既有砌体结构墙体植筋拉拔性能分析

莫利军

上海言鼎建设工程检测有限公司 201709

摘要：在建筑工程系统运行中，要想保证既有砌体结构墙体植筋技术发挥出锚固作用，需加强拉拔性能检测，以此增强拉拔承载力，优化房屋建造质量。本文简要分析了拉拔性能检测意义与注意事项，依据基础要求确定性能检测试验范围，从应力与锥体破坏力分析、锥体破坏极限力评估、拉拔承载力精准计算、饰面砖拉拔仪标准检测等要点实施下，提高房屋质量检测合格度，满足房屋建设要求。

关键词：既有砌体结构；墙体植筋技术；拉拔性能；饰面砖拉拔仪

前言：砌体结构属于由砂浆、砖块材料组合而成的建筑结构，而墙体植筋技术是以植筋胶对砌体墙体结构承载力予以强化的建筑工艺，自此创造良好的钢筋预埋条件，植筋胶多需要30min-40min的时间发挥化学反应，其比重为1.7g/m³，有30mm以上的稠度，能在施工后形成至少80MPa的抗压强度。为保证既有砌体结构墙体植筋性能符合既定标准，需依托性能检测试验梳理质量检测思路。

一、既有砌体结构墙体植筋拉拔性能检测意义及其注意事项

（一）检测意义

针对房屋建筑既有砌体结构墙体植筋拉拔性能予以检测时，具有深刻意义，亦是质量检测环节的重要事项，应引起质量检测人员的高度重视。一方面，在拉拔性能检测阶段，质量检测人员能结合检测结构对当前结构建设质量展开准确衡量，以此知晓当前结构质量等级。若发现检测后显然存在质量下降情况，可以借助加固等手段予以修复。通常在砌体墙体植筋技术应用中，要求植筋至少具有20cm的厚度，且沿墙纵向间距应不超过50cm，长度应大于10cm。在性能检测中若质量不达标，可从植筋技术参数层面予以分析，便于加固后结构质量得到有效改善。另一方面，拉拔性能检测，还能指引质量检测人员客观评估结构缺陷隐患。尤其在既有砌体结构墙体植筋加固工程中，经过拉拔性能检测，能及时了解加固期间缺陷情况，自此在二次补强技术下优化施工成效。植筋技术在砌体结构墙体建设中展现的增强负荷承载力作用，需依托拉拔性能检测评估建工成效。

（二）注意事项

针对既有砌体结构墙体分项工程进行加固施工时，其最佳检测时机为完成加固后2d-3d，以免早期检测危及结构加固质量。而在拉拔性能检测中，质量检测人员还应当注意以下几个事项，就此建立规范的质量检测体系，夯实房屋建筑结构建设基础，其结构稳定性与耐用性均能得以提升。

第一，在质量检测人员开展拉拔性能检测工作时，需先期测量既有结构所处区域的温度指标，若温度偏高或过低，均不适宜进行拉拔性能检测，否则会降低检测结构准确度，其最佳温度多为23-26℃。

第二，于拉拔性能检测阶段，在满足温度要求后，还要将其周边湿度控制在70%以下，必要时可采用洒水、烘干手段调节湿度，为质量检测人员提供完善的检验环境。同时，还要始终遵循操作规范，以免形成失真检测结果。

第三，拉拔性能检测本身具有严格标准，若质量检测人员缺乏职业经验，或者未能深度掌握检测技巧，将不利于获取可靠结果。因此，房屋建筑施工单位在质量检测环节，可聘用权威技术员，或直接与第三方专业检测机构合作，从根本上增加拉拔性能检测数据的可信度。

二、既有砌体结构墙体植筋拉拔性能检测的基础要求

质量检测人员在既有砌体结构墙体植筋拉拔性能检测中，需要按照下述多则基础要求获得真实可靠的检测结果。其中较为主要的是拉拔性能检测中，需依靠现场植筋拉拔力检验方式，在破坏性与非破损性检测活动中取样检测。

