樁基鋼筋籠采用分體式直螺紋套筒連接快速施工方法

1、樁基鋼筋籠采用分體式直螺紋套筒連接 快速施工方法 中鐵十八局集團(tuán)有限公司 中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑機(jī)械化研究分院 二0一0年七月 樁基鋼筋籠采用分體式直螺紋套筒連接 快速施工方法1.前言 樁基施工中鋼筋籠的對(duì)接一直是困擾施工單位的一個(gè)難題，鋼筋籠對(duì)接一般占整個(gè)鋼筋籠下籠時(shí)間的70%-80%左右，因此鋼筋籠的對(duì)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(duì)上述問(wèn)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(duì)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形式，其施工方法和施工組織較鋼筋剝肋滾

2、壓直螺紋連接工法有較大的改變，該接頭由中國(guó)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(kāi)發(fā)，為國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)，已取得實(shí)用新型專利（專利號(hào)1176223），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(guò)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(duì)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JGJ107-2010中最高等級(jí)-I級(jí)接頭性能要求；2.3

3、絲頭加工及現(xiàn)場(chǎng)連接操作簡(jiǎn)便，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(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)套筒可少量調(diào)整兩根已連接鋼筋斷面的間距，便于施工；2.6連接后兩根鋼筋處于同一軸線，對(duì)中性好；2.7絲頭加工設(shè)備及套筒壓接功率小，耗電少，不需專用配電，無(wú)明火作業(yè)，可全天候施工，環(huán)保節(jié)能。2.8對(duì)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(jiǎn)單，連接作業(yè)時(shí)不需要擰鋼筋，多跟鋼筋組成的構(gòu)件在對(duì)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(duì)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

4、與梁、板的連接、鋼構(gòu)件之間的鋼筋連接施工。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形式，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間螺紋緊密咬合，再通過(guò)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(duì)接。5施工工藝流程及操作要點(diǎn) 本章節(jié)只對(duì)分體式套筒鋼筋接頭在下籠需要分節(jié)起吊

5、和對(duì)接的長(zhǎng)、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?qǐng)?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：5.1.1鋼筋絲頭加工鋼筋端面平頭：平頭的目的是讓鋼筋端面于母材軸線方向垂直，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)將連接鋼筋的端頭加工成螺紋。加工絲頭有效螺紋長(zhǎng)度不小于1/2連接套筒長(zhǎng)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(rùn)滑液，不得使用油性潤(rùn)滑液。要求相鄰兩端鋼筋籠對(duì)接部分的鋼筋絲頭一

6、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)記已示區(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。絲頭質(zhì)量檢查：操作者對(duì)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)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(duì)自檢合格的絲頭進(jìn)行的抽樣檢驗(yàn)。5.1.2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(duì)連接施工節(jié)點(diǎn)處拆開(kāi)。即“單根連接整體滾制分段拆解” 1、平整鋼筋籠制作場(chǎng)地，并保證足夠的場(chǎng)地。 2、均勻間隔鋪方木，根據(jù)設(shè)計(jì)鋼筋籠

7、長(zhǎng)度，并計(jì)算將來(lái)可運(yùn)輸和吊裝的長(zhǎng)度進(jìn)行分段，一般分為23段，對(duì)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(duì)接的部位采用于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(kāi)，一般采取相鄰主筋接頭錯(cuò)開(kāi)不小于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，一次焊接加勁箍、綁扎螺旋筋、安裝聲測(cè)管等。 4、在整個(gè)鋼筋籠加工完成后將按段拆開(kāi)。拆開(kāi)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(guò)程中產(chǎn)生錯(cuò)位，對(duì)接困難，造成對(duì)接頭連接不上。 5、為減小鋼筋籠在運(yùn)輸及吊裝過(guò)程中的變形量，在鋼筋籠加強(qiáng)箍筋處徑向焊接臨時(shí)

8、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(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，以免給運(yùn)輸、吊裝及對(duì)接施工帶來(lái)不利影響。5.1.3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(guò)于集中造成變形；起吊過(guò)程平穩(wěn)，避免碰撞；采用盡量多的起吊點(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(guò)快，以免鋼筋籠顛簸過(guò)程中造成翻車或變形過(guò)大。5.1.4鋼筋籠對(duì)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(duì)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(guò)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(jiǎn)

9、單工具（F扳手），用于現(xiàn)場(chǎng)鋼筋的對(duì)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(zhǎng)撬杠，必要時(shí)撬動(dòng)下節(jié)鋼筋籠，便于套筒扣緊。4、起吊過(guò)程中，采用盡可能多的吊點(diǎn)，避免鋼筋籠受力過(guò)于集中，造成局部變形；5、鋼筋籠的豎向吊點(diǎn)盡量選擇對(duì)稱位置，防止出現(xiàn)鋼筋籠在下籠過(guò)程中處于“不垂直”狀態(tài)，這樣鋼筋籠的一側(cè)對(duì)齊，而另一側(cè)則會(huì)出現(xiàn)較大間隙，不利于對(duì)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(duì)齊。鋼筋基本對(duì)齊后，將上面的鎖套拿到上面的鋼筋上，

