钢筋混凝土结构填充墙后植入拉结筋施工工法

'钢筋混凝土结构填充墙后植入拉结筋施工工法浙江国泰建设集团有限公司、方远建设集团股份有限公司、浙江海滨建设集团有限公司刘远明、洪昌华、蒋金荣、徐润胜、朱灿坤1.前言在以往的施工中，砌体工程拉结筋大多采用在钢筋混凝土柱（墙）上预埋的做法。此法质量通病较多，主要是预埋位置不准确、拆模困难等。近几年来，随着植筋工艺的推广，使砌体工程拉结筋的后植筋工艺成为可能，较好的解决了预埋法的质量通病。根据对现场经验的总结，结合当前植筋胶料的资源现状，特编制本工法，以利规范操作、推广使用。2.工法特点砌体工程结拉筋植筋是在已经拆除模板的钢筋混凝土柱（墙）上钻孔，给孔内注入植筋浆料，而后再将结拉钢筋锚入孔内的工艺。钻孔位置可以根据已弹好的墙体中心线、已确定的楼（地）面找平层厚度和砌体灰缝来决定。所以，植筋位置准确，操作方法简便，省工省料、易于推广。3.适用范围本工法适用于框架结构填充墙砌筑施工前拉结筋的留置。可广泛用于标准砖、多孔砖、空心砖和各种砌块组砌的的填充墙与强度等级≥C20钢筋混凝土墙/柱间的拉结。鉴于植筋胶料为有机合成材料，施工时的环境温度应在-5℃～＋40℃之间，具体应以植筋胶料使用说明书规定的温度范围为准。4.工艺原理4.1框架结构的填充墙无论采用何种材料砌筑，在钢筋混凝土柱（墙）与砌体之间的通缝是事实存在的。作为围护结构的砌体本身是不承重的，要实现围护作用，就必须与作为承重结构的钢筋混凝土柱（墙）之间有可靠地连接。设置拉结钢筋就是保证可靠连接的构造措施。1 砌体工程拉结筋的植筋胶料与广义上的植筋胶料有所不同，后者多指在已有钢筋混凝土构件（或坚硬岩基层）表面植入梁/板受力钢筋，其抗拔强度必须满足设计特定要求。而砌体工程拉结筋多应用于框架（剪力墙）结构的围护墙，拉结筋一端植入已有钢筋混凝土柱/墙内，另一端则被砌筑砂浆所握裹。其作用是解决砌筑材料与已有钢筋混凝土柱/墙间因事实通缝而形成的隔离，使钢筋混凝土柱/墙与围护砌体共同作用，以起到抵抗地震、强风等水平荷载的作用。至于环境温度对植筋胶料的影响，关键在于组成胶料的合成树脂及化学助剂成份的耐候性能。当前广泛采用的植筋胶料以环氧树脂或酚醛树脂等热固性树脂为基料，化学助剂以胺类固化剂为主，现场拌和后，在-5℃～＋40℃的环境温度下能迅速硬化，并具有防腐蚀和防水功效。硬化后的胶料与混凝土有良好的结合性能，可以满足锚固要求。4.2拉结筋的设置原理如上所述。要使拉结筋起到可靠连接的作用，就必须在钢筋混凝土柱（墙）内有可靠地锚固、且拉结筋的锚固位置应与砌体灰缝相对应。4.3对于可靠锚固的要求是通过植筋胶料来实现的：当前，市场通用的植筋胶料品种繁多，价格差距颇大。现以施工成本较低的××公司生产的××品牌桶装经济型植筋锚固胶泥为例，予以说明。该产品是由合成树脂、填充料及化学助剂组成的双组份化学锚固材料。是胶泥与固化剂按1：0.03～0.05的重量比（依气温定，高温用小值，低温用大值）配合后，迅速搅拌，灌入孔内，而后插入拉结筋。其技术参数如下：钢筋直径钻孔直径钻孔深度每Kg承载力（㎜）（㎜）（㎜）可用孔数（KN）φ6108078≥8注：填充墙拉结筋的直径设计均为φ6的HPB235（Q235）钢筋，其强度标准值fyk=235N/mm2，按计算确定的承载力应为≥6.64KN。4.4拉结筋的锚固位置准确度是通过认真地测设和合理施工组织来保证的。这一点将在下文中具体阐述。2 5.施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程：测量放线→钻孔定位→钻孔→植筋胶料入孔→植入钢筋5.2.1操作要点：1.测量放线根据建筑施工图，在楼面上弹出楼层主要控制线，以此为据在柱（墙）面上弹出填充墙轴线。并根据楼面上需砌筑填充墙部位的平整程度，确定C15细石混凝土找平层厚度，并将此厚度表面反映到柱（墙）面根部（此红▼标志以下称为基准高程）。2.钻孔定位因砌筑填充墙的材料不同而有所分别：⑴当地下部分采用烧结普通砖（240×115×53）时，灰缝厚度8～12㎜，平均10㎜。