鋼筋機(jī)械連接技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

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鋼筋機(jī)械連接技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用1前言隨著建筑業(yè)的發(fā)展，高層建筑、大跨度、特種結(jié)構(gòu)日益增多，建筑鋼筋的應(yīng)用向大直徑、密集布置、高強(qiáng)度方向發(fā)展，單純采用傳統(tǒng)的鋼筋連接工藝，如搭接綁扎、搭接電弧焊、閃光對(duì)焊、氣壓焊等方式已難以滿足需要。80年代末，我國(guó)開始推廣使用鋼筋機(jī)械連接技術(shù)，主要代表方式有套筒擠壓連接和錐螺紋連接。近10年來，鋼筋機(jī)械連接技術(shù)的應(yīng)用得到迅猛發(fā)展。目前，鋼筋套筒擠壓連接和錐螺紋連接技術(shù)被建設(shè)部列為“九五”期間建筑業(yè)重點(diǎn)推廣的10項(xiàng)新技術(shù)之一，納入國(guó)家重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。近年來，我市許多大型工程項(xiàng)目也都使用了套筒擠壓連接和錐螺紋連接技術(shù)。本文介紹鋼筋套筒擠壓和錐螺紋連接技術(shù)在廈門建筑工程中的應(yīng)用概況并對(duì)接頭的質(zhì)量檢驗(yàn)問題進(jìn)行探討，以使該技術(shù)在廈門建筑工程中得到更好的應(yīng)用。2廈門市鋼筋機(jī)械連接技術(shù)應(yīng)用概況2.1鋼筋套筒擠壓連接技術(shù)套筒擠壓連接是把兩根待接鋼筋的端頭先插入一個(gè)優(yōu)質(zhì)鋼套筒，然后用擠壓機(jī)在側(cè)向加壓數(shù)道，套筒塑性變形后即與帶肋鋼筋緊密咬合達(dá)到連接的目的。套筒擠壓連接的優(yōu)點(diǎn)是接頭強(qiáng)度高，質(zhì)量穩(wěn)定可靠；操作安全，無明火，不受氣候影響；連接方式適應(yīng)性強(qiáng)，可用于垂直、水平、傾斜、高空、水下等各方位的鋼筋連接，還特別適用于某些化學(xué)組成不適宜采用傳統(tǒng)焊接工藝的鋼材連接，如特種鋼材、進(jìn)口鋼筋等。主要用于直徑為20～40mm帶肋鋼筋的連接。目前，該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于廈門市建筑工程，如高崎國(guó)際機(jī)場(chǎng)、高崎聯(lián)檢站、玉屏城、海光大廈、國(guó)貿(mào)大廈、祥和廣場(chǎng)、太古三期、海滄大橋、中信惠楊大廈、郵電大廈、萬利達(dá)工業(yè)園、源通中心、世紀(jì)廣場(chǎng)、鷺江道改造工程、國(guó)際會(huì)展中心、香格里拉大酒店、國(guó)際銀行大廈、世界貿(mào)易中心等，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。套筒擠壓連接技術(shù)在廈門應(yīng)用初期，由于鋼套筒都是由外地生產(chǎn)廠家供應(yīng)以及現(xiàn)場(chǎng)操作人員操作水平較差等原因，套筒擠壓接頭的質(zhì)量較不穩(wěn)定，推廣應(yīng)用受到一定限制。1998年初，廈門開始有了自己的鋼套筒生產(chǎn)基地、套筒接頭施工設(shè)備和施工人員培訓(xùn)等基本配套，使套筒擠壓接頭質(zhì)量檢驗(yàn)合格率得到顯著提高，質(zhì)量穩(wěn)定性得到有效保證，該技術(shù)在廈門建筑工程中得以推廣應(yīng)用。廈門市建筑工程檢測(cè)中心站對(duì)套筒擠壓接頭的檢測(cè)數(shù)據(jù)表明，目前廈門市建筑工程使用的套筒擠壓接頭絕大部分強(qiáng)度均能達(dá)到鋼筋母材強(qiáng)度，質(zhì)量穩(wěn)定性較好。但該技術(shù)還需降低套管材料耗量和成本，減輕壓接器整機(jī)質(zhì)量和克服易漏油現(xiàn)象，才能更好地推廣應(yīng)用。

2.2鋼筋錐螺紋連接技術(shù)錐螺紋連接是用錐形螺紋套筒將兩根鋼筋端頭對(duì)接在一起，利用螺紋的機(jī)械咬合力傳遞拉力或壓力。所用的設(shè)備主要是套絲機(jī)，通常安放在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)鋼筋端頭進(jìn)行套絲。套筒一般在工廠內(nèi)加工。連接鋼筋時(shí)利用側(cè)力板手?jǐn)Q緊套筒至規(guī)定的力矩值即可完成鋼筋的對(duì)接。錐螺紋連接現(xiàn)場(chǎng)操作工序簡(jiǎn)單，速度快，適用范圍廣，不受氣候影響。但錐螺紋接頭破壞大都發(fā)生在接頭處，接頭強(qiáng)度偏低，達(dá)不到與母材完全等強(qiáng)。現(xiàn)場(chǎng)加工的錐螺紋質(zhì)量不易保證，漏擰或扭緊力矩不準(zhǔn)，絲扣松動(dòng)等對(duì)接頭強(qiáng)度和變形有很大影響，錐螺紋接頭質(zhì)量穩(wěn)定性較差。目前，錐螺紋接頭成本雖較套筒擠壓接頭低，但在廈門市建筑工程的使用程度不如套筒擠壓接頭范圍廣。