隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,建筑結(jié)構(gòu)的形式也越來(lái)越多。目前,常見的有磚混結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)等。選擇的建筑材料有很多種,但混凝土仍然是最常用的建筑材料,且廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑工程、橋梁工程、道路工程、水利水電工程等等。在工程建設(shè)過(guò)程中,無(wú)論是新建建筑還是舊建筑的維護(hù)改造,都與錨固技術(shù)密切相關(guān),這使得錨固技術(shù)不斷發(fā)展。
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錨固技術(shù)有兩種錨固工藝:一是在混凝土澆筑前設(shè)置嵌件,在混凝土澆筑前需要考慮固定構(gòu)件的固定位置等;二是在混凝土硬化后鉆孔并安裝連接器,這個(gè)過(guò)程不需要考慮太多細(xì)節(jié),連接件可根據(jù)需要安裝在適當(dāng)?shù)奈恢?,既便于設(shè)計(jì)、施工,也便于連接件的安裝。
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目前,在我國(guó)工業(yè)和民用建筑中,后錨固技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。這些技術(shù)手段包括:機(jī)械錨桿、化學(xué)螺栓和植筋。現(xiàn)在,后錨固技術(shù)作為一項(xiàng)在工業(yè)和民用建筑中不可忽視的技術(shù),廣泛服務(wù)于公眾,相應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
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行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ 145-2013《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》中詳細(xì)描述了這些錨栓的應(yīng)用要求,以下就根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定對(duì)這對(duì)后錨固件的分類、檢測(cè)技術(shù)的要求、以及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)介紹分析,希望對(duì)相關(guān)工程起到借鑒作用。
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后錨固件的分類
標(biāo)準(zhǔn)中根據(jù)錨栓的工作原理及構(gòu)造的不同,將其分為機(jī)械錨栓、化學(xué)錨栓、化學(xué)植筋及其他類型錨栓。
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機(jī)械錨栓是指錨栓與錨孔之間摩擦或鎖鍵作用形成的錨栓。根據(jù)其工作原理可以分為兩類:擴(kuò)底型錨栓、膨脹型錨栓。
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化學(xué)錨栓是指由金屬螺桿和錨固膠組成的,通過(guò)錨固膠形成錨固作用的錨栓??煞譃槠胀ɑ瘜W(xué)錨栓和特殊倒錐形化學(xué)錨栓。
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化學(xué)植筋,簡(jiǎn)稱植筋,是目前國(guó)內(nèi)工程建筑中最常用的后錨連接和固定的方法之一。采用化學(xué)粘接劑,將帶肋鋼筋和長(zhǎng)螺桿等膠結(jié)固定在混凝土的錨孔里,通過(guò)粘結(jié)和鎖鍵的作用,實(shí)現(xiàn)對(duì)被連接件錨固的一種后錨固生根組件。
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對(duì)于膨脹型錨栓和擴(kuò)底型錨栓,混凝土基材的厚度,不應(yīng)小于2hef,且≥100mm。
對(duì)于化學(xué)錨栓,混凝土基材的厚度不應(yīng)小于hef+2d0,且≥100mm。
其中,hef為錨栓有效埋置深度,d0為鉆孔直徑。
錨栓不應(yīng)布置在混凝土保護(hù)層中,有效錨固深度不應(yīng)包括裝飾層或抹灰層。承重結(jié)構(gòu)用的錨栓,其公稱直徑不應(yīng)小于12mm,錨固深度≥60mm。
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植筋的最小錨固長(zhǎng)度lmin,對(duì)受拉鋼筋,應(yīng)取0.3ls、10d和100mm三者之間的最大值;對(duì)受壓鋼筋,應(yīng)取0.6ls、10d和100mm三者之間的最大值;對(duì)懸挑構(gòu)件尚應(yīng)乘以1.5的修正系數(shù)。其中,ls為植筋的基本錨固深度,d為鋼筋直徑。
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植筋與混凝土邊緣距離不宜小于5d,且不宜小于100mm。當(dāng)植筋與混凝土邊緣之間有垂直于植筋方向的橫向鋼筋,且橫向鋼筋配筋量不小于Φ8@100或其等量截面積,植筋錨固深度范圍內(nèi)橫向鋼筋不少于2根時(shí),植筋與邊緣的最小距離可適當(dāng)減少,但不應(yīng)小于50mm。植筋間距不應(yīng)小于5d。為保證植筋效果,規(guī)定植筋時(shí)不能采用光圓鋼筋。
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錨固承載力現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法
