浅谈后锚固技术的应用

谭艳燕

摘要：锚栓是指后锚固组件的总称，是相对于预埋而言后锚固技术应用的俗称，范围十分的广泛，可用于各种幕墙、大理石干挂施工中的后加埋件安装，也可用于建筑设备安装、公路和桥梁护栏安装以及建筑物加固改造等场合，因此，研究和分析后锚固技术不失为一个重要的课题，本文仅对后锚固技术的应用展开浅表的讨论。

关键词：后锚固；锚栓；抗剪

前言：预埋技术是非常传统且普遍的施工技艺，但是其存在一定的缺陷，因为在实际应用中，大型建筑物由于预先设计的埋预位置时，往往会在施工过程中容易出现移位和尺寸的误差，这样会导致在后续的施工安装无法对应,由于碰到这样的现场施工问题,后锚固技术便应运而生。

一、锚栓分类

锚栓按其工作原理及构造分为以下四类：1、膨胀型锚栓（简称膨胀锚栓）：利用膨胀锥与套筒的相对位移，促使套筒膨胀，与混凝土孔壁产生膨胀挤压力，并通过剪切摩擦作用产生抗拔力，实现对固定件的锚固。2、扩孔型锚栓：通过钻孔底部混凝土的扩孔，利用扩孔后形成的混凝土斜面与锚栓膨胀锥之间的机械互锁，实现对结构固定件的锚固。3、粘结型锚栓：通过特制的化学粘结剂（锚固胶），将螺杆及内螺纹管胶结固定于混凝土基材钻孔中，通过粘结剂与锚栓及粘结剂与混凝土孔壁间的粘结与锁键作用，实现对固定件的锚固。4、化学植筋：通过化学粘结剂（锚固胶）将带肋钢筋胶结固定于混凝土基材钻孔中，通过粘结与锁键作用，实现带肋钢筋的锚固。

二、后锚固破坏模式

根据锚栓品种、锚固参数、基材性能以及作用力性质等因素不同，导致的后锚固的破坏形式也不一样，主要有：1、锚栓钢材破坏：是指锚栓或植筋钢材被拉断、剪坏或复合受力破坏形式。2、混凝土锥体破坏：是指锚栓受拉时混凝土基材形成以锚栓为中心的倒锥体破坏形式。3、混合型破坏：是指普通化学锚栓受拉时形成以基材表面混凝土锥体及深部粘结拔出的组合破坏形式。4、混凝土边缘破坏：是指基材边缘受剪时形成以锚栓轴为顶点的混凝土楔形体破坏形式。5、剪撬破坏：是指中心受剪时基材混凝土沿反方向被锚栓撬坏。6、劈裂破坏：是指基材混凝土因锚栓膨胀挤压力而沿锚栓轴线或若干锚栓轴线连线的开裂破坏形式。7、拔出破坏：是指拉力作用下锚栓整体从锚孔中被拉出的破坏形式。8、穿出破坏：是指拉力作用下锚栓膨胀锥从套筒中被拉出而膨胀套筒仍留在锚孔中的破坏形式。9、胶筋界面破坏：是指普通化学锚栓受拉时，沿锚固胶与螺杆界面的拔出破坏形式。10、胶混界面破坏：是指普通化学锚栓受拉时，沿锚固胶与混凝土孔壁界面的拔出破坏形式。

三、安全设计控制要点

后锚固失效所造成的生命财产危险时有发生，例如：地下室设备支吊架膨胀螺栓选用或安装错误或螺栓松动导致支吊架强度不足，致使设备管道等坍塌伤人及财产损失；外墙装饰广告牌因膨胀螺栓松动导致掉落砸伤路人等。因此，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，进行承载力计算分析，对其破坏模式进行控制，最大限度地提高锚固连接的安全可靠性及使用合理性。主要控制方向为：1、设计概念把控：（1）锚栓或植筋钢材破坏分拉断破坏、剪坏及拉剪复合受力破坏，主要发生在锚固深度超过临界深度hcr时，锚栓或植筋钢材达到其极限强度。此种破坏，一般具有明显的塑性变形，破坏荷载离散性较小。对于受拉、边缘受剪、拉剪复合受力之结构的后锚固连接设计，根据现行国家标准《混凝土结构可靠度设计统一标准》GB 50068，应控制为这种破坏。（2）膨胀型锚栓和扩底型锚栓基材混凝土破坏，主要有四种形式：第一种是锚栓受拉时，形成以锚栓为中心的混凝土锥体受拉破坏；第二种是锚栓受剪时，形成以锚栓轴为顶点的混凝土楔形体受剪破坏，；第三种是锚栓中心受剪时，混凝土沿反向被锚栓撬坏；第四种是群锚受拉时，混凝土受锚栓的胀力产生沿锚栓连线的劈裂破坏。基材混凝土破坏，尤其是第一、第二种破坏，是锚固破坏的基本形式，特别是短粗的机械锚栓，此种破坏表现出一定脆性，破坏荷载离散性较大，对于结构构件及生命线工程的非结构构件后锚固连接设计，应避免这种破坏形式。（3）机械锚栓拔出破坏有两种形式：一种是锚栓从锚孔中整体拔出，另一种是螺杆从膨胀套筒中穿出。前者主要是施工安装方法不当；后者主要是锚栓设计构造不合理。整体拔出破坏，由于承载力很低，且离散性大，很难统计出有用的承载力设计指标；至于穿出破坏，检验表明，具有一定承载力，但国内缺乏系统的试验统计数据，且变形曲线存在较大滑移，因此不允许发生拔出破坏。2、现场施工管控：（1）后锚固产品进场后，首先应严格进行外观检查，例如锚栓及胶粘剂的合格证书、检测报告等相关资料；其次进行力学性能试验，例如受拉性能试验等。（2）锚固区基材符合相关要求，例如基材表面平整、坚实没有缺陷，抹灰层及装饰层应清理干净。（3）施工时应采取检测措施，尽可能保证不破坏原主体结构。（4）相关操作人员具备想用职业技能证书及经过技能培训，并进行安全技术交底。

四、总结

后锚固技术的运用，弥补了由于原设计失误或施工差错带来的很多问题，避免了大工作量或大消耗的返工，可见，后锚固技术的应用具有可观的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ145-2013）