混凝土加固设计规范 混凝土结构加固植筋技术规范大全

一.导言

近年来，植筋技术在钢筋混凝土结构工程中得到广泛应用，但在工程实践中普遍存在不统一的做法和不规范的行为。植筋工程的施工质量直接影响到整个工程的质量，当它引起工程师的注意时，尤其是当一些植筋工程直接关系到生命线工程时，如果植筋过程处理不当，可能会给工程留下影响结构安全的隐患。本文旨在通过对植筋技术相关规范的梳理，纠正植筋项目管理中的不规范行为！

根据政府规划部门的意见，某商住楼的门厅被拆除，项目的门厅被重新调整到小区的中庭一侧。根据工程实际情况，需新增11根框架柱，并种植钢筋；原框架柱中的四个相关剪力墙采用植筋加固；照明井处增加了一个长跨度为6.9m、短跨度为4.5m的新屋面板。屋面板采用与本工程现浇楼板相同的冷轧扭钢筋，一短边和两长边需分别种植钢筋；新增框架梁中的部分钢筋也需要种植。植筋工程施工方案中部分文字如下:

1.植筋工程的方案编制、施工操作和验收依据《混凝土结构加固技术规范》(CECS 25: 90)。

2.植筋的规格、数量和钻孔深度如下:

植筋规格(mm)φ8φ18φ22φ25

种植条数(根)366 116 48 106

钻孔深度(毫米)120 270 330375

3.悬臂梁的上补强采用喜利得结构胶，其他部位的补强胶采用国产A级胶。钢筋植入后7天内严禁触摸和干涉，养护和围护应按结构胶规范要求进行加强。

4.钢筋植入并固化10天后，应委托有资质的检测单位在监理的见证下进行随机抽样现场拔出检验。每种规格的钢筋拔出数量不得少于一组。检验合格后，即可进行钢筋连接、安装、绑扎等后续工作。

5.拉拔力现场检查，当钢筋为三级钢筋时，拉拔力必须≥360兆帕；当钢筋为ⅱ级钢筋时，拔出力必须≥300兆帕；当钢筋为一级钢时，抗拔力必须≥210兆帕。

二、植筋技术相关规范和规定

《混凝土结构加固技术规范》CECS25︰90是工程方案编制、钢筋种植施工、验收的标准。事实上，本标准对钢筋种植技术没有具体规定。这个古老的规范已经被《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006(以下简称GB50367-2006)、GB50367取代，与植筋验收关系较大的标准应该是《混凝土结构后锚固技术规范》JGJ145-2004(以下简称JGJ145-2004)，不同地区也有地方标准，如重庆地方标准《混凝土无机锚固材料植筋施工及验收规范》

JGJ145-2004第2.1.5条术语:化学植筋——一种用化学胶粘剂(锚固胶)将带肋钢筋和长螺杆固定在混凝土基材锚固孔内的后锚固生根钢筋；GB50367-2006第2.1.10条术语:植筋——用特殊结构胶在基础混凝土中锚固带肋钢筋或全螺纹螺钉。这两个关于所谓“种植钢筋”的术语定义了用于种植钢筋的钢筋类型:带肋钢筋或全螺纹螺钉。带肋钢筋的横肋可以使植筋胶体在锚固段形成与钢筋横肋相啮合的肋。这些筋是保证植筋长期锚固性能的机械关键。如果键太浅，它们不能有效地与钢筋的横向肋接合。如果键太深，它们不能抵抗与钢筋横向肋接合引起的剪切。GB50367-2006第12.1.4条规定，带肋钢筋的相对肋面积应满足0.055 ≤ AR ≤冷轧扭钢筋的形状不仅不能形成机械齿，还会造成胶体局部厚度过厚，影响锚固效果。而且锚固段胶体的厚度差别很大。胶体越厚，剪切变形越大，剪应力相应减小，而胶体越薄处的剪应力相应增大，导致钢筋与胶体的粘结剪应力不均匀，影响植筋效果。因此，本工程屋面板设计中不宜采用冷轧扭钢筋种植钢筋！

冷轧扭钢筋不能用于种植钢筋。可以用光滑的圆钢筋吗？在某工程中，笔者曾经看到过一个用直径为8mm的一级钢筋锚固剪力墙内竖向分布钢筋的实例。目前，关于一级钢能否用于“植筋”，业内争议很大。JGJ145-2004和GB50367-2006规定，不得使用光滑的圆钢。原因是光滑的圆形钢筋不能形成机械齿，种植钢筋的长期锚固性能得不到保证。DBJ/T50-032-2004第3.0.1条规定，混凝土植筋技术不适用于各类轻质混凝土结构、砌体结构和以圆钢为预埋钢筋的承重结构，非承重结构拉结结构的植筋施工可参照本规程进行。根据本规程区分结构构件的重要性，在光滑圆棒的设计中，应允许采用植筋的方式构造框架结构填充墙的拉杆，但不宜采用一级钢筋剪力墙的竖向配筋植筋进行锚固。需要注意的是，西南05G701系列地方标准图纸集中推荐了三种方法，第一种方法是预留拉杆，第二种方法是预埋铁件，后一种方法是植筋。但在后来发布的标准06SG614的图纸集中，限制了两种方法，即预留拉杆和预埋铁件。不提倡用植筋的方法来构造填充墙的拉杆。

