植筋破壞的原因分析?
?（1）鋼筋表面處理措施不當(dāng)。例如螺紋鋼的表面除油除銹除塵不徹底或圓鋼的表面有刻痕等均會影響植筋施工的工藝質(zhì)量。?
?（2）清孔措施不當(dāng)。清孔是植筋工藝中的關(guān)鍵工序，根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，30%的非達標(biāo)破壞都是因為清孔措施不當(dāng)造成的。清孔不徹底主要表現(xiàn)為：當(dāng)膠粘劑和鋼筋作為一個整體從混凝土里拔出時，膠層表面有明顯的灰渣或泥漿。因此，清孔時要先用硬毛刷反復(fù)刷孔壁，再用干凈無油的壓縮空氣吹出灰塵，弱孔壁上有油污，則應(yīng)用干凈棉布沾少量或酒精擦干凈。此外，在特殊條件下施工必須采取相應(yīng)的措施，以**孔內(nèi)干燥清潔，例如，在雨季或潮濕環(huán)境下施工時，應(yīng)對孔洞進行干燥處理或選用適合于潮濕環(huán)境的改性品種。?
?（3）膠粘劑配合比例不當(dāng)。根據(jù)統(tǒng)計資料表明，有6%的植筋破壞是因為配比誤差較大引起的。在施工中，往往由于沒有準(zhǔn)確稱量膠粘劑，僅憑經(jīng)驗進行配合。一旦誤差**出允許范圍，就會出現(xiàn)膠體達到固化時間而而不固化的現(xiàn)象。注膠不飽滿導(dǎo)致的粘結(jié)力不夠是產(chǎn)生非達標(biāo)破壞的主要原因之一，在非達標(biāo)破壞有16%的比例是因為這種原因造成的。鋼筋和混凝土是依靠膠體連接的，膠體與混凝土及鋼筋接觸面積的大小直接關(guān)系到植筋錨固力的大小，若注膠不飽滿較易引起膠體薄厚不均勻或膠體跟鋼筋整體被拔出。植筋施工中，一般要求從孔底逐步向孔口注膠，這樣能夠**孔內(nèi)空氣被完全排出以及注膠的飽滿度。施工過程中，常見的導(dǎo)致注膠不飽滿的原因有：①施工方偷工減料或施工器具不能**從孔底開始注膠;②在水平或豎直往上植筋時未能采取有效的防護措施或混凝土內(nèi)部存在較大孔洞導(dǎo)致膠液流失，以致出現(xiàn)嚴重漏膠的狀況。

國內(nèi)關(guān)于設(shè)置鋼筋連接件新老混凝土的研究相對較少，大多為驗證性試驗，很少能提出具體的植筋規(guī)范規(guī)程。早大連理工趙志方[3]教授通過改善新老混凝土界面粘結(jié)來提高界面粘結(jié)強度。鄭州大學(xué)張雷順教授對不同植筋率、不同界面處理方式的新老混凝土界面進行試驗研究，并將研究成果應(yīng)用于實際鋼筋混凝土橋面板加固整修中，實踐結(jié)果表明設(shè)置鋼筋連接件可以有效提高修補橋面使用壽命。
近年來，混凝土修補已成了結(jié)構(gòu)工程的一個分支，新老混凝土粘結(jié)性能研究受到了廣大工程界的關(guān)注。?國外關(guān)于新老混凝土粘結(jié)性研究較成熟，不僅制定相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，并側(cè)重不同深度、介質(zhì)鋼筋上或混凝土內(nèi)氧化物等環(huán)境對植筋腐蝕及鋼筋強度的影響，而且研究植筋尺寸和梁尺寸效應(yīng)的影響。美國E.Wlte和?ier[1]早提出新老混凝土結(jié)合使用機械連接方法。繼而F.Seible和C.T.Lthm將機械連接件用于橋梁面板全深混凝土結(jié)構(gòu)鋪裝修補，試驗結(jié)果表明可以有效提高修補橋梁的抗剪性能和使用壽命。此外，《瑞典混凝土結(jié)構(gòu)工程》（Swedish?Regultion?for?Concrete?Structures）規(guī)定要增加鋼筋連接用以提高疊合構(gòu)件抗剪性能。歐洲和美國混凝土規(guī)范也規(guī)定，在剪力比較大情況下必須要依靠鋼筋連接件加強**結(jié)合面的抗剪能力。
試驗現(xiàn)象及數(shù)據(jù)分析?
3.1?試驗現(xiàn)象?
整個試驗過程中，試驗現(xiàn)象基本相似，只是破壞荷載有所不同。對于嵌入兩根FRP筋材的試件，因為開槽邊距和開槽間距的不同，發(fā)生了不一樣的破壞形式。其中開槽邊距較小的試件KWL4和開槽間距較小的試件KWL8均發(fā)生筋材周圍混凝土劈裂破壞，而對于開槽間距和開槽邊距適中的KWL5和KWL6發(fā)生混凝土-膠層界面劈裂破壞，部分試驗現(xiàn)象見圖2。?