1、抽樣原則
應(yīng)以同品種、同規(guī)格、同強(qiáng)度等級(jí)的錨固件安裝于錨固部位基本相同的同類構(gòu)件為一檢驗(yàn)批,并應(yīng)從每一檢驗(yàn)批所含的錨固件中進(jìn)行抽樣。后錨固件應(yīng)進(jìn)行抗拔承載力現(xiàn)場(chǎng)非破損檢驗(yàn)。滿足以下情況之一時(shí),還應(yīng)進(jìn)行破壞性檢驗(yàn):安全等級(jí)為一級(jí)的后錨固構(gòu)件;懸挑結(jié)構(gòu)和構(gòu)件;對(duì)后錨固設(shè)計(jì)參數(shù)有疑問(wèn);對(duì)該工程錨固質(zhì)量有懷疑。
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現(xiàn)場(chǎng)破壞性檢驗(yàn)宜選擇錨固區(qū)以外的同條件位置,應(yīng)取每一檢驗(yàn)批錨固件總數(shù)的0.1%且不少于5件進(jìn)行檢驗(yàn)。錨固件為植筋且數(shù)量不超過(guò)100件時(shí),可取3件進(jìn)行檢驗(yàn)。
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(1)錨栓錨固質(zhì)量的非破損檢驗(yàn)
對(duì)重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件及生命線工程的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件,應(yīng)按JGJ 145-2013 《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》中附錄C中的抽樣數(shù)量對(duì)該檢驗(yàn)批的錨栓進(jìn)行檢驗(yàn):
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檢驗(yàn)批的錨栓總數(shù) |
≤100 |
500 |
1000 |
2500 |
≥5000 |
最小抽樣量 |
20%且≥5件 |
10% |
7% |
4% |
3% |
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對(duì)一般結(jié)構(gòu)構(gòu)件,應(yīng)取重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件抽樣量的50%且不少于5件進(jìn)行檢驗(yàn);對(duì)非生命線工程的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件,應(yīng)取每一檢驗(yàn)批錨固件總數(shù)的0.1%且不少于5件進(jìn)行檢驗(yàn)。
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(2)植筋錨固質(zhì)量的非破損檢驗(yàn)
對(duì)重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件及生命線工程的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件,應(yīng)取每一檢驗(yàn)批植筋總數(shù)的3%且不少于5件進(jìn)行檢驗(yàn);對(duì)一般結(jié)構(gòu)構(gòu)件,應(yīng)取每一檢驗(yàn)批植筋總數(shù)的1%且不少于3件進(jìn)行檢驗(yàn);對(duì)非生命線工程的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件,應(yīng)取每一檢驗(yàn)批錨固件總數(shù)的0.1%且不少于3件進(jìn)行檢驗(yàn)。
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2、加載方法的選取
檢驗(yàn)錨固拉拔承載力的加載方式可為連續(xù)加載和分級(jí)加載,應(yīng)根據(jù)實(shí)際條件選用。
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(1)進(jìn)行非破損檢驗(yàn)時(shí),施加荷載應(yīng)符合下列規(guī)定:
連續(xù)加載時(shí),應(yīng)以均勻速率在2min~ 3min時(shí)間內(nèi)加載至設(shè)定的檢驗(yàn)荷載,并持荷2min。分級(jí)加載時(shí),應(yīng)將設(shè)定的檢驗(yàn)荷載均分為10級(jí),每級(jí)持荷1min直至設(shè)定的檢驗(yàn)荷載,并持荷2min。荷載檢驗(yàn)值應(yīng)取和的較小值。
錨栓受拉承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)由設(shè)計(jì)單位提供,檢測(cè)單位及其他單位均無(wú)權(quán)自行確定。
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(2)進(jìn)行破壞性檢驗(yàn)時(shí),施加荷載應(yīng)符合下列規(guī)定:
連續(xù)加載時(shí),對(duì)錨栓應(yīng)以均勻速率在2min~ 3min時(shí)間內(nèi)加荷至錯(cuò)固破壞,對(duì)植筋應(yīng)以均勻速率在2min~ 7min時(shí)間內(nèi)加荷至錨固破壞。分級(jí)加載時(shí),前8級(jí),每級(jí)荷載增量應(yīng)取為,且每級(jí)持荷1min~1.5min;自第9級(jí)起,每級(jí)荷載增量應(yīng)取為,且每級(jí)持荷30s,直至錨固破壞。
