摘要:化學錨栓技術是現代建筑行業在發展過程中所發展出來的新型施工技術,這項技術主要是應用在主體結構在進行施工的過程中未預先埋設構件,而利用化學螺栓則能夠有效的實現建筑混凝土結構與幕墻相結合。本篇文章主要對化學錨栓在建筑幕墻工程應用技術進行了全面詳細的闡述,以期為其他建筑工程施工過程中提供參考。
關鍵詞:建筑幕墻; 后置連接件錨栓; 化學螺栓
本文的案例工程位于某大學的新校區之內,其建筑面積達到了43186m2,每層樓層高4.2m,總計9層,其建筑外表的幕墻最大高度為35.500m,這已經成為了該校區一個極為典型的建筑。本建筑工程的表面完全由石材以及玻璃幕墻所組成,其幕墻面積達到了18000m2,再加上膨脹螺栓自身的工作可靠性能交叉,僅僅只能將其利用在需要局部加強的鋁板收口等位置進行使用,而其他一些如混凝土墻螺栓、穿樓板螺栓等方式都并不適合應用在該工程的主體結構上,主要是不符合工程的進度要求以及特點要求,因此,該工程通過研究后考慮使用粘著螺栓的錨栓措施。
1 化學錨栓的特點
化學粘著錨栓由不銹鋼或鍍鋅螺桿(HAS) 、藥劑管(HVU) 和墊圈及螺母組成,其中化學膠管含有反應樹脂、硬化劑、石英粒及塑料管,其具有以下特點:
(1) 采用無膨脹安裝,可適用于間距和邊距較小的情況;
(2) 可在潮濕環境下使用;
(3) 安裝方便快捷,有較高的承載力;
(4) 不對基材產生膨脹力。
2 化學錨栓的安全可靠性
近幾年來,我國已經成功的將錨栓應用在了建筑幕墻工程之中,并且從實際施工應用過程中得到了較多的成功經驗,化學錨栓自身的抗剪、抗拉性能已經完全可以滿足建筑表面幕墻施工的需要,并且該施工技術已經被收編到玻璃幕墻工程技術規范中,在該規范中,明確要求:“建筑在使用化學錨栓之后,必須還要采取其他想要的措施來作為安全保障,保證玻璃幕墻的可靠性”。這一規定的目的主要是從以下幾個方面來進行考慮:
(1)化學錨栓雖然就目前來看,似乎有著良好的性能,但實際上該技術還并未得到長時間的驗證,其長期效果還無法完全得保障;
( 2)化學錨栓自身的藥劑在火災中耐火性能是否優秀,以及在將鋼板焊接到角碼上的時候,其焊接的熱反應是否會給藥劑自身的性能帶來的一定的影響,從而使得化學錨栓的整體性能下降。
通過上述分析我們可以看出,必須要對化學錨栓的性能進行深入的分析,完全了解其性能以及在不同環境下所可能產生的變化,從而依據分析結果來采取相應措施,為化學錨固的性能帶來一定的保障。
3 化學錨栓的力學試驗
在工程進行實踐的過程中,為了能夠完全了解到化學錨栓在建筑結構上所具有的實際承載性能,應當選取幕墻施工中所常用的規格化學粘著錨栓,并且委托國家的相關建筑工程質量監督機構或者檢測中心來對化學錨栓進行抗拉力、抗剪力的試驗以及受熱影響后再進行同樣的試驗,其化學錨栓藥劑的生產廠家也應該要通過專業的檢測中心將產品檢測之后才能夠將其投入到市場中。
通過對各個測驗結果的對比數據來看,其拉拔試驗的結果顯示出錨桿自身的受力狀況完全符合幕墻結構的機械性能,其呈現出的破壞形式為拉斷,化學藥劑則未出現破壞現象;抗剪力的試驗結果顯示出錨桿自身的受力狀況完全符合幕墻結構的機械性能,其呈現出的破壞形式為剪短,化學藥劑同樣未出現破壞現象。而對化學錨栓進行受到焊接熱影響之后再對其測試的拉力測試結果顯示出,錨栓根部與鋼板在進行焊接的過程中所產生的熱量對于錨栓軸向的承載力所帶來的性能影響較小。
試驗最終得出的結論是:
