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【摘 要】 砌体填充墙作为建筑物的非结构构件,应与主体结构有可靠的连接,以增强填充墙抗震能力。植筋作为建筑施工的新工艺,新方法,是可以取代传统施工方法的。施工方法主要有模板钻孔插拉结筋、拉结筋先预埋法、预埋铁件焊接拉结筋法、植筋法施工拉结筋等;本篇主要介绍植筋法施工拉结筋。
【关键词】 植筋技术;方法比较;施工实例
一、概述
砌体填充墙作为建筑物的非结构构件,应与主体结构有可靠的连接,以增强填充墙抗震能力,建筑抗震设计规范(GB5011)明确指出填充墙应沿框架柱全高每隔500mm设2Φ6的拉筋,对一幢普通的框架或框—剪结构而言,为保证填充墙的抗震性能,填充墙与混凝土柱、墙连接的拉结筋数量大采用传统预埋拉结筋的方法,质量难以保证且耗费工时,浪费材料。植筋作为建筑施工的新工艺新方法,是可以取代传统施工方法的。所谓“植筋”,就是将钢筋插入混凝土中用JGN·AC建筑结构粘合剂进行粘结锚固,使其达到设计要求的一种施工方法。JGN·AC建筑结构粘合剂是一种高性能的建筑结构补强加固工程材料,用于水平钢筋的埋植锚固。这种方法主要适用于在混凝土结构部件上的钢筋生根,也可用于螺杆、螺栓在混凝土中的锚固。
二、施工方法比较
1、模板钻孔插拉结筋
该方法在目前的施工现场广泛采用,其原理是在混凝土初凝之前在柱模上钻眼,将拉结筋插入柱混凝土中,混凝土凝固后与钢筋连接成整体。其缺点在于:⑴现在施工模板广泛采用木模板和钢模板,模板上钻孔后损坏模板,影响重复利用,且易产生漏浆;⑵为重复利用,柱模的拆除时间往往较短,钢筋还未与混凝土有牢固的粘结,拆除柱模时易扰动拉结筋,导致钢筋与混凝土粘结力不足,起不到拉结的作用。
2、拉结筋先预埋法
一般做法是将拉筋在支柱模前绑扎在钢筋骨架上,伸出段紧靠模板向上或向下弯折,柱模拆除后再将锚筋凿除拉直。其缺点在于:⑴由于混凝土的振动,绑扎在钢筋骨架上的拉结筋可能移位,准确确定其位置困难;⑵为了找到预埋的拉结筋,不得不凿坏柱的侧表面,有时凿深大于保护层,对柱的承载力会產生影响;⑶因拉结筋在混凝土振动时易错位,很难保证拉直后的拉结筋均在填充墙的灰缝位置,往往根部有残留弯曲,影响拉结效果。
3、预埋铁件焊接拉结筋法
该做法是在混凝土柱施工时,在需要放置拉结筋的区域内通常预埋扁铁铁件,墙体砌筑时再将拉结筋焊接在预埋铁件上。其缺点在于:⑴需大量预埋扁铁铁件,增加成本;⑵增加大量焊接工作量,影响施工进度。
4、植筋法施工拉结筋
植筋法施工拉结筋是在钢筋混凝土结构柱、墙要生根的位置上,按设计的钢筋数量、规格,经过钻孔按植筋工艺要求对钢筋及孔洞处理后,用强力结构胶植入钢筋的施工方法。由于植筋施工是后置法,墙柱施工已完成,拉结筋能够准确定位,只要能保证拉结筋受拉达到屈服而不被从混凝土柱、墙中拔出,拉结筋就能达到预期效果。实践证明:植筋按相应规程操作,钢筋植入混凝土达到规定深度,完全能保证钢筋受拉达到屈服而不被拔出。直径6.5mm钢筋设计强度为210N/mm2,试验屈服点为330~525MPa,多为母材拉断。植筋施工拉结筋埋置位置准确,不损伤柱、墙混凝土,锚拉效果优于传统施工方法且易保证施工质量。
