学府街改造工程第二标段西起党校路东至建设路, 该路为太原市城区南部主干道, 规划红线宽50 m, 道路全长1.67 km。本标段设计有3座人行天桥, 分别布置在桩号K2+709.281, K3+392.076, K4+048.69处, 跨径分别为33 m, 35.5 m, 28 m。

3座人行天桥的承台下设钻孔灌注桩基础, 桩径1 m, 桩长40 m;梯道基础采用桩柱式结构, 立柱下设直径1 m的钻孔灌注桩, 桩长25 m。灌注桩主筋使用HRB400, 直径25 mm的螺纹钢, 箍筋使用HPB300, 直径10 mm的光圆钢筋。

1) 由于本工程位于城市核心区域内, 施工现场处于闹市区, 人流量巨大, 同时进场多家施工队伍包括:道路、桥梁、热力、电力、自来水、通信等。因此施工区域内可利用的施工场地十分狭小, 灌注桩钢筋笼整长40 m, 根据现场条件只能分成3节~4节加工, 运输到施工现场后再拼装成型。正因如此单孔灌注桩钢筋笼的接头数量达到了48个。

2) 位于K3+392.026和K4+048.69的两处人行天桥的地质条件不是很理想, 根据勘察报告显示距自然地面5 m~9 m之间有明显的砂层存在, 不利于钻孔灌注桩的成孔, 并且随时间的推移还会有塌孔的危险。

综上所述, 灌注桩钢筋笼连接的时间能否有效的缩短, 已经成为本工程桩基础施工能否完成的关键因素。

根据上文的叙述, 工程中常用的电弧搭接焊的施工工艺已经不能满足该工程的需求。因此在经过多方比较后, 最终选择直螺纹套筒连接作为最终的解决方案。直螺纹套筒连接相比较电弧搭接焊工艺有以下优点:

1) 相比较搭接焊工艺可缩短65%以上的连接施工时间, 有效的缩短了整体的施工时间及工人的劳动强度。

2) 与搭接焊工艺相比较, 直螺纹套筒连接的接头质量可靠性较高, 相对于焊接工艺的检查, 直螺纹套筒连接现场检测时只需要扭力扳手与双眼读数即可完成检测工作, 直观而又简便。而焊接工艺的现场检测只能通过目测和经验来判断。

3) 与搭接焊工艺相比较, 直螺纹套筒连接对操作人员的技术要求相对较低。焊接施工人员需经过大量的培训及国家统一的考试取得上岗证之后才能进行操作。直螺纹套筒连接钢筋丝扣的加工有专用的操作机械, 工人只需做简单的培训即可上岗。连接操作的工人也有专用工具, 只需简单培训即可掌握工作要领具备上岗能力。

4) 直螺纹连接与搭接焊工艺相比不需要用电, 不产生噪声及光污染, 对环境更加友好, 更加安全。

采用钢筋直螺纹套筒连接施工时, 必须先在基准钢筋上拧入直螺纹连接套筒, 用手拧至无法再动时, 再用扳手对直螺纹套筒拧至与基准钢筋对齐。

1) 对接安装时, 第一步先检查基准钢筋上的直螺纹套筒是否锈蚀完好, 再检查待连接钢筋上的丝头是否锈蚀断齿, 如发现问题应及时采取措施。第二步先把基准钢筋上的直螺纹套筒与待连接钢筋螺纹同轴线对准。第三步用扳手将基准钢筋上的直螺纹套筒拧向待连接钢筋方向拧紧, 拧至外露丝扣少于2扣为止, 再用扭矩扳手进行检测, 检测到的力矩值不应小于表1中的拧紧力矩。并且应对合格的钢筋进行标记, 如无问题便可进入下一步施工, 如不符合要求应继续拧紧至扭矩值合格为止。

2) 应该注意的是, 钢筋丝头保护套应在钢筋拧入套筒前逐个摘除, 不能一次全部摘除所有待连接丝头的保护套。

3) 力矩扳手的精度为±5%, 按照要求每6个月应用力矩仪检测一次。

1) 主要问题, 在钢筋笼制作完成后的预拼装阶段, 发现一个问题, 钢筋在加工制作成钢筋笼的过程中, 会有误差累积的现象发生, 最终钢筋笼在拼装时使直螺纹套筒接头处无法连接到规范要求的程度。规范要求直螺纹套筒连接完毕后, 套筒上下外露丝扣不大于2扣, 但在预拼装时发现接头力矩已满足规范要求, 外露却无法达到规范要求。根据现场分析发现, 出现问题的原因就是钢筋笼加工时无法避免的误差累积所导致的。

2) 问题的解决方法, 根据现场实测数据分析, 钢筋在加工成钢筋笼过程中所有误差均在规范允许范围之内, 这些误差以现有的加工工艺是不可避免的。但在钢筋笼拼装直螺纹连接时, 这些误差累积富集后的结果使套筒上下丝扣数达不到规范要求。因此解决这个问题已经不能从钢筋加工进度上入手。在研究了钢筋笼的整个制作过程后, 找到了一个解决办法, 在不需提高现有加工精度, 不需更换加工工艺的前提下, 只需将钢筋笼的加工工序稍加改动就可有良好的解决效果。

首先将加工好的钢筋用直螺纹套筒连接成整笼的长度, 再将钢筋笼整笼制作完成, 将每个接头用红漆做好标记后把接头拆开, 将钢筋笼运至下笼现场, 按标记好的顺序连接钢筋笼, 就可以顺利连接, 将接头合格率提升至98%以上。在此, 只是将之前分段加工分段拼装的工序更改成, 将钢筋笼整个加工成型然后拆开接头, 再分段运至现场拼装。不需要增加人工、机械或其他费用的投入, 就可以大幅提高接头的合格率。

钢筋直螺纹连接在市政工程中, 尤其在人口稠密、场地狭小的施工条件下, 有着非常优良的可应用性。经过本工程的实际应用也发现了一些特殊情况下出现的小问题, 并在整个团队的努力下得到了很好的解决。使钢筋直螺纹套筒连接能够更好的在市政建设工程当中发挥其应有的作用。在整个施工过程中, 钢筋直螺纹套筒机械连接工艺成品质量稳定、可靠, 并且接头施工方法简单, 能够有效的提高连接时的施工速度, 对周边的环境基本没有污染, 无噪声及光污染, 不扰民。能够在保证工程质量及工期的前提下, 达到对环境友好的目的。