混凝土结构后锚固件检测技术探讨

混凝土结构后锚固件检测技术探讨

高才

中山市建设工程质量检测中心有限公司 528400

摘要：目前，在我国工业和民用建筑中，后锚固技术得到了广泛的重视和应用。这些技术手段包括：机械锚杆、化学螺栓和植筋。现在，后锚固技术作为一项在工业和民用建筑中不可忽视的技术，广泛服务于公众，相应的检测技术应运而生。本文对后锚固件的分类、检测技术的要求、现场检测过程作了介绍，希望对相关工程起到借鉴作用。

关键词：混凝土；后锚固件检测；锚栓；植筋。

引 言

目前，在我国工业和民用建筑中，后锚固技术得到了广泛的重视和应用。虽然后锚固技术的施工成本较预埋法有所增加，但综合性工程项目的总体投资和产出效益已被建设单位、设计单位和施工单位广泛接受和认可。

1 概述

随着科学技术的进步和经济的发展，建筑结构的形式也越来越多。目前，常见的有砖混结构、钢筋混凝土结构、钢结构、钢管混凝土结构、组合结构等。选择的建筑材料有很多种，但混凝土仍然是最常用的建筑材料，且广泛应用于工业与民用建筑工程、桥梁工程、道路工程、水利水电工程、核电站、港口及海洋工程。在工程建设过程中，无论是新建建筑还是旧建筑的维护改造，都与锚固技术密切相关，这使得锚固技术不断发展。锚固技术有两种锚固工艺：一是在混凝土浇筑前设置嵌件，在混凝土浇筑前需要考虑固定构件的固定位置等细节；另一个与前一个过程相反，即在混凝土硬化后钻孔并安装连接器。这一过程不需要考虑浇注混凝土之前的固定位置等细节。连接件可根据需要安装在适当的位置，既便于设计、施工，也便于连接件的安装。

2 后锚固件的分类

机械锚栓是指锚栓与锚孔之间摩擦或锁键作用形成的锚栓。根据其工作原理可以分为两类：扩底型锚栓、膨胀型锚栓。目前，这些机械锚的设计、性能测试和制造趋于成熟。行业标准《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145详细描述了这些锚栓的应用要求，系统介绍了机械锚栓的应用范围、设计计算和结构要求。

化学锚栓是指由金属螺杆和锚固胶组成的，通过锚固胶形成锚固作用的锚栓。可分为普通化学锚栓和特殊倒锥形化学锚栓。根据使用对象和现场条件，化学锚栓的锚固胶可以根据使用对象和现场条件可选用管装式和机械注入式。机械注入式锚固胶的性能是在现行行业标准《混凝土结构工程用锚固胶》JG/T340中做出的相关规定。化学锚栓的锚固胶应为改性环氧树脂或改性乙烯基酯材料。《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145对化学锚杆的设计计算和结构要求进行了详细论述，为后锚固系统的设计、制造和施工提供了方便和指导。

化学植筋，简称植筋，是目前国内工程建筑中最常用的后锚连接和固定的方法之一。采用化学粘接剂，将带肋钢筋和长螺杆等胶结固定在混凝土的锚孔里，通过粘结和锁键的作用，实现对被连接件锚固的一种后锚固生根组件。其破坏的形式易于控制和处理，通常情况下，都能够控制在锚固钢筋破坏的范畴之内。安全等级为一级的后锚固连接植筋时应采用A级胶，安全等级为二级的后锚固连接植筋时应采用B级胶和无机类胶。

3 构造要求

混凝土基材的厚度 ，对于膨胀型锚栓和扩底型锚栓， 不应小于 且 ≥100mm；对于化学锚栓， 不应小于 且 ≥100mm。锚栓不应布置在混凝土保护层中，有效锚固深度 不应包括装饰层或抹灰层。承重结构用的锚栓，其公称直径不应小于12mm，锚固深度 ≥60mm。

植筋的最小锚固长度 ,对受拉钢筋，应取0.3 、10d和100mm三者之间的最大值;对受压钢筋，应取06 、10d和100mm三者之间的最大值；对悬挑构件尚应乘以1.5的修正系数。

