植筋连接技术是一种新型的钢筋混凝土结构改造技术，属于一种后锚固技术。它是以混凝土等为基材，在需要的旧混凝土构件上按照结构受力分析确定的钢筋数量、规格、位置，在旧构件上经过钻孔、清孔、注入高强化学粘结剂（俗称结构胶）然后植入所需钢筋的方法，使钢筋锚入旧结构构件中，后浇筑新混凝土进行有效连接，以达到共同作用整体受力的加固改造技术。呈液态的植筋胶在混凝土中会渗透到混凝土的缝隙和毛细孔中，经过表 1 常温范围的凝固愈合后，不仅产生摩擦力，还会在混凝土与钢筋之间产生锁键力，因而利用这种粘强和锁键原理就能得到需要的所植入钢筋与旧混凝土之间的可靠粘结力。 

1 ）有设计灵活的优越性，可根据构筑物使用功能的需要在钢筋混凝土的任可位置，依据其结构受力特征设计植筋数量及规格，且可靠性优于预埋件，可用于水平、垂直及顶部装置承载； 2 ）植筋结构牢固，施工后可产生高负荷承载力，能抵抗剪力、拉力，且不易产生位移，拔出，密闭性能良好，无需任何防水处理； 3 ）对于植入基材不产生膨胀力，能发挥大限度的锚固强度； 4 ）适用基材范围广，可用于混凝土、轻质混凝土、矿渣混凝土、天然石材等各种实心和空心建材； 5 ）操作快捷简便，粘结剂硬化速度迅速，强度高，能有效缩短施工周期； 6 ）适用范围广，可用于各种结构补强及旧建筑物的改建和扩建工程，且安全环保。
3 、植筋技术的适用范围及部位 1 ）各类钢筋混凝土结构的增层、续建、改建和扩建等预留钢筋的锚定； 2 ）梁、柱、楼板、剪力墙自身的延续连接以及梁与柱、板与柱、梁与剪力墙、基础梁与柱承台等加固预留钢筋的锚定； 3 ）桥梁、涵洞、隧道等特殊构筑物的加固预留钢筋的锚定； 4 ）各类钢结构和机械设备，支架的螺杆锚定以及金属型材与混凝土、岩石、砖墙等基体材料的锚固等。

：化学植筋所用锚固胶的锚固性能应通过专门的试验确定，对获准使用的锚固胶，除说明书规定可以掺入定量的掺合剂外，现场施工中不宜增添其他掺合料。锚固胶按使用形态分为管装式、机械注入式和现场配制式三种。施工中应根据使用对象特征和现场条件合理选用。但无论选何种锚固胶，其性能指标均应满足国标 JGJ 14 5 － 2004 有关规定。

3 ）植筋孔径与孔深的确定：见表 2 。
5 、植筋的工艺流程 剔除混凝土保护层→植筋定位放线→钻孔→清孔→二次钻孔→打毛→二次清孔→验证孔径及孔深→干燥清孔→配制植筋结构胶→清洗钢筋→孔内注入植筋胶→钢筋植入固化并对其进行临时固定保护→植筋拉拔试验抽检→验收合格后将植入钢筋与新增结构钢筋进行连接→支模固定→新增结构浇捣混凝土。 
表 2 植筋设计的钢筋型号、孔径和植入深度

