墩柱、灌注桩钢筋笼直螺纹连接施工工法.doc

墩柱、灌注桩钢筋笼直螺纹连接施工工法李鹏 柏剑英（中铁二十一局集团第四工程有限公司）1前言随着建筑业的发展，高层建筑、大跨度、特种结构日益增多，建筑钢筋的应用向大直径、密集布置、高强度方向发展,单纯采用传统的钢筋连接工艺，如搭接绑扎、搭接电弧焊、闪光对焊、气压焊等方式已难以满足需要。80年代末，我国开始推广使用钢筋机械连接技术，并制定了相应的行业标准。常用的机械连接接头通常分为以下几种：挤压套筒接头、锥螺纹套筒接头、直螺纹套筒接头。针对以上特点，我公司承建的共和至玉树（结古）公路A6标工程，4座中桥、4座大桥灌注桩钢筋笼、墩柱钢筋笼均采用剥肋直螺纹连接工艺施工，同时使用钢筋笼加工模具，在保证施工质量和提高施工速度方面有了很大的进步，希望今后对于类似的工程施工能提供一定的经验。2工法的特点本工法之主要特点是可以提高灌注桩钢筋笼的加工和安装速度，并可以很好的满足施工质量要求，并在施工安全、环境保护和职业健康方面也存在较大优势。有利于环境保护：直螺纹连接无噪声污染，无油污污染、无烟尘和弧光污染、有利于保护劳动者身体健康和施工现场的文明整洁。综上所述：直螺纹连接技术以其技术先进、加工工序少、连接强度高、施工方便、连接质量可靠等诸多优点，在工程施工中通过严格的工序控制，必将得到进一步广泛、规范的应用。3适用范围本工法适用于钢筋笼长度大于9米，主筋直径大于16mm的灌注桩钢筋笼加工施工。尤其适用于工期紧、施工在冬季气温低，钢筋笼主筋间距较小、液化砂层地质成孔后孔口接笼时间不易过长的施工环境下，效果十分显著！4.施工工艺原理及操作要点4.1.滚轧直螺纹滚轧直螺纹钢筋接头是一种等强型接头，其强度高于连接的钢筋母材强度，是集高强、快速于一身的新型钢筋接头，是继冷挤压、锥螺纹、镦粗直螺纹之后的又一新的钢筋连接方法。该技术在桥梁及高层建筑应用中很受欢迎，通过施工实践看到，它具有其它方法无法比拟的优势，给施工带来了很大方便，创造了很好的经济效益和社会效益。该技术是用直螺纹滚压机把钢筋端部滚压成直螺纹，然后用直螺纹套筒将两根待对接的钢筋连在一起。由于钢筋端部经滚压成形，钢筋材质经冷作处理，螺纹及钢筋强度都有所提高，弥补了螺纹底径小于钢筋母材基圆直径对强度削弱带来的影响，实现了钢筋等强度连接。该项技术的特点是加工工序少、连接强度高、施工方便。该工艺的使用，大大提高了工效，节约了投入，保证了钢筋连接的质量。滚轧直螺纹和镦粗直螺纹的加工工艺相比，主要是省略了镦粗这一工序，节省了人力物力，提高了加工速度。滚轧直螺纹和镦粗直螺纹的施工工艺基本相同。在本工程中主要运用于墩柱主筋的接长，该技术的采用，大大加快了墩柱钢筋连接速度，保证了连接质量。4.2技术准备4.2.1凡参加接头施工的操作人员必须参加技术培训，经考核合格后持证上岗。提高专项培训的质量，使操作人员“熟于操作，精于维修，善于保养”。4.2.2核对钢筋配料单与成品数量。4.2.3做好技术交底。4.3钢筋下料4.3.1钢筋的除锈4.3.1.1加工方法钢筋均要清除油污和锤打能剥落的浮皮、铁锈。大量除锈，可通过钢筋冷拉或钢筋调直机调直过程中完成；少量的钢筋除锈，可采用电动除锈机或喷砂方法除锈，钢筋局部除锈可采取人工用钢丝刷或砂轮等方法进行。4.3.1.2操作要点如除锈后钢筋表面有严重的麻坑、斑点等，已伤蚀截面时，要降级使用或剔除不用，带有蜂窝状锈迹钢筋，不得使用。4.3.2钢筋的调直4.3.2.1加工方法对局部曲折、弯曲或成盘的钢筋要加以调直。钢筋调直普遍使用卷扬机拉直和用调直机调直。在缺乏设备时，可采用弯曲机、平直锤或人工锤击矫直粗钢筋和用绞磨拉直细钢筋。4.3.2.2操作要点用卷扬机拉直钢筋时，要注意控制冷拉率：级钢筋不大于4%；级钢筋及不准采用冷拉钢筋的结构不大于1%。用调直机调直钢筋和用锤击法平直粗钢筋时，表面伤痕不要使截面面积减少5%以上。调直后的钢筋要平直、无局部曲折，冷拔低碳钢筋表面不得有明显擦伤。注意：冷拔低碳钢丝经调直机调直后，其抗拉强度一般要降低1015%，使用前要加强检查，按调直后的抗拉强度选用。4.3.3钢筋的切割4.3.3.1加工方法钢筋弯曲成型前，要根据配料表要求长度分别截断，通常用钢筋切断机进行。主筋连接处，为保证丝头质量，钢筋宜用切割机断料。4.3.3.2操作要点对同规格钢筋根据不同长短搭配、统筹排料；一般先断长料，后断短料，以减少短头和损耗。避免用短尺量长料，防止产生累计误差，仗量要在工作台上标出尺寸、刻度，并设置控制断料尺寸用的挡板。切断过程中如发现劈裂、缩头或严重的弯头等，必须切除。切断后钢筋断口不得有马蹄形或起弯等现象，钢筋长度偏差不要小于10mm。