所选取的检测样本，要求现场植筋采样量应为1‰植筋总量，最少3根植筋，关于荷载检验值的确定，应在非破损性承载力标准值、90%钢筋直径、植筋屈服强度数值中取最小值，以抗拉拔承载力为检测目标。而且在使用植筋胶材料时，要求在不同温度条件下确定拉拔性能检测时机。如20℃材料温度下，其凝胶时间为18min，固化时间45min，30℃材料温度中，凝胶与固化时间为10min、15min，能在此时间标准下判断质量检测进度。在砌体结构质量检测环节，要求保持2min稳定荷载，且降低幅度不宜超出5%。如若在植筋性能检测中，植筋数量未达到90根，其样本容量可设置在5-20根以内，若植筋检测总量处于91-150根，要求样本容量范围为8-32根，其余大批量植筋，至少设定13根抽样植筋样本，并且要求在拉拔性能检测中，其非破损性承载力检验值保持在6kN左右，进而通过植筋性能检测维护既有砌体结构墙体植筋施工质量。质量检测人员需在技术员、施工员的辅助下，加强对植筋拉拔性能的精准检测，以期维护结构完整性，优化结构性能[1]。

三、既有砌体结构墙体植筋拉拔性能检测要点

（一）应力与锥体破坏力分析

1.应力分析

既有砌体结构墙体植筋在拉拔性能检测中，质量检测人员应先行分析植筋应力分布情况。因实际建造的房屋建筑物中，本身会受现场环境、施工水平等诸多因素的影响造成检测结果存在差异性。因此，在应力分析中可以建立理想化仿真模型，自此为质量检测人员提供丰富经验。以砌体墙体结构建模，此模型在剔除自身塑性因素形成形变结果的基础上，可以将拉拔检测质量标准设定于屈服强度以下，若拉拔性能检测中拉拔承载力比屈服强度高，则表示该结构处于被损坏状态，为延长房屋建筑结构的使用年限，需加强植筋修复加固处理。在应力分析环节，质量检测人员还应当融入物理思想，从力学研究中找准结构参数之间的关联性。

经过分析后，可按照横纵轴坐标方式绘制曲线图，按照下述公式分析植筋拉拔轴力曲线分布规律。

公式①：

 

公式②：

公式③：

  在按照上述公式代入系数A、B、C、D后，即可顺利绘制曲线图。其中σs为植筋正应力，为植筋孔壁剪应力，s是加载端滑移量，d是植筋直径，Dh是孔径，hef是深度，Es是钢筋弹性模量，As是截面积。代入数值后可求取植筋拉拔轴力（F）。

    公式④

在应力分析中可从中了解砌体结构墙体植筋施工技术的施工成本，以此结合应力分布情况提升植筋性能。

2.锥体破坏力分析

除了开展非破坏性性能检测工作外，还要在破坏力作用下分析既有砌体结构墙体植筋锥体破坏力受力情况。在其遭受破坏时，可以借助下述关系式构建锥体破坏模型。具体包括单结构与多结构，其锥体破坏力不一致。

  公式⑤

其中是指建筑结构中墙体植筋表面剪应力。Cb是内聚力（），σb是破坏表面正应力。θ是内聚角，求取的tanθ属于内摩擦系数。以该公式可判断在单结构中锥体破坏截面积（Ab）。

  公式⑥

X与t代表结构破坏锥体长度与结构材料厚度。

以绘制曲线图的形式分析破坏锥体破坏需求，可推导出下列关系式，以便在模型分析中为实际受力情况分析提供参考依据。

  公式⑦

其中fbt、fms代表砌体结构砖块材料的抗压强度、砂浆抗剪强度。至于多结构中锥体破坏力的分析，需要将其拆分为多个单结构，更细致的评估在锥体破坏作用下，其砌体结构中各材料的锥体破坏力分布特征。质量检测人员应当加强对力学作用与分布规律的准确评估，自此在力学分析中知晓可靠的拉拔承载力检测结果[2]。

