鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)植筋錨固深度應(yīng)用的研究

游建華

【摘要】本文圍繞鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)植筋錨固深度應(yīng)用展開(kāi)討論，在混凝土結(jié)構(gòu)中利用結(jié)構(gòu)植筋，一方面提高混凝土的強(qiáng)度，另一方面增加錨固深度，為結(jié)構(gòu)植筋的應(yīng)用以及增加錨固深度提供參考依據(jù)。通過(guò)深入分析植筋的技術(shù)應(yīng)用，科學(xué)合理的掌握植筋錨固原理，以便增加植筋錨固的深度，為擴(kuò)大植筋的應(yīng)用范圍促進(jìn)工程發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】鋼筋混凝土;結(jié)構(gòu);植筋錨固;應(yīng)用

在社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，城市化進(jìn)行速度不斷加快，各地區(qū)在加快工程建設(shè)的同時(shí)，對(duì)老舊建筑的維修改造工作給予更多的關(guān)注。遵循不浪費(fèi)資源、可持續(xù)發(fā)展的原則，充分利用老舊建筑的資源，將植筋錨固技術(shù)應(yīng)用在建筑加固施工中。在施工過(guò)程中，植筋技術(shù)可以提高錨固應(yīng)力，并且植入深度較小，施工快速簡(jiǎn)單，而且施工成本較低。

1、化學(xué)植筋技術(shù)應(yīng)用

化學(xué)植筋統(tǒng)稱(chēng)為植筋，作為一種應(yīng)用較為廣泛的錨固技術(shù)，將植筋連接到建筑內(nèi)的材料，以便獲得良好的加固效果。在植筋施工過(guò)程中，施工人員使用鉆孔設(shè)備在建筑結(jié)構(gòu)上鉆取植筋孔，將化學(xué)膠黏劑注入到孔內(nèi)，使植筋與結(jié)構(gòu)中的鋼筋等結(jié)構(gòu)粘結(jié)在一起，在膠黏劑凝固過(guò)程中，鋼筋與植筋相互融合，獲得良好的加固效果。

在化學(xué)植筋技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，使用到的植筋和膠黏劑，都具有良好的安全性和穩(wěn)定性，充分說(shuō)明化學(xué)植筋技術(shù)較為成熟。在化學(xué)植筋施工過(guò)程中，既能安全快速的進(jìn)行施工，施工操作較為簡(jiǎn)單，并且成本較低，還能提高結(jié)構(gòu)的承載能力，有效傳遞建筑產(chǎn)生的荷載。基于化學(xué)植筋技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在建筑加固、曾層擴(kuò)建以及結(jié)構(gòu)改造過(guò)程中，化學(xué)植筋技術(shù)應(yīng)用較為廣泛。以在老舊建筑改造工程為例，應(yīng)用化學(xué)植筋技術(shù)，可以提高老舊建筑的梁柱的承載能力。

2、化學(xué)植筋錨固原理

化學(xué)植筋錨固的原理，主要是使用具有較強(qiáng)粘結(jié)力的化學(xué)膠黏劑，將膠黏劑注入到混凝土鋼筋與植筋的連接位置，最終形成穩(wěn)定的錨固結(jié)構(gòu)。但是應(yīng)注意的是，在化學(xué)植筋錨固施工過(guò)程中，會(huì)有許多因素影響到錨固質(zhì)量，包括鋼筋肋的面積、膠黏劑強(qiáng)度以及混凝土強(qiáng)度等。通常情況下，要求混凝土強(qiáng)度應(yīng)超過(guò)C20，才能進(jìn)行化學(xué)植筋錨固施工。在使用膠黏劑時(shí)，應(yīng)根據(jù)混凝土的強(qiáng)度，選用不同級(jí)別的膠黏劑，并且設(shè)定合理的植筋深度。根據(jù)鋼筋肋的相對(duì)面積以及混凝土強(qiáng)度，以便確定植筋的深度和使用的膠黏劑的級(jí)別。鋼筋相對(duì)面積使用Ar代表，若Ar在0.055-0.08范圍內(nèi)，選用直徑超過(guò)22毫米的鋼筋，并且膠黏劑的級(jí)別為A級(jí)。

3、化學(xué)植筋研究成果

我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始對(duì)化學(xué)植筋進(jìn)行深入的研究，在研究中經(jīng)過(guò)不斷的試驗(yàn)，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果獲得在建筑中植筋長(zhǎng)度的計(jì)算方法。以單根植筋錨固承載力設(shè)計(jì)要求為例，會(huì)使用到不同的公式，包括Nbt=fyAs、ld≥ψNψaels、ls=0.2αsptdfy/fbd。在上述公式中：1.Nbt代表植筋鋼材軸向承載壓力，單位為kN;2.fy植筋用鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，單位為N/mm2;3.As代表鋼筋的截面面積，單位為mm2;4.ld代表植筋錨固深度值，單位為mm;5.ls代表植筋基本錨固深度值，單位為mm;6.ψN代表錨固深度修正系數(shù);7.ψae代表位移延性要求修正系數(shù);8.αspt代表防止混凝土劈裂引用的計(jì)算系數(shù);9.d代表植筋公稱(chēng)直徑，單位為mm;10.fbd代表植筋用膠粘劑的粘結(jié)抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，單位為N/mm2。

