城厢钢筋直螺纹连接技术常见应用问题

信息摘要：钢筋剥肋滚轧直螺纹连接技术是由中国建筑科学研究院建筑机械化研究分院于1999年研制成功，获得技术发明专利一项，实用新型专利两项。该项技术已经推广应用到了工业民用建筑、桥梁、隧道、地铁、火电厂、水电站、核电站等各种钢筋砼结构，能够实现直径从 12mm 到50mm 标准钢筋及英国标准钢筋在任意方向和位置的同、异径连接。接头性能满足 JGJ107、BS8110 等行业标准（规程）的规定。由于该项技术具有连接强度高、质量稳定可靠、施工操作简单、成本经济廉价等优点，深受广大用户青睐。在该项技术广泛推广应用过程中，时常出现一些有关接头施工验收方面的疑虑和问题，现结合实践经验和对行业标准的理解作一扼要阐述及说明，供大家参考。1　Ⅰ级接头性能等级评定问题《钢筋机械连接技术规程》JGJ107-2016为机械接头的最新行业标准，自2016年8月1 日起实施，原行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107-2010同时废止。新的行业标准把接头性能等级分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个性能等级，并规定Ⅰ级接头的抗拉强度不小于被连接钢筋实际抗拉强度或 1.1 倍钢筋抗拉强度标准值，并具有高延性及反复拉压性能。应用中对Ⅰ级接头进行抗拉强度试验时，经常出现下列情况：①接头破坏发生在钢筋母材上（即接头断于连接套筒之外母材），而抗拉强度却低于 1.1 倍的钢筋抗拉强度标准值；②接头破坏位置不在钢筋母材上，而是将钢筋从套筒中拉出或者把套筒拉断、或者接头断于螺纹部分，但接头抗拉强度却不小于钢筋抗拉强度标准值的 1.1 倍。当出现以上两种试验结果时对Ⅰ级接头的评定容易产生疑惑甚至误判。对情况①造成误判的原因是对标准理解不透彻或过分注重接头的抗拉强度数值，新标准条文解释部分对Ⅰ级接头的评定有如此说明：在接头的施工现场检验和验收时只要试件断于钢筋母材，接头即可判定为Ⅰ级。接头在拉伸试验时只要能够断在钢筋母材，就证明接头抗拉强度值比钢筋母材抗拉强度值高；当出现接头抗拉强度比钢筋母材标准抗拉强度值小时，只能说明钢筋母材强度有问题而不应影响接头的性能等级评定，接头抗拉强度值的大小不再作为评判标准。对情况②造成误判的原因是使用方过分注重接头的破坏位置，总是希望接头在做单向拉伸试验时能够出现全部断母材的破坏形式。当出现接头试件断于接头长度区段时，即使接头抗拉强度满足了不小于钢筋抗拉强度标准值的 1.1 倍，仍有不少使用单位对接头能否评定为Ⅰ级心存疑虑。按照新标准条文解释部分对Ⅰ级接头的评定有如此说明：当试件断于接头长度区段时，只要满足不小于钢筋抗拉强度标准值的 1.1 倍即可判定为Ⅰ级接头。事实上出现试件断于接头长度区段情况的原因主要有：①现场使用的钢筋强度大大超过了连接套筒的设计强度；②在现场加工制作及连接施工过程中，丝头质量控制不严或没按标准要求进行连接施工；③套筒质量存在问题。如果属于情况①，使用方应理性接受；如果是情况②和③，使用方应会同产品提供方着力加强生产和采购等环节的过程管理，杜绝此类情况的重复出现。2　螺纹外露问题中华人民共和国建筑工业行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107-2016中规定：钢筋连接完毕后，标准型接头连接套筒外应有外露有效螺纹，且连接套筒单边外露有效螺纹不得超过2P。在实际的施工中有不少施工人员对连接完成的标准型接头连接套筒外应有有效螺纹外露存有疑虑，有的干脆要求不准外露有效螺纹。存在这些疑虑的原因主要是：①不理解或不完全理解行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107-2016中的规定；②只重视接头的拉伸强度性能，忽视了接头的变形性能要求。目前市场上大部分厂家提供的剥肋滚轧直螺纹连接技术及产品只要保证有效的螺纹旋合长度，接头试件的拉伸强度一般均达到行业标准要求，而事实上除对钢筋接头有强度要求外，还有一个重要的变形量指标要求。