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钢筋植筋方案


【合肥鑫晟光电科技有限公司电子器件厂房建设工程项目】

【植筋方案】

一、 工程概况
1、 编制依据

? 《混凝土结构加固设计规范》 (GB50367-2006) ? 《合肥鑫晟光电科技有限公司电子器件厂房建设工程项目》结构图纸 ? 《合肥鑫晟光电科技有限公司电子器件厂房建设工程项目》建筑图纸

2、

植筋概况
本工程砌筑工程构造柱、圈梁等钢筋采用植筋方式进行施工。其中防爆

墙拉结筋为 A8, 普通增压加气块拉结筋为 A 6, 圈梁、 过梁主筋为 B14、 B16, 构造柱主筋为 B12、B14。 3、

植筋长度
ls ? 0.2?spt d f y fbd

3.1 根据 《混凝土结构加固设计规范》 植筋的基本锚固深度 中,

其中, ? spt 为防止混凝土劈裂引用的计算系数,按《规范》中表 12.2.3 取 1.0
d 为植筋公称直径

fbd 为植筋胶的粘结强度设计值,按《规范》中表 12.2.4 的规定可取 3.4
综上: ? 拉结筋采用直径 6mm 或 8mm 的 HPB300 钢筋
300 ? 106mm 3.4 300 ? 0.2 ?1.0 ? 8 ? ? 141mm 3.4 335 ? 276mm 3.4 335 ? 0.2 ?1.0 ?16 ? ? 315mm 3.4 335 ? 236mm 3.4 335 ? 0.2 ?1.0 ?14 ? ? 276mm 3.4

直径为 6mm 时, ls ? 0.2? spt d f y fbd ? 0.2 ?1.0 ? 6 ? 直径为 8mm 时, ls ? 0.2? spt d f y fbd ?

圈梁、过梁主筋采用直径 14mm 或 16mm 的 HPB335 钢筋

直径为 14mm 时, ls ? 0.2? spt d f y f bd ? 0.2 ?1.0 ?14 ? 直径为 16mm 时, ls ? 0.2? spt d f y f bd ?

构造柱主筋采用直径 14mm 或 12mm 的 HPB335 钢筋

直径为 12mm 时, ls ? 0.2? spt d f y f bd ? 0.2 ?1.0 ?12 ? 直径为 14mm 时, ls ? 0.2? spt d f y f bd

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?

砌筑墙压顶梁采用直径 10mm 的 HPB300 钢筋
ls ? 0.2? spt d f y fbd ? 0.2 ? 1.0 ? 10 ? 300 ? 176mm 3.4

直径为 10mm 时,

3.2 本工程植筋部位均为非承重结构,基于安全性考虑,按受拉钢筋锚固,根 据《规范》中 12.3.1 节规定,锚固长度应满足: lb,min ? max ?0.3ls ;10d;100mm? 3.3 综上,植筋长度如下表所示 框架柱与砌 钢筋直径 d(mm) 植筋长度(mm) 体墙拉结 6 100 12 120 构造柱与梁、 圈梁、 过梁与 板拉结 12 120 14 140 框架柱 14 140 16 160 压顶梁 10 100

4、

钻孔直径
根据《规范》中表 12.3.5,植筋钻孔的最佳直径如下表所示: 框架柱与砌 构造柱与 梁、板拉结 12 15 14 18 圈梁、过梁 与框架柱 14 18 16 20 压顶梁 10 14

钢筋直径 d(mm) 最佳钻孔直径 D(mm)

体墙拉结* 6 10 8 12

注*: 《规范》未规定钢筋直径为 6mm、8mm、10mm 的最佳钻孔直径,查阅相 关资料并借鉴类似工程的成功经验对其进行选取。

二、 砌筑工程采用植筋的必然性
1、 保证柱子混凝土振捣密实
本工程的柱内钢筋配置比较密集,如果采用预埋钢筋的施工方式,会继续加 大钢筋密度, 浇注混凝土时振捣棒很难深入柱子底部进行层层振捣,致使振捣不 密实,极易出现断柱、烂根、蜂窝、麻面等现象,质量隐患和安全隐患极大,影 响难以估量。

2、

保证混凝土表面观感
如果采用预埋钢筋的形式施工,模板的相应位置必须进行钻孔处理,而这

些孔洞必然会成为混凝土浇筑时漏浆的薄弱环节,影响表面观感,后期处理相当 困难、且费用巨大。

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3、

保证钢筋定位准确,避免不必要的拆改
主体结构施工时, 建筑图纸并未完全确定, 墙体高度、 墙体宽度、 砌体模数、

构造柱位置等仍存在很大变数, 很难保证预埋的拉结筋准确定位。如果定位出现 偏差,校正相当困难,且很难保证质量;如果原位墙体取消,预埋钢筋需做截断 处理, 表面钢筋露头处理工作相当困难,这种拆改费用完全可以通过后期植筋避 免。

