河南醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院新病房樓工程,在建設(shè)過程中,由于甲方要求,為了加強整體效果,在已施工完畢的屋頂上增加30m高的鐵塔,由于鐵塔荷載較大,原設(shè)計也沒有考慮鐵塔相應(yīng)荷載及基礎(chǔ),故原設(shè)計不能滿足荷載要求,需對原屋面結(jié)構(gòu)采取加固補強處理等措施。
    一、方案設(shè)計及使用范圍
    根據(jù)現(xiàn)場情況和鐵塔支墩具體位置,由設(shè)計院出具鐵塔支墩的加固補強圖,具體對支墩下的梁及墻采取加固措施,支墩下原設(shè)計為剪力墻的采取對增加的支墩柱豎向筋用植筋技術(shù)錨入墻內(nèi)(詳見附圖A.B.C剖面)。支墩下原設(shè)計為框架梁的需從下一層剪力墻為起點增加一層支墩柱,墩柱箍筋遇梁時采用植筋錨固技術(shù)。本工程植筋鋼筋直徑有Φ14、Φ22、Φ25三種;植筋采用取蕊鉆孔的方法。結(jié)構(gòu)膠粘結(jié),具體方案詳見附圖。在此僅論述植筋錨固技術(shù)的應(yīng)用,其他部分不再論述。
    結(jié)構(gòu)膠的特點:使用安裝方便快捷,施放位置準確;錨固力大,抗震性能好,破壞狀態(tài)為錨固端砼開裂或鋼筋變形,無拔出現(xiàn)象;結(jié)構(gòu)膠可以快速固化,可實現(xiàn)快速承載;水平及垂直孔均易施工,并能保證孔內(nèi)充滿膠。
    結(jié)構(gòu)膠的性能以環(huán)氧樹脂為主劑,其優(yōu)點如下:
    環(huán)氧樹脂具有很高的膠粘性,對金屬、砼、陶瓷、玻璃等大多數(shù)材料均具有很高的粘結(jié)力。
    環(huán)氧樹脂由良好的工藝性,可根據(jù)需要配制成很綢的膏狀或很稀的灌漿材料,固化時間可根據(jù)需要進行適當調(diào)整,儲存性能穩(wěn)定。
    固化的環(huán)氧樹脂由良好的物理、機械性能,耐腐蝕性能好,固化收縮率小。
    環(huán)氧樹脂材料來源廣,無毒。
    結(jié)構(gòu)膠的技術(shù)性能如下:
    粘結(jié)拉伸強度>30.0Mpa;拉伸剪切強度>20.0Mpa;壓縮強度>50.0Mpa;彎曲強度>30.0Mpa;混合粘度(20℃時)<5000CP(不流淌);涂布量5-6㎏/㎡;適用時間(20℃時)>90min;硬化時間(20℃時)<3.0h。
    使用范圍:可用于梁柱鋼筋生根,后加預埋件等以砼為基體的隱蔽工程錨固。
    二、植筋錨固技術(shù)參數(shù)選擇
    目前對植筋錨固技術(shù)尚無規(guī)范標準,為此根據(jù)施工經(jīng)驗和現(xiàn)場的實際情況,通過實驗確定植筋的孔徑、孔深;按設(shè)計要求和現(xiàn)場試驗,錨固技術(shù)參數(shù)如下:
    序號 名稱 鋼筋直徑 鉆孔直徑 鉆孔深度(㎜)  備   注
    1   水平鋼筋 14 25 梁寬 
    2 豎向鋼筋 22 32 500 
     3 豎向鋼筋 25 35 500 
    三、施工工藝流程
    放線→材料準備→砼鑿面→機械成孔→清孔→結(jié)構(gòu)膠配制→注膠→固化→試驗
    四、施工方法
    植筋錨固施工是在按要求已鑿毛的混凝土上用金剛石鉆機、電錘等機械設(shè)備,按選定的參數(shù)成孔,并對孔壁進行處理后,注入配制的結(jié)構(gòu)膠,然后植入準備好的鋼筋,固化后達到植筋的要求。
    1、材料準備
    按設(shè)計要求及錨固參數(shù),準備直徑Φ14、Φ22和Φ25㎜的鋼筋,應(yīng)注意下料長度,鋼筋表面應(yīng)采用鋼筋刷蘸5%濃度的鹽酸除銹,然后用清水沖洗晾干,用丙酮溶液去油。施工用的機械設(shè)備(金剛石鉆機、電錘、鼓風機等)檢查無故障,準備配制膠體的計量器皿、容器等。
    2、鑿面
