时间：2013-11-29 分类：冶金
摘要：本文结合嘉闵高架路虹桥动车所段工程工程实例，详细介绍钢筋滚轧直螺纹套筒机械连接在桩基施工中的应用技术。并将该工艺与目前使用较多的搭接焊接工艺进行了对比，提高了现场工作效率，降低了施工人员的劳动强度，确保了钢筋连接质量，并为后续钢筋施工积累了经验。
关键词：滚扎直螺纹,钢筋连接,施工,应用,工作效率,连接质量
1、工程概况
虹桥枢纽是包括高速、城际铁路、机场、磁浮、高速巴士等各种大型交通主枢纽在内的巨型综合国际枢纽。嘉闵高架路虹桥动车所段工程位于江桥镇，为虹桥枢纽外围快速路穿越爱特路改线道路、沪宁城际铁路、京沪高铁路、沪杭客专预留动车所多条道路和股道的高架桥。上部结构第一联为三跨一联的变截面预应力混凝土连续箱梁，第二联为2米高等截面连续箱梁。墩柱采用花瓶实体墩，主墩承台平面尺寸14.2×8.6米，15根φ120cm桩基，普通墩承台平面尺寸11.2×5.4米，8根φ120cm桩基，全桥共有341根桩基，单根桩长70米至79米。结合上海市地质条件，桩基施工采用正循环钻进反循环清孔施工工艺，计划2个月完成，项目部投入28台钻孔桩，结合以往施工经验，回旋钻钻孔施工成孔周期快，且项目投入28台钻机，日均6根桩基，按照常规工艺，钢筋笼安装采用搭接焊，焊接接头多，劳动强度大，进度、质量难以保证。为确保工程进度及施工质量，经过多种钢筋接头连接方式的比选，钢筋笼加工及安装采用钢筋滚轧直螺纹连接工艺。
2、钢筋滚轧直螺纹连接接头工艺及特点
2.1 钢筋滚轧直螺纹连接接头工艺
滚轧直螺纹钢筋连接接头将钢筋端部用滚轧工艺加工成直螺纹，并用相应的连接套筒将两根钢筋相互连接的钢筋接头。适用于钢筋砼结构中直径为16～40mm的HRB400、HRB335钢筋连接。其接头性能可达到国家行业标准《钢筋机械连接通用技术规程》(JGJ107-2003)的I接头级标准。
钢筋滚轧直螺纹连接的工艺流程为：钢筋原料→切头→机械加工(丝头加工)→套丝加保护套→工地连接。
钢筋滚轧直螺纹连接技术的注意事项：
(1)所加工的钢筋应先调直后再下料，切口端面与钢筋轴线垂直，不能有马蹄形或挠曲。下料时，不得采用气割下料。
(2)加工丝扣的牙形，螺纹必须与连接套的牙形、螺距一致，有效丝扣内的秃牙部分累计长度小于一扣周长的1/2。
(3)已加工完成并检验合格的丝头要加以保护，钢筋一端丝头戴上保护帽，另一端拧上连接套，并按规格分类堆放整齐待用。
(4)钢筋连接时，钢筋的规格和连接套的规格一致，并确保丝头和连接套的丝扣干净、无损。
2.2 质量要求
(1)丝头：牙形饱满，牙顶宽度超过0.6mm，秃牙部分累计长度不应超过一个螺纹周长。外形尺寸含螺纹直径及丝头长度应满足图纸要求。
(2)套筒：套筒表面无裂纹和其它缺陷，外形尺寸包括套筒内螺纹直径及套筒长度应满足产品设计要求。
(3)连接：要确保丝头和连接套的丝扣干净、无损。被连接的两钢筋断面应处于连接套的中间位置，偏差不大于1P(P为螺距)，并用工作扳手拧紧，使两钢筋端面顶紧。
2.3 钢筋滚轧直螺纹钢筋接头具有以下特点：
(1)接头强度高：接头性能达到《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2003中I级接头标准并能断于母材。
(2)连接速度快。直螺纹套筒短，螺纹丝扣数少，连接时将套筒套在钢筋上用普通扳手拧紧即可，大大降低劳动强度，节约时间。
(3)操作简单。连接过程不受工人素质的影响，普通工人经过短时间培训后即可上岗操作。
(4)应用范围广。可用于弯曲钢筋，钢筋笼等不能转动钢筋的场合，在狭小的场地施工或钢筋排列较密集处也能灵活操作。?
