桩基钢筋笼直螺纹连接接头不合格原因分析

杜 磊 林 文

（中交第三航务工程局有限公司南京分公司， 江苏 南京 210000）

近年来，随着我国基础工程建设发展，桥梁工程特别是桩基工程日益增多，在这些工程中，受力主筋直径粗（一般为Ф22、Ф28、Ф32），施工中由于接头所采用的连接方式的不同，将会直接或间接影响钢筋的连接质量。国内目前主要采用的有搭接焊、气压焊等钢筋连接手段，这些传统钢筋连接方法不仅浪费钢材，而且难以适应快速化施工和文明施工的现场环境。而剥肋滚压直螺纹连接技术则能解决这些不足，具有接头质量稳定可靠、连接强度高、施工方便、速度快的特点，在桥梁工程中剥肋滚压直螺纹连接接头技术已得到了广泛的应用。

1 工程概况

本工程位于无锡市江海西路，主要施工内容为城市高架桥。基础采用钻孔灌注桩基础，钻孔桩基础钢筋笼主筋型号为HRB400级、直径为32mm的螺纹钢。根据设计要求钢筋接头位置应相互错开，在一个平面内的钢筋接头数量不得超过总钢筋数量的50%。对于直径大于25mm的钢筋采用机械连接。

2 施工工艺

根据本工程实际情况，桩基钢筋笼主筋采取机械连接，主要采用剥肋滚压直螺纹连接接头技术，其施工工艺是先将螺纹钢筋端部的横肋和纵肋进行剥切处理，使螺纹钢筋滚丝前的端部直径达到同一尺寸成柱状，然后再进行滚压成型，最后用相应的直螺纹套筒把两根带丝头的钢筋旋合，使两段钢筋通过直螺纹套筒连成一个整体的新型钢筋连接工艺。与其他如直接滚压直螺纹连接接头、挤压肋滚压直螺纹连接接头、滚压直螺纹连接接头等工艺相比，具有以下优点：端部直径一致、节约钢材、提高效益、施工速度快、连接质量稳定可靠等特点。

3 不合格原因分析

对现场剥肋滚压直螺纹连接接头按规范进行工艺性试验，发现个别接头有不合格现象。为保证钢筋机械接头施工质量满足规范与设计的要求，避免不合格产品的发生，对可能造成接头不合格的原因从原材料、机械设备、钢筋加工、安装等方面进行了现场调查、分析，并整理出一套控制剥肋滚压直螺纹连接接头施工质量的有效措施。

3.1 原材料分析

（1）钢筋原材质量：本工程桩基主筋选用牌号为HRB400，直径为32mm的普通热轧钢筋，钢筋原材进场均有出厂合格证等相关证明材料，经现场利用游标卡尺检测，虽然钢筋存在粗细不均，有一定的公差，但均在规范要求的范围内。钢筋连接采用剥离滚压直螺纹连接接头形式，非直接滚压直螺纹连接接头形式，不存在加工的螺纹直径大小不一致，套筒与丝头互相咬合不紧密，出现滑丝拉脱的现象。

（2）直螺纹套筒质量：钢筋连接直螺纹套筒为定型产品，每批套筒进场均有产品合格证等相关证明材料，通过随机抽取3个套筒（每袋套筒数量60支），对套筒的型号、外观、尺寸、螺纹中径（检测工具通端、止端螺纹塞尺）、螺纹小径（检测工具游标卡尺）等项目检验，均能满足规范要求。

3.2 机械设备分析

主要机具设备有钢筋直螺纹套丝机，辅助工具有钢筋切割机、砂轮磨光机、扭力扳手等。通过对现场操作人员了解，均有操作经验，操作直螺纹套丝机均进行过培训。机械设备也运行正常，通过对剥肋刀头、滚丝刀头等检查均为新刀头，无磨损或损坏现象，对钢筋直螺纹丝头的加工不构成质量影响。

3.3 钢筋丝头加工分析

（1）钢筋切割：本工程钢筋笼主筋直径较大为32mm，现场对钢筋切断主要采用钢筋切断机，钢筋切断机在对钢筋切断的过程中，易造成钢筋切断部位马蹄形、绕曲等现象，如果在钢筋剥肋、滚压前未将变形的部位切除掉，滚压的螺纹丝头易出现牙型不饱满，甚至存在螺纹丝头未滚压到位的现象。从而最终影响直螺纹套筒连接接头的抗拉性能。

切断机造成马蹄形、绕曲变形

（2）钢筋原材端头打磨：进场的钢筋原材端头往往是不平整的，如果不将端头用砂轮机切割打磨平整，极易造成钢筋丝头在套筒中央位置存在间隙、卡位，使外露螺纹过多，钢筋端头接触间相互卡位，消耗大部分拧紧扭矩，从而减少螺纹连接的有效扣数。只有保证已切割钢筋端头的平整度，才能使安装扭矩有效形成丝头的相互对顶力，消除或减少由于钢筋受拉时造成的变形。

