先说结论:后扩底锚栓(模扩底锚栓)和自扩底锚栓(自切底锚栓)都是扩底型机械锚栓,也是幕墙承重结构上“唯二”可用的两种扩底锚栓。二者的核心区别在于扩孔方式:后扩底锚栓需要先用专用扩孔钻头二次扩孔再安装,施工较复杂但锚固更到位;自扩底锚栓在安装时通过自身刀头同步完成扩孔与安装,施工更便捷。小规格(如M12)二者力学性能接近,大规格时后扩底锚栓承载力更优。自扩底锚栓可售至M20,后扩底锚栓一般仅到M16。承重结构必须选用扩底型锚栓(后扩底或自扩底),膨胀锚栓严禁使用。
在建筑后锚固工程中,后扩底锚栓和自扩底锚栓是两类最常用的扩底型机械锚栓。很多设计师和施工人员经常对二者“傻傻分不清”——用途类似,用法却大不相同。本文从定义、施工方式、在售规格、力学性能、安全性能等维度进行系统对比。
一、后扩底锚栓与自扩底锚栓的基本定义
1.1 后扩底锚栓(模扩底锚栓)
后扩底锚栓(又称模扩底锚栓、后切底锚栓、预扩孔锚栓)是指:在混凝土基材上先用冲击钻打直孔后,再使用专用扩孔钻头在孔底进行二次扩孔,形成底部大、上部小的楔形孔,然后装入锚栓,通过敲击或扭矩使锚栓底部胀片张开,与扩孔底部的台阶形成锁键效应,实现机械锚固。
后扩底锚栓是建筑锚栓中非常成熟的产品,其承载力以及抗震性能都比较优越。达立后扩底锚栓的材质为5.8级以上碳钢或304/316不锈钢。
1.2 自扩底锚栓(自切底锚栓)
自扩底锚栓(又称自切底锚栓、自扩孔锚栓)是指:锚栓扩张件上带有硬质刀刃(金刚石或碳化钨刃),安装时通过电锤上的安装杆与锚栓扩张套筒上的卡槽结合旋转锤击,在安装锚栓的同时完成扩孔和扩张件嵌入,无需单独扩孔。
自扩底锚栓和后扩底锚栓的锚固形式类似,只是无二次扩孔的施工操作,其安全性能也较好,是目前使用比较普遍的锚栓之一。达立自扩底锚栓的材质为5.8级以上碳钢或304/316不锈钢。
二、后扩底与自扩底的核心区别
| 对比维度 | 后扩底锚栓(模扩底) | 自扩底锚栓(自切底) |
|---|---|---|
| 施工方式 | 打直孔 → 专用钻头二次扩孔 → 安装锚栓 | 打直孔 → 同步完成扩孔与安装(无需单独扩孔) |
| 施工复杂度 | 较高(需专用扩孔钻头,工序多) | 较低(可配套电锤安装,省时省力) |
| 扩孔尺寸(M12为例) | 扩孔尺寸达M24 | 扩孔尺寸相对较小 |
| 碰到钢筋的概率 | 较大(扩孔尺寸大) | 较小(无需单独扩孔) |
| 最大在售规格 | 一般仅到M16 | 可达M20 |
| 小规格承载力(M12) | 二者很接近(均可拉断锚栓) | 二者很接近(均可拉断锚栓) |
| 大规格承载力 | 更优 | 略低于后扩底 |
| 扩孔效果 | 更好(预扩孔到位,胀开充分) | 一般(部分切开混凝土) |
| 拉拔试验破坏模式 | 锚栓拉断或混凝土锥形破坏 | 锚栓拉断或混凝土锥形破坏 |
| 开裂混凝土适用性 | 适用(有锁键效应) | 适用(有锁键效应) |
| 承重结构适用性 | 适用 | 适用 |
三、施工方式的深度解析
3.1 后扩底锚栓:二次扩孔
后扩底锚栓的安装分为三步:
- 第一步:用冲击钻在混凝土基材上打直孔
- 第二步:使用专用模扩底刀具以压力直线推进的方式(从孔口垂直基面向下压)进行二次扩孔
- 第三步:将锚栓放入扩底孔内,加扭矩使锚栓底部胀片胀开,与扩孔底部的台阶形成锁键效应
后扩底锚栓的预扩孔操作可以让锚栓在安装后胀开得更到位,拉拔试验时基本不会出现锚栓被直接拔出的情况。
3.2 自扩底锚栓:同步扩孔
自扩底锚栓的安装方式更为简便:
- 第一步:用冲击钻打直孔
- 第二步:将锚栓放入孔中,通过电锤上的安装杆与锚栓扩张套筒上的卡槽结合,旋转锤击
- 第三步:锚栓底部的扩孔刀头(镶嵌金刚石或碳化钨刃)在安装过程中同步完成扩孔,形成锁键效应
自扩底锚栓无需单独扩孔,可省下不少工时,且可以配套电锤安装,非常省力。
3.3 自扩底锚栓的两种形式
市面上自扩底锚栓主要分为两种形式:
- 金刚石刀头型:扩孔效果好,但价格昂贵,刀头一次性利用难免浪费
- 机械机构型:通过调整退拔高度、坡度以及套筒切口形式来自扩孔,施工简单,但只能部分切开混凝土,扩孔效果略逊
四、力学性能对比
4.1 小规格(M12):二者接近
对于小规格如M12的后扩底锚栓和自扩底锚栓,其拉力很接近。当M12的锚栓埋深达到80mm时,即使是8.8级碳钢材质,拉拔试验的结果也是锚栓拉断。M12的扩底锚栓实际需求量能占到60%以上,是该领域的主力规格。