3.2?試驗數(shù)據(jù)?
試驗中，采得各試件破壞數(shù)據(jù)見表2。?
3.3?試驗現(xiàn)象和試驗數(shù)據(jù)分析?
根據(jù)試驗現(xiàn)象和表2中的數(shù)據(jù)，試件KWL4和KWL8均發(fā)生了混凝土劈裂破壞，而KWL5～7基本沒有發(fā)生混凝土劈裂破壞，而是在混凝土和膠凝材料界面發(fā)生破壞，說明開槽距離邊緣的距離，和開槽間距都會影響到加固構(gòu)件的抗彎承載力。?
分析實驗數(shù)據(jù)（表2），KWL2-1和KWL2-2雖然增大了配筋直徑，但是相比KWL1-1和KWL1-2承載力提高并不明顯（分別提高4.0%和5.2%），但是KWL4相比KWL1-1承載力仍然有很大提高（提高53.3%），特別是KWL5，KWL6相對于KWL1-1，KWL7和KWL8相對于KWL2-1更是具有很大提高，接近于前者的兩倍（分別提高77.4%，75.3%和87.5%，65.1%），說明FRP筋材嵌入式加固構(gòu)件抗彎承載力取決于FRP筋材的與混凝土的粘結(jié)性能。KWL3-1和KWL3-2相對于KWL2-1和KWL2-2，承載力提高也很明顯（分別提高30.3%和27.6%），說明提高混凝土強度對于提高加固構(gòu)件的抗彎性能具有一定的作用。同樣分別對比KWL1-1和1-2、KWL2-1和2-2、KWL3-1和3-2的數(shù)據(jù)，承載力具有明顯提高（分別提高14.7%、16.0%和13.5%），說明錨固長度對承載力影響比較明顯。
混凝土本身的強度及組成、混凝土澆筑位置及澆注質(zhì)量、鋼筋的外形特征、保護層厚度和鋼筋的凈距、橫向配筋和橫向壓應(yīng)力、加載方式等都是影響鋼筋混凝土工作性能的因素，而植筋的工作性能比一般的鋼筋混凝土工作性能更為復(fù)雜，因此影響植筋工作性能的因素很多，但歸結(jié)起來，主要有以下五點（1）植筋粘結(jié)劑的影響?
目前市場上供應(yīng)的植筋粘結(jié)劑種類、型號較多目_性能各異，其按化學(xué)組成分為：有機型和無機型；按組合方式分為：單組分及雙組分植筋粘結(jié)劑，包括粘結(jié)劑與固化劑混合物或單獨的復(fù)合粘結(jié)劑；按施工使用方式分為：管裝式、機械注入式和現(xiàn)場配制灌注式。目前國內(nèi)市場上幾種常用植筋粘結(jié)劑的基本情況、化學(xué)性能、力學(xué)性能及植筋粘結(jié)劑和混凝土、鋼材彈性模量的比較詳見表1.1一表1.4?
在實際施工應(yīng)用中，選擇一種安全可靠，質(zhì)量穩(wěn)定，性能較好的粘結(jié)劑是確保工程質(zhì)量的一項重要措施。本論文試驗采用快硬水泥為基料的粘結(jié)劑，因其與混凝土結(jié)構(gòu)材料性能一致，故可在不影響正常生產(chǎn)運營的情況下較快達到預(yù)期強度，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命，施工設(shè)備簡單，施工快捷方便。?
（2）混凝土基材的影響?
在其他條件相同的情況下，植筋極限拉拔力隨混凝土強度的提高而提高，一是因為隨著混凝土強度的提高，植筋粘結(jié)劑與混凝土粘結(jié)力增大；二是因為混凝土強度提高將會提高植筋粘結(jié)劑與混凝土之間的嚙合作用，從而提高粘結(jié)強度。?
混凝土基材應(yīng)堅實，且具有較大的體量，能承擔(dān)對被連接件的拉拔力和全部附加荷載的要求，目_基材混凝土強度等級不應(yīng)低十?C20。存在嚴重缺陷和混凝土強度等級較低的基材，極限承載力較低，目_很不可靠，所以風(fēng)化混凝土、嚴重裂損混凝土、不密實混?在植筋邊距較小的情況下，植筋周圍混凝土?xí)l(fā)生劈裂破壞。?
（3）植筋施工質(zhì)量的影響?
植筋施工質(zhì)量控制主要有以下幾點：?
①定位：植筋定位要準(zhǔn)確，應(yīng)按圖紙設(shè)計要求準(zhǔn)確布置，**植筋鋼筋與設(shè)計受力情況一致。?
