直螺纹套筒施工方案
一、工程概况
本工程为合肥市金雅迪置业有限公司金雅迪大厦，位于合肥市新站实验区胜利路北侧，琅琊山路西侧，施工场地狭小。分为A、B两个区，A区为地上24层，局部18层，地下一层，建筑面积16135O；B区为地上32层，地下二层，建筑面积40180.5O；总建筑面积56315.5O。该工程结构梁钢筋采用三级钢筋，三级钢Φ18-Φ25规格采用直螺纹连接施工。
二、直螺纹连接技术要求
1、连接套
①、经检验合格的连接套，包装箱内应有明显的标记，一端孔
应用密封盖扣紧。
②、连接套进场时应有产品合格证，安装前应进行复检。 ③、连接套不能有严重锈蚀、有油脂等影响混凝土质量的缺陷
或杂物。
④、连接套精确为副6f级，并符合GB/T197的规定，表面粗糙
度不低于6.3。 ⑤、按照施工的实际需要
标准型：用于一般连接钢筋的部位； ⑥、标准型连接套的外形尺寸应符合下表规定：
连接套外形尺寸
单位：mm
2、施工准备
为了满足本工程质量及进度要求，由专业单位负责施工： ①、本工程将由专业施工单位调派李才星到现场负责。 ②、确保现场有专业机械操作工2-4人（有上岗证）钢筋滚压
机2台，并根据施工现场要求随时增加，机械及人员以满足施工进度。
③、在施工现场设专职质检员壹个，对所有加工与安装的接头
及时检查，并做好记录（统一 表格式）；确保工程质量优良（优良率100%）。
④、在施工现场设专职 安全员壹名，配合做好安全预防措施，
并做好记录。
3、丝头加工
①、螺纹加工直径调定：根据所加工直径，把滚丝的相应规格
通过通止棒调整，然后锁紧滚丝轮，严禁一次调定，滚丝牙应相对吻合，严禁丝牙交叉锁紧。
②、长度调整：根据所滚压钢筋直径丝头长度，把行程调节板
上相应的.刻线对准护板上的“0”刻线，然后锁紧，即完成初步调整。
③、直径、长度的调整：由于各部误差积累影响刻线的准确性，
所以刻线均为初步指示线，最后以实际加工的直径和丝头长度进行微调，直至合格，调整时必须直径从大到小，丝头长度由短到长，顺序渐渐的进行调整。
④、钢筋安放：把床头置于停车极限位置，将加工钢筋卡在夹
钳上，钢筋伸出长度以其端面与滚丝头钢丝轮外端面对齐为
准，然后夹紧钢筋。
⑤、丝头加工：开启水泵，逆时针搬动进给手柄，使主机启动，
并平稳前进，当滚丝轮接触钢筋后，仍需给手柄一定的力，使其能自动按螺距前行两个螺距后再去掉手柄力，使其自动进给。当完成丝头滚压长度后，机床会自动倒车回返，在滚轮与丝头完全脱开后，顺势摇到“0”位，机床自动停车。松开夹钳，取下钢筋，即完成一个丝头的加工。
4、丝头加工注意事项
①、钢筋滚压直螺纹丝头端面应垂直于钢筋轴线，不得有饶曲
及马蹄形。
②、夹钳上的钢筋伸出长度向里外都直接影响丝头的加工长
度，故其伸出端面必须与钢丝轮外端对齐。
③、按要求调定滚丝轮直径和调节板刻线，并夹紧钢筋。 5、螺纹丝头质量控制及检测标准
①、外观质量：目测牙形饱满，牙顶宽超过0.75MM秃牙部分累
计长度不得大于螺纹周长的1/2。
②、螺纹直径：利用螺纹通止环规进行检查，通规能顺利旋入
螺纹并达到旋合长度，止规旋入丝头不超过3P即3个丝（P为螺距）。
③、滚压螺纹长度：按表一螺纹旋合长度+1标准，进行1%抽样
检查，并做好检验记录。
④、筋丝头螺纹的丝牙完好率≥9.5%，若未达到标准，应及时
更换滚丝轮。
6、连接方法
丝头加工完成先按丝头质量控制，检测标准，将丝头的外观直
径长度进行检查，检查合格后，即可用管钳将螺纹连接套筒拧入丝头端部，空头一端用塑料保护帽拧上或采用其他保护措施，编号存放备用。如即加工即安装，可将另一根带螺纹的钢筋对准螺纹套筒，用管钳顺时针旋动钢筋拧入套筒内，拧紧为止（外露完整丝牙不得超过2丝）。 7、施工检验与验收
