樁基鋼筋籠采用分體式直螺紋套筒連接

1、樁基鋼筋籠采用分體式直螺紋套筒連接快速施工工法中鐵十八局集團(tuán)有限公司中國建筑科學(xué)研究院建筑機(jī)械化研究分院二一年七月樁基鋼筋籠采用分體式直螺紋套筒連接快速施工工法1 前言樁基施工中鋼筋籠的對接一直是困擾施工單位的一個(gè)難題，鋼筋籠對接時(shí)間一般占整個(gè)鋼筋籠下籠時(shí)間的7080%左右，因此鋼筋籠的對接速度直接影響到下籠的時(shí)間，特別是在一些地質(zhì)條件不好的地區(qū)，威脅到成樁的質(zhì)量。針對上述問題，我們采用了分體鋼筋套筒接頭，目的就是為了提高鋼筋籠對接的速度，縮短下籠時(shí)間，保證成樁質(zhì)量。分體式鋼筋套筒接頭是以剝肋滾壓直螺紋連接技術(shù)為基礎(chǔ)衍生出的一種新的接頭型式，其施工方法和施工組織較鋼筋剝肋滾壓直螺紋連接工法有較

2、大的改變，該接頭由中國建筑科學(xué)研究院建筑機(jī)械化研究分院（廊坊凱博建設(shè)機(jī)械科技有限公司）開發(fā)，為國內(nèi)外首創(chuàng)，已取得實(shí)用新型專利（專利號(hào)第1176223號(hào)），正在申報(bào)發(fā)明專利。2008年分體式套筒接頭首次研制成功后，應(yīng)用樁基施工中，取得了很好的效果，接頭施工適應(yīng)性強(qiáng)。2 工法特點(diǎn)工法特點(diǎn)可總結(jié)為：多、快、好、省，即通過大量應(yīng)用，達(dá)到快速施工的目的，有效縮短工期，施工質(zhì)量穩(wěn)定、降低成本）。2.1 對接施工速度快，能有效的節(jié)約樁基施工時(shí)間，縮短施工工期。2.2連接強(qiáng)度高，接頭質(zhì)量可靠。接頭強(qiáng)度達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程JGJ107中最高等級(jí)級(jí)接頭性能要求； 2.3絲頭加工及現(xiàn)場連接操作簡便，

3、安全可靠；2.4套筒與鋼筋絲頭結(jié)合緊密，性能穩(wěn)定可靠；2.5采用正反絲扣型套筒，通過轉(zhuǎn)動(dòng)套筒可少量調(diào)整兩根已連接鋼筋端面的間距，便于施工；2.6連接后兩根鋼筋處于同一軸線，對中性好；2.7絲頭加工設(shè)備及套筒壓接機(jī)功率小，耗電少，不需專用配電，無明火作業(yè)，可全天候施工，環(huán)保節(jié)能。2.8對比普通的焊接施工工藝，能有效降低造價(jià)，節(jié)約資金。3 適用范圍由于分體式套筒鋼筋接頭性能可靠、工藝簡單，連接作業(yè)時(shí)不需要擰鋼筋，多根鋼筋組成的構(gòu)件在對齊后每個(gè)套筒可單獨(dú)進(jìn)行連接施工，因此可廣泛應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)的粗鋼筋連接施工中，特別適合鋼筋籠對接、預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆混凝土間的鋼筋連接、地下連續(xù)墻與梁、板的連接、鋼構(gòu)件之間

4、的鋼筋連接施工。4 工藝原理分體式套筒鋼筋接頭是一種新型的剝肋滾壓直螺紋接頭型式，其工藝原理是將兩根待連接鋼筋的螺紋絲頭用兩個(gè)半圓形的螺紋套筒扣緊，絲頭螺紋與半圓形套筒螺紋緊密咬合，再通過鎖套將兩個(gè)半圓套筒及鋼筋絲頭鎖緊，使之連成一體而達(dá)到連接的目的。由于鎖套及套筒的錐度小于自鎖角，因此鎖套鎖緊后不會(huì)自行脫落，接頭質(zhì)量穩(wěn)定、性能可靠。分體式套筒鋼筋接頭結(jié)構(gòu)示意圖如圖4-1、分體式套筒鋼筋接頭拼裝前、后圖片如圖4-2所示。分體式套筒接頭連接時(shí)，不需要鋼筋的轉(zhuǎn)動(dòng)，使已成型的鋼筋籠構(gòu)件可以輕松實(shí)現(xiàn)對接。圖4-1 分體式套筒鋼筋接頭結(jié)構(gòu)示意圖圖4-2 分體式套筒鋼筋接頭拼裝前、后圖片5 施工工藝流程及