4、

避免外露钢筋干扰现场施工、危害人身安全
如果采用预埋钢筋的方式, 混凝土表面将会有很长的外露钢筋。本工程后砌

墙体非常多,外露钢筋数量很多,并且由于本工程同时施工工人数量巨大,这些 外露钢筋必然对会干扰现场施工的有序进行, 并对施工工人的人身安全产生潜在 威胁。

5、

有利于保证施工质量、提高施工速度
采用植筋方式后,避免了对混凝土表面进行后期质量弥补的工序,不但保

证了施工质量, 而且也简化了施工程序, 减轻了工人劳动强度, 提高了施工速度, 这使得我司能在最短时间内向业主交付高质量工程作品。 综上,考虑施工质量、施工速度、现场安全、文明施工等诸多因素,植筋是 本工程可采用的最合理的方案。

三、 植筋的可行性
植筋就是种植钢筋, 为了加固建筑物或是续建, 在原建筑上钻孔, 插入钢筋, 用特用胶水灌缝,使钢筋锚固在其中,钢筋和原建筑将成为一体。将钢筋植入混 凝土结构,相当于结构体加上了预埋钢构件。对植筋后的钢筋抗拔试验表明,对 不同强度等级的混凝土满足植筋深度要求以后可以将钢筋拔断。 植筋用粘结构材 料抗腐蚀、耐老化、粘结强度远大于混凝土强度,且固化速度快,能使植入钢筋 尽早承受外力作用。 目前已在加大基础、 加层改造、 新老混凝土连接、 漏放钢筋、 节点连接加固、增梁加柱等工程处理中得到广泛的应用。 化学植筋胶体与钢筋之间粘结力的组成可以分为化学粘着力、 摩阻力和机械 咬合力三部分,并以化学粘着力为主。在经过大量的实验及施工证明,只要严格 规范植筋操作,化学植筋式后锚连接是安全可靠的,无论是承载力还是破坏形式
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均能够满足相关规范的要求。

1、

抗拔性能
曾有学者对植筋后混凝土与钢筋之间的胶结能力进行试验研究,试验结果显

示,钢材锚固达到一定深度后,其抗拉强度可以充分发挥;混凝土破坏形式为锥 形,说明胶接材料的胶接能力是可以信赖的。 其试验将一组(三件)Φ22 螺纹钢筋植在 C30 混凝土试件上,试件尺寸为 1000mm× 1000mm× 500mm,钻孔孔径 D=28mm,孔深 T=300mm,参照美国 ASTME488290 试验方法,由上海市建筑科学研究院检测站进行锚固拉拔试验。 在环境气温 12 ?C 条件下, 测定其 2h 固化后的极限拉拔荷载值并观察试件的破坏 情况,试件均呈混凝土锥形破坏模式,极限荷载值分别为 257、261、255kN,测 值稳定,且均超过钢筋拉拔强度标准值(127.13 kN) 。

2、

孔内植筋胶抗老化性能
曾有学者过对植筋胶进行长期负荷性能检测,并把检测中得到的位移按

Findley 公式(1)外推到 5× 5h(约 50 年) 10 ,得出的结论为:种植钢筋在持续荷 载 50 年作用下预计不会发生破坏。

S ?t ? ? S0 ? at b
式中:S0——持续荷载下 t=0 时的初始位移(加载后立即测量) a,b——对变形进行回归分析所得的参数

(1)

四、 本工程植筋对柱、梁、板的影响。
1、 植筋对柱的影响

1)植筋转孔遇到框架柱钢筋的概率极低 本工程框架柱数量众多,选取植筋框架柱中的典型柱截面中最密集情况进行 分析: 序 号 1 柱截面尺寸 (mm) 32 1000× 1000 32 900× 900 36 28 10
4

最密纵筋配置 全部 28+4 8 单侧 28+ 32 28

最密箍筋 配置 Φ10@100 Φ10@100

纵筋外皮间 距(mm) 87.5 65.3

纵筋外皮间距 钻孔直径

4.37~8.7 3.26~6.5

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2 3 4

800× 800 600× 600 500× 500

36 20 20

28 25 25

10 7 6

28 25 25

Φ10@100 Φ10@100 Φ10@100

54.2 65 60

2.7~5.4 3.2~6.5 3~6

注 1:柱子的保护层厚度为 30mm 注 2: 植筋直径为 6mm、 8mm、 10mm、 14mm、 16mm, 最佳钻孔直径分别为 10mm、 12mm、 14mm、18mm、20mm。

