植筋,是加固改造工程中经常见到的工序。在施工现场,你可能见过固化好的植筋,还没等拉拔仪试拉,用手一拽,就被拔出来的。也可能见过几十年的老工程师作为甲方代表,认真地测量每一个植筋孔的深度,却忽视了孔的清洁度。更可能听过施工管理人员信誓旦旦地承诺他们植的钢筋如何牢固。然而,这个看似原理简单、工具简单、操作也简单的植筋工程并没有表面看起来那么简单,它到底还有些什么门道?
植筋深度,规范是按钢材屈服和粘结破坏同时发生的临界状态进行确定的(非抗震设计时)。并且规范对植筋钢材轴向受拉承载力设计值的计算公式为:
N=fyAs
由公式可以看出,植筋承载力设计值完全是按钢筋本身的设计强度来决定的。
简单地说,植筋的较高境界就是钢筋被拉到屈服,植筋还不会被拔出。
实际操作中,对于植筋深度,通常工人或者施工管理人员都是按10d、12d或15d取值,甚至有按8d取值的。实际上这是不严谨的。植筋孔过浅,不管钢材有多好,胶有多强,孔清得有多干净,较终极可能发生混凝土劈裂的脆性破坏,是极其危险的。
根据规范公式,在c30混凝土基材上植入D20的三级钢筋,在混凝土保护层、箍筋规格,植筋间距都按较有利的前提下,植筋的基本锚固长度计算出来应该为Ls=16d。注意,这只是较有利的情况,且只是基本锚固长度。考虑了构件类别、重要性、湿度、温度、延性等一系列修正系数后,植筋的锚固深度设计值很容易就达到或者超过20d。对于纯悬挑构件,或者重要构件,植筋深度应特别注意向上修正。
但实际设计和操作中,一律不加以区分,按常规植筋的比比皆是。对于植筋深度,也有相当多的资料,包括程度很高的书籍都把15d作为受拉钢筋的一个工程上可行的锚固深度,而做为结构设计人员和现场管理人员,对植筋的深度应该有一个准确的概念和正确的判断,否则极容易被带到沟里去。
植筋外露长度以及连接是在设计中特别容易忽略的一个问题,有些结构设计人员较少接触加固改造项目,对植筋的连接缺乏充足的认识,在设计时较少考虑植筋的连接问题,导致现场施工困难或者不规范施工。
由于植筋胶的高温敏感性,植筋外露部分不宜焊接,“当有困难必须后焊时,焊点距基材混凝土表面应大于15d,且应采用冰水浸渍的湿毛巾多层包裹植筋外露部分的根部。”这句话没有问题,问题是很多的施工作业中不可能做到,所以,为了避免焊接的影响,设计人员应充分考虑到植筋的连接问题,将这个问题消灭在设计阶段,无法避免时,应采取增加外露长度,将焊点置于远端等措施,以减少焊接影响。
设计没有具体规定的,现场下料时,也应该考虑到植筋连接的特殊性。另外,植筋孔的位置应考虑到与原构件钢筋位置冲突,比如梁底或柱侧植筋时,保护层、箍筋、纵筋的位置很可能已经占掉50mm以上的位置,实际的植筋孔中心距构件边缘可能达到60~70mm以上。
植筋对混凝土基材是有挑选的,强度过低的,有局部缺点的混凝土构件均不适于植筋;素混凝土构件和低配筋率混凝土构件植筋时应按锚栓进行设计。所以植筋不是万能的,不是哪里都适合用的,即便使用,具体情况也要具体对待。
植筋胶也是一个鱼龙混杂的市场。某些劣质植筋胶,价格便宜,早期强度大,现场拉拔实验效果好,极具迷惑性。这些劣质植筋胶虽然早期强度高,但性脆,不耐老化,韧性和耐久性都较差,使用过程中容易脱胶,留下极大的安全隐患。所以,植筋胶的选择也是一门学问,在选择时应十分慎重。
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