粗直径钢筋滚轧直螺纹连接施工工法

粗直径滚压直螺纹连接工法1前言传统的钢筋连接方式如搭接、焊接等连接方式，无论从连接质量、效率还是可操作性均已不能满足建筑业迅速发展的需求。搭接的连接方式已不能用于大规格钢筋的连接，再加上焊接有很多不足之处：如钢材材质不稳定、可焊性差等情况；电源不稳定或焊工水平较差的情况；工期紧、电容量不够的情况；以及风雨寒冷等气候影响；还有防火要求高的场所的施工方案；水平钢筋的现场连接的质量和速度。焊接质量均无法保证。钢筋机械连接能避开上述种种困难，显示出明显得优势。近年来，国内建筑市场上各种钢筋机械连接技术迅猛出现和发展起来，相继开发出锥螺纹、镦粗切削直螺纹、挤压肋滚压直螺纹、剥肋滚压直螺纹等钢筋连接技术。其中钢筋等强度剥肋滚压直螺纹连接技术以其快捷方便、成本底、质量好、稳定可靠等优点在当今工程建设中得到越来越普遍的应用。粗直径钢筋机械连接多用于大型筏板基础及转换层部位的施工，存在钢筋密集，规格多，接头数量多，施工难度较大，施工质量不易得到保证的问题。因此在原材性能、下料加工及现场连接等过程中进行有效控制，避免其技术缺陷是保证钢筋连接强度、性能及质量符合要求的要点。2特点本工法是在对钢筋下料、丝头加工、钢筋连接等一系列过程的控制中，逐步总结出的一套高质、高效的粗直径滚压直螺纹连接施工方法，能有效的解决和避免流程中出现的各种质量问题及缺陷，能有效的提高生产效率及避免材料的浪费。3适用范围本工法适用于各种工业与民用建筑中剥肋滚压直螺纹套筒连接的施工，尤其适用于大型筏板基础及转换层的施工指导。4材料性能4.1钢筋原材连接所用的钢筋要有产品出厂合格证，产品性能检测报告，以及进场复验报告，其力学性能必须符合《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499等现行有关标准的规定。4.2滚压直螺纹连接套筒连接套筒要采用优质碳素结构或其它经型式检验确定符合要求的钢材，进场时必须有产品合格证，其力学性能应满足接头等级的要求。套筒的几何尺寸应满足产品设计图纸要求。套筒表面不得有裂缝、折叠、结疤、严重锈蚀等缺陷。套筒应有保护盖，有明显的规格标记。连接套筒的常用种类有：标准型、变径型及正反丝型。其中标准型用于正常状况下钢筋的连接，变径型用于不同直径钢筋的连接，正反丝型用于钢筋两端均不能转动情况下钢筋的连接。5工艺原理钢筋剥肋滚压直螺纹连接技术是先将钢筋待连接部分的横肋和纵肋剥切处理后，使钢筋滚丝前的柱体直径达到同一尺寸，再进行螺纹滚压成型，根据钢材冷作硬化的原理，钢筋上滚轧出的直螺纹强度大幅提高，从而使直螺纹接头的抗拉强度高于钢筋母材的抗拉强度，然后利用连接套筒进行连接，使钢筋丝头与连接套筒连成一体，从而实现了等强度连接的目的。6工艺流程及操作方法6.1工艺流程钢筋切割下料钢筋端头剥肋滚压螺纹加工丝头与套筒进行配套检查现场钢筋连接质量检验6.2操作要点严把每个过程的质量关是保证钢筋连接性能符合要求的重要条件，其中容易出现的质量问题有：（1）钢筋下料后，切口的端面与轴线不垂直，有马蹄形或挠曲。要求在下料时不得采用钢筋切断机，要用砂轮切割机或专用锯床，严禁气割，尤其对于粗直径的HRB400钢筋来说，如果在切割时不控制好切面的垂直而在切完后进行修正是件非常费时费工的事情。切口端面与轴线垂直是保证丝头加工后能达到要求的完整丝扣数及直螺纹连接力学性能的前提。（2）剥肋直径偏大、偏小或位置偏心。