钢筋剥肋滚轧直螺纹连接技术在桩基工程中的应用附动画

钢筋剥肋滚轧直螺纹连接技术在**高速钻孔灌注桩钢筋笼施工中的应用**摘要：近年来，随着建筑工程业蓬勃发展，钢筋混凝土结构规模及形式越来越多样化，钢筋用量显著增加，钢筋的直径和布置越来越科学化，所以钢筋的连接方式成为设计与施工的关键，直接影响到工程质量、进度及经济效益。国内目前主要采用的有搭接焊、气压焊、电渣焊等钢筋连接手段，这些传统钢筋连接方法需要较多的安装机具和较复杂的操作，难以适应高空作业、快速施工和保持文明施工的现场环境，而钢筋剥肋滚轧直螺纹连接技术以其钢筋接头质量高，施工简便，缩短工期受到施工单位的青睐。关键字：钢筋剥肋滚轧直螺纹连接**高速钻孔灌注桩钢筋笼施工应用一、工程概况**至**高速公路**北互通式立交主线桥位于**市经济技术开发区宋官屯镇，路线沿**北外环两侧南、北线分别布设，桥梁总长南、北线合计3819.06米，基础采用钻孔灌注桩基础，南、北线合计532根，直径1.5米的桩基为362根，直径1.8米的桩基170根。桩基础钢筋笼主筋为Ф28，钢筋笼长度为37.42米，由于桩基础为大直径长桩基，钢筋接头多，钢筋笼制作及现场吊装难度大，如果采用焊接工艺，焊接长度大，造成钢筋浪费，耗时长，受外界因素影响较多，对施工不利。而采用钢筋剥肋滚轧直螺纹连接工艺，节约材料、节省时间、可靠性高、不受天气等因素影响，方便易行。二、工艺简介钢筋剥肋滚轧直螺纹连接技术是将钢筋连接端头采用剥肋滚轧工艺，通过滚丝直接将钢筋端头剥肋滚轧成直螺纹，并用相应的连接套筒将两根待连接的钢筋连成一体的钢筋连接方式。该技术荣获中国建筑科学研究院2000年科技进步一等奖；被中国建筑业协会评为“建筑工程新技术新产品”项目。1、技术特点1.1钢筋接头强度高，实验证明达到行业标准《钢筋机械连接技术通用规程》JGJ107-96中A级接头性能要求。1.2螺纹牙型好。精度高，连接质量稳定可靠。1.3应用范围广。适用于直径16-50mmHRB335、HRB400钢筋在任意方向同、异直径的钢筋连接。1.4施工速度快。螺纹加工提前制作，现场装配作业。1.5无污染。施工安全可靠，受天气等外界因素影响小。三、工艺原理将钢筋待连接部分剥肋滚轧成直螺纹，利用连接套筒进行连接，使钢筋丝头与连接套筒连接为一体，从而实现了等强度连接的目的。四、工艺流程及操作要点工艺流程：施工准备——钢筋下料——丝头加工——丝头检验——钢筋接头连接——钢筋接头连接检验——钢筋笼焊接——钢筋笼现场连接。1、施工准备1.1操作人员培训钢筋连接施工前，要求滚丝机厂家提供钢筋剥肋滚扎直螺纹滚丝机的技术参数、技术要点、操作注意事项和质量控制要求，并要求厂家对现场操作人员进行培训，让现场的施工操作人员了解钢筋剥肋滚轧直螺纹连接的技术知识，滚轧机床的操作及维护，以及安全知识等。培训完毕后进行考核，合格后发上岗操作证。现场操作人员必须持证上岗。图1钢筋滚轧直螺纹机床图2滚丝机厂家技术员现场培训1.2原材料、设备检验钢材应具有出厂合格证和力学性能检验报告，其结果均应满足现行规范和设计要求，外观有明显翘曲的钢筋应先行调直处理。套筒进场后，应作进场验收。开箱检查产品合格证，出场检验报告，是否与施工要求的型号、规格、等级相符，只有完全符合要求，才能通过验收投入使用。套筒检查内容：套筒螺纹牙型饱满，连接套筒表面不得有裂纹，表面与内螺纹不得有严重的锈蚀及其他肉眼可见的缺陷。内螺纹不得有异物。用专用的螺纹塞规检验，其通塞规应能顺利旋入，塞止规旋入长度不得超过3P(p为螺距)。2、钢筋下料钢筋下料前检查钢筋待加工的端部是否有弯曲现象，如有应先用调直机调直，如果发现钢筋端面不平齐，要用无齿锯切掉2-3cm，以确保钢筋端面与钢筋轴线垂直，并且保证钢筋连接后钢筋丝头在套筒中对顶。钢筋切断时必须使用切断机或无齿锯，严禁使用气割和其他热加工的方法。