钢筋植筋技术

欧阳科创编钢筋植筋技术2021.02.-05《混凝土结 构加固设计规范》 GB50367-2006时间:2021.02.05创作:欧阳科时间::2011-03-13 栏目: 钢筋与结构 编辑: 建筑质检员 点 击: 18540 次 标签: 植筋技术 植筋要求现场施工中难免碰上需要植筋的时候,比如柱子钢 筋漏掉了、二次结构没有预留钢筋等,这个时候就需要植筋 处理植筋重点是植筋深度和植筋间距的问题,这个工地 上有个模糊的概念,就是15d,但是这个是错误的应该套 用混凝土结构加固设计规范要求进行计算,根据计算结果确 定植筋深度《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006第77页 有专门讲“植筋技术”的一篇,对植筋的构造要求和植筋深度 的计算有详细的说明当然,自己来算有点麻烦,网上有热 心人做了这个小软件——“植筋锚固长度计算软件”就在附 件里面欧阳科创编2021.02.05刚才在网上看到这篇文章,是别人讲植筋技术的论坛, 哎,一看就是为了应付评职称发表的,有点水啊,不过还可 以参考参考了[关键词] 植筋技术;非破损检验;破坏性检验 赵刚(重庆 华宇物业集团有限公司)一、引言近年来,植筋技术在钢筋混凝土结构工程中广泛应用, 但在工程实践中却普遍存在不统一的做法和不规范的行为。
植筋工程的施工质量直接影响到整个工程的质量,当引起工 程人员的重视,特别是某些植筋工程与生命线工程发生直接 联系,如果植筋过程处理不当,可能为工程留下影响结构安 全的隐患本文意在通过整理植筋技术相关规范规定,来纠 正植筋工程管理中的不规范行为!某商住楼工程根据政府规划部门的意见,将原设计 面向小区外侧的入口门厅拆除,将该工程的入口门厅重新调 整到面向小区中庭一侧,根据工程实际现状,需要植筋新增 11根框架柱;并对原有框架柱中的 4根相关剪力墙进行植筋 加固;在采光井处新增一块长跨6.9m、短跨4.5m的屋面板, 屋面板采用与该工程现浇楼板配筋一样的冷轧扭钢筋,分别 有一条短边和两条长边需要植筋;新增的框架梁中部分钢筋 也需植筋该植筋工程施工方案中部分文字内容如下:1、植筋工程的方案编制、施工作业、检测验收均以《混凝土结构加固技术规范》CECS25 : 90为标准甲182、植筋规格、数量、植 筋 规 格 ( mm )钻孔深度如下:申8甲22甲25植筋数量(根)36611648106钻孔深度(mm)1202703303753、挑梁上部钢筋胶粘剂采用喜利得结构胶,其他部 位钢筋胶粘剂采用国产A级胶。
钢筋植入后7日内严禁受到 触动和干扰,并按结构胶说明书要求加强保养和围护4、 钢筋植入固化 10 日后,委托具备相应资质的检 测单位,在监理见证下随机抽样进行现场抗拔抽检,每种规 格钢筋现场抗拔数量不得少于壹组,经检测合格后,才能进 行钢筋连接和安装绑扎等后序工作5、 现场检测抗拔力,当钢筋为III级螺纹钢时抗拔力 要求必须M360MPa /•当钢筋为II级螺纹钢时抗拔力要求必 须M300MPa ;当钢筋为I级钢时抗拔力要求必须 M210MPa二、植筋技术相关规范及规定 该工程方案编制、植筋施工、检测验收均以《混凝土 结构加固技术规范》CECS25 : 90为标准,其实该标准对于“植欧阳科创编2021.02.05筋技术”并无非常具体的规定,这个古老的规范已经被《混凝土结构加固设计规范》GB50367 -2006 (以下简称GB50367-2006)所替代, GB50367-2006 第 12 章“植筋技术”对植筋提出了更具体的要求与植筋验收关系更大的标准应该是《混凝土结构后锚固技术规程》 JGJ145-2004 (以下简称JGJ145-2004),同时不同地区还有地方标准,比如重庆市地方标准《混凝土 无机锚固 材料植筋施工及验收规程》DBJ/T50-032-2004 (以下简称 DBJ/T50-032-2004)。