①、同一施工条件下同等级、同型号、同规格的钢筋接头，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。
②、第一验收批必须随机截断3个试件作单向拉伸试验，如拉
伸强度大于母材强度则可评定验收该批为合格，如有一根试件不合格，应取双倍试件（6个）进行复检，直到全部试件合格，才能进行钢筋连接施工。
③、连接检验10个验收批，其全部单向拉伸试件一次抽样均合
格时，验收批接头数量可扩大到1000个头。
8、加工质量检验方法
①、钢筋丝头螺纹中径尺寸的检验应符合通环规则顺利旋入整
个有效扣长度，而止环规旋入丝头的深度小于等于3P（P为螺距）。
②、钢筋丝头螺纹的有效旋合长度用专用丝头卡板检测，允差
不大于1P。
③、连接套螺纹中径尺寸的检验用止、通塞规。止塞规旋入深
度小于等于3P；通塞规应全部旋入。
三、钢筋滚扎直螺纹连接技术标准
1、接头的设计应满足强度和变形性能的要求。
2、接头连接套的屈服承载力和抗拉承载力标准值应不小于被连接
钢筋的屈服承载力和抗拉承载力标准值的1.10倍，
3、接头应根据其等级和应用场合，对单向拉伸性能、高应力反复
拉压、大变形反复拉压、抗疲劳、耐低温等各项性能确定相应的检验项目。
4、根据抗拉强度以及高应力和大变形条件下反复拉压性能的差
异，接头分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级三个等级。
Ⅰ级：接头抗拉强度不小于被连接钢筋实际抗拉强度或1.10倍钢筋抗拉强度标准值，并具有高延性及反复拉压性能。 Ⅱ级：接头抗拉强度不小于被连接钢筋抗拉强度标准值，并具有高延性及反复拉压性能。
Ⅲ级：接头抗拉强度不小于被连接钢筋屈服强度标准值的1.35倍，并具有一定的延性及反复拉压性能。
5、
Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级接头的抗拉强度以及变形性能应符合下表的规定。Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级接头在经受规定的高应力和大变形反复拉压循环，且在经历拉压循环后，其抗拉强度仍应符合下表的规定。
6、对直接承受动力荷载的结构构件，接头应满足设计要求的抗疲
劳性能。当无专门要求时，万次循环加载。对连接HRB400级钢其疲劳性能应经受应力副为100N/mm2，最大应力为190N/mm2的200万次循环加载。
7、当混凝土结构中钢筋接头部位的温度低于-10℃时，应进行专门
的试验
四、钢筋滚扎直螺纹连接质量和验收标准
1、连接套加工检验项目、检验方法及检验要求见图、表。
表1：连接套质量检验要求
2、丝头加工检验项目、检验方法及检验要求见下图、表。
表2：钢筋丝头质量检验直螺纹套筒连接施工方案要求
五、常见问题及处理措施 1、钢筋丝头加工
①、丝头螺纹长度偏差大
原因分析：滚扎机工作行程开关失灵或行程距离未调整准确。 处理措施：检查、维修、重新调整设备的行程控制机构。 ②、丝头螺纹牙形不饱满，同一丝头牙顶宽普通大于0.3P。
原因分析：滚丝轮磨损过大；钢筋原材直径负差过大。 处理意见：更换滚丝轮；更换原材或从套筒厂家特制套筒。 ③、头螺纹不完整，有牙顶宽度大于0.3P的不连续螺纹（断牙）
原因分析：钢筋端面有马蹄形；钢筋端部有损伤。 处理措施：用砂轮切割机切掉有缺陷的钢筋端部。 ④、丝头螺纹直径偏差过大。
原因分析：滚丝轮精度太低或磨损大。 处理措施：更换滚丝轮。 2、钢筋现场连接
