摘要：化學植筋是在原有混凝土構件上用專用工具鉆孔、清孔后用高強粘結劑將鋼筋植入孔內，待粘結劑固化后，通過粘結錨固使所植鋼筋能作為受力或構造筋使用的一種施工技術。因其施工工藝簡單，不改變結構原形，且速度高成本低，近幾年廣泛地應用于加固及改造工程中。本文簡要介紹了化學植筋技術基本原理和植筋工藝，提出化學植筋施工過程應注意的問題和控制要點。
　　關鍵詞：化學植筋，改造，加固
　　1前言 
　　化學植筋技術是近年來發展的一項新型鋼筋錨固技術，是在已有混凝土結構或構件上，根據工程擬需用鋼筋，用專用的工具以適當的孔徑和深度鉆孔，用高強建筑結構膠作為粘結材料把鋼筋植入已有結構物中，使新增的擬用鋼筋與混凝土粘結牢固，并使新增鋼筋發揮設計所期望的性能，是一種后錨固技術。由于其具有性能可靠、操作簡單、施工工期短以及不破壞原有結構等特點，目前化學植筋技術已經廣泛應用于各類混凝土建筑物和構筑物的改造、擴建、加固以及施工過程中遇到的已建結構設計變更等工程實際中。
　　2工程概況及方案優選
　　濟南火車站廣場地下部分原為地下人防工程，為鋼筋混凝土結構。上部為車站廣場、行車道路。為緩解廣場交通壓力，決定對火車站廣場地下部分進行改造，利用原有地下人防工程改建為集地下人防、出租車道、商業區、停車場的綜合性工程。在以往的工程實踐中，一般采用加大結構構件的方法來滿足構件新的使用功能要求，傳統的方法一般是采用鋼筋焊接、螺栓錨固和混凝土鑿毛等方法，它們雖然在理論上可加大結構構件的截面，但受到施工現場條件及施工人員技術水平的限制，新增鋼筋的焊接以及新舊混凝土結縫的處理都很難百分之百的達到設計要求，給結構留下了新的安全隱患。近年來，隨著建筑科技的發展和國外先進技術的引進，一些過去難以解決的技術問題逐步得到了解決，植筋、粘鋼和粘炭纖維等新技術和新材料在工程改建和加固中普遍開始應用。其中，植筋技術以其施工便捷、可靠靈活的特點，得到廣泛的應用。因此在本改造施工中采用了植筋錨固技術。植筋數量為：12mm鋼筋974根，14mm鋼筋396根，16mm鋼筋203根，18mm鋼筋82根，20mm鋼筋975根，22mm鋼筋313根，25mm鋼筋180根。植筋受拉承載力為鋼筋的抗拉強度設計值。
　　3植筋理論分析[1]
　　3.1植筋的位置選擇：混凝土建筑物和構筑物的改造、擴建、加固，主要是在底板錨入柱筋、墻筋，在梁柱接頭錨入柱筋、梁筋、錨栓，在柱墻側面和梁頂、底面錨入墻筋。
　　3.2植筋體系力學分析：植筋破壞一般是在錨固長度較小的情況下發生混凝土錐體破壞，破壞時鋼筋周圍的混凝土呈錐狀拉裂，形成一個錐體；錨固長度較長的情況下會發生錐體-粘結復合破壞。這說明，植筋體系承載時，上部混凝土起著抵抗拉拔的作用。根據國內外有關文獻，在厚大混凝土中的植筋承載力只與一定范圍內的混凝土有關。
　　3.3植筋錨固性能影響因素：植筋錨固承載力的確定首先是基于試驗結果。但實驗室的工作條件與工程現場的工作條件完全不同。在實驗室條件下為了尋求各個實驗結果的可比性，一般確定了一個可以用做參考的標準的實驗方法。為了研究各個不同的工作條件對植筋承載力的影響，某些重要的影響因素，則通過分組實驗，把各個影響因素分開考慮，除了所考慮因素變化外，其他條件按基本實驗條件不變。
　　3.3.1錨固基材混凝土強度：單向拉拔植筋試件的實驗結果表明，當植筋的植入深度較小，且在混凝土中沒有橫向配筋時，往往會發生混凝土的錐形破壞。對于這種情況，混凝土抗拉強度或抗裂強度將影響試件破壞時極限承載力的大小。
　　3.3.2錨固長度：隨著錨固長度的增加，承載能力增大，但平均粘結強度減小，錨長較短時，這種變化尤為明顯，錨長較長時()，變化漸趨平緩。
　　3.3.3保護層厚度：當保護層厚度>20mm時，鋼筋的擠扭作用己不能扭劈試件，以鋼筋的拔出為破壞形式，因此在滿足工程習慣和構造要求時，保護層厚度的影響較小。
