高層建筑鋼筋連接及安裝技術分析

李 哲 夫

(山西五建集團有限公司,山西 太原 030006)

作為鋼筋混凝土結構施工的一道關鍵工序，鋼筋連接對施工質量和效率具有直接的影響作用。鋼筋混凝土結構是高層建筑施工中的常用結構，為此，提高鋼筋混凝土結構的質量對于優化高層建筑質量具有重要意義。高層建筑施工過程中，如果能保證選擇的鋼筋連接和安裝技術的合理性、科學性，就能在保證施工質量的同時有效的降低施工成本，縮短工期。

1 高層建筑鋼筋連接技術

1.1 機械連接技術

近年來，機械連接在我國得到了推廣應用。這種連接方式是一種通過間接傳力而達到連接粗鋼筋目的的連接方式。利用連貫2根鋼筋的套筒，機械連接能在鋼筋之間實現力的傳遞。以鋼筋與套筒之間的傳力形式為依據，機械連接技術可細分為冷擠壓連接、錐螺紋連接、鐓粗直螺紋連接和滾軋直螺紋連接等等。這些連接方式各具特色，也具有各自的優勢和短處。其中，冷擠壓技術具有操作簡單的突出優勢，但該連接方式所采用液壓設備很容易發生故障，且設備重量較大。由于冷擠壓技術的成本與傳統連接技術的成本相差并不明顯，為此，錐螺紋技術出現后，冷擠壓技術的市場占有率持續降低。錐螺紋技術使得鋼筋連接的功效得到了明顯的提升，同時還有效降低了勞動強度，從而在很大程度上實現了成本的降低?；诠に囈?，錐螺紋技術削減了鋼筋母材的截面面積，以至于不能滿足理論規范和要求，已經被市場淘汰。直螺紋技術包括鐓粗直螺紋技術和滾軋直螺紋技術。鑒于錐螺紋技術削減鋼筋母材截面面積的缺陷，鐓粗直螺紋技術利用輔助設備增大了母材截面面積，但同時也加大了勞動強度，還提高了設備故障率，增加了成本。滾軋直螺紋技術綜合了上述各種機械連接方式的優點，在推廣后受到了用戶的一致好評。這項連接技術的出現直接造成了鐓粗直螺紋技術市場占有率的不斷減少。滾軋直螺紋技術能在不削減母材截面面積的同時加大接頭部分的鋼材密度，從而增強該處的抗拉強度，并降低接頭成本。

套筒冷擠壓技術的連接過程如下：將2根待接鋼筋端頭插入優質鋼套筒，利用擠壓機側向加壓數道從而使套筒塑性變形，變形后的套筒能與鋼筋緊密咬合，即實現了鋼筋的連接。套筒冷擠壓連接方式具有性能穩定、熱影響區小、接頭強度高的優點。同時，通過該連接方式的接頭檢驗比較簡單，通過外觀判別就能確定接頭是否合格。套筒冷擠壓技術能進行各方位的鋼筋連接，還能連接不可焊鋼筋和進口鋼筋。錐螺紋套筒連接克服了套筒冷擠壓技術存在的勞動強度大、鋼筋被液壓油污染的缺陷，具有工期短，成本較低的優點，但其接頭質量沒有套筒冷擠壓連接方式的穩定。造成錐螺紋套筒連接接頭質量不穩定的直接原因是母材截面面積的削減，削減截面積后的接頭抗拉強度通常只有母材的85%～95%。我國的錐螺紋連接技術還存在的突出問題就是螺距單一、設備簡單。直螺紋技術綜合了冷擠壓技術接頭質量穩定和錐螺紋技術施工速度快的優點，大大提高了鋼筋連接技術的質量。

1.2 綁扎連接技術

鋼筋綁扎連接在鋼筋混凝土結構中傳遞應力的途徑主要是鋼筋與混凝土之間的粘結力和握裹力。2根待接鋼筋被錨固在連接區段的混凝土，1根鋼筋的應力傳遞給混凝土，再傳遞給另1根鋼筋。利用鋼筋綁扎連接方式連接鋼筋時需要特別注意的是必須保證強有力的配箍約束。因為橫肋斜向擠壓椎楔會對搭接鋼筋造成徑向推力，導致2根鋼筋存在分離趨勢，容易造成搭接鋼筋的縱向裂縫，甚至分離。相關規范明確規定鋼筋綁扎連接的搭接長度應位于連接鋼筋直徑的35倍～45倍之間，且連接的鋼筋直徑不能超過22 mm。鋼筋綁扎連接技術的突出優點是施工簡單方便，不消耗能源，不需要機械設備，技術工人工作前不需接受專業培訓，不會被氣候、環境這些外界因素影響。同時，鋼筋綁扎連接技術也存在一定的局限性，即不適宜連接粗鋼筋，更不適宜連接軸心受拉或小偏心受拉構件中的受力鋼筋。