植筋与混凝土边缘距离不宜小于5d，且不宜小于100mm。当植筋与混凝土边缘之间有垂直于植筋方向的横向钢筋，且横向钢筋配筋量不小于Φ8@100或其等量截面积，植筋锚固深度范围内横向钢筋不少于2根时，植筋与边缘的最小距离可适当减少，但不应小于50mm。植筋间距不应小于5d。为保证植筋效果，规定植筋时不能采用光圆钢筋。

4 检测仪器设备要求

现场检测用的加荷设备，可采用专门的拉拔仪，由手动泵、液压缸、智能数字压力表及高压胶管等部分组成。

设备的加荷能力应比预计的检验荷载值至少大20%，且不大于检验荷载的2.5倍，应能连续、平稳、速度可控地运行。加载设备应能够按照规定的速度加载，测力系统整机允许偏差为全量程的±2%。设备的液压加荷系统持荷时间不超过5min时，其降荷值不应大于5%。加荷设备应能够保证所施加的拉伸荷载始终与后锚固构件的轴线一致。

当要求检测重要结构锚固件连接的荷载-位移曲线时，现场测量位移的仪表量程不应小于50mm，其测量的允许偏差应为±0.02mm。测量位移的装置应能与测力系统同步工作，连续记录，测出锚固件相对混凝土表面的垂直位移，并绘制荷载-位移的全程曲线。

检测仪器设备在新使用前和检定周期后，以及使用期间读数出现异常、拆卸检查或更换零部件后，应送法定计量检定机构进行检定，以确保检测仪器在正常状态下工作。

5 锚固承载力现场检测方法

5.1 抽样原则

应以同品种、同规格、同强度等级的锚固件安装于锚固部位基本相同的同类构件为一检验批，并应从每-检验批所含的锚固件中进行抽样。后锚固件应进行抗拔承载力现场非破损检验。满足以下情况之一时，还应进行破坏性检验：安全等级为一级的后锚固构件；悬挑结构和构件；对后锚固设计参数有疑问；对该工程锚固质量有怀疑。

现场破坏性检验宜选择锚固区以外的同条件位置，应取每一检验批锚固件总数的0.1%且不少于5件进行检验。锚固件为植筋且数量不超过100件时，可取3件进行检验。

锚栓锚固质量的非破损检验：对重要结构构件及生命线工程的非结构构件，应按下表规定的抽样数量对该检验批的锚栓进行检验;

对一般结构构件，应取重要结构构件抽样量的50%且不少于5件进行检验;对非生命线工程的非结构构件，应取每一检验批锚固件总数的0.1%且不少于5件进行检验。

植筋锚固质量的非破损检验：对重要结构构件及生命线工程的非结构构件，应取每一检验批植筋总数的3%且不少于5件进行检验;对一般结构构件，应取每一检验批植筋总数的1%且不少于3件进行检验;对非生命线工程的非结构构件，应取每一检验批锚固件总数的0.1%且不少于5件进行检验。

5.2 加载方法的选取

检验锚固拉拔承载力的加载方式可为连续加载和分级加载，可根据实际条件选用。

进行非破损检验时，施加荷载应符合下列规定:

连续加载时，应以均匀速率在2min~ 3min时间内加载至设定的检验荷载，并持荷2min。分级加载时，应将设定的检验荷载均分为10级，每级持荷1min直至设定的检验荷载，并持荷2min。荷载检验值应取 和 的较小值。

锚栓受拉承载力设计值应由设计单位提供，检测单位及其他单位均无权自行确定。

进行破坏性检验时，施加荷载应符合下列规定:

连续加载时，对锚栓应以均匀速率在2min~ 3min时间内加荷至错固破坏，对植筋应以均匀速率在2min~ 7min时间内加荷至锚固破坏。分级加载时，前8级，每级荷载增量应取为 ，且每级持荷1min~1.5min;自第9级起，每级荷载增量应取为 ，且每级持荷30s，直至锚固破坏。

