植筋在污水构筑物结构升级改造中的应用

植筋在污水构筑物结构升级改造中的应用

龚严

中国葛洲坝集团市政工程有限公司 湖北宜昌 443002

摘 要：植筋技术是结构改造中常用的一种方法。本文首先介绍了钢筋种植设计的技术要求，结合钢筋种植在污水处理厂升级改造工程中的应用，阐述了钢筋种植的设计计算方法、结构要求及注意事项。

关键词：植筋、污水构筑物、结构、升级、改造

随着植筋技术在工程中的广泛应用，许多学者进行了一系列的研究和分析，取得了许多研究成果。一些还应用于t型工艺的实践中^[1]。对一体化改造工程中钢筋混凝土结构的加固进行了系统的试验研究，包括不同钢筋直径、深度和间距对钢筋锚固装置性能的影响。得出了一些重要结论；预埋钢筋的设计和施工方法；介绍了植筋技术在实际工程中的应用，本文介绍了污水处理厂设施加固在污水系统升级改造中的应用^[2]。

1.加强植筋技术

1.1.安装支架

植筋主要用于混凝土构件，化学粘合剂的粘合力用于将钢筋与混凝土牢固地粘结在一起，作用在植筋上的力通过化学粘合剂传递给现有结构。

1.2整体钢筋的技术要求

1.2.1范围

加固系统技术适用于钢筋混凝土构件，但不适用于简单混凝土构件和低强度构件。

1.2.2混凝土和钢筋

应采用加固系统的技术；原构件的混凝土抗力等级不得低于以下要求：

新组件是一个州组件：C25

新组件是另一个组件：C20

新混凝土的强度高于原构件的强度。用于铺设钢筋的钢筋采用热轧钢筋，不得使用单根圆钢。

1.2.3粘合剂

支撑结构用胶粘剂按其基本性能分为A类胶粘剂和B类胶粘剂；重要构筑物、区间构件和有动力作用的构件应采用胶剂，B类胶水或胶水可用于一般结构，应测试支撑结构用粘合剂的安全性能。在钢筋种植前，我们在φ1.2、φ16钢筋的生物池底部进行混凝土种植，在进行拉伸强度试验后2天进行钢筋种植，试验设备采用过调预应力杆千斤顶、高压油泵和压力表预应力设备，试验可在下列条件下进行：

（1）钢筋的抗弯强度，计算为335N/mm，当达到此强度时φ12钢筋的轴向拉伸37.88kN）φ16为67.32kN，当千斤顶拉力低于上述拉力值时，钢筋固定点混凝土无松动、钢筋无位移、变形等。

（2）千斤顶拉伸至42.33kV时（φ12）和86.30kV时（φ16）拉伸应力大于钢筋弯曲强度时，锚定处混凝土表面发生腐蚀，钢筋出现颈缩变形，但植筋上的混凝土没发生松动的情况。

2.项目概述

在植筋前，我们在池底板混凝土上随机植筋2根Ф12、Ф16钢筋。植筋2天后，进行拉拔力试验。试验设备采用二次调节预应力千斤顶和高压油泵、压力表等预应力张拉设备的试验符合下列条件，表明预埋钢筋抗拔试验合格：

（1） 钢筋的屈服强度为335N/mm，当达到强度时，Ф12根钢筋的轴向拉力为37.8 kN（Ф16为67.3 2KN）。当千斤顶拉力低于上述拉力值时，预埋钢筋锚固点处的混凝土没有松动，钢筋没有错位和变形。

（2） 当千斤顶张紧至42.33kn时（Ф12） 86.30kn（Ф16）（即拉应力超过钢筋屈服强度），预埋钢筋锚固点混凝土表面开裂，钢筋颈部开裂，但预埋钢筋处混凝土未松动。

3.工艺流程

3.1流程

预埋钢筋锚固是在混凝土中钻孔、注入预埋钢筋胶和预埋钢筋的过程。工艺流程为：钢筋定位放线－钻孔－确定孔位－清孔－钢筋除锈－放入子母试管植筋橡胶软管－混合种植橡胶－嵌入钢筋－临时固定－养护－种植钢筋抗拔试验－种植钢筋保护。

3.2钢筋的定位、放线

根据相关的设计要求，先放入需要进行植筋的内隔墙的边线进行放线，然后仔细查看原施工图的底板以及上层钢筋的大小及其之间所存在的间距，在底板混凝土上需要开凿出一段长约300mm，宽约200mm，深度要达到上层钢筋的施工面，找出最佳的端口位置，然后按照设计图要求进行定位放线使孔位准确。

