钢筋滚轧直螺纹连接技术在工程应用中的质量控制
钢筋直螺纹套筒连接技术作为建筑业10项新技术（2010）之一，已广泛应用多年，主要采用镦粗直螺纹连接和滚轧直螺纹连接（带肋滚轧或剥肋滚轧）两种形式。钢筋直螺纹连接技术是通过不同工艺方式将钢筋端头加工成螺纹，再用带有内螺纹的钢筋直螺纹连接套筒将两根待接钢筋连接起来。目前应用最多的是各种形式的滚轧直螺纹接头，其技术成熟、应用经验丰富。钢筋滚轧直螺纹接头工艺具有质量稳定、性能可靠、现场可实现提前预制、在连接作业面施工方便快捷的特点，但在实际工程应用中依然存在不少问题。作为钢筋分项工程中的内容，钢筋直螺纹接头的质量涉及到结构安全性，所以直螺纹丝头加工和接头连接一直是质量检查中的重点。从施工过程各阶段按顺序入手，结合在日常质量管理中以及在结构大检查中所发现的普遍性问题进行逐一分析，并提出合理的质量控制要点。
一、套筒和钢筋的进场检验及复试
钢筋滚轧直螺纹连接所用材料的进场检验包括：钢筋连接套筒的检验和连接钢筋的检验。按顺序又可分为三部分内容：可视质量检验、质量证明文件核查和必要的性能复试及工艺检验。
1、可视质量检验
1.1 连接套筒的可视质量检验要点
（1） 检查连接套筒的出厂包装：包装上应标明产品的名称、规格、型号、数量、制造日期、产品批号、生产厂家。
（2） 标志检查：连接套筒上应标明生产厂家标志、名称代号、主要参数代号，钢筋连接套筒的保护盖上应标明被连接钢筋的规格。
（3） 外观质量：螺纹牙型应饱满（牙底和牙顶均具有完整的牙型），连接套筒表面不得有裂纹，表面及内螺纹不得有严重锈蚀及其他肉眼可见的缺陷。
（4） 内螺纹尺寸的检验：用专用的螺纹塞规检验，其塞通规应能顺利旋入，塞止规旋入长度不得超过3P。 （5） 检查数量：进场时或使用前全数检查。
1.2 连接钢筋的可视质量检验要点
（1） 标志检查：带肋钢筋的表面应轧上牌号标志，包括阿拉伯数字或阿拉伯数字加英文字母表示的钢筋牌号、汉语拼音字头表示的厂名、阿拉伯数字表示的公称直径毫米数。公称直径不大于10mm的钢筋，可采用挂牌方式。
（2） 外观质量：钢筋应平直、无损伤，表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。
（3） 检查数量：进场时或使用前全数检查。
2、质量证明文件核查
这里说的质量证明文件是由提供配套技术的厂家随产品进场时，附带的材料质量合格证、说明书、材料性能检测报告和形式检验报告。
2.1连接套筒的质量证明文件核查要点
（1） 检查材质证明文件：直螺纹连接套筒宜选用45号优质碳结构钢
或其他经型式检验确认符合要求的钢材，并应符合有关钢材的现行国家标准及《钢筋机械连接技术规程》（JGJ107-2010）的有关规定。
（2） 检查产品的合格证：产品合格证应包括产品的型号、规格，适用钢筋的品种，连接接头的性能等级，产品批号，检验日期，质量合格签章，厂家名称、地址、电话，当有特殊要求时，应表明相应的检验内容及指标。
（3） 检查型式检验报告：滚轧直螺纹钢筋连接技术的提供单位
应向使用单位提交有效的型式检验报告，检验内容包括：强度检验和变形检验，检验结果应符合《钢筋机械连接技术规程》（JGJ107-2010）中表3.0.5和表3.0.7的规定。
（4） 应注意同样的连接形式，连接不同强度等级的钢筋时，型式检验所确定的性能等级可能是不一样的，所以应重点检查标记显示在连接套筒上的主要连接特征，与厂家提供的型式检验报告内容进行复核。
2.2连接钢筋的质量证明文件核查要点
（1） 检查材质证明文件。包括钢筋牌号（和金属铭牌内容核对）、
化学成分及碳当量。
（2） 检查力学性能检验报告。包括屈服强度、抗拉强度、断后
