浅析大直径钢筋混凝土结构后锚固施工方法

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摘要：在混凝土结构设计以及施工中，往往因为对锚固长度概念的理解不足而对保证钢筋混凝土梁抗弯承载力的各项构造措施产生疑惑。目前新建工程施工中逆作法的采用、改扩建工程的钢筋增设，大量涉及大直径（>18mm）钢筋混凝土结构后锚固问题。由于大直径钢筋混凝土结构后锚固具有定位要求高、孔径大、锚固长度大、抗力要求高以及潮湿环境作业等特别不利条件，保证其施工可靠性成为一个技术难题。

关键词：锚固长度 施工

中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）05-0065-02

混凝土结构基本原理和混凝土结构设计是土木工程专业中最重要的专业基础课和专业课。然而，多年的实践表明：往往因锚固长度概念认识不足，为此，有必要对这一问题加以讨论，澄清模糊认识。

一、受拉钢筋的锚固长度的理论计算

钢筋与混凝土之间良好的粘结性能是钢筋与混凝土两种不同材料共同工作的基础。当混凝土中的钢筋单独受力时，钢筋上的力必须通过一定长度上粘结力的累积方能传递到混凝土上，这个长度称为传递长度或称钢筋应力发展长度。

以直径为2c′的圆形截面混凝土试件内配置直径为d的带肋钢筋拔出模型为例，图1a、c所示，推算钢筋在混凝土中的传递长度ltr。当钢筋受到拉力T时，由于钢筋表面凸出的肋与混凝土间的机械咬合作用，钢筋的肋会对混凝土产生斜向挤压力（图1a）。斜向挤压力的竖向分量合力就是钢筋与混凝土间的粘结力。斜向挤压力的水平分量使钢筋混凝土犹如受内压的管壁（图1d）。假定：（1）粘结应力沿钢筋纵向均匀分布（图1b）；（2）内压p引起的混凝土中的拉应力按线性分布（图1d）；（3）当混凝土发生纵向劈裂破坏时粘结失效。

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）（以下简称“规范”）推荐的充分利用钢筋抗拉强度时的钢筋锚固长度计算公式即是根据这一原理而建立的，如式la≥αfy/ftd。“规范”称la为基本锚固长度。

二、大直径钢筋混凝土结构后锚固施工工艺流程及操作要点

1、工艺流程

定位孔位钢筋探查成（扩）孔清理孔钢筋处理灌胶植入钢筋钢筋定位固化、保护。

2、操作要点

定位：按设计要求标示钻孔位置、型号；

定位后钢筋探测仪检查孔位，若孔位上存在受力钢筋，钻孔位置在经设计同意后可适当调整，因大直径刚劲位置的变动将影响其受力性能。

3、钻孔

1）钻孔宜用水钻成孔，如遇非受力钢筋可直接下钻，保证孔位符合设计要求。

2）钻孔孔径d+4-10mm（为钢筋、螺栓直径）。

3）钻孔深度不得小于设计深度。

4）钻孔有效深度自构件表面坚实或从主筋保护层深度处的混凝土算起，不得包括装饰层及抹灰层厚度。

5）清理孔：钻孔完毕，检查孔深、孔径合格后，应先用清水循环转动洗净或用空气压缩机、手动气筒彻底吹净孔内碎渣和粉尘（不得带进油污），再用吸水材料擦拭孔道，并保持孔道无水。若有废孔，清净后应用化学锚固胶或高强度等级的树脂水泥砂浆填实。

6）现场负责人检查清孔工作，请总包及监理验收，做好隐检记录。

4、钢筋处理

1）在钢筋端部相应位置做上标记，标示好除锈清理的长度范围；要求此长度范围大于要求锚固深度50mm。钢材锚固长度范围内的铁锈、油污应清除干净（青色氧化外皮也应除去），并打磨出金属光泽，采用角磨机和钢丝轮片速度较快。

2）将除锈清理好的钢筋用棉丝蘸丙酮，将除锈清理长度范围内的钢筋表面擦拭干净，放在干燥处整齐码放，报请现场负责人检查。

5、准备胶：采用喜利得RE500锚固胶，产品A、B双组份的已按比例配置，应保证产品在有效期内。特制胶枪可将A、B双组份混合均匀，挤压枪柄及可使用。

6、注胶：注胶时一定保证孔洞内胶体饱满，可采用两种方法。打胶时将胶枪前断打胶管深入孔底，然后旋转打胶胶枪。此时打胶胶枪会在孔内胶的压力下自动退出，至合适深处（以胶注满孔深2/3左右为宜）停止旋转打胶枪并将其取出。可根据钻孔直径D、埋置深度L以及钢筋直径d的大小，计算出其理论用量V（体积）：V=1.10×3.14/4×（D@-d@） ×L×l0-3（ml）

7、植入钢筋：注胶完成后迅速植入钢筋。

1）如为盲孔钢筋埋植：将锚固用胶注入孔洞内2/3 即可；将处理好的钢筋，除锈清理端朝向孔洞，一边向同一方向旋转，一边缓慢将钢筋插入洞内，直至到达孔洞底部为止。此时，如无锚固用胶从洞内溢出，说明注胶量不够，须将钢筋拔出，重新注胶，再次插入钢筋，直至能使胶溢出洞口。

2）如为通孔钢筋埋植：先将处理好的钢筋插入孔内，孔两端用环氧砂浆封堵，封堵时，须在一端留出注胶孔，另一端留出出气孔；待环氧砂浆凝固后方可进行高压注胶。将配制好的锚固用胶装入打胶筒内，安装打胶嘴；将锚固用胶通过注胶孔注入孔洞内，直至另一端出气孔溢出胶为止；而后，用环氧砂浆或其它材料将注胶孔及出气孔封堵死。

8、钢筋定位及密封处理：钢筋在植入的过程中位置会有所偏转，胶液也会有流淌，批量植筋完成后应进行检查，将流淌的胶重新填回，同时对偏转的钢筋进行定位处理。

9、固化、保护

1）RE500锚固胶有一个固化过程，日平均气温25℃以上8小时内不得扰动钢筋，日平均气温25℃以下12小时内不得扰动钢筋，若有较大扰动宜重新处理。

2）RE500锚固胶在常温、低温下均可良好固化，若固化温度25℃左右，1天即可承受设计荷载；若固化温度5℃左右，2天即可承受荷载，且锚固力随时间延长继续增长。

3）对已埋植好的钢筋要做好保护工作，如进行必要的违挡、固定、挂明显标志牌等。以防锚固用胶在固化时间内，钢筋被摇摆动或碰撞，影响埋植效果。

4）用棉丝蘸少许丙酮，清理工作面遗留的胶及清理工作面的垃圾。

三、结语

我们必须理论联系实际，文章从受拉钢筋的锚固长度的理论计算出发，讨论了大直径钢筋混凝土结构后锚固施工方法，旨在使读者理解基本概念、灵活运用已掌握的基本理论和知识。

参考文献：

[1]顾祥林.混凝土结构基本原理[M].2版.上海：同济大学出版社，2011.

[2]GB50010-2010混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[3]刘文峰.混凝土结构设计原理[M].北京：高等教育出版社，2004.

[4]杨政.混凝土力学与构件设计原理[M].西安：西安交通大学出版社，2010.