鋼筋機械連接技術(shù)在廈門建筑工程中的應(yīng)用

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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、閃光對焊、氣壓焊等方式已難以滿足需要。80年代末，我國開始推廣使用鋼筋機械連接技術(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)重點推廣的10項新技術(shù)之一，納入國家重點推廣項目。近年來，我市許多大型工程項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)用概況并對接頭的質(zhì)量檢驗問題進行探討，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優(yōu)質(zhì)鋼套筒，然后用擠壓機在側(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到連接的目的。套筒擠壓連接的優(yōu)點是接頭強度高，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，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，如高崎國際機場、高崎聯(lián)檢站、玉屏城、海光大廈、國貿(mào)大廈、祥和廣場、太古三期、海滄大橋、中信惠楊大廈、郵電大廈、萬利達工業(yè)園、源通中心、世紀廣場、鷺江道改造工程、國際會展中心、香格里拉大酒店、國際銀行大廈、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中心站對套筒擠壓接頭的檢測數(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度均能達到鋼筋母材強度，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接在一起，利用螺紋的機械咬合力傳遞拉力或壓力。所用的設(shè)備主要是套絲機，通常安放在現(xiàn)場對鋼筋端頭進行套絲。套筒一般在工廠內(nèi)加工。連接鋼筋時利用側(cè)力板手擰緊套筒至規(guī)定的力矩值即可完成鋼筋的對接。錐螺紋連接現(xiàn)場操作工序簡單，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，接頭強度偏低，達不到與母材完全等強。現(xiàn)場加工的錐螺紋質(zhì)量不易保證，漏擰或扭緊力矩不準，絲扣松動等對接頭強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中心站對錐螺紋接頭的檢測數(shù)據(jù)表明，錐螺紋接頭抗拉強度的檢驗合格率不如套筒擠壓接頭高。
    針對錐螺紋接頭強度偏低，穩(wěn)定性較差，國際新動向是發(fā)展等強螺紋連接。目前國內(nèi)已開發(fā)出GK型等強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度，彌補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，從而使接頭強度大于相應(yīng)鋼筋母材強度，質(zhì)量穩(wěn)定性得到保證。廈門建筑工程上亟待引進和開發(fā)等強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合格率。
    3、鋼筋機械連接接頭的質(zhì)量檢驗
    3.1 鋼筋機械連接的質(zhì)量標(biāo)準和規(guī)范
    建設(shè)部和冶金部分別都頒布過鋼筋機械連接的行業(yè)標(biāo)準，其中包括建標(biāo)JGJ107－96《鋼筋機械連接通用技術(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)及驗收規(guī)程》。目前，廈門市錐螺紋接頭執(zhí)行建設(shè)部標(biāo)準，套筒擠壓接頭執(zhí)行建設(shè)部和冶金部兩種標(biāo)準。在標(biāo)準的選擇上，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。
    建設(shè)部標(biāo)準和冶金部標(biāo)準對連接接頭的技術(shù)要求程度不同。
    接頭等級劃分 對套筒擠壓接頭，冶標(biāo)沒有性能等級劃分，建標(biāo)則劃分為A、B兩個等級。分級有利于根據(jù)不同的應(yīng)用場合合理選用接頭類型，在某些情況下還有利于降低成本。
