深度按照《混凝土結構加固設計規範》GB50367-2013中第15.3.1條植筋構造要求确定,受拉鋼筋最小錨固長度取Lmin=max{0.3Ls;10d;100mm}=100mm。受壓鋼筋最小錨固長度Lmin=max{0.6Ls;10d;100mm}=100mm。(Ls:植筋基本錨固長度)故直徑A6的拉結筋鑽孔深度取100mm,構造柱C12的縱筋鑽孔深度取120mm。鑽孔有效深度自構件表面堅實的混凝土算起。
3)施工中避開混凝土構件鋼筋,嚴禁切斷主筋。成孔遇到鋼筋表現為沖擊鑽打不進去。植筋鑽孔完後,要檢查孔深和孔徑,應能滿足植筋膠的要求。
3、清孔
1)清孔是植筋中的一個重要環節,因成孔後内部會有很多灰粉、灰渣,直接影響植筋的質量。孔成型後檢查孔深、孔徑合格後,應對殘積于孔内的灰塵進行清理。首先使用不掉毛的圓形長條毛刷伸至孔低進行反複刷掃,掃除大部分粉灰和碎渣,餘下的用壓縮空氣或者專業的吹風機吹淨,應反複進行3∽5次。吹掃後用棉紗擦拭孔壁兩次,不能用水擦洗,因為用水後空内不會很快幹燥。處理完畢後自檢,自檢合格報監理驗收,驗收合格後方可用幹淨棉紗将孔口臨時封閉,若有廢孔,清淨後用植筋膠填實。
2)鑽孔孔内應保持幹燥。
3) 所用主要器具:空壓機或專業的吹風機、毛刷。
4、鋼材除鏽
1) 為了增強鋼筋粘接錨固性能,鋼筋加工完畢,需将鋼筋埋植部分表面鏽迹及污物進行清潔處理。用鋼絲刷将埋植部分的浮鏽刷幹淨;有輕微鏽蝕的鋼筋采用角磨機配鋼絲刷除鏽,打磨至露出金屬光澤為止;嚴重鏽蝕的鋼筋不能用作植筋使用。若鋼筋粘有油污,用丙酮進行清洗。
2) 所用主要器具:角磨機、鋼絲輪片。
5、錨固膠配制
1) 植筋膠為A、B兩組份,配膠宜采用機械攪拌、在現場調制。
2)取潔淨容器(塑料或金屬盆,不得有油污、水、雜質)和稱重衡器按配合比混合,并用攪拌器攪拌10分鐘左右至A、B組份混合均勻為止。攪拌時最好沿同一方向攪拌,盡量避免混入空氣形成氣泡。
3) 膠應現配現用,每次配膠量不宜大于5公斤,應盡量少配,随用随配。
4)注意攪拌工具的專用性,取A、B組份時應用不同工具。攪拌時也應有專用的工具。15~20分鐘以内要将配好的膠用完。
5)溫度越高,固化的時間越短;溫度越低,固化的時間越長,若溫度過低,需增加B料(固化劑)的用量,以加快固化速度。但A、B組份配制比例最大為100:2。
6)所用主要器具:攪拌器、容器、衡器、膩刀、手套等。
6、注膠
1)采用專用的注膠工具進行注膠,注膠要從孔底開始,這樣可以排出孔内空氣,注膠時将注膠器深入孔底,然後旋轉打膠工具,此時打膠工具會在孔内膠的壓力下自動退出。
2)為了使鋼筋植入後孔内膠液飽滿,不使大量膠液外流,孔内注膠達到孔深的2/3或計算孔内的用膠量,并扣除鋼筋體積,保證用膠量占孔體積80%以上。孔内注完膠後應立即植筋。
注膠
6、植筋
1)垂直孔植筋将膠直接流、搗進孔中即可
2)水平孔植筋可用A6細鋼筋配合托膠闆(幹淨木闆)往孔内搗膠,也可讓施工人員戴好皮手套,将配好的膠成團塞、搗進孔内。
3)倒垂孔植筋請選用高觸變型植筋膠,該膠不流淌,可成團塞、搗入孔。
4)鋼筋、螺栓可采用旋轉或手錘擊打方式入孔,手錘擊打時,一手應扶住鋼筋或螺栓,以保證對中并避免回彈。若先将一較短電錘鑽頭端部焊接6mm厚小鐵闆,然後将電錘功能調為沖擊狀态,利用電錘的持續沖擊力,可克服植筋膠的阻力,快速無回彈地将鋼筋送至孔底。大量或大直徑植筋推薦采用此方式。在植入的過程中,要始終保持鋼筋與混凝土構件面垂直。
