国庆技术盛宴（四）| 结构植筋加固遇施工困难时的处理措施探讨

作者：蒋志云

（上海建工七建集团有限公司 上海 200050）

随着科学技术的高速发展，以及各种现代加固技术的普及，各类原有建筑结构尤其是钢筋混凝土结构的加固改造项目越来越多。随着我国现阶段经济实力的不断提高，特别是一些发达城市建设的迅猛发展，对原有建筑物的使用功能要求增高，同时由于新、老规范的差异，原有结构拆除新建不仅耗时、耗力，而且会造成资源浪费，因此，对老建筑结构采用经济适用的加固改造技术得到了大众的青睐。

由于拆除改造项目涉及原有老建筑物改造，原有建筑大多施工时间久远，竣工图纸与现场实际的差异性，导致施工过程中存在众多不确定性因素，尤其是植筋加固施工需要在原有主要结构构件上植筋，可能存在植筋施工困难的情况。因此，植筋加固技术成为相关改建加固领域研究的关注课题。

化学法植筋技术简称植筋，又叫种筋，是近年来发展的一项新兴钢筋锚固技术。种筋是在已有钢筋混凝土结构构件上，根据工程拟需钢筋，用专用的工具对适当孔径和深度钻孔，用高强粘结材料把钢筋植入已有结构中，使新增的拟用钢筋与混凝土粘结拉牢。新种的钢筋发挥设计所期望的性能，具有性能可靠、操作简单、施工周期短以及不破坏原有结构的特点，目前已广泛应用于各类混凝土建筑物和构筑物的改造、扩建、加固以及施工过程中新建结构设计修改等工程实际中。

针对植筋深度问题，研究我国植筋技术发展历史，最小植筋深度一般要求为15d，但在混凝土基材强度、钢筋等级、植筋胶种类及现场环境情况完全不同的条件下，胶粘剂与钢筋之间粘合表面所承受的力随植筋长度类似线性增长，按照钢筋直径统一倍数确定直径深度显然不够合理。因此，混凝土结构加固设计规范规定植筋的基本锚固深度计算公式：，

某工程的老地下室2008年已施工完成，为地下三层钢筋混凝土结构，因业主业态调整，需对地下室进行改造，利用已建地下室改建为集商业区、停车场、餐饮服务的新建4层裙房地下室，改造面积22000m2。老地下室常年积水，施工前进行抽水及长时间通风处理，工程中采用化学植筋技术，植筋数量大，需植筋部分既有柱顶也有梁侧。

根据工程设计图纸及相关规范要求，化学植筋锚固深度为：

表1 不同规格钢筋植筋深度表

由于原有钢筋混凝土结构的拆改建施工需要进行大量的原有结构（梁、板、柱）拆除，施工无梁楼盖新增框架梁；原有梁增大截面；再或者考虑最不利因素，现场因施工操作失误割断一部分原结构钢筋等情况需要采用植筋加固技术施工，加固时可能会遇到如下几种特殊情况：

1、新增框架梁在原有柱（或增大截面柱）端部植筋，因端部原有柱子钢筋分布密集，植筋深度达不到设计规范要求；

2、原有柱（或增大截面柱）为劲性结构，柱子内部为型钢结构，植筋深度无法达到规范设计要求；

3、需增大截面的原有结构梁在梁柱节点部位遇到原有钢围套，钢围套梁下缀板部位无法植筋等特殊情况。

针对以上几种特殊情况，基于结构安全、建筑使用功能和施工效率综合考虑，提出了几种加固补救措施。

工程二区原有地下室改建施工包括增大界面结构柱、新增梁、增大截面梁以及新增楼板加固施工，因临近地铁和施工工期节点要求，综合考虑决定采用半逆做法施工，即结构柱与地下室顶板加固施工完成后，上部结构与地下室梁板加固同步施工。

由于结构柱加固已施工完成，梁板新建时后植筋加固施工过程中遇到上文所述几种特殊情况，根据现场实际情况，讨论研究后提出了几种植筋加固补救处理方案措施。

若结构改建加固采用从下到上顺序流水施工，增大截面加固柱与新增框架梁一同施工时，原有混凝土柱若遇植筋困难时，在不影响建筑功能的情况下，可采取梁柱节点局部水平加腋，柱箍增大的加固措施。