①、连接套筒不能完全拧到位。
原因分析：a、开始连接时，操作人员未将套筒对正钢筋中线，螺纹未完全咬正的情况下即采用板手旋拧； b、连接套筒与钢筋丝头加工工艺方式不匹配； c、套筒螺纹中径偏小或钢筋丝头螺纹中径偏大。
处理措施：a、撤除已连接套筒，对工作人员就技术要求重新交底；
b、检查套筒出厂标志，更换工艺不匹配的连接套筒； c、更换套筒重新连接，更换后仍无法旋拧到位的，当一侧钢筋已经固定于混凝土中时，及时加工特制套筒重新连接；加
强套筒进场检验和现场丝头检验，不合格套筒全部退出工地，不合格丝头重新加工。
②、连接套筒用手即可拧到位，螺纹配合间隙过大。
原因分析：a、连接套筒与钢筋丝头加工工艺方式不匹配； b、套筒螺纹中径偏大或钢筋丝头螺纹中径偏小；
处理措施：a、更换套筒重新连接，更换后仍无法旋拧到位的，当一侧钢筋已经固定于混凝土中时，及时加工特制套筒重新连接；
c、加强套筒进场检验和现场丝头检验，不合格套筒全部退出工地，不合格丝头重新加工。
关键词：钢筋连接,钢筋滚压直螺纹套筒,连接技术,应用
1 钢筋连接的发展状况
在现浇钢筋混凝土工程施工中, 较大直径的钢筋连接多年来一直沿用传统绑扎法施工, 虽然它施工简便, 不需要熟练技术工人, 不受气候影响, 但浪费钢材, 钢筋的偏心连接会产生附加剪应力, 接头传递力效果不好;布筋密度大会给浇筑振捣带来困难, 影响振捣密实性。而焊接连接如电弧焊、闪光焊及电渣压力焊受多种因素的影响, 存在一些不稳定因素, 例如工地电容量不足, 电压不稳定会影响焊接质量, 某些地区气侯潮湿、气温过低、钢材化学成分不稳定等因素也影响接头质量。为了解决以上问题, 较大直径的钢筋常采用机械连接, 如套筒冷挤压、锥螺纹连接、直螺纹连接等进行施工。
2 钢筋滚压直螺纹套筒连接技术原理与特点
钢筋滚压直螺纹套筒连接接头是将钢筋连接端头采用专用滚轧设备和工艺, 通过滚丝轮直接将钢筋端头滚轧成直螺纹, 并用相应的连接套筒将两根待接钢筋连接成一体的钢筋接头。钢筋滚压直螺纹套筒连接技术是钢筋直螺纹连接技术中的一种。
在钢筋待接端头直接滚轧加工过程中, 由于滚丝轮的滚轧作用, 使钢筋端部产生塑性变形, 根据冷作硬化的原理, 滚轧变形后的钢筋端头可比钢筋母材抗拉面积增加, 抗拉强度可提高6%～8%, 从而可使滚轧直螺纹接头部位的强度大于钢筋母材的实测极限抗拉强度。与其他直螺纹连接技术相比, 钢筋滚压直螺纹套筒连接技术具有以下优点:设备投资少、螺纹加工简单 (一次装卡即可直接完成滚轧直螺纹的加工) 、接头强度高、连接速度快、生产效率高、现场施工方便等, 可适用于钢筋混凝土结构中直径16 mm～40 mm的Ⅱ级, Ⅲ级钢筋连接。其接头性能可达到JGJ 107-2003钢筋机械连接通用技术规程的A级标准。与传统的焊接工艺技术相比, 具有以下特点:操作简单, 施工速度快, 螺纹加工提前制作, 现场装配作业;应用范围广, 适用于直径16 mm～40 mm的Ⅱ级、Ⅲ级钢筋在各种方位同、异直径的连接;接头质量受人为因素影响小, 现场施工不受气候条件影响;无污染, 无火灾及爆炸隐患, 施工安全可靠;节约能源, 耗电低, 设备功率仅为3 kW～4 kW。
3 钢筋滚压直螺纹套筒连接施工工艺
3.1 施工工艺流程
现场钢筋母材检验→钢筋端部平头→直接滚轧直螺纹→直螺纹丝扣检验→拧保护套→存放→钢筋直螺纹连接套筒检验→现场连接钢筋→接头检验。
3.2 工艺原理
钢筋滚压直螺纹套筒连接技术是先将钢筋连接部分的端部平头处理后, 再进行直接滚轧直螺纹, 然后利用直螺纹连接套筒进行连接, 使钢筋端头特制的直螺纹和直螺纹套管咬合形成整体, 从而实现连接的目的。钢筋等强滚轧直螺纹连接标准型钢筋接头、钢筋滚压直螺纹套筒连接接头试件如图1, 图2所示。
