一.導言

近年來，植筋技術在鋼筋混凝土結構工程中得到廣泛應用，但在工程實踐中普遍存在不統(tǒng)一的做法和不規(guī)范的行為。植筋工程的施工質量直接影響到整個工程的質量，當它引起工程師的注意時，尤其是當一些植筋工程直接關系到生命線工程時，如果植筋過程處理不當，可能會給工程留下影響結構安全的隱患。本文旨在通過對植筋技術相關規(guī)范的梳理，糾正植筋項目管理中的不規(guī)范行為！

根據(jù)政府規(guī)劃部門的意見，某商住樓的門廳被拆除，項目的門廳被重新調整到小區(qū)的中庭一側。根據(jù)工程實際情況，需新增11根框架柱，并種植鋼筋；原框架柱中的四個相關剪力墻采用植筋加固；照明井處增加了一個長跨度為6.9m、短跨度為4.5m的新屋面板。屋面板采用與本工程現(xiàn)澆樓板相同的冷軋扭鋼筋，一短邊和兩長邊需分別種植鋼筋；新增框架梁中的部分鋼筋也需要種植。植筋工程施工方案中部分文字如下:

1.植筋工程的方案編制、施工操作和驗收依據(jù)《混凝土結構加固技術規(guī)范》(CECS 25: 90)。

2.植筋的規(guī)格、數(shù)量和鉆孔深度如下:

植筋規(guī)格(mm)φ8φ18φ22φ25

種植條數(shù)(根)366 116 48 106

鉆孔深度(毫米)120 270 330375

3.懸臂梁的上補強采用喜利得結構膠，其他部位的補強膠采用國產A級膠。鋼筋植入后7天內嚴禁觸摸和干涉，養(yǎng)護和圍護應按結構膠規(guī)范要求進行加強。

4.鋼筋植入并固化10天后，應委托有資質的檢測單位在監(jiān)理的見證下進行隨機抽樣現(xiàn)場拔出檢驗。每種規(guī)格的鋼筋拔出數(shù)量不得少于一組。檢驗合格后，即可進行鋼筋連接、安裝、綁扎等后續(xù)工作。

5.拉拔力現(xiàn)場檢查，當鋼筋為三級鋼筋時，拉拔力必須≥360兆帕；當鋼筋為ⅱ級鋼筋時，拔出力必須≥300兆帕；當鋼筋為一級鋼時，抗拔力必須≥210兆帕。

二、植筋技術相關規(guī)范和規(guī)定

《混凝土結構加固技術規(guī)范》CECS25︰90是工程方案編制、鋼筋種植施工、驗收的標準。事實上，本標準對鋼筋種植技術沒有具體規(guī)定。這個古老的規(guī)范已經被《混凝土結構加固設計規(guī)范》GB50367-2006(以下簡稱GB50367-2006)、GB50367取代，與植筋驗收關系較大的標準應該是《混凝土結構后錨固技術規(guī)范》JGJ145-2004(以下簡稱JGJ145-2004)，不同地區(qū)也有地方標準，如重慶地方標準《混凝土無機錨固材料植筋施工及驗收規(guī)范》

JGJ145-2004第2.1.5條術語:化學植筋——一種用化學膠粘劑(錨固膠)將帶肋鋼筋和長螺桿固定在混凝土基材錨固孔內的后錨固生根鋼筋；GB50367-2006第2.1.10條術語:植筋——用特殊結構膠在基礎混凝土中錨固帶肋鋼筋或全螺紋螺釘。這兩個關于所謂“種植鋼筋”的術語定義了用于種植鋼筋的鋼筋類型:帶肋鋼筋或全螺紋螺釘。帶肋鋼筋的橫肋可以使植筋膠體在錨固段形成與鋼筋橫肋相嚙合的肋。這些筋是保證植筋長期錨固性能的機械關鍵。如果鍵太淺，它們不能有效地與鋼筋的橫向肋接合。如果鍵太深，它們不能抵抗與鋼筋橫向肋接合引起的剪切。GB50367-2006第12.1.4條規(guī)定，帶肋鋼筋的相對肋面積應滿足0.055 ≤ AR ≤冷軋扭鋼筋的形狀不僅不能形成機械齒，還會造成膠體局部厚度過厚，影響錨固效果。而且錨固段膠體的厚度差別很大。膠體越厚，剪切變形越大，剪應力相應減小，而膠體越薄處的剪應力相應增大，導致鋼筋與膠體的粘結剪應力不均勻，影響植筋效果。因此，本工程屋面板設計中不宜采用冷軋扭鋼筋種植鋼筋！

