可拆分式鋼筋連接施工技術及其應用研究

汪 磊 張飛君

(武漢建工集團股份有限公司，湖北 武漢 430000)

1 概述

隨著建筑業的不斷發展和進步，鋼筋混凝土的各種連接工藝愈發成熟和完善，其連接方式包括鋼筋綁扎搭接、焊接、機械連接以及目前裝配式建筑采用的漿錨和灌漿套筒連接等[1]。與此同時現代建筑更加追求個性化設計，建筑形態更加復雜多樣，使得主體構件鋼筋直徑越用越大，排布越來越復雜，安裝作業操作困難變大，特別是在空間狹小的節點位置，鋼筋分層多，彎折方向又是固定的，給工人現場操作和施工帶來了很大的不便，可能對工程質量、進度和安全產生影響；另外對于裝配式建筑部品和構件，其鋼筋都是在PC工廠預留預埋，在現場安裝時根本不可能有操作的空間和余地。

傳統的鋼筋連接方式均有其局限性。鋼筋直螺紋連接工藝做法是通過專用扳手軸向轉動鋼筋使鋼筋擰入直螺紋套筒中的方式進行機械連接，這樣對于鋼筋一端有彎折和鋼筋排布復雜的情況非常難施工，扳手手柄較長且擰動幅度大，無法在狹小空間中運作，因此容易出現兩難的情況，就是鋼筋彎折方向和鋼筋是否擰緊無法同時保證；而冷擠壓套筒連接的傳統工藝做法是通過擠壓機對套入鋼筋的冷擠壓套筒進行擠壓，擠壓機設備較大，無法在狹小的空間中擠壓，并且對于冷擠壓工藝要求高，連接速度慢。對于裝配式建筑采用的漿錨和灌漿套筒等方式，其在應用方面目前也遭到質疑。綜上所述，現有的鋼筋連接工藝在復雜鋼筋排布節點處施工速度慢、勞動強度大、效率低，并且在節點處容易留下質量安全隱患，在裝配式建筑現場安裝作業時可操作性不強。因此需要一種高效、實用、經濟、安全的粗鋼筋機械連接方法來解決上述問題。可拆分式鋼筋接頭是在充分研究鋼筋等強度連接的理論基礎上，通過將連接套筒改為可拆分式，利用機械原理使鋼筋絲頭與連接套筒連接為一體，進而達到等強度連接的目的。

2 施工工藝流程及操作要點

2.1 施工工藝流程

可拆分式直螺紋套筒施工流程圖見圖1。

2.2 操作要點

在鋼筋連接之前，首先要對原材料進行檢驗，包括鋼筋出廠合格證和復驗報告。可拆分式連接套筒的質量必須合格，包括上下半套筒尺寸、壁厚、內外絲扣、左右鎖母等要滿足連接需求。同時接頭質量符合要求。

1)連接用鋼筋應滿足GB 1499—2013鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋要求。可拆分式套筒各部分應優選鋼材，其尺寸應嚴格按照設計的規格進行，同時保證加工質量和精度。鋼筋就位：將絲頭檢驗合格的鋼筋搬運至待連接處。

2)對于裝配式預制構件，由于一端或兩端鋼筋是預埋預留好的，在連接時保證外露鋼筋的位置、規格、數量應符合設計要求。

3)可拆分式鋼筋直螺紋接頭在鎖母緊擰過程中可采用扭力扳手。使用該可拆分式鋼筋直螺紋套筒時，首先將左連接鋼筋和右連接鋼筋連接端頭事先加工為鋼筋直螺紋絲頭，如圖2所示。鋼筋連接時，首先將左套筒鎖母穿入左連接鋼筋中，將右套筒鎖母穿入右連接鋼筋中，如圖3所示，然后使左連接鋼筋和右連接鋼筋對接并擺放擱置在下半部套筒上，調整平整并適當轉動鋼筋使左右兩側鋼筋絲頭一致并與下半部套筒吻合，如圖4所示，接著將上半部半圓形直螺紋套筒和下半部半圓形直螺紋套筒以鋼筋對接點為中點扣裝于鋼筋直螺紋絲頭上，并達到合適的位置，如圖5所示，緊接著利用手工快速準確的將左套筒鎖母旋入鋼筋直螺紋套筒左端，將右套筒鎖母旋入鋼筋直螺紋套筒右端，完成上一步基本操作后，采用手工扳手將左右套筒鎖母擰緊，如圖6所示。在鋼筋連接過程中，采用兩個拆分式半圓形直螺紋套筒和兩個鎖母配套使用，只要旋轉套筒鎖母而無需轉動或軸向移動鋼筋，能極大的提高連接效率。

