樁基鋼筋籠直螺紋連接接頭不合格原因分析

杜 磊 林 文

（中交第三航務工程局有限公司南京分公司， 江蘇 南京 210000）

近年來，隨著我國基礎工程建設發(fā)展，橋梁工程特別是樁基工程日益增多，在這些工程中，受力主筋直徑粗（一般為Ф22、Ф28、Ф32），施工中由于接頭所采用的連接方式的不同，將會直接或間接影響鋼筋的連接質(zhì)量。國內(nèi)目前主要采用的有搭接焊、氣壓焊等鋼筋連接手段，這些傳統(tǒng)鋼筋連接方法不僅浪費鋼材，而且難以適應快速化施工和文明施工的現(xiàn)場環(huán)境。而剝肋滾壓直螺紋連接技術(shù)則能解決這些不足，具有接頭質(zhì)量穩(wěn)定可靠、連接強度高、施工方便、速度快的特點，在橋梁工程中剝肋滾壓直螺紋連接接頭技術(shù)已得到了廣泛的應用。

1 工程概況

本工程位于無錫市江海西路，主要施工內(nèi)容為城市高架橋?；A采用鉆孔灌注樁基礎，鉆孔樁基礎鋼筋籠主筋型號為HRB400級、直徑為32mm的螺紋鋼。根據(jù)設計要求鋼筋接頭位置應相互錯開，在一個平面內(nèi)的鋼筋接頭數(shù)量不得超過總鋼筋數(shù)量的50%。對于直徑大于25mm的鋼筋采用機械連接。

2 施工工藝

根據(jù)本工程實際情況，樁基鋼筋籠主筋采取機械連接，主要采用剝肋滾壓直螺紋連接接頭技術(shù)，其施工工藝是先將螺紋鋼筋端部的橫肋和縱肋進行剝切處理，使螺紋鋼筋滾絲前的端部直徑達到同一尺寸成柱狀，然后再進行滾壓成型，最后用相應的直螺紋套筒把兩根帶絲頭的鋼筋旋合，使兩段鋼筋通過直螺紋套筒連成一個整體的新型鋼筋連接工藝。與其他如直接滾壓直螺紋連接接頭、擠壓肋滾壓直螺紋連接接頭、滾壓直螺紋連接接頭等工藝相比，具有以下優(yōu)點：端部直徑一致、節(jié)約鋼材、提高效益、施工速度快、連接質(zhì)量穩(wěn)定可靠等特點。

3 不合格原因分析

對現(xiàn)場剝肋滾壓直螺紋連接接頭按規(guī)范進行工藝性試驗，發(fā)現(xiàn)個別接頭有不合格現(xiàn)象。為保證鋼筋機械接頭施工質(zhì)量滿足規(guī)范與設計的要求，避免不合格產(chǎn)品的發(fā)生，對可能造成接頭不合格的原因從原材料、機械設備、鋼筋加工、安裝等方面進行了現(xiàn)場調(diào)查、分析，并整理出一套控制剝肋滾壓直螺紋連接接頭施工質(zhì)量的有效措施。

3.1 原材料分析

（1）鋼筋原材質(zhì)量：本工程樁基主筋選用牌號為HRB400，直徑為32mm的普通熱軋鋼筋，鋼筋原材進場均有出廠合格證等相關(guān)證明材料，經(jīng)現(xiàn)場利用游標卡尺檢測，雖然鋼筋存在粗細不均，有一定的公差，但均在規(guī)范要求的范圍內(nèi)。鋼筋連接采用剝離滾壓直螺紋連接接頭形式，非直接滾壓直螺紋連接接頭形式，不存在加工的螺紋直徑大小不一致，套筒與絲頭互相咬合不緊密，出現(xiàn)滑絲拉脫的現(xiàn)象。