5、操作要點(diǎn)本章節(jié)只對分體式套筒鋼筋接頭在下籠需要分節(jié)起吊和對接的長、大鋼筋籠鋼筋連接應(yīng)用時(shí)的施工工藝進(jìn)行闡述，當(dāng)分體式接頭應(yīng)用于其他結(jié)構(gòu)形式時(shí)可參照執(zhí)行。5.1 施工工藝流程鋼筋籠采用分體式套筒接通連接施工工藝流程如圖5.1-1所示。下面就各施工工藝中各工序進(jìn)行詳細(xì)闡述：鋼筋絲頭加工鋼筋端面平頭：平頭的目的是讓鋼筋端面與母材軸線方向垂直，同時(shí)將鋼筋頭部彎曲的部分切掉，宜采用砂輪切割機(jī)或其它專用切斷設(shè)備，嚴(yán)禁氣割。剝肋滾壓螺紋：使用鋼筋剝肋滾壓直螺紋機(jī)將待連接鋼筋的端頭加工成螺紋。加工絲頭有效螺紋長度不小于1/2連接套筒長度，且允許誤差為+2P(P為螺距）。絲頭加工時(shí)應(yīng)使用水性潤滑液，不得使用油性

6、潤滑液。要求相臨兩段鋼筋籠對接部分的鋼筋絲頭一端加工為右旋螺紋，另一端加工為左旋螺紋，加工完成后應(yīng)做標(biāo)記以示區(qū)分并便于和帶有正反絲扣內(nèi)螺紋（分體式套筒的一端為右旋螺紋，另一端為左旋螺紋）的分體式套筒匹配。鋼筋絲頭加工鋼筋端面平頭剝肋滾壓螺紋絲頭質(zhì)量檢查帶保護(hù)帽保護(hù)絲頭質(zhì)量抽檢存放待用鋼筋籠制作去除保護(hù)帽分體式接頭連接鋼筋焊接鋼筋籠分離鋼筋籠絲頭帶帽保護(hù)鋼筋籠運(yùn)輸鋼筋籠對接起吊鋼筋籠去除保護(hù)帽安裝分體接頭檢查調(diào)整外觀液壓鉗壓緊檢驗(yàn)、完成圖5.1-1 鋼筋籠采用分體式套筒連接施工工藝流程絲頭質(zhì)量檢查：操作者對加工的絲頭進(jìn)行的質(zhì)量檢查，絲頭不得破損或滑絲。帶保護(hù)帽：用專用的鋼筋絲頭保護(hù)帽將鋼筋絲頭進(jìn)

7、行保護(hù)，防止螺紋被磕碰或被污物污染。絲頭質(zhì)量抽檢：對自檢合格的絲頭進(jìn)行的抽樣檢驗(yàn)。存放待用：按規(guī)格型號(hào)及類型進(jìn)行分類碼放。鋼筋籠制作在鋼筋籠加工時(shí)采取單根鋼筋先連接，鋼筋籠整體再滾制的方式，在整個(gè)鋼筋籠加工完成后再將下籠時(shí)需要對接連接施工節(jié)點(diǎn)處拆開。即“單根連接整體滾制分段拆解”1 平整鋼筋籠制作場地，并保證足夠的場地。2 均勻間隔鋪方木，根據(jù)設(shè)計(jì)鋼筋籠長度，并計(jì)算將來可運(yùn)輸和吊裝的長度進(jìn)行分段，一般分為23段，對每段的主筋可采用普通直螺紋套筒或焊接的方式進(jìn)行連接，在各段需要對接連接的部位采用與主筋直徑一致的分體式套筒接頭連接鋼筋籠主筋。并按照規(guī)范將接頭位置間隔錯(cuò)開，一般采取相鄰主筋接頭錯(cuò)開不

