混凝土结构后锚固抗拉拔现场检测--教程

混凝土结构后锚固抗拉拔现场检测试验何宏伟2013年2月27日混凝土结构后锚固检测相关规范混凝土结构后锚固检测相关规范现场抗拔承载力检测规范标准•1.行业标准JGJ145-2004《混凝土结构后锚固技术规程》•2.国家标准GB50367-2006《混凝土结构加固设计规范》3.国家标准GB50550-2010《建筑结构加固工程施工质量验收规范》4.国家标准GB50203-2011《砌体结构工程施工质量验收规范》混凝土结构后锚固施工工艺过程钻孔清孔检测注胶固化植筋建筑埋件概述•1.1建筑埋件建筑埋件是根据工程拟需用并在设计允许范围内在浇筑混凝土前或在已有混凝土结构上埋入所需的构件。•1.2建筑埋件分类根据施工的时间大体可分为预埋件和后置件（后锚固件），后置件如化学植筋、化学锚栓、膨胀型锚栓、机械卡槽螺栓、扩孔型锚栓等。因工艺简单，锚固快捷，安全可靠，因而广泛应用于结构加固、补强、新老结构连接、补埋钢筋、幕墙后埋件、后埋钢构件等方面。后锚固植筋（螺栓）植筋、锚栓适用范围哪些工程是生命线工程生命线工程主要是指：维持城市生存功能系统和对国计民生有重大影响的工程，主要包括供水、排水系统的工程；电力、燃气及石油管线等能源供给系统的工程；电话和广播电视等情报通信系统的工程；大型医疗系统的工程以及公路、铁路等交通系统的工程等等。这些工程系统对于现代化经济和社会活动起着至关重要的作用，在地震发生后，更需要它们发挥作用，以利于地震应急和震后重建，故把上述工程系统形象地称为生命线工程。JGJ145-2004混凝土结构后锚固技术规程•1、适用范围本规程适用于被连接件以普通混凝土为基材的后锚固连接设计、施工与验收，不适用以砌体或轻混凝土为基材的锚固。•2、术语（部分）•2.1后锚固通过相关技术手段在既有混凝土结构上的锚固。•2.2锚栓将被连接件锚固到混凝土基材上的锚固组件。JGJ145-2004混凝土结构后锚固技术规程•2.3膨胀型锚栓•利用膨胀件挤压锚孔孔壁形成锚固作用的锚栓。•2.4扩孔型锚栓•通过锚孔底部扩孔与锚栓膨胀件之间的锁键形成锚固作用的锚栓。JGJ145-2004混凝土结构后锚固技术规程•2.5化学植筋•以化学粘结剂—锚固胶，将带肋钢筋及长螺杆等胶结固定于混凝土基材锚孔中的一种后锚固生根钢筋混凝土结构后锚固材料锚栓破坏形式•2.6拔出破坏•拉力作用下锚栓整体从锚孔中被拉出的破坏形式。•2.7穿出破坏•拉力作用下锚栓膨胀锥从套筒中被拉出而膨胀套仍留在锚孔中的破坏形式。机械锚栓整体拔出机械锚栓穿出破坏化学植筋破坏形式•2.8胶筋界面破坏•化学植筋或粘结型锚栓受拉时，沿胶粘剂与钢筋界面之拔出破坏形式。•2.9胶混界面破坏•化学植筋受拉时，沿胶粘剂与混凝土孔壁界面之拔出破坏形式。化学植筋沿胶筋界面拔出化学植筋沿胶混界面拔出三种破坏模式•荷载作用下，后锚固连接有锚栓或锚筋钢材破坏、混凝土基材破坏及锚栓拔出破坏（包括机械锚栓的拔出破坏和化学锚栓和化学植筋的拔出破坏）等三种破坏模式。锚栓或锚筋钢材破坏混凝土基材破坏锚栓拔出破坏•3、基体材料要求•3.1混凝土基材应坚实，且具有较大体量，能承担对被连接件的锚固和全部附加荷载。•3.2风化混凝土、严重裂损混凝土、不密实混凝土、结构抹灰层、装饰层等，均不得作为锚固基材。•3.3基材混凝土强度等级不应低于C20。基材混凝土强度指标及弹性模量取值应根据现场实测结果按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010确定。JGJ145-2004混凝土结构后锚固技术规程•3.4化学植筋的钢筋及螺杆，应采用HRB400级和HRB335级带肋钢筋及Q235和Q345钢螺杆。钢筋的强度指标按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010规定采用。•3.5化学植筋所用锚固胶的锚固性能应通过专门的试验确定。对获准使用的锚固胶，除说明书规定可以掺入定量的掺和剂(填料)外，现场施工中不宜随意增添掺料。