从规范的角度了解结构后锚固植筋过程
原理:在原钢筋混凝土结构上钻孔,注入结构胶,将钢筋插入钻孔内,通过结构胶的粘结锚固力使混凝土孔壁与钢筋外表面形成牢固的粘结锚固力,依靠粘结锚固力抵抗钢筋的外拔力和剪切力,达到新旧构件连接目的。
参照规范:混凝土结构后锚固技术规程 JGJ145-2013
混凝土结构设计规范 GB50010-2010(2015年版)
一、混凝土基材
植筋锚固基材应为钢筋混凝土或者预应力混凝土构件,其纵向受力钢筋的配筋率不应低于现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中规定的最小配筋率。
3.1 混凝土基材
3.1.1 锚栓锚固基材可为钢筋混凝土、预应力混凝土或素混凝土构件。植筋锚固基材应为钢筋混凝土或预应力混凝土构件,其纵向受力钢筋的配筋率不应低于现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010中规定的最小配筋率。
3.1.2 冻融受损混凝土、腐蚀受损混凝土、严重裂损混凝土、不密实混凝土等,不应作为锚固基材。
3.1.3 基材混凝土强度等级不应低于C20,且不得高于C60;安全等级为一级的后锚固连接,其基材混凝土强度等级不应低于C30。
3.1.4 对既有混凝土结构,基材混凝土立方体抗压强度标准值宜采用检测结果推定的标准值,当原设计及验收文件有效,且结构无严重的性能退化时,可采用原设计的标准值。
二、植筋材料
用于植筋的钢筋应使用热轧带肋钢筋或全螺纹螺杆,不得使用光圆钢筋和锚入部位无螺纹的螺杆。
3.4.1 用于植筋的钢筋应使用热轧带肋钢筋或全螺纹螺杆,不得使用光圆钢筋和锚入部位无螺纹的螺杆。
3.4.2 用于植筋的热轧带肋钢筋宜采用HRB400级,其质量应符合现行国家标准《钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋》GB 1499.2的要求,钢筋的强度指标应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定采用。
3.4.3 用于植筋的全螺纹螺杆钢材等级应为Q345级,其质量应分别符合现行国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T 1591和《碳素结构钢》GB/T 700的规定。
三、植筋用胶粘剂
用于植筋的有机胶粘剂应采用改性环氧树脂类植筋胶或改性乙烯基酯类材料,其固化剂不应使用乙二胺。
3.4.4 用于植筋的胶粘剂按材料性质可分为有机类和无机类,胶粘剂性能应符合现行行业标准《混凝土结构工程用锚固胶》JG/T 340的相关规定。
3.4.5 用于植筋的有机胶粘剂应采用改性环氧树脂类或改性乙烯基酯类材料,其固化剂不应使用乙二胺。
3.4.6 采用植筋的混凝土结构,其锚固区基材的长期使用温度不应高于50℃;处于特殊环境的混凝土结构采用植筋时,除应按国家现行有关标准的规定采取相应的防护措施外,尚应采用耐环境因素作用的胶粘剂并按专门的工艺要求施工。
四、植筋直径
五、植筋深度
7.2.1 植筋的最小锚固长度lmin,对受拉钢筋,应取0.3ls、10d和100mm三者之间的最大值;对受压钢筋,应取0.6ls、10d和100mm三者之间的最大值;对悬挑构件尚应乘以1.5的修正系数。ls为植筋的基本锚固深度,d为钢筋直径。
7.2.2 基材在植筋方向的最小尺寸hmin应满足下式要求:
hmin≥ld+2D (7.2.2)
式中:D——钻孔直径,宜按表7.2.2的规定取用。
7.2.3 植筋与混凝土边缘距离不宜小于5d,且不宜小于100mm。当植筋与混凝土边缘之间有垂直于植筋方向的横向钢筋,且横向钢筋配筋量不小于 8@100或其等量截面积,植筋锚固深度范围内横向钢筋不少于2根时,植筋与边缘的最小距离可适当减少,但不应小于50mm。植筋间距不应小于5d。d为钢筋直径。