8、小于50cm。分體式接頭僅采用扳手稍微擰緊即可。3 按照普通鋼筋籠的制作工序，依次焊接加勁箍、綁扎螺旋筋、安裝聲測管等。4 在整個(gè)鋼筋籠加工完成后將按段拆開。拆開前，在每個(gè)鋼筋接頭處用紅色油漆做出明顯的標(biāo)記（數(shù)字標(biāo)記），避免接頭在安裝過程中產(chǎn)生錯(cuò)位，對接困難，造成對接頭連接不上。5 為減小鋼筋籠在運(yùn)輸及吊裝過程中的變形量，在鋼筋籠加強(qiáng)箍筋處徑向焊接臨時(shí)支撐，加大鋼筋籠的剛度；安裝鋼筋籠時(shí)再用氣焊依次切除。6 每節(jié)鋼筋籠的長度不宜過長，以免給運(yùn)輸、吊裝及對接施工帶來不利影響。鋼筋籠運(yùn)輸1 在鋼筋籠吊點(diǎn)位置進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)或分散受力點(diǎn)，防止起吊時(shí)受力過于集中造成變形；起吊過程平穩(wěn)，避免碰撞；采用盡量多的吊

9、點(diǎn)，分散受力。2 采用運(yùn)輸炮車的方式進(jìn)行運(yùn)輸，運(yùn)輸時(shí)鋼筋籠固定牢固。速度不宜過快，以免鋼筋籠顛簸過程中造成翻車或變形過大。鋼筋籠對接1 將直螺紋套筒重新進(jìn)行分理，將左旋一側(cè)做標(biāo)記；2 下籠前對操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，并進(jìn)行裝配練習(xí)，使其熟悉接頭的裝配要求及裝配過程；3 準(zhǔn)備好扳手及手錘，用于安裝鎖套后的初步鎖緊；用鋼筋焊接1-2個(gè)簡單工具（F扳手），用于現(xiàn)場鋼筋的對正調(diào)直；準(zhǔn)備1個(gè)吊葫蘆，用于鋼筋籠軸向尺寸的微調(diào)；準(zhǔn)備一根長撬杠，必要時(shí)撬動(dòng)下節(jié)鋼筋籠，便之便于套筒扣裝。4 起吊過程中，采用盡可能多的吊點(diǎn)，避免鋼筋籠受力過于集中，造成局部變形；5 鋼筋籠的豎向吊點(diǎn)應(yīng)盡量選擇對稱位置，防止出現(xiàn)鋼筋籠在下

10、籠過程中處于“不垂直”狀態(tài)，這樣鋼筋籠的一側(cè)對齊，而另一側(cè)則會(huì)出現(xiàn)較大間隙，不利于對接施工；6 下節(jié)鋼筋籠起吊并安放到位后，將每個(gè)套筒的兩個(gè)鎖套套到鋼筋上，注意兩個(gè)鎖套應(yīng)大孔相向放置在待連接鋼筋的一端，朝向不能放錯(cuò)；7 吊裝上段鋼筋籠，并根據(jù)鋼筋上標(biāo)記的位置，與下節(jié)鋼筋籠相應(yīng)鋼筋對齊。鋼筋基本對齊后，將上面的鎖套拿到上面的鋼筋上，然后再扣裝套筒，注意扣裝時(shí)左右旋方向不要弄反，同時(shí)鋼筋的上下外露絲扣長度應(yīng)基本一致，扣裝好后將上鎖套鎖?。? 用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)套筒，調(diào)整外露絲扣長度，調(diào)整完成后若有一端外露絲扣長度超過2扣，則需拆下重新安裝；9 套上下端的鎖套，用手錘及扳手將兩端鎖套初步鎖緊；10 用液壓鉗

11、進(jìn)行兩次壓緊，完成套筒的裝配作業(yè)。注意第一次壓緊后應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)液壓鉗大約90°再進(jìn)行第二次壓緊；壓接時(shí)的最小壓力見表-1：表-1 壓接時(shí)鋼筋直徑與壓力值對應(yīng)表鋼筋規(guī)格（直徑mm）16-182022252832壓力值（Mpa）10152025303511 依次連接好每根鋼筋后，本次主筋連接結(jié)束，將箍筋綁扎好后，逐個(gè)拆除鋼筋籠徑向加強(qiáng)鋼筋，并下放鋼筋籠。5.2 操作要點(diǎn)1 液壓鉗為高壓設(shè)備，操作時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：高壓油管應(yīng)安裝到位，出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象應(yīng)立即擰緊，同時(shí)工作時(shí)高壓油嘴禁止對人；壓鉗應(yīng)輕拿輕放，禁止重摔，防止高壓油嘴及其它部位損壞；壓鉗加載前應(yīng)確認(rèn)套筒已放入正確位置，防止出現(xiàn)由于放不正