3.3钻孔

在一定位置用电钻加固钻头φ18孔，钻孔深度210mm，φ16在钢筋钻孔22个孔时，如果原钢筋板与孔位相交，孔深290mm，应适当调整孔的位置。

3.4清孔

钻出的植筋孔需要经过测定，符合相关要求以后，然后将孔内的混凝土全部进行清除，将清水冲洗孔洞，直至到孔壁内清洁，没有杂物为止。然后用空压机对孔进行压力空气处理，清除孔中的灰尘，用吹风机烘干矿洞内的水分，最后用干净的抹布将孔堵好。

3.5放入植筋胶

从最初堵塞的孔中取出织物，从子母试管中植筋胶，并将嘴向下放入孔中。

3.6搅拌植筋胶泥

在搅拌过程中，将钻头搅拌数次，直至溶液搅拌均匀，并用孔壁浇注。

3.7植筋

某大型净化厂出水原质按二级标准设计，已建成投产数年。现在您需要通过升级达到I B级标准。主要污染物排放标准有所提高。重组涉及许多建筑物和构筑物的重建和新建。本表主要涉及反应罐的改造。反应池是净化厂重要的水处理设施。其基本情况如下：全厂共有5座，每座总长79.7m。总宽75.5m，池深6.8m。每个水池分为九条隧道。前两条隧道的净宽度为7.5m，后七条隧道的网络宽度为8.2m。整个储罐可分为三个部分；第一部分为厌氧区，共有两条走廊，第三条走廊为流动区，第四条走廊至第九条走廊为好氧区，占整个储罐容量的2/3。反应罐改造的主要内容包括：将原有的第二、三条走廊改造为带立式环氧化沟的缺氧空气罐，在罐体中心增设隔板，在罐体上部设置空气驱动动力系统，改变污水上下流动方向。首先，在池的顶部添加一个磁盘基础。其次，在水池中心放置隔板，隔板下方固定支撑梁和混凝土塞（如图1所示）。采用植物加固技术。塞子中的钢筋应插入混凝土池的原始壁中，与池壁接触的部分仅应粗糙。两台潜水轴流泵安装在第七走廊的末端。出水管置于反应池内，穿过廊道与水下偏流隧洞VI之间的隔墙，出水管到达第一条垂直环氧树脂沟的起点。对于水下轴泵的安装，必须在水池上部固定一个操作平台，以围绕泵体。操作平台的宽度为2.7m，有两个直径为1.4m的圆孔。如果将平台悬挂在池壁上，钢筋将被L储备切割过多。因此，增加了两个混凝土柱和混凝土梁来支撑平台端部（如图2所示）。立柱和水池下板之间的连接仍然采用整体加固。将原生物反应罐入口单点进水调整为三点进水，并在第一、二、八走廊设置进水点。这涉及对现有水池壁上钻孔和防水涂层的结构改造。

4.植筋应注意的问题

4.1使用环境

内置钢筋混凝土结构的长期环境温度不得超过60℃。特殊环境（如高温、高湿、中腐蚀等）下的混凝土结构采用植物加固技术时。除采取适当的防护措施外。还必须使用耐环境因素的粘合剂。寒冷地区使用的粘合剂应附有耐除霜证书。本工程反应池为废水处理设施，位于与废水接触的特殊环境中，加固系统用胶粘剂应具有相应的耐腐蚀性。

4.2新旧混凝土接触面处理

在添加新的混凝土构件和使用工厂加固技术时，有必要处理新旧混凝土之间的接触面。新老混凝土接触面必须凿毛（或切断钢筋保护层），并清除粪便；浇筑混凝土前，原混凝土的接触面必须用水湿润，但不得有井，并必须涂抹界面剂；水泥浇筑和振捣后，必须在潮湿状态下处理至少十五天。

4.3屏障系统的预防措施

钢筋系统的原始混凝土构件不得存在任何局部缺陷。如果存在局部缺陷，则必须在加固前进行加固或相同的处理。锚固胶的填充剂必须在出厂时添加，严禁现场添加。在对合并的钢筋钻孔之前，应检查原始钢筋的位置。

5.结论

首先，本文件介绍了工厂钢筋设计的技术要求。通过污水处理厂在升级项目中的应用，本表显示了设计和计算方法、结构要求以及加固种植园的注意事项。工程实践表明，根据现行规范和经验，只要设计和施工合理，工厂加固技术手段可以很好地用于污水处理厂的现代化改造。它不仅可以消除混凝土结构大规模改造的弊端，缩短工程周期，节约工程成本。

参考文献：

[1]宋红玉，张东岩，杨昕.植筋在污水构筑物结构升级改造中的应用[C].//中国水工业工程结构专业学术交流2009年会论文集.2009:50-53.

[2]于洪军,李凌志,陆洲导,等.高温下植筋式后锚固群锚的抗剪性能试验研究[J].结构工程师,2021,37(3):97-104.