伸长率和最大力总伸长率等力学性能特征值，须符合《钢筋混凝土用钢 第2部分热轧带肋钢筋》（GB 1499.2-2007/XGL-2009）中表6规定。
3、必要的性能复试及工艺检验
材料、构配件进场后，对材料主要性能进行抽样复试，涉及安全、重要使用功能的，须见证明取样。
3.1 连接套筒的必要性能复试
《钢筋机械连接技术规程》（JGJ 107-2010）中明确规定了复核性的型式检验的条件，当生产厂家的材料、工艺、设备、关键参数等因素有较大的变化，出现质量缺陷、事故或有根据的质量隐患，或质量监督部门有要求时，才应重新进行复核性的型式检验，重新确定性能等级。型式检验价格昂贵，不能作为普查手段经常进行。根据《钢筋机械连接技术规程》（JGJ 107-2010）的要求，钢筋连接工程开工前及施工过程中，型式检验不一定要重做，但工艺检验却必须要进行，用以复核检验钢筋连接技术提供单位的工艺参数是否与本工程使用的钢筋相适应（不同钢筋生产厂家的进场钢筋均应进行工艺检验）。
3.2 现场工艺检验的要求
（1） 钢筋接头试件的制作应与施工现场的加工制作同条件进行，钢筋接头的相关重要参数应与型式检验报告所提供的参数相吻合，不得以任何名义擅自修改钢筋连接头的参数。
（2） 钢筋接头试件的检验项目包括：高应力、大变形反复拉压
情况下的抗拉强度值和残余变形值。
（3） 检验数量：每批进场钢筋抽检1组，取样数量为各种规格钢筋的接头试件不应少于3根，钢筋母材试件不应少于3根。钢筋接头试件所用的钢筋应与母材试件所有钢筋取自同一根钢筋。接头试件的抗拉试验结果均应符合钢筋连接技术单位提供产品相应级别的抗拉强度性能指标，即满足《钢筋机械连接技术规程》（JGJ 107-2010）中表3.0.5和表3.0.7的规定，同时满足第5.0.2条的规定。
3.3 连接钢筋的必要性能复试要点
（1） 根据要求，采用见证取样送检试验的方式，所有试样100%见证。
（2） 满足《钢筋混凝土用钢 第2部分热轧带肋钢筋》（GB
1499.2-2007/XGL-2009）中“8.1 检验项目”及相应试验方法的要求。其试件力学性能符合有关标准的规定。对于抗震设防要求的框架结构，其纵向受力钢筋的强度应满足GB 50204-2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》（2011年版）中第5.2.2条的规定。当钢筋脆断或力学性能显著不正常时，对该批钢筋进行化学成分检验或其他专项检验。
（3） 检验数量：钢筋按批进行检查和验收，每批由同一牌号、
同一炉罐号、同一规格的钢筋组成。每批重量通常不大于60t。允许由同一牌号、同一冶炼方法、同一浇筑方法的不同炉罐号组成混合批。混合批的重量不大于60t。
二、直螺纹丝头现场加工质量检验
1、 用于直螺纹连接接头的钢筋在进行丝头滚轧前的检查要点
（1） 钢筋下料前，检查钢筋待加工螺纹的端部是否有弯曲现象，如果有弯曲，应予以调直。
（2） 应使用无齿锯下料，严禁使用火焰切割或其他加热方法切断钢筋。为保证钢筋连接时钢筋丝头在连接套筒中的对顶效果，钢筋应保证端头平直，下料切割面与轴线垂直，钢筋顶端切口无妨碍螺纹套丝质量的斜口、马蹄口或扁口，无影响螺纹连接的毛刺。
（3） 检查数量：按照每种规格钢筋加工批量的20%抽查。
2、 丝头加工
丝头加工是直螺纹连接技术的关键之一，丝头加工质量直接影响连接套筒螺纹和丝头螺纹之前的咬合程度，进而影响被连接钢筋应力的有效传递。加工的丝头应逐个进行自检，不合格的丝头应切去重新加工。
（1） 外观质量：丝头表面不得有影响接头性能的损坏及锈蚀。