三、钢筋基本锚固深度的确定
2、定位放线
根据原设计图纸,在砌筑之前做好皮数杆,再用皮数杆统一在框架柱上(有墙的一面)画出具体的砌块(或砖)和灰缝的位置,并根据图纸或规范的要求,标出每根钢筋需植入的位置。
3、成孔
⑴首先检查混凝土强度等级,要求不得低于C15。
⑵根据图集和规范对拉结筋的要求,查明每根钢筋的规格,并根据钢筋直径选择不同直径的钻头及钻孔深度。
⑶成孔机械可以使用空心钻,也可以使用电锤钻,但是不得破坏原有混凝土构件的结构。在钻孔过程中如遇到原混凝土构件主筋必须避开,勿将原主筋切断,如确实无法避开主筋,致使钻头钻不进去,不能达到要求深度时,可适当增加孔洞数量。
⑷成孔后的孔壁必须完整无损,即无裂缝、无蜂窝、无孔洞。
⑸钻孔时钻头略微向下倾斜,使孔口略低,以便清孔。
4、清孔
⑴成孔后应立即清孔,使用钢刷清除孔壁的灰粉,吹出粉尘、清理积水。孔内应尽可能的干燥。
⑵使用棉纱蘸取丙酮擦拭孔壁一遍。清孔后若不能及时植筋,必要时封堵孔口,防止尘土、砂粒等掉进孔内。
5、钢筋表面处理
采用机械方法或钢丝刷除去钢筋植入部位表面铁锈和氧化层,露出金属光泽,然后使用丙酮除去残留的油污和汗渍。钢筋处理过后应尽快植入孔内,避免重新生锈。
6、配胶
JGN·AC建筑结构粘合剂为双组分胶,其中甲组分呈灰白色膏状,均匀无沉淀;乙组分为黑色粘稠膏状。甲、乙组分的重量配合比为4:1,分别准确计量后搅拌均匀。拌好的胶呈均匀的灰色。
调配胶的量应根据现场的操作情况而定,一次不宜多调,保证能在15min~30min内用完。否则,在规定的操作时间内未注入孔内,粘合剂失去流动性和粘接性将会造成材料浪费。
严禁使用任何溶剂对粘合剂进行稀释。
五、植筋工程施工实例
清河发电厂“以大代小”1×600MW机组集中控制楼工程,主体为钢筋混凝土框架结构,填充墙体为MU10粘土多孔砖(KP1型),M5混合砂浆砌筑。该楼的拉结筋埋设量大,采用传统的埋设方法既损坏模板又难以保证施工质量,我公司建议采用结构胶植筋法来埋设拉结筋。
为了论证植筋的可行性和植筋的效果,应甲方和监理方的要求,在首批植筋200多根后,由监理方随机抽查了三根进行抗拔试验。所抽查的钢筋为Φ6圆钢,实际打孔孔径为10mm,植筋深度为120mm。单根钢筋设计承载力为5.90kN。
钢筋拉拔试验结果表明,三根筋达到设计承载力时千分表显示钢筋与混凝土间无相对位移,继续拉拔,钢筋均被拔断,植筋根部未有松动痕迹。甲方和监理方对植筋试验结果满意,钢筋都能达到屈服而不被拔出,整个工程锚拉钢筋均用结构胶植筋法施工。
借鉴使用植筋法施工墙体拉结筋取得的良好效果,在后补由于各种原因漏设的预埋铁件施工中,也多次使用植筋法,效果显著。
六、植筋法施工拉结筋的经济分析
结构胶植筋施工拉结筋经济效果也很显著,经分析计算,单根拉结筋植筋所用结构胶材料成本还不到0.5元,熟练工人一天植筋100根左右,植单根钢筋综合成本也在1~2元左右,比用其他方法施工拉结筋还经济。由于植筋施工拉结筋工艺简便,且拉结筋非结构用钢筋,要求相对较低,一般钢筋工经简单培训都可以操作。
七、结论