6 、植筋的质量控制要求及注意事项 
1 ）对植筋粘结剂的要求：必须具备出厂合格证及出厂日期，且处于保质期。现场配比一定要准确合理。 2 ）植入钢筋必须具备出厂合格证，出厂日期及试验报告并在抽检合格，经除锈除油污处理后方可使用。 3 ）植筋前要对钻孔进行清理，保证孔内无尘，干燥且孔深孔径等关键指标达到设计要求皇方可进入下道工序施工。 4 ）正式施工前应进行现场植筋抗拉拔试验，合格后方可全面施工。 5 ）植筋作业应尽量避免低温，阴雨等不良天气。 6 ）对刚植入钢筋要做临时固定，待植筋胶完全固化后方可拆除，并在养护期内禁止挠动。 7 ）植筋完成后必须按设计要求对植筋做抗拉拔试验，（如设计无要求 10% 抽检）合格后方可进入下道工序施工。 8 ）植筋胶虽无毒，无强烈刺激气味，但粘结力极强，施工时应尽量避免皮肤与植筋胶直接接触。 
7 、植筋技术在实际工程中的应用 在实际工程中，植筋技术大量运用于各种构筑物的改建、扩建及补强施工，并且大多达到了预期效果。如广州金茂大厦由原来设计的共 35 层共享空间的天井结构改为钢筋混凝土板现浇悬挑板结构。昆明某大厦因使用功能的改变对屋面板进行加厚，补大板处理。以及现在正在施工的桂林先达房产世纪花园 44 号商住楼，原工程在 1997 年已完成基础和地下车库的部分建设，因其使用功能的改变，现采用植筋技术对原基础梁、板、柱、剪力墙等进行结构加固，将其上层结构由原来的框架砖混改为框剪小高层结构。 
钢筋直径→植筋深度→混凝土强度。研究还表明，在满足结构强度要求，且结构定全、可靠的前提下，从经济、实用及便于施工的角度出发，钢筋直径这一指标越小越好，这样不仅使植筋胶用量少、成孔施工方便，对原结构的损伤小，从而可以节约投资。在满足结构加固、结构补漏以及结构改型等植筋工程设计强度要求前提下，混凝土强度这一指标也是越小越好，因为混凝土强度小了，容易成孔，施工方便。

粘钢加固是在砼构件表面用高强建筑结构胶粘贴薄钢板（厚度 2~ 6mm ），补充构件内部的配筋不足，以提高砼构件结构承载力的一种加固方法。可用于因设计或施工不当、材料质量不科伦坡合要求、使用功能改变、遭受灾害及耐久性等原因而造成砼结构构件承载力不足的砼结构补强。

柱包钢加固技术是角钢和板箍通过焊接后，灌注高强无机粘接材料或压力灌注环氧浆液使其与原混凝土柱可靠的连接成一个整体。此加固方法利用新增角钢和钢箍横向作用达到三轴约束能大幅的高柱子的承载能力。

根据基材的强度、加固或联结部位不同的特征和功能要求，采用进口胶或高强结构锚固胶，将钢筋或螺栓植入基材中，以达到构件联接可靠，相当于在结构体上加了预埋钢构件。在增设雨篷、阳台、挑梁、接柱、扩柱截面、加大基础等改扩建工程中有着广泛的应用。

1 ． 1 为使植筋胶在钢筋混凝土结构改造加固应用中，做到技术先进、经济合理、安全可靠。

1 ． 2 本指导书适用于在钢筋混凝土结构中采用植筋加固的设计与施工。

1 ． 3 采用植筋胶在钢筋混凝土结构中植筋时，除应符合本指导书的规定外，尚应遵守国家现行的有关标准和规范的规定。锚固参数可根据现场拉拔试验结果进行调整。

1 ． 4 采用植筋胶在钢筋混凝土结构中植筋时，应由专业设计人员进行设计，并由有施工经验的专业施工队进行施工。

1 ． 5 混凝土基材强度等级不宜小于 C15 ，当基材强度等级大于 C30 时，植筋参数 ( 锚固深度 ) 仍按 C30 考虑。

1 ． 6 岩石、砖等实心基材的锚固可参照本指导书执行。

 凝胶时间—从树脂胶泥与固化剂混合起，到锚固胶开始发热 ( 胶泥温度上升 2 ℃ ) 的时间。
固化时间—从锚固胶 A 料与固化剂 B 料混合起，到反应结束的时间。
As —锚筋截面面积；
f cr —植筋胶与混凝土粘结强度标准值；
f yk —锚筋强度标准值；
L b —锚筋屈服锚固深度；
N sd —单一锚筋拉力设计值，或群锚锚筋中拉力大设计值；
N Rk,s —锚筋受拉承载力标准值；
N Rk,c —植筋胶与混凝土界面粘结承载力标准值；
V sd —单根锚筋剪力设计值或群锚锚筋的大剪力设计值；
V RK,s —锚筋受剪承载力标准值；
Y mc —植筋胶与混凝土界面粘结承载力分项系数；
Y ms —锚筋受拉，或受剪承载力分项系数；
v —植筋胶的比重，取 2 ；
K —钻孔用胶富余系数，取 1.1 ；