JGJ145-2004 第 2.1.5 条的术语:化学植筋—以化学 粘结剂(锚固胶),将带肋钢筋及长螺杆等胶结固定于混凝 土基材锚孔中的一种后锚固生根钢筋; GB50367-2006 第 2.1.10 条的术语:植筋—以专用的结构胶粘剂将带肋钢筋或 全螺纹螺杆锚固于基材混凝土中这两个关于什么叫“植筋” 的术语中限定了植筋所用钢筋的种类:带肋钢筋或全螺纹螺 杆带肋钢筋的横肋能够使植筋胶体在锚固段形成与钢筋横 肋相咬合的肋体,这些肋体是保证所植钢筋长期锚固性能的 机械牙键,牙键太浅不能形成与钢筋横肋的有效咬合,牙键 太深则不能抵抗与钢筋横肋咬合作用的剪切, GB50367- 2006 第 12.1.4 条规 定带肋钢筋的相对肋面积应满足 0.055WA rW0.08,就是为了控制牙键的深浅冷轧扭钢筋的外 形不但不能形成机械牙键,还会使胶体局部过厚导致较大收 缩影响锚固效果,而且还使锚固段胶体厚薄相差较大,胶体越厚在钢筋受力后的剪切作用下剪切变形就越大,剪切应力 相应变小,而胶体较薄的位置剪切应力相应增大,从而导致 钢筋与胶体之间的粘结剪切应力不均匀而影响植筋效果所 以该工程屋面板设计植筋用冷轧扭钢筋是不恰当的!植筋不能使用冷轧扭钢筋,能使用光圆钢筋吗?笔 者曾经在某工程中看到用直径8mm的丨级钢筋运用于剪力 墙竖向分布钢筋植筋锚固的实例。
对于丨级钢能否用于“植 筋”,目前业界争议较大 JGJ145-2004 和 GB50367-2006 规定不使用光圆钢筋,原因在于光圆钢筋不能形成机械牙 键 , 所 植 钢 筋 长 期 锚 固 性 能 不 能 得 到 保 障 DBJ/T50-032-2004 第 3.0.1 条规定:混凝土植筋技术不适用 于各种轻质混凝土结构、砌体结构以及采用圆钢作为植入钢 筋的承重结构,对非承重结构的拉接构造的植筋施工可参照 本规程执行根据这个规定区分结构构件的重要性,框架结 构填充墙拉结筋如果设计光圆钢筋采用植筋方式施工应该 允许,而运用丨级钢筋剪力墙竖向分布筋植筋锚固则不太恰 当应该注意的是,地方标准西南05G701系列图集中的填 充墙拉结筋推荐了三种做法,第一种是预留拉结筋法,第二 种是预埋铁件法,最后一种是才是植筋法然而在其后颁发 的国家标准 06SG614 图集中却限定使用预留拉结筋和预埋 铁件两种方法,并不主张采用植筋方式施工填充墙拉结筋三、植筋锚固深度与钻孔深度植筋施工钻孔成型后,应报监理检查验收钻孔直径和 钻孔深度,我曾经看到监理人员在验孔时要求的钻孔深度正 好是设计的植筋深度,本文列举方案中的钻孔深度正好是钢 筋直径的 15 倍,而该工程的设计植筋深度也是钢筋直径的 15 倍,这反应出一个现状: 植筋深度被认为就是钻孔深度。
有 一定现场经验的技术人员一定知道,钢筋切断加工很难保证 其端面平整,不能使具有 360°完整圆周钢筋面与孔底侧面对 齐;植筋钻孔作业会对孔位周边表皮混凝土造成轻微损伤, 不能保证孔口对胶体形成有效基体基于这两个原因,如果 用端面不够平整的钢筋植入 15 倍钢筋直径的混凝土孔内, 肯定不能保证所植钢筋的有效锚固长度达到 15倍钢筋直径 欧美植筋的钻孔深度一般要求比设计植筋深度大2~3倍钢 筋植筋,DBJ/T50-032-2004第6.0.4条规定的钻孔深度为设 计植筋深度+ (10〜15) mm其实是一个深度较浅的要求国内早期普遍按照钢筋直径 15 倍要求植筋深度,笔 者在 2003 年以前的植筋工程管理中就是按照设计要求的 15 倍钢筋直径实施,其中包括一些悬挑构件、大跨度主梁的植 筋调查我国植筋技术发展历史分析,这个15d来自于国外 进口植筋用结构胶使用说明书上的要求,但被忽略的是这个 要求是构造性钢筋的植筋深度 DBJ/T50-032-2004 参编专 家根据重庆市建筑科学研究院和重庆建筑大学材料系的一 些相关实验,认为采用热轧带肋钢筋植筋,最小植筋深度 15d 能满足设计要求,所以在该规程第 4.2.1 条规定:构造要求 最小植筋深度为15d。