（2） 外形质量：丝头有交螺纹数量不得少于设计规定；牙顶宽度大于0.3P的不完整螺纹累计长度不得超过两个螺纹周长；标准型接头的丝头有效螺纹长度应不小于1/2连接套筒长度，且允许误差为+2P；其他连接形式符合产品设计要求。满足这个要求，螺纹的传力性能是能够得到保证的。钢筋丝头螺纹加工后，端面会出现凹陷现象，这是滚轧加工固有的现象，对螺纹连接性能基本无影响。
（3） 丝头尺寸的检验：用专用的螺纹环规检验，其环通规应能顺利旋入，环止规旋入长度不得超过3P。
（4） 检验数量：自检合格的丝头，应由现场质检员随机抽样进
行检验，以一个工作班加工的丝头为一个检验批，随机抽检10%，且不少于10个。现场丝头的抽检合格率不应小于95%。当抽检合格率小于95%时，应抽取同样数量的丝头重新检验。当两次检验批的总合格率不小于95%时，该批产品合格。若合格率仍小于95%时，应对全部丝头进行逐个检验，合格者方可使用。
（5） 丝头检验合格后应套上保护帽，按规格分类码放整齐。雨
季或长时间码放情况下，应对丝头采取防锈措施。（6） 资料：按照检验批数量及实际，填写《滚轧直螺纹钢筋连
接接头》（JG 163-2004）中的附录D“现场钢筋丝头加工质量检验记录表”。
3、直螺纹丝头加工注意事项
（1） 禁止在不加冷却润滑液的情况下进行加工，不得使用含油
的冷却润滑液。
（2） 滚丝轮属于生产加工过程中的消耗部件，当出现螺纹缺损
牙型不合格、滚丝轮环槽崩裂等情况时，应及时更换滚丝轮或相关零配件。
（3） 钢筋丝头有效加工长度过长或不足，都无法在接头安装后
准确判断丝头旋入套筒的长度，影响连接接头的性能，要加强丝头长度的检查力度。
三、直螺纹接头现场安装外观质量及拧紧扭矩校核
（1） 进行钢筋连接时，钢筋规格应与连接套筒规格一致，并保
证丝头和连接套筒内螺纹干净、完好无损。
（2） 钢筋连接时应用工作扳手将丝头在套筒中央位臵顶紧。
（3） 钢筋连接完毕后，标准型接头连接套筒外应有外露有效螺纹，且连接套筒单边外露有效螺纹不得超过2P，其他连接形式应符合产品设计要求。这样，在连接完成后的质量检验时，可根据套筒两侧外露螺纹是否对称，以及外露扣数数目是否符合要求，准确判断套筒内螺纹是否已完全咬合，不留空隙。甚至还可以判断两侧丝头是否已在套筒中央对顶，这对保证连接质量至关重要。
（4） 钢筋接头拧紧后应用校核扳手按照不小于《钢筋机械连接技术规程》（JGJ 107-2010）的表6.2.1中的拧紧力矩进行校核，并加以标记。使用力矩扳手可通过控制拧紧力矩而使拧紧程度得到有效控制，使对顶力不至于过大。
（5） 检查数量：钢筋连接接头的外观质量在施工时应逐个自检，不符合要求的钢筋连接接头应及时调整或采取其他有效的连接措施。外观质量自检合格的钢筋连接头，应由现场质检员随机抽样进行检验。同一施工条件下采用同一材料的同等级同型式同规格接头，以连续生产的500个为一检验批进行检验和验收，不足500个的也按一个检验批计算。对每一检验批的钢筋连接接头，于正在施工的工程结构中随机抽取15%且不少于75个接头，检验其外观质量及拧紧力矩。现场钢筋连接接头的抽检合格率不应小于95%。当检验合格率小于95%时，应另抽取同样数量的接头重新检验。当两次检验批的总合格率不小于95%时，该批接头合格。若合格率仍小于95%，应对全部接头进行逐个检验。在检验出的不合格接头中，抽取3根接头进行抗拉强度检验，3根接头抗拉强度试验的结果全部符合《钢筋机械连接技术规程》（JGJ 107-2010）的有关规定时，该批接头外观质量可以验收。对于裁割试件以后的空缺钢筋应及时采用适当的形式（焊接、机械连接、绑扎等）予以补上。
（6） 资料：按照检验批数量及实际，填写《滚轧直螺纹钢筋连接接头》（JG 163-2004）中的附录E“现场钢筋接头连接质量记录表”。