图1平顶加腋示意图

工程新增框架梁纵筋为25mm，由于增大截面结构柱已施工完成，新建框架梁植筋施工时，因梁柱节点钢筋十分密集，考虑不伤及柱子原有钢筋的原则，现场实际植筋深度大部分为30mm，植筋深度仍达不到设计要求。另外，新增框架梁设计增加了1000x1000钢筋混凝土加腋，将会影响到建筑使用功能，因此，结合加固工程施工经验，取消加腋，新增框架梁柱节点部位考虑采用钢抱箍加固并在柱四周楼板内新增设附加钢筋的补救措施。

图2钢抱箍模型示意图

在植筋不能满足设计要求的情况下，该加固模型通过上拉下撑的方式增大梁柱节点抗剪承载力。原有结构柱因增大截面已经施工完成，梁柱节点需凿除结构柱混凝土，露出箍筋，四周设置上下通长角钢，角钢采用箍板四周拉结，角钢、箍板、扁钢等钢构件与原结构间与凿毛界面间缝隙应灌注胶粘剂使之成为一体。梁纵筋植筋完成后，梁上部纵筋与设置的梁上端钢板焊接，下部纵筋与设置的梁下端角钢钢箍焊接，抱箍施工完成后钢构件表面再抹聚合物砂浆（加钢丝网）作防护层，并应采取可靠保湿养护措施。该措施能起到有效的加固补偿作用。

当采用上述钢抱箍加固模型时，由于原结构复杂，针对实际施工过程中主要可能存在的特殊情况，结合实际施工经验，采取了相应的处理措施。

5.2.1 结构柱四周存在原有无梁楼板

针对该特殊情况，结构柱四周角钢遇楼板处分两段，原有楼板面凿毛并增设附加钢板，与结构柱上部角钢连接；结构柱下部角钢顶到板底，其余角钢能通长必须通长设置。

图3钢抱箍特殊节点处理1

5.2.2 结构柱遇混凝土剪力墙

针对该特殊情况，遇剪力墙处箍板无法做到四周拉结，当剪力墙较厚时，剪力墙与结构柱阴角部位采用角钢与柱四周角钢焊接，高强螺栓固定；当剪力墙不厚时，可采用剪力墙钻孔开洞，利用对拉钢筋代替箍板拉结柱子角钢，使得抱箍形成一个有效的整体。

图4抱箍特殊节点处理2        图5钢抱箍特殊节点处理3

5.2.3 结构柱遇原有钢围套梁，该梁需增大截面加固

针对该特殊情况，遇钢围套梁底存在缀板，当采用钢抱箍模型时，缀板梁柱节点无法植筋，因此，考虑采用梁底斜加腋加固措施。

图6钢抱箍特殊节点处理4

在梁柱节点化学植筋加固时，可能遇到原有柱（或增大截面柱）为劲性结构，柱子内部为型钢结构，植筋深度无法达到规范设计要求的情况，针对该特殊节点还可以采用钢牛腿加固形式。

图7钢牛腿模型示意图

当钢筋数量较少而植筋较大时，可采取等强度代换的方式，对于同等级的钢筋可采用等面积代换，即用小直径的钢筋代替大直径的钢筋；对于高等级的钢筋则可采用低等级钢筋代换[5]。该方案实际采用的钢筋数量会明显增加，现场施工可能存在无法施工的情况，对于等强度代换对构件破坏时钢筋受力顺序影响较大，仅限局部小面积使用。

在实际工程运用中在上述方案无法单一满足时，亦可同时结合采用。

本文针对钢筋混凝土改造加固项目采用化学植筋技术施工时，因原有建筑结构的各类复杂情况导致植筋深度无法满足规范要求时，提出了几种有效的加固解决方案：

1、平顶加腋模型；

2、钢抱箍模型；

3、钢牛腿模型；

4、钢筋等强度代换。

结合工程实例应用，根据工程实例研究讨论的以上四种方法能从理论上解决后植筋深度不满足规范要求问题，便于现场施工操作，加固质量能有效满足设计要求，增加加固建筑物的结构安全性。

参考文献略

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