在混凝土基材强度等级、钢筋级别、 植筋胶种类完全相同的条件下,按照钢筋直径统一倍数确定 植筋深度,在0.9Asfyk拉拔力作用下,较大直径的钢筋将较 先被拔出,反应出植筋锚固段钢筋表面积与钢筋断面积并不 是理想的线性关系,瑞士联邦技术学院的 Marti 教授根据该 实验得出,胶粘剂与钢筋之间粘合表面所承受的力随植筋长 度类似线性增长,但仅是随钢筋直径的平方根增长所以植 筋深度统一规定成一个固定的钢筋直径倍数是不科学的!GB50367-2006 第 12.2.3 条规定了植筋的基本锚固 深度ls计算公式:ls=0.2asptdfy/fbd式中aspt—为防止混凝土劈裂引用的计算系数;d—植筋公称直径;fbd—植筋用胶粘剂的粘结强度设计值,对于构造性钢筋的植筋深度, GB50367-2006 第 12.2.3 条根据钢筋的受力性质不同,规定了受拉钢筋最小锚 固长度lmin=max {0.61s ; 10d ; 100mm};受压钢筋最小锚 固长度lmin= max {0.31s ; 10d ; 100mm}这里可以看出, 规范严谨地把构造性植筋的锚固深度交给了设计者,比 DBJ/T50-032-2004 的规定要合理一些,同时避免那些植筋 公司或胶粘剂厂家的误导。
四植筋胶粘剂 该方案中要求悬挑梁上部钢筋胶粘剂采用喜利得结构胶,其他部位钢筋胶粘剂采用国产A级胶°GB50367 - 2006 第 12.1.5 条规定:植筋用的胶粘剂必须采用改性环氧类或改 性乙烯基酯类(包括改性氨基甲酸酯)的胶粘剂,当植筋的直 径大于22mm时,应采用A级胶喜利得结构胶是总部位于 欧洲列支敦士登的喜利得集团生产的胶粘剂产品,“喜利得” 只是一个品牌,其系列产品中有符合A级标准的结构胶,也 有符合B级标准的结构胶该工程悬挑梁上部有直径25mm 主筋,如果使用符合B级胶标准的喜利得结构胶植筋显然不 满足GB50367 - 2006的规定,A级结构胶性能良好,但价格 较高该工程中除挑梁上部钢筋以外的其他部位植筋有 12 根直径22mm钢筋、116根直径18mm钢筋、366根直径8mm 钢筋,这些小直径钢筋使用经得起检验的B级胶是许可的, 采用A级胶无疑是一种浪费五、检测抽检时间和频率不同的胶粘剂固化时间是不一样的,固化时间太短的 胶粘剂强度增长快、脆性大;固化时间太长的胶粘剂强度增 长慢、耐久性差在制定胶粘剂检验合格指标时,均是以胶 粘剂产品使用说明书标示的固化期为准所取得的试验结果 为依据确定的;因此,对实际工程中胶粘的锚固件,其检验 日期也应以此为准,才能如实反映其胶粘质量状况。
倘若时 间拖久了,将会使本来固化不良的胶粘剂,其强度有所增长, 甚至能达到合格要求,但并不能改善其安全性和耐久性能 GB50367 - 2006附录N第2.5条规定应在胶粘剂达到其产品 说明书标示的固化时间的当天进行本文列举方案中规定了 2个时间限定要求:钢筋植入后7日内严禁受到触动和干扰, 10 日后进行现场抗拔抽检,看似合理,实际上是以为了保证 钢筋免受扰动为借口,拖延了抗拔检验的时间JGJ145-2004附录A第2.2条规定所植钢筋应按同规 格、同型号、基本相同部位组成一个检验批,抽取数量按每 批总数的1%o计算,且不少于3根DBJ/T50-032-2004第 6.0.4条规定:植筋锚固承载力的现场验收检验按同一施工条 件下同规格钢筋数量的 1%进行抽检,但不应少于 3 根以上 两套标准的检测方式均采用“非破损检验”,但抽检频率却相 差九倍按照1%进行抽检不但比按照 1%进行抽检的检测费 用高,而且还容易暴露植筋工程的施工质量问题,很多施工 单位在工程实践中就以两套规范均为现行标准为由,按照 1%进行抽检,甚至有些工程抽检频率比 1%还低很多事 实上,JGJ145-2004和DBJ/T50-032-2004规定采用的非破 损检验检测出劣质产品或不良施工质量的能力很低,如果抽 检数量不够,很难避免不合格的锚固工程蒙混过关。
在讨论植筋工程的抽检数量之前,我们应该先明确 抽样检测的方式植筋抗拔承载力现场检验分为非破损检验 和破坏性检验经非破损检验合格的植筋锚固件(包括混凝 土基材)在整过检验过程中均未遭受损坏,检测过后还可以 保证锚固件在结构中正常使用;破坏性检验后的锚固件(包 括经破坏性检验判定合格的锚固件)已经在检验过程中被破 坏,不能再用于结构构件中由于破坏性检验完整地模拟了 构件中锚固件的破坏过程,能够充分展现被检测锚固件的工 作性能,所以其检测出劣质产品或不良施工质量的能力较 高, GB50367-2006 附录 N 第 1.4 条规定重要结构构件、 悬挑结构构件应采用破坏性检验方法对锚固质量进行检验; 第 2.2 条规定破坏性检测的抽样取每一验收批锚固件总数的 1%0,且不少于5件进行检验,若植筋总数不多余100件时, 可仅抽取3件进行检验;第 2.3条规定:重要结构构件应抽 取每一验收批锚固件总数的 3%且不少于 5 件进行非破损检 测,一般结构构件应抽取每一验收批锚固件总数的 1%且不少 于 3 件进行非破损检测;第 2.4 条规定当不同行业标准的抽 样规则与该规范不一致时,对承重结构加固工程的锚固质量 检测,必须按该规范的规定执行。