1.3 焊接連接技術

通過焊接連接技術連接的鋼筋傳力途徑是粘結后的熔融金屬。鋼筋焊接連接的主要方式包括閃光對焊、電弧焊、電渣壓力焊、氣壓焊等，不同的連接方式適宜連接不同情況下的鋼筋。為了保證焊接質量，這幾種焊接方式的操作人員都需要接受嚴格的專業培訓才能上崗。通常情況下，焊接如果質量可靠，將是一種很好的連接方式，無論是在強度、剛度方面，還是在恢復性能、破壞性能方面都不會存在缺陷。遺憾的是，焊接質量很難保證，因為其受到許多因素的影響，如電壓、氣候、環境、施工條件、施工人員素質等等。此外，焊接熱量會對鋼筋的材質產生影響，從而使鋼筋力學性能發生變化。目前，焊接的質量缺陷仍沒有簡單的現場檢測方法和消除手段。

電弧焊連接的缺陷主要是施工效率低下、電能消耗大、占用工期較長，但與綁扎連接技術相比，其在成本和受力性能方面通常具有優勢。氣壓焊的焊接過程比較簡單，先將鋼筋結合面及相關區段加熱至塑性，然后施壓，就能實現鋼筋接頭的結合。氣壓焊的加熱火焰是氧氣—乙炔火焰，為此其氣源不會受電源、環境的影響，可用于廣泛的鋼筋連接。氣壓焊的質量主要受加熱、加壓程度，鋼筋端面，夾具等的影響，具有不穩定的缺陷。電渣壓力焊的焊接過程如下：2根待接鋼筋豎向對接，焊接電流通過鋼筋間隙，并在焊藥作用的協助下完成電弧和電渣過程從而產生熱量熔化鋼筋，加壓。電渣壓力焊的具體過程有引弧、電弧、頂壓，這種焊接方式適合用于連接現澆鋼筋混凝土結構中的豎向、斜向鋼筋。電渣壓力焊的瞬時耗電量大，為此不能提供充足電源的施工環境不適合采用這種連接方法。該連接方式的主要優點是成本低，鋼筋加工要求較低。閃光對焊有兩種，即連續閃光、預熱閃光，前者包括閃光、頂鍛兩個階段，后者則多了一個預熱階段。

2 高層建筑鋼筋安裝技術

建筑行業的發展，施工技術的創新和進步，對鋼筋籠制作提出了越來越嚴格的要求，手工操作已經無法滿足。如，鋼筋籠所采用的主鋼筋直徑最大可達50 mm，人工顯然無法完成對其的制作。在進行高層建筑的鋼筋安裝工作時，為了保證安裝質量和安裝效益，應做到以下幾點：首先，掌握資源配置情況和施工隊伍的技術水平，以此為依據制定科學合理的安裝方案。其次，考慮并調整好每根鋼筋的接頭位置。最后，了解結構的基本組成和荷載傳遞方式。不同的施工單位具體情況不同，在資源環境和技術方面必然存在或大或小的差異，為了能有效的提高施工質量和施工效率，必須充分利用施工單位的優勢，根據施工單位的實際情況和施工要求確定合理的施工技術路線。此外，在高層建筑鋼筋安裝過程中，為了確保施工能充分滿足設計要求，必須保證施工工序的合理性，而在確定施工工序之前必須依據結構基本組成合理劃分吊裝單元。

3 結語

高層建筑的鋼筋連接和安裝是一項具有較高技術難度和較復雜工藝的工作，施工路線和技術、工藝的選擇對此項工作的成敗具有關鍵性的影響作用。各鋼筋連接和安裝技術都具有獨特的優勢和缺陷，適用于不同情況。為此，對高層建筑鋼筋連接及安裝技術進行分析和研究具有重要的現實意義。