使用结构胶植筋法锚固墙体拉结筋,解决了钢筋混凝土框架结构填充墙体拉结筋施工质量难以保证,且费工、费时又浪费材料的问题。植筋法也可用于混凝土房屋增层、混凝土柱接长、新增混凝土梁、后补预埋铁件等的钢筋锚固,此技术施工方便,造价低、工期短,因此有广泛的应用前景。
【关键词】 植筋技术;方法比较;施工实例
一、概述
砌体填充墙作为建筑物的非结构构件,应与主体结构有可靠的连接,以增强填充墙抗震能力,建筑抗震设计规范(GB5011)明确指出填充墙应沿框架柱全高每隔500mm设2Φ6的拉筋,对一幢普通的框架或框—剪结构而言,为保证填充墙的抗震性能,填充墙与混凝土柱、墙连接的拉结筋数量大采用传统预埋拉结筋的方法,质量难以保证且耗费工时,浪费材料。植筋作为建筑施工的新工艺新方法,是可以取代传统施工方法的。所谓“植筋”,就是将钢筋插入混凝土中用JGN·AC建筑结构粘合剂进行粘结锚固,使其达到设计要求的一种施工方法。JGN·AC建筑结构粘合剂是一种高性能的建筑结构补强加固工程材料,用于水平钢筋的埋植锚固。这种方法主要适用于在混凝土结构部件上的钢筋生根,也可用于螺杆、螺栓在混凝土中的锚固。
二、施工方法比较
1、模板钻孔插拉结筋
该方法在目前的施工现场广泛采用,其原理是在混凝土初凝之前在柱模上钻眼,将拉结筋插入柱混凝土中,混凝土凝固后与钢筋连接成整体。其缺点在于:⑴现在施工模板广泛采用木模板和钢模板,模板上钻孔后损坏模板,影响重复利用,且易产生漏浆;⑵为重复利用,柱模的拆除时间往往较短,钢筋还未与混凝土有牢固的粘结,拆除柱模时易扰动拉结筋,导致钢筋与混凝土粘结力不足,起不到拉结的作用。
2、拉结筋先预埋法
一般做法是将拉筋在支柱模前绑扎在钢筋骨架上,伸出段紧靠模板向上或向下弯折,柱模拆除后再将锚筋凿除拉直。其缺点在于:⑴由于混凝土的振动,绑扎在钢筋骨架上的拉结筋可能移位,准确确定其位置困难;⑵为了找到预埋的拉结筋,不得不凿坏柱的侧表面,有时凿深大于保护层,对柱的承载力会產生影响;⑶因拉结筋在混凝土振动时易错位,很难保证拉直后的拉结筋均在填充墙的灰缝位置,往往根部有残留弯曲,影响拉结效果。
3、预埋铁件焊接拉结筋法
该做法是在混凝土柱施工时,在需要放置拉结筋的区域内通常预埋扁铁铁件,墙体砌筑时再将拉结筋焊接在预埋铁件上。其缺点在于:⑴需大量预埋扁铁铁件,增加成本;⑵增加大量焊接工作量,影响施工进度。
4、植筋法施工拉结筋
植筋法施工拉结筋是在钢筋混凝土结构柱、墙要生根的位置上,按设计的钢筋数量、规格,经过钻孔按植筋工艺要求对钢筋及孔洞处理后,用强力结构胶植入钢筋的施工方法。由于植筋施工是后置法,墙柱施工已完成,拉结筋能够准确定位,只要能保证拉结筋受拉达到屈服而不被从混凝土柱、墙中拔出,拉结筋就能达到预期效果。实践证明:植筋按相应规程操作,钢筋植入混凝土达到规定深度,完全能保证钢筋受拉达到屈服而不被拔出。直径6.5mm钢筋设计强度为210N/mm2,试验屈服点为330~525MPa,多为母材拉断。植筋施工拉结筋埋置位置准确,不损伤柱、墙混凝土,锚拉效果优于传统施工方法且易保证施工质量。
三、钢筋基本锚固深度的确定
2、定位放线
根据原设计图纸,在砌筑之前做好皮数杆,再用皮数杆统一在框架柱上(有墙的一面)画出具体的砌块(或砖)和灰缝的位置,并根据图纸或规范的要求,标出每根钢筋需植入的位置。