該技術(shù)于1998年初在海滄大橋東塔工程中使用，主要用于直徑20mm帶肋鋼筋的連接。目前正施工的香格里拉大酒店項(xiàng)目中已用于直徑32～40mm帶肋粗鋼筋的連接。廈門市建筑工程檢測(cè)中心站對(duì)錐螺紋接頭的檢測(cè)數(shù)據(jù)表明，錐螺紋接頭抗拉強(qiáng)度的檢驗(yàn)合格率不如套筒擠壓接頭高。針對(duì)錐螺紋接頭強(qiáng)度偏低，穩(wěn)定性較差，國(guó)際新動(dòng)向是發(fā)展等強(qiáng)螺紋連接。目前國(guó)內(nèi)已開發(fā)出GK型等強(qiáng)鋼筋錐螺紋接頭成套技術(shù)。該技術(shù)不改變普通錐螺紋接頭工藝中的任何參數(shù)和設(shè)備、工具、連接件等，僅在車削鋼筋錐螺紋絲頭之前增加一道預(yù)壓工序，使鋼筋端頭發(fā)生塑性變形而提高強(qiáng)度，彌補(bǔ)了因車削螺紋使鋼筋母材截面尺寸減小而造成的接頭承載能力下降的缺陷，從而使接頭強(qiáng)度大于相應(yīng)鋼筋母材強(qiáng)度，質(zhì)量穩(wěn)定性得到保證。廈門建筑工程上亟待引進(jìn)和開發(fā)等強(qiáng)鋼筋錐螺紋連接技術(shù)，以提高建筑工程質(zhì)量和錐螺紋接頭檢驗(yàn)合格率。3鋼筋機(jī)械連接接頭的質(zhì)量檢驗(yàn)3.1鋼筋機(jī)械連接的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范建設(shè)部和冶金部分別都頒布過鋼筋機(jī)械連接的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中包括建標(biāo)JGJ107－96《鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程》、JGJ108－96《帶肋鋼筋套筒擠壓連接技術(shù)規(guī)程》、JGJ109－96《鋼筋錐螺紋接頭技術(shù)規(guī)程》和冶標(biāo)YB－9250－93《帶肋鋼筋擠壓連接技術(shù)及驗(yàn)收規(guī)程》。目前，廈門市錐螺紋接頭執(zhí)行建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)，套筒擠壓接頭執(zhí)行建設(shè)部和冶金部?jī)煞N標(biāo)準(zhǔn)。在標(biāo)準(zhǔn)的選擇上，套筒擠壓連接技術(shù)提供單位和絕大多數(shù)施工單位更愿意執(zhí)行冶金部標(biāo)準(zhǔn)。建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)和冶金部標(biāo)準(zhǔn)對(duì)連接接頭的技術(shù)要求程度不同。接頭等級(jí)劃分對(duì)套筒擠壓接頭，冶標(biāo)沒有性能等級(jí)劃分，建標(biāo)則劃分為A、B兩個(gè)等級(jí)。分級(jí)有利于根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合合理選用接頭類型，在某些情況下還有利于降低成本。對(duì)型式檢驗(yàn)的拉伸試驗(yàn)冶標(biāo)要求套筒擠壓接頭每種規(guī)格取3個(gè)試件，其實(shí)測(cè)抗拉強(qiáng)度均不應(yīng)小于該級(jí)別鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的1.05倍或該試件鋼筋母材的抗拉強(qiáng)度。建標(biāo)要求每種型式、級(jí)別、規(guī)格、材料、工藝的連接接頭各取不少于6個(gè)試件，對(duì)A級(jí)接頭其實(shí)測(cè)抗拉強(qiáng)度均應(yīng)達(dá)到或超過母材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)B級(jí)接頭其實(shí)測(cè)抗拉強(qiáng)度均應(yīng)達(dá)到或超過母材屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的1.35倍，但對(duì)其所用鋼筋母材屈服強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值要求不宜大于相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值的1.10倍。當(dāng)大于1.10倍時(shí)，對(duì)A級(jí)接頭，試件的抗拉強(qiáng)度尚應(yīng)大于等于0.9倍鋼筋實(shí)際抗拉強(qiáng)度（應(yīng)用重量法按鋼筋的實(shí)際橫截面面積計(jì)算），以避免鋼筋超強(qiáng)過多影響對(duì)接頭性能的評(píng)定。接頭檢驗(yàn)與冶標(biāo)相比，建標(biāo)還強(qiáng)調(diào)施工現(xiàn)場(chǎng)連接工程開始前及施工過程中，應(yīng)對(duì)每批鋼筋進(jìn)行接頭工藝檢驗(yàn)。其目的是檢驗(yàn)接頭技術(shù)提供單位所確定的工藝參數(shù)是否與本工程中的進(jìn)場(chǎng)鋼筋相適應(yīng)。建標(biāo)對(duì)連接接頭的設(shè)計(jì)、應(yīng)用和檢驗(yàn)要求更加合理和完善。因此筆者建議廈門市的擠壓套筒設(shè)計(jì)生產(chǎn)廠家、施工監(jiān)理單位和質(zhì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)積極向建標(biāo)靠攏，促進(jìn)套筒擠壓連接技術(shù)在廈門更好的發(fā)展。

