筋法又稱"后錨固法",是用植筋膠將帶肋鋼筋或長螺桿等膠結固定于結構基材錨孔中的一種后錨固生根鋼筋法。其作用機理為在原結構表面鉆孔,注入粘結劑后再植入鋼筋,從而使新增結構與原結構能較好地結合成一個整體,共同受力。植筋法是一種較新的加固方法,其具有操作靈活、受力均勻、承載能力較大、耐久性強、工藝簡單、工期短等優(yōu)點,在加固施工中得到越來越多的應用。
植筋工程的影響因素如下:
1.鉆孔孔徑影響
鋼筋與基材的粘結主要依靠植筋膠的粘結力。因此,在選取孔徑時應保證植筋的孔徑略大于鋼筋的直徑,從而保證植筋膠具有一定的厚度以提供足夠的粘結力??讖降脑龃笤谝欢ǚ秶鷥?nèi)具有增大植筋抗拔力的用。而實際工程中,由于粘結劑彈性模量較小,孔徑的增大會導致結構體系滑移增大,這不但會增大植筋粘結劑用量和鉆孔難度,且過大的鉆孔會使原結構的強度明顯降低,造成更大的損害。
因此,綜合考慮荷載長期作用下植筋粘結劑的徐變、植筋施工難度及經(jīng)濟性等諸多因素,并結合數(shù)值模擬研究,認為,一般取鉆孔直徑D為鋼筋直徑(d+2)mm~(d+10)mm。
2.鋼筋直徑影響
鋼筋直徑是決定植筋數(shù)目的主要因素。選用何種直徑的鋼筋,應根據(jù)實際情況而定。在《混凝土結構加固設計規(guī)范》GB 50367—2013中,根據(jù)單根鋼筋軸向受拉承載力設計值的公式可以初步求出:A越大,n可以相應減少。較少的植筋數(shù)能減輕對原結構的損害,但相應的鉆孔孔徑也會變得大。
選定鋼筋直徑時不能隨意確定其型號,應結合植筋的鉆孔直徑來確定。結構的植筋,其鋼筋直徑一般不宜大于?32mm,式中的n代表所需的較小植筋數(shù),而由于鋼筋抗剪要求及從安全性考慮,n一般會有較大增加。
3.植筋深度影響
植筋深度是影響植筋效果較重要的因素。鋼筋抗拔力主要由鋼筋與粘結膠之間的粘結力和混凝土與粘結膠之間的粘結力提供,因此,植筋深度直接決定了植筋的抗拔力和破壞形式。為使結構安全,需保證其破壞形式為錐體一粘結復合破壞,即鋼筋與基材產(chǎn)生滑移,從而發(fā)生混合界面拔出破壞,植筋屈服??梢猿浞职l(fā)揮鋼筋的抗拉強度,不出現(xiàn)脆性破壞。
4.植筋間距影響
鋼筋間距對于植筋效果的影響主要體現(xiàn)在鋼筋間的間距和鋼筋至基材邊緣距離兩方面。
1) 兩鋼筋間距過近會削減植筋的總體抗拔力。
對于多根植筋而言,由于間距較近,植筋與植筋間的抗拔力作用范圍會有重疊,從而造成各單根植筋的抗拔力不能完全發(fā)揮,因此,植筋設計和施工時,應盡量保證植筋間距大于10d。特殊情況下,也必須保證植筋間距至少大于4d,否則不但增多的植筋對抗拔力基本沒有提升,還會因為更多的鉆孔對結構產(chǎn)生不必要的損害。而對于植筋間距在2d一10d之間時,應乘以50%-90%的折減系數(shù),以保證總抗拔力符合要求。
2)鋼筋距離基材邊緣過近,對于原結構性能會造成一定影響。
如果原基材中保護層厚度過小,鉆孔時或者對于受壓構件,可能由于剪切力較大而使構件產(chǎn)生劈裂,因此要求保護層厚度不得小5d。保護層厚度是越大越好。但對于原基材來說,保護層越厚,雖然其受力鋼筋粘結錨固性能、耐久性以及防火性能會越好,但會使構件受力后產(chǎn)生的裂縫寬度過大,反而會影響其使用性能,且保護層過厚會影響植筋的布置,導致植筋間間距減小,進而影響植筋效果。因此,對于結構加固中基材的植筋保護層厚度,較好不應大于15d。