则距红▼基准高程向上485、500、500、500…定钻孔标高。一砖墙两边孔位距中轴线100㎜，半砖墙两边孔位距中轴线35㎜。⑵当地上部分采用KP1型多孔砖（240×115×90）时，灰缝厚度8～12㎜，平均10㎜。则距红▼基准高程向上每＠500定钻孔标高。一砖墙两边孔位距中轴线100㎜，半砖墙两边孔位距中轴线35㎜。⑶当采用加气混凝土砌块（以600×250×200规格为例）时，灰缝厚度12～18㎜，平均15㎜，但配拉结筋处的灰缝厚度可按20㎜设置。则距红▼基准高程向上每＠870定钻孔标高。两边孔位距中轴线100㎜。⑷因为工程实际采用的墙体材料不同，钻孔定位的原则是：首先确定灰缝的平均厚度c和墙体材料的高度h和宽度b→从红▼基准高程向上计算0.5c＋n（c＋h），并使此值≤设计/规范要求的拉结筋竖向间距→两边孔位距中轴线宜为0.5b－20～25㎜（钻孔前应核对施工图，定位时注意避开墙/柱钢筋）。3.钻孔钻孔机具可采用220V手持冲击钻（电锤），配10㎜冲击式合金钢钻头。钻孔时应使钻头垂直于墙/柱面，钻孔深度以80㎜为宜。钻孔完成后，应用压力风（皮老虎或压缩空气）清孔。4.植筋胶料入孔及植入钢筋：植筋胶料一般为双组份。依据施工时的气温条件，按使用说明书要求的重量比，严格计量勾兑并搅拌均匀成植筋胶料。用专用注入器或其他器具将植筋胶料注入孔中，注入量为孔内容积的1/3～1/2。将需3 植入的拉结筋一端贴住钻孔下孔壁垂直插入，至孔底后将拉结筋稍稍上抬，使之居于孔中央，同时也使胶料充分包裹钢筋并充满钢筋周围间隙，然后再用细竹条把胶料捣实，以防止胶料外流。6.材料与设备6.1材料：砌体工程拉结筋的植筋机理已如前文4.1条所述。所以，砌体工程拉结筋的植筋胶料可以采用桶装经济型。建议选用：浙江上虞巨力锚固材料厂生产的JLZ植筋胶（经济）型;或南京天力信科技实业有限公司生产的TLS—300系列植筋胶（经济）型。该经济型植筋胶为A、B双组分，其技术参数如前4.4条所述。6.2设备：钻孔机具包括手持电动冲击钻及配套钻头。6.2.1手持电动冲击钻生产厂家及型号非常多，可在网上查询。比如：本省金华市欧德力公司生产的Z1J-ODL系列冲击钻，可适用于220V交流电源，重量2.0kg，功率430～760W，其标称钻孔直径13mm，为在钢板上的使用值。6.2.2钻头必须采用与冲击钻配套的合金钢钻头，因钻孔直径与深度分别为10mm和80mm，所以应选用φ10×121mm的钻头。最好也选用冲击钻生产厂家的配套合金钢钻头。7.质量控制7.1植筋胶料的现场复检：胶料进场后，首先应检查外包装上的生产日期及合格证。并按使用说明书的要求，⑴在试验用钢筋混凝土墙/柱面上钻孔3～5个，并清除孔内粉尘；⑵勾兑双组份胶料后，将成品胶料注入孔内，至孔深的2/3；⑶而后，将待植的φ6钢筋（植入端用锤子稍锤扁，以较孔径小1～2mm为宜）放入孔内，并至孔底（可用锤子锤击钢筋入孔），胶料剂量多少以钢筋植入后微有溢出为准；⑷钢筋植好后，需在2小时内不得晃动。钢筋植好后6小时（此为气温-5℃～0℃区间的固化时间。气温越高，固化越快），可采用拉拔试验检测锚固强度，以各试件拉拔力均≥6.7KN为合格；若其中一根不符合要求，则重做双倍试件，全部试件拉拔力均≥6.7KN为合格。否则，该批植筋胶料应判定为不合格，禁止使用。4 7.2施工过程中的质量控制：7.2.1所植钢筋及植筋胶料都应有证明合格的材料质量资料，并按照7.1条进行了现场复检合格。7.2.2钢筋混凝土墙/柱面上的钻孔位置，必须按照本工法5.2条操作要点中的钻孔定位要求实施。以防止植筋位置与砌体灰缝不对应的情况发生。7.2.3钻孔时钻头轴线必须垂直于墙/柱面，以防止钻成斜孔而致拉结筋偏斜的后果。钻孔作业结束后，应及时用压力风（或压力水）将孔内的粉尘吹干净，最好能用废纸将孔口堵住。因为孔内留有粉尘，会导致植筋的抗拔能力大幅度降低。7.2.4待植入的φ6钢筋应在植入端用锤子稍锤扁，以较孔径小1～2mm为宜。植入时，一定要至孔底。植入深度不足将直接影响抗拔能力。