3 植筋胶特点与应用范围

(1) 本产品用于钢筋混凝土，亦可用于砖墙、岩石等基材的钢筋锚固

(2) 承载快、拉拔力大、抗疲劳、抗震动

(3) 施工快捷、方便，且水平孔、向上孔均易施工并能保证孔内充满胶

(4) 锚固效果如同预埋，且成本低

(5) 在负温 ( － 15 ℃ ) 下能固化，不影响锚固力

(6) 锚固钢筋固化后可焊接施工

(1) 梁、柱加大断面植筋、柱加牛腿、水平植筋

(2) 墙体加厚拉结植筋

(3) 结构加层柱头垂直植筋

(4) 梁体接长水平植筋

(5) 梁、板悬挑水平植筋、梁上加柱、垂直植筋

(6) 基础、连续墙植筋

(7) 预制梁修复植筋

(10) 广告牌基脚固定、机械设备固定等

(11) 岩石、砖砌体等锚固

植筋主要锚固基材是钢筋混凝土、预应力混凝土结构、砖墙。砖墙加固时常用锚筋作拉结筋使用。混凝土强度等级宜在 C15 ～ C60 之间。
混凝土基材强度对植筋锚固力有明显的影响，混凝土强度越低，植筋的锚固力也越低；混凝土强度越高，植筋的锚固力也相应越高。但是，植筋锚固力与混凝土强度并非呈线性关系。

结构植筋应优先采用Ⅱ级、Ⅲ级钢筋。
墙体拉结植筋可采用 I 级钢筋。

4 ． 3 ． 2 温度对胶的固化时间的影响，见表 4 ． 3 ． 2

温度对固化时间的影响表 表 4 ． 3 ． 2

焊接对锚固力的影响表 表 4 ． 3 ． 3

4 ． 3 ． 4 钻孔湿度对锚固力的影响

钻孔有水对锚固力的影响比较明显，锚固力会有所降低，宜采用加热烘干措施后施工，见表 4 ． 3 ． 4 。

钻孔湿度对锚固力的影响表 表 4 ． 3 ． 4

4 ． 3 ． 5 施工清孔对锚固力的影响，见表 4 ． 3 ． 5 。

施工清孔对锚固力的影响表 表 4 ． 3 ． 5

4 ． 3 ． 6 钻孔孔口方向对锚固力的影响，见表 4 ． 3 ． 6 。

孔口方向对锚固力的影响表 表 4 ． 3 ． 6

4 ． 3 ． 7 钻孔直径与锚筋直径对应值的关系，见表 4 ． 3 ． 7 。

钻孔直径与锚筋直径对应值的关系 表 4 ． 3 ． 7

4 ． 3 ． 8 钻孔用胶量计算
经验用量：填满钻孔的 2/3 。
式中 v ——植筋胶的比重取 2 ； K ——钻孔用胶富余系数取 1.1 ；
h ef ——有效锚固深度； W ——植筋胶用量

（ 1 ）锚固筋的设计应根据构件荷载分布状况及《建筑结构荷载规范》有关规定，计算单锚、群锚锚筋的大拉力或拉弯共同作用的复合拉力和剪力内力设计值。

（ 2 ）安全等级重要性系数

根据工程的重要性及锚固破坏后果的严重程度，设计值应乘以相应的安全等级重要性系数，见表 5 ． 1 。

安全等级重要性系数表 表 5 ． 1

(3) 锚固构件的破坏类型

通过系列试验和多年工程实践，在钢筋混凝土构件中进行锚固，锚固构件的破坏，通常有二种状况，即锚固筋破坏、锚固粘结胶破坏和混凝土基材破坏。其中锚固粘结胶的破坏又可分为沿锚筋与胶界面的破坏、混凝土与胶界面的破坏两种可能。