4)當鋼筋在彎折段連接時，根據連接部位及結構的復雜形式，可選用轉角型可拆分式直螺紋套筒進行連接，操作方式同可拆分式鋼筋直螺紋連接，如圖7所示，該轉角型套筒屬于可拆分式大直徑鋼筋直螺紋套筒的一種。鋼筋連接時，先將左側鎖母套入左連接鋼筋，將下側鎖母套入下連接鋼筋，然后將待連接鋼筋擱置在下半部套筒上，適當旋轉調整至絲扣吻合，接著將上半部套筒合龍，最后旋轉鎖母進行緊固。鎖母的緊固順序為：先擰緊下側鎖母和上側鎖母，最后擰緊左側鎖母。轉角型可拆分式直螺紋套筒鋼筋連接示意圖如圖8所示。

5)對于不同規格的鋼筋連接，可采用折線型或平緩型可拆分式套筒連接，圖9為折線型可拆分式套筒連接方式，圖10為平緩型可拆分式套筒連接方式。

6)在鋼筋連接好并充分擰緊后，應做好成品保護工作，將已完成擰緊工作和未完成充分擰緊工作的接頭區分開來。

7)施工檢驗：對完成對接連接的鋼筋接頭進行質量抽查和檢驗。

8)綁扎其他鋼筋。

3 可拆分式鋼筋連接技術經濟分析

普通鋼筋直螺紋套筒連接時，鋼筋的固定和轉動工作量較大，工人勞動強度高，且鋼筋自重大、用量多、接頭密，鋼筋連接質量及操作快捷高效是鋼筋連接裝置重點解決的問題。當前操作人員多采用普通鋼筋直螺紋套筒作業，當鋼筋直徑特別大、操作空間復雜狹小時，鋼筋連接速度較慢，工效降低。

可拆分式鋼筋連接技術特點有：1)接頭質量：可拆分式鋼筋連接技術是基于鋼筋等強連接技術，套筒拆分設計合理，并采用機械力學中成熟的鎖母扣接技術，連接技術能夠得到實現并保證鋼筋的連接質量。2)現場施工：由于鋼筋絲頭現場加工，而拆分式套筒和鎖母均在工廠加工完成，質量和精度都可得到滿足。可拆分式設計合理，作業人員可快速掌握，安裝過程簡單，無需大型機械設備。3)直接經濟效益高：與普通直螺紋套筒比較，可拆分式套筒的單價基本相當，但與其他連接方式如焊接或搭接相比，則可節約33%左右，但可拆分式套筒連接技術更加簡易方便和可操作。4)工作效率大大提高：普通鋼筋直螺紋連接一個接頭約需3 min，而一個可拆分式直螺紋套筒連接接頭用時僅1 min左右，相比節約時間約66.7%，大大節約了工作時間，特別是空間位置復雜、操作不方便、鋼筋難以轉動時其優勢更加明顯。

4 結語

可拆分式鋼筋連接施工是基于鋼筋等強度直螺紋連接技術，鋼筋連接質量和連接強度能夠充分保證。同時由于鋼筋直螺紋連接時不需要轉動鋼筋，只需用套筒將鋼筋絲頭扣裝而后用鎖母鎖緊即可，操作簡單方便，非常適合已經大直徑鋼筋及工作面狹窄時的鋼筋連接，另外在裝配式建筑預制構件現場的鋼筋連接方面推廣應用價值較大。

應用實例：武漢(武昌)工人文化宮更新改造工程，位于武漢市武昌區和平大道450號，地下2層，地上19層，框剪結構，樁承臺—筏板基礎，建筑面積為79 900 m2。工程鋼筋用量約8 000 t，使用可拆分式直螺紋套筒用量約1萬個，不僅連接質量可靠，同時解決了復雜節點處大直徑鋼筋連接困難的問題，更加省時省力，實現了較好的技術經濟效益。

[1] JGJ 107—2010,鋼筋機械連接通用技術規程[S].

[2] 劉 祥.大直徑鋼筋直螺紋連接施工技術及質量控制[J].山西建筑,2016,42(32):104-105.

[3] 李 先.分體式鋼筋直螺紋連接在樁基施工中的應用分析[J].橋梁,2011(7):78-83.

[4] 李向民.高強鋼筋機械連接接頭力學性能的試驗研究[J].工業建筑,2017(11):38-42.

[5] JG/T 398—2012,鋼筋連接用灌漿套筒[S].