钢筋端头切割打磨平整

（3）丝头长度不合格：操作人员在对直螺纹滚丝机进行定位时，由于定位不准确或者定位装置松动，极易造成丝头加工长度不合格。如果半丝端滚压螺纹过短或过长，都易造成两根钢筋连接后丝头未处于套筒中央位置，一根旋入的螺纹多另一根必然就少，从而影响钢筋结构受力及套筒的连接质量。

（4）钢筋剥肋过多：在对钢筋端部的横肋和纵肋进行剥切处理时，由于直螺纹滚丝机剥皮限位盘调整不到位或施工人员为了便于操作，故意将剥肋刀头调深，使钢筋表面剥肋过多，造成滚压出的螺纹不饱满，不能与套筒牙型完整吻合，存在松动现象，导致抗拉等试验不合格。

剥皮过多螺纹不饱满示意图

3.4 套筒连接安装分析

（1）钢筋端部螺纹丝头保护:对钢筋端部进行滚压成型后，未及时对成型的螺纹丝头采取保护措施，加盖塑料保护帽，造成直螺纹丝头锈蚀、油污、泥沙污染。另外，在运输的过程中因丝头与地面或施工机具摩擦、碰撞，导致丝头严重破损、变形从而造成连接困难。

（2）钢筋笼主筋套筒连接：本工程桩基钢筋笼，两节笼子间主筋通过直螺纹套筒连接，钢筋笼是预先加工完成的，钢筋无法转动。那么利用套筒连接的时候，只能采取转动套筒的方式进行连接，故被连接的两根钢筋只能一端全丝，一端半丝。先将套筒全部拧入一个全丝（全丝为整个套筒长度）钢筋的螺纹内，钢筋对接后反拧套筒到另一根连接钢筋的半丝内形成连接。在钢筋笼加工的过程中，如未使用挡位板或采取相应的措施，加工出的钢筋笼主筋端头往往不在一个断面，那么钢筋笼在起吊安装的时候，上下两节钢筋笼中必然有钢筋端头无法完全对接，两主筋端头间存在间隙，使套筒连接接头外露丝纹过多。不能满足规范及试验要求。

钢筋笼主筋连接端头不在一个断面示意图

4 防治措施

（1）钢筋原材、直螺纹套筒选用经过质量认证的合格产品或推荐使用的合格产品，到达施工现场后须严格检验，并具备质保单和试验技术资料等。钢材、直螺纹套筒还必须另行分批按规定抽样送检。

（2）钢筋滚丝机操作人员必须进过相应的专业技术培训，经考核合格后方可持证可上岗，滚丝机工作前必须对设备的运行情况、剥肋刀头、滚丝刀头等及时进行检查，破损的刀头要及时更换。

（3）在调整设备的剥肋厚度、滚丝长度时，必须用调试棒进行调整。调整完毕后及时用扳手调紧滚轮，防止设备在运行的过程中，由于震动造成限位盘松动，导致滚压出的丝头直径及长度不符合规范及设计要求。

（4）滚丝设备的刀具冷却液必须采用水溶性冷却液，不得使用清水或无冷却液的情况下操作，防止滚压出的螺纹丝头有断丝或破损现象。

（5）螺纹丝头加工前，必须对钢筋原材端面进行切头并打磨处理。方能保证所加工的丝头端部完整、平顺没有“马蹄形”缺口，并垂直于钢筋轴线。

（6）每根钢筋端头滚压成型后（全丝端），随时用通止规对螺纹中径尺寸进行检查，并用相配套的直螺纹套筒进行试拧。不合格的不得使用，并及时对滚丝设备进行调整。

（7）每根钢筋端头滚压成型后（半丝端），及时用塑料保护帽进行丝头保护，防止丝头因沙土污染或磨损，从而造成连接困难影响连接质量。

（8）桩基钢筋笼在加工制作时，可采用安装挡头板的形式，或者首节钢筋笼加工完毕后，在下一节制作的时候，采取每接头预先对接再进行固定焊接的方式，保证主筋端头在同一个断面。从而减少对接钢筋间间隙，满足质量要求。

（9）钢筋螺纹丝头在使用套筒连接时，必须使用专用扭力扳手进行扭紧到位，保证丝头在套筒中央位置相互顶紧，外露丝头误差符合规范要求。

5 总结

通过本工程的施工实践，虽然，剥肋滚压直螺纹连接接头技术已得到广泛使用，但在钢筋滚丝、丝头保护、连接安装的过程中仍存在各种质量通病。只有在施工的过程中加强质量管理、严格按照规范程序执行，才能做到接头质量稳定可靠、施工方便、减少钢筋消耗、节能减排，使剥肋滚压直螺纹连接接头的社会效益及经济效益真正体现出来。