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浅谈直螺纹套筒与冷挤压套筒在钻孔桩中的应用

来源:九壹网
浅谈直螺纹套筒与冷挤压套筒在钻孔桩

中的应用

摘 要:上个世纪八十年代末期,我国通过引进国外先进的钢筋机械连接技术,加之国内相关专家不断努力改进,该技术得以飞速发展,并日趋成熟稳定。该论文介绍了钢筋机械连接中的直螺纹套筒连接与冷挤压套筒连接的原理,结合了上海某重点公路工程项目中在钻孔桩施工中的使用经验,就两种机械连接方法的优缺点、应用中容易出现的问题做出简要分析,并提出了对应的解决措施。

关 键 词:直螺纹套筒;冷挤压套筒;钻孔灌注桩;应用

引 言:近二十年来,钢筋的机械连接技术在全国各地得到了快速发展,其中直螺纹套筒连接与冷挤压套筒连接做为两种应用广泛的钢筋连接方式,与以往的钢筋绑扎和焊接相比具有诸多优势,比如无需动火、节电、节省焊材、操作简单快捷、性能可靠稳定、不受特种工水平及气候影响等优点。随着中国交通公路工程的遍地开花,越来越多桥梁工程(尤其是钻孔桩)中大量使用上述两种钢筋连接技术,且得到了广大建设者们的认可。下文将以上海某重点公路工程钻孔桩施工过程中的经验,进一步阐述两种钢筋连接技术的优缺点,对较易发生的问题提出解决措施和建议。

正 文: 1工程概况

上海某重点高速公路主线工程为双幅分离式高架桥,该项目单幅全长2.56km,单幅桥宽16.25m,设计时速100公里/小时,设计使用年限100年。基础为多排钻孔灌注桩基础,桩长68m-72m不等,本标段共1080根钻孔桩。桩基主筋采用HRB400及HRB500热轧带肋的三级和四级钢筋,直径从20mm至28mm不等。每根桩的钢筋笼按照钢筋定尺分为了6节,并统一在钢筋加工厂集中加工后,再运至现场通过套筒机械连接技术下放钢筋笼。本工程桩基等桥梁主体结构中的钢筋机

械连接接头,要求均达到Ⅰ级,即“钢筋接头抗拉强度大于等于被连接钢筋实际抗拉强度或1.10倍钢筋抗拉强度标准值”,不允许出现Ⅱ级及以下的接头。

2直螺纹套筒连接技术介绍

直螺纹套筒连接包含了墩粗直螺纹和滚压直螺纹两种,滚压直螺纹连接又包含了直接滚压直螺纹和剥肋滚压直螺纹两种不同工艺。往往在安装精度要求较高、主筋密集的结构工程中使用剥肋滚压直螺纹连接工艺较为常见。它可以克服钢筋粗细不均或钢筋外形不整齐等引起的螺纹直径不一或虚假丝纹的质量隐患。该连接方式比较简单,通过专用扳手把直螺纹套筒与车好丝的两个钢筋接头拧紧连接,使用扭力扳手检验是否达到规定扭矩即可判定是否合格。

3冷挤压套筒连接技术介绍

冷挤压套筒连接相较直螺纹套筒连接,操作更为简单,节省了钢筋加工厂后场车丝的工序。通俗的来讲,就是把2根等待接长的钢筋插入一个专用套筒(45#钢)内,使用冷挤压设备的压模(带有半月形的内模)沿径向挤压专用套筒,套筒发生了非弹性变形,变形后的套筒与2根钢筋的横纵肋发生了机械咬合,从而达到把钢筋端头紧密连接成为整体的目的。一般通过测量被挤压后的套筒长度、直径以及压痕来判断,是否达到合格标准。

4两种套筒连接技术的应用

上述两种钢筋套筒机械连接技术,在本标段和兄弟标段的钻孔灌注桩钢筋笼连接中均有大范围应用。本标段采用的是冷挤压套筒连接方式,兄弟标段采用的是滚压直螺纹套筒连接方式。

工期方面:经测算,在操作工与焊工投入数量一致的情况下,单根桩基钢筋笼的连接时间,套筒机械连接方式比焊接连接方式节省约2.5小时,节省了单桩施工周期的同时减少了塌孔缩颈风险,对钻孔灌注桩的成孔成桩质量亦有保障。

质量方面:本标段共1080根桩基、每根均为6节钢筋笼、平均一个断面12个接头(套筒),每根桩5×12=60个接头,共计64800个接头。现场一次性连接外观检查合格率为98%,二次连接合格率为100%;钢筋机械连接接头取样送检