12、而造成的設(shè)備損壞及其它安全事故，尤其在第二次壓緊時(shí)更應(yīng)注意。2 出現(xiàn)對接的鋼筋軸向位置不對正，扣裝分體式套筒困難，可選擇采取下列方案：1）通過吊車輕擺、撬棍微調(diào)對鋼筋籠進(jìn)行少量擺動(dòng)，通過擺動(dòng)鋼筋籠，兩根鋼筋相對位置會(huì)發(fā)生少量變化，待位置合適時(shí)進(jìn)行套筒扣裝；2）用吊葫蘆將上下兩節(jié)鋼筋籠的箍筋固定，通過吊葫蘆對兩節(jié)鋼筋籠的相對距離進(jìn)行調(diào)整，尋找合適位置扣裝套筒。此方法也不建議使用，作為備用方案；3）若鋼筋出現(xiàn)較大彎曲，應(yīng)使用專用工具（F扳手）將其矯正；4）避免待連接的鋼筋絲頭螺紋與金屬件磕碰；5.3 勞動(dòng)組織1、加工絲頭每臺(tái)設(shè)備3 人，1 人操作設(shè)備，2 人搬運(yùn)鋼筋。2、連接鋼筋每組2-3 人。3

13、、鋼筋籠制作5人。4、鋼筋籠吊裝、運(yùn)輸4人。6 材料與設(shè)備6.1 材料連接用鋼筋應(yīng)符合鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋GB1499.2-2007的要求，其它標(biāo)準(zhǔn)的鋼筋可參考執(zhí)行。分體式鋼筋接頭的套筒應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼或其它經(jīng)型式檢驗(yàn)確定符合要求的鋼材。6.2 設(shè)備1 鋼筋剝肋滾壓直螺紋成型機(jī)鋼筋剝肋滾壓直螺紋機(jī)用于加工鋼筋絲頭。該設(shè)備集鋼筋剝肋及螺紋滾壓于一身，一次裝卡即可完成兩道工序，它主要由臺(tái)鉗、剝肋機(jī)構(gòu)、滾絲頭、減速機(jī)、冷卻系統(tǒng)、電器系統(tǒng)、機(jī)座等組成。其技術(shù)參數(shù)如表6.2-1所示。表6.2-1 鋼筋剝肋滾壓直螺紋機(jī)技術(shù)參數(shù)設(shè)備型號(hào)GHB50型GHB40型滾絲頭型號(hào)50型40型可加工鋼筋范圍（m

14、m）255016402 分體式套筒接頭液壓壓接機(jī)由中國建筑科學(xué)研究院建筑機(jī)械化研究分院（隸屬于北京建筑機(jī)械化研究院）針對分體式鋼筋接頭連接時(shí)壓緊而研制開發(fā)并生產(chǎn)的，主要由泵站、壓鉗及油管等部分組成。3 機(jī)具設(shè)備一覽表見表6.2-2。表6.2-2 機(jī)具設(shè)備一覽表序號(hào)名稱規(guī)格單位數(shù)量用途附注1鋼筋剝肋滾壓直螺紋成型機(jī)見表6.2-1臺(tái)2加工鋼筋絲頭2接頭液壓壓接機(jī)10-50MPa臺(tái)2壓緊分體套筒3吊車25T臺(tái)1吊裝鋼筋籠4砂輪切割機(jī)J3G-SL2-400臺(tái)2切割鋼筋、平頭5電焊機(jī)BX3-500臺(tái)2焊接鋼筋籠6吊葫蘆5T個(gè)1微調(diào)鋼筋間距7F扳手個(gè)2調(diào)制鋼筋自制8錘頭個(gè)2預(yù)緊接頭9普通扳手與分體接頭配套

15、個(gè)2調(diào)整接頭絲扣長度10氧氣、乙炔、割槍及配套套1割除加固鋼筋11炮車及拖拉機(jī)與鋼筋籠配套套1運(yùn)送鋼筋籠7 質(zhì)量控制對壓接完成的分體式套筒接頭進(jìn)行檢驗(yàn)。1 分體式套筒鋼筋接頭的工藝檢驗(yàn)、現(xiàn)場拉伸試驗(yàn)按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程JGJ107-2003的有關(guān)規(guī)定遵照執(zhí)行。2 絲頭的質(zhì)量檢驗(yàn)按中國建筑科學(xué)研究院企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鋼筋剝肋滾壓直螺紋連接技術(shù)規(guī)程Q/JY16-2003中的有關(guān)規(guī)定遵照執(zhí)行。3 鋼筋接頭外觀檢驗(yàn)要求如下：1）接頭外露絲扣長度不得超過2P（P為螺距）；2）壓接后套筒、鎖套不得有肉眼可見的裂紋；3）對接頭的壓接力進(jìn)行檢驗(yàn)，每個(gè)鋼筋籠隨機(jī)抽取3個(gè)接頭進(jìn)行壓接力檢驗(yàn)，壓接力不得小于表1