(i) 当锚固深度大于或等于锚筋小屈服锚固深度时 , 通常锚固筋的破坏起控制作用。

(ii) 当锚固深度小于锚筋小屈服锚固深度时，则锚固构件可能发生锚固粘结胶破坏和混凝土基材破坏。在相同粘结长度下，发生沿锚筋与胶界面破坏的可能性远小于胶与混凝土界面的破坏，因此锚固胶与混凝土界面的破坏起控制作用。

(4) 考虑到被加固混凝土构件，由于受日久碳化、冻融、腐蚀、磨损等不确定因素的影响，致使混凝土强度的离散性较大，故将锚固件承载力乘以折减系数 ф 。

5 ． 2 锚固构件的承载力验算

5 ． 2 ． 1 锚筋受拉承载力验算

锚筋受拉承载力验算，按式 (5 ． 2 ． 1) 计算
式中 N sd ——单锚筋拉力设计值，或群锚锚筋中拉力大设计值。
N RK ， S 一一锚筋受拉承载力标准值。
Y ms ——锚筋受拉承载力分项系数，见表 5 ． 2 。
ф ——承载力折减系数，其值为 0.8 。

锚固件承载力分项系数表 表 5 ． 2

5 ． 2 ． 2 锚固胶与混凝土界面粘结承载力按式 5 ； 2 ． 2 计算
式中 N sd ——单根锚筋拉力设计值或群锚锚筋的大拉力设计值
N Rk,c ——锚固胶与混凝土界面粘结承载力标准值
Y mc ——锚固胶与混凝土界面粘结承载力分项系数
ф ——承载力折减系数，其值为 0.8

5 ． 2 ． 3 锚固筋的受剪验算
当锚筋的锚固深度不小于锚筋受拉的屈服锚固深度时，锚固构件的受剪验算，考虑剪力均由锚筋承受，其承载力验算按式 5 ． 2 ． 3 计算
式中 V sd ——单根锚筋剪力设计值或群锚锚筋的大剪力设 [ 卜值
V RK,S ——锚筋受剪承载力标准值
ф ——承载力折减系数，其值为 0.8
Y ms ——锚筋受剪承载力分项系数

5 ． 3 锚筋系列受拉承载力标准值、设计值实用表
为了简化计算，方便设计，我们综合考虑系列试验与工程实践数据，并结合公式 (5 ． 2 ． 1) 、 (5 ． 2 ． 2) 、 (5 ． 2 ． 3) 的一系列计算，提供不同混凝土强度等级的锚筋承载力标淮值、设计值。设计人员根据内力分析，求出单根锚筋的内力设计值，并结合表 4 ． 3 ． 4 — 4 ． 3 ． 6 的有关规定乘以相应系数后求出相应的锚筋直径、锚固深度、钻孔直径及锚筋数量。

5 ． 4 ． 1 锚固的钢筋混凝土基材，其强度不宜低于 C15 ，基材厚度应大于或等于 L+2D ，也不宜小于 100mm ，其中 L 为锚筋的有效锚固深度， D 为钻孔直径。
5 ． 4 ． 2 锚筋的布置应避开装修层及抹灰层，无法避开时，则应扣除其厚度，好布置在有钢筋布置的区域内，见图 5 ． 4 ． 2 。
5 ． 4 ． 3 群锚锚筋的间距、边距应大于或等于 4 倍锚筋直径，当边距小于 0.5 倍锚筋埋深时，要求在边距范围内至少有一根 ф 6 钢筋，否则应加大边距值。
5 ． 4 ． 4 当用锚筋锚固幕墙等装饰性构件时，锚板厚度不应大于 12 ㎜，也不宜小于 8 ㎜，锚筋直径宜控制为 10 、 12 、 14 、 16 ㎜。