扩底锚栓最常用的型号为M12×80×125(M12代表螺杆外径,80代表埋深,125代表全长),该型号相对来说各方面都比较均衡。
4.2 大规格:后扩底更优
当规格较大时,后扩底锚栓的力学性能优于自扩底锚栓。主要原因是后扩底锚栓预扩孔操作可以让锚栓在安装后胀开得更到位,锁键效应更充分。
这也解释了为什么大规格场景下,后扩底锚栓更受青睐——其锚固更可靠、承载力更高。
4.3 抗震性能:扩底锚栓的独特优势
扩底锚栓(包括后扩底和自扩底)的极限承载力基本不受动力加载作用影响,抗震性能优越。这是扩底型锚栓区别于膨胀型锚栓和化学锚栓的核心优势之一——膨胀型锚栓及化学锚栓在动力荷载作用下极限承载力有不同程度降低。
因此,在抗震设防区的结构中,以及直接承受动力荷载的构件中,必须使用扩底型锚栓,不得使用膨胀锚栓。
五、在售规格的差异
5.1 后扩底锚栓:规格受限
后扩底锚栓的安装需要二次扩孔,扩孔尺寸较大。以M12后扩底锚栓为例,其扩孔尺寸达到M24,在安装时比较容易碰到钢筋。这就决定了后扩底锚栓的规格有较大的局限性——一般厂家只生产M16及以下的后扩底锚栓。
5.2 自扩底锚栓:规格更丰富
对于自扩底锚栓来说,因为不存在单独扩孔,所以其碰到钢筋的概率相对更小。因此,自扩底锚栓的在售规格甚至可以达到M20。
不过,在使用大规格锚栓时,建议尽量先对混凝土中钢筋的排布进行了解,以制定合理的打孔方案。
六、承重结构的规范要求
根据GB 50367-2013《混凝土结构加固设计规范》第16.1.3条的规定:
- 承重结构用的机械锚栓,应采用有锁键效应的后扩底锚栓。这类锚栓按其构造方式的不同,又分为自扩底、模扩底和胶粘-模扩底三种
- 承重结构用的胶粘型锚栓,应采用特殊倒锥形胶粘型锚栓
根据GB 50367-2013第16.1.4条的规定:
- 在抗震设防区的结构中,以及直接承受动力荷载的构件中,不得使用膨胀锚栓作为承重结构的连接件
简单总结:承重结构必须使用扩底型锚栓(后扩底或自扩底),膨胀锚栓严禁使用。
七、选型决策指南
优先选用后扩底锚栓的情况
- 对承载力要求极高:后扩底锚栓胀开更到位,力学性能更优
- 大规格锚栓(M16及以上):后扩底锚栓大规格承载力更优
- 追求最高安全系数:预扩孔到位,锁键效应更可靠
- 幕墙承重结构:规范要求的首选锚栓类型
优先选用自扩底锚栓的情况
- 施工效率优先:无需单独扩孔,可配套电锤安装,省时省力
- 需避免碰到钢筋:自扩底锚栓碰到钢筋的概率更小
- 需要大规格(M16-M20):后扩底锚栓一般仅到M16,自扩底可达M20
- 小规格(M12)常规项目:二者力学性能接近,自扩底施工更便捷
八、常见问题
| Q1 | 后扩底锚栓和自扩底锚栓哪个更好? 没有绝对的“更好”,关键看应用场景。小规格(M12)二者力学性能接近,自扩底施工更便捷;大规格时后扩底锚栓承载力更优。如果追求最高安全系数,后扩底锚栓预扩孔更到位、锚固更可靠;如果追求施工效率,自扩底锚栓更省时省力。 |
| Q2 | M12后扩底和自扩底的承载力差距大吗? 不大。M12规格的后扩底锚栓和自扩底锚栓的拉力很接近。当M12锚栓埋深达到80mm时,即使是8.8级碳钢材质,拉拔试验的结果也是锚栓拉断。该型号需求量能占到扩底锚栓总量的60%以上。 |
| Q3 | 为什么市面上很难找到大规格后扩底锚栓? 后扩底锚栓安装时二次扩孔尺寸较大,以M12为例扩孔尺寸达M24,容易碰到钢筋。因此后扩底锚栓规格有较大局限性,一般厂家只生产M16及以下的产品。而自扩底锚栓因不存在单独扩孔,可售至M20。 |
| Q4 | 后扩底和自扩底可以用于承重结构吗? 可以。GB 50367-2013明确规定:承重结构用的机械锚栓,应采用有锁键效应的后扩底锚栓(包括自扩底、模扩底和胶粘-模扩底三种)。二者均属于扩底型锚栓,均可用于承重结构,膨胀锚栓则严禁使用。 |
| Q5 | 达立提供哪些扩底锚栓产品? 达立提供后扩底锚栓和自扩底锚栓全系列产品,材质为5.8级以上碳钢或304/316不锈钢。后扩底锚栓承载力优越、抗震性能好,适用于幕墙承重结构;自扩底锚栓施工便捷、规格更丰富(可达M20),常用于各类扩底锚固场景。如需具体项目的扩底锚栓选型建议,欢迎咨询达立技术团队。 |
达立提供后扩底锚栓和自扩底锚栓全系列产品,材质为5.8级以上碳钢或304/316不锈钢。后扩底锚栓承载力优越、抗震性能好,适用于幕墙承重结构;自扩底锚栓施工便捷、规格更丰富(可达M20),常用于各类扩底锚固场景。如需具体项目的扩底锚栓选型建议,欢迎咨询达立技术团队。