•3.6锚固胶按使用形态的不同分为管装式、机械注入式和现场配制式，应根据使用对象的特征和现场条件合理选用。JGJ145-2004混凝土结构后锚固技术规程混凝土结构后锚固检测•4、设计基本规定（部分）•4.1膨胀型锚栓、扩孔型锚栓、化学植筋可用作非结构构件的后锚固连接，也可用作受压、中心受剪（c≥10hef）、压剪组合之结构构件的后锚固连接。•注：非结构构件包括建筑非结构构件（如围护外墙、隔墙、幕墙、吊顶、广告牌、储物柜架等）及建筑附属机电设备的支架（如电梯，照明和应急电源，通信设备，管道系统，采暖和空调系统，烟火监测和消防系统，公用天线等）等。•4.2膨胀型锚栓和扩孔型锚栓不得用于受拉、边缘受剪（C10hef）、拉剪复合受力的结构构件及生命线工程非结构构件的后锚固连接。JGJ145-2004混凝土结构后锚固技术规程•4.3满足锚固深度要求的化学植筋及螺杆，可应于抗震设防烈度≤8度之受拉、边缘受剪、拉剪复合受力之结构构件及非结构构件的后锚固连接。•4.4后锚固连接设计所采用的设计使用年限应与整个被连接结构的设计使用年限一致。•4.5根据锚固连接破坏后果的严重程度，后锚固连接划分为二个安全等级。•4.6后锚固连接承载力应采用下列设计表达式（P18页）进行验算。JGJ145-2004混凝土结构后锚固技术规程JGJ145-2004混凝土结构后锚固技术规程4.7后锚固连接设计，应根据被连接结构类型、锚固连接受力性质及锚栓类型的不同，对其破坏型态加以控制。对受拉、边缘受剪、拉剪组合之结构构件及生命线工程非结构构件的锚固连接，应控制为锚栓或植筋钢材破坏，不应控制为混凝土基材破坏；（锚栓或锚筋钢材破坏分拉断破坏、剪坏及拉剪复合受力破坏（右图），主要发生在锚固深度hef超过临界深度hcr时，或混凝土强度较高，或锚固区钢筋密集，或锚栓、锚筋材质强度较低或有效截面偏小时。此种破坏，一般具有明显的塑性变形，破坏荷载离散性较小。）锚栓或植筋钢材破坏JGJ145-2004混凝土结构后锚固技术规程•4.7、对于膨胀型锚栓及扩孔型锚栓锚固连接，不应发生整体拔出破坏，不宜产生锚杆穿出破坏；对于满足锚固深度要求的化学植筋及长螺杆，不应产生混凝土基材破坏及拔出破坏（包括沿胶筋界面破坏和胶混界面破坏）。机械锚栓整体拔出机械锚栓穿出破坏混凝土基材劈裂破坏后锚固植筋（螺栓）•5、构造措施•5.1混凝土基材的厚度h应满足下列规定：1.对于膨胀型锚栓和扩孔型锚栓，h≥1.5hef且h＞100mm；2.对于化学植筋，h≥hef+2do且h＞100mm，其中hef为锚栓的埋置深度，d0为锚孔直径。•5.2群锚锚栓最小间距值smin和最小边距值cmin，应由厂家通过国家授权的检测机构检验分析后给定，否则不应小于下列数值：1.膨胀型锚栓：smin≥10dnom；cmin≥12dnom；2.扩孔型锚栓：smin≥8dnom；cmin≥10dnom；3.化学植筋：smin≥5d；cmin≥5d。其中dnom为锚栓外径。JGJ145-2004混凝土结构后锚固技术规程•5.3锚栓不得布置在混凝土的保护层中，有效锚固深度hef不得包括装饰层或抹灰层。JGJ145-2004混凝土结构后锚固技术规程JGJ145-2004混凝土结构后锚固技术规程•5.4处在室外条件的被连接钢构件，其锚板的锚固方式应使锚栓不出现过大交变温度应力，在使用条件下，应控制受力最大锚栓的温度应力变幅△σ=σmax-σmin≤100MPa。•5.5一切外露的后锚固连接件，应考虑环境的腐蚀作用及火灾的不利影响，应有可靠的防腐、防火措施。•6、锚固承载力现场检验方法•6.1基本规定•6.1.1混凝土结构后锚固工程质量应进行抗拔承载力的现场检验。•6.1.2锚栓抗拔承载力现场检验可分为非破坏性检验和破坏性检验。对于一般结构及非结构构件，可采用非破坏性检验；对于重要结构构件及生命线工程非结构构件，应采用破坏性检验。•6.2试样选取•6.2.1锚固抗拔承载力现场非破坏性检验可采用随机抽样办法取样。