某高層住宅樓的粗鋼筋連接技術(shù)

張利軍

(江蘇盛立建設(shè)發(fā)展有限公司)

1 工程概況

某江南高層住宅樓主樓31層、地下室2層，地下一層為大車(chē)庫(kù)，貫穿兩幢主樓?？傆玫孛娣e2萬(wàn)m2，總建筑面積約54 458 m2，地下面積約14 436 m2。大樓主體為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為樁筏板基礎(chǔ)，地下室底板厚600 mm、1 400 mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，框架柱的斷面為(1 000×1 000)mm、(800×800)mm，其混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C55。為了保證工程質(zhì)量，施工單位對(duì)地下室底板中水平鋼筋全部采用鐓粗直螺紋鋼筋連接技術(shù)，對(duì)框架柱中的豎向鋼筋全部采用了電渣壓力焊。該施工方法對(duì)整個(gè)工程的工期、質(zhì)量和效益起到了促進(jìn)作用。

2 本工程鐓粗直螺紋連接技術(shù)

2.1 工藝流程

切割下料→一端液壓鐓粗→加工螺紋→安裝套筒→調(diào)頭→另一端液壓鐓粗→加工螺紋安裝保護(hù)套→作好標(biāo)設(shè)→現(xiàn)場(chǎng)安裝

2.2 操作要點(diǎn)

(1)對(duì)端頭不直的鋼筋預(yù)先調(diào)直，采用砂輪切割機(jī)進(jìn)行下料切割，切口的端面與鋼筋軸線垂直。

(2)保證鐓粗頭鋼筋軸線不大于4°的偏斜，不得出現(xiàn)與鋼筋軸線相垂直的橫向表面裂縫，出現(xiàn)質(zhì)量不符合要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)割除，重新鐓粗。

(3)將擴(kuò)大的鋼筋端部放入套絲機(jī)套絲孔內(nèi)，按標(biāo)準(zhǔn)尺寸加工成直螺紋，并與連拉套的螺紋規(guī)格相匹配。按10%的隨機(jī)抽樣檢驗(yàn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有不合格的絲頭時(shí)，應(yīng)全部逐個(gè)檢查，并切除所有不合格的絲頭，重新鐓粗加工螺紋，驗(yàn)收合格后及時(shí)用連接套筒或塑料帽加以保護(hù)。

(4)鋼筋連接采用普通扳手進(jìn)行，由于底板鋼筋長(zhǎng)且密集，連接套筒預(yù)先全部擰入一根鋼筋的螺紋上，再反擰入另一根鋼筋端頭螺紋，最后轉(zhuǎn)動(dòng)1/2～1，即可鎖定連接件。

2.3 質(zhì)量檢測(cè)

(1)外觀檢查

從每60 t鋼筋中抽取5%進(jìn)行外觀檢查。鋼筋表面不得有裂紋、結(jié)疤和折疊，且每1 m鋼筋彎曲度不得大于4 mm。

(2)力學(xué)性能試驗(yàn)

從每60 t鋼筋中任選2根鋼筋，每根取2個(gè)試樣分別進(jìn)行拉伸和冷彎試驗(yàn)。

(3)連接套筒

表1 連接套筒檢驗(yàn)項(xiàng)目

(4)鋼筋絲頭

表2 鋼筋絲頭檢驗(yàn)項(xiàng)目

3 本工程電渣壓力焊連接技術(shù)

電渣壓力焊是將兩根被接鋼筋安放成豎向?qū)有问?，利用焊接電流通過(guò)兩鋼筋端面間隙，在焊劑層內(nèi)形成電弧，產(chǎn)生電弧熱熔化鋼筋，加壓后形成鼓形焊包的一種壓焊方法。

3.1 焊接工藝

工藝流程：安裝焊接鋼筋和鐵絲球→纏繞石棉繩、裝放焊劑接通電源→進(jìn)入造渣過(guò)程使鋼筋端部熔化→切斷電源頂壓鋼筋完成焊接→倒出焊劑、拆除夾具。

主要焊接工藝參數(shù)如表3所示。

3.2 操作要點(diǎn)

(1)擠壓力為200～300 MPa;鋼筋熔化量以20～30 mm為宜;

(2)焊接的接頭外形應(yīng)是光亮圓滑的環(huán)形，其直徑以1.6倍鋼筋直徑為宜。不得有裂紋、未熔合、燒傷、夾渣、咬邊和坍塌等缺陷。鋼筋接頭軸線偏移不大于1/10的鋼筋直徑，同時(shí)不大于2 mm，接頭處折彎不大于4°。

(3)正常焊接前，應(yīng)先試焊三個(gè)接頭試件，經(jīng)外觀檢查和拉力測(cè)試合格后方可選用焊接參數(shù)，每一批鋼筋都應(yīng)重新調(diào)整焊接參數(shù)，做試件一組。

表3 主要焊接工藝參數(shù)

