摘要：由于佛山平勝大橋施工環(huán)境較差，施工工期緊張，工程建設(shè)龐大，沖孔灌注樁和主塔施工風(fēng)險(xiǎn)和難度較大，采用鐓粗直螺紋鋼筋連接工藝可有效提高沖孔灌注樁鋼筋籠和主塔鋼筋的連接速度，縮短施工工期，降低施工風(fēng)險(xiǎn)和難度，提高工程質(zhì)量和效益。
　　關(guān)鍵詞：沖孔灌注樁；主塔；鐓粗直螺紋；連接工藝；運(yùn)用；施工組織；質(zhì)量檢驗(yàn)；技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。
　　
　　1.工程概況
　　平勝大橋是佛山市和順至北窖公路主干線工程的重點(diǎn)工程，主橋?yàn)榫哂惺澜缦冗M(jìn)水平和難度的獨(dú)塔單跨四索面自錨式懸索橋。平勝大橋主橋橫跨佛山市東平水道，主跨跨徑為350m，南岸主塔墩位于南河堤坡腳外側(cè)邊緣，北岸邊墩跨越北河堤和沿江大道后布置在沿江大道路基邊坡上，主橋的孔跨布置由北向南為：29.6m+30m+350m+30m+5*40m+39.6m，主橋總長(zhǎng)680.2m。橫橋向按分開的雙幅橋式布置，單幅橋面寬度26.1m，橋面共設(shè)置雙向10車道。
　　主橋墩基礎(chǔ)采用21根直徑2.5m沖孔灌注樁，樁長(zhǎng)約40m，樁中心間距≥5.2m，嵌入微風(fēng)化巖層不少于6m。樁基鋼筋籠主筋均為ф28mm,最小凈間距130mm，每根樁基共56根主筋，單根鋼筋籠重約15T，根據(jù)汽車吊機(jī)起重能力和主筋原材長(zhǎng)度12m考慮，鋼筋籠共分4節(jié)加工安裝。
　　主塔采用三柱式矩形空心索塔，左右邊塔壁厚0.8m，中塔壁厚1.0m，四角以半徑0.5m的小圓角過(guò)渡銜接。各塔截面長(zhǎng)度由8m漸變?yōu)?m，漸變斜率為7.526‰，左右邊塔寬度4.5m，中塔寬度6.0m，承臺(tái)頂面以上塔高138.87m，主塔上下各一道空心預(yù)應(yīng)力混凝土橫系梁。主塔主筋均為ф32mm，最小凈間距100mm，左右邊塔主筋從488根～440根逐步減少，中塔主筋從540根～492根逐步減少，鋼筋依靠勁性骨架采用現(xiàn)場(chǎng)單根散拼安裝。
　　2.主筋連接工藝比較與選擇
　　平勝大橋施工環(huán)境較差，有承壓水等災(zāi)害性地質(zhì)和防洪要求等影響，沖孔灌注樁成孔后要盡快灌注混凝土，縮短一清、鋼筋籠連接和二清時(shí)間，降低成樁施工風(fēng)險(xiǎn)。相對(duì)于樁基鋼筋籠連接而言，由于主塔安裝了用以鋼筋定位的勁性骨架，鋼筋安裝采取散拼工藝，故主塔φ32主筋對(duì)位連接較為簡(jiǎn)單。
　　針對(duì)目前沖（鉆）孔灌注樁鋼筋籠主筋連接中存在的問(wèn)題，本文對(duì)鋼筋籠可能采取的幾種連接方式的特點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比（見表1）。
　　                                                            鋼筋籠連接工藝對(duì)比表表1