②鉆孔：植筋成孔采用沖擊電鉆鉆孔，鉆孔時要避免打斷原結(jié)構(gòu)鋼筋，成孔后的孔壁應(yīng)完好，無裂縫或其它質(zhì)量缺陷，以避免影響構(gòu)件的強度。其質(zhì)量控制關(guān)鍵是鉆孔直徑及鉆孔深度。?
③清孔：鉆孔后立即清理，用刷子擦掃孔壁灰粉，然后用干凈物體臨時封堵孔口，以防塵土、砂粒等雜物落入，影響植筋鋼筋與粘結(jié)劑的粘結(jié)力。?
④植筋表面處理：采用機械方法或鋼絲刷擦除植筋部分表面鐵銹和氧化層，然后用（化學(xué)試劑）除去殘留油污，經(jīng)處理的鋼筋應(yīng)盡快植入孔內(nèi)，避免二次污染，以增加鋼筋與植筋粘結(jié)劑的粘結(jié)力。?
⑤注入粘結(jié)劑：將配好的粘結(jié)劑，用專用注料筒從孔底注料，應(yīng)注滿孔體積的二分之二。?
⑥插筋：注料后，應(yīng)立即將除銹后的鋼筋植入孔內(nèi)，孔口應(yīng)有少量粘結(jié)料溢出以壓平孔口。?
⑦養(yǎng)護固化：已植入孔內(nèi)的鋼筋在常溫下養(yǎng)護，直至達到使用的粘結(jié)劑固結(jié)的規(guī)定?
時間，在固結(jié)時間內(nèi)不得擾動，以**植筋粘結(jié)力。?
⑧現(xiàn)場拉拔試驗：植筋后，應(yīng)在現(xiàn)場隨機抽樣，進行非破損性拉拔試驗，以檢驗植筋質(zhì)量是否達到設(shè)計要求。抽樣數(shù)量按植筋總數(shù)的0.1%計算，且不少于3根。?
（4）植筋深度及植筋的間距和邊距的影響?
在相同條件的拉拔試驗中，不同的植筋深度，不同類型的鋼筋會產(chǎn)生不同的破壞形態(tài)，具有不同的拉拔力。當(dāng)植筋深度達到或**過一定植筋深度時，植筋鋼筋屈服的同時，周圍混凝土也發(fā)生破壞，有明顯的預(yù)兆，即合理的植筋深度。?
當(dāng)植筋鋼筋間距較小時，在靠近混凝土表面發(fā)生錐體破壞的部分，其錐體面會重合?
如圖1.1所示。?
（5）植筋試件所處使用環(huán)境的影響?
植筋試件的使用環(huán)境對植筋的粘結(jié)質(zhì)量也有一定影響。過高的溫度、過大的振動和腐蝕介質(zhì)都會對粘結(jié)質(zhì)量有不同程度的影響。其次，植筋承受的荷載形式對粘結(jié)強度也會產(chǎn)生一定的影響，如靜載或動載作用時，植筋的工作性能亦有區(qū)別。凝土、結(jié)構(gòu)抹灰層、裝飾層等，均不得作為植筋基材；否則，應(yīng)對混凝土基材施行加固處理后才可作為植筋基材。
植筋技術(shù)的缺陷及建議?
?眾所周知，植筋為后錨固方式，與先錨固鋼筋相比，后錨固鋼筋的方式具有以下幾種不利因素：①植筋時的鉆孔對周圍混凝土造成一定的損害;②注膠不飽滿往往會降低實際的錨固深度;③結(jié)構(gòu)膠本身存在質(zhì)量及穩(wěn)定性的問題;④清孔不徹底會使結(jié)構(gòu)膠與混凝土之間的粘結(jié)力顯著下降;⑤濕度、溫度、振動等外界條件影響結(jié)構(gòu)膠的耐久性。?
?針對植筋技術(shù)存在的缺陷提出以下幾點建議：首先，應(yīng)選擇專業(yè)的施工公司進行施工;其次，在滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)范所要求的鋼筋錨固深度求及結(jié)構(gòu)膠的性能指標(biāo)的前提下盡可能加大植筋的錨固深度;再次，針對特殊結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固時，應(yīng)采取相應(yīng)的配合措施，以提高安全儲備;后，應(yīng)抽取一定比例植筋構(gòu)件進行檢測試驗，以確保植筋的質(zhì)量。
試件設(shè)計?
FRP筋材加固混凝土構(gòu)件，由于FRP筋材具有很高的抗拉強度，所以決定加固性能的因素是界面強度，而影響界面強度的因素有錨固長度、開槽距離試件邊緣的距離、開槽寬度、槽間凈距、FRP直徑、嵌帖數(shù)量和混凝土強度。因此，為了研究影響FRP筋材嵌入式加固抗彎性能的影響因素，我們設(shè)計了如下試件，見表1、圖1，并按照圖1所示荷載位置遞增加載。而且在試件制作過程中，為了防止發(fā)生混凝土受壓區(qū)破壞和剪切破壞，在試件中分別配置了受壓鋼筋和箍筋。

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