（2）直螺紋套筒質(zhì)量：鋼筋連接直螺紋套筒為定型產(chǎn)品，每批套筒進場均有產(chǎn)品合格證等相關(guān)證明材料，通過隨機抽取3個套筒（每袋套筒數(shù)量60支），對套筒的型號、外觀、尺寸、螺紋中徑（檢測工具通端、止端螺紋塞尺）、螺紋小徑（檢測工具游標卡尺）等項目檢驗，均能滿足規(guī)范要求。

3.2 機械設備分析

主要機具設備有鋼筋直螺紋套絲機，輔助工具有鋼筋切割機、砂輪磨光機、扭力扳手等。通過對現(xiàn)場操作人員了解，均有操作經(jīng)驗，操作直螺紋套絲機均進行過培訓。機械設備也運行正常，通過對剝肋刀頭、滾絲刀頭等檢查均為新刀頭，無磨損或損壞現(xiàn)象，對鋼筋直螺紋絲頭的加工不構(gòu)成質(zhì)量影響。

3.3 鋼筋絲頭加工分析

（1）鋼筋切割：本工程鋼筋籠主筋直徑較大為32mm，現(xiàn)場對鋼筋切斷主要采用鋼筋切斷機，鋼筋切斷機在對鋼筋切斷的過程中，易造成鋼筋切斷部位馬蹄形、繞曲等現(xiàn)象，如果在鋼筋剝肋、滾壓前未將變形的部位切除掉，滾壓的螺紋絲頭易出現(xiàn)牙型不飽滿，甚至存在螺紋絲頭未滾壓到位的現(xiàn)象。從而最終影響直螺紋套筒連接接頭的抗拉性能。

切斷機造成馬蹄形、繞曲變形

（2）鋼筋原材端頭打磨：進場的鋼筋原材端頭往往是不平整的，如果不將端頭用砂輪機切割打磨平整，極易造成鋼筋絲頭在套筒中央位置存在間隙、卡位，使外露螺紋過多，鋼筋端頭接觸間相互卡位，消耗大部分擰緊扭矩，從而減少螺紋連接的有效扣數(shù)。只有保證已切割鋼筋端頭的平整度，才能使安裝扭矩有效形成絲頭的相互對頂力，消除或減少由于鋼筋受拉時造成的變形。

鋼筋端頭切割打磨平整

（3）絲頭長度不合格：操作人員在對直螺紋滾絲機進行定位時，由于定位不準確或者定位裝置松動，極易造成絲頭加工長度不合格。如果半絲端滾壓螺紋過短或過長，都易造成兩根鋼筋連接后絲頭未處于套筒中央位置，一根旋入的螺紋多另一根必然就少，從而影響鋼筋結(jié)構(gòu)受力及套筒的連接質(zhì)量。

（4）鋼筋剝肋過多：在對鋼筋端部的橫肋和縱肋進行剝切處理時，由于直螺紋滾絲機剝皮限位盤調(diào)整不到位或施工人員為了便于操作，故意將剝肋刀頭調(diào)深，使鋼筋表面剝肋過多，造成滾壓出的螺紋不飽滿，不能與套筒牙型完整吻合，存在松動現(xiàn)象，導致抗拉等試驗不合格。

剝皮過多螺紋不飽滿示意圖

3.4 套筒連接安裝分析

（1）鋼筋端部螺紋絲頭保護:對鋼筋端部進行滾壓成型后，未及時對成型的螺紋絲頭采取保護措施，加蓋塑料保護帽，造成直螺紋絲頭銹蝕、油污、泥沙污染。另外，在運輸?shù)倪^程中因絲頭與地面或施工機具摩擦、碰撞，導致絲頭嚴重破損、變形從而造成連接困難。