冷軋扭鋼筋不能用于種植鋼筋?？梢杂霉饣膱A鋼筋嗎？在某工程中，筆者曾經看到過一個用直徑為8mm的一級鋼筋錨固剪力墻內豎向分布鋼筋的實例。目前，關于一級鋼能否用于“植筋”，業(yè)內爭議很大。JGJ145-2004和GB50367-2006規(guī)定，不得使用光滑的圓鋼。原因是光滑的圓形鋼筋不能形成機械齒，種植鋼筋的長期錨固性能得不到保證。DBJ/T50-032-2004第3.0.1條規(guī)定，混凝土植筋技術不適用于各類輕質混凝土結構、砌體結構和以圓鋼為預埋鋼筋的承重結構，非承重結構拉結結構的植筋施工可參照本規(guī)程進行。根據(jù)本規(guī)程區(qū)分結構構件的重要性，在光滑圓棒的設計中，應允許采用植筋的方式構造框架結構填充墻的拉桿，但不宜采用一級鋼筋剪力墻的豎向配筋植筋進行錨固。需要注意的是，西南05G701系列地方標準圖紙集中推薦了三種方法，第一種方法是預留拉桿，第二種方法是預埋鐵件，后一種方法是植筋。但在后來發(fā)布的標準06SG614的圖紙集中，限制了兩種方法，即預留拉桿和預埋鐵件。不提倡用植筋的方法來構造填充墻的拉桿。

三、植筋錨固深度和鉆孔深度

鉆孔成型后，應報監(jiān)理檢查驗收鉆孔直徑和深度。我看到監(jiān)理在驗孔時要求的鉆孔深度正是設計的鉆孔深度。本文所列方案中的鉆孔深度正好是鋼筋直徑的15倍，本工程的設計鉆孔深度也是鋼筋直徑的15倍，反映了一種現(xiàn)狀:鉆孔深度被認為是鉆孔深度。有一定現(xiàn)場經驗的技術人員必須知道，很難保證鋼筋端面平整，不能將一個完整周長為360°的鋼筋端面與孔底對齊；植筋鉆孔作業(yè)會對孔位周圍的表層混凝土造成輕微損傷，不能保證孔口形成有效的膠體基質?；谶@兩個原因，如果將端面不平整的鋼筋植入鋼筋直徑15倍的混凝土孔中，則無法保證植入鋼筋的有效錨固長度達到鋼筋直徑的15倍。歐美一般要求植筋鉆孔深度比設計植筋深度大2 ~ 3倍。DBJ/T50-032-2004第6.0.4條規(guī)定的鉆孔深度為設計種植深度+(10 ~ 15) mm，實際上是淺要求。

在中國早期，一般要求以鋼筋直徑的15倍種植鋼筋。2003年以前，筆者按設計要求實施了15倍鋼筋直徑的植筋，包括部分懸挑構件和大跨度主梁的植筋。根據(jù)我國植筋技術發(fā)展的歷史分析，這個15d來自于進口結構膠植筋使用說明書中的要求，但忽略了這個要求是結構鋼筋植筋的深度。DBJ/T50-032-2004根據(jù)重慶建筑大學建筑研究與材料系重慶研究院的一些相關試驗，認為采用熱軋帶肋鋼筋植筋可以滿足設計要求，因此本規(guī)范第4.2.1條規(guī)定結構要求較小的植筋深度為15d。在混凝土基材強度等級、鋼筋等級、鋼筋膠種類完全相同的情況下，根據(jù)鋼筋直徑的均勻倍數(shù)確定鋼筋深度。在0.9Asfyk的拉力下，較大直徑的鋼筋會先被拔出，反映出鋼筋錨固段的鋼筋表面積與鋼筋截面積并不是理想的線性關系。根據(jù)這個實驗，瑞士聯(lián)邦理工學院的馬爾蒂教授得出結論，膠粘劑與鋼筋的粘結面上的應力隨著鋼筋長度的增加而線性增加，但只隨著鋼筋的增加而增加。所以把植筋深度統(tǒng)一規(guī)定為鋼筋直徑的固定倍數(shù)是不科學的！