　　3.3.4配箍率的影響：在加載初期，箍筋的影響很小，當鋼筋發生大滑移后，箍筋限制混凝土的橫向變形，可增強對錨筋的擠壓作用，因此對剪應力有一定的影響，但因混凝土一般不會劈裂(甚至不會開裂)，因此總體上影響較小。
　　3.4不同植筋方式的適用性：采用植筋錨固，應根據既有結構情況選擇合適的植筋方式。當混凝土構件厚度足夠大時（h≥2La），錨桿與邊緣的距離C≥La時，可在其上植入柱、墻鋼筋。梁柱植筋一般選在梁柱交接處鋼筋較多的地方，以避免群錨及邊緣處影響，梁截面擴大一般選在梁底側植筋。
　　4植筋施工工藝[3]
　　4.1工藝流程:定位→材料準備→鑿面→機械鉆孔→清孔→結構膠配制→注膠→插筋→調整→固化→檢測
　　4.2固化及檢測：植筋技術絕大部分都是運用于結構主要受力構件或懸挑結構等結構關鍵部位。因此，栽植鋼筋質量的好壞將直接影響到結構的受力性能，甚至影響到整體建筑結構的安全性能。然而，由于植筋工程完工后，栽植鋼筋施工質量的好壞無法用“尺量、眼看”等普通建筑工程施工驗收方法進行判斷。因此，為保證栽植鋼筋的施工質量，對化學植筋工程的栽植鋼筋進行現場檢測就顯得尤為必要了。結合文獻[2]調整好的鋼筋在初凝時間內不得對鋼筋有任何擾動，否則將影響其錨固強度。初凝后方可進行下道工序施工。固化完成后，現場隨機抽樣進行拉拔試驗(無損傷檢驗)，按相同類型，相同規格型號、尺寸和用于相同構件設計強度等級的栽植鋼筋分批，每批按工程量的1%抽取，并不少于3根。
　　4.2.1檢測條件：化學植筋效果的好壞主要決定于所用膠結劑的性質。以高分子原料為主體的高強建筑結構膠，粘結強度高，膠結劑固化后有良好的物理、機械性能，拉伸強度>26MPa，壓縮強度>75MPa，耐腐蝕性能、耐老化性能優良，施工性能較好，固化速度適中，固化收縮率小。經過對多種植筋結構膠的力學性能、價格等因素綜合考慮后，底板植筋采用大筑WDZ建筑結構膠；墻體植筋選用大筑WDZ子母玻璃管裝植筋（錨固）膠；頂板植筋選用進口喜利得HIT-HY150植筋膠。其主要技術性能指標如下表所示。
　　建筑結構膠力學性能表

　　檢測時植筋齡期應大于化學植筋膠固化時間。此外，栽植鋼筋的混凝土構件應達到設計要求的強度等級,構件表面應平整。在檢測過程中，如出現有千斤頂傾斜、混凝土構件邊緣劈裂等異常情況時，應作詳細記錄并重新選取栽植鋼筋進行檢測。
　　4.2.2檢測加荷方法：檢測加荷方式采取階梯式加荷。首先以預定檢測拉拔力的20%作為拉拔力初始值，記錄位移百分表的初始讀數。這樣可以基本消除因鋼筋與基面不垂直或鋼筋本身有一定彎曲而引起位移讀數過大的影響。然后，以預定拉拔力的40%、60%、80%、90%、100%分五級加荷。加載過程應勻速、緩慢施壓。當壓力表讀數到達某級荷載時，應在該級荷載上停留3分鐘，記錄3次位移表讀數。當壓力表讀數變小，栽植鋼筋上所加荷載下降時，應不斷補壓，保持所加拉拔力在預定荷載上下1kN范圍內波動。最后，當加荷至預定拉拔力的100%時，如果3分鐘內位移表讀數無法穩定，應適當延長時間進行觀察，直到位移表讀數基本穩定為止。施工現場按規范進行植筋拉拔試驗均滿足承載力需要。
　　化學植筋錨固力檢測裝置

　　5結論
　　濟南火車站廣場地下改造工程采用植筋工藝，所有植筋經現場檢測全部合格，實施植筋錨固技術，省時省工、工序少、工效高、操作方便、節約資金，保證了工程的順利施工，且滿足要求，有較好的綜合效益，更重要的是錨固性能、質量能夠保證。目前項目已投入使用，情況一切正常，效果良好。
　　參考文獻：
　　[1]中華人民共和國國家標準．混凝土結構設計規范．GB50010-20022009年9月第一版北京中國建筑工業出版社
　　[2]熊學玉、許立新、胡家智．化學植筋的拉拔試驗研究．建筑技術．2000年第6期31
　　[3]范錫盛等.建筑物改造和維修加固新技術.2002年12月第一版北京:中國建材工業出版社，1999