5)錨固膠填充量應保證插入鋼筋後周邊有少許膠料溢出。待鋼筋全部植入後,将孔口溢出的植筋膠清理幹淨。鋼筋植入混凝土内外露部分長度均要符合要求。
6)錨固膠初凝時間很快,從攪拌到植筋完畢整個過程應在20分鐘内完成
7)如果對初凝時間有特殊要求,可根據使用時的環境溫度及所需的錨固構建使用要求,通過增減B料(固化劑)的用量來控制膠的初凝時間。B料用量的多少對錨固強度沒有明顯影響。
8)所用主要器具:手套、細鋼筋、托膠闆、手錘。
7、固化、保護
1)鋼筋植入過程中位置會有所偏斜,故鋼筋插入孔内後要調整鋼筋使其與混凝土構件表面垂直,不偏斜,并保證其位于植筋孔的中間,不偏于一邊。植筋膠有一個固化過程,日平均氣溫25℃以上12小時内不得擾動鋼筋,日平均氣溫25℃以下24小時内不得擾動鋼筋,若有較大擾動宜重新植。
2)植筋膠在常溫、低溫下均可良好固化,若固化溫度25℃左右,2天即可承受設計荷載;若固化溫度5℃左右,4天即可承受設計荷載,且錨固力随時間延長繼續增長。
植筋
8、檢驗
在大量植筋前及植筋後都要做拉拔試驗,檢驗植筋膠是否符合設計要求以及工藝質量。可采用拉力計(千斤頂)對所植鋼筋進行拉拔試驗。加載方式見圖。為減少千斤頂對錨筋附近的混凝土的約束,下用槽鋼或支架架空,支點距離≥max(3d,60mm)。
1)大量植筋前,對鋼筋及植筋膠進行破壞性拉拔試驗,以确定鋼筋及植筋膠是否符合設計要求。
2)制作與要植筋部位混凝土結構相同強度等級的混凝土試件,按植筋步驟,植入3組鋼筋,待植筋膠完全固化後,進行拉拔試驗。勻速加載2~3分鐘(或采用分級加載),直至破壞。破壞模式分為鋼筋破壞(鋼筋拉斷)、膠筋截面破壞(鋼筋沿結構膠、鋼筋界面拔出)、混合破壞(上部混凝土錐體破壞,下部沿錨固膠、鋼筋界面拔出)3種,結構構件植筋,破壞模式宜控制為鋼筋拉斷。即當加力達到鋼筋屈服強度時,鋼筋出現頸縮現象,繼而拉斷,這表明鋼筋和植筋膠合格。
3)一般植筋72小時後,可采用拉力計(千斤頂)對所植鋼筋進行非破壞性拉拔試驗。用來檢測施工工藝的植筋質量,檢測的數量是植筋總數的1%,且不少于3根。
9、注意事項
1)錨固構造措施要滿足《混凝土結構加固設計規範GB50367-2006》的有關規定。
2)孔内塵屑是否清淨、鋼筋、螺栓是否除鏽、膠配比是否準确、是否攪拌均勻、孔内膠是否密實決定了錨固效果的優劣。
3)結構膠添加了納米防沉材料,但每次使用前檢查包裝桶内膠有無沉澱是良好的習慣,若有沉澱,用細棍重新攪拌均勻即可。
4)冬季氣溫低時,A組分偶有結晶變稠現象,隻需對A膠水浴加熱至50℃左右,待結晶消除攪勻即可,對膠性能無影響。
5)推薦的攪拌時間應予以保證,冬季施工并應再延長3分鐘左右。A、B膠配膠工具不得混用。
6)施工場所平均溫度低于0℃,可采用碘鎢燈、電爐或水浴等增溫方式對膠使用前預熱至30∽50℃左右使用,應注意不得讓水混入桶内。
7)結構膠完全固化後為無毒級材料,但未固化前個别組分對皮膚、眼睛有刺激 性,而且膠固化後也不易清除,所以施工人員應注意适當的勞動保護,如配備安全帽、工作服、手套等。人體直接接觸後應用清水沖洗幹淨。
8).周圍環境溫度越高,每次配膠量越大,可操作時間越短。預估适用期内的每次配膠量,以避免不必要的浪費。
9)結構膠宜在陰涼幹燥處密閉保存,保質期18個月。
10)結構膠的性能在不斷改進中,使用說明也可能随之變更,請以随貨配備的為準。植筋工程的施工應由具過硬施工工藝技術的專業施工隊伍完成,并應精心組織精心施工。
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