以單鋼筋為例，對(duì)單鋼筋進(jìn)行拉拔試驗(yàn)時(shí)，主要通過(guò)四種植筋破壞方式進(jìn)行試驗(yàn)，分別為鋼筋斷裂破壞模式、混凝土呈椎體破壞模式、混凝土與膠粘劑粘結(jié)破壞模式以及椎體-粘結(jié)復(fù)合破壞模式。

由于不同的植筋破壞模式，會(huì)對(duì)錨固的長(zhǎng)度造成不同的影響，通過(guò)增加錨固長(zhǎng)度，才能獲得良好的錨固效果。通過(guò)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在鋼筋的屈服力與錨固力相同時(shí)，此時(shí)進(jìn)入到錨固鋼筋長(zhǎng)度的臨界狀態(tài)，在臨界狀態(tài)，鋼筋的屈服強(qiáng)度為最大值，錨固的破壞長(zhǎng)度在最小值。若增加鋼筋的錨固長(zhǎng)度，會(huì)提高鋼筋的屈服強(qiáng)度，并且有效增加錨固力，但是錨固力持續(xù)增加，超過(guò)鋼筋的承受能力，直至拉斷鋼筋，此時(shí)植筋在結(jié)構(gòu)中的錨固作用消失，未能產(chǎn)生良好的錨固效果。所以在確定植筋深度時(shí)，采用椎體-粘結(jié)破壞的方法，可以掌握鋼筋屈服強(qiáng)度，以及植筋最佳的錨固長(zhǎng)度。

4、應(yīng)用總結(jié)

將結(jié)構(gòu)加固技術(shù)廣泛應(yīng)用在建筑加固施工中，可以提高老舊建筑的穩(wěn)定性和安全性，延長(zhǎng)建筑的使用壽命，有助于獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。在建筑物使用過(guò)程中，不同的因素會(huì)影響到建筑的正常使用，如施工因素、環(huán)境因素等。針對(duì)不同因素導(dǎo)致建筑出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，采用結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，消除建筑存在的安全隱患，避免建筑出現(xiàn)安全事故。

在結(jié)構(gòu)加固技術(shù)中，植筋技術(shù)是重要的組成部分，使用植筋以及環(huán)氧樹(shù)脂膠，借助環(huán)氧樹(shù)脂膠的耐高溫性能和耐久性，可以增強(qiáng)植筋在建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)的錨固性能，保證植筋與建筑處于安全穩(wěn)定的狀態(tài)，延長(zhǎng)植筋在建筑結(jié)構(gòu)中的加固能力。

提高植筋的連接能力，要求施工人員對(duì)建筑結(jié)構(gòu)中的配筋進(jìn)行全面的勘察，掌握結(jié)構(gòu)內(nèi)的配筋后，可以選用科學(xué)合理的方法進(jìn)行植筋施工。以素混凝土和配筋率較低的建筑結(jié)構(gòu)為例，植筋技術(shù)應(yīng)用在上述結(jié)構(gòu)中，無(wú)法獲得良好的加固效果。所以應(yīng)掌握建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)的配筋率，根據(jù)配筋率配置合適的植筋構(gòu)件。

植筋技術(shù)通常應(yīng)用在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，使用植筋與結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋相互連接，形成全新的構(gòu)件，可以增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在連接過(guò)程中，需要混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)含有足夠的箍筋，并且配筋率滿足連接要求，同時(shí)計(jì)算鋼筋強(qiáng)度和延性，才能使用合適的植筋。以懸挑結(jié)構(gòu)等特殊結(jié)構(gòu)為例，需要在結(jié)構(gòu)中的堅(jiān)實(shí)并且未出現(xiàn)缺陷的混凝土應(yīng)用植筋技術(shù)，在應(yīng)用植筋技術(shù)時(shí)，配置的植筋與結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋數(shù)量相同，才能保證植筋受到的應(yīng)力較為均衡。此外在配置植筋過(guò)程中，應(yīng)在完整無(wú)缺陷的位置配置植筋，使錨固位置更加穩(wěn)定。在確定錨固位置后，通過(guò)試驗(yàn)確定植筋的方法，通過(guò)試驗(yàn)既能確定植筋錨固深度，還能獲得植筋的屈服強(qiáng)度，保證植筋在結(jié)構(gòu)內(nèi)處于平衡狀態(tài)，有助于獲得良好的植筋加固效果。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，在對(duì)建筑進(jìn)行加固施工過(guò)程中，應(yīng)用植筋技術(shù)進(jìn)行加固，需要施工企業(yè)進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)確定植筋的加固方法，并掌握植筋在結(jié)構(gòu)內(nèi)的加固深度。此外應(yīng)根據(jù)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)以及配筋率，合理使用植筋加固技術(shù)，在確定混凝土強(qiáng)度和配筋率后，應(yīng)結(jié)合鋼筋肋相對(duì)面積，選用不同級(jí)別的粘膠劑，使植筋與結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋充分結(jié)合，一方面提高植筋的加固能力，獲得良好的加固效果，另一方面有效延長(zhǎng)建筑的使用壽命。

參考文獻(xiàn)：

[1]霍艷華，熊進(jìn)剛.預(yù)埋鋼筋和植筋錨固長(zhǎng)度的對(duì)比分析[J].混凝土，2011，（6）：136-139.

[2]李新，苗雨順.后錨固植筋技術(shù)在加固改造工程中的應(yīng)用[J].科技資訊，2011，（8）：30.