楊萬倉
河南中原黃金建筑安裝工程公司
淺論鋼筋連接技術(shù)
楊萬倉
河南中原黃金建筑安裝工程公司
鋼筋連接技術(shù)是鋼筋工程中的重要內(nèi)容,鋼筋連接質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著鋼筋的受力性能和工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量。傳統(tǒng)型的連接方式主要是采用綁扎連接和焊接連接兩種。但隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,一種新型的連接方式——機(jī)械連接方式逐漸得到廣泛應(yīng)用。本文對這三種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)做了分析對比,以供實(shí)際參考。
鋼筋連接技術(shù);綁扎連接;焊接連接;機(jī)械連接
規(guī)范規(guī)定綁扎連接應(yīng)用于直徑d≤28的鋼筋。它需要控制好搭接長度、搭接位置(受力性能較小的區(qū)域)、搭接接頭面積百分率等技術(shù)要求。
綁扎連接的優(yōu)點(diǎn):施工簡單快捷、不損傷鋼筋、容易進(jìn)行操作培訓(xùn)、不需要機(jī)械設(shè)備以及容易直觀檢查。長期以來一直作為鋼筋連接的主要方式。
綁扎連接的缺點(diǎn):①連接的兩根鋼筋軸心不在一條直線上,削弱了鋼筋的受力性能,②搭接長度較大,尤其是粗鋼筋,鋼筋浪費(fèi)較大,③施工時鋼筋連接處容易發(fā)生裂開和位移,造成受力性能進(jìn)一步下降,④不適宜鋼筋密度較大和鋼筋直徑較大的區(qū)域,因?yàn)槿菀自斐射摻铋g距過小而影響鋼筋的握裹力,致使出現(xiàn)超筋現(xiàn)象以及影響結(jié)構(gòu)受力。
實(shí)際施工中,建議綁扎搭接適用于直徑d≤16的鋼筋,較粗的帶肋Ⅱ、Ⅲ級鋼筋不宜使用,因?yàn)閹Ю撷?、Ⅲ級鋼筋剛性較大,兩根鋼筋不易并攏嚴(yán)密,而且砼的澆筑擾動,都會造成鋼筋綁絲斷開,使鋼筋接頭裂開位移,影響受力性能;同時粗鋼筋的鋼筋搭接長度明顯加大,致使鋼筋浪費(fèi)比較嚴(yán)重。
焊接連接主要分為電阻電焊、電渣壓力焊、電弧焊(雙面焊和單面焊)、閃光對焊等。
(1)電阻電焊適用于小直徑(d=6-14mm)的鋼筋網(wǎng)片,具有效率高、節(jié)約勞動力、成品整體性好、節(jié)約材料等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是容易咬傷鋼筋,能耗較大。實(shí)際施工時用于一些預(yù)制構(gòu)件鋼筋網(wǎng)片和骨架的焊接,可很好地節(jié)約工期和勞動力,同時施工質(zhì)量可靠穩(wěn)定,也比人工綁扎搭接節(jié)省鋼材,但局限于現(xiàn)場條件,不適宜在現(xiàn)澆構(gòu)件部位使用。
(2)電渣壓力焊適用于直徑(d=10-40mm)的豎向鋼筋連接使用,如柱、墻等構(gòu)件,尤其適用于高層建筑。它具有功效高、易操作、節(jié)省鋼材的優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是適用局限性、焊接質(zhì)量不穩(wěn)定,如兩根鋼筋易出現(xiàn)不同軸、偏折、焊包大小厚薄不勻、夾渣等質(zhì)量缺陷。這主要是由于操作人員經(jīng)驗(yàn)和熟練程度欠缺以及設(shè)備等其他因素所致,這樣的缺陷需要具有專業(yè)技工通過精細(xì)的操作和工作經(jīng)驗(yàn)來克服,所以人為因素很突出,增加了質(zhì)量的不穩(wěn)定性。由于柱墻均為重要受力構(gòu)件,所以對于電渣壓力焊的成品應(yīng)逐一進(jìn)行直觀檢查,同時應(yīng)加強(qiáng)施工試驗(yàn)來控制接頭質(zhì)量。
(3)電弧焊在工程上使用較為成熟,它適用于直徑(d=10-40mm)的鋼筋,主要用于梁板水平鋼筋,而因難于控制豎向鋼筋的焊接質(zhì)量,所以豎向鋼筋較少使用。電弧焊分為單面和雙面兩種類型,工藝上要控制好彎折角度和彎折長度,焊縫的飽滿度等等,它的優(yōu)點(diǎn)是操作靈活方便、設(shè)備簡單、易控制焊接質(zhì)量、節(jié)省鋼材,缺點(diǎn)是勞動效率低、能耗高、易咬傷鋼筋,不適宜大批量的焊件。