（二）锥体破坏极限力评估

既有砌体结构中因其含有砖块与砂浆混合料，在锥体破坏力分析中，需要客观评估锥体破坏极限力，保证质量检测人员能在其破坏力范围内给出对应的拉拔性能评估结果。锥体破坏极限力可视为边界值。一般在质量检测人员进行拉拔性能检测工作时，其锥体破坏标准是公式④求取的植筋拉拔轴力值比公式⑦求取的锥体破坏需求力大，在对不同结构表面的锥体破坏情况展开研究时，要求质量检测人员围绕材料强度，在等效强度分析中掌握拉拔承载力分布特征。在植筋施工技术中，其砌体结构中使用的砖块材料具有横纵向铺设位置，因其本身形成的锥体破坏力相差无几，可通过均值确定锥体破坏承载力（Fp）[3]。

  公式⑧

其中fm、fbc、a、b、ɑ分别表示砂浆与砖块抗压强度、控制系数、调整系数。求取数值后质量检测人员能结合植筋结构中材料破坏程度，构建完善的破坏力分布模型，为现实工况中质量检测事项的落实提供技术指引。

（三）拉拔承载力精准计算

质量检测人员要想在拉拔性能检测项目中顺利获取拉拔承载力指标，还应当进行精准计算，在结合砌体结构墙体植筋分布特征的基础上总结剪切破坏力分布规律。在植筋施工技术植入环节，其屈服破坏需求力为植筋截面积与钢筋屈服强度的乘积，且砌体结构中砖块材料植筋承载力在破坏锥体破坏需求力、植筋植入屈服破坏需求力、砖块剪切破坏需求力中的最小值。为深入掌握既有砌体结构墙体植筋拉拔性能实际情况，还应当采用有限元分析法，从中确定最优范围。

经过相关研究，能够归纳出以下几项标准：其一，在植筋深度达到10cm，0.6cm直径时，其墙体等效抗剪强度多在2MPa以下。一旦在质量检测中发现砂浆材料抗压强度比2MPa大，需要考虑结构存在质量受损风险。而在超过0.8cm的植筋直径参数下，其结构等效抗剪强度至少为0.1,Pa。质量检测人员应严格遵照此次研究过程中各指标范围对墙体植筋破坏风险进行科学评估；其二，关于钢筋屈服破坏检测的标准，是在10cm植筋深度基础上形成2MPa以下的抗剪强度。由于在实际施工中，已建成的砌体结构墙体植筋主体，已按照图纸完成施工任务，因此在尚未竣工前，需要对图纸实施深化处理，将植筋拉拔承载力控制在标准范围内，以此减少对整体结构性能的破坏。其中植筋深度指标最小值为10cm，质量检测人员可从此指标范围的变化过程中，提前分析参数达标率。

在拉拔检测期间，质量检测人员还可以对砌体结构材料的紧合度以及粘结性等辅助性能指标予以评估，促使评估后植筋拉拔承载力符合既定质量标准。从理论研究与实践分析结合中促使拉拔性能逐步贴合施工方向。拉拔性能检测结果直接影响既有砌体结构墙体植筋施工质量，若发现其拉拔性能不达标，需要及时在建筑工程系统中提出优化建议，以免未来因性能减退，引发质量隐患。一方面，在植筋施工中，依据拉拔性能检测结果，其植入墙体结构中的钢筋材料，应严格控制好直径参数，多以6mm直径为主。另一方面，需注重植筋深度的充分考虑，一旦过浅或者过深，将降低锚固效果、破坏墙体稳定性。多将该项指标控制在10cm-15cm以内。只有有效把控参数范围的规范性，才能促使质量检测人员在拉拔性能检测中，合理预判拉拔性能检测结果，为整体植筋结构性能的稳步提升提供依据。作为维护建筑结构安全性与完整性的重要性能检测工作，应成为质量检测环节的关键内容