结果显示,纵筋外皮间距与植筋直径的比值较大,一般在 3 倍以上;再者本 工程的钢筋工素质较高,纵筋定位较为准确;二者综合考虑,基本可以保证植筋 钻孔过程中不碰到钢筋。 以下选取截面尺寸为 1000× 1000 的进行计算示例:
纵筋外皮间距 ? 柱截面尺寸 ? 保护层厚度 ? 2 ? 钢筋直径 单面纵筋数量 ? 1 1000 ? 30 ? 2 ? ? (28 ? 32) / 2 ? 87.5mm 9 ?1

纵筋外皮间距 87.5 ? ? 8.7 钻孔直径 10

或者

纵筋外皮间距 87.5 ? ? 6.25 钻孔直径 14

2)钻孔深度、钻孔直径相对柱截面尺寸较小 ? 钻孔深度的影响 本工程框架柱与后砌墙的植筋直径最大为 16mm,植筋深度为 160mm。柱 截面尺寸主要为 1000× 1000 和 900× 900,植筋深度不超过柱宽的 1/6;数量较少 的 600× 600 和 500× 500 柱,植筋深度分别约为柱宽的 1/4 和 1/3;均相对较浅, 对混凝土的影响很小。 ? 钻孔直径的影响 本工程框架柱与后砌墙的植筋直径最大为 16mm,转孔直径为 20mm,对柱 截面尺寸而言很小,基本忽略不计。

2、

植筋对梁的影响
1)钻孔遇到梁底部钢筋几率极低 本工程梁数量级种类众多,取典型梁宽钢筋最密集情况进行分析:

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序号 1 2 3 4 5

梁宽(mm) 800 700 600 500 400

梁底纵筋 10 7 8 7 5 32 25 32 32 25

最密箍筋 配置

纵筋外皮间距 (mm) 51.3 83.3

纵筋外皮间距 钻孔直径

2.85~3.4 4.63~5.55 2.6~3.1 2.39~2.87 3.47~4.17

Φ10@100

46.6 43 62.5

注 1:梁的保护层厚度为 25mm 注 2:植筋的直径为 12mm 和 14mm 两种,最佳钻孔直径分别为 15mm 和 18mm

结果显示,纵筋外皮间距与植筋直径的比值范围较大,但一般在 3 倍以上; 再者本工程的钢筋工素质较高,纵筋定位较为准确;二者综合考虑,植筋钻孔过 程中遇到钢筋的几率较低。 2)钻孔深度、钻孔直径相对梁截面尺寸较小 ? 钻孔深度的影响 构造柱与梁连接的植筋深度为 120mm 和 140mm,梁高一般为 800 以上,植 筋深度不超过梁高的 1/5;有少数梁的梁高为 500~600mm,植筋深度为梁高 1/4 以下;均相对较浅,对混凝土的影响很小。 ? 钻孔直径的影响 本工程构造柱与框架梁植筋的直径有 12mm 和 14mm 两种,钻孔直径分别 为 15mm 和 18mm,相对梁截面而言尺寸非常小,影响很小。

3、

植筋对板的影响

1)钻孔遇到板底部钢筋几率几乎为零 本工程板钢筋间距最小为 100mm,为钻孔直径的 7 倍以上,基本可以保证 施工中不遇到钢筋。 2)钻孔直径的影响 本工程构造柱与板之间植筋的直径有 12mm 和 14mm 两种,钻孔直径分别 为 15mm 和 18mm,对混凝土影响很小。

五、 植筋工艺
1、 植筋前进行现场拉拔试验
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在植筋前, 要对所用钢筋及植筋胶进行现场拉拔试验,以确定钢筋及植筋胶 是否符合设计要求。 试验方法:按植筋步骤植入钢筋,待植筋胶完全固化后,进行拉拔试验。试 验使用专用的钢筋测力计,当加力达到钢筋屈服强度时,钢筋出现颈缩现象,继 而拉断,表明植筋质量合格。