3.2鋼筋機(jī)械連接接頭的質(zhì)量檢驗(yàn)鋼筋機(jī)械連接接頭質(zhì)量檢驗(yàn)分為型式檢驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)。按建標(biāo)要求，型式檢驗(yàn)應(yīng)對(duì)接頭的單向拉伸性能、高應(yīng)力反復(fù)拉壓性能以及大變形反復(fù)拉壓性能進(jìn)行試驗(yàn)，其中套筒擠壓接頭和錐螺紋接頭根據(jù)接頭性能指標(biāo)的差異分為A、B兩個(gè)性能等級(jí)，其性能指標(biāo)均應(yīng)符合JGJ107－96表3.0.5的規(guī)定。型式檢驗(yàn)比較復(fù)雜、工作量大，因此，經(jīng)型式檢驗(yàn)確定某一接頭產(chǎn)品的性能等級(jí)后，在生產(chǎn)工藝及主要原材料不發(fā)生重大改變的情況下，在工地現(xiàn)場(chǎng)只需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)。但要求該技術(shù)提供單位提交有效的型式檢驗(yàn)報(bào)告，并且在鋼筋連接工程開始前及施工中，對(duì)每批鋼筋進(jìn)行接頭工藝檢驗(yàn)?，F(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)也叫施工檢驗(yàn)，一般只進(jìn)行外觀質(zhì)量檢驗(yàn)和拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)。同一施工條件下采用同一批材料的同等級(jí)、同型式、同規(guī)格接頭，以500個(gè)作為一個(gè)驗(yàn)收批?，F(xiàn)場(chǎng)連續(xù)檢驗(yàn)10個(gè)驗(yàn)收批，全部單向拉伸試驗(yàn)一次抽樣均合格，驗(yàn)收批接頭數(shù)量可擴(kuò)大一倍。外觀質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)，套筒擠壓接頭從每一驗(yàn)收批中隨機(jī)抽取10％，錐螺紋接頭從同規(guī)格接頭中隨機(jī)抽取10％進(jìn)行。拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，對(duì)接頭的每一驗(yàn)收批，必須在工程結(jié)構(gòu)中隨機(jī)截取3個(gè)試件進(jìn)行。目前，廈門市建筑工程在鋼筋機(jī)械接頭現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)所用的拉伸試件，大部分沒有在工程中隨機(jī)抽取，主要由施工單位或技術(shù)提供單位送樣或只在制作車間抽樣。國(guó)內(nèi)工程經(jīng)驗(yàn)表明送樣或在車間抽樣和在工程中隨機(jī)抽樣兩種方法的接頭抗拉試驗(yàn)結(jié)果和合格率有不少差異。機(jī)械連接接頭的質(zhì)量在很大程度上有賴于現(xiàn)場(chǎng)的管理及操作水平，特別是錐螺紋連接接頭，因此堅(jiān)持在工程中隨機(jī)抽樣可以大大促進(jìn)施工人員操作的責(zé)任心，提高接頭質(zhì)量。錐螺紋接頭在現(xiàn)場(chǎng)切割后不能再制作螺紋接頭時(shí)，容許用焊接、搭接或其它類型接頭替代割去的接頭，因?yàn)楸桓钊ソ宇^的鋼筋占構(gòu)件中鋼筋總數(shù)的比例通常很小，因而局部替代不會(huì)造成對(duì)結(jié)構(gòu)總體強(qiáng)度的損害。堅(jiān)持在工程中隨機(jī)抽樣會(huì)給施工帶來一定麻煩，但工程質(zhì)量事關(guān)人民生命財(cái)產(chǎn)安全，因此必須堅(jiān)持。

4結(jié)論目前，鋼筋套筒擠壓連接技術(shù)在廈門市建筑工程中應(yīng)用較為廣泛，接頭強(qiáng)度高，質(zhì)量穩(wěn)定性較好；套筒擠壓接頭生產(chǎn)和應(yīng)用的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)積極向建標(biāo)JGJ107－96、JGJ108－96靠攏。錐螺紋連接技術(shù)成本較套筒擠壓接頭低，但接頭強(qiáng)度偏低，質(zhì)量穩(wěn)定性較差，直接影響其應(yīng)用，亟待引進(jìn)和開發(fā)等強(qiáng)鋼筋錐螺紋連接新技術(shù)。機(jī)械連接接頭現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)的拉伸試樣，應(yīng)堅(jiān)持在工程中隨機(jī)抽樣，以確保工程質(zhì)量。