4.3.4钢筋丝头加工4.3.4.1加工方法将待加工钢筋用夹钳夹紧，用特制的平板使钢筋端部与滚丝头外端面为齐，开启水泵，逆时针扳动进给手柄，使主机启动并平稳前进，钢筋首先接触到剥肋刀，用力要均匀且平稳，当滚丝轮接触钢筋后，仍需给手柄一定的力，使其能自动按螺纹前行两个或三个螺距后再去掉手柄力，使其自动进给。当完成丝头滚压长度后，机床会自动停车，启动反转按钮，滚丝头返回，完成一个丝头。4.3.4.2操作要点将机床安装平稳，机床主轴轴心线应处于水平位置。如有倾斜，只能使夹钳方向低于水平位置，但不低于5。接通电源，开启冷却泵，检查冷却水的流量是否正常，同时检查限位器是否灵敏。按钢筋直径，用相应规格的试棒调整剥肋刀及滚丝轮的径向尺寸，而后锁紧。试加工确保质量无问题，方可正常加工。调整剥肋挡块及行程开关位置，保证剥肋及滚轧螺纹的长度符合规定。滚轧过程中需要用水溶性切削液进行冷却和润滑，当温度低于0时，应掺入20%-30%硝酸钠，严禁用机油作润滑液或不加润滑液套丝。已检验合格的丝头，应立即在一端戴上保护帽，在另一端拧上连接套筒，并按规格分类码放整齐待用，且防止在搬运过程中污染、损坏丝头。5.机具设备序号名称单位数量备注1套丝机套12滚丝机套13砂轮切割机台2钢筋端面加工4切断机台1钢筋加工5弯曲机台1钢筋加工6丝头检验工具套2加工质量检验6本表只列出来加工机械，现场施工机具主要是管钳6质量控制6.1主控项目6.1.1钢筋的品种、规格必须符合设计要求，质量符合国家现行钢筋混凝土用热轧带肋钢筋（GB 1499）和钢筋混凝土用余热处理钢筋（GB 13014）标准的要求。6.1.2套筒材质应符合GB 699规定,且应有质量检验单和合格证,几何尺寸要符合要求。6.1.3钢筋接头型式检验:钢筋螺纹接头的型式检验应符合现行行业标准钢筋机械连接通用技术规程（JGJ 107-2010）中的各项规定。6.1.4钢筋连接施工过程中,应对每批进场钢筋和接头进行工艺检验：各种规格钢筋接头试件不应少于3件；钢筋母材抗拉强度试件不应少于3根，且应取自接头试件的同一根钢筋；接头试件应达到现行行业标准钢筋机械连接通用技术规程（JGJ 107-2010）中相应等级的强度要求，计算实际抗拉强度时，应采用钢筋的实际横截面积计算。6.1.5钢筋接头强度必须达到同类型钢材强度值，接头的现场检验按验收批进行，同一施工条件下采用同一批材料的同等级、同形式、同规格接头，以500个为一个验收批进行检验与验收，不足500个也作为一个验收批。6.2一般项目6.2.1加工质量检验：6.2.1.1螺纹丝头牙形检验：牙形饱满，无断牙、秃牙缺陷，且与牙形规的牙形吻合，牙形表面光洁的为合格品。6.2.1.2套筒用专用塞规检验。a.随机抽取同规格接头数的10%进行外观检查，应与钢筋连接套筒的规格相匹配，接头丝扣无完整丝扣外露。6.2.1.3钢筋笼加工制作允许偏差见以下两表：表6.2.1钢筋加工的允许偏差序号名 称允许偏差（mm）1受力钢筋顺长度方向的全长102弯起钢筋的弯起位置20表6.2.2钢筋笼制作吊装允许偏差项次项 目允许偏差(mm)1钢筋骨架直径52主筋间距203加强筋间距204箍筋间距105钢筋骨架垂直度骨架长度1%7.安全措施对于钢筋机械连接来说，在加工现场主要是要防止加工机械的物理伤害，正确使用机械；在钢筋连接现场，主要是注意吊装作业的安全。8.环保措施该工法直螺纹连接无噪声污染，无油污污染、无烟尘和弧光污染、有利于保护劳动者身体健康和施工现场的文明整洁。9.资源节约使用该工法施工所用设备功率仅为3-4KW。与电弧搭接焊相比，按连接10000只28直螺纹接头计算，节电30,000 kwh。 10.效益分析10.1接头强度高，连接质量稳定可靠接头性能达到行业标准JGJ107-2010钢筋机械连接通用技术规程中相关规定，实现与钢筋母材等强连接，对中性能好，避免了搭接焊和电渣压力焊轴线偏心的质量通病。10.2用料省，节能省电剥肋滚扎直螺纹连接用钢量比单面搭接焊省钢筋8d10d，耗电量为闪光对焊的1/41/6，为单面搭接焊的1/301/50。10.3适应性强，安全环保钢筋连接仅用管钳和扳手，不用电、气，安全可靠，不受天气影响，不会对大气造成污染。11.工程实例共和至玉树（结古）公路A6标项目中，全线桥梁桩基7980米，其中桩基直径多，工期紧张，尤其是温泉大桥桩基桩径1.8米，地址环境恶劣，施工进度缓慢。以钻孔灌注桩和墩柱为例，对于本工程这种大桩径桩，如采用传统的焊接工艺，至少需要8个小时的时间才能完成1根桩的钢筋笼的连接下放工作，且由于各方面的影响因素，焊缝的合格率很难保证能达到100%。因此必须要选用施工方