2、

植筋施工
植筋技术工序繁多, 其主要工序为:钢筋处理→定位→成孔→清孔→灌入植

筋胶→插筋→养护固化、试验检测 ? 钢筋处理:用砂纸除去种植筋端部铁锈,直至发亮后,用丙酮或酒精擦净表 面,不得有锈蚀和油污存在,处理部位长度须为种植深度+5d(d 为种植钢筋 直径)+200mm。 ? 定位:按施工图要求确定种植筋的位置,用墨斗或红色铅笔划出纵横线条, 交点为植筋设计位置。 ? 成孔:用冲击钻钻孔,钻头直径、钻孔深度应符合设计要求。 ? 清孔:用不掉毛的毛刷,套上加长棒,伸至孔底,来回反复抽动,把灰尘和 碎渣带出, 再用空压机吹出浮沉; 吹完后再用脱脂棉沾酒精或丙酮擦洗孔壁; 但不能用水擦洗,因为用酒精或丙酮容易挥发,水不易挥发。洗孔完成后, 报工程部、质量部验收,合格后报监理验收,验收合格后方可注胶。 ? 灌入植筋胶:采用专用工具向孔内注胶,约为孔体积的 80%,孔内注完胶后 应立即植筋。 ? 植筋:缓慢将钢筋插入孔内,同时要求钢筋旋转,使胶从孔口溢出,排出孔 内空气,将种植筋插入孔内直至孔底,刮去多余植筋胶即可。 ? 养护固化、 试验检测: 钢筋植入定位后应加以保护, 内严禁碰撞和移位, 24h 待结胶固化后方可受力, 数天后做拉拔试验 (时间需要根据植筋胶种类而定) 。

3、

植筋后进行非破损拉拔试验
植筋后进行非破损性拉拔试验,检测中,施加的力小于钢筋的屈服强度,大

于设计院提供的植筋设计锚固力值, 如果钢筋无颈缩、 混凝土无开裂等破坏现象, 表明植筋质量合格。

4、

施工质量控制要点
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?

严格控制粘接胶的质量,选用合格的植筋胶,产品要有合格证明,能够满 足施工要求。

? ? ? ? ?

定位准确,钻孔垂直,防止植筋移位、倾斜。 认真保护成孔,防止垃圾尘土、施工用水流入孔内,造成清孔麻烦。 充分烘干孔壁,防止潮气影响粘结质量。 缓慢导入植筋胶,谨防速度过快,植筋胶不能充实孔内。 均匀用力旋入钢筋,防止速度过快形成空腔,影响植筋质量。

六、 质量保障措施
1、 钻机选择
我司将在植筋施工过程中选用振动性很小的电钻钻孔,一方面可以确保对混 凝土的干扰尽量小,另一方面可以在遇到钢筋时及时停止施工。

2、

误钻孔洞补强措施
本工程的植筋施工可以将钻孔位置错误的几率降至非常低,如果偶尔出现

孔位错误, 将立即采取补强措施。方案为采用强度高一等级的掺微膨胀剂的水泥 砂浆进行填孔,并确保充实孔内。

3、
?

施工管理措施
植筋必须由专业施工队伍和接受过植筋技术交底的专业技术人员操作,并 固定植筋操作人员不得随意更换。 更换的操作人员必须经过植筋技术交底, 方可上岗操作。

?

植筋队伍施工人员需穿可区分的工作马甲,以便业主、管理公司、监理对 植筋施工进行检查。

? 植筋后必须经过验收后才能进行砌筑工作,严禁随植筋随砌筑。 ? 钻孔深度必须满足要求,每道工序应有专人负责。 ? 植筋胶需采用能与圆钢结合较好的植筋胶,选用植筋胶厂商后应提供产品 合格证、检测报告和使用说明等。

8

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一、 1、 2、 3、 4、 二、 1、 2、 3、 4、 5、 三、 1、 2、 四、 1、 2、 3、



工程概况.......................................................................................................... 1 编制依据 ...................................................................................................... 1 植筋概况 ...................................................................................................... 1 植筋长度 ...................................................................................................... 1 钻孔直径 ...................................................................................................... 2 砌筑工程采用植筋的必然性.......................................................................... 2 保证柱子混凝土振捣密实 .......................................................................... 2 保证混凝土表面观感 .................................................................................. 2 保证钢筋定位准确,避免不必要的拆改 .................................................. 3 避免外露钢筋干扰现场施工、危害人身安全 .......................................... 3 有利于保证施工质量、提高施工速度 ...................................................... 3 植筋的可行性.................................................................................................. 3 抗拔性能 ...................................................................................................... 4 孔内植筋胶抗老化性能 .............................................................................. 4 本工程植筋对柱、梁、板的影响。.............................................................. 4 植筋对柱的影响 .......................................................................................... 4 植筋对梁的影响 .......................................................................................... 5 植筋对板的影响 .......................................................................................... 6

五、 植筋工艺.............................................................................................................. 6 1、 2、 3、 4、 植筋前进行现场拉拔试验 .......................................................................... 6 植筋施工 ...................................................................................................... 7 植筋后进行非破损拉拔试验 ...................................................................... 7 施工质量控制要点 ...................................................................................... 7

六、 质量保障措施...................................................................................................... 8 1、 2、 3、 钻机选择 ...................................................................................................... 8 误钻孔洞补强措施 ...................................................................................... 8 施工管理措施 .............................................................................................. 8


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