（2）鋼筋籠主筋套筒連接：本工程樁基鋼筋籠，兩節(jié)籠子間主筋通過直螺紋套筒連接，鋼筋籠是預先加工完成的，鋼筋無法轉(zhuǎn)動。那么利用套筒連接的時候，只能采取轉(zhuǎn)動套筒的方式進行連接，故被連接的兩根鋼筋只能一端全絲，一端半絲。先將套筒全部擰入一個全絲（全絲為整個套筒長度）鋼筋的螺紋內(nèi)，鋼筋對接后反擰套筒到另一根連接鋼筋的半絲內(nèi)形成連接。在鋼筋籠加工的過程中，如未使用擋位板或采取相應的措施，加工出的鋼筋籠主筋端頭往往不在一個斷面，那么鋼筋籠在起吊安裝的時候，上下兩節(jié)鋼筋籠中必然有鋼筋端頭無法完全對接，兩主筋端頭間存在間隙，使套筒連接接頭外露絲紋過多。不能滿足規(guī)范及試驗要求。

鋼筋籠主筋連接端頭不在一個斷面示意圖

4 防治措施

（1）鋼筋原材、直螺紋套筒選用經(jīng)過質(zhì)量認證的合格產(chǎn)品或推薦使用的合格產(chǎn)品，到達施工現(xiàn)場后須嚴格檢驗，并具備質(zhì)保單和試驗技術(shù)資料等。鋼材、直螺紋套筒還必須另行分批按規(guī)定抽樣送檢。

（2）鋼筋滾絲機操作人員必須進過相應的專業(yè)技術(shù)培訓，經(jīng)考核合格后方可持證可上崗，滾絲機工作前必須對設備的運行情況、剝肋刀頭、滾絲刀頭等及時進行檢查，破損的刀頭要及時更換。

（3）在調(diào)整設備的剝肋厚度、滾絲長度時，必須用調(diào)試棒進行調(diào)整。調(diào)整完畢后及時用扳手調(diào)緊滾輪，防止設備在運行的過程中，由于震動造成限位盤松動，導致滾壓出的絲頭直徑及長度不符合規(guī)范及設計要求。

（4）滾絲設備的刀具冷卻液必須采用水溶性冷卻液，不得使用清水或無冷卻液的情況下操作，防止?jié)L壓出的螺紋絲頭有斷絲或破損現(xiàn)象。

（5）螺紋絲頭加工前，必須對鋼筋原材端面進行切頭并打磨處理。方能保證所加工的絲頭端部完整、平順沒有“馬蹄形”缺口，并垂直于鋼筋軸線。

（6）每根鋼筋端頭滾壓成型后（全絲端），隨時用通止規(guī)對螺紋中徑尺寸進行檢查，并用相配套的直螺紋套筒進行試擰。不合格的不得使用，并及時對滾絲設備進行調(diào)整。

（7）每根鋼筋端頭滾壓成型后（半絲端），及時用塑料保護帽進行絲頭保護，防止絲頭因沙土污染或磨損，從而造成連接困難影響連接質(zhì)量。

（8）樁基鋼筋籠在加工制作時，可采用安裝擋頭板的形式，或者首節(jié)鋼筋籠加工完畢后，在下一節(jié)制作的時候，采取每接頭預先對接再進行固定焊接的方式，保證主筋端頭在同一個斷面。從而減少對接鋼筋間間隙，滿足質(zhì)量要求。

（9）鋼筋螺紋絲頭在使用套筒連接時，必須使用專用扭力扳手進行扭緊到位，保證絲頭在套筒中央位置相互頂緊，外露絲頭誤差符合規(guī)范要求。

5 總結(jié)

通過本工程的施工實踐，雖然，剝肋滾壓直螺紋連接接頭技術(shù)已得到廣泛使用，但在鋼筋滾絲、絲頭保護、連接安裝的過程中仍存在各種質(zhì)量通病。只有在施工的過程中加強質(zhì)量管理、嚴格按照規(guī)范程序執(zhí)行，才能做到接頭質(zhì)量穩(wěn)定可靠、施工方便、減少鋼筋消耗、節(jié)能減排，使剝肋滾壓直螺紋連接接頭的社會效益及經(jīng)濟效益真正體現(xiàn)出來。