3.3 焊接缺陷及防治措施

常見(jiàn)焊接缺陷及防治措施如表4所示。

表4 常見(jiàn)焊接缺陷及防治措施

電渣壓力焊在實(shí)際施焊中應(yīng)避免“假焊”的質(zhì)量問(wèn)題，頂壓力直接影響焊縫金屬的厚度和結(jié)晶后的狀態(tài)，壓力過(guò)大，速度過(guò)快是形成假焊接頭的根本原因。應(yīng)避免將熔融的金屬擠出結(jié)合面，造成半融化的鋼筋端頭直接接觸而形成不良結(jié)合。同時(shí)，上鋼筋應(yīng)平緩插入熔池，頂壓速度不宜過(guò)快。此外，焊劑必須干燥，避免焊劑中的水分進(jìn)入渣池和熔池產(chǎn)生氣泡。

焊接接頭外觀質(zhì)量檢查是鋼筋連接接頭試件進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)的基礎(chǔ)，接頭外觀質(zhì)量檢查不合格的檢驗(yàn)批不能做力學(xué)性能試驗(yàn)。應(yīng)對(duì)外觀質(zhì)量不合格的接頭返工處理，待外觀質(zhì)量檢查合格后才能對(duì)該驗(yàn)收批次的接頭隨機(jī)取樣進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn);實(shí)驗(yàn)室未出具合格的接頭試件力學(xué)性能試驗(yàn)報(bào)告之前，不得進(jìn)行下道工序施工。

4 分析探討

4.1 鐓粗直螺紋連接技術(shù)的特點(diǎn)

鐓粗直螺紋鋼筋連接技術(shù)是建設(shè)部重點(diǎn)推廣的新技術(shù)之一，具有現(xiàn)場(chǎng)操作工序簡(jiǎn)單，施工速度快，適用范圍廣，不受氣候影響，且成本較低等特點(diǎn)。這種接頭形式先將鋼筋鐓粗后再切削螺紋，螺紋的底徑大于鋼筋的直徑，又由于鋼筋端部經(jīng)過(guò)了冷鐓加工，通常材料強(qiáng)度可提高10% ～20%，且接頭不受擰緊力矩影響，絲扣松動(dòng)或少擰入2～3扣，均不會(huì)明顯影響接頭強(qiáng)度，排除了人工因素和測(cè)力工具對(duì)接頭性能的影響。技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果顯著，鐓直螺紋接頭比套筒擠壓接頭省鋼70%，比錐螺紋接頭省鋼35%。但鐓粗直螺紋連接接頭，對(duì)鋼筋的延性要求高。延性較低的鋼筋，在鐓粗過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致脆斷現(xiàn)象的發(fā)生，螺紋加工需要兩道工序兩套設(shè)備完成。鐓粗直螺紋連接技術(shù)的另一個(gè)不足之處在于鐓粗過(guò)程中易出現(xiàn)鐓偏現(xiàn)象，一旦鐓偏必須切掉重鐓，造成材料的浪費(fèi)。

在本工程中，底板水平向的鋼筋多且密，選用了鐓粗直螺紋連接，該連接的質(zhì)量十分可靠且施工不受氣候的影響，盡管每個(gè)接頭的成本高一些，但綜合經(jīng)濟(jì)效益仍低于其他連方法。

4.2 電渣壓力焊連接技術(shù)的特點(diǎn)

在一般高層建筑中，電渣焊與綁扎搭接相比，豎向鋼筋可節(jié)約20%～30%。且對(duì)鋼筋的要求不如氣壓焊那樣嚴(yán)格，鋼筋端面允許稍有不平，允許有浮銹或氣割后的氧化物。每臺(tái)班可焊120～150個(gè)接頭，比氣壓焊、擠壓連接等速度快。電渣壓力焊的主要缺點(diǎn)是瞬時(shí)耗電量較大;對(duì)鋼筋的可焊性有一定的要求，適用于國(guó)產(chǎn)鋼筋或相當(dāng)于上述可焊性的進(jìn)口鋼筋;不能全天候施工(雨雪天氣不能施工);不能焊接超過(guò)一定角度的斜向和水平鋼筋。本工程框架柱中的豎向鋼筋均采用了電渣壓力焊，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)按批取樣試驗(yàn)檢測(cè)，合格率達(dá)標(biāo)，較好地保證了鋼筋的連接質(zhì)量，取得了理想的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效果。

5 結(jié)語(yǔ)

鋼筋連接在工程應(yīng)用中較為廣泛，新的鋼筋連接技術(shù)的不斷出現(xiàn)為鋼筋連接提供了更多的選擇方式，連接的類(lèi)型、方式較多，但各種方法有其自身特點(diǎn)和不同的適用范圍，并在不斷發(fā)展和改進(jìn)。在實(shí)際生產(chǎn)中需要根據(jù)工程結(jié)構(gòu)、能源供應(yīng)、鋼筋種類(lèi)、材料來(lái)源、氣候及環(huán)境條件、企業(yè)管理水平以及經(jīng)濟(jì)因素等進(jìn)行綜合分析，優(yōu)選合適的粗鋼筋連接方法以期達(dá)到最佳的綜合效益。

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