分体式内膨胀墙体拉结筋连接技术研究

汪 磊 张飞君

武汉建工集团股份有限公司 湖北 武汉 430000

目前，建筑工程施工中植筋技术是我国工程界广泛使用的一种后锚固连接技术（植筋加固），特别是在砌体结构与钢筋混凝土结构交界部位应用更为广泛。从当前建筑施工的整体情况看，不管是采用预埋钢筋，还是采用膨胀螺栓或注胶植筋等，后锚固连接的效果并不好[1-2]。预埋钢筋方式对模板的损耗较大，且预埋预留位置难以精确掌控，一旦预留不准确，再来更换位置就只能采取其他方式；而膨胀螺栓对焊接要求高，理论上讲不太适合于植筋用的细钢筋。注胶植筋，在施工过程中对清孔、注胶、种筋、养护过程有严格的要求，施工操作复杂、耗时久、效率低、抗振性差。

为了解决上述问题，在便于施工的同时又易于现场操作和检查，需要一种实用、高效、快捷的植筋方法来满足以上要求。内膨胀螺栓植筋技术正是在此背景下应运而生的。

内膨胀螺栓植筋是通过一种简易小巧的钢构件组合替代传统的化学植筋胶来连结锚固基体和锚固钢筋的技术。施工后产生高抗拔力，不易移位，操作简单，施工快速，省去了传统植筋的注胶固化养护等过程，显著提高施工效率，大大加快工程进度。

1 内膨胀螺栓关键技术

内膨胀螺栓锚固原理：内膨胀螺栓是在膨胀螺栓的基础上改进而来的一种新型的植筋锚固装置。通过旋入植入钢筋至膨胀锚固套管内，致使套管内的变截面圆柱楔子进入套管内的变内径光滑区，膨胀固定套筒被胀开后紧紧固定在锚固基体上（图1）。

图1 内膨胀螺栓锚固原理示意

1.1 施工工艺流程

定位放线→电钻机钻孔→孔径、孔深及裂纹检查→清孔→打入膨胀锚固套筒→放置变截面圆柱楔子→用扳手拧紧植入钢筋→施工质量检查

1.2 操作要点

在钢筋连接前，要对原材料进行检验，包括钢筋出厂合格证和复验报告。膨胀锚固套筒尺寸和规格应严格按照设计要求制作，特别是端头膨胀套筒质量要符合要求。

1）连接用钢筋应满足GB 1499—2013《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》要求。膨胀锚固套筒各部分应优选钢材，其尺寸应严格按照设计的规格进行，同时保证加工质量和精度。钢筋就位：将丝头检验合格的钢筋搬运至待连接处。

2）成孔洞口成型质量：钻孔钻头要与膨胀套筒相对应，保证成孔大小与膨胀套筒较好地契合在一起。

3）植筋钢筋端头质量：必须对预植筋钢筋的端头质量进行控制，保证其丝口长度和规格满足质量要求。

1.3 植筋现场施工

1.3.1 定位放线

根据墙体深化设计排版的要求，结合砌块的尺寸，合理设置后置锚固钢筋的位置和数量。同时要保证成孔位置应避开主体结构钢筋混凝土中主筋的位置。

1.3.2 钻孔

根据标识好的钻孔位置，采用合适的钻孔机械进行人工钻孔。钻孔时必须保证成孔的质量，包括钻孔大小和深度。

1.3.3 孔径、孔深及裂缝检查

孔径应比膨胀锚固套管外径小1～2 mm，钻孔深度不小于膨胀锚固套管长度。同时检查孔洞周围基体是否出现裂缝，如果是深度裂缝，则说明锚固基体被破坏，锚固强度不合要求，应另行定位钻孔（图2）。

图2 电钻成孔

1.3.4 清孔

清孔环节非常重要，清孔质量的好坏直接决定钢筋锚固效果，应该引起足够的重视。注浆植筋的效果不好主要就是清孔环节出现问题，导致钢筋、胶体与结构不能较好地连接在一起。虽然内膨胀套筒不像注浆植筋那样对灰尘那么敏感，但是也会影响锚固效果，因此必须进行清孔处理。清孔可采用毛刷或者使用电吹风机，但要注意防止灰尘飞扬（图3、图4）。

图3 钢刷清孔

图4 吹风机清孔

1.3.5 安装膨胀锚固套管

膨胀锚固套管配置有软塑料芯，空间形状与套管内部空间一致，作用是在安装膨胀锚固套管时防止尘粒进入套管内部，从而造成楔子放置错位及植入钢筋旋紧困难。为了避免在打入膨胀锚固套管时钢锤对管口的破坏，应在管口加装可拆卸钢管帽，并采用“重锤轻击”的方式将膨胀锚固套管打入钻孔内，达到锚固长度的要求后，方可拆下钢管帽（图5）。

图5 安装膨胀锚固套管

1.3.6 放置变截面圆柱楔子

把膨胀锚固套管内的软塑料芯取出，小端朝里大端朝外往膨胀锚固套管内放置变截面圆柱楔子，并用钢丝推至套管内部。

1.3.7 安装植入钢筋

安装植入钢筋前，检查钢筋丝口处及膨胀锚固套管内是否粘有尘土沙粒，有则必须清除干净。旋入钢筋，最后用扳手拧紧。为了保证套管内的楔子胀开套管底端，钢筋的旋入长度应该大于膨胀锚固套管内螺纹区长度5 mm以上（图6）。

图6 安装植入钢筋

1.4 植筋质量检查

1）采用分体式内膨胀拉结筋锚固施工时，要严格按照国标GB 50367—2013《混凝土结构加固设计规范》[3]和行业标准JGJ 145—2013《混凝土结构后锚固技术规程》[4]的要求组织施工。钻孔后应符合：位置中心点偏差±5 mm，锚固深度必须不小于膨胀锚固套管长度或相关的设计深度，植筋数量不得低于设计数量。

2）根据JGJ 145—2013《混凝土结构后锚固技术规程》并结合工程特点，植筋检测采用非破坏性试验检测，试验采用ML-20锚杆拉拔仪在现场进行拉拔试验，并由业主、监理认可的第三方进行。抽样检测数量不少于植筋总数的1%。抽样检测的钢筋抗拉拔应力必须达到设计标准，其抽样合格率必须达到98%以上（图7）。

图7 现场抗拔力试验

2 效益分析

1）抗拔力：采用内膨胀螺栓进行植筋锚固，锚固力分别由膨胀锚固套管与锚固基体之间的摩擦力和机械咬合力组成，与传统注胶植筋的胶固黏结力相比，其抗拔力大、抗振性能好、锚固质量高。

2）现场施工：由于钢筋丝头现场加工，而分体式内膨胀套筒在工厂加工完成，质量和精度都可得到满足。分体式内膨胀套筒设计合理，作业人员可快速掌握，安装过程简单，无需大型机械设备。

3）施工进度：由于钢筋丝头及内膨胀螺栓提前制作，现场施工装配作业，与注胶植筋相比，省去了注胶固化养护的过程，装配完成后检验合格即可进行下一步工序，对工人的技术要求也不高，现场施工速度大大提高。

3 结语

分体式内膨胀螺栓连接施工技术是基于膨胀螺栓和注胶植筋技术而发展衍生出来的一种连接技术，钢筋与墙体之间通过微膨胀锚固套管进行连接，连接质量和连接强度能够得到充分保证。同时由于钢筋连接过程中只需与套筒进行连接，操作简单方便，非常适合后置墙体与钢筋混凝土之间的连接，另外在装配式建筑预制构件现场的钢筋连接方面推广应用价值较大。