植筋改造加固工程概述
- 植筋改造加固工程是一种在既有结构上通过植入钢筋来实现结构加固或改造的技术。它可以有效提高结构的承载能力、增强结构整体性，满足结构功能改变或修复损伤的需求。
工程适用情况
- 结构功能改变：当建筑物功能发生变化，如办公楼改为图书馆，需要增加书架、设备等荷载，通过植筋加固可对梁、柱、板等结构构件进行承载能力提升。
- 结构损伤修复：在地震、火灾等灾害后，结构构件可能出现裂缝、混凝土剥落等损伤，植筋可用于修复受损结构，增强其稳定性。
- 结构体系调整：如在砌体结构中增加圈梁和构造柱，或在框架结构中增加新的梁柱连接，利用植筋技术实现新老结构的可靠连接。
植筋改造加固设计
- 结构分析与计算：
- 资料收集与现场检测：收集原结构设计图纸、地质勘察报告、施工记录等资料，对原结构进行现场检测，包括混凝土强度、钢筋配置、结构变形和裂缝情况等，为结构分析提供依据。
- 受力分析：根据结构改造后的使用功能和荷载变化，对需要植筋加固的构件进行受力分析。计算在新荷载工况下构件的内力（弯矩、剪力、轴力等），确定植筋的数量、规格和布置位置。例如，对于受弯构件加固，需根据增加的弯矩计算所需植入钢筋的面积；对于受剪构件，要依据剪力大小确定植筋抗剪所需的钢筋数量。
- 植筋设计参数确定：
- 植筋深度：根据钢筋的强度等级、混凝土的强度等级和构件受力类型确定植筋深度。一般来说，受拉钢筋的植筋深度不小于15倍钢筋直径，受压钢筋植筋深度不小于10倍钢筋直径，同时要满足相关规范和设计要求。对于重要构件或在复杂受力情况下，植筋深度应适当增加。
- 钢筋规格与间距：依据计算结果选择合适的钢筋规格。钢筋间距要满足混凝土结构设计规范要求，保证钢筋之间有足够的间距以便混凝土浇筑和保证结构受力性能。在梁、柱等构件中，植筋的间距一般不宜小于5倍钢筋直径。
- 胶粘剂选择：选择与钢筋和混凝土相匹配的植筋专用胶粘剂，其性能指标如粘结强度、耐老化性能等要符合要求。一般要求胶粘剂的钢 - 钢拉伸抗剪强度标准值不低于10MPa，且在长期使用过程中能保持稳定的粘结性能。
植筋改造加固施工流程
- 施工准备：
- 材料准备：根据设计要求采购钢筋、胶粘剂等材料。钢筋要质量合格，表面无油污、锈蚀等。对胶粘剂要检查其质量证明文件，并按规定抽样复验。同时准备好施工所需的辅助材料，如丙酮（用于清洁钢筋和混凝土表面）。
- 设备准备：准备钻孔设备（如电钻）、清孔设备（如吹风机、毛刷）、钢筋加工设备（如钢筋切断机、弯曲机）等，确保设备性能良好。
- 现场准备：对施工现场进行清理，设置施工围挡和警示标志。对原结构需要保护的部位采取防护措施，避免施工过程中的损坏。
- 钻孔施工：
- 定位：根据设计图纸，在原结构构件上准确确定植筋孔的位置。可使用测量仪器和标记工具进行定位，保证孔位偏差不超过允许范围（一般水平和垂直方向偏差不超过5mm）。
- 钻孔：使用合适的钻头和钻孔设备进行钻孔，钻孔直径要根据钢筋直径和胶粘剂要求确定，一般比钢筋直径大4 - 8mm。钻孔过程中要保证孔壁的垂直度和粗糙度，避免出现塌孔、斜孔等问题。
- 清孔处理：
- 初步清理：钻孔完成后，先用毛刷将孔内的灰尘、碎屑等杂物清理出来，然后用吹风机将孔内灰尘吹净，保证孔内清洁、干燥。
- 深度检查与二次清理（如有需要）：使用专用工具检查孔的深度是否符合设计要求，若有偏差及时调整。若孔内再次出现灰尘，可再次进行清理。
- 钢筋处理：
- 除锈与除油：对植入的钢筋进行除锈处理，可采用钢丝刷、砂纸等工具。同时清除钢筋表面的油污，保证钢筋表面清洁，以提高钢筋与胶粘剂的粘结力。
- 钢筋下料与加工：根据设计要求的长度和形状对钢筋进行下料和加工。钢筋的长度要考虑植筋深度和外露长度，外露长度应满足与新浇筑结构的连接或锚固要求。
- 胶粘剂灌注与植筋：
- 胶粘剂灌注：将胶粘剂按照说明书的要求进行配制，搅拌均匀后，用专用的灌注工具将胶粘剂缓慢注入孔内，灌注量要根据孔的体积和胶粘剂的填充系数确定，一般填充系数不小于2。确保胶粘剂填充饱满，避免出现气泡或空隙。
- 植筋操作：将处理好的钢筋缓慢旋转插入孔内，直至达到设计深度。在插入过程中，要保证钢筋的位置和方向准确，同时避免胶粘剂溢出过多。若有胶粘剂溢出，应及时清理。
- 固化养护与质量检查：
- 固化养护：植筋完成后，根据胶粘剂的固化要求进行养护。一般在常温下，养护时间不少于24小时，期间要避免扰动钢筋。在养护过程中，可对环境温度和湿度进行监测和控制，保证固化条件符合要求。
- 质量检查：
- 外观检查：检查植筋的外观，钢筋应无松动、外露长度符合设计要求，胶粘剂无外溢、裂缝等现象。
- 拉拔试验：在植筋完成后，按规定比例（一般不少于3%且不少于3根）进行拉拔试验。拉拔试验的加载应分级进行，直至钢筋达到屈服强度或胶粘剂破坏。拉拔力应不低于设计值，若试验结果不合格，要分析原因并采取相应的补救措施。
施工安全与注意事项
- 安全措施：
- 施工现场的人员要佩戴安全帽、防护手套等安全防护用品。在使用钻孔设备、电动工具时，要注意防止触电和机械伤害。
- 对于高处作业，要设置可靠的脚手架和安全带固定点，确保施工人员安全。在施工现场设置安全警示标志，防止无关人员进入。
- 注意事项：
- 施工环境温度和湿度对胶粘剂的性能有较大影响，一般温度应在5 - 35℃，相对湿度不超过70%。若环境条件不符合要求，可能导致胶粘剂固化不完全或粘结力下降，要采取相应的调整措施或暂停施工。
- 在钻孔和植筋过程中，要注意对原结构的保护，避免因振动、钻孔等操作对原结构造成新的损伤。如遇到原结构中的钢筋，应及时调整孔位或采取相应的处理措施。