三、植筋锚固深度和钻孔深度

钻孔成型后，应报监理检查验收钻孔直径和深度。我看到监理在验孔时要求的钻孔深度正是设计的钻孔深度。本文所列方案中的钻孔深度正好是钢筋直径的15倍，本工程的设计钻孔深度也是钢筋直径的15倍，反映了一种现状:钻孔深度被认为是钻孔深度。有一定现场经验的技术人员必须知道，很难保证钢筋端面平整，不能将一个完整周长为360°的钢筋端面与孔底对齐；植筋钻孔作业会对孔位周围的表层混凝土造成轻微损伤，不能保证孔口形成有效的胶体基质。基于这两个原因，如果将端面不平整的钢筋植入钢筋直径15倍的混凝土孔中，则无法保证植入钢筋的有效锚固长度达到钢筋直径的15倍。欧美一般要求植筋钻孔深度比设计植筋深度大2 ~ 3倍。DBJ/T50-032-2004第6.0.4条规定的钻孔深度为设计种植深度+(10 ~ 15) mm，实际上是浅要求。

在中国早期，一般要求以钢筋直径的15倍种植钢筋。2003年以前，笔者按设计要求实施了15倍钢筋直径的植筋，包括部分悬挑构件和大跨度主梁的植筋。根据我国植筋技术发展的历史分析，这个15d来自于进口结构胶植筋使用说明书中的要求，但忽略了这个要求是结构钢筋植筋的深度。DBJ/T50-032-2004根据重庆建筑大学建筑研究与材料系重庆研究院的一些相关试验，认为采用热轧带肋钢筋植筋可以满足设计要求，因此本规范第4.2.1条规定结构要求较小的植筋深度为15d。在混凝土基材强度等级、钢筋等级、钢筋胶种类完全相同的情况下，根据钢筋直径的均匀倍数确定钢筋深度。在0.9Asfyk的拉力下，较大直径的钢筋会先被拔出，反映出钢筋锚固段的钢筋表面积与钢筋截面积并不是理想的线性关系。根据这个实验，瑞士联邦理工学院的马尔蒂教授得出结论，胶粘剂与钢筋的粘结面上的应力随着钢筋长度的增加而线性增加，但只随着钢筋的增加而增加。所以把植筋深度统一规定为钢筋直径的固定倍数是不科学的！

GB50367-2006第12.2.3条规定了植筋基本锚固深度ls的计算公式:

ls = 0.2 asptfy/FBD

输入

aspt——引用的防止混凝土开裂的计算系数；

D—植筋的公称直径；

FBD——植筋用胶粘剂粘结强度的设计值。

对于结构钢筋的种植深度，GB50367-2006第12.2.3条规定，受拉钢筋的较小锚固长度为lmin = max { 0.6ls10d100mm }；受压钢筋的较小锚固长度lmin = max { 0.3ls10d100毫米.从这里可以看出，规范中结构植筋的锚固深度是严格交给设计师的，比DBJ/T50-032-2004中的规定更合理，避免了植筋公司或胶粘剂制造商的误导。

四、种植粘合剂

该方案要求悬臂梁上部的胶应为福雷斯特种植胶，其他部位的胶应为悍马A级种植胶。根据GB50367-2006第12.1.5条，植筋用胶粘剂必须是改性环氧树脂或改性乙烯基酯(包括改性聚氨酯)。植筋直径大于22mm时，应使用A级胶粘剂。

动词 （verb的缩写）检查和取样的时间和频率

不同胶黏剂的固化时间不同，固化时间短的胶黏剂强度增加较快，脆性增加较大；固化时间过长的胶粘剂强度增长缓慢，耐久性差。制定胶粘剂检验合格指标时，以胶粘剂产品使用说明书中标注的固化时间为基础，根据试验结果确定；因此，实际工程中胶粘锚杆的检验日期应一致，才能真实反映胶粘质量。时间拖久了，会增加原本固化不好的胶粘剂的强度，甚至达到合格要求，但不能提高其安全性和耐久性。GB50367-2006附录N第2.5条规定，应在胶粘剂达到其产品说明书中注明的固化时间当天进行。本文有两个时限要求:钢筋植入后7天内严禁触摸和干扰，10天后进行现场拔出取样检查似乎是合理的。事实上，它以确保加固不受干扰为借口，推迟了拔出检查。