3、成孔
⑴首先检查混凝土强度等级,要求不得低于C15。
⑵根据图集和规范对拉结筋的要求,查明每根钢筋的规格,并根据钢筋直径选择不同直径的钻头及钻孔深度。
⑶成孔机械可以使用空心钻,也可以使用电锤钻,但是不得破坏原有混凝土构件的结构。在钻孔过程中如遇到原混凝土构件主筋必须避开,勿将原主筋切断,如确实无法避开主筋,致使钻头钻不进去,不能达到要求深度时,可适当增加孔洞数量。
⑷成孔后的孔壁必须完整无损,即无裂缝、无蜂窝、无孔洞。
⑸钻孔时钻头略微向下倾斜,使孔口略低,以便清孔。
4、清孔
⑴成孔后应立即清孔,使用钢刷清除孔壁的灰粉,吹出粉尘、清理积水。孔内应尽可能的干燥。
⑵使用棉纱蘸取丙酮擦拭孔壁一遍。清孔后若不能及时植筋,必要时封堵孔口,防止尘土、砂粒等掉进孔内。
5、钢筋表面处理
采用机械方法或钢丝刷除去钢筋植入部位表面铁锈和氧化层,露出金属光泽,然后使用丙酮除去残留的油污和汗渍。钢筋处理过后应尽快植入孔内,避免重新生锈。
6、配胶
JGN·AC建筑结构粘合剂为双组分胶,其中甲组分呈灰白色膏状,均匀无沉淀;乙组分为黑色粘稠膏状。甲、乙组分的重量配合比为4:1,分别准确计量后搅拌均匀。拌好的胶呈均匀的灰色。
调配胶的量应根据现场的操作情况而定,一次不宜多调,保证能在15min~30min内用完。否则,在规定的操作时间内未注入孔内,粘合剂失去流动性和粘接性将会造成材料浪费。
严禁使用任何溶剂对粘合剂进行稀释。
五、植筋工程施工实例
清河发电厂“以大代小”1×600MW机组集中控制楼工程,主体为钢筋混凝土框架结构,填充墙体为MU10粘土多孔砖(KP1型),M5混合砂浆砌筑。该楼的拉结筋埋设量大,采用传统的埋设方法既损坏模板又难以保证施工质量,我公司建议采用结构胶植筋法来埋设拉结筋。
为了论证植筋的可行性和植筋的效果,应甲方和监理方的要求,在首批植筋200多根后,由监理方随机抽查了三根进行抗拔试验。所抽查的钢筋为Φ6圆钢,实际打孔孔径为10mm,植筋深度为120mm。单根钢筋设计承载力为5.90kN。
钢筋拉拔试验结果表明,三根筋达到设计承载力时千分表显示钢筋与混凝土间无相对位移,继续拉拔,钢筋均被拔断,植筋根部未有松动痕迹。甲方和监理方对植筋试验结果满意,钢筋都能达到屈服而不被拔出,整个工程锚拉钢筋均用结构胶植筋法施工。
借鉴使用植筋法施工墙体拉结筋取得的良好效果,在后补由于各种原因漏设的预埋铁件施工中,也多次使用植筋法,效果显著。
六、植筋法施工拉结筋的经济分析
结构胶植筋施工拉结筋经济效果也很显著,经分析计算,单根拉结筋植筋所用结构胶材料成本还不到0.5元,熟练工人一天植筋100根左右,植单根钢筋综合成本也在1~2元左右,比用其他方法施工拉结筋还经济。由于植筋施工拉结筋工艺简便,且拉结筋非结构用钢筋,要求相对较低,一般钢筋工经简单培训都可以操作。
七、结论
使用结构胶植筋法锚固墙体拉结筋,解决了钢筋混凝土框架结构填充墙体拉结筋施工质量难以保证,且费工、费时又浪费材料的问题。植筋法也可用于混凝土房屋增层、混凝土柱接长、新增混凝土梁、后补预埋铁件等的钢筋锚固,此技术施工方便,造价低、工期短,因此有广泛的应用前景。