( 1) 化學錨栓的抗拉及抗剪性能滿足幕墻要求,化學藥劑工作可靠;
( 2) M12×160mm化學錨栓錨栓而成的埋件可滿足一般條件下的幕墻受力要求; 有特殊受力要求幕墻,可經過計算后調整錨栓支數、直徑和植入深度,來使埋件滿足要求。
4 針對化學錨栓特點而采取的安全措施
4.1 材料措施
(1) 采用材質為熱鍍鋅碳素鋼,并有檢驗合格證書。
(2) 主體結構混凝土強度等級不低于C30。
4.2 結構措施
(1) 通過設計計算確定錨栓采用4M12×160mm,間距220mm,邊距100mm,埋入深度110mm。錨栓安裝位置應避開主體混凝土結構鋼筋。
(2)首先要將錨栓設計成為受剪的節點形式,在對剪力墻進行處理的過程中,必須要在每隔3層就使用一排M12的鍍鋅碳素鋼材料穿過墻螺栓,而所使用的穿墻螺栓必須要與相臨近周號區之間進行錯層安裝。個別工程需要使用2根膨脹螺栓以及2根化學錨栓,對角能夠完全錯開進行安裝,從而使得工程中所使用的兩種不同錨栓互相之間的性能能夠達到互補。
(3) 錨栓承載力留有余地,不超過廠家規定的承載力50%。進行現場拉拔試驗,檢驗錨栓實際承載力由建筑工程質量監督檢驗中心出具檢測報告書。本工程在取3倍的安全系數后以15 kN的設計荷載進行現場拉拔,抽取點數比例為5 /1 000,且散布于各個面,試驗取得成功。
4.3 防火措施
由于窗凹入外墻使外墻呈弓形,且外表有石材覆蓋,石材與墻面設防火巖棉,使錨栓安裝位置受火災威脅較小。
5 化學錨栓安裝施工工藝
5.1 施工準備
錨栓型號、規格及型材應符合設計要求,有合格證書,藥劑管應在有效期內使用。準備圓條形毛刷、空氣壓縮機、沖擊鉆及螺桿安裝工具。應滿足以下作業條件:
(1) 放線并核對預埋件位置,對不合適的結構及預埋件應處理完畢;
(2) 適應安裝錨栓作業的架體應搭設完畢;
(3) 檢查核對安裝用鐵件,發現問題及時處理。
5.2 施工工藝
(1) 按設計要求及現場實際情況放線并復核無誤,確定好錨栓安裝位置。
(2) 按設計要求的孔徑及深度鉆孔,鉆頭應與主體安裝面垂直。
(3) 用吹氣泵、毛刷或空壓機將孔洞中灰塵清理干凈,孔壁不得有灰塵。
(4) 將藥劑管放入孔內并推至孔底。
(5) 凝膠時間過后可拆去安裝工具,但在藥劑硬化時間內,不得觸動螺桿。
(6) 藥劑安全固化后固定角碼,固化時間與安裝溫度有關,一般- 5 ℃至0 ℃,0 ℃至10 ℃,10 ℃到20 ℃,20 ℃以上對應的凝固可裝角碼時間為5 h,1 h,30min,20min。潮濕孔洞藥劑固化時間加倍。
(7) 安裝扭緊力矩可參考錨栓最大扭矩參數值。
(8) 隨機抽取錨栓進行現場拉拔試驗,檢驗實際承載力。
6 施工質量通病
(1) 鉆孔過深過大會使藥劑不足,鉆孔過淺或鉆孔觸到鋼筋會使錨栓深度不足。
(2) 清潔度不足、孔徑內積水未清除,會直接影響錨栓質量,錨栓承載力降低甚至失效。
(3) 安裝錨栓時旋轉時間不夠,藥劑未得到充分攪拌,造成藥劑不均勻。
7 結語
綜上所述,雖然說化學錨栓經過相應的測試之后,并沒有呈現出太大的缺陷,但是自然環境畢竟是時刻處在變化的,并且任何物質都存在著衰亡期,因此,對于化學錨栓的質量以及性能的認定還不能夠過早的定下結論,更不能過多的依靠化學錨栓結構,避免由于化學錨栓對于建筑所帶來的危害。
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