3.3 钢筋直接滚轧直螺纹连接套筒的选用
钢筋滚压直螺纹套筒的规格尺寸随连接钢筋的直径不同而不同, 根据现场的用量、具体规格, 直接由定点生产厂家提供合格产品, 按时组织到位、进场时进行验收。套筒附材质质保书、产品合格证, 并确保套筒不得有严重锈蚀、油脂、裂缝节疤等缺陷, 尺寸应符合产品质量标准要求。
3.4 质量检验
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。2) 接头质量检验。按规定要求, 在同一施工条件下, 采用同一批的同等级、同形式、同规格接头以500个为一个验收批 (不足500个也作为一个验收批) , 进行现场取样。对每一个验收批接头正在施工的工程结构中随机截取3个试样进行试验, 并按JGJ 107-2003中单向拉伸强度的检验指标判定和检验。
4 工程实例
以金海湾通用研发中心工程为例, 采用滚压直螺纹套筒连接与焊接、绑扎作比较。金海湾通用研发中心工程总建筑面积70 640.83 m2, 其中地上部分建筑面积为55 156.83 m2, 地下室建筑面积15 484 m2;1层为办公门厅、样品展示厅, 2层～10层为办公用房, 地下1层为车库及平战结合的防空地下室。
4.1 提高工效
地下室钢筋用量占工程钢筋总用量的50%, 地下室底板采用双层双向板配筋且板厚为35 cm, 地下室整体配筋多, 其基础梁的截面大, 焊接及绑扎的难度较大, 采用滚压直螺纹套筒连接, 可以预先进行加工后到现场连接;如采用焊接则需要在现场配置相应设备, 并占据施工场地且影响后续工序的进行;如采用绑扎搭接, 所耗费的时间将更长。
4.2接头质量可靠
梁柱节点处的钢筋比较拥挤, 净距不到40 mm, 如采用搭接会加大钢筋拥挤程度。采用直螺纹接头, 由于钢筋的对中性好, 无重叠驳口, 改善了排筋上的拥挤情况, 从而能有效地消除在浇捣混凝土过程中由于钢筋过密引起的振捣困难。
4.3可节省钢材
根据图纸计算所得直螺纹连接的接头共计24 432个, 其中22的5 582个, 25的18 850个。如采用绑扎搭接, 搭接长度均按35 d计算, 22的将多耗费0.022×35×5 582×2.98/1 000=12.808 t, 25的将多耗费0.025×35×18 850×3.85/1 000=63.501 t。
5结语
在金海湾通用研发中心工程中, 大直径钢筋滚压直螺纹套筒连接技术具有一定的社会效益和经济效益, 适用于复杂受力结构工程, 能较好地解决超密集、大直径钢筋的连接问题, 且与传统的搭接方法相比能节约钢材。在高层、大型建筑日益增多的今天, 值得进一步应用和推广。应用中发现, 钢筋滚压直螺纹套筒连接技术也存在不足:螺纹加工精度稍差, 滚丝轮磨损快、寿命短;另外, 钢筋母材的纵横肋经滚轧后, 易出现两层皮现象, 有可能影响螺纹的强度和寿命;此外还有其他一些跟客观情况相关的不良现象出现。鉴于易出现的不良情况, 建议施工中应根据现实情况加以改进或避免, 并加强质量检验环节, 多道把关, 以保证工程质量。
参考文献
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[3]GB1499-1998, 钢筋混凝土用热轧带肋钢筋[S].
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[5]JGJ18-2003, 钢筋焊接及验收规程[S].
[6]JGJ107-2003, 钢筋机械连接通用技术规程[S].