共计130组,抗拉试验合格率达100%。经与兄弟标段交流获知,对方共计52300个接头,现场一次性连接扭矩+外观合格率为95%,二次连接采用加强措施后合格率为100%;接头取样送检共计105组,抗拉试验合格率为94.3%。初步比较下来,在质量控制方面,排除管理人员及工人的素质因素外,可能钢筋冷挤压套筒连接技术较滚压直螺纹套筒连接技术略胜一筹。

5直螺纹与冷挤压套筒连接的优缺点 5.1直螺纹套筒连接技术

以剥肋滚压直螺纹技术为典型,其优点是钢筋接头强度高、质量可控、现场操作简单快捷,连接时仅需小型工具(专用扳手)即可、使用轻便对操作空间要求低,现场连接时安全风险小、同时节约了现场设备和人员的投入。

该技术的缺点是需在钢筋加工厂后场对钢筋端部剥肋、车丝,增加了设备及操作工人的投入、对操作工的要求高、需对设备经常性保养、车丝后需加盖丝帽、丝纹易受损影响现场钢筋连接。钢筋对接容错性差、需利用扭力扳手检查连接质量、对钢筋或套筒转动有要求、抗拉试验合格率较冷挤压套筒连接接头低。

5.2冷挤压套筒连接技术

该技术的优点是钢筋接头强度高、抗拉试验合格率高、质量稳定可靠、操作简单快捷、钢筋对接容错性好、对技术工要求低、可直观检查连接质量、不需钢筋或套筒转动,不需剥肋车丝、也不需保护丝头、节约了后场加工设备和人员的投入。

该技术的缺点是现场需投入冷挤压设备并及时养护、需更新压模或内模、压模需采用手拉葫芦悬吊、专用高压软管有泄漏伤人安全风险,压模需要一定的操作空间、对钢筋间距有一定要求。

六、施工过程中容易出现的问题及措施建议 (1)直螺纹套筒连接 1)难以对接

建议:加强对车丝机保养维护,尤其是刀片的检查和更换;增加对车丝工的技术培训和责任心教育;设专人检查验收车丝后的钢筋半成品,不合格品不允许出厂;车丝后的钢筋端头要打磨处倒角,减少不规则端面的出现;合格半成品装车后再次检查丝帽是否完好;对运抵现场的钢筋笼丝头加强检查复验,不合格的及时提前采取整改措施。

2)扭矩不达标

建议:扭力扳手定期标定;控制单把扭力扳手的使用频次,确保其可正常工作;对操作工人加强技术交底;尽量使用熟练工人;增加现场管理人员的旁站监督,减少首次连接不合格接头数量。

(2)冷挤压套筒连接 1)压后压痕及长度不足

建议:冷挤压机在使用前进行标定(油泵与油表),确保所施加的压力处于可控状态;检查高压软管状态以及连接是否可靠;检查压模内膜是否有缺损,若有或使用超过5万次必须更换压模;要求冷挤压机生产厂家技术人员对施工管理人员及操作工进行设备操作交底;压前检查两根钢筋是否与套筒轴心一致,减少偏心和弯折。

2)连接时的安全风险

建议:采用定型防护板与压模固定;高压软管严禁划伤、挤压、小角度弯折、拖拉硬拽,严禁未卸压就拆除高压管;开压前,高压软管的连接接头必须拧紧,管理人员应加强复查;施加压力时,所有人员严禁处于压模正上方,同时操作人员应避免处于高压软管反弹方向。

7结束语

通过本文关于两种钢筋机械连接技术的介绍和浅析,我们可以看出,钢筋机械连接技术在以前属于新技术应用,而现在已成为诸多建设者的首选常规技术得以普及开来。在伴随着国内快节奏的工程建设的步伐的同时,越来越多的新技术、

新工艺、新材料、新设备逐一涌现在了我们的施工现场。在交通建设领域,尤其是一些新技术和新工艺逐渐替代了一些施工周期长、质量不稳定、安全风险高的老旧技术和工艺。这是社会发展进步的必然,也是工程建设领域为我国实现第二个百年奋斗目标、实现伟大民族复兴的必由之路。

参考文献:

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[4] 马聪 半灌浆式高强粗钢筋连接接头的研究. 广西科技大学硕士学位论文,2014

[5] 邢怀念 钢筋直螺纹套筒连接力学行为研究及其应用.大连理工大学硕士学位论文,2004

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