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发电厂植筋加固工程
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1.引言
  近年来,随着建筑科技的发展和国外先进技术的引进,一些过去难以解决的技术问题逐步得到了解决。植筋、粘钢和粘炭纤维等新技术和新材料在工程改建和加固中普遍开始应用,其中植筋技术由于其价格低廉和施工操作简单而应用得最为广泛。下面通过工程实例来介绍这种新型施工工艺。
  2.工程实例
  2.1 工程概况:
  可门电厂60万千瓦烟气脱硫工程在循环泵安装这一施工环节上,由于循环泵泵体底座设计不合理,存在刚度不够的缺陷,循环泵安装以后可能会导致底座变形,影响以后运行的安全。经过和业主工程师以及其他参建单位的技术人员共同研究,决定加厚底座的二次灌浆层的厚度,利用二次灌浆层将底座包裹起来,这样底座和二次灌浆层就形成了一个坚固的整体,解决了底座刚度不够、变形的问题。
  由于加厚的二次灌浆层的厚度达到了250mm,还有循环泵在运转当中会产生较大的震动,因此,根据建筑结构方面的要求需要在二次灌浆层中配置钢筋骨架。循环泵基础由于没有预留钢筋,如按照传统的接筋方法一般是采用凿除混凝土保护层、钢筋焊接的方法。但这种方法会受到施工现场条件、施工人员的技术水平以及工期的限制,另外新增钢筋的焊接以及新旧混凝土接缝的处理都很难百分之百达到设计的要求,会给结构留下了新的安全隐患。因此,业主工程师提出采用植筋的方法,不仅解决了钢筋骨架固定的问题,还有效地解决了二次灌浆层和循环泵基础接缝处理的问题。
  2.2 工程示意图(如图1)
  3.植筋技术的介绍
  所谓植筋,就是在结构加固、补强、新老结构连接、补埋钢筋、后埋钢构件等工程中,在已有混凝土结构或构件上根据工程设计所用钢筋(通常称为植筋)直径,以适当的钻孔直径和深度钻孔,并采用建筑用化学胶粘剂使新增的设计直径钢筋与原混凝土粘接牢固,并使设计钢筋与原混凝土的粘接强度达到设计要求,从而使作用在植筋上的拉力通过化学粘接剂向混凝土中传递。
  3.1 植筋技术的要点
  植筋技术的成败主要取决于混凝土基材质量、钢筋质量、胶粘剂强度、钢筋植入混凝土深度(埋置深度)、施工温度等因素。混凝土基材本身强度如果很低或很破碎,植入钢筋再结实也没有意义。所以根据《混凝土结构加固技术规范》规定,混凝土强度低于C15,一般不宜采用此种工艺进行加固。钢筋一般选用I级、Ⅱ级钢筋,其强度应符合现行国家标准,即《普通碳素结构钢技术条件》的规定;而胶粘剂的强度是植筋技术的关键,根据已有的试验结果得知,胶粘剂的自身强度及粘接强度均能满足使用要求,混凝土植筋的破坏形式则主要取决于植筋的埋置深度。就植筋的埋置深度而言,通过试验研究得知,埋深较小时,植筋发生混凝土锥形破坏,承载力较低,不但不能发挥钢筋的作用,而且呈脆性破坏;埋置深度较大时,钢筋发生断裂破坏,钢筋植入部分没有发生丝毫滑移,强度未充分发挥,容易造成材料浪费;只有埋置达到适当的深度时,植筋破坏始于钢筋屈服,有明显的预兆,符合工程需要。这个“适当的深度”需要通过试验来确定,目前还没有准确的理论计算公式可应用于指导植筋工程设计,一般都是根据胶粘剂生产厂家提供的技术参数确定。
  3.2 植筋胶的技术参数
  目前,市场上供应的胶粘剂的种类、型号较多且性能各异,现以东洋DJR-PTM双组份植筋胶为例作介绍。该产品是北京东洋机械有限公司采用日本技术生产的高性能优质产品,各项性能均通过了国家化学建材测试中心、国家建筑工程质量监督检验中心检验,综合性能优异,质量可靠,并经过中国预防医学科学院环境卫生与卫生工程研究所各项产品卫生安全性检测,属实际无毒环保型产品,符合国家标准。
  报告编号:国化建测(胶)字(99)第46号、国建质检(结1字(1999)第109GJ号、注水环境抗拔测试(BETC-CL1-2002-259)。
  (1)应用范围:各类建筑结构、道路、桥梁、码头港口、幕墙和设备基础等化学植筋,螺栓锚固,挂件固定等。
  (2)品质及特点:力学性能好,综合性能优;化学锚固力强,抗动荷载性能优;耐老化,防水,耐腐蚀,环保无毒;可在潮湿环境施工,养护期短,质量可靠。
  (3)DJR-PTM型一般性状态(见表1)。
  (4)DJR-PTM型技术指标(见表2)。
  (5)DJR-PTM型化学植筋胶锚固强度试验结果(见表3)。
  (6)配合钢筋使用技术数据(见表4)。
  (7)配合螺杆使用技术数据(见表5)。
  3.3 植筋的施工工艺
  3.3.1 施工工艺流程图
  植筋的定位、放线??--植筋的钻孔--钻孔的清理和处理--钻孔的验收--配制胶粘剂--钻孔注胶--植入钢筋并临时固定--固化--植筋检验。
  3.3.2 施工工艺的要点
  对拟植钢筋位置进行定位与放线,如遇下部钢筋位置影响,现场确定被植钢筋位置的调整。根据被植钢筋的直径以确定钻孔直径和钻孔深度,进行钻孔。对钻孔进行清理,为保证结构胶粘剂与混凝土的粘合,在采用压缩空气清孔后,再用脱脂棉沾丙酮擦洗孔壁,此时应保持孔内干燥。钻孔处理后,应由专人负责逐孔验收并做好隐蔽工程记录。按胶种配胶,配胶时把A、B二组份按配比重量倒进混合容器内,以搅拌器混和彻底消除任何沉淀物、结块并保持色泽一致。注胶时应注意排除钻孔内的空气,并以钢筋植入后略有被挤出为度。采用无锈的钢筋植入钻孔旋转钢筋(保持同一方向)以利结构胶与钻孔壁的粘合,植入的钢筋做临时固定。结构胶固化后,采用千斤顶及传感器进行现场植筋的拉拔试验,以检验植筋的性能。
  4.结束语
  从以上介绍可以看出,在钢筋混凝土结构上植筋锚固已不必再进行大量的开凿挖洞,而只需在植筋部位钻孔后,利用化学胶粘剂作为钢筋与混凝土的粘合剂就能保证钢筋与混凝土的良好粘接,从而减轻对原有结构构件的损伤,也减少了加固改造工程的工程量;另外胶粘剂对钢筋的锚固作用不是靠锚筋与基材的胀压与摩擦产生的拉力来承受钢筋的受拉荷载,而是利用其自身粘接材料的锚固力,使锚杆与基材有效地锚固在一起,产生的粘接强度与机械咬合力,当植筋达到一定的锚固深度后,植入的钢筋就具有很强的抗拔力,并基本没有滑移,从而保证了锚固强度和持久的耐力强度。
  总的来说,植筋技术不仅能够解决既有工程结构由于使用功能变化、不可抗力、结构老化等原因而需结构加固的问题;而且,还能解决由于设计缺陷、装潢、施工遗漏等原因造成的需结构加固的问题,另外还具有工艺简便,工期短,造价低,操作方便,劳动强度低和质量易保证的优点,是一种值得推广的全新、实用的新型施工工艺。

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