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建筑工程后锚固件原位拉拔检测的探析
发表时间:2022-09-16

摘要:现阶段存在很多探讨建筑工程后锚固件原位拉拔检测的控制标准问题,并通过大量的工程检验实践来更加合理地运用检测手段,达到控制后锚固件施工质量的目的。后锚固件抗拔试验的作用是通过试验检测后锚固件的轴向抗拔承载力是否达到设计承载力的要求,从而检验其施工质量。后锚固件抗拔试验的适用范围包括植筋、膨胀性螺栓、扩孔型螺栓的承载力检测。该文根据当前实行的规范,对建筑工程中后锚固件原位拉拔检测在设计和实践中存在的常见问题进行了分析,并结合实际工程提出更加合理的施工方案。

关键词:建筑工程;后锚固件;原位拉拔检测

后锚固件是指在已成型的建筑物构件中植入新的杆件或者钢筋,通过机械锚固及胶粘的方法在建筑物中连接到基体,使其硬化,使得锚固杆和基底彼此连接,从而实现锚固的目的。后锚固件的具体方法是,首先在混凝土基础上钻洞,然后将锚杆或者钢筋插入该钻好的洞中,钢筋件和洞壁之间的间隙填充有锚固剂,为使钢筋件和基座一体化,该钢筋种植法通常也被称为整体锚固方法。后锚固件抗拔试验旨在检测后锚固件的轴向抗拔承载力是否达到设计承载力的要求。后锚固件抗拔试验的适用范围包括植筋、膨胀性螺栓、扩孔型螺栓的承载力检测。该文根据笔者曾鉴定过的一起因植筋施工后未进行拉拔检测的案例对后锚固件原位拉拔检测的重要性进行探析。该案例是某小区的一幢别墅进行加建改造工程,二楼加建钢筋混凝土楼板及梁,均采用植筋方式植入原房屋结构柱、梁,植筋完成后,未按规范要求进行植筋原位拉拔试验,对植筋施工质量进行检测、验收,混凝土浇筑施工完成后,该楼板产生的下挠变形已超规范要求,且楼板周边产生贯通裂缝,其损坏严重,已成为危险构件,从而给业主造成了大量难以挽回的损失。

1   检测仪器设备、方法和原理

1.1 基本规定

后锚固件抗拔承载力现场检测包括非破坏性检测和破坏性检测两种。一般结构及非结构构件可采用前者,并且需要采用随机抽样方法进行抽样,每次抽取的样本应至少为3根,而重要的结构构件及生命线工程中的非结构构件则应采用后者。

构成同一个检验批次的后锚固件的规格,型号和同一部位基本相同。

需要事先制定好检测方案,然后才能进入施工现场进行检测试验,制定好相应的检测方案后,在施工现场检测期间,应严格执行检测方案中囊括的规范标准,此外还需注意要时刻遵守有关安全施工的硬性规定。当施工现场的操作环境无法满足相应的检测用仪器设备正常使用的条件时,应该及时采取有效的应对措施,保证仪器设备能够正常工作。

1.2 仪器设备

现存的各规范中对锚栓的选取规定都较为分散。由于技术检查测试需要现场测试,因此设备应尽可能简单方便,以确保测试功能和足够的刚性混凝土用的后锚固件可以根据锚固机理和连接类型的不同分为四大类,即机械锚栓,粘结型锚栓,植螺杆和植筋,前3类锚固件均具有螺纹,与第4类存在一些不同之处。加载装置用穿在植筋上的油压千斤顶逐级增加对试验用的植筋样本施加的荷载,为了尽量减小在增加荷载的过程中重心偏移造成的影响,试验中在互相对称的位置分别布置2个位移测点,并且产生的位移均采用百分表测量。至于测力系统方面,试验前已经过事先测算,测力系统的整体误差能够保持在1%以内,同时确保在试验过程中时刻保持拉力与锚栓轴线重合。

1.3 试验方法和原理

1.3.1 试验方法

试验方法为张拉法,试验过程可采用2种加载方法,分别为分级加载法和分级循环加载法。在对后三类后锚固件进行抗拔承载力现场检测试验时采用前者,而在对机械锚栓进行试验时则采用后者。