GB50367-2006第12.2.3條規(guī)定了植筋基本錨固深度ls的計算公式:

ls = 0.2 asptfy/FBD

輸入

aspt——引用的防止混凝土開裂的計算系數(shù)；

D—植筋的公稱直徑；

FBD——植筋用膠粘劑粘結強度的設計值。

對于結構鋼筋的種植深度，GB50367-2006第12.2.3條規(guī)定，受拉鋼筋的較小錨固長度為lmin = max { 0.6ls10d100mm }；受壓鋼筋的較小錨固長度lmin = max { 0.3ls10d100毫米.從這里可以看出，規(guī)范中結構植筋的錨固深度是嚴格交給設計師的，比DBJ/T50-032-2004中的規(guī)定更合理，避免了植筋公司或膠粘劑制造商的誤導。

四、種植粘合劑

該方案要求懸臂梁上部的膠應為福雷斯特種植膠，其他部位的膠應為悍馬A級種植膠。根據(jù)GB50367-2006第12.1.5條，植筋用膠粘劑必須是改性環(huán)氧樹脂或改性乙烯基酯(包括改性聚氨酯)。植筋直徑大于22mm時，應使用A級膠粘劑。

動詞 （verb的縮寫）檢查和取樣的時間和頻率

不同膠黏劑的固化時間不同，固化時間短的膠黏劑強度增加較快，脆性增加較大；固化時間過長的膠粘劑強度增長緩慢，耐久性差。制定膠粘劑檢驗合格指標時，以膠粘劑產品使用說明書中標注的固化時間為基礎，根據(jù)試驗結果確定；因此，實際工程中膠粘錨桿的檢驗日期應一致，才能真實反映膠粘質量。時間拖久了，會增加原本固化不好的膠粘劑的強度，甚至達到合格要求，但不能提高其安全性和耐久性。GB50367-2006附錄N第2.5條規(guī)定，應在膠粘劑達到其產品說明書中注明的固化時間當天進行。本文有兩個時限要求:鋼筋植入后7天內嚴禁觸摸和干擾，10天后進行現(xiàn)場拔出取樣檢查似乎是合理的。事實上，它以確保加固不受干擾為借口，推遲了拔出檢查。

JGJ145-2004附錄A第2.2條規(guī)定，種植的鋼筋按同一規(guī)格、型號、基本相同的部位組成檢驗批，抽取數(shù)量按每批總數(shù)的1‰計算，不少于3根。DBJ/T50-032-2004第6.0.4條規(guī)定，同一施工條件下，植筋錨固承載力的現(xiàn)場驗收應按同一規(guī)格鋼筋數(shù)量的1%進行，但不得少于3根。以上兩套標準均采用“無損檢測”，但采樣頻率相差9倍。按1%取樣不僅比按1‰取樣貴，而且容易暴露植筋工程的施工質量問題。許多施工單位以兩套規(guī)范都是工程實踐中的現(xiàn)行標準為由，按1‰進行抽樣，甚至有些項目的抽樣頻率遠低于1‰。事實上，JGJ145-2004和DBJ/T50-032-2004采用的無損檢測對劣質產品或劣質施工質量的檢測能力較低。如果抽檢數(shù)量不夠，很難避免不合格的錨固工程全身而退。

在討論植筋抽樣檢驗的次數(shù)之前，首先要明確抽樣檢驗的方法。植筋抗拔承載力現(xiàn)場檢驗分為無損檢驗和破壞性檢驗。經無損檢測的錨固件(包括混凝土基材)在整個檢測過程中沒有損壞，經檢測后能夠保證錨固件在結構中的正常使用；破壞性檢驗后的錨固件(包括經破壞性檢驗合格的錨固件)已在檢驗過程中被破壞，不能再用于結構構件。由于破壞性檢驗完全模擬構件中錨具的失效過程，能夠充分展現(xiàn)被測錨具的工作性能，因此其檢測劣質產品或施工質量差的能力較高。GB50367-2006附錄N第1.4條規(guī)定，重要結構構件和懸臂結構構件應采用破壞性檢驗方法檢驗錨固質量；第2.2條規(guī)定，每批驗收的錨具應抽樣總數(shù)的1‰進行破壞性試驗，檢驗不少于5件。植筋總數(shù)不超過100根的，可只抽檢3根；第2.3條規(guī)定，重要結構構件無損檢測采用每驗收批錨固件總數(shù)的3%，一般結構構件無損檢測采用每驗收批錨固件總數(shù)的1%。第2.4條規(guī)定，當不同行業(yè)標準的抽樣規(guī)則與本規(guī)范不一致時，承重結構加固工程的錨固質量檢驗必須按本規(guī)范的規(guī)定進行。因此，本文所列方案中規(guī)定的采樣頻率不符合規(guī)范要求。