关键词:钢筋连接 剥肋滚压 直螺纹 套筒
中图分类号:TU758 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)03(c)-0062-01
钢筋连接方式可大致分为传统连接和机械连接。钢筋传统连接方法为钢筋焊接,如电弧焊、电渣压力焊、闪光对焊等,常见的机械连接有钢筋套筒挤压连接、钢筋锥螺纹套筒连接、钢筋镦粗直螺纹套筒连接和钢筋滚压直螺纹套筒连接。根据滚压直螺纹成型的方式钢筋滚压直螺纹套筒连接技术又可分直接滚压螺纹、挤压肋滚压螺纹和剥肋滚压螺纹三种。
本文结合江风口分洪闸扩建工程谈谈钢筋剥肋滚压直螺纹套筒连接技术的原理、施工工艺、特点及质量控制方法。
1 工程概况
江风口分洪闸(以下简称江风口闸)位于山东郯城,邳苍分洪道的入口处,是分泄沂河超量洪水入邳苍分洪道的控制性工程,工程于1955年建成后数次分洪,对保障沂河中下游防洪安全起了重大作用。
扩建工程主体工程闸墩墙和底板配筋规格较多,其中主筋多为Ⅱ级Ф16～Ф28,钢筋布置密集,用量大、接头多,如采用传统的焊接工艺,不仅施工易受天气限制,劳动强度较大,且钢筋连接质量难以保证,并在一定程度上影响工期。经工程参建单位研究,一致同意采用钢筋剥肋滚压直螺纹套筒连接技术。
2 技术原理
钢筋剥肋滚压直螺纹套筒连接是利用金属材料塑性变形后冷却硬化以增强金属材料强度的特性,使接头与母材等强的原理来实现的。
具体做法是:用钢筋剥肋滚丝机将钢筋端部剥肋滚压、加工螺纹自动一次成形后,用相应的套筒将两根钢筋端部相互连接。由于加工后螺纹底部钢筋的原材未被切削掉,而是被滚压挤密,钢筋产生加工硬化,提高了原材强度,从而实现了钢筋等强度连接。
3 施工工艺
3.1 工艺流程
钢筋剥肋滚压直螺纹套筒连接施工工艺大致分为两个阶段如下。
钢筋端部加工:钢筋端面平头→剥肋滚压螺纹→丝头质量检验→带帽保护(必要时带套筒保护)→丝头质量抽检→存放待用。
钢筋连接:钢筋就位→除去保护→套筒连接→作标记→质量检验。
3.2 注意事项
(1)所用钢筋均应有产品出厂合格证,产品性能检测报告,并经进场检验合格,且符合《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499及《钢筋混凝土用余热处理钢筋》GB13014的规定,合格的材料是保证工程质量的前提条件。
(2)端面平头的目的是让钢筋端面与轴线方向垂直,并使钢筋连接端面之间有充分接触,因此钢筋切割应采用无齿锯或砂轮切割机,严禁气割,必要时端面用角磨机打磨突起、毛刺等,以确保钢筋待连接端面平头。
(3)加工前检查钢筋剥肋滚丝机,确保设备完好后,按规定的钢筋规格调试好设备。
(4)钢筋端部丝头加工时采用水溶性切削液,严禁用机油,严禁不加切削液加工。
(5)钢筋丝头及套筒的质量检验应符合行业标准《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2003有关规定。
(6)参加丝头加工及连接施工的人员必须进行技术培训,经考核合格并颁发上岗操作证,方可上岗操作。
(7)按照行业标准《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107－2003和《滚轧直螺纹钢筋连接接头》的规定,本着从严的原则,严格做好施工各環节的质量检验工作。
4 特点
钢筋剥肋滚压直螺纹套筒连接技术与传统的焊接工艺及其它机械连接技术相比,具有如下特点。
(1)螺纹牙型好,精度高,连接质量稳定可靠,连接强度高。
(2)连接接头具有优良的抗疲劳性能,接头强度高、延性好,能充分发挥钢筋母材的强度和延性。
(3)劳动强度小,操作简便、快捷,螺纹可提前加工制作,套筒可工厂化生产,不占工期,加工效率高。
(4)适用范围广,水利、土木和道桥工程的闸墩、底板、基础、梁、柱或桩、梁、桥面等均可使用。
(5)钢筋连接时无污染,由于不用电、无明火,可避免火灾隐患,现场施工不受天气条件影响。
(6)施工时不受场地限制,可在狭小场地钢筋密集处灵活操作,适用性强。
(7)节约钢材和能源,耗电量低。
5 质量控制
5.1 丝头质量控制