7.2.5现场必须按使用说明书的要求配制植筋胶料，并在规定的时间内使用完。7.2.6植入的钢筋在固化前（1小时内）不得晃动。7.3质量检查：7.3.1对钻孔的检测要求为：直径10mm（允差0、＋2mm）；深度80mm（允差0、＋20mm）。孔内应干净，不得有残留的粉尘。检查数量：每楼层检查5%，但不得少于10个。7.3.2对植筋的检查：1.所植钢筋的露出长度应符合设计/规范的要求，并预先在非植入端弯折平0直段长度为20～30mm的90弯钩。2.对所植钢筋的锚固强度有疑问时，可采用拉拔试验检测。受检测的植筋，2能抵抗的拉拔力不得小于6.7KN（φ6钢筋的设计强度标准值为：6×3.14÷4×2235N/mm=6641N）。采用拉拔试验检测的植筋应随机抽取，数量以3～5根为宜。3.对于确实因所植钢筋的长度、锚固强度不足，或位置不正确时，可以按现场实际情况，向上或向下移动一个砌体皮数补植钢筋，并将原不合格的植筋割除。8.安全措施5 8.1钻孔及植筋时可采用脚手架或竹/木梯，操作前检查脚手架或竹/木梯是否搭设牢靠，高度是否满足操作要求，合格后才能上架作业，凡不符合安全之处必须及时修整。8.2禁止穿硬底鞋、拖鞋、高跟鞋在架上作业，机具要高招搁置稳妥，防止坠落伤人。8.3在两个及以上楼层同时作业时，应避免在同一垂直线上工作。因植筋作业时，正处于多工种交叉施工阶段，作业人员必须戴好安全帽。8.4严禁从高处向下乱投任何东西。8.5夜间施工临时用的移动照明灯，必须采用36V以下的安全电压。手持电动冲击钻在使用前必须检查电缆线及机具的绝缘状态符合安全要求。9.环保措施9.1在居民住宅区施工时，不得在晚上10点后安排钻孔作业，防止扰民。9.2钻孔作业的操作人员应带口罩，防止吸入粉尘。9.3钻孔作业完成后，应先洒少量水湿润后再将作业区域打扫干净，清除的垃圾必须装袋运至指定地点堆放。10.效益分析框架结构填充墙设置拉结筋，就是保证现浇钢筋混凝土柱/墙体与填充墙之间可靠连接的构造措施。以往预埋拉结筋施工时，因为无法保证拉结筋的预埋位置恰好在砌体的灰缝处，造成绝大多数预埋的拉结筋必须经过打弯才能砌入灰缝，从而无法保证混凝土柱/墙体与填充墙之间的可靠连接。另一方面，预埋拉结筋必须在支模时在模板上打洞穿入，不但不好固定，而且给拆模时造成不少麻烦。改为在混凝土柱/墙体拆模后，根据楼/地面平整度的实际情况确定的找平层厚度、填充墙砌体材料和灰缝厚度计算得出的位置来钻孔植筋，就可以从根本上解决了上述弊端。而且，拉结筋后植作业由专业队伍进行，增加了对后植拉结筋的检测要求，对保证施工质量有明显的作用。另外，高层结构地下人防工程在竣工时，一般都按平时平面验收，战时平面6 上的许多墙体是不施工的，而是在相应位置预埋铁件。若改为拉结筋后植工艺，则可以节约预埋铁件部分的工程成本，具有一定的经济效益。11.应用实例11.1台州高速公路办公大楼（现名天和大厦），建筑面积50393㎡，为地下一层，地上二十五层的框架-剪力墙结构办公、住宅两用楼，开工日期2002年11月2日，竣工日期2005年6月7日。该工程在主体钢筋混凝土结构完成后，对填充墙拉结筋筋采用了后植工艺。应业主和监理单位的要求，我方委托宁波高等专科学校建工试验室进行了抗拉拔力检测，随机取样的共6根后植￠6.5拉结筋，实测抗拉拔力最低值为≥8KN，最大值为≥11KN，全部大于设计要求的7.8K判定合格（详见《申报书》附件二）。11.2台州市经济开发区内的台电住宅小区B标段，由四栋17层高层和四栋11层小高层组成，总建筑面积58023㎡，为框架结构住宅楼。开工日期2004年5月21日，竣工日期2006年5月21日。该工程对填充墙拉结筋筋采用了后植工艺。我方委托台州市建筑工程质量检测中心进行了抗拉拔力检测，根据随机取样原则，对14#楼一、九层；14#楼十五层；21#楼一层；21#楼十七层的共12处后植￠6.5拉结筋进行了抗拉拔力检测，实测抗拉拔力最低值为≥8.1KN，最大值为≥9.5KN，全部大于设计要求的8KN，判定合格（详见《申报书》附件二）。7'