图3钢筋端头不整齐与截下的钢筋头3、丝头加工3.1初调在丝头加工前根据现场钢筋的型号调整好滚丝轮之间的间距，调节行程挡板，并锁紧。3.2精调用钢筋试件实际滚轧丝头，用螺纹环规检验，用长度卡板测量丝头长度，如果有误差，再次调整。滚丝机调整应遵循丝头直径从大到小、丝头长度由长到短，循序渐进的原则，严禁一次调过，以免丝头报废及损坏机床。3.3滚轧丝头滚丝前滚丝机床置于停车极限，把待加工的钢筋放入钢筋钳中，伸出长度应以钢筋端面与滚丝轮外架端面对齐为准，而后夹紧，保证丝头加工长度。逆时针搬动进给手柄，使滚丝轮缓慢接触钢筋，先进行剥肋，再进行滚轧，当滚轧2P（p为螺距）后滚丝轮自动跟进，一次完成，严禁用力过猛或用脚踏进给手柄。滚丝完成后，顺时针搬回手柄，滚丝轮回到停车位置，丝头加工完毕。由于滚轧工艺的原因，在丝头前端会留有毛刺，施工时应用砂轮机把钢筋端部的毛刺磨平，否则会影响到上下节钢筋笼主筋钢筋连接，磨好后，再带上保护帽以防锈蚀。图4钢筋剥肋图5丝头戴帽存放4、丝头检验4.1检查内容：检查分为丝头外观质量检验、丝头外形质量检验及丝头螺纹尺寸检验。4.1.1丝头外观质量检验现场钢筋丝头加工操作人员，应对加工的钢筋丝头的外观质量逐个进行自检，通过目测检查钢筋丝头表面是否有影响接头连接性能的损坏及锈蚀。丝头外形质量检验丝头有效螺纹数量不得小于设计规定；牙顶宽度大于0.3p的不完整螺纹累计长度不得超过两个螺纹周长；标准接头的钢筋丝头有效螺纹长度不应小于1/2连接套筒的长度，且允许误差为+2p。丝头螺纹长度检验用卡板量取有效螺纹长度应该在相应卡板上刻度的上限与下限之间。用专用的环规检验，其环通规应能顺利旋入有效螺纹长度；环止规旋入长度不得超过3p（p为螺距）。现场钢筋连接套筒长度为68mm，所以有效螺纹长度为34mm。图6卡尺环通规环止规图7检验图例4.2检验方法钢筋丝头制作完成后，操作者自检，质检部门进行抽检。自检加工的丝头应逐个进行自检，不合格的丝头应切掉重新加工。质检部门现场抽检现场抽检以一个工作班组加工的丝头为一个检验批，随机抽检10%，且不少于10个。抽检合格率不应小于95%，当合格率小于95%时，应另抽取同样数量的丝头重新检验。当两次抽检总合格率不小于95%时，该批丝头合格。当合格率仍小于95%时，则应对该检验批全部钢筋丝头进行检验，合格者方可使用。图8监理在钢筋场地抽检5、钢筋连接钢筋连接前，应检查钢筋丝头和连接套筒规格是否相符，丝头和套筒内螺纹是否干净，完好无损，满足要求时方可连接。连接时，将两个钢筋丝头旋入连接套筒，检查两钢筋丝头螺纹在连接套筒两端外露个数应尽量一致，并保证偏移量不大于1p，而后用工作扳手拧紧，使两钢筋接头顶死，并且编号。图9钢筋连接接头编号待检6、钢筋连接检验6.1检验内容：检验分为外观质量检验、拧紧力矩检验和钢筋连接接头力学性能检验。钢筋连接外观检验：钢筋连接完成后，标准接头连接套筒外应有外露有效螺纹，且连接套筒单边外露有效螺纹不得超过2p。拧紧力矩检验：钢筋用工作扳手拧紧后，应经过标定的力矩扳手检验拧紧的力矩，其值不应小于标准《滚轧直螺纹钢筋连接接头》JG163-2004第6.2.3条规定。图10力矩扳手表1钢筋剥肋滚轧直螺纹连接接头拧紧力矩值钢筋直径（mm）≤1618~2022~2528~3236~40拧紧力矩值（N..m）80160230300360注：当不同直径的的钢筋连接时时，拧紧力矩矩值按较小直直径钢筋的相相应值取用力学性能检验：主要是钢筋连接接头的单向拉伸强度试验，这是决定钢筋机械连接接头质量的关键指标。6.2检验方法：自检钢筋连接外观质量及拧紧力矩检验应由操作手在施工完毕后进行逐个自检。不合格的，应立即切掉重新加工，直到合格为止。现场抽检自检合格后，由质检人员进行抽检。同一施工条件下采用同一材料的同等级同型式同规格的接头，以连续生产500个为一个检验批检验，不足500个也按一个检验批，抽检合格率不应小于95%，当合格率小于95%时，应另抽取同样数量的丝头重新检验。