随着建筑业的不断发展和经济全面化的不断深入,人们对建筑结构的质量要求越来越严格,特别是建筑科学技术的不断进步,新型材料的应用不断更新,对于一些既有的建筑结构进行加固修缮的技术也愈加成熟,建筑结构的加固施工方案在实际工程中有更广泛的应用。对既有建筑加固改造方案的选择是以提高加固工程质量为目的的,工程加固方案的施工方法和质量评定标准不同,在进行加固施工时应注意的施工重点也就不同。但是由于实际工程条件的限制和加固方案的选择多样化,对既有建筑结构进行加固改造有一定的风险。植筋技术作为建筑结构加固改造的一种专业技术,在现阶段的建筑结构加固中已经有了广泛的应用。
2.植筋技术概述
近年来,植筋技术作为一种全新的钢筋锚固方法,在已有混凝土结构加固改造工程中应用越来越广泛,不但改变了已有混凝土结构加固改造工程领域的面貌,而且也使这方面的加固改造设计工作更趋灵活和简化。它不仅可以安全、有效的承受和传递荷载,而且施工方便、安全可靠、布置灵活、价格低廉,因而在结构改造、加固、增层扩建等领域得到广泛应用。植筋技术是在原混凝土结构上钻孔、注胶,使钢筋在其中生根,且在浅埋深的情况下,锚固长度一般在10一20d,一般可采用大于使钢筋屈服时的抗拔力,使已固化生根的钢筋具有足够的锚固和抗拔性能的加固改造方法。实践证明植筋是一项成熟的技术,植筋所用胶和钢筋或螺杆材料是可靠的。
混凝土结构施工过程中,由于设计、施工等方面的原因,偶尔会遗漏构件需要后补;或原结构施工完毕后建筑功能调整需要新增梁、板、柱和墙;或由于施工原因造成梁、板、柱、墙等承载力不足要扩大断面、新增钢筋进行加固,在上述情况下,若破坏结构进行新旧钢筋的连接、锚固,不仅施工复杂,而且对结构的破坏性很大,在这些情况下,采用钻孔植筋技术能取得格外简捷的效果。
3.植筋技术在工程中的具体应用
3.1植筋技术的缺陷及对策
钢筋和混凝土共同受力主要取决于二者之间的粘结应力,植筋为后锚固方式。锚固钢筋与握裹层混凝土的受力状态相比较,有很多不利的情况。植筋操作中结构胶注入不饱满使得实际锚固深度降低,并且植筋时的钻孔对周围的混凝土造成一定的损伤,破坏其内部的应力状态。结构胶本身的质量稳定性问题以及清孔不彻底会使结构胶与混凝土之间的粘结应力显著下降。另外,温度、湿度、振动等条件对结构胶的耐久性有不利的影响。在设计与施工过程中要及时避免这些不利的情况,施工现场要对相当数量的植筋进行检测试验,并选择专业的施工队伍进行植筋操作。钢筋的锚固长度应该根据现行的加固设计规范,结合结构胶的性能指标,尽可能的将植筋的锚固长度加大,不应该按照厂家的合格证书要求进行植筋操作。对于特殊结构构件应该采取其他措施配合并要加大数量和提高安全储备。
另一方面,在目前的施工过程中,钻完孔以后需要及时的清理孔内部,尤其在使用化学粘结剂的时候,对清孔的质量要求效果要求相对要高,另外在孔洞中有水的情况下,要进行专门的抽水处理并将水抽干,这就增加了施工的技术难度和工程建设的工程量。现在所用的锚固材料大多是金属材料,有时候还会用少量的承载力较低的尼龙材料,在一些不能使用金属材料,但对承载力有要求的场合,就需要有新型的材料和施工技术来满足需要。因此对于新的锚固材料的研究是目前所需要研究的。由于施工中养护不当或者其他原因,造成混凝土构件有裂缝。对于这种带有裂缝的混凝土应用植筋技术时,若裂缝发生在孔壁和硬化的胶体之间,这就容易导致结构胶与孔壁表面的粘结区域发生失效,致使粘结力减弱,使得植入钢筋的承载能力大大的减小。
3.2植筋技术的施工质量控制要点
3.2.1植筋点的定位
根据设计的图纸要求,对所需要植筋的部位进行定位放线,并在所需的植筋点的位置做出标记,以便钻孔。根据设计图纸和相关规范进行定位,尽量避免原结构中的钢筋所在的位置,避免钻孔时钻到原有的钢筋,影响植筋的深度而减弱植筋的应有效果。
3.2.2控制钻孔质量
钻孔的控制质量要点是钻孔孔径和深度要符合混凝土加固的相关规范,不能按照经验值进行估算。按照设计要求确定钻孔的位置,以免钻孔时钻断原有的钢筋,钻孔完成后要确保孔壁的完整无裂缝和蜂窝状等。钻孔要做到一次性成功,并且要保证钻孔后的混凝土的强度要达到C20以上。
3.2.3清孔
钻孔完成后应该及时清孔,并保证孔洞干净无杂质,确保与结构胶的粘结力。用刷子清扫孔壁灰粉并用压缩空气吹干净孔壁的灰粉。然后用干净的物体临时封堵住孔口,以防灰尘和杂物的不慎落入。
3.2.4对植筋的表面进行处理
设计单位的专业人员对所需的植入筋的数量、规格进行设计,以此弥补结构加固过程中混凝土的承载力不足。植筋前应该用机械的方法或者用钢丝刷对植筋进行表面锈迹和氧化层的处理,然后用丙酮擦拭植筋表面出去残余的油污。经处理的植筋应该尽快植入混凝土孔洞中,避免发生植筋的二次污染。
3.2.5植入钢筋
将处理好的植入筋放入混凝土孔洞时要慢慢地旋入,注入结构胶使得钢筋与混凝土粘结在一起。结构胶的使用可以避免增加改造加固的工程量,减轻对原有结构构件的损伤。结构胶在注入时,其施工的控制质量要点是从孔底进行注浆,浆体不能有气泡的存在。当植筋达到一定的锚固长度后就具有一定的抗拉力,从而保证了植入钢筋的锚固强度。
3.2.6植入筋的固化养护
植入钢筋的养护固化的要点是保证充分的固结时间,确保固化的质量,在固化的过程中不可以有任何的扰动。已经植入钢筋后,要在常温下进行养护,直至使用的化学固化剂固结的规定时间。植入的钢筋还应该满足规范、施工和使用的要求,除了要保证连接的强度耐久性以外,还要具有可焊接性,以及能够满足一定的耐火的要求。
4.结语
建筑工程的质量事故和安全事故在我国现阶段的工程建设中时有发生,也是现阶段施工企业面临的亟需解决的技术安全问题。建筑工程在加固过程中的施工质量和施工安全的管理是综合性的管理工作。要想规避对既有建筑加固施工过程中的风险,只有建立完善的施工质量和施工安全管理模式,采取确保建筑工程的质量措施和安全措施,控制建筑结构加固改造工程的施工质量,才会降低工程安全事故的发生。植筋技术作为对建筑结构进行加固的一种可行的方法,在现阶段的建筑结构加固中已有广泛应用。随着新的材料和新的施工工艺在建筑改造中应用越来也多,植筋技术也会越来越完善和成熟。