图 5 ． 4 ． 2 锚筋设置部位示意图

用电锤或其它设备，钻出孔径、孔深适当的钻孔。

(1) 用毛刷将孔壁的粉尘反复清刷； (2) 用强风从孔底吹净孔壁粉尘； (3) 重复第 (1) 及第 (2) 步至少三次以上，直至孔壁无任何粉尘为止。

将植筋胶中的 A 料、 B 料进行充分混合 (A 料与 B 料配比见产品说明书 ) ，放入孔内，胶量应满足钢筋插入后孔内胶体填充饱满。

将锚固件插入孔内 ( 可用旋转或振捣等方式 ) ，在胶固化前禁止扰动锚固件，以免影响锚固效果。

7 ． 1 产品出厂检测
植筋胶在出厂前经过一系列的性能试验检测。测试依据是 GBJ81 — 85 、 JC/T547 — 94 、 MTl46.1 — 95 、产品企业标准等。

所有原材料均由定点厂家供应，每批进厂原料在使用前均进行检验，性能达不到要 求的杜绝使用，从原材料上确保质量关。

每道生产工序都有专人负责，并进行自检，不合格的不进行下一道工序生产，从生产过程中保证产品质量。

每批产品出厂前都进行锚固力学性能测试，且每组试件不少于 3 根。测试按本企业标准，不合格的产品严禁出厂。

7 ． 1 ． 4 国家质量检测中心检验
每年产品都送国家有关质量检测中心进行检验，获得权威部门质量认可。

7 ． 2 现场拉拔试验
根据用户要求，委托国家认可的有关质量检测中心进行现场拉拔试验。

锚固用胶粘剂的工程应用

环氧树脂胶由于其具有优良的力学性能、机械性能、耐化学介质性能、耐老化性能及良好施工性能等诸多优点，自其问世以来，在建筑工程、桥梁工程、公路工程等粘接加固、锚固植筋、灌注补缝、防水堵漏及防腐等许多场合广泛应用。而锚固植筋技术是其中一项重要应用，是将钢筋或螺栓通过建筑结构胶锚固在预先钻孔的混凝土结构中，达到增强混凝土结构强度，延长其使用寿命等目的。
本文介绍了环氧树脂胶配方设计、材料选取的有关重要参数及其应用价值。

1 、原材料的选取及其主要技术指标的确定

1 ． 2 固化剂的选取及其主要参数指标
固化剂—般有 T31 、 C20 、乙二胺等，本文采用乙二胺，它是一种强碱性无色液体、其固化速度快、易挥发、有刺激性气味，是一种常用的固化剂，其纯度 >90 ％，含水率 <1 ％， LD(mg/kg) 值为 620 。

1 ． 3 稀释剂的选取
稀释剂采用非活性稀释剂丙酮，它不参加固化反应，和环氧树脂不起化学变化，稀释效果好，且毒性相对较小。

1 ． 4 增韧剂的选取
增韧剂主要作用是改善环氧树脂的脆性，提高制品的抗弯、抗冲击强度，本方法采用邻苯二甲酸二丁脂。

1 ． 5 填料的选取
本方法采用普硅 42.5 水泥，水泥不得有结块，并经 4900 孔 / ㎝ 2 筛，筛余量不得大于 15 ％。

2 、环氧树脂胶的试验分析及其主要反应机理2 ． 1 试验概况
试验植筋的设计及处理采用Ⅱ级螺纹钢。根据直径分成 5 组： 6.5 、 8 、 10 、 12 、 14 ；每组由 3 根钢筋组成植入深度为钢筋直径的 15 倍，植筋前打磨除锈至露出金属光泽，锚固端用丙酮清洗干净。孔径及孔洞处理：钻孔直径比所植钢筋直径大 10 ％～ 20 ％，—般为 20 ％，钻孔经吹风机吹干净后，用丙酮清洗。
经过大量的试验论证，采用正交设计，经过大量配方设计和性能试验，研制了一种环氧树脂胶，其基本组成成分如表 1 。
环氧树脂胶委托天津市建筑工程质量监督检验中心进行拉拔试验，采用Ⅱ级螺纹钢、混凝土强度等级为 C30 ，试验结果见表 2
从试验结果可以看出，锚固钢筋在外拔力作用下，可出现两种形式的破坏：①钢筋屈服、②钢筋拔出。这两种情况都满足结构植筋要求。

