植筋技术抗拔性能检测研究

为保证混凝土施工质量， 通过对混凝土原材料性能要 根据施工条件、环境条件和养护方法确定合理的混凝土配
求及配合比设计主要参数对质量的影响分析，采取如下措 合比，才能确保工程质量更能满足规范和设计要求。
施实施控制:
［ID: 6471］
( 1) 严格测定粗细骨料的含水率，准确测定因天气变 化而引起粗细骨料含水量的变化，以便及时调整施工配合
第一循环 加 载 时，每 级 荷 载 施 加 后 立 即 测 读 位 移 值，
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2011 年 4 月
2011 年 第 2 期
第 37 卷 总第 160 期
持荷 3 min 后再测读一次，便施加下一级荷载; 卸荷时，每 级卸荷后立即测读位移值，持荷 1 min 后再测读一次，便卸 下一级荷载; 卸荷至 10% 试荷时，在按卸荷测读的时间测 读位移后，即进行第二循环加载试验: 每级荷载在加荷后 测读位移值，持荷 1 min 后再测读一次，之后便施加下一级 荷载，当加荷至要求最大试荷时，恒荷 3 min，测读位移值 后，便直接卸荷至 10% 荷载，测读残余位移值。 3. 3. 3 破坏性试验加载
求，即锚固破坏后于钢筋材料破坏，可得:
fev·Ia ·π·d≥fy ·As
得: Ia ≥fy ·As / ( π·fev·d)
( 2)
式中 fev —为钢筋在混凝土中粘结锚固强度;
fy —为钢筋抗拉强度设计值;
As —为钢筋的截面面积;
d—为植入钢筋直径。
依据此原则，规范给出了植筋锚固长度的经验公式为:
( mm) ( mm) 100mm 120mm 140mm 160mm 180mm
参 考 文 献:
12
16
28. 2 32. 8 38. 6 44. 6 49. 5
［1］ JGJ145 － 2004，混凝土结构后锚固技术规程［S］． 北京: 中国建
14
18
——— 36. 1 41. 9 47. 2 52. 2
2000，( 06) ．
欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆欆
( 上接第 110 页) 从而降低混凝土强度。
6 结束语
5 配合比的施工控制措施
在施工过 程 中，配 合 比 设 计 直 接 关 系 到 混 凝 土 强 度、 施工性、耐久性以及经济性。做好原材料的试验检测工作，
即在钢筋混凝土结构需要生根的部位，按照设计钢筋的数
量、规格、深度，经过钻 孔、 清 孔、 注 入 植 筋 胶 植 入 钢 筋
的方法，使得植入钢筋与原有混凝土共同工作，达到设计
要求的承载力。本文从植筋的破坏机理进行分析，通过抗
拔试验数据归纳植筋的破坏规律，提供工程借鉴。
关键词: 植筋技术; 抗拔性能; 破坏机理
在完成 非 破 坏 性 试 验 后， 继 续 施 加 100% 、125% 、 150% 、200% 的荷载，直至破坏，按加荷测读的时间测读 位移值，便直接卸荷至 10% 荷载，测读残余位移值后卸荷 至零。
图 2 植筋直径与抗拔力关系曲线 ( 锚固长度 120mm)
5结论
4 植筋的抗拔试验分析
( 1) 从表 1 ～ 2 和图 2 可以看出，基材混凝土的强度对
锚固 长度 180mm
12
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26. 4 30. 2 36. 1 40. 2 44. 5
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18
27. 8
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38. 8 43. 7 49. 2
16
22
——— 37. 8 42. 4 48. 5 54. 8
植筋的承载力影响并不明显，由混凝土强度由 C25 提升至 C30，植筋抗拔承载力仅提高 7% 左右。
表2
植筋抗拔承载力试验统计值( C30 混凝土) ( 单位: kN)
( 3) 从表 1 ～ 2 可以看出，单独提高植筋钢筋直径对提
植筋 钻孔 直径 d 直径 D
锚固 长度
锚固 长度
锚固 长度
锚固 长度
锚固 长度
高抗拔力影响也不大，提高锚固效果最有效的方法，是采
用与植筋直径匹配的锚固长度。
［ID: 6499］
以上三种 破 坏 形 式， 第 一 种 以 钢 筋 破 坏 为 极 限 状 态， 同普通混凝土结构要求相同; 第二种情况可以通过构造措 施予以避免; 而第三种情况是植筋破坏的重点考察形式， 是我们在选用植筋时候必须注意的计算选用方法。
2 植筋的计算方法
在使用高性能植筋时，对其主要构件的抗拔力，应按
3. 1 试验设备 采用油压千斤顶施加荷载，油压表精度为 1. 5 级，量
参 考 文 献:
比。一般情况下每班抽测两次，雨天应随时抽测;
［1］ 《铁 路 混 凝 土 工 程 施 工 质 量 验 收 补 充 标 准》［R］． 铁 建 设
( 2) 按配合比对原材料准确计量，称量允许误差应满
［2009］152 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ .
足: ①胶凝材料( 水泥、矿物掺合料等) 为 ± 1% ; ②外加剂 为 ± 1% ; ③粗、细骨料为 ± 2% ; ④拌合用水为 ± 1% ;
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第 37 卷 总第 160 期
111 2011 年 4 月
植筋技术抗拔性能检测研究
韦文国
( 广东省建筑科学研究院)
摘 要: 随着建筑材料技术的发展和建筑使用要求的
提高，利用植筋技术来加固、扩建原有建筑结构的应用日
益广泛，植筋技术解决了在原有结构的梁、板、柱、基础
等部位的 钢 筋 生 根 问 题，也 被 称 为 化 学 植 筋、 锚 栽 钢 筋。
中图分类号: TU756
文献标识码: B
文章编号: 1672 － 4011 ( 2011) 02 － 0111 － 02
1 植筋的破坏机理
植筋锚固体由被植钢筋、植筋胶、混凝土基材三部分 组成。植筋示意如图 1 所示:
下式进行验算:
N≤Fy As
( 1)
式中 N—为轴向拉力设计值;
Fy —为钢筋抗拉强度设计值; As —为钢筋的截面面积。 钢筋锚固深度按照锚固强度大于钢筋受拉破坏强度要
程 60 MPa。试件在受拉拔荷载作用下产生的外拔位移采用 百分表量测。仪器系统误差应不超过量程的 ± 2% ，位置记 录仪应能连续记录，误差不应超过 0. 02 mm。检验仪器应 具有足够的刚度，以减少间接位移误差，并能保持荷载方 向与植筋钢筋平行。 3. 2 检测步骤
在植筋设计区域内随机选取若干个点进行钻孔，孔深、 孔径根据设计确定; 钻孔完成后，进行清孔并用淡水冲洗， 然后注入植筋胶，植入钢筋; 等约 12 h，按照检验标准中 的加载方法进行拉拔试验。注意加荷设备支撑点至植筋的 最小距离应大于 2 倍锚筋的有效锚固深度。 3. 3 加载方法 3. 3. 1 荷载分级
157 号． ［5］ 《铁路混凝土工程质量验收补充标准》［R］． 铁建设［2005］160 号． ［6］ JGJ55 － 2000，普通混凝土配合比设计规程［S］．
筑工业出版社．
16
22
——— 40. 8 44. 6 50. 5 57. 8
［2］ 卫龙武，吕志涛，等． 建筑物评估、加固与改造［M］． 南京: 江苏
为反映影 响 植 筋 承 载 能 力 的 控 制 因 素， 将 锚 固 长 度、 直径、基材混凝土强度分别列出比较折线图，如图 2。
科学技术出版社． ［3］ 熊学玉，许 立 新． 化 学 植 筋 的 拉 拔 试 验 研 究［J］． 建 筑 技 术，
( 2) 植筋的锚固长度是影响植筋抗拔承载力的主要因 素。植筋锚固长度一般为 10 ～ 15 d( d 为植筋直径) 。为了 使得被植钢筋、植筋胶、混凝土基材三者同时达到极限状 态，即使三者的材料性能得到最充分的发挥，应该根据植 筋直径的大小，分别设计不同的锚固长度。对于规范给出 公式( 3) ，根据试验数据显示，对于锚筋直径大时，锚固长 度取较大值，对于锚筋直径小时，锚固长度取较小值，与 试验结论比较吻合。
( 3) 混凝土搅拌时间最短时间应经试验确定; ( 4) 混凝土运送过程中应确保不发生离析、漏浆、严 重泌水及坍落度损失过多现象; ( 5) 浇筑混凝土时，混凝土入模温度不宜超过 30 ℃ ， 不低于 5 ℃ 。
［2］ 《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》［R］． 科技基［2005］ 101 号．
［3］ TZ210—2005，铁路混凝土工程施工技术指南［S］． ［4］ 《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》［R］． 铁建设［2005］
笔者根据广州某住宅挑梁植筋扩建项目，加固前现场
植筋抗拔试验测得若干组数据，见表 1 ～ 2。
表1
植筋抗拔承载力试验统计值( C25 混凝土) ( 单位: kN)
植筋 直径 d ( mm)
钻孔 锚固 锚固 直径 D 长度 100 长度 ( mm) ( mm) 120mm
锚固 长度 140mm
锚固 长度 160mm
加载以推荐设计抗拔力为试验基本荷载值，以要求钢 筋的设计强度值的 10% 、25% 、50% 、75% 、100% 进行分 级，避免突然加载，以第一循环时 10% 试荷作为位移测量 的初始值，加载至 100% 试荷后，原路卸载至 10% ，再按 上述分级作第二次加载，加载至 100% 试荷后，直接卸载至 10% 试荷，测读残余变形后卸载至零，至此非破坏性试验 结束。 3. 3. 2 位移测读
Ia = max { 0. 0146，0. 064d2 ·fy / 槡fc D}
( 3)
式中 fc —为混凝土轴压强度设计值，MPa;
D—为钻孔直径，mm;
d—为植入钢筋直径，mm。
3 植筋的抗拔检测方法
图 1 植筋示意图
植筋锚固体在外力的作用下的破坏与植入钢筋的类型、 混凝土基材性能、锚固参数及作用力性质有关，其破坏形 式有三种: ①植筋本身钢材被拉断、剪坏或者拉剪组合受 力破坏。这主要是因为锚固深度过深，混凝土强度过高或 者植筋钢材强度过低造成; ②基材( 混凝土) 破坏。一般以 植筋头为顶点成圆锥形受拉、受剪破坏，或者以植筋为轴 的单边楔 形 破 坏。这 种 破 坏 主 要 发 生 在 混 凝 土 强 度 过 低， 植筋周边混凝土过薄引起的。这种破坏表现出一点的脆性， 破坏荷载离散性较大; ③植筋拔出破坏。主要原因是植筋 胶强度过 低 或 者 失 效，埋 入 深 度 不 够， 施 工 时 钻 孔 过 大， 清空不干净，安装方法不当等，拔出破坏荷载离散性较大， 一般定为植筋不合格。