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3、檢測(cè)結(jié)果評(píng)定
非破損檢驗(yàn)的評(píng)定,應(yīng)按以下規(guī)定進(jìn)行:
1)試樣在持荷期間,錨固件無(wú)滑移、基材混凝土無(wú)裂紋或其他局部損壞跡象出現(xiàn),且加載裝置的荷載示值在2min內(nèi)無(wú)下降或下降幅度不超過(guò)5%的檢驗(yàn)荷載時(shí),應(yīng)評(píng)定為合格;
2)一個(gè)檢驗(yàn)批所抽取的試樣全部合格時(shí),該檢驗(yàn)批應(yīng)評(píng)定為合格檢驗(yàn)批;
3)一個(gè)檢驗(yàn)批中不合格的試樣不超過(guò)5%時(shí),應(yīng)另抽3根試樣進(jìn)行破壞性檢驗(yàn),若檢驗(yàn)結(jié)果全部合格,該檢驗(yàn)批仍可評(píng)定為合格檢驗(yàn)批;
4)一個(gè)檢驗(yàn)批中不合格的試樣超過(guò)5%時(shí),該檢驗(yàn)批應(yīng)評(píng)定為不合格,且不應(yīng)重做檢驗(yàn)。
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常見的錨栓拉拔破壞有三種情況:
1)錨栓斷裂,主要是因錨栓鋼材材質(zhì)的缺陷引起;
2)錨栓和混凝土一起拔出,混凝土發(fā)生錐形破壞,主要是由混凝土本身缺陷造成;
3)錨栓直接從混凝土結(jié)構(gòu)中脫落拉出,混凝土沒(méi)有明顯破壞,主要因?yàn)槁菟ò惭b操作不規(guī)范造成。
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破壞性檢驗(yàn)的評(píng)定,應(yīng)按以下規(guī)定進(jìn)行:
1)當(dāng)錨栓破壞性檢驗(yàn)發(fā)生混凝土破壞,受檢錨固件極限抗拔力實(shí)測(cè)平均值不小于錨固承載力檢驗(yàn)系數(shù)允許值與混凝土破壞受檢驗(yàn)錨固件極限抗拔力標(biāo)準(zhǔn)值之積且受檢驗(yàn)錨固件極限抗拔力實(shí)測(cè)最小值不小于混凝土破壞受檢驗(yàn)錨固件極限抗拔力標(biāo)準(zhǔn)值,應(yīng)評(píng)定為合格;
2)當(dāng)錨栓破壞性檢驗(yàn)發(fā)生鋼材破壞,受檢驗(yàn)錨固件極限抗拔力實(shí)測(cè)最小值符合標(biāo)準(zhǔn)中公式C.5.3的規(guī)定,應(yīng)評(píng)定為合格;
3)當(dāng)植筋破壞性檢驗(yàn)結(jié)果滿足標(biāo)準(zhǔn)中公式C.5.4.1和C.5.4.2的要求,應(yīng)評(píng)定為合格。
4)當(dāng)檢驗(yàn)結(jié)果不滿足上述規(guī)定時(shí),應(yīng)判定該檢驗(yàn)批后錨固連接不合格,并應(yīng)會(huì)同有關(guān)部門根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果,研究采取專門措施處理。
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錨固承載力現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)注意事項(xiàng)
(1)使用的拉拔儀等檢測(cè)儀器技術(shù)性能要能滿足要求,因工地現(xiàn)場(chǎng)條件復(fù)雜,使用儀器設(shè)備時(shí)要注意保護(hù),防止儀器損壞,檢測(cè)前要檢查儀器狀況,檢測(cè)后要注意清理儀器,尤其千斤頂與油管接口處要清理干凈,防止污垢殘留,影響儀器性能。
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(2)檢測(cè)人員必須持證上崗。檢測(cè)時(shí)錨固件所在部位基底要干凈,平整,不得有抹灰層及裝飾層,其因結(jié)構(gòu)疏松或粘結(jié)強(qiáng)度低,不得作為設(shè)置錨栓的錨固區(qū),基底應(yīng)為混凝土原漿面。
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(3)膠粘的錨固件,其檢驗(yàn)宜在錨固膠達(dá)到其產(chǎn)品說(shuō)明書標(biāo)示的固化時(shí)間的當(dāng)天進(jìn)行。若因故需推遲抽樣與檢驗(yàn)日期,除應(yīng)征得監(jiān)理單位同意外,推遲不應(yīng)超過(guò)3d。
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(4)受現(xiàn)場(chǎng)條件限制無(wú)法進(jìn)行原位破壞性檢驗(yàn)時(shí),可在工程施工的同時(shí)。現(xiàn)場(chǎng)澆筑同條件的混凝土塊體作為基材安裝錨固件,并應(yīng)按規(guī)定的時(shí)間進(jìn)行破壞性檢驗(yàn),且應(yīng)事先征得設(shè)計(jì)和監(jiān)理單位的書面同意。并在現(xiàn)場(chǎng)見證試驗(yàn)。
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結(jié)語(yǔ)
隨著結(jié)構(gòu)加固工程的增多、建筑裝修的普及,后錨固連接技術(shù)因具有施工簡(jiǎn)便、使用靈活等優(yōu)點(diǎn)已成為不可缺少的一種新型技術(shù),不僅既有工程,新建工程也廣泛采用。此時(shí)需要采用相應(yīng)后錨固件檢測(cè)技術(shù)來(lái)區(qū)分優(yōu)劣,這對(duì)保證混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量和穩(wěn)定性具有重要意義。
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