[4]。

（四）饰面砖拉拔仪标准检测

质量检测人员在既有砌体结构墙体植筋拉拔承载力检测过程中，除了需要借助上述受力分析、精准计算方法掌握抗拉性能分布规律外，为提高拉拔性能检测合格度，还需要积极应用拉拔检测工具实现标准化检测。此处以饰面砖拉拔仪为例阐述此检测装置在拉拔性能分析中的重要作用。

因既有砌体结构墙体植筋施工技术应用阶段，需在其墙体表面使用砖块等材料，若能以此装置参与拉拔试验，能增加拉拔性能检测便捷度，也能适当增加检测结果的准确度。与以往单纯依靠质量检测人员职业经验与理论指导的方法相比，此种融合先进检测工具的手段可满足新时代植筋拉拔性能检测需求。此装置在实际使用中，质量检测人员可借助千斤顶对装置连接杆、饰面砖材料起到支撑作用。而后在千斤顶活塞调节中，保证显示屏处于归零状态。之后在加压操作下，逐步增加加载量。在饰面砖材料形成破坏性断裂后果时，即可结合加载量显示结果确定粘结力。此时形成的数值也可作为拉拔性能检测辅助数据[5]。

为获得可靠的检测数据，质量检测人员也要在拉拔性能检测规范与该装置使用规范的充分考虑下，严控装置参数。如该装置具有10kN-50kN的量程范围，应根据植筋拉拔性能检测需求予以优选，并且要求具有0.36N左右的精度标准。质量检测人员还要提前设定好装置技术指标，如保持每分钟0.02mm的移动检测位移量，保持50kN载荷极限，且使用的滚珠丝杆配件应保持1cm间距与5cm外径，使之在1kW功率运行条件下正常展现装置功能。因饰面砖拉拔仪与砌体结构墙体植筋表面具有垂直状态，故此有关人员需在装置安装环节设定12cm以上的跨距。质量检测人员在使用此装置测量拉拔性能期间，还要注重装置功能检测，防止受装置测量精度下降等因素的干扰，导致拉拔性能检测数据缺乏可靠性。最主要的是借助多组测量结果，在极限值综合评估下得出最终测量结果。而且在装置校对中可使用标准测力仪，以自动检测原理促使拉拔性能检测事项得到深度落实，质量检测人员也能不断提高技术实操水平，符合既有砌体结构墙体植筋性能标准。

结论：综上所述，既有砌体结构墙体植筋拉拔性能检测有利于衡量结构建设质量，充分评估结构缺陷，为保证房屋建筑工程中建设的墙体结构，其质量符合施工要求，需积极开展性能检测工作，通过房屋质量检测手段，提高房屋建造水平，从应力分析、锥体破坏力分析、锥体破坏极限力评估、拉拔承载力计算、饰面砖拉拔仪检测等方面着手，在拉拔性能检测过程中，实现房屋结构标准化建设目标。

参考文献：

[1]黄坚,方薇,石立君,等. 带齿格栅拉拔性能数值模拟及极限拉拔力的计算方法[J]. 工业建筑,2022,52(08):187-193+110.

[2]许杨少君,周勇,容洪流,等. 导管注浆导管—浆土界面拉拔力学性能研究[J]. 中外公路,2022,42(04):6-12.

[3]易露军. 夹心保温墙体中V形钢筋桁架连接件的力学性能研究[D].东华理工大学,2022.

[4]王作伟,赵建昌. 早期竖向压应力对水平钢筋与砖砌体界面粘结性能的影响[J]. 兰州交通大学学报,2022,41(01):12-19.

[5]王作虎,刘杜,杨文雄. FRP筋加固砌体结构界面粘结性能的研究现状[J]. 玻璃钢/复合材料,2018,(05):102-108.