四、施工现场钢筋连接接头的抽样检验及不合格批次的处理
现场抽样检验是钢筋连接施工质量得以保证的重要环节，它是对现场钢筋丝头加工制作和钢筋连接施工操作的综合检验。
（1） 钢筋连接接头的现场检验按检验批进行。同一施工条件下
采用同一材料的同等级同型号同规格接头，以连续生产的500个接头为一个检验批进行检验和验收，不足500个的也按一个检验批计算。
（2） 对每一检验批接头，应于正在施工的工程结构中随机截取3根接头试件，按设计要求的等级进行抗拉强度检验。原接头位臵应采用同等规格的钢筋进行绑扎连接、焊接或机械连接等方法补接。
（3） 钢筋连接接头单向拉仲试验的结果应符合《钢筋机械连接
技术规程》（JGJ 107-2010）的有关规定，试验方法应符合《金属材料 拉伸试验》（GB/T228.1-2010）的规定。
（4） 在现场连续检验10个检验批，当其全部单向拉伸试件均
一次抽样合格时，检验批接头数量可扩大为1000个。 （5） 对抽检不合格的接头验收批，应由建设方会同设计等有关
方面研究后提出处理方案，如：采取补救措施后重新验收、设计单位决定能否降级使用、增补钢筋、拆除后重新制作以及其他有效措施。
五、直螺纹接头应用中的误区
1、连接接头等级越高越好
机械接头的选用要兼顾安全性和经济性，一般等级越高，其安全性提高，但经济性下降。设计如要求等级，可以按《钢筋机械连接技术规程》（JGJ 107-2010）第4.0.1条中对各等级接头的应用范围选用。一般结构选用Ⅱ级接头就可满足安全性和经济性要求。实际工程中，由于Ⅰ级接头强度和变形性能要求太高以及受现场施工操作水平的影响，施工单位也不愿意使用Ⅰ级接头，以免出现接头抽样试验不合格的情况。
2、高等级接头应用部位及接头百分率不受限制
高等级接头再接近整体钢筋性能，也是一种不连续的连接。其应用部分、限制百分率、GB 50201-2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》（2011年版）第5.4.5条明确指出：“当受力钢筋采用机械连接接头或焊接接头时，设臵在同一构件内的接头宜相互错开。”第5.4.5条的后半部分列举了3种情况，规定了其纵向受力钢筋的接头百分率，受拉区和框架核心区以及随受动荷载的应力复杂构件的机械接头百分率均控制在50%以内。受压钢筋没有说明，实际上偏心受压构件中也会出现受拉应力，所以控制钢筋机械接头百分率应按最大50%执行。《钢筋机械连接技术规程》（JGJ 107-2010）第4.0.3条也对机械接头的同一连接和接头百分率作出了说明，比GB 50204-2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》（2011年版）要详细，其中Ⅰ级接头的设臵为高应力部位的100%连接留出了可能，但也仅仅是在高应力部位，而非高应力和大变形兼具部位。 在工程应用中，会经常碰到框架结构有设备层的情况，柱钢筋下料接头无法错开就会出现在梁柱核心区内，这是可以的，但“当无法避开时”，应采用Ⅱ级接头或Ⅰ级接头，且接头百分率不应大于50%。
3、拧紧力矩越高越好
对于直螺纹连接的钢筋接头，钢筋丝头在连接套筒中间对顶锁紧，再加以适度的拧紧力矩，可消除螺纹配合间隙，提高钢筋接头的抗变形能力。但对于小直径钢筋来说，接头拧紧力矩不宜过大，力矩过大有可能使连接套筒和钢筋丝头内产生过大的自锁应力，使钢筋丝头螺纹或钢筋直螺纹连接套筒螺纹承载能力降低。应使用专用的力矩扳手，检验前调整力矩扳手的力矩值至所需检验钢筋规格对应的力矩值，然后将力矩扳手与钢筋或连接套筒固紧，均匀扳动扳手，当听到“咔哒”的响声时，即停止加力，此时钢筋接头的拧紧力矩值已达到规定值。