•6.2.2同规格，同型号，基本相同部位的锚栓组成一个检验批。抽取数量按每批锚栓总数的1‰计算，且不少于3根。JGJ145-2004混凝土结构后锚固技术规程•6.3检验设备•6.3.1现场检验用的仪器、设备，如拉拔仪、x-y记录仪、电子荷载位移测量仪等，应定期检定。•6.3.2加荷设备应能按规定的速度加荷，测力系统整机误差不应超过全量程的±2%。•6.3.3加荷设备应能保证所施加的拉伸荷载始终与锚栓的轴线一致。•6.3.4位移测量记录仪宜能连续记录。当不能连续记录荷载位移曲线时，可分阶段记录，在到达荷载峰值前，记录点应在10点以上。位移测量误差不应超过0.02mm。•6.3.5位移仪应保证能够测量出锚栓相对于基材表面的垂直位移，直至锚固破坏。JGJ145-2004混凝土结构后锚固技术规程抗拉拔检测设备中空千斤顶手动油压泵油压表千分表抗拔力检测仪•6.4检验方法•6.4.1加荷设备支撑环内径Do应满足下述要求：化学植筋Do≥max(12d，250mm)，膨胀型锚栓和扩孔型锚栓Do≥4hef。（d0为锚孔直径，hef为锚栓的埋置深度）。•6.4.2锚栓拉拔检验可选用以下两种加荷制度：1.连续加载，以匀速加载至设定荷载或锚固破坏，总加荷时间为2min～3min。2.分级加载6.4.3非破坏性检验，荷载检验值应取0.9Asfyk及0.8Rk,cN计算之较小值。Rk,cN为非钢材破坏承载力标准值，可按6.1节有关规定计算。JGJ145-2004混凝土结构后锚固技术规程•6.5检验结果评定•6.5.1非破坏性检验荷载下，以混凝土基材无裂缝、锚栓或植筋无滑移等宏观裂损现象，且2min持荷期间荷载降低≤5％时为合格。当非破坏性检验为不合格时，应另抽不少于3个锚栓做破坏性检验判断。•6.5.2对于破坏性检验，该批锚栓的极限抗拔力满足下列规定为合格：Nc.Rm≥[γ]NsdNc.Rmin≥NRk,*Nc.Rm——锚栓极限抗拔力实测平均值；Nsd——锚栓拉力设计值；JGJ145-2004混凝土结构后锚固技术规程JGJ145-2004混凝土结构后锚固技术规程Nc.Rmin__锚栓极限抗拔力实测最小值；•NRk—锚栓极限抗拔力实测标准值，根据破坏类型的不同，分别按6.1节有关规定计算；•[γ]—锚固承载力检验系数允许值，近似取[γU]=1.1γR*，γR*按表4.2.6取用。•6.5.3当试验结果不满足6.5.1条及6.5.2条相应规定时，应会同有关部门依据试验结果，研究采取专门措施处理。•（检验结果评定•根据试验及锚固承载力标准值取值，在非破坏检验荷载下，一般不应该出现钢筋屈服、滑移、基材裂缝及持荷不稳等征兆。但非破坏性检验对锚固承载力毕竟无法量化，为避免误判，规定当检验不合格时，则应补做破坏性检验判定。除特殊情况下，现场破坏性检查，一般仅检查锚栓的极限抗拔力。因数量有限，评定方法采用双控，即极限抗拔力平均值满足:•Nc.Rm≥[γ]Nsd，•最小值应≥Nc.Rmin≥NRk,*。•当检验不合格时，应采取专门措施处理。GB50367-2006混凝土结构加固设计规范•4.1锚固件抗拔承载力现场检验分非破损检验和破坏性检验，当对重要结构构件、悬挑结构构件、对该工程锚固质量有怀疑、仲裁性检验时应采用破坏性检验方法；对一般性结构构件可采用非破损检验方法。•4.2现场抽样时应以同品种、同规格、锚固部位基本相同的同类构件为一检验批，并应从每一检验批中进行抽样。•4.3破坏性检验：1‰，且不少于5根；锚固件为植筋，且数量不超过100件时可仅选取3件。仲裁性检验的取样数量应加倍。•GB50367-2006附录N第2.5条规定：胶粘的锚固件，其检验应在胶粘剂达到其产品说明书标示的完全固化时间的当天进行（GB50550-2010附录W2.5但不得超过7d进行），若因故推迟抽样与检测时间，除应征得监理单位同意外，且不得超过3d。•4.4非破坏性检验：锚栓：1、重要结构构件：2、一般构件，按重要构件抽样量50%，且≥5件；植筋锚固质量非破损检验：1、重要结构构件，按其总数3%，且≥