鋼筋籠滾焊機在大型地鐵場段施工中的應(yīng)用

林俊煌

（中交四航局第五工程有限公司，福州350008）

1 引言

目前，國內(nèi)樁基灌注樁鋼筋籠加工常選用人工擇取放樣并成型的施工工藝。該工藝投入人員多、勞動強度高、機械化率低，而且加工質(zhì)量受人員操作技能水平影響大，主筋、螺旋筋間距不規(guī)范，垂直度難以控制等質(zhì)量問題突出。福州地鐵4號線車輛段前期征拆交地遲、業(yè)主工期要求緊；且作為帶上蓋物業(yè)開發(fā)項目施工的車輛段工程，蓋下樁基礎(chǔ)工程數(shù)量大（7 071根）及樁基整體質(zhì)量要求高。因此，普及標準化和機械化程度，滿足高質(zhì)量及高項目品質(zhì)追求，提高灌注樁施工效率及施工質(zhì)量，以保證大型軌道交通場段施工需要，成為一個亟待解決的難點。

2 工程概況

福州地鐵4號線車輛段建筑樁基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，總計7 071根。灌注樁樁徑主要包括φ800 mm、φ1 000 mm、φ1 200 mm 3種類型，樁長19～67 m，主筋應(yīng)有70 mm厚度混凝土保護層。鋼筋籠骨架縱筋采用18～30根、鋼筋等級HRB400、直徑分別為20 mm、22 mm、25 mm，采用焊接的連接方式，鋼筋的接頭長度和位置須滿足規(guī)范要求。鋼筋籠外側(cè)根據(jù)設(shè)計要求設(shè)置螺旋箍[鋼筋籠上方5d（d為鋼筋直徑）長度區(qū)域螺旋箍間距10 cm，其余間距20 cm，鋼筋型號HPB300φ10 mm]，在鋼筋籠內(nèi)側(cè)每隔2 m設(shè)置1道HRB400 φ16 mm和HRB400φ20 mm的加勁箍鋼筋；定位筋采用HPB300φ10 mm，每截面沿周長設(shè)置4個，縱向間距為2 m。

3 鋼筋籠滾焊機

3.1 研究背景

以福州地鐵4號線第3標段車輛段工程為依托，針對地鐵項目標準化、機械化要求程度高，項目定位優(yōu)及灌注樁要求施工工期短、質(zhì)量要求高的工程特點，在參閱國內(nèi)外先進工藝技術(shù)及設(shè)備資料的基礎(chǔ)上，項目部通過引用鋼筋籠滾焊機，提升了鋼筋籠施工效率及質(zhì)量，使施工節(jié)點按期完成。

3.2 工藝原理

采用數(shù)控滾焊一體機，主筋間距由機械旋轉(zhuǎn)盤上的等間距圓孔自動設(shè)置，箍筋間距則是通過動力驅(qū)動機構(gòu)，由移動旋轉(zhuǎn)盤行走速度及移動旋轉(zhuǎn)盤、固定旋轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)速度決定，自動盤圓調(diào)直、纏繞成型，且同步進行焊接形成成品鋼筋籠。鋼筋籠數(shù)控滾焊機構(gòu)造如圖1所示。

圖1 鋼筋籠數(shù)控滾焊機構(gòu)造

3.3 施工工藝要點

3.3.1 灌注樁鋼筋籠加工場地建設(shè)

灌注樁鋼筋籠加工場地宜采用封閉式鋼結(jié)構(gòu)廠房，合理規(guī)劃滾焊機位置，確保鋼筋原材和成品鋼筋籠的運輸?shù)?。通常場?nèi)劃分為4個區(qū)域：（1）加工設(shè)備區(qū)；（2）鋼筋原料堆放區(qū)；（3）箍筋存放區(qū)；（4）成品鋼筋籠儲存區(qū)。

3.3.2 滾焊機安裝及調(diào)試

滾焊機安裝前應(yīng)確保基底平整度，滿足鋼筋籠施工質(zhì)量要求；正式啟用前根據(jù)鋼筋籠設(shè)計數(shù)據(jù)調(diào)整各項參數(shù)。