    按設(shè)計要求的位置、寬度和高度,對梁側(cè)面、頂面及板面進行砼鑿面,要求鑿面輕錘、鑿毛,并去掉松散顆粒,且鑿面要用鋼絲刷凈,高壓水沖清洗干凈;以有利于新舊砼能夠可靠的連結(jié),保證新舊結(jié)構(gòu)的整體性和良好的抗震性。
    3、成孔
    對需要錨固鋼筋的地方彈線定位,并按已定孔位進行機械成孔;鉆孔深度,按照施工參數(shù)確定,滿足深度要求。鉆孔時,邊鉆邊取出砼,并用高壓鼓風機將孔內(nèi)粉塵清出孔外。
    4、清孔
    對成孔進行高壓風處理,將孔內(nèi)灰渣吹凈,用烤棒烤干,然后用丙酮清洗孔壁。
    5、注膠植筋
    結(jié)構(gòu)膠的配制嚴格按配合比值計量調(diào)配,攪拌時避免水進入容器,按同一方向攪拌,容器內(nèi)不得有油污。調(diào)配時確保攪拌均勻、顏色一致,膠灌入孔內(nèi)后將經(jīng)處理的鋼筋插入孔內(nèi),按一定方向旋轉(zhuǎn)多次,以使樹脂與鋼筋和混凝土表面粘結(jié)密實,并臨時固定,在常溫下24h左右便可受力使用。
    6、固化
    7d后結(jié)構(gòu)膠完全固化,進行拉拔試驗(無損傷檢驗),試驗值達到設(shè)計要求后卸荷。注膠48h后方可進行下道工序施工,48h內(nèi)不得對鋼筋有任何擾動。
    7、成型
    植筋完成符合要求后,再進行其它工序—鋼筋綁扎、焊接、模板支設(shè)和砼澆筑工作;在砼澆筑時嚴格按 澆筑方式施工;同時要保證預埋件和錨栓位置的準確、可靠。
    五、施工操作要點及注意事項
    1、植筋錨固的關(guān)鍵是清孔。孔內(nèi)清理不干凈或孔內(nèi)潮濕均會對膠與混凝土的粘結(jié)產(chǎn)生不利影響,使其無法達到設(shè)計的粘結(jié)強度,影響錨固質(zhì)量。
    2、確定合理的錨固參數(shù),例如鉆孔直徑、深度。
    3、膠體配制時計量必須準確,否則膠體凝結(jié)的時間不好控制,甚至會造成膠體凝結(jié)固化后收縮,粘結(jié)強度降低;膠體配制好后應(yīng)立即放入孔內(nèi)。
    4、注膠量要掌握準確,不能過多也不能過少。過多,插入鋼筋時漏出。造成浪費或污染;過少則膠體不夠滿,造成粘結(jié)強度不夠。
    5、插入鋼筋時要注意向一個方向旋轉(zhuǎn),且要邊旋轉(zhuǎn)邊插入,以使膠體與鋼筋充分粘結(jié)。
    6、在施工前應(yīng)對膠體的粘結(jié)強度以及膠與鋼和膠與混凝土的粘結(jié)強度進行試驗,滿足設(shè)計及規(guī)范要求后方可施工。
    7、施工完畢后,抽樣進行拉拔試驗,檢驗拔力為每根鋼筋強度設(shè)計值的80%。具體試驗結(jié)果詳見附件。
    8、鉆孔前,應(yīng)先對原結(jié)構(gòu)中鋼筋位置進行測定,以免鉆孔時對原結(jié)構(gòu)鋼筋造成損傷。
    六、質(zhì)量要求
    結(jié)構(gòu)膠必須有檢驗報告,必須掌握其相應(yīng)的技術(shù)參數(shù),實現(xiàn)確定鉆孔直徑、鉆孔深度及鋼筋外露長度必須滿足設(shè)計要求,鋼筋間距應(yīng)符合設(shè)計及相應(yīng)的驗收標準。
    七、安全要求
    施工操作應(yīng)嚴格按照安全操作規(guī)程核安全技術(shù)條例規(guī)定,手持沖擊鉆時必須穿絕緣鞋、戴絕緣手套;高空鉆孔時,應(yīng)搭設(shè)腳手架,并設(shè)操作平臺,做好安全防護工作。
    八、實施效果
    本工程實施植筋錨固技術(shù),省時省工、工序少、工效高、操作方便、節(jié)約資金,保證了屋面鐵塔的順利施工,且滿足要求,產(chǎn)生較好的綜合效益,更重要的是錨固性能、質(zhì)量能夠保證,同時也為錨固植筋,結(jié)構(gòu)加固等方面積累了一定的經(jīng)驗,經(jīng)過一年的使用,目前使用情況一切正常,效果良好。