植筋錨固長(zhǎng)度計(jì)算及應(yīng)用

李春華

（中材海外工程有限公司，北京 海淀 100037）

0 引言

在工程改造方案中，植筋技術(shù)被廣泛采用，但實(shí)踐中仍存在不規(guī)范行為， 尤其是對(duì)植筋錨固長(zhǎng)度的確定， 不少設(shè)計(jì)人員僅根據(jù)廠家的產(chǎn)品表格進(jìn)行選用，這是不準(zhǔn)確的，應(yīng)根據(jù)規(guī)范計(jì)算得出。現(xiàn)根據(jù)混凝土規(guī)范和混凝土加固相關(guān)規(guī)范， 梳理植筋技術(shù)錨固長(zhǎng)度的計(jì)算過(guò)程。

1 適用范圍

植筋技術(shù)適用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件以結(jié)構(gòu)膠種植帶肋鋼筋和全螺紋螺桿的后錨固設(shè)計(jì)，不適用于素混凝土構(gòu)件， 包括縱向受力鋼筋一側(cè)配筋率小于0.2%構(gòu)件的后錨固設(shè)計(jì)。

2 材料要求

2.1 混凝土

（1）當(dāng)新增構(gòu)件為懸挑構(gòu)件時(shí)，其原構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C25；

（2）當(dāng)新增構(gòu)件為其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，其原構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C20；

（3）采用植筋錨固時(shí)，其錨固部位的原構(gòu)件混凝土應(yīng)無(wú)局部缺陷。 若有局部缺陷，應(yīng)先進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)或加固處理后再植筋。

2.2 鋼筋要求

（1）應(yīng)使用熱軋帶肋鋼筋或全螺紋螺桿，不得使用光圓鋼筋和錨入部位無(wú)螺紋的螺桿；

（2）用于植筋的鋼筋宜采用HRB400 級(jí)，其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范《鋼筋混凝土用鋼第2 部分：熱軋帶肋鋼筋》GB/T1499.2—2018 的要求，鋼筋強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010—2010 執(zhí)行；

（3）用于植筋的全螺紋螺桿鋼材等級(jí)應(yīng)為Q345級(jí)，其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T 1591—2018 的規(guī)定。

2.3 膠黏劑

（1）承重結(jié)構(gòu)加固用的膠黏劑性能應(yīng)符合《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》GB 50728—2011 第 4.2.2 條規(guī)定；

（2）對(duì)重要結(jié)構(gòu)、懸挑構(gòu)件、承受動(dòng)力作用的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件應(yīng)采用A 級(jí)膠；

（3）對(duì)一般結(jié)構(gòu)可采用A 級(jí)膠或B 級(jí)膠。

3 錨固計(jì)算

單根植筋錨固深度設(shè)計(jì)值應(yīng)滿足式（1）：

式中，Ld為植筋錨固深度設(shè)計(jì)值；ΨN為各種因素對(duì)植筋受拉承載力影響而需加大錨固深度的修正系數(shù)；Ψae為植筋位移延性要求的修正系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不小于C30 時(shí)，對(duì)6 度區(qū)及7 度區(qū)一、二類場(chǎng)地，取1.1，對(duì)7 度區(qū)三、四類場(chǎng)地及8 度區(qū)，取1.25，當(dāng)混凝土強(qiáng)度大于 C30 時(shí)，取 1.00；Is為植筋基本錨固長(zhǎng)度，其計(jì)算如式（2）所示：

式中：αspt為防止混凝土劈裂引用的計(jì)算系數(shù)，見(jiàn)表1；d 為植筋公稱直徑；fbd為植筋用膠黏劑的粘結(jié)抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，見(jiàn)表2。

表1 考慮混凝土劈裂影響的計(jì)算系數(shù)αspt

表2 粘結(jié)抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fbd

4 構(gòu)造規(guī)定

當(dāng)按構(gòu)造要求植筋時(shí)，最小錨固長(zhǎng)度Lmin應(yīng)符合下列構(gòu)造規(guī)定：

（1）受拉鋼筋錨固：max（0.3l s， 10 d，100 mm）；

（2）受壓鋼筋錨固：max（0.6l s， 10 d，100 mm）；

（3）對(duì)懸挑結(jié)構(gòu)、構(gòu)件應(yīng)乘以1.5 的修正系數(shù)。

5 工程案例

某津巴布韋水泥廠改造項(xiàng)目中， 采用植筋，計(jì)算得出植筋直徑為20 mm， 錨固長(zhǎng)度為620 mm。因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)鉆機(jī)最多能鉆進(jìn)450 mm 的深度，所以要調(diào)整植筋方案，以滿足現(xiàn)場(chǎng)施工條件。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.3.2 條第4 款：當(dāng)縱向受力鋼筋的實(shí)際面積大于其設(shè)計(jì)計(jì)算面積時(shí)，修正系數(shù)取設(shè)計(jì)計(jì)算面積與實(shí)際配筋面積的比值，但對(duì)有抗震設(shè)防要求及直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，不應(yīng)考慮此項(xiàng)修正。 為此，將鋼筋直徑20 mm 改為25 mm，錨固長(zhǎng)度取400 mm，滿足現(xiàn)場(chǎng)施工條件。

6 結(jié)語(yǔ)

文章總結(jié)了植筋錨固深度計(jì)算方法，經(jīng)過(guò)計(jì)算得出的錨固長(zhǎng)度比對(duì)植筋公司或膠黏劑廠家具有指導(dǎo)作用，可保證設(shè)計(jì)的安全、合理。