不及物動詞植筋試驗抗拔力的測定

在本文所列的方案中，建議一、二、三級鋼筋的抗拔力不應小于210兆帕、300兆帕和360兆帕。拔出力的基本單位是“n”，1MPa= 1N/mm2。“N”和“N/mm2”不可能比“≥”！作者與策劃溝通后，明確策劃的初衷是:抗拔強度≥鋼筋設計強度×鋼筋截面積。我調查了重慶幾個檢測單位的工作人員，包括行政部下屬檢測中心的工作人員，也調查了一些施工單位和植筋機構的工作人員，得出一個結論:目前相當一部分工程師認為植筋拉拔試驗的基本要求應該是“拉拔強度≥鋼筋設計強度×鋼筋截面積”。

根據(jù)DBJ/T50-032-2004附錄c第3.2條“檢驗荷載較小值為鋼筋抗拉承載力設計值的1.2倍”，有工程師認為植筋拉拔檢驗的基本要求應為“拉拔力≥鋼筋設計強度×鋼筋截面積×1.2”?！翱拱瘟Α蒌摻钤O計強度×鋼筋截面積×1.2”看似符合DBJ/T50-032-2004附錄C第3.2條，但要認識到DBJ/T50-032-2004本身并不是很嚴格:附錄C第3.2條不應該規(guī)定什么是“檢驗荷載的較小值”，而應該規(guī)定。為什么？DBJ/T50-032-2004附錄C第1.2條規(guī)定，植筋錨固承載力現(xiàn)場驗收試驗應為無損檢測，并測試正常使用下植筋的錨固性能，其抗拔承載力應滿足試驗荷載要求。本規(guī)程有兩點值得注意，即使抗拔承載力“達到”檢驗荷載，并在不“損壞”的情況下檢驗種植鋼筋在正常使用情況下的錨固性能。如果抗拔承載力“超過”檢驗荷載，如何保證種植的鋼筋不“受損”？這樣就有工程師認為“拔出力=鋼筋設計強度×鋼筋截面積×1.2”是正確的。

但是，“拔出力=鋼筋設計強度×鋼筋截面積×1.2”是否合適？根據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2002)第11.2.3條，一級和二級抗震等級結構鋼筋的實測屈服強度與標準強度值的比值不應大于1.3。如果三級鋼筋的實測屈服強度為430 MPa，不超過強度標準值的1.3倍，則應用于一、二級抗震結構。如果植筋的拉應力為1.2 MPa，即432 MPa，拉力為432 MPa ×鋼筋截面積，則鋼筋有可能屈服而不斷裂，也就是說鋼筋已經破壞，未達到《JGJ145-2004》附錄A第4.3條規(guī)定的“抗拉強度”，無損檢驗，荷載檢驗值取0.9Asfyk和0.8 RK計算的較小值， C N. Rk，c . N為非鋼材制品的失效承載力標準值，體現(xiàn)了“非失效檢驗”也要保證混凝土基體不受損。 筆者認為，JGJ145-2004《無損檢測》的檢測負荷規(guī)定的超前合理性高于GB50367-2006《無損檢測》。

七.結論

目前有關植筋技術的規(guī)范、行業(yè)標準和地方法規(guī)對植筋技術的要求不同，導致個別工程師對植筋技術的理解和掌握不足，容易在實際工作中出現(xiàn)無意的失誤。同時也給那些被利益驅使的工程師提供了斷章取義欺騙相關工程師的機會。摘要:通過對現(xiàn)行規(guī)范、行業(yè)標準和地方法規(guī)中關于植筋技術的一些規(guī)定進行梳理，分析出一個實用的植筋工程建設方案存在不足或不足。