JGJ145-2004附录A第2.2条规定，种植的钢筋按同一规格、型号、基本相同的部位组成检验批，抽取数量按每批总数的1‰计算，不少于3根。DBJ/T50-032-2004第6.0.4条规定，同一施工条件下，植筋锚固承载力的现场验收应按同一规格钢筋数量的1%进行，但不得少于3根。以上两套标准均采用“无损检测”，但采样频率相差9倍。按1%取样不仅比按1‰取样贵，而且容易暴露植筋工程的施工质量问题。许多施工单位以两套规范都是工程实践中的现行标准为由，按1‰进行抽样，甚至有些项目的抽样频率远低于1‰。事实上，JGJ145-2004和DBJ/T50-032-2004采用的无损检测对劣质产品或劣质施工质量的检测能力较低。如果抽检数量不够，很难避免不合格的锚固工程全身而退。

在讨论植筋抽样检验的次数之前，首先要明确抽样检验的方法。植筋抗拔承载力现场检验分为无损检验和破坏性检验。经无损检测的锚固件(包括混凝土基材)在整个检测过程中没有损坏，经检测后能够保证锚固件在结构中的正常使用；破坏性检验后的锚固件(包括经破坏性检验合格的锚固件)已在检验过程中被破坏，不能再用于结构构件。由于破坏性检验完全模拟构件中锚具的失效过程，能够充分展现被测锚具的工作性能，因此其检测劣质产品或施工质量差的能力较高。GB50367-2006附录N第1.4条规定，重要结构构件和悬臂结构构件应采用破坏性检验方法检验锚固质量；第2.2条规定，每批验收的锚具应抽样总数的1‰进行破坏性试验，检验不少于5件。植筋总数不超过100根的，可只抽检3根；第2.3条规定，重要结构构件无损检测采用每验收批锚固件总数的3%，一般结构构件无损检测采用每验收批锚固件总数的1%。第2.4条规定，当不同行业标准的抽样规则与本规范不一致时，承重结构加固工程的锚固质量检验必须按本规范的规定进行。因此，本文所列方案中规定的采样频率不符合规范要求。

不及物动词植筋试验抗拔力的测定

在本文所列的方案中，建议一、二、三级钢筋的抗拔力不应小于210兆帕、300兆帕和360兆帕。拔出力的基本单位是“n”，1MPa= 1N/mm2。“N”和“N/mm2”不可能比“≥”！作者与策划沟通后，明确策划的初衷是:抗拔强度≥钢筋设计强度×钢筋截面积。我调查了重庆几个检测单位的工作人员，包括行政部下属检测中心的工作人员，也调查了一些施工单位和植筋机构的工作人员，得出一个结论:目前相当一部分工程师认为植筋拉拔试验的基本要求应该是“拉拔强度≥钢筋设计强度×钢筋截面积”。

根据DBJ/T50-032-2004附录c第3.2条“检验荷载较小值为钢筋抗拉承载力设计值的1.2倍”，有工程师认为植筋拉拔检验的基本要求应为“拉拔力≥钢筋设计强度×钢筋截面积×1.2”。“抗拔力≥钢筋设计强度×钢筋截面积×1.2”看似符合DBJ/T50-032-2004附录C第3.2条，但要认识到DBJ/T50-032-2004本身并不是很严格:附录C第3.2条不应该规定什么是“检验荷载的较小值”，而应该规定。为什么？DBJ/T50-032-2004附录C第1.2条规定，植筋锚固承载力现场验收试验应为无损检测，并测试正常使用下植筋的锚固性能，其抗拔承载力应满足试验荷载要求。本规程有两点值得注意，即使抗拔承载力“达到”检验荷载，并在不“损坏”的情况下检验种植钢筋在正常使用情况下的锚固性能。如果抗拔承载力“超过”检验荷载，如何保证种植的钢筋不“受损”？这样就有工程师认为“拔出力=钢筋设计强度×钢筋截面积×1.2”是正确的。

但是，“拔出力=钢筋设计强度×钢筋截面积×1.2”是否合适？根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第11.2.3条，一级和二级抗震等级结构钢筋的实测屈服强度与标准强度值的比值不应大于1.3。如果三级钢筋的实测屈服强度为430 MPa，不超过强度标准值的1.3倍，则应用于一、二级抗震结构。如果植筋的拉应力为1.2 MPa，即432 MPa，拉力为432 MPa ×钢筋截面积，则钢筋有可能屈服而不断裂，也就是说钢筋已经破坏，未达到《JGJ145-2004》附录A第4.3条规定的“抗拉强度”，无损检验，荷载检验值取0.9Asfyk和0.8 RK计算的较小值， C N. Rk，c . N为非钢材制品的失效承载力标准值，体现了“非失效检验”也要保证混凝土基体不受损。 笔者认为，JGJ145-2004《无损检测》的检测负荷规定的超前合理性高于GB50367-2006《无损检测》。

七.结论

目前有关植筋技术的规范、行业标准和地方法规对植筋技术的要求不同，导致个别工程师对植筋技术的理解和掌握不足，容易在实际工作中出现无意的失误。同时也给那些被利益驱使的工程师提供了断章取义欺骗相关工程师的机会。摘要:通过对现行规范、行业标准和地方法规中关于植筋技术的一些规定进行梳理，分析出一个实用的植筋工程建设方案存在不足或不足。