5.3 检测结果评定

非破损检验的评定，应按以下规定进行：

1. 试样在持荷期间，锚固件无滑移、基材混凝土无裂纹或其他局部损坏迹象出现，且加载装置的荷载示值在2min内无下降或下降幅度不超过5%的检验荷载时，应评定为合格;

2. 一个检验批所抽取的试样全部合格时，该检验批应评定为合格检验批;

3. 一个检验批中不合格的试样不超过5%时，应另抽3根试样进行破坏性检验，若检验结果全部合格，该检验批仍可评定为合格检验批;

4. 一个检验批中不合格的试样超过5%时，该检验批应评定为不合格，且不应重做检验。

常见的锚栓拉拔破坏有三种情况：锚栓断裂，主要是因锚栓钢材材质的缺陷引起；锚栓和混凝土一起拨出，混凝土发生锥形破坏，主要是由混凝土本身缺陷造成；锚栓直接从混凝土结构中脱落拉出，混凝土没有明显破坏，主要因为螺栓安装操作不规范造成。

破坏性检验的评定，应按以下规定进行：

1. 当锚栓破坏性检验发生混凝土破坏，但 且 时，应评定为合格；

2. 当锚栓破坏性检验发生钢材破坏，但 时，应评定为合格；

3. 当植筋破坏性检验结果满足 且 时，应评定为合格。

4. 当检验结果不满足上述规定时，应判定该检验批后锚固连接不合格，并应会同有关部门根据检验结果，研究采取专门措施处理。

6 锚固承载力现场检测注意事项

（1）使用的拉拔仪等检测仪器技术性能要能满足要求，因工地现场条件复杂，使用仪器设备时要注意保护，防止仪器损坏，检测前要检查仪器状况，检测后要注意清理仪器，尤其千斤顶与油管接口处要清理干净，防止污垢残留，影响仪器性能。

（2）检测人员必须持证上岗。检测时锚固件所在部位基底要干净，平整，不得有抹灰层及装饰层，其因结构疏松或粘结强度低，不得作为设置锚栓的锚固区，基底应为混凝土原浆面。

（3）胶粘的锚固件，其检验宜在锚固胶达到其产品说明书标示的固化时间的当天进行。若因故需推迟抽样与检验日期，除应征得监理单位同意外，推迟不应超过3d。

（4）受现场条件限制无法进行原位破坏性检验时，可在工程施工的同时。现场浇筑同条件的混凝土块体作为基材安装锚固件，并应按规定的时间进行破坏性检验，且应事先征得设计和监理单位的书面同意。并在现场见证试验。

7 结语

随着旧房改造的全面开展、结构加固工程的增多、建筑装修的普及，后锚固连接技术发展较快，并成为不可缺少的一种新型技术。后锚相应于预埋，具有施工简便、使用灵活等优点，国内外应用已相当普遍，不仅既有工程，新建工程也广泛采用。相应后锚固件检测技术的应用，区分优劣，保证了工程质量。

参考文献

[1]田二忠.对植筋抗拔力计算的探讨及应用[J].山西建筑

2006,32(9):50-51.doi:10.3969/j.issn.1009-6825.2006.09.031.

[2]史三元,崔立杰.混凝土植筋群锚效应试验分析[J].煤炭工程,2014,(1).

[3]袁廷朋,陆洲导,邴涛.后锚固化学植筋受拉承载力计算及设计[J].结构工程师,2007,(2).

[4]《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145-2013.

[5]《混凝土结构工程用锚固胶》JG/T 340-2011.

[6]《混凝土结构设计规范》GB 50010-2019.

[7]宋瑶.混凝土结构植筋技术及工作性能的研究[D].西安科技大学,2009.

[8]刘辉.植筋技术应用试验研究[D].兰州理工大学,2004.

[9]混凝土结构加固中植筋深度的试验研究[J].兰州理工大学学报,2005,(5).

[10]何勇,徐远杰,林涛.混凝土结构的双筋粘结锚固性能试验研究[J].武汉大学学报(工学版),2003,(2).doi:10.3969/j.issn.1671-8844.2003.02.021.

[11]张建荣,石丽忠,吴进,等.植筋锚固拉拔试验及破坏机理研究[J].结构工程师,2004,(5).