1.3.2 试验原理

该试验依据《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ1452013行业标准,试验原理为,使千斤顶穿过试验用后锚固件,通过对其施加压力从而间接增加对后锚固件施加的荷载,后锚固件会因此产生的移动会带动千斤顶内部件向外部移动,通过对该移动部分的测量即可以得出后锚固件的位移量,同时对千斤顶施加的压力即为该后锚固件承受的拉力大小。后锚固件的抗拔承载能力可以通过分析和处理位移量和压力值的关系得出。

用于检测的仪器设备必须在事先完成校准工作,保证其性能符合试验方法和原理的要求,尽量减小由于技术方面原因造成的误差。

当使用分级加载法进行试验时,试验对象为植筋样本,事先对植筋施加该试验各级荷载中的第一级,即最大试验荷载的10%~15%,保证该装置能维持相对稳定状态,将此时对应的位移测量值视为初始值,标记为0mm,每增加一级荷载需要维持至少2min,等到位移达到相对稳定状态时再测读位移值,然后再增加一级荷载,直到增加至该装置所能承受的最大荷载,此时则需要能够维持5min以上才能测得有效数值。其中各加荷等级与相应的位移观测间隔时间可以见表1

检测结果

2.1  结果评定

当进行非破坏性检验时,后锚固件抗拔承载能力合格的标准是,在增加荷载后维持稳定状态的两分钟内,荷载的降低量始终稳定在5%的范围内。同时,混凝土基材和锚栓都没有出现任何损坏情况。如果不符合上述标准,即不合格时,则需要另外3个锚栓样本进行破坏性检验。

当进行破坏性检验时,锚栓的最大抗拔承载能力满足《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ1452013相关规定即为合格。

2.2 未出现破坏现象的试验结构

该试验的基材不带裂缝混凝土,试验过程中后锚固件周围混凝土始终保持完好状态,无裂缝或其他破损现象。试验中各个样本所能承受的最大试验荷载均小于由后锚固件钢材强度设计值计算得出的荷载值。至于位移量,在最大荷载和设计荷载2种作用条件下,混凝土用后锚固件抗拔承载能力试验的位移量结果分别见表2和表3

2.3 出现破坏现象的试验结构

在此试验中的基材均为不带裂缝混凝土,试验过程中后锚固件周围混凝土均出现裂缝。该案例中出现裂缝的混凝土楼板面如图1和图2所示。

试验中的各个样本的最大试验荷载均小于以后锚固件钢材强度设计值计算得出的荷载值。

经查阅相关文献,在工程检验中出现的混凝土或锚栓破坏现象的几例试验中,当试验中对后锚固件施加的荷载小于钢筋强度设计值计算得出的荷载值的一半,其荷载值与位移量之间存在合理的线性对应关系。但当荷载未增加至预计的最大试验荷载值并在持续增加的过程中,加载系统出现了油压无法保持稳定的现象,同时后锚固件出现破损情况,其破坏形式主要包括后锚固件拔出破坏,胶混胶筋界面破坏等,但不包括钢材破坏。

结语

针对该文重点介绍的建筑工程中后锚固件拉拔位移检测,可以得知在加固设计中使用锚固后技术时经常出现的一些问题,逐一对其进行分析,可以据此得出以下3点结论。1)应将抗震倾斜度不超过7度的承重部件扩展为一种扩展类型,并在考虑最大位移后测得的力为实际设计值。地脚螺栓和异型化学锚,不得使用边缘、剪应力和剪应力组件以及非承重组件来连接膨胀锚和摩擦锚。对于非结构部件,当连接处于破裂状态时,应选择能适应破裂混凝土性能的地脚螺栓。2)在连接到混凝土结构时,不应使用钢筋混凝土来承受剪切力,而是应在元素的连接处添加短肋,并采用可靠的连接处理方法。3)建议在后锚性能测试中增加最大位移,并在考虑最大位移后将测得的力确定为实际设计值。

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