钢筋机械连接在桥梁桩基施工中的应用

刘爱锋

摘要：桩基作为桥梁的基础部分，占桥梁总造价的35～40%左右，而桩基钢筋的焊接在施工中又占有较大比重。因此，在工程量大、工期紧的情况下，如何改进桩基钢筋焊接施工工艺、加快施工进度和保证质量，成为质量控制的重中之重。介绍了剥肋直螺纹钢筋连接技术在桩基施工中的应用及存在问题和控制措施，着重解决了孔口钢筋笼现场机械连接因起吊变形等原因影响致使现场连接失败的问题，既缩短了施工时间，又保证了工程质量，并提出了加快进度、节约成本的改进方法。

关键词：剥肋直螺纹钢筋;机械连接;桥梁桩基;应用

一、现状调查

桩基钢筋施工焊接接头长期以来存在着持证操作焊工较少、焊工素质普遍不高、焊接质量波动大、焊接试件代表性较差等诸多弊病;钢筋笼孔口连接较为常用的是搭接焊，存在施工人员质量意识差和焊接水平差异影响，连接质量不稳定，造成钢筋轴线偏位超过误差范围等质量问题;现场焊接接头外观检查不易操作，其检查结果均由检查者对焊接过程情况的认识程度、检测器具的齐全程度和精确度来决定，受主观影响较大，往往导致焊接接头外观检查走过场。上述几方面因素从不同程度影响着钢筋工程的质量，为结构安全埋下隐患。但在具体施工过程中施工单位由于不了解或不愿意尝试、或担心由于操作不熟练影响施工进度等原因，未进行孔口机械连接。

剥肋滚轧直螺纹钢筋连接技术是一种新兴的钢筋连接技术，其原理是将待连接钢筋端部的纵肋和横肋用切削的方法剥掉一部分，然后直接滚轧成普通直螺纹，用特制的直螺纹套筒连接起来，形成钢筋的连接。这种接头具有强度高、质量稳定、设备简单、生产效率高、滚轮寿命长、施工方便等诸多优点。同时，在孔口进行机械连接理论上能够保证钢筋笼轴线偏位和连接质量，缩短孔口连接时间，避免因时间耽搁而造成的孔底沉渣较多、塌孔等现象。为此，在桩基施工中建议采用剥肋滚轧直螺纹连接技术，以保证工程质量。

二、施工要点

钢筋剥肋直螺纹机床BGZL-4OB2，可一次装夹完成从剥肋到滚轧螺纹的加工过程，加工直径16—40mm的HRB335和HRB400级带肋钢筋，是实现钢筋直螺纹连接工艺的关键设备。工艺流程为：平头→剥肋滚压螺丝→丝头检验→利用套筒连接→接头检验→完成。具体施工要点如下：

1.钢筋下料

钢筋下料采用砂轮切割机切断，为了保证钢筋断面平整并与钢筋轴线垂直，增设钢筋切头平台，将钢筋置于水平面后方切割。同时，钢筋端部不得有弯曲现象，出现弯曲时应调直或切除;下料完毕后及时做好需要滚丝头型式的标记，如标准接头、正反丝扣接头等;然后进行钢筋丝头加工。

2.钢筋滚丝

采用钢筋剥肋直螺纹机床BGZL-4OB2，先将钢筋端部的横肋和纵肋进行剥切处理后，使钢筋滚丝前的柱体直径达到同一尺寸，然后再进行螺纹滚压成型。本机使用维护方便，更换刀具仅需5分钟，刀具采用自动开合结构，钢筋一次装夹，30秒完成丝头加工，效率高，且螺纹直径大小一致性好，容易装配，连接质量稳定可靠。操作工人须经过厂家的技术培训和专业指导，加工顺序为按钢筋规格调整好滚丝头内孔最小尺寸及涨刀环，调整剥肋挡块、剥肋直径及滚压行程，装卡钢筋，启动设备，进行加工;加工螺纹时使用水溶性切削润滑液;加工完毕后用卡规、通端螺纹环规、止端螺纹环规对丝头外观、长度、螺纹直径、螺纹圈数，逐个检查，不合格的切除丝头重加工。检验合格的丝头，两端分别拧上与螺纹匹配的螺纹套筒和专用塑料帽加以保护，防止搬运钢筋时损坏丝头。