用游标卡尺检测钢筋剥肋直径，目测检查剥肋是否偏心，如存在问题，应调整剥肋压环螺丝及滚丝轮的位置，再次进行试加工，直至将剥肋直径控制在允许误差范围内为止。（3）螺纹尺寸偏大或偏小。丝头加工完毕后应用通规或止规进行检查：通端螺纹环规应能顺利旋入，止端环规原则不能拧进，但允许旋入不超过3个螺距的偏差。螺纹加工过大将导致套筒无法拧进；加工过小将导致套筒与丝头之间存在较大的间隙，很难满足钢筋连接的力学性能。如螺纹尺寸偏差超过允许范围，应及时调整滚丝时滚丝轮的切削压力。（4）丝头长度不符合要求。丝头长度过短将无法达到要求的完整丝扣数而直接影响直螺纹连接的力学性能；丝头过长将导致连接后外露丝扣过多而削弱钢筋的受力。重新调整剥肋刀开张碰块（限位）及进刀行程碰块位置（5）套筒与加工好的丝头不配套。套筒进场后应以500个头为一个检验批，每批按10%对套筒的长度、外径及螺纹尺寸进行抽检，以避免与加工完毕的丝头配套连接时出现过松、过紧或丝头外露过长等缺陷。（6）丝头的螺纹被破坏或丝头弯曲导致套筒无法旋入。该问题是丝头加工后未安装塑料保护套或保护套安装不牢固，在钢筋运输过程中碰撞而产生的。要求在丝头加工完后要及时安装牢固保护套，并且加强在钢筋吊装、运输过程中对钢筋的保护意识。（7）钢筋现场连接时不能完全旋入、外露丝扣过多。排除加工的原因后，产生该问题的主要原因是套筒轴线与钢筋轴线对不齐、连接时的拧紧力矩值达不到要求或连接时一端丝头旋入过长导致另一端无法旋入规定长度。对于第一种原因，应将钢筋丝头从套筒中旋出，并重新调整钢筋位置后再次进行连接，切忌在不调整钢筋位置的情况下使用蛮力拧紧套筒而导致丝头的破坏。对于第二种情况，多因现场连接时采用力臂较短的管钳，导致对直径32mm以上的钢筋难以使力。解决方法是采用大号的管钳或增加管钳的力臂。对于第三种情况，在连接第一根钢筋时应预留2~3扣，待第二根钢筋旋入至剩2~3扣时再同时拧紧即可。（8）钢筋就位后套筒无法旋入。该问题多在梁端采用正反丝的情况下产生。对于32mm以上、尺寸较长的粗直径钢筋，其就位基本依靠塔吊吊装，如果在吊装前不对钢筋丝头及套筒进行仔细的配套检查，就会造成多层钢筋吊装就位后不得不拆除并再次重新吊装的现象。7滚压直螺纹连接机具设备7.1钢筋直螺纹剥肋滚丝机钢筋直螺纹剥肋滚丝机用于加工钢筋丝头，该设备集钢筋剥肋及螺纹滚压于一身，一次装卡即可完成两道工序，它主要由机体、夹紧钳、剥肋滚丝头、减速机、进给机构、行程限位机构、电器控制系统等。依据工程中丝头加工量的多少，一般配置4~6台即可。HGS-40型剥肋滚丝机，其主要技术参数如下表表7.1HGS-40型剥肋滚丝机性能参数钢筋加工范围16~40主电机功率4kW配用电源三相380V50HZ主轴转速40-60r/min最大加工长度80mm重量500kg7.2卧式带锯床用于切割直径较粗的钢筋，一般配置1~2台。7.3砂轮切割机用于切割直径较细的钢筋，一般配置2~4台。7.4辅助工具卡尺、量规、通端环规、止端环规、管钳、力矩扳手等8劳动力组织本工法中后台加工丝头的人数为1人操作机械，2人搬动钢筋，共需36人。为确保钢筋丝头加工质量，6名操作人员均须经过专业技术培训，严格考核，持证上岗。现场钢筋连接人员视工程进度安排。9质量标准及检验办法本工法执行的标准为行业标准《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2003，9.1丝头质量检验操作者对加工的丝头要逐个进行检查。