(5)适应性强。施工连接时不用电、不用气，无名火作业，无漏油、空气污染，现场施工时，雨、雪、低温状态等均可施工。
(6)性能稳定。套筒在工厂生产，钢筋套丝在加工场进行，现场仅进行套筒和钢筋连接，排除了现场施工条件对接头性能的影响。
3、钢筋笼制作安装
3.1 钢筋笼制作
虹桥动车所主线高架桥单根桩长70米至79米，钢筋笼长度为48米，底部为素混凝土。虽然钢筋笼为半笼，但超声波检测管要下至孔底，钢筋笼以下的超声波检测管需用钢筋制作骨架予以支撑，保证超声波检测管在孔中的准确定位。施工中采用9米钢筋制作成型，以48m为分界线制作钢筋笼，48m主钢筋笼分五节制作，固定超声波检测管的辅笼分三节制作，共8节7个接头。
3.1.1 钢筋笼分段预制
钢筋在钢筋加工场下料及加工直螺纹，在地面分段预制钢筋笼，并用直螺纹钢筋接头预先在地面对接钢筋笼，然后退回连接套筒拆开钢筋笼，分段吊装拼接钢筋笼时按原位对接。
施工时要求两节钢筋笼的每个主筋轴线能在安装时对中，才能有效发挥直螺纹钢筋接头快捷、安全的优越性，因此现场采用分节同槽按\"加劲筋成型长线法\"制作钢筋笼。用10mm钢板按内圈钢筋笼外径加工成半圆的定位架，按加强筋间距布置，定位架上按主筋间距预留齿槽，用以定位主筋位置。先将加工好的直螺纹钢筋摆放在定位架齿槽上，然后把加强筋垂直点焊在定位架上的主筋上面，随后将其余主筋按设计间距布置点焊在加强筋上，最后将箍筋环绕在主筋外侧并点焊，完成钢筋笼骨架的制作。
3.1.2 钢筋笼制作注意事项
(1)钢筋下料时宜采用砂轮切割机切断，禁止采用普通切筋机或电焊方法切断;切割后的钢筋端面应平整且垂直于钢筋轴线，不得有马蹄形或扭曲。
(2)丝头加工完毕后，及时在钢筋端头红油漆做上限位色标，以方便安装时检查连接套筒是否拧到位;并带上丝头保护帽或拧上连接套筒，防止加工好的钢筋在装运过程中损坏丝头。
(3)纵向主筋严格按加强圈上的等分线进行安放和对接，螺旋筋严格按照主筋上的等分线进行安放和绑扎。
(4)在制作相邻两节钢筋笼时，要选一组对接的主筋将两端头分别绑焊一短钢筋或用油漆做上标记，以方便安装钢筋笼时按原位对接。
(5)钢筋笼分段加工制作完成后，要分不同桩孔号、不同节段进行分类编号，存放在平整、干燥的场地上。
3.2 钢筋笼的运输
钢筋笼采用吊机起吊、人工导向，运输车运输。在起吊和运输过程中选择适当的吊点和起吊方法，保持钢筋笼顺直，避免因起吊方法不当造成钢筋笼弯曲、散架。运至现场后的钢筋笼按顺序堆放在经过清理、整平的场地上，并在钢筋笼与地面间设置如加垫木等隔离层，保持钢筋笼表面清洁且不在施工现场受泥浆等杂物污染。
3.3 钢筋笼孔口安装
钢筋笼根据桩长用吊机分节进行孔内吊安施工。为保证钢筋笼起吊时不变形，采用长吊绳小夹角的方法减小水平分力，钢筋笼顶端、根部均采用2根等长钢丝绳设4个吊点进行吊装，起吊时吊机主、副钩同时作业，主钩先起吊顶部吊点，副钩后起吊根部吊点，使平卧变为斜吊，根部离开地面时，顶端吊点迅速起吊，垂直提升到悬挂在孔口的下节钢筋笼端部，人工辅助先将上下节端头有标记的主筋对中，然后依次将所有主筋完全对中后，手工旋入下节套筒，再用长度大于40cm的扳手将连接的钢筋拧紧，使被连接的两钢筋断面处于连接套的中间位置，通过钢筋端头的红色油漆限位色标检查，偏差不大于1螺距即可。
4、施工效益比较
本项目工程桩基为φ120cm桩基，钢筋笼主笼每界面主筋为28根，辅笼每界面主筋为3根，单根桩长70米至79米，现场采用分段制作、安装钢筋笼工艺，钢筋单根长9米，每根桩基钢筋笼约制作成8节，如采用常规搭接焊接连接，平均每接头钢筋笼焊接过程需1.5小时，整个钢筋笼全部下至孔底需10小时以上，时间太长，孔内泥浆长时间沉淀，孔桩护壁难以保证，容易出现塌孔，且二清相当困难。采用搭接焊时，焊接强度大，时间久，焊工工作量大，容易出现疲劳，钢筋搭接轴线对中偏差大，且存在焊缝不饱满或焊接长度不足，存在质量隐患;每接头焊接完成后，焊接接头部位温度高，施工过程中很难做到等温度下降后再下笼，往往时焊接完成后马上下笼，致使焊接质量下降。
采用钢筋滚轧直螺纹连接工艺，先在钢筋制作场批量生产钢筋笼，每接头用红油漆标示，先行安装一端套筒，并做好上下节对接标识，待运至施工现场时，直接起吊安装，四角对称连接后即可直接旋接套筒，多点作业时桩基工也可以协作安装，施工简单，大大节省时间，且主筋对接轴线对中偏差小，提高了连接钢筋的质量。连接完成后验收快捷，均以上下红油漆作为验收标准，简单明了，处理方便，且验收合格后可以马上下笼，不存在温度过高影响连接质量。现场实际，采用钢筋滚轧直螺纹连接工艺，安装每接头时间约为40分钟，累计一根钢筋笼约为4个小时，孔内泥浆沉淀不大，护壁较好，大大减少塌孔、缩孔现象，且二清时间短，容易达到混凝土灌注要求。
5、结束语
经实践证明，在桩基施工中运用钢筋滚轧直螺纹连接技术，方便快捷、质量稳定，安全可靠，为易塌孔、缩孔赢得了时间，且二清质量得以保障，从而增加了桩基施工的安全性、保证了工程质量，值得推广应用。