16、的要求值，若檢驗(yàn)不合格則應(yīng)對所有接頭重新進(jìn)行壓接。4）關(guān)于外觀檢驗(yàn)的說明：接頭的性能主要體現(xiàn)為接頭的力學(xué)性能，即拉伸強(qiáng)度是否符合要求，外觀檢驗(yàn)屬輔助性檢驗(yàn)，目的是為了更好地保證接頭質(zhì)量的穩(wěn)定性。4 鋼筋籠焊接及安裝質(zhì)量根據(jù)現(xiàn)行橋梁施工規(guī)范執(zhí)行。8 安全措施1 吊裝過程中，指揮人員要清理吊裝范圍內(nèi)的非施工人員，避免鋼筋籠對人體造成傷害。2 吊裝過程中，鋼絲繩要采取雙保險(xiǎn)，采用雙根鋼絲繩，防止繩滑落或斷裂。3 對接鋼筋籠時(shí)，由于鋼筋對正、安裝套筒至少需要2人同時(shí)作業(yè)，相互距離較近，應(yīng)注意安全，防止擠入樁孔中。4 直螺紋成型機(jī)的操作安全：直螺紋成型機(jī)的操作安全應(yīng)符合鋼筋剝肋滾壓直螺紋成型機(jī)的使用說明

17、書的有關(guān)規(guī)定。5 分體式套筒接頭壓接機(jī)的操作安全：接頭壓接機(jī)使用的是液壓設(shè)備，泵站壓力較高（一般工作壓力10-50MPa），使用時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：1）設(shè)備應(yīng)由專人負(fù)責(zé)管理和操作，調(diào)整的工作壓力應(yīng)符合規(guī)定值，調(diào)整過程中壓力不得任意提高，調(diào)整完成后應(yīng)鎖緊，嚴(yán)禁他人調(diào)整。2）高壓油管應(yīng)安裝到位并擰緊，出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象應(yīng)立即擰緊，工作時(shí)高壓油嘴（包括泵站和壓鉗）禁止對著他人；3）壓鉗應(yīng)輕拿輕放，禁止重摔，防止高壓油嘴及其它部位損壞；4）壓接加載前應(yīng)確認(rèn)套筒已放入正確位置，防止出現(xiàn)由于放不正而造成的設(shè)備損壞及其它安全事故，尤其在第二次壓接時(shí)更應(yīng)注意。5）當(dāng)高壓油管有起鼓（起包）、漏油現(xiàn)象時(shí)立即停止使用并

18、更換新油管。9 環(huán)保措施本工法施工過程中，注重環(huán)保，鋼筋絲頭加工及接頭現(xiàn)場施工無噪音污染、無明火、無煙塵，安全可靠。廢水排放嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)排放標(biāo)準(zhǔn)，廢水排入自然水體時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）的標(biāo)準(zhǔn)。執(zhí)行固體廢棄物污染環(huán)境防治法、中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治法，滿足法規(guī)要求。10 資源節(jié)約本工法施工過程中，貫徹國家節(jié)能工程的要求。絲頭加工設(shè)備及套筒壓接機(jī)功率小，耗電少，不需專用配電設(shè)施，不需架設(shè)專用電線，無明火作業(yè)，可全天候施工，節(jié)約能源。同時(shí)，由于對接施工速度的加快，能有效的節(jié)約樁基施工時(shí)間，降低各種資源的消耗。11 效益分析1 利用專利產(chǎn)品，形成了一整套樁基鋼筋籠連接快速施工技術(shù)，使用本工法施工，使普通鋼筋籠的對接時(shí)間縮短至20min左右，為傳統(tǒng)焊接工藝時(shí)間的1/61/10，有效節(jié)約施工時(shí)間，保證成樁質(zhì)量，尤其對地質(zhì)條件不好的樁基施工，起著至關(guān)重要的作用。2 形成先進(jìn)技術(shù)，使樁基施工中的對接薄弱環(huán)節(jié)得到徹底規(guī)避，使樁基鋼筋對接接頭質(zhì)量達(dá)到100%合格，一次成優(yōu)。3 此工法施工樁基鋼筋連接，形成了半工廠化施工，人工費(fèi)用大幅降低，工人素質(zhì)要求降低，通過成本分析，成本較傳