(4)閃光對焊具有工作效率高、節(jié)省鋼材等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是能耗高、容易出現(xiàn)焊接質(zhì)量缺陷、。它可分為連續(xù)閃光對焊、預(yù)熱閃光對焊、閃光-預(yù)熱閃光焊。連續(xù)閃光焊適用于10-28mm直徑的鋼筋,其他兩種對焊方式適用于較粗的鋼筋。在實(shí)際施工中,鋼筋焊接連接在直徑較小時質(zhì)量較難控制且極易燒傷鋼筋,產(chǎn)生應(yīng)力變化,直徑較大時,接頭過多也會導(dǎo)致砼澆筑困難,所以建議焊接的鋼筋范圍在14-22mm為宜。
機(jī)械連接是一種新型連接工藝,有人稱之為:“第三代鋼筋接頭”。具有接頭強(qiáng)度高、工作效率高、無污染和節(jié)省鋼材的優(yōu)點(diǎn)。它有以下幾種:套筒冷擠壓接頭、錐螺紋接頭、直螺紋接頭三類,其中直螺紋接頭又分為鐓粗直螺紋和滾壓直螺紋接頭兩種,而滾壓直螺紋又有直接滾壓、擠壓肋滾壓、剝肋滾壓三種。
(1)套筒冷擠壓接頭中的徑向冷擠壓因其優(yōu)良的質(zhì)量穩(wěn)定性被廣泛應(yīng)用在建筑工程中,而軸向冷擠壓因其質(zhì)量不穩(wěn)定而沒有得到很好推廣;
(2)錐螺紋連接接頭因其現(xiàn)場施工方便,施工速度快,只需簡單的扳手工具即可完成鋼筋接頭連接,在早期能得到很好的應(yīng)用,但其錐螺紋的小端削弱了鋼筋的橫截面積,降低了接頭鋼筋強(qiáng)度,套筒連接后強(qiáng)度也只能達(dá)到鋼筋強(qiáng)度的80-90%左右,所以由于強(qiáng)度缺陷造成不能夠推廣使用,逐漸被直螺紋接頭代替;
(3)直螺紋連接接頭因其很好地解決了鋼筋強(qiáng)度削弱問題,同時具有錐螺紋的施工方便、效率高、工具簡單等優(yōu)點(diǎn),逐漸得到廣泛應(yīng)用,甚至比冷擠壓接頭更有優(yōu)勢。其中鐓粗直螺紋加工時容易造成鐓偏和脆斷現(xiàn)象,使加工質(zhì)量不穩(wěn)定,直接滾壓和擠壓肋接頭在螺紋精度方面存在不足,極易造成虛假螺紋和螺紋與套筒存在間隙現(xiàn)象,也使加工質(zhì)量不穩(wěn)定。而只有剝肋直螺紋很好地解決了螺紋精度和鋼筋之間公差的影響,使得接頭質(zhì)量明顯提高,不僅使接頭強(qiáng)度達(dá)到要求,而且具有優(yōu)良的抗疲勞性能和抗低溫性能。所以,機(jī)械連接中的冷擠壓接頭和剝肋直螺紋接頭應(yīng)該得到推廣應(yīng)用。
在實(shí)際施工中,綜合考慮成本及工作效率、質(zhì)量等方面因素,結(jié)合規(guī)范要求,機(jī)械連接接頭適用于較粗鋼筋的連接,宜選用直徑大于20mm的鋼筋(當(dāng)然也須結(jié)合設(shè)計(jì)和環(huán)境條件的要求定)。
綜上所述,綁扎連接因其施工簡單快捷、不損傷鋼筋、容易進(jìn)行操作培訓(xùn)、不需要機(jī)械設(shè)備以及容易直觀檢查的優(yōu)點(diǎn),同時考慮其浪費(fèi)鋼材、容易接頭裂開位移等缺點(diǎn),建議適用于構(gòu)件的小直徑(d≤16mm)鋼筋;焊接連接克服了綁扎搭接的一些缺點(diǎn),但同時卻有耗能高、使用部位限制、不適宜動荷載構(gòu)件的缺點(diǎn),建議點(diǎn)焊適用于預(yù)制類構(gòu)件鋼筋;閃光對焊、電弧焊適用于水平構(gòu)件鋼筋;電渣焊適用于豎向構(gòu)件的鋼筋,考慮到鋼筋咬傷和砼澆筑因素,建議適用于直徑14-22mm的鋼筋;機(jī)械連接中應(yīng)優(yōu)先考慮剝肋直螺紋連接,因其質(zhì)量穩(wěn)定可靠、操作效率高、節(jié)省鋼材等優(yōu)點(diǎn),且具有優(yōu)良的抗疲勞和抗低溫性能,而且也適用于任何構(gòu)件的鋼筋,而冷擠壓性能盡管也具有優(yōu)良的工藝、穩(wěn)定的質(zhì)量,但其僅適合水平鋼筋,建議適用于直徑大于20mm的鋼筋。
對于鋼筋連接方式的選擇,我們必須嚴(yán)格遵守規(guī)范規(guī)定和設(shè)計(jì)要求,結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際,在滿足鋼筋接頭質(zhì)量合格、施工經(jīng)濟(jì)合理的原則下合理選用鋼筋連接方式。