所以本文列举的方案对现 场抗拔力检测的抽检频率规定不符合规范要求六、植筋检测抗拔力确定本文列举方案中针对使用|、||、|||级钢筋植筋提出抗拔力分别不能小于 210MPa、300MPa、360MPa 的要求 抗拔力的基本单位是“N”,而1MPa二1N/mm2, “N”与 “N/mm2”之间用“M”是无法做比较的!后经笔者与该方案编 制者通过沟通,才明确了拟定者本意是:抗拔力M钢筋设计 强度x钢筋断面积我曾经调查过重庆好几家检测单位的工 作人员,其中包括行政主管部门下属的检测中心工作人员, 还调查过一些施工单位和专业植筋机构的工作人员,得出一 个结论:目前有相当一部分工程人员认为,植筋抗拔检测的 基本要求应该是“抗拔力M钢筋设计强度X钢筋断面积”根据 DBJ/T50-032-2004 附录 C 第 3.2 条“检验荷载 最小值为钢筋受拉承载力设计值的 1.2倍”的规定,有的工程 人员认为:植筋抗拔检测的基本要求应该是“抗拔力M钢筋设 计强度X钢筋断面积X1.2” “抗拔力M钢筋设计强度X钢筋 断面积x1.2”看起来符合DBJ/T50-032-2004附录C第3.2 条 规定了,但我们应认识到DBJ/T50-032-2004本身并不很严 谨:其附录 C 第 3.2 条不应该规定“检验荷载最小值”为多少, 而 应 该 规 定 “ 检 验荷载” 为 多少。
为 什么呢? DBJ/T50-032-2004附录C第1.2条规定植筋锚固承载力现 场验收检测应为非破损检验,检测所植钢筋在正常使用状态 下的锚固性能,其抗拔承载力应达到检验荷载要求这条规 定有两个地方值得注意,那就是使抗拔承载力“达到”检验荷 载,在不“破损”所植钢筋的条件下,检测所植钢筋在正常使用 状态下的锚固性能,如果让抗拔承载力“超过”检验荷载怎么欧阳科创编2021.02.05 能保证所植钢筋不被“破损”? 这样一来,有的工程人员认为 应该“抗拔力二钢筋设计强度X钢筋断面积X1.2 ”才是正确的然而“抗拔力二钢筋设计强度x钢筋断面积x1.2 ”是否 恰当呢?《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第1123 条规定一、二级抗震等级结构钢筋的屈服强度实测值与强度 标准值的比值不应大于1.3如果III级螺纹钢的屈服强度实 测值为430 MPa,未超过强度标准值的1.3倍,应该可以用 于一、二级抗震等级结构,如果所植钢筋抗拔应力拉到设计 强度360MPa的1.2陪即432 MPa,使“抗拔力二432 MPax钢 筋断面积”,钢筋就可能屈服却又不被拉断,也就是说钢筋已 经被破坏了,并未达到“非破损检验”目的,这也是 DBJ/T50-032-2004 不够严谨的地方。
JGJ145-2004 附录 A 第 4.3 条规定非破损检验,荷载检验值应取 0.9Asfyk 及 0.8 Rk ,c N计算之较小值Rk ,c N为非钢材破坏承载力标准值, 它反映了“非破损检验”还应保证不破坏混凝土基体笔者认 为JGJ145-2004“非破损检验”方式的检验荷载规定,其先进 合理性高于GB50367 -2006“非破损检验”方式的检验荷载规 定七、结语 牵涉到植筋技术的现行国家规范、行业标准、地方 规程对植筋技术的要求不尽统一,导致了个别工程人员对植 筋技术的认识和掌握不够全面,使他们在实际工作中容易造成非故意的错误,同时为那些被利益驱使的工程人员断章取 义地蒙骗相关工程人员提供了机会,本文通过整理现行国家 规范、行业标准、地方规程有关植筋技术的部分规定,分析 某实际植筋工程施工方案中不够全面或不够恰当的技术要 求,以望达到纠正植筋工程管理中非规范行为之目的时间:2021.02.05创作:欧阳科。