接头单向拉伸时的变形量指标在中华人民共和国行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107-2016中是以标准术语“接头非弹性变形”约定的，并且标准中规定这一重要变形量指标仅在接头做型式检验时才进行考核，在接头做现场施工检验的拉伸试验时没有变形量考核要求，标准中没有要求现场考核的指标并不意味着可以忽视。试想如果接头在受到一定外力后就出现超出砼变形量的残余变形的话，结构是否就会出现影响结构质量的裂纹或裂缝，严重的还会发生安全质量事故。因此既要保证接头连接强度又要满足接头变形量的要求，就必须确保标准型接头连接套筒外应有外露有效螺纹，且连接套筒单边外露有效螺纹不得超过 2P。主要原因是：①要保证接头的连接强度就得保证接头的有效旋合长度；②螺纹连接属于间隙配合，要想充分消除螺纹间隙，确保变形量要求，接头在拧紧的情况下只有套筒外有外露有效螺纹，才能确保钢筋端面顶紧，排除各种干扰，有效地消除螺纹间隙，而不至于造成拧紧假象；③连接套筒单边外露有效螺纹不得超过 2P，当螺纹外露超过 2P 时将会影响接头强度。因此在连接施工中确保标准型接头连接套筒外应有外露有效螺纹，且连接套筒单边外露有效螺纹不得超过 2P 是十分必要的。3　钢筋笼的对接问题传统的钢筋笼对接工艺主要有搭接绑扎法、焊接法、套筒挤压连接法。通过螺纹连接实现对接，尤其是通过剥肋滚轧直螺纹连接工艺是否能够实现钢筋笼的对接问题，一直是广大施工技术人员所关心的。通过在一些工程中，使用剥肋滚轧直螺纹连接工艺完成钢筋笼的对接连接，我们发现使用剥肋滚轧直螺纹连接工艺实现钢筋笼的对接不仅可行，而且经济实用，具体施工工艺如下。3.1　正反丝对接连接1） 钢筋笼的制作工艺流程　钢筋下料→根据钢筋笼配料单分别加工右旋螺纹丝头和左旋螺纹丝头（要保证每节钢筋笼的一端丝头旋向一致）→在钢筋笼制作工装上连接制作该桩的节钢筋笼→将需要和节钢筋笼连接的第二节钢筋笼的钢筋用正反丝扣型套筒连接到节钢筋笼上→用环形箍筋焊接第二节钢筋笼→在某一接头对接处作上明显的配合标记→多人同时转动正反丝扣型套筒→对接完成后再将对接好的钢筋笼从对接处拆开。依此类推加工其他的钢筋笼并将钢筋笼放在钢筋加工场地内或运到施工桩基处等待连接。2 ）钢筋笼的对接　将预制好的二节或多节钢筋笼的最下一节吊装进入桩孔一定深度处固定牢固→吊装起相邻的另一节钢筋笼至接合处→按预先作好的标记依次将接头对中→多人同时转动正反丝扣型套筒使接头拧紧→松开钢筋笼的固定点将连接好的钢筋笼吊装进入孔中→依次连接割断钢筋笼至整个钢筋笼全部完成。3.2　长丝对接连接1）钢筋笼的制作工艺流程　钢筋下料→根据钢筋笼配料单分别加工标准螺纹丝头和标准长螺纹丝头→在钢筋笼制作工装上制作钢筋笼（应确保二节或多节钢筋笼对接处的下一节钢筋笼中的钢筋丝头均为长丝）→将需要和节连接的第二节钢筋笼的钢筋用标准丝扣型套筒连接到节钢筋笼上→用环形箍筋焊接第二节钢筋笼→在某一接头对接处标上明显的配合标记→将对接好的钢筋笼从对接处拆开→将钢筋笼放在钢筋加工场地内或运到施工桩基处等待连接。2 ）钢筋笼的对接　将预制好的二节或多节钢筋笼的最下一节吊装进入桩孔一定深度处固定牢固→吊装起相临的另一节钢筋笼至接合处→按作好的标记依次将接头对中→将下一节钢筋笼上的套筒回旋退出，直至规定拧紧力矩值→松开钢筋笼的固定点将连接好的钢筋笼吊装进入桩孔中→依次连接至完成。3.3　注意事项需要两节或多节钢筋笼对接时，钢筋笼在起吊、运输和安装的过程中均应采取有效的防变形措施，确保钢筋笼的变形量不影响对接处的施工。起吊点宜设在加强箍筋部位，钢筋笼同一底面上的相邻接头的间距不宜小于 5 0 m m 。5　结语钢筋剥肋滚轧直螺纹连接技术已在建筑市场推广应用十多年，目前遍布全国各地，应用领域扩展到各种钢筋砼结构，并进入到国际市场。该技术经历了一个从被质疑到被广大业主、设计单位、施工企业、监理单位的普遍接受、后来深受广大用户青睐、直至今天蓬勃发展的历程。随着工程应用过程中各种新问题的不断出现和不断的解决，其应用领域还将逐步扩大，创造的社会效益和经济效益将会日益增强。