鋼筋墩粗直螺紋套筒連接技術應用及質量控制通病分析

胡向前

摘 要：本文結合汕湛高速揭博項目鋼筋墩粗直螺紋套筒連接技術的應用，分析鋼筋墩粗直螺紋套筒連接技術帶來的變化及其質量控制通病，對提高鋼筋連接質量具有一定的參考意義。

關鍵詞：鋼筋 套筒連接 應用 質量控制通病

我國自80年代末發展鋼筋機械連接技術以來，經過不斷的改進和開發，相繼開發出了墩粗直螺紋套筒、錐螺紋、擠壓肋滾壓直螺紋等連接技術，并在建筑、冶金等行業得到廣泛應用。近年來，高速公路建設逐步引入鋼筋機械連接技術。汕湛高速揭博項目以全面實施高速公路施工標準化管理為契機，在本項目推行≥Φ25鋼筋采用墩粗直螺紋套筒連接技術，工程質量和管理得到明顯變化。

1.概況

汕湛高速揭博項目是廣東省高速公路網規劃的“二橫”——廣東省汕頭至湛江高速公路的組成部分，起點位于揭西大溪，與汕湛高速公路汕頭至揭西段順接，并設樞紐互通與省網規劃四橫線揭陽至惠東段相接，依次經過揭西、五華、紫金、終于惠州博羅縣石壩鎮，全長160.26公里。全線共設25個施工標段，即25個鋼筋集中加工棚。

2.與傳統加工方式的區別

2. 1加工環境的改變

高速公路是帶狀建筑物，點多路長，傳統的鋼筋加工都是在鋼筋加工及安裝數量較集中的橋梁、隧道工程附近設置臨時加工點，管理上容易疏忽，質量也得不到保障。揭博項目全面試行高速公路施工標準化管理，各施工標段鋼筋集中加工，搭設裝配式加工廠棚，為鋼筋墩粗直螺紋套筒連接技術應用提供良好的室內作業環境。

2.2作業方式的改變

鋼筋加工棚劃分功能區域。其中，鋼筋連接劃分單獨區域，分為原材料準備區、墩粗區、車絲區、連接區和成品區，形成完整工廠式的流水化作業。整個加工過程科學化、規范化、制度化，不僅降低了經營成本，提高管理效率，同時流水化作業也極大激發了所有操作工人的積極性。

2.3生產效率高

根據現場實際測算統計，鋼筋墩粗和車絲，平均40s左右可完成一個，每套設備每班能加工500個絲頭左右。裝配連接速度也同樣快，絲頭做好記號，再扭如套筒和連接鋼筋，且由于螺距大，扭入的絲扣數量也少，大大提高了連接速度。

2.4非破壞性檢測工具簡單

傳統焊接工藝非破壞性檢測項目包括探傷檢測、磁粉檢測、耐壓試驗、密封性試驗和外觀檢測等，檢測項目繁多，操作復雜且容易出錯。鋼筋墩粗直螺紋套筒連接現場檢測設備簡單，僅包含環規、塞規和扭力扳手等，操作容易，檢測速度快。

2.5影響質量因素減少

隨著對工程質量越來越高的要求，應用于高速公路建設的鋼材質量也越來越高，三級鋼的大量使用毫無疑問使得質量更穩靠。但由于三級鋼比二級鋼的含碳量更高，可焊性差的問題也逐步暴露出來。不論采取何種焊接方式，其抗拉強度穩定性都較差，極容易在焊縫位置脆性斷裂。直螺紋套筒連接技術結構原理是將待連鋼筋端部的縱肋和橫肋用切削的方法剝掉一部分，然后直接滾扎成普通直螺紋，利用帶內螺紋的連接套筒將兩根鋼筋連接起來。套筒連接使絲頭端部產生冷作硬化來提高絲頭的強度，使鋼筋接頭連接達到了與鋼筋母材等強，整個連接件上不存在薄弱環節。在汕湛高速揭博項目實施過程中，共做了78組接頭抗拉試驗，均未出現在接頭斷裂的現象。

傳統焊接方式受寒冷、雨水天氣影響較大，寒冷天氣里，焊接冷卻快，雨水天氣里，可焊性差，接頭宜發生裂紋和脆斷，而鋼筋墩粗直螺紋套筒連接技術并不受所述天氣因素影響，可全天候加工，其適應范圍更廣，質量更能得到保障。

2.6對環境影響降低

鋼筋在焊接時會產生大量煙霧、刺鼻的氣味、強光和高溫，對周圍環境和操作工人的身體健康產生影響，工人往往要穿戴厚重的防護服和護眼罩作業。鋼筋墩粗直螺紋套筒連接技術在實施過程中，除在切割鋼筋和打磨絲頭外產生噪聲和火花外，其它工序并不會對環境造成污染。