10、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(zhǎng)度應(yīng)基本一致，扣裝好后將上鎖套鎖??；8、用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)套筒，調(diào)整外露絲扣長(zhǎng)度，調(diào)整完成后若有一端外露絲扣長(zhǎng)度超過(guò)兩扣，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；11、 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，并放下鋼筋籠。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(duì)

11、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(duì)接的鋼筋軸向位置不對(duì)正，扣裝分體式套筒困難，可選擇采取下列方案：1） 通過(guò)吊車輕擺、撬杠微調(diào)對(duì)鋼筋籠進(jìn)行少量擺動(dòng)，通過(guò)擺動(dòng)鋼筋籠，兩根鋼筋相對(duì)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(guò)吊葫蘆對(duì)兩節(jié)鋼筋籠的相對(duì)距離進(jìn)行調(diào)整，尋找合適位置口裝套筒。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

12、金屬件磕碰；5.3勞動(dòng)組織1、 加工絲頭每天設(shè)備3人，1人操作設(shè)備，2人搬運(yùn)鋼筋。2、 連接鋼筋組每組2-3人。3、 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 連接用鋼筋用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)、冷去系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、機(jī)座等組成。其技術(shù)參數(shù)如表6.2-1所

13、示。2、 分體式套筒接頭液壓壓接機(jī) 由中國(guó)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(duì)分體式鋼筋接頭連接時(shí)壓緊而研制開(kāi)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(jiàn)表6.2-27質(zhì)量控制對(duì)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(chǎng)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JGJ107-2010的有關(guān)規(guī)定遵照?qǐng)?zhí)行。2、 絲頭的質(zhì)量檢驗(yàn)按照中國(guó)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的有關(guān)規(guī)定遵照?qǐng)?zhí)行。3、 鋼筋接頭的外觀檢驗(yàn)要求如下：1） 接頭外露絲扣長(zhǎng)度不得超過(guò)2P(P為螺距）；2）

14、壓接后套筒、鎖套不得有肉眼可見(jiàn)的裂紋；3） 對(duì)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的要求值，若檢驗(yàn)不合格則應(yīng)對(duì)所有接頭重新進(jìn)行壓接。4） 關(guān)于外觀檢驗(yàn)的說(shuō)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(guò)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(duì)人體造成傷害。2、 吊裝過(guò)程中，鋼絲繩要采取雙保險(xiǎn)，采用雙根鋼絲繩，防止繩滑脫落或斷裂。3、 對(duì)接鋼筋籠時(shí)，由于鋼筋對(duì)正、安裝套筒至少需要2人同時(shí)

15、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(shuō)明書(shū)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，要泵站壓力較高（一般工作壓力10-50Mpa），使用時(shí)應(yīng)注意一下幾個(gè)方面：1） 設(shè)備應(yīng)由專人負(fù)責(zé)管理操作，調(diào)整的工作壓力應(yīng)符合規(guī)定值，調(diào)整過(guò)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(duì)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

16、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)立即停止使用并更換新油管。9環(huán)保措施 本工法施工過(guò)程中，注意環(huán)保，鋼筋絲頭加工及接頭現(xiàn)場(chǎng)施工無(wú)噪音污染、無(wú)明火、無(wú)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(guó)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(guò)程中，貫徹國(guó)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，不需要專用配電設(shè)備，不需要假設(shè)專用電線，無(wú)明火作業(yè)

17、，可全天候施工，節(jié)約能源。 同時(shí)，由于對(duì)接施工速度的加快，能有效的節(jié)約樁基施工時(shí)間，從而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，是普通鋼筋籠的對(duì)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(duì)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(duì)接薄弱環(huán)節(jié)得到徹底規(guī)避，使樁基鋼筋對(duì)接接頭質(zhì)量達(dá)到100%合格，一次從優(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，人工素質(zhì)要求降低，通過(guò)成本分析，成本較傳統(tǒng)焊接有所降低，達(dá)到了降低能耗，減少成本的效果。12應(yīng)用實(shí)例 此工法應(yīng)用于陜西省銅改擴(kuò)建濁峪河試驗(yàn)段XTK-S1合同段。西安至銅川公路是國(guó)家規(guī)劃的西部開(kāi)發(fā)省際公路通道阿榮旗至北海線的重要組成部分，也是國(guó)家高速公路網(wǎng)包頭至茂名縱向線的重要路段。西安至銅川公路改擴(kuò)建工程路線起自西銅公路60.373KM。2008年1月份開(kāi)工，工期24個(gè)月。西銅改擴(kuò)建濁峪河試驗(yàn)段XTK-S1合同段位于陜西省三原市境內(nèi)，全場(chǎng)6.29公里，本標(biāo)段有橋梁11座，立交2座，中、小橋各一座，車行天橋1座，共計(jì)總長(zhǎng)1997.89米；鉆孔灌注樁合計(jì)10652米。 鉆孔灌注樁鋼筋分段連接均采用分體式套筒鋼筋接頭施工，連接鋼筋籠時(shí)