丝头质量控制采用目测和量具相结合的方法。对已加工的丝头要逐个检查其外观质量,螺纹应饱满,牙形完整,表面光滑,螺纹直径大小应一致,螺纹长度、公差尺寸应符合规定；用通端螺纹环规检验时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；丝头长度用卡尺或专用量规检验,其长度应为标准型套筒长度的1/2,其公差为+2P(P为螺距)。
经施工自检合格的钢筋丝头,监理部再对每种规格随机抽检10％,且数量不少于10个,如果在抽检中有一个不合格,则对加工的该批产品全数进行检查,对不合格的丝头要进行分析处理,经检验合格的丝头方准予使用。
5.2 接头质量控制
钢筋接头在施工自检合格后,再由监理部进行验收。在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连续生产的500个为一个检验批进行检验和验收,不足500个也按一个检验批计算。在每一个检验批次中随机抽取15%,且不少于75个接头检验其外观质量及拧紧力矩。接头拧紧后单边外露丝扣长度不应超过2P,拧紧力矩应不小于行业标准《滚轧直螺纹钢筋连接接头》的规定,如果在抽检中发现有一个接头松动,则要对该种规格的接头全数进行检查。
在上述验收合格后,监理部再对每批同规格钢筋随机抽样做抗拉强度试验(对有特殊要求的混凝土结构,可增做单向反复拉伸试验和疲劳性能试验),试件抗拉强度应符合行业标准《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107－2003的规定。每一验收批钢筋接头数量不得超过500个,且至少进行一组(三个试件)试验,如果有一个试件不合格,则要取双倍试件试验,如仍有不合格,则该批接头为不合格,禁止在工程中使用。
6 结语
各区县质监站：
近日，我站在市管项目的监管过程中，发现部分钢筋机械连接直螺纹套筒长度，比企业通过套筒型式检验时的套筒长度短的质量问题（如：重庆奇甫机械有限责任公司生产供应的HRB400D16、D18、D25、D28四种规格的套筒，其型式检验套筒长度为40.1mm、44.9mm、60.3mm、64.9mm，实测套筒长度为36mm、41mm、56mm、62mm)。钢筋机械连接套筒通过钢筋螺纹与套筒螺纹的机械咬合力传力至套筒本体截面，套筒长度决定了套筒丝数既套筒与钢筋的咬合力，套筒强度满足要求但咬合力不足会产生钢筋从套筒拔出的质量问题，套筒的咬合力是否满足传力要求涉及套筒设计长度，需通过型式检验给予证明。针对目前工地现场检查发现的套筒规格尺寸严重质量问题，提示如下：
一、因各套筒生产厂家在生产套筒时所采用的原材料及生产工艺不同，套筒的外径及长度尺寸是各厂家进行产品设计时重要参数，并经型式检验后定型确认。各厂家生产的套筒规格各不一致，其合格判定要求规则应满足以下条件：
1、应符合《钢筋机械连接用套筒》（JG/T163-2013）（产品标准）附录A的最小外径和长度尺寸要求。
2、应符合厂家提供的型式检验报告中套筒样品外径和长度的要求。直螺纹套筒的外径和长度允许偏差应符合《钢筋机械连接用套筒》（JG/T163-2013）第5.3.1条的规定。
二、严格钢筋机械连接直螺纹套筒进场质量验收。
1、套筒进场质量保证资料应齐全，应包括符合新标准JGJ107-2016的型式检验报告、厂家出具的产品质量证明书、随包装的套筒合格证、生产套筒的原材料质量证明文件。
2、按照JGJ107-2016第7.0.4条的要求，对套筒标识、套筒适用钢筋等级、进场套筒与型式检验报告的套筒尺寸和材料的一致性进行抽检，并形成记录。
3、按照JGJ107-2016第7.0.2条的要求，对不同钢筋生产厂家的钢筋进行接头工艺性检测。
三、质量监督应重点关注：
1、核查产品进场报验程序及质量保证资料
2、抽查套筒产品质量
重庆市建设工程质量监督总站
1、本规定适用于剥肋滚轧直螺纹钢筋连接的现场施工操作；
2、凡从事剥肋滚轧直螺纹钢筋加工、连接工作的工人必须经过技术培训，成绩合格者方能持证上岗，班组成员应相对固定。