                
　　從表1可知，鋼筋籠采用等強(qiáng)滾扎直螺紋和鐓粗直螺紋連接都屬新工藝，鋼筋籠均可進(jìn)行整體連接，因此，平勝大橋沖孔灌注樁鋼筋籠φ28主筋優(yōu)先考慮采用鐓粗直螺紋連接工藝。
　　3.鋼筋籠鐓粗直螺紋連接工藝試驗(yàn)
　　3.1制定“靠模法”制作鋼筋籠工藝
　　鋼筋籠采用鐓粗直螺紋連接工藝施工所必須解決的關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題是上、下節(jié)鋼筋籠必須精確對(duì)位，通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的調(diào)研，決定采用“靠模法”制作鋼筋籠。
　　3.2鋼筋籠對(duì)接試驗(yàn)
　　在鋼筋籠制作場(chǎng)地附近的平地上先制作兩節(jié)鋼筋籠對(duì)接試驗(yàn)。試驗(yàn)在設(shè)備、作業(yè)場(chǎng)地大小和鋼筋籠長(zhǎng)度等方面均模擬主塔樁基施工條件。依據(jù)鋼筋籠配筋圖紙，選用樁基頂面第3節(jié)（長(zhǎng)度13.5m）和第4節(jié)（長(zhǎng)度12m）鋼筋籠作對(duì)接試驗(yàn)。
　　3.2.1鋼筋籠對(duì)接試驗(yàn)流程
　　鋼筋籠對(duì)接試驗(yàn)流程為：鋼筋籠對(duì)位→鋼筋籠主筋鐓粗直螺紋連接→檢查連接質(zhì)量→綁扎接頭處箍筋→吊機(jī)下放鋼筋籠。
　　3.2.2鋼筋籠對(duì)接步驟
　　（1）將第3節(jié)鋼筋籠固定在操作平臺(tái)上，接頭向上，吊機(jī)吊起第4節(jié)鋼筋籠豎轉(zhuǎn)并按標(biāo)記初步對(duì)位，然后工人挪動(dòng)上節(jié)鋼筋籠，微調(diào)使上、下節(jié)鋼筋籠接頭精確對(duì)位。
　　（2）對(duì)位完畢后，按圓周三等分點(diǎn)，利用扳手或管鉗連接3根主筋以固定上、下節(jié)鋼筋籠，然后逐一完成剩余主筋的連接。
　　（3）鐓粗直螺紋旋滿上節(jié)鋼筋籠主筋上的完整絲扣連接合格，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)截取接頭到試驗(yàn)中心作抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)。
　　（4）綁扎接頭處箍筋，吊機(jī)下放鋼筋籠。
　　3.3試驗(yàn)效果
　　通過(guò)試驗(yàn)表明，鋼筋籠采用鐓粗直螺紋連接工藝的可操作性很強(qiáng)，而且具有操作簡(jiǎn)單、便捷等優(yōu)點(diǎn)。第3、4節(jié)鋼筋籠連接共用時(shí)150min，是采用常規(guī)工藝連接時(shí)間的1/2，具體見表2（試驗(yàn)時(shí)間為2004年4月1日）。
　　鋼筋籠對(duì)接試驗(yàn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)表2

                   
　　3.4改進(jìn)措施
　　在鋼筋籠對(duì)接試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，采用“靠模法”制作鋼筋籠在很大程度上解決了鋼筋籠精確對(duì)位問(wèn)題，但由于鋼筋籠在運(yùn)轉(zhuǎn)、吊裝過(guò)程中產(chǎn)生較小變形，因此鋼筋籠在對(duì)位過(guò)程中仍然不是非常準(zhǔn)確。經(jīng)過(guò)分析，決定對(duì)鐓粗直螺紋套筒作改進(jìn)，在套筒上端開導(dǎo)向破口，使上節(jié)鋼筋籠主筋接頭比較容易進(jìn)入導(dǎo)向破口，并在破口的導(dǎo)向作用下順利進(jìn)入套筒，改進(jìn)后的鐓粗直螺紋套筒將在正式施工中運(yùn)用。鐓粗直螺紋套筒修改前后對(duì)比見圖2。
　　3.6試驗(yàn)結(jié)論
　　樁基鋼筋籠和主塔主筋采用鐓粗直螺紋連接工藝是可行的，可在本醒目正式實(shí)施運(yùn)用。
　　4.鐓粗直螺紋接頭制作工藝
　　⑴鋼筋端部鐓粗：鋼筋鐓粗用的鐓頭機(jī)能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)中夾緊,30年代-40年代的鐓頭等工序，每次鐓頭所需時(shí)間為。
　　⑵切削直螺紋：直螺紋套絲也有專用機(jī)床，可用于不同直徑鋼筋的套絲加工，并嚴(yán)格保持絲頭直徑和螺紋精度的穩(wěn)定性，保證與套筒的良好配合性；連接套筒則在工廠按設(shè)計(jì)規(guī)格和精度制作。
　　⑶用連接套筒對(duì)接鋼筋：在現(xiàn)場(chǎng)用連接套筒對(duì)接鋼筋，利用扳手或管鉗擰緊即可。
　　5.接頭類型
　　鐓粗直螺紋鋼筋接頭按作用要求分類可以分為下表所示6種類型，可以滿足不同情況下的使用要求。標(biāo)準(zhǔn)型接頭是最常用的，套筒長(zhǎng)度為2倍鋼筋直徑，鋼筋絲頭長(zhǎng)度為1倍鋼筋直徑，套筒擰入一端鋼筋并用扳手?jǐn)Q緊后，絲頭端面即在套筒中央再將另一端鋼筋絲頭擰入并擰緊，利用兩端絲頭相互對(duì)頂力鎖定套筒位置；加長(zhǎng)型接頭長(zhǎng)度大于套筒長(zhǎng)度，以滿足只轉(zhuǎn)動(dòng)套筒進(jìn)行連接的要求。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件考慮，平勝大橋主橋沖孔灌注樁鋼筋籠φ28主筋連接將采用擴(kuò)口加長(zhǎng)型套筒，主塔φ32主筋連接將采用標(biāo)準(zhǔn)型套筒。其它類型將根據(jù)各自使用情況相應(yīng)采用。
　　由于加長(zhǎng)型套筒接頭在現(xiàn)場(chǎng)施工中較為復(fù)雜，本文以平勝大橋主橋沖孔灌注樁鋼筋籠φ28主筋鐓粗直螺紋連接施工為例，分析加長(zhǎng)型接頭在施工過(guò)程中的質(zhì)量保證措施的實(shí)現(xiàn)，檢查方法的實(shí)施，工藝流程的進(jìn)行。
　　平勝大橋工地試驗(yàn)中心試驗(yàn)結(jié)果如下：在施工前加工3組φ28鋼筋鐓粗直螺紋接頭試件，進(jìn)行單向拉伸試驗(yàn)，試件破斷處均在母材段，試驗(yàn)表明接頭的抗拉強(qiáng)度大于母材。
　　經(jīng)過(guò)分析，鋼筋的抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值fst=601.7Mpa。據(jù)破斷點(diǎn)分析接頭的抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)fmst大于fst，符合設(shè)計(jì)與技術(shù)規(guī)范要求。
　　抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值表4