当两次抽检总合格率不小于95%时，该批丝头合格。当合格率仍小于95%时，则应对该检验批全部钢筋连接接头进行检验。7、钢筋笼制作7.1钢筋笼概况现场钢筋笼主筋长度为37.42米，由于钢筋制作场地、吊车作业等限制并且为了方便以后钢筋笼吊装，钢筋笼制作时把钢筋笼分为两节，第一节钢筋笼主筋长度为17.96米，第二节钢筋笼主筋长度为19.46米，为了保证钢筋错位搭接，套筒连接时错位1.46米布置。7.2钢筋笼制作由于钢筋笼吊装时第一节钢筋笼与第二节钢筋笼之间采用套筒连接，所以对钢筋接头的位置布设精度要求很高。在制作钢筋笼时，在钢筋笼横向，每节钢筋笼主筋在加强筋上焊接时间距有偏差，造成钢筋丝头间距不均匀，上下两节钢筋笼连接时，两个钢筋接头不在同一轴向上，左右错位；对钢筋笼纵向而言，每节钢筋笼主筋长度有一个下料长度误差，上下两节钢筋笼连接时，上下两个钢筋丝头有的已经对顶，而有的不能正好对顶，造成上下错位。这两个偏差在施工中都是不可避免的。而套筒连接对错位偏差要求很高，无论是左右错位或上下错位，若偏差稍大，套筒就难以连接上。我们采用简易卡尺量距的办法来消除主筋在加强筋上间距布置上的左右偏差。具体做法：用两支20米长的钢管平行做一个轨道，平铺在水泥地面上，由于加强筋的间距是2米，在钢管上每隔两米处用电焊焊上定位钢筋。焊接钢筋笼时，在钢管轨道中心摆放一根钢筋主筋，每隔2米焊接加强筋，在所有加强筋的上顶焊接一根主筋，起到固定作用。再用自做的间距卡尺，在每个加强筋位置从上至下标定每个钢筋主筋的间距，用笔画上标记，焊接时，把钢筋焊接在用笔画好的位置即可。这样做出来的钢筋笼，就保证了钢筋丝头间距均匀，上下两节钢筋笼连接时，钢筋丝头就在同一个轴向上了，消除了左右偏差。图11间距卡尺图12用卡尺量主筋距离传统采用钢筋笼连续预拼法，提前在钢筋场地把所有钢筋笼连接好，消除纵向偏差。这种方法的缺点是必须提供宽大的钢筋笼加工场地，并且要把每节钢筋笼都连接上再拧下来，并且每根钢筋连接一定做好标记，防止连接错误，这样浪费人力，浪费时间，效率极低。而我们直接采用与钢管垂直的钢板定位主筋的方法来消除纵向偏差，保证待连接的两节钢筋笼的丝头在同一个平面位置，避免了丝头长度上下偏差。具体做法：首先保证水泥地面上的钢管轨道一定要平直，做一块比钢筋笼直径稍大的钢板，钢板面垂直于钢管轨道面，并且保证钢板也垂直与钢筋笼的轴线，制作钢筋笼时，每根钢筋主筋待连接的丝头一端顶在钢板处，这样就能保证所有丝头在一个平面上，消除了丝头上下偏差。图13钢筋笼加工胎模图14钢筋丝头在同一个平面图15成型的钢筋笼8、钢筋笼的运输及吊装钢筋笼在吊运过程中，由于其在纵向抗弯能力较差，必要时在笼内加临时性支撑，以提高钢筋笼的刚性。钢筋笼入孔起吊采用一台吊车大钩小钩同时起吊法。大钩固定在钢筋笼前端第三个加强筋上（用铁扁担），小钩固定在钢筋笼的下端第三个加强筋上，起吊时，大钩小钩同时吊起钢筋笼，待钢筋笼离开地面后，慢慢提升大钩，使钢筋笼稍提起，同时缓慢放小钩，继续提升铁扁担，随着钢筋笼上部的不断上升，慢慢放松小吊钩，直到钢筋笼同桩基础孔口垂直。当笼吊至孔口时，使钢筋笼中心对准孔位中心，扶正后并缓缓匀速下入孔内，严禁摆动碰撞孔壁，边下钢筋笼边设置好保护块，取下临时支撑筋。当最后一个加强筋下至孔口时，用厚壁钢管穿过钢筋笼，担放在护筒上边的两块枕木上面，将钢笼临时吊于孔口。用同样方法吊起上一节钢筋笼，当上下两节笼在同一铅垂线上时，转动上节钢筋笼，以使两节笼对接主筋对正，然后上节钢筋笼徐徐下降，使主筋接头处的螺纹能拧上，如稍有偏差，可通过对称布置的四个手拉葫芦来控制。图16吊车吊装钢筋笼图17两节钢筋笼连接后连接前连接中连接后连接好所有接头后，缠绕上螺旋筋。吊起钢筋笼，取掉四个手拉葫芦，然后缓缓匀速下入孔内，边下钢筋笼边设置好保护块。用同样方法直到最后一节钢筋笼下入孔内。为使钢筋笼就位于桩中心，我们在顶笼钢筋笼主筋外另外施焊四块限位钢板以顶在钢护筒内壁。限位钢