植筋技术规范、植筋工艺及锚固长度

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1、1一、植筋技术规范一、植筋技术规范一、引言一、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

2、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CECS2590 为标准。2、植筋规格、数量、钻孔深度如下：植筋规格（mm） 8 18 22 25植筋数量（根） 366 116 48 106钻孔深度（mm） 120 270 330 3753、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

3、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，当钢筋为级螺纹钢时抗拔力要求必须360MPa；当钢筋为 级螺纹钢时抗拔力要求必须300MPa；当钢筋为级钢时抗拔力要求必须210MPa。二、植筋技术相关规范及规定二、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CECS2590 为标准，其实该标准对于“植筋技术”并无非常具体的规定，这个古老的规范已经被混

4、凝土结构加固设计规范GB503672006（以下简称 GB503672006）所替代， GB503672006 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；

5、GB503672006 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2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，GB503672006 第 12.1.4 条规定带肋钢筋的相对肋 面积应满足 0.055Ar0.08,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

6、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 的级钢筋运用于剪力墙竖向分布钢筋植筋锚固的实例。对于级钢能否用于“植筋” ，目 前业界争议较大。JGJ145-2004 和 GB503672006 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/T50-032-200

7、4 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

8、筋锚固深度与钻孔深度三、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

9、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 23 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+（1015）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

10、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

11、 径倍数是不科学的！GB503672006 第 12.2.3 条规定了植筋的基本锚固深度 ls 计算公式：3ls=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，GB503672006 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=max0.6ls；10d；100mm ；受压钢筋最小锚固长度 lmin= max0.3ls；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

12、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。GB503672006 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

13、然不满足 GB503672006 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

14、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。GB503672006 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计算，且不少于 3

15、 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

16、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4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， GB503672006 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，且 不少于 5 件进行检验，若植筋