表 1 环氧树脂胶基本组成

表 2 锚固钢筋拉拔试验结果

2 ． 2 环氧树脂胶的主要反应机理
多元胺与环氧基反应简式如下：

液态双酚 A 型环氧树脂与乙二胺的加成固化反应， К 1 К 2 =0.5/1 ；液态双酚 A 型环氧树脂与芳香胺的加成固化反应， К 1 К 2 =(0.14-0.08)/1 。即伯胺与环氧基的加成反应速度明显大于仲胺与环氧基的加成反应速度，反应中生成的羟基对氨 ( 胺 ) 基于环氧基的加成固化反应起促进作用，称自催化效应。乙二胺与环氧树脂在 8 0 ℃ 下进行加成固化反应时，各种官能团变化反应时间的关系如图 1 所示。

图 1 官能团变化与固化反应时间的关系
 液态双酚 A 型环氧树脂与脂肪族二胺的反应，在无外加促进剂时的等温速度曲线中，由于未反应官能基的后固化，产生放热峰，在峰值区，使固化产物羟基的自催化效应引起的以三级反应为主的后固化反应。环氧树脂与接近等当量的二胺反应，当转化率为 55 ％～ 75 ％时，由于反应体系黏度增加，产物的扩散速度受到限制，则反应物消耗速度急剧下降。双官能度环氧树脂与四官能度胺进行加成固化反应时，形成无限大交联网络时的临界转化率是 58 ％。脂肪族二胺与液态双酚 A 型环氧树脂的后固化反应如图 2 。

图 2 液态环氧树脂与乙二胺后固化反应的 DSC 曲线

3 、环氧树脂胶技术的工程运用及技术分析
某工程训练中心位于天津市北辰区，为三层框架结构，根据使用需要，拟在顶层加盖面积约 2200m 2 的活动室。原设计要求使用结构胶进行灌孔植筋柱生根施工，后经设计同意，改为采用自配制高性能环氧树脂胶进行植筋。在原屋面柱上植入 78 根 ф20HRB335 钢筋。

由于工程工期紧、质量要求高，植筋后 3d 即在 2 根试验筋上进行植筋拉拔力试验，在设计荷载作用下，植筋仅产生弹性变形，未见洞内砂浆体破坏、开裂、收缩等现象，完全符合设计要求。

3 ． 3 经济效益分析
采用原设计使用结构胶施工，造价为 8580 元，而采用自配制环氧树脂胶施工，造价仅为 5491 元，降低 36 ％，取得较高的经济效益。

经工程实践应用，我们认为环氧树脂胶植筋技术有以下优点：
(1) 质量可靠，性能安全，对原有构筑物破坏小，特别是解决了新老结构的紧密连接的难题。如果按老的施工方法在旧构筑物中埋入结构钢筋，需用钻孔，再用水泥砂浆填孔，打孔深度需满足钢筋锚固长度，其深度约为植筋深度的 2.5 倍，且孔径大，一般在 3 0 ㎜ 以上，填孔砂浆很难与旧混凝土牢固结合，成为构筑物的薄弱环节。如需将新钢筋与原有钢筋网连接，则需要大面积凿除混凝土，露出结构钢筋，再进行焊接。由于凿除混凝土及施焊时热效应的作用，对原有混凝土破坏很大，故有“伤筋动骨”之称。而植筋技术孔深浅，孔径小，粘结牢固，消除了质量隐患。
(2) 设计的灵活性：根据使用需要可以在钢筋混凝土的任何位置，根据结构受力特征而设计植筋的数量及规格。
(3) 比一般的铆接、焊接受力均匀，材料不会产生应力集中现象 ( 如焊接时的热效应等 ) ，植筋更耐疲劳。(4) 工艺简单，可大大缩减工期，往往在 1~2d 或更短时间内可以使用。
(5) 造价低：以应用植筋多的框架柱与砌块填充墙之间的锚拉为例，经过施工单位使用情况调查，一般每千克结构植筋胶可植 100 根锚拉筋，植筋所用结构胶成本还不到 0.5 元，由于植锚拉筋施工工艺简单，一般钢筋工都可以操作，且每个工日至少可植 50 根，植单钢筋综合成本也就在 1 ～ 2 元左右，比其他锚拉筋施工方法都要经济。

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