3.钢筋加工场连接施工

直螺纹连接法不存在扭紧力矩对接头的影响，现场连接时使用长度不小于40cm的管钳安装拧紧。连接时钢筋对正轴线，拧紧后套筒两侧外露的完整丝扣不得超过1个。桩基钢筋笼全部采用直螺纹方式连接，为了保证钢筋笼连接端的强度，确保吊装运输过程中不发生变形，在拼接端部架立圆形钢筋处采用正交同径钢筋五点焊接的方法确保钢筋笼的整体刚度。为了保证钢筋笼轴线一致，避免孔口连接时丝口无法对接，必须具有能保证钢筋笼在加工场地预拼装的施工平台。基口拼装时，先联接对角四点，再联接其余各点。待每个基点连接完毕后，再完成第二节钢筋笼的剩余工序，直至绑扎加固完成。然后，将基点丝口拧开，套上专用塑料保护帽，将钢筋笼推移至存放区。

4.钢筋笼孔口现场连接施工

桩基成孔后，采用运输跑车将第二节钢筋笼运至施工现场，用吊车将其下放到孔内，并用钢管支撑于孔口。待第一节钢筋笼运至现场起吊后，与第二节进行机械连接。连接时，吊车缓慢精确提升或下落，保证下部接头完全接触、精确对位。对正后，操作工人采用专用管钳迅速、有序的进行接头的连接。待下部接头准确连接完毕后，撤除孔口支撑将钢筋笼下放至上部接头能操作的高度，对上部接头进行机械连接。连接完毕后，对丝口进行严格的检查，保证连接质量符合规范要求。通过现场实际计时，整个孔口连接过程历时15分钟，较以往的孔口焊接时间缩短了1个多小时。

三、质量控制

实际施工中存在着现场操作人员责任心不强;丝头切割不规范;套丝工艺不熟练;部分钢筋弯曲;套丝完毕未拧上与螺纹匹配的螺纹套筒和專用塑料帽加以保护丝头;钢筋笼装运、起吊产生变形致使丝口错位等原因，影响了钢筋机械连接的丝头和接头质量。针对以上问题，应采取以下措施：加强对操作工人的培训，并由厂家进行专业指导;增设钢筋切头平台，保证切头质量;套丝机的刀具等及时更换，丝头行程就位准确;丝头加工完毕后，指派专人进行专用塑料帽的佩戴工作;加强连接质量的检查，加大抽检频率，更换责任心差的操作人员;对弯曲钢筋及时更换，保证钢筋笼的轴线偏位;对丝口数量不足和多余的钢筋撤换，保证连接质量。

四、效果确认

1.施工效率快

与传统的帮条焊、搭接焊相比较，钢筋机械连接技术具有施工效率快、连接质量容易保证、施工环境无污染、节省钢筋材料、降低施工成本等优点。以φ25mm钢筋连接为例，传统的焊接方法，一名熟练工人完成一个接头的焊接至少需要30min 时间，而采用螺纹接头钢筋连接技术则只需要3～5min 时间即可完成，功效提高了几倍。

2.施工环境无污染

钢筋机械连接技术将大量的产品配件在工厂里机械化加工完成，形成标准的工厂化生产，质量容易保证;现场施工无明火，不会对施工环境产生任何污染，大大改善了工人现场施工环境并降低了劳动强度;节省了钢筋搭接部分，同样以φ25mm钢筋为例，按焊接所需10倍直径的搭接长度计，每个接头就至少节省了25厘米的钢筋材料，施工综合成本都低于焊接钢筋连接的成本。

3.保证质量，降低成本

避免以往钢筋加工过程中轴线不对中、焊件温差褪火等问题，特别是在桩基施工过程中，因缩短了孔口连接时间，大大降低了地质不良状态下，造成的塌孔、孔底沉淀过厚等一系列质量问题。

五、结束语

通过对剥肋直螺纹技术的实际应用和总体成本的分析和计算，笔者认为：剥肋滚轧直螺纹钢筋连接套筒价格较高，以后的施工中，在对焊质量保证的前提下，钢筋笼其余部位采用对焊焊接，孔口采用机械连接，这样既可加快施工进度，又节约施工成本，应该是更为可行的施工方法。

参考文献：

[1]JGJ107-2003，钢筋机械连接通用技术规程[S].

[2]DBJ/CT005-99《钢筋等强度滚轧直螺纹连接技术规程》.