3、现场设备及人员准备：由于直螺纹连接属于场外预制，现场连接的施工方式，所有钢筋丝头的加工均在钢筋加工场地完成，这就要求设备电量为4KW/套。安装时滚丝机主轴中心与放置在支架上的待加工钢筋中心线保持一致。人员配置情况：正常情况下每台班应配操作工作人3-6人，其中滚丝机操作1人，丝头质检、盖保护帽及钢筋搬运2-5人。
4、凡采用剥肋滚轧直螺纹连接技术的工程，所用的连接套筒必须由本公司提供，并应附有套筒出厂合格证、材质证明书，资料齐合方可使用。
5、套筒进入现场手应妥善保管，不得造成锈蚀及损坏。
早期剪力墙竖向钢筋的连接方式主要以绑扎与焊接两种方式为主, 但施工起来, 不仅浪费了大量人力物力, 而且减缓了施工进度。随着国民经济的快速、持久发展, 钢筋混凝土结构大量使用, 钢筋连接技术得以迅速发展, 主要适用于现场施工。钢筋冷镦粗直螺纹套筒连接技术是钢筋连接技术中的一种, 由于其具有接头强度高、质量稳定、螺纹精度高、加工速度快、工作性能高、应用范围广、经济效益好等众多优点, 已经在全国范围内的建筑、桥梁等领域得到了广泛的应用。
该文以深圳怡化金融科技大厦剪力墙钢筋网的制作为主线, 从经济成本的角度, 取某标准层全部的剪力墙为对象, 分别计算其竖向钢筋以绑扎和直螺纹套筒连接两种方式下的钢筋用量, 为冷镦粗直螺纹套筒连接技术的使用提供理论依据。
1 工程概况
深圳怡化金融科技大厦为超高层综合楼, 属超B级建筑, 建筑物平面形状呈不规则的“L”形, 外观造型尚属国内少见, 其独特的结构形式要求采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构。在不久的将来, 将成为深圳软件科技园的地标性建筑, 其建筑高度为148.15m, 建筑总面积64 409.61m2, 基础采用钻孔扩底灌注桩, 地基基础设计等级为甲级, 建筑物安全等级为二级, 抗震设防烈度为丙类, 设计使用年限50年。
本建筑标准层层高4.5 m, 剪力墙厚度为300~500 mm, 由于厚度不小于层高的1/15, 且不小于300mm, 高度与厚度之比大于4时, 仍属一般剪力墙[1]。
2 剪力墙钢筋网的制作
2.1 建筑物混凝土强度等级
2.2 墙截面配筋
框架剪力墙结构中, 剪力墙的竖向、水平分布钢筋的配筋率, 抗震设计时均不应小于0.25%, 各排分布筋之间应设置拉筋, 拉筋的直径不应小于6mm、间距不应大于600mm[3]。拉筋两端同时勾住外排水平分布钢筋和竖向钢筋, 与剪力墙内排水平纵筋和竖向纵筋绑扎在一起, 见图1。
建筑物中纵、横剪力墙组成形式有L形、T形和[形等形式[2]。墙的端部布置有暗柱端柱、连梁等边缘构件的竖向钢筋, 墙体水平方向钢筋的连接方式采用绑扎搭接, 竖向钢筋直径大于或等于16mm的使用直螺纹套筒连接, 其它的仍用绑扎搭接。
2.3 水平方向及竖向小直径钢筋的绑扎搭接
钢筋绑扎用的铁丝采用20号铁丝。四周两行钢筋交叉点每点扎牢, 中间部分交叉点相隔交错扎牢, 保证受力钢筋不位移。前后两层钢筋网间设置直径6~10 mm的钢筋撑铁, 以固定钢筋网间距, 间距约为1 m。
钢筋搭接处, 分别在中心和两端用铁丝扎牢。受拉钢筋绑扎接头的搭接长度为35d[3] (d为受拉钢筋直径) 。
2.4 竖向钢筋冷镦粗直螺纹套筒连接
2.4.1 施工工艺流程
现场钢筋母材检验→钢筋端部平头→冷镦扩粗→切削丝头→直螺纹丝扣检验→拧保护套→存放→钢筋直螺纹连接套筒检验→现场对接钢筋→接头检验。
2.4.2 冷镦粗直螺纹套筒连接技术的工艺原理
冷镦粗直螺纹接头工艺是先利用冷镦机将钢筋端部镦粗, 钢筋端头在镦粗力的作用下产生塑性变形, 内部金属晶格变形错位使金属强度提高而强化, 再在钢筋镦粗后将钢筋大量的热轧产生的缺陷膨胀到镦粗外表或在镦粗模中挤压变形, 再用套丝机在钢筋端部的镦粗段加工直螺纹, 在加工直螺纹时将上述缺陷切割掉, 然后用连接套筒将两根钢筋对接, 即完成了冷镦粗直螺纹接头的连接。
由于钢筋端部冷镦后, 不仅截面加大, 强度也有所提高, 加之钢筋端部加工直螺纹后, 确保了其螺纹底部的最小直径不小于钢筋母材的直径。现场施工简便, 可适用于钢筋混凝土结构中直径16~40mm的Ⅱ级、Ⅲ级钢筋各方位同异径连接, 见图2。
2.4.3 直螺纹连接套筒的选用