                 
　　6.接頭質(zhì)量檢驗(yàn)
　　按中華人民共和國(guó)建筑工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鐓粗直螺紋鋼筋接頭》（JG/T3057-1999），用其配套使用標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程》（JGJ107-1996）（局部修訂版1998）執(zhí)行。主要應(yīng)注意以下檢驗(yàn)項(xiàng)目：
　　⑴鋼筋接頭試件的高應(yīng)力反復(fù)拉壓、大變形反復(fù)拉壓試驗(yàn)應(yīng)采用帶液壓夾具，并能自動(dòng)記錄應(yīng)力應(yīng)變?nèi)�過(guò)程的試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)；
　　⑵施工現(xiàn)場(chǎng)僅對(duì)鋼筋接頭試件進(jìn)行單向拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)按GB/T228執(zhí)行；
　　⑶鐓粗絲頭加工完成以后，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)；檢驗(yàn)項(xiàng)目、檢驗(yàn)方法及檢驗(yàn)要求見表5和圖3；
　　絲頭質(zhì)量檢驗(yàn)要求表5

                         
　　　 ⑷套筒進(jìn)入工地后應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)；檢驗(yàn)項(xiàng)目、檢驗(yàn)方法、及檢驗(yàn)要求見表6和圖4。
　　連接套筒質(zhì)量檢驗(yàn)要求表6

                    
　　7.技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
　　7.1接頭質(zhì)量
　　鐓粗直螺紋接頭質(zhì)量穩(wěn)定可靠，不存在焊接接頭的脆斷現(xiàn)象和綁扎搭接不能承受軸向剪應(yīng)力的缺點(diǎn)，直螺紋接頭不僅強(qiáng)度高，其抗疲勞性能也很好，可用于直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)上。在當(dāng)前存在焊工水平較差，焊接質(zhì)量不穩(wěn)定的情況下，這種類型接頭不失為鋼筋連接的優(yōu)選方案.
　　7.2連接效率
　　工程實(shí)際應(yīng)用表明，直螺紋接頭比焊接方法快得多。接頭制作每臺(tái)班可制作500個(gè)-600個(gè)，操作十分簡(jiǎn)單，制作機(jī)械體積小，重量輕，便于現(xiàn)場(chǎng)施工；直螺紋接頭連接安裝施工也是簡(jiǎn)單可行，只需簡(jiǎn)單工具，便于高空作業(yè)。
　　7.3經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
　　接頭單價(jià)=套筒費(fèi)+絲頭加工人工費(fèi)+接頭安裝人工費(fèi)+機(jī)具使用費(fèi)。
　　直螺紋接頭單價(jià)與一般焊接單價(jià)對(duì)比表明：其單價(jià)比一般焊接接頭高出50%以上，但從其接頭質(zhì)量的可靠穩(wěn)定，工效高，施工簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)考慮，其直接和間接技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益明顯，綜合價(jià)格性能還是較高。
　　總之，直螺紋連接不存在鈕緊力對(duì)接頭性能的影響，從而提高了連接的可靠性，也加快了施工速度；隨著機(jī)械設(shè)備的進(jìn)一步改善，鋼筋的接頭質(zhì)量與施工技術(shù)水平會(huì)出現(xiàn)一個(gè)新的飛躍。
　　參考文獻(xiàn)：
　　（1）JG/J107-1996，鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程。
　　（2）JG/T3057-1999，鐓粗直螺紋鋼筋接頭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。