3.存在的通病及解決方案

（1）根據國家現行標準《公路橋涵施工技術規范》（JTJ 041—2011）及《混凝土結構設計規范》（GB 50010—2010）中受力鋼筋混凝土保護層最小厚度的要求，鋼筋連接件的混凝土保護層厚度滿足且不得小于15mm，連接件之間的橫向凈距不宜小于25mm。在實施過程中發現，在的蓋梁、現澆梁底腹板等部位，由于主筋密集且鋼筋保護層厚度設計均較薄，而受連接套筒厚度影響，箍筋安裝后通常導致鋼筋保護層厚度不滿足要求，必須使主筋或者箍筋挪動一定位置來確保鋼筋保護層厚度。

（2）受人為因素影響較大，尤其是墩粗、車絲等工藝，個人操作習慣和經驗造成質量極不穩定，且造成大量的返工。操作工人應經過系統的崗前培訓，尤其是要經過廠家技術人員的培訓，經過培訓上崗的工人應相對穩定，不能頻繁更換，以確保加工質量穩定。

（3）鐓粗壓力是靠液壓系統實現，液壓系統容易發生壓力不穩定而導致鋼筋鐓粗段長度、直徑等質量達不到驗收標準。每一批鋼筋進行鐓粗加工前，均應做鐓粗試驗，并以鐓粗量格來確定最佳的鐓粗壓力及縮短量的最終值。對鐓粗試驗加工出來的成品進行鐓粗基圓直徑、鐓粗長度、鐓粗縮短尺寸等檢查，并根據檢查結果調整鐓粗壓力，直到鐓粗的成品合格率不小于95%，從而確定最佳參數。檢查鐓粗鋼筋頭是否存在偏壓現象（一邊大一邊小）、裂紋、幾何尺寸不符合要求的，均必須切掉鐓粗段重新加工。

（4）鐓粗機墩頭由于反復受力，變形較快，一些工人嫌拆裝麻煩，已經變形的墩頭繼續使用，鐓粗出來的端頭不平整，導致絲頭不飽滿。在實施中，除采用更高強度的墩頭外，施工員和現場監理定期或不定期檢查墩頭變形情況，發現變形后，要求更換。

（5）車絲疏刀在加工一定數量后磨損較厲害，工人嫌拆裝麻煩，承包人考慮費用成本，磨損的疏刀繼續使用，導致車絲出來的絲頭有魚鱗片狀、毛刺、牙具等達不到要求。實施中除做好技術交底外，應強制要求疏刀在加工3000-5000個絲頭后必須更換，施工員和現場監理發現絲頭有魚鱗片狀、毛刺等現象，應立即要求更換疏刀。另，絲頭直徑（包括大徑、中徑、小徑）達不到要求，套筒旋入后，有較大空隙，晃動手感明顯。應制作各鋼筋型號絲頭標準件，在更換疏刀后，調試疏刀位置時，用標準件進行校準。

（6）原材料鋼筋采用擠壓剪斷方式，鋼筋端頭不平，工人為操作快捷方便，在截取鋼筋時也喜歡采用擠壓剪斷方式，采用此類方式截斷的鋼筋極易導致鐓粗偏壓，絲頭不飽滿。所有鋼筋截斷應采用砂輪切割機，確保端頭面垂直鋼筋軸線，保證絲頭質量，減少返工率。

（7）揭博項目所在地區空氣濕度大，車絲完的絲頭和套筒短時間內就開始生銹，影響連接質量。對于較長時間不用的鋼筋，絲頭上用保鮮薄膜纏繞密實后再套保護套，有效解決絲頭銹蝕問題。套筒的開（箱）封根據加工的進度來，不要批量開（箱）封。另，在車絲時，應盡量采用油性潤滑液，以此減少絲頭銹蝕因素。

（8）現場連接難度大，如樁基鋼筋籠，一條30m的樁基鋼筋籠需至少分三節連接，室內連接很容易實現，但不具備運輸和吊裝條件，必須下一節鋼筋籠，再連接一節。一個鋼筋籠主筋數量一般≥20根，且同截面接頭數量≯50%，給現場連接帶來極大的困難。如要保證質量，應在室內先預連接好，并在每根連接鋼筋上做好記號，再拆裝后分節運輸和現場分節連接。

4.結束語

從汕湛高速揭博項目開工至交工驗收，通過對各施工標段鐓粗直螺紋套筒連接工藝的檢查和驗收，并通過對操作工人的詢問和了解，以及不斷的磨合、改進，該工藝在高速公路建設中的應用已日趨成熟。其中，優點和不足之處也十分突出，包括目前還沒有相關的國家標準。但毫無疑問，該工藝對高速公路建設鋼筋加工及安裝的質量、工程管理、成本管理等作用是明顯的。應在高速公路建設中大規模推廣。

參考文獻：

[1]JGJ107-2010，鋼筋機械連接通用技術規程.

[2]JTJ041-2011，公路橋涵施工技術規范.

[3]GB50010-2010，混凝土結構設計規范.

[4]高速公路施工標準化指南 2012.