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后锚固技术在结构加固中的应用及质量控制 ****** 博士、教授 同济大学 土木工程学院 2009年11月18日 内容提要 一、后锚固的种类 二、后锚固的机理 三、后锚固技术适用范围 四、后锚固技术在结构加固中的运用 五、后锚固技术的质量控制 一、后锚固的种类 根据《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ145－2004）的分类，后锚固连接包括膨胀型锚栓连接、扩孔型锚栓连接、粘结型锚栓连接及化学植筋四大类。 锚栓种类根据欧洲规范分为膨胀型锚栓、扩孔型锚栓及粘结型锚栓三大类 中国产品规程《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》（JG160－2004）中只有膨胀型锚栓、扩孔型锚栓两类。 另外还有混凝土螺钉（Concrete Screws）、射钉、混凝土钉等，都属于锚栓范围。 二、后锚固的机理 后锚固是在已经硬化的既有混凝土结构上或砌体结构上通过相关技术手段的锚固。根据后锚固连接的类型，其锚固的原理有所不同。 膨胀型锚栓连接 利用锥体与膨胀片（或膨胀套筒）的相向移动，促使膨胀片膨胀，与孔壁混凝土产生膨胀挤压力，并通过剪切摩擦作用产生抗拔力，实现对被连接件锚固的一种组件。 图1 扭矩控制式膨胀型锚栓 图2 位移控制式膨胀型锚栓 扩孔型锚栓连接 通过对钻孔底部混凝土的再次切槽扩孔，利用扩孔后形成的混凝土承压面与锚栓膨胀扩大头间的机械互锁，实现对被连接件锚固的一种组件。 图2 扩孔型锚栓 粘结型锚栓连接 以特制的化学胶粘剂（锚固胶），将螺杆及内螺纹管等胶结固定于混凝土基材钻孔中，通过粘结剂与螺杆及粘结剂与混凝土孔壁间的粘结与锁键（interlock）作用，以实现对被连接件锚固的一种组件。 图3 粘结型锚栓 化学植筋 以化学胶粘剂—锚固胶将带肋钢筋及螺杆胶结固定于混凝土基材钻孔中，通过粘结与琐键作用，以实现对被连接件锚固的一种组件。 化学植筋锚固基理与粘结型锚栓相同，但化学植筋及螺杆由于长度不受限制，与现浇混凝土钢筋锚固相似，破坏形态易于控制，一般均可以控制为锚筋钢材破坏，故适用于静力及抗震设防烈度小于等于8度之结构构件及非结构构件的锚固连接。 混凝土螺钉连接 构造与锚固机理与木螺钉相似，是以特制工艺滚压淬制出坚硬锋利的刀口螺纹螺杆，安装时先预钻较小孔径的直孔，后将螺钉拧入，利用螺纹与孔壁混凝土间的咬合作用产生抗拔力，实现对被连接件锚固的一种组件。 图5 混凝土螺钉 射钉连接 一种以火药为动力，用射钉枪将高硬度钢钉包括螺钉，射入混凝土、砌体或金属结构等基材内，利用其射入时与混凝土之间产生的高温（约900oC），使钢钉与基材因化学熔结及夹紧作用而结为一体，以实现对被连接件的锚固。 图6 射钉 三、后锚固技术适用范围 各类锚栓的适用范围，除本身性能差异外，还应考虑基材是否开裂，锚固连接的受力性质，被连接结构类型，有无抗震设防要求等因素的综合影响，按规程表3.0规定采用。 四、后锚固技术在结构加固中的运用 1、混凝土本体加固用作剪力键 混凝土本体加固效果的关键是保证新、旧混凝土能共同作用，为了提高界面的抗剪能力，经常采用在结合面上打膨胀锚栓、植短钢筋。 图7 混凝土界面处理做法示意 2、混凝土加大截面加固新增钢筋的锚固 钢筋混凝土梁、板、柱当截面承载力不能满足承载力要求时，当其他加固方法不适用时，可采用加大截面法加固，新增钢筋一般采用化学植筋技术锚固在既有结构的基础、梁、柱中。 3、混凝土梁锚栓-钢板法加固 混凝土结构采用粘钢、碳纤维布加固有其局限性，特别是混凝土强度、环境因素的影响往往限制了上述方法的采用，主要原因是不能保证粘结效果，以及环境对粘结剂耐久性的影响，这时可以采用锚栓-钢板法进行加固。 图10 框架梁锚栓-钢板法加固 后置锚栓一钢板加固法通过加固效果的确认，极限承载力评价方法分析，有隅角部构件的适用性试验得出以下结论： ①本法可有效提高混凝土结构的抗弯承载能力。 ②加固效果取决于锚栓根数(总抗剪承载力)。但是，加固效果上限取决于钢板的强度。 ③锚拴根数增加时弯曲承载能力增大，破坏型态由弯曲压坏向剪切破坏过渡。 ④锚栓的设置间距、早期应力的影响、螺母的施拧扭矩、螺母是否与钢板焊接等对极限承载力影响很小。 ⑤试件的承载力符合平截面假定，当钢板的强度上限取锚栓的抗剪强度时计算极限承载力接近实测值。 ⑥用土木学会混凝土标准规范推荐的抗剪承载力公式计算时将钢板视为抗拉钢筋所得的计算结果与实测值相近。 ⑦门形结构物，即使加固时部分加固范围内有负弯矩作用，如果极限状态时加固范围内全是正弯矩，则加固后承载力可