　　對型式檢驗的拉伸試驗 冶標(biāo)要求套筒擠壓接頭每種規(guī)格取3個試件，其實測抗拉強度均不應(yīng)小于該級別鋼筋抗拉強度標(biāo)準值的1.05倍或該試件鋼筋母材的抗拉強度。建標(biāo)要求每種型式、級別、規(guī)格、材料、工藝的連接接頭各取不少于6個試件，對A級接頭其實測抗拉強度均應(yīng)達到或超過母材抗拉強度標(biāo)準值，對B級接頭其實測抗拉強度均應(yīng)達到或超過母材屈服強度標(biāo)準值的1.35倍，但對其所用鋼筋母材屈服強度及抗拉強度實測值要求不宜大于相應(yīng)標(biāo)準值的1.10倍。當(dāng)大于1.10倍時，對A級接頭，試件的抗拉強度尚應(yīng)大于等于0.9倍鋼筋實際抗拉強度（應(yīng)用重量法按鋼筋的實際橫截面面積計算），以避免鋼筋超強過多影響對接頭性能的評定。
    接頭檢驗 與冶標(biāo)相比，建標(biāo)還強調(diào)施工現(xiàn)場連接工程開始前及施工過程中，應(yīng)對每批鋼筋進行接頭工藝檢驗。其目的是檢驗接頭技術(shù)提供單位所確定的工藝參數(shù)是否與本工程中的進場鋼筋相適應(yīng)。
    建標(biāo)對連接接頭的設(shè)計、應(yīng)用和檢驗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)計生產(chǎn)廠家、施工監(jiān)理單位和質(zhì)量檢測機構(gòu)積極向建標(biāo)靠攏，促進套筒擠壓連接技術(shù)在廈門更好的發(fā)展。
    3.2 鋼筋機械連接接頭的質(zhì)量檢驗
    鋼筋機械連接接頭質(zhì)量檢驗分為型式檢驗和現(xiàn)場檢驗。按建標(biāo)要求，型式檢驗應(yīng)對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)拉壓性能進行試驗，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兩個性能等級，其性能指標(biāo)均應(yīng)符合JGJ107－96表3.0.5的規(guī)定。型式檢驗比較復(fù)雜、工作量大，因此，經(jīng)型式檢驗確定某一接頭產(chǎn)品的性能等級后，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)場只需進行現(xiàn)場檢驗。但要求該技術(shù)提供單位提交有效的型式檢驗報告，并且在鋼筋連接工程開始前及施工中，對每批鋼筋進行接頭工藝檢驗。
    現(xiàn)場檢驗也叫施工檢驗，一般只進行外觀質(zhì)量檢驗和拉伸強度試驗。同一施工條件下采用同一批材料的同等級、同型式、同規(guī)格接頭，以500個作為一個驗收批。現(xiàn)場連續(xù)檢驗10個驗收批，全部單向拉伸試驗一次抽樣均合格，驗收批接頭數(shù)量可擴大一倍。外觀質(zhì)量檢驗時，套筒擠壓接頭從每一驗收批中隨機抽取10％，錐螺紋接頭從同規(guī)格接頭中隨機抽取10％進行。拉伸強度試驗時，對接頭的每一驗收批，必須在工程結(jié)構(gòu)中隨機截取3個試件進行。
    目前，廈門市建筑工程在鋼筋機械接頭現(xiàn)場檢驗所用的拉伸試件，大部分沒有在工程中隨機抽取，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。國內(nèi)工程經(jīng)驗表明送樣或在車間抽樣和在工程中隨機抽樣兩種方法的接頭抗拉試驗結(jié)果和合格率有不少差異。機械連接接頭的質(zhì)量在很大程度上有賴于現(xiàn)場的管理及操作水平，特別是錐螺紋連接接頭，因此堅持在工程中隨機抽樣可以大大促進施工人員操作的責(zé)任心，提高接頭質(zhì)量。錐螺紋接頭在現(xiàn)場切割后不能再制作螺紋接頭時，容許用焊接、搭接或其它類型接頭替代割去的接頭，因為被割去接頭的鋼筋占構(gòu)件中鋼筋總數(shù)的比例通常很小，因而局部替代不會造成對結(jié)構(gòu)總體強度的損害。堅持在工程中隨機抽樣會給施工帶來一定麻煩，但工程質(zhì)量事關(guān)人民生命財產(chǎn)安全，因此必須堅持。
    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，但接頭強度偏低，質(zhì)量穩(wěn)定性較差，直接影響其應(yīng)用，亟待引進和開發(fā)等強鋼筋錐螺紋連接新技術(shù)。
    機械連接接頭現(xiàn)場檢驗的拉伸試樣，應(yīng)堅持在工程中隨機抽樣，以確保工程質(zhì)量。