六、单根植筋锚固
单根植筋锚固的锚固深度设计值和受拉承载力设计值应符合下列规定:
七、植筋的基本锚固深度计算
八、植筋用胶粘剂的粘结强度设计值取值
九、锚固深度修正
6.3.4 考虑各种因素对植筋受拉承载力影响的锚固深度修正系数ψN应按下式计算:
ψN=ψbrψWψT (6.3.4)
式中:ψbr——考虑结构构件受力状态对承载力影响的系数:当为悬挑结构构件时,宜取1.5;当为非悬挑的重要构件接长时,宜取1.15;当为其他构件时,宜取1.0;
ψW——混凝土孔壁潮湿影响系数。对耐潮湿型粘胶剂,应按产品说明书的规定值采用,且不应低于1.1;
ψT——使用环境的温度影响系数。当温度T不大于50℃时,应取1.0;当温度T大于50℃时,应采用耐高温胶粘剂,ψT应由试验确定。
十、植筋施工
9.5.3 植筋钻孔的清孔、胶粘剂配制和植筋应符合本规程第9.4.4条~第9.4.7条的规定。
9.5.4 植筋钢筋在使用前,应清除表面的浮锈和污渍。
9.5.5 植筋的锚固深度允许偏差应满足表9.5.2-2钻孔深度允许偏差的要求。
9.5.6 植筋钢筋宜采用机械连接接头,也可采用焊接连接,连接接头的性能应符合国家现行相关标准的规定。采用焊接接头时,应符合下列规定:
1 焊接宜在注胶前进行,确需后焊接时,应进行同条件焊接后现场破坏性检验;
2 焊接施工时,应断续施焊,施焊部位距离注胶孔顶面的距离不应小于20d,且不应小于200mm,同时应用水浸渍多层湿巾包裹植筋外露部分,钢筋根部的温度不应超过胶粘剂产品说明书规定的最高短期温度;
3 焊接时,不应将焊接的接地线连接到植筋的根部。
十一、后锚固植筋质量检查
9.6.1 后锚固质量检查应包括下列内容:
1 文件资料;
2 锚栓、胶粘剂的类别和规格;
3 基材混凝土;
4 锚孔或植筋孔质量和数量;
5 锚固质量。
9.6.2 文件资料检查应包括下列内容:
1 设计图纸及相关文件;
2 锚栓或钢筋的质量证明书、出厂合格证、产品说明书及检测报告或认证报告等;
3 胶粘剂的质量证明书、检测报告出厂合格证和使用说明书等,其中应有主要组成及性能指标、生产日期、产品标准号等;
4 后锚固施工记录,以及相关检查结果文件;
5 进场复试报告等。
9.6.3 锚孔质量检查应包括下列内容:
1 锚孔的位置、直径、孔深和垂直度。模扩底锚栓还应检查扩孔部分的直径和深度;自扩底锚栓还应检查钢筒位置控制线。
2 锚孔的清孔质量。
3 锚孔周围混凝土是否存在缺陷,是否已基本干燥,环境温度是否符合要求。
9.6.4 后锚固质量检验应符合下列规定:
1 基本要求
1)锚栓、胶粘剂的类别和规格应满足设计要求;
2)基材混凝土强度、表面清理和缺陷修复应满足本规程第9.1.3条的要求;
3)膨胀型锚栓、扩底型锚栓、化学锚栓的施工工艺应符合产品说明书和相关规范要求;
4)膨胀型锚栓和扩底型锚栓的位置、锚固深度、控制扭矩或控制位移等应满足设计和产品说明书的要求;
5)化学锚栓和植筋的位置、尺寸及垂直度应满足设计和产品说明书的要求。
2 外观检查
1)基材表面应坚实、平整,锚固部位的原构件混凝土不应有局部缺陷;
2)基材上不应有结构抹灰层、装饰层和严重的裂缝;
3)在锚固深度的范围内,锚孔干燥度应满足产品说明书的要求;
4)锚栓或植筋钢筋安装前,应彻底清理锚栓或钢筋表面的附着物或污渍;
5)锚孔清孔后,锚孔和基面内应无残留的粉尘和碎屑;
6)安装后的锚栓或植筋的外观应整齐洁净。
3 实测项目
实测项目的规定值或允许偏差、检验方法和检查数量,应满足表9.6.4的要求。
总结:后锚固植筋连接的关键要求为:根据被连接结构类型、锚固连接受力性质,对其破坏形态加以控制,做拉拔试验时,试验结果为植筋钢材破坏,而不应是混凝土基材破坏。
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