镦粗直螺纹连接套筒的规格尺寸随钢筋直径的不同而不同, 根据现场的用量和具体规格, 直接购买由定点生产厂家提供的合格产品, 并对产品严格按照现行建筑工业行业标准《镦粗直螺纹钢筋接头》JG 171—2005进行抽检, 合格通过后方可使用。
3 技术应用上的优越性
以该工程为例, 采用冷镦粗直螺纹套筒连接与焊接、绑扎搭接作比较, 在施工进度、工程质量和经济效益方面具有一定的优越性。
3.1 缩短工期
在建筑物整体配筋多的地方, 绑扎和焊接对质量控制的难度较大。如果采用绑扎搭接的连接方式, 则要耗费一些必要的时间用于搭接长度的量取上;如果采用焊接, 焊接接头不仅要在现场配套相应的设备, 占据施工场地而影响后续工作, 并且对焊包的合格检验也较为严格;如果采用直螺纹套筒连接, 可以将预先加工好的钢筋运到工地现场直接进行连接, 方便快捷, 可有效缩短工期。
3.2 工程质量可靠
剪力墙墙体与梁柱板的交界区域, 钢筋相对较密, 如果采用绑扎搭接, 则会加剧钢筋的密集程度, 影响混凝土的浇筑质量;如果采用直螺纹套筒连接, 由于它的对中性能好, 钢筋相对侧移较小, 且无重叠驳口, 有效地改善了排筋上的拥挤问题, 一定程度上消除在浇捣混凝土过程中由于钢筋过密而引起的振捣困难, 使钢筋与混凝土更好的粘结在一起, 提高了混凝土与钢筋的握裹力。
3.3 节省钢筋, 降低成本
假设选取5楼墙厚为500mm的剪力墙单元 (300mm与400mm墙体中钢筋全部小于16, 不需要直螺纹套筒连接) 为对象, 在所取墙体 (包括暗柱、端柱) 的范围内, 分别计算绑扎搭接与直螺纹套筒连接所用的钢筋成本。
根据图纸计算所得该层直螺纹连接的接头共计1 322个, 其中28的92个, 25的54个, 22的72个, 20的302个, 18的272个, 16的530个。单根钢筋公称质量 (kg/m) 分别为[4]:4.83 (28) 、3.85 (25) 、2.98 (22) 、2.47 (20) 、2.00 (18) 、1.58 (16) 。
若采用绑扎搭接, 钢筋接头处的搭接长度均按35d计算, 多余耗费的钢筋量:
总计2.116t, 工地现场所购买的钢筋折算均价为4 700元/t, 即多余耗费的钢筋成本2.116×4 700=9 945.2元。
若采用直螺纹套筒连接, 由于各直径钢筋所对应的套筒价格不一, 故将套筒价格折算成1.93元/个, 则套筒所需费用:1.93×1 322=2 551.46元。显然, 9 945.2>2 551.46元, 从而在费用成本上具有相当可观的优越性。
4 结语
机械连接作为一项已发展数年的连接技术, 基本上克服了另两种方式的弊病, 具有一定的社会效益和经济效益。该工程可行性实例表明, 冷镦粗直螺纹套筒连接技术的应用较好地解决了大直径钢筋的连接问题, 并在此基础上简化了钢筋在钢筋密集区的连接难题, 不仅省时, 而且与传统的搭接方法相比节省成本, 并且工程质量、进度计划也得到了保证。
在技术应用的过程中也暴露出了一些问题:设备加工出来的钢筋螺纹精度不够高, 母材加工后容易出现两层皮现象, 这在一定程度上影响了螺纹的强度和寿命;对于钢筋直螺纹连接技术的强度及连接的最小螺纹扣数等方面的问题仍然处于依靠试验的阶段, 理论方面的研究相对匮乏。
展望钢筋机械连接的未来发展, 接头需要向高强度、节能降耗、降低成本的方向发展, 根据现场情况加以改进和修改, 加强质量检验, 多重把关, 以保证工程的质量要求。在理论研究方面, 可利用有限元软件AN-SYS, 对不同旋合长度下的钢筋连接强度及应变进行分析。
摘要：结合工程实例, 通过设计方案、施工工艺及建筑物钢筋的构造, 以剪力墙钢筋网的制作为基点, 重点介绍了钢筋冷镦粗直螺纹套筒连接技术, 并与其他常用的钢筋连接技术作比较, 简述了钢筋冷镦粗直螺纹套筒连接技术在工程上的应用与价值。
关键词：剪力墙,直螺纹,套筒连接,应用
参考文献
[1]JGJ 3—2002.广东省实施<高层建筑混凝土结构技术规程>补充规定[S].
[2]JGJ 3—2010.中华人民共和国行业标准.高层建筑混凝土结构技术规程[S].
[3]高崇云.钢筋施工技术[M].南京:江苏人民出版社, 2011.