首先检查其外观质量，螺纹饱满，表面光洁，不粗糙，螺纹直径大小应一致，无虚假螺纹用缺肉、瘦牙等缺陷，螺纹长度、公差尺寸应符合规定；再次用检验钢筋丝头的专用量具-螺纹环规进行检验，钢筋丝头要能够顺利通过螺纹环规，且丝头与螺纹环规要十分吻合才算合格。9.2施工现场接头质量检验9.2.1工程中采用滚压直螺纹接头时，技术提供单位应提交有效的型式检验报告。9.2.2现场检验应进行外观质量检查和单向拉伸试验。首先目测已连接好的钢筋接头处丝扣，如果发现有一个完整丝扣外露，则该接头要重新拧紧或进行加固处理；然后用扭力扳手随机抽检每种规格接头数量的10％，且不少于10个进行检查。同一施工条件下采用同一批材料的同等级、同型式、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。对接头的每一验收批，必须在工程结构中随机抽3个试件做单向拉伸试验，其力学性能应符合《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2003的规定。如有1个试件的强度不符合要求，应再取6个试件进行复检。复检中如仍有1个试件检验结果不符合要求，则该验收批为不合格。9.2.3滚压直螺纹接头的单向拉伸试验破坏形式有三种：钢筋母材拉断、套筒拉断、钢筋从套筒中滑脱，只要满足强度要求，任何破坏形式均可判定为合格。9.2.4在现场连续检验十个验收批，全部单向拉伸试验一次抽样合格时，验收批接头数量可扩大为1000个。10安全措施10.1现场操作工人均应戴好安全帽。10.2用卧式带锯床切割钢筋时严禁开启保护罩。10.3用砂轮切割机下料时严禁前方站人，防止砂轮片碎裂伤人。不使用时要切断电源。10.4丝头加工过程中的钢筋搬动要注意防止挤伤。11效益分析经试验，用质量较好的砂轮切割片切割一根HRB40036的钢筋用时需8~9分钟，且平均下来，一张切割片只能切割9根钢筋，以新电花园1#商住楼工程为例，钢筋切割数量来看单40、36、及32的钢筋有1950吨（约切割6万个头），如只用砂轮切割片进行切割，按7.50张/元计算，仅购买砂轮片就需5万元左右，且加工时间过长。相比之下，一台卧式带锯床的价格在8500元左右，切割一根36mm的钢筋仅需2分钟，且一根锯条可以切割900~1000个头，而每根锯条约150元，算下来总价格在2.7万元左右，因此采用卧式带锯床切割粗直径钢筋与用砂轮切割机切割细直径钢筋相配合的方法进行下料，既缩短了加工时间又降低了加工成本。12工程实例新乡电力花园小区1#商住楼工程建筑结构形式为框支剪力墙结构,地下二层，地上三十层，裙楼三层，抗震设防烈度为8度。工程总占地面积5955M2，总建筑面积74558M2，基础底板为筏板基础，主筋规格为HRB40036及HRB40028，框支柱主筋多为HRB40036及HRB40032地上三层为结构转换层，转换层层高6.45m。转换梁、框支梁较大截面尺寸有1000×2600，1200×2000，1200×2500，1200×2700等规格，梁、柱主筋直径有40、36、32、28等，楼板厚度为250mm厚。钢筋等级主要为三级钢，钢筋的连接形式有：搭接和机械连接，直径d≥16mm的钢筋接长采用滚压直螺纹连接。该工程钢筋规格多，接头量大，进场的套筒量为：Φ28共8960个；Φ32共20300个；Φ36共11160个；Φ40共500个。实践表明，采取以上控制方法后，直螺纹连接的外观质量及力学性能检验均能一次性验收通过；钢筋加工、安装效率有了很大的提高，在保证质量的前提下，有效缩短了工期，达到了节约工程成本的目的。