3.3.3 施工工藝流程

鋼筋籠滾焊機制作工藝流程具體為：上料→安裝、固定主筋→螺旋箍筋端部與主筋焊接→終止焊接→切斷螺旋箍筋→分離固定盤→松筋→分離移動盤→降下液壓支撐及卸籠→移動盤歸位。

3.3.4 灌注樁鋼筋籠滾焊施工

在該環(huán)節(jié)，需注意的施工要點包括以下4方面：

1）準備工作包括材料送檢及設(shè)備機具報驗，現(xiàn)場技術(shù)人員和作業(yè)人員安全技術(shù)交底等。

2）正式施工前，應(yīng)先組織典型施工或試驗段施工，對采用滾焊機制作鋼筋籠直徑、主筋間距及箍筋間距等通過試驗檢查施工質(zhì)量，以指導后續(xù)施工。

3）典型施工或試驗段灌注樁鋼筋籠滾焊施工具體要求：（1）箍筋通過調(diào)直機在主筋連續(xù)纏繞，并與主筋采用二氧化碳保護焊進行焊接；（2）對灌注樁鋼筋籠滾焊成型質(zhì)量檢查，需滿足設(shè)計及規(guī)范要求，即直徑及主筋間距在±10 mm以內(nèi)和箍筋間距在±20 mm以內(nèi)。

4）灌注樁鋼筋籠滾焊施工時將加勁箍筋安設(shè)到鋼筋籠主筋內(nèi)側(cè)并點焊牢固，形成加勁箍筋、箍筋與主筋的全點焊連接[1]。

3.4 同類型工藝方案對比

滾焊機制作鋼筋籠與傳統(tǒng)人工加工鋼筋籠對比具有明顯優(yōu)勢，優(yōu)缺點對比見表1。

表1 滾焊機制作鋼筋籠與人工加工鋼筋籠優(yōu)缺點對比

1）標準化程度高。鋼筋籠滾焊機加工鋼筋籠需配套行吊并在封閉式鋼結(jié)構(gòu)加工場進行加工，有利于項目標準化建設(shè)和企業(yè)形象，提升安全環(huán)保水平。

2）自動化水平與工效高。采用數(shù)控進行主筋自動定位、盤圓調(diào)直、箍筋自動纏繞整體成型，整體操作簡單，且加工效率是人工加工的1.5～2倍。

3）加工質(zhì)量高。鋼筋籠主筋及纏繞筋加工纏繞緊密且間距均勻，鋼筋籠同心度標準高；采用CO2保護焊焊接主筋與箍筋，焊接質(zhì)量高。

4）節(jié)省材料。箍筋不需搭接，較傳統(tǒng)人工制作節(jié)省鋼筋。主筋均勻分布，間距標準，多節(jié)鋼筋籠搭接準確、高效，節(jié)省吊裝對接時間。

5）適用性強。通過操作臺設(shè)定可任意調(diào)整焊接速度、纏繞筋間距、根數(shù)，操作簡單。

6）滾焊機制作鋼筋籠，需配套標準化鋼筋加工場及行車門吊，標準化鋼筋加工場前期建設(shè)及設(shè)備投入費用較大，前期投入成本較高。

7）在施工過程中，對滾焊機制作鋼筋籠實際功效進行全程跟蹤記錄。從鋼筋上料至鋼筋籠焊接完畢，整個過程中的用時、人力使用情況等進行統(tǒng)計分析（見表2）。

表2 人工生產(chǎn)與滾焊機制作鋼筋籠功效記錄

根據(jù)表2數(shù)據(jù)分析可知，與傳統(tǒng)人工加工相比，滾焊機制作鋼筋籠自動化程度明顯提高，滾焊機效率是人工加工的1.5～2倍，滾焊制作緊湊、高效。

4 結(jié)語

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《建筑業(yè)10項新技術(shù)》（建質(zhì)函〔2017〕268號）中鋼筋籠滾焊機為其中一項，福州地鐵4號線車輛段項目部積極采用、全面提升項目技術(shù)水平，并結(jié)合自身工程特點，對灌注樁鋼筋籠采用滾焊機制作。實踐證明，采用滾焊機后施工質(zhì)量、進